食品添加剂复习资料

第一章 食品添加剂 绪论一、食品添加剂的概念、分类及要求1、食品添加剂：为改善食品品质和色、香、味，以及为防腐和加工工艺的需求而加入食品中的化学合成或天然物质。2、食品营养强化剂：为增加营养成分而加入食品中的天然的或人工合成的属于天然营养素范围的食品添加剂。 3、食品添加剂的作用：a 它能够改善食品的品质，提高食品的质量，满足人们对食品风味、色泽、口感的要求。b它能够使食品加工制造工艺更合理、更卫生、更便捷，有利于食品工业的机械化、自动化和规模化。c它能够使食品工业节约资源，降低成本，在极大地提升食品品质和档次的同时，增加其附加值，产生明显的经济效益和社会效益。4、食品添加剂的分类：（1）按来源分为天然（以动植物或微生物的代谢产物为原料加工提纯而获得的天然物质）和化学合成（采用化学手段、通过化学反应合成的食品添加剂）（2）按用途分为23类：酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、胶姆糖基础剂、着色剂、护色剂、乳化剂、酶制剂、增味剂、面粉处理剂、被膜剂、水分保持剂、营养强化剂、防腐剂、凝固剂、甜味剂、增稠剂、其他、香精香料、加工助剂 （3）按食品添加剂的安全评价：根据毒理资料评价食品添加剂的毒性分A、B、C三类：A1:已制订ADI值或无需ADI值，毒理清楚A2:已制订ADI值或无需ADI值，毒理不完善 B1:未制订ADI值，毒理不完善 B2:未经JECFA评价，毒理不完善C1:经过JECFA评价, 认为食品中使用不安全C2:经过JECFA评价, 应严格控制使用范围5、食品添加剂的要求：见P6第二章 食品添加剂的安全使用一、毒理学评价的内容、方法及四个阶段1、毒理学评价的内容：a食品添加剂的化学结构、理化性质和纯度，在食品中的存在形式以及降解过程和降解产物。b食品添加剂随同食品被机体吸收后，在组织器官内的贮留分布、代谢转变及排泄状况。c食品添加剂及其代谢产物在肌体内引起的生物学变化，即对肌体可能造成的毒害及其机理。2、毒理学评价的方法：实验研究（理化、生理或生化分析检验，动物毒性实验（急性毒性实验、慢性毒性实验、一系列特殊实验） 人体观察（指由于嗜好、治疗、操作或偶发事件等原因已有人摄取某物质的情况，不应该有意识地对人体进行实验）3、毒理学评价的四个阶段第一阶段：急性毒性实验（一次给予受试物或在短期内多次给予受试物所产生的毒性反应）实验目的：测定LD50，了解受试物的毒性强度、性质和靶器官； 为蓄积毒性实验和亚慢性毒性实验的剂量与毒性判定指标的选择提供依据。注：LD50半数致死量ADI值：以人的体重（kg）为基准，指人类每天摄入某种物质直至终生，而不产生可检测到的、对健康产生危害的剂量评价食品添加剂毒性的首要指标，mg/(kg体重.日) 第二阶段：遗传毒理学实验（蓄积毒性、致突变实验和代谢实验）实验目的：蓄积毒性实验了解受试物在体内的蓄积情况；致突变实验对受试物是否具有致癌作用的可能性进行筛选。第三阶段：亚慢性毒性实验（了解实验动物在多次给予受试物所引起的毒性作用）实验目的：初步确定MNL（对动物某项毒理学指示不显示毒性的最大剂量，mg/kg体重）；了解受试物对动物繁殖即对子代的致畸作用；为慢性实验和致癌实验的剂量选择提供依据。第四阶段：慢性毒性实验（致癌实验，观察实验动物长期摄入受试物所产生的毒性反应）实验目的：了解经长期接触受试物后出现的毒性作用，尤其是进行性和不可逆的毒性作用 以及致癌作用，最后确定MNL。阶段试验内容目的观察期一急性毒性直接喂养中毒剂量，毒性强度，确定LD50值7 d二遗传(积蓄毒性)30 d喂养致畸（培养淋巴细胞染色体畸变）30 d三亚慢性毒性90d喂养对代谢、繁殖的影响，间接提供ADI值90 d四慢性毒性长期喂养致癌、遗传的影响，确定MNL值2年二、毒理学试验的参数1、MNL（对动物某项毒理学指示不显示毒性的最大剂量，mg/kg体重）极性毒性指标2、ADI值：以人的体重（kg）为基准，指人类每天摄入某种物质直至终生，而不产生可检测到的、对健康产生危害的剂量评价食品添加剂毒性的首要指标，mg/(kg体重.日) ADI=MNL/100ADI的分类：类别ADI：指对毒性作用类似的几种化合物用于食品时所制定的ADI，用以限制其累加摄入。ADI无需规定：毒性很低，不必制定具体ADI。暂定ADI：安全资料有限，要求进一步提供所需安全性资料。使用较大的安全系数（通常为1002），并规定有效期。ADI不能提出：安全性资料不充分，不能制定ADI。3、LD50(半数致死量、半致死剂量、致死中量) ：指一组受试动物经口一次或在24h多次染毒后，能使受试动物中有半数（50%）死亡的剂量， mg/Kg体重。急性毒性指标LD50 10倍的人摄入量，可进行进一步毒理学实验4、 GRAS（一般公认安全）：列入GRAS者为安全性较大的食品添加剂。FDA：300多种食品添加剂（不包括香料） FEMA：1754种香料 GRAS物质至少满足下述条件之一：某一天然食品中存在； 在人体内极易代谢（一般剂量范围内）；其化学结构与某一已知安全物质非常近似；在较大地理范围内证实已有长期安全食用历史，如：30年以上同时具备以下各点：a.在某一国家最近已使用10年以上；b.在任何最终食品中平均最高用量不超过10mg/kg；c.在美国的年消费量低于454kg；d.从化学结构、成份或实际应用中，均证明在安全性方面没有问题。三、添加剂最大用量的确定1、动物试验 ，确定MNL （mg/kg） 2、以安全系数推算：ADI MNL 1/100 3、标准体重者日均用量 A = ADI 60（kg） 4、膳食需要摄入食品总量C5、算出每种食品含有该物质的最高允许量 D； 6、制定出该种添加剂在每种食品中的最大使用量 E。（ED）第三章 食品防腐剂一、防腐剂的概念、分类1、防腐剂具有杀灭微生物或抑制微生物增殖作用、延长食品的保藏期的一类化学物质的总称。（高效、使用方便、投资少及不改变食品的形态品质）2、食品防腐剂的分类：（1）天然防腐剂（效价低、用量大、抗代谢性能差、抗菌时效短等 ）和合成防腐剂（效果好，但往往带有一定的毒性） （2）有机化学防腐剂（苯甲酸类、山梨酸类、对羟基苯甲酸酯类、丙酸类）和无机化学防腐剂（SO2及亚硫酸盐类、亚硝酸盐类） （3）杀菌剂和抑菌剂二、影响防腐效果的因素P25（1）pH值与水分活度：pH值：影响电离平衡；水分活度，细菌和霉菌的生长 （2）防腐剂的溶解与分散程度根据具体腐败情况：分散于食品表面或溶解后分散于食品中;防腐剂在不同相中（油和水）的分配系数（3）防腐剂的抑菌范围和配合使用：没有一种防腐剂能抑制所有的微生物，会产生耐药性复配：扩大其抑菌作用范围，避免一些微生物产生抗药性。 增加或相加效应：各单一物质的效果简单的加在一起增效或协同效应：使用混合防腐剂的抑菌浓度比各单一物质的要低对抗或拮抗效应：使用混合防腐剂的抑菌浓度要高于各单一物质的浓度（4）食品的染菌程度：食品污染，原始菌数，防腐效果。 微生物的增殖过程：诱导期对数期，保持良好的卫生条件，降低食品中的原始菌数 （5） 防腐剂的使用时间：加入时间：微生物的诱导期 ；腐败的过程：不可逆 （6） 食品的原料和成份的影响 香味剂、调味剂、乳化剂等：抗菌作用； 食盐、糖类、乙醇：降低水分活度；食盐：干扰微生物中酶的活性； 某些成分起化学反应：失效或产生副作用 失效：亚硫酸盐与醛、酮反应，浓度 副作用：亚硝酸盐致癌物质亚硝胺 三、传统防腐剂的性质、特点 P34第四章 食品抗氧化剂一、抗氧化剂的概念、分类1、抗氧化剂：能够阻止或延缓食品氧化，以提高食品稳定性和延长贮存期的食品添加剂2、抗氧化剂的分类（1）按来源分天然（茶多酚、植酸、卵磷脂、VC等）和人工合成（BHA、BHT、PG、TBHQ）（2）按溶解性分油溶性（BHA、BHT、PG等）和水溶性（抗坏血酸、异抗坏血酸及其钠盐、植酸等）（3）按作用原理分自由基终止剂、还原剂、金属离子螯合剂、氧清除剂、过氧化物分解剂和酶抗氧化剂（4）按使用方式分外控型和内控型。二、影响抗氧化剂还原性的因素:光、热、氧、金属离子及在食品中的分散状态三、抗氧化剂的作用机理抗氧化剂发生化学反应，自身氧化，消耗食品内部和环境中的氧，减少食品体系的氧含量，从而使食品组织不被氧化； 抗氧化剂通过抑制或破坏氧化酶的活性而防止食品组织氧化变质；抗氧化剂给出电子或氢原子，使氧化过程中的链式反应中断，阻止氧化；将能催化、引起氧化反应的物质封闭； 油脂自动氧化过程如下： RH H + R不饱和脂肪酸 自由基 R + O2 ROO 自由基 氧分子 过氧化物游离基 ROO + RH ROOH + R过氧化物游离基 不饱和脂肪酸 过氧化物 自由基用抗氧化剂（AH）作为氢供给体代替不饱和脂肪酸RH，传递阶段使氧化反应中断：RH H + RR + O2 ROO ROO +RH ROOH + RROO + AH ROOH + A(抗氧化剂自由基)A + RH AH + R而是：A + A A2 或 ROO + A ROOA 第五章 食品着色剂一、食品着色剂的概念、分类1、食品着色剂：以食品着色为主要目的的食品添加剂，也称色素。（改善食品色调和色泽，激发人们的购买欲望，刺激人的食欲）2、食品着色剂的分类（1）人工合成色素：用人工化学合成方法所得到的有机色素。分为偶氮类色素【（油溶性色素和水溶性色素）、苋菜红、胭脂红、新红、诱惑红、柠檬黄 】和非偶氮类色素（赤藓红、日落黄、亮蓝、靛蓝）注：色淀：由水溶性着色剂沉淀（吸附）在不溶性基质上所制备的特殊着色剂着色部分：允许使用的合成色素。基质部分：二氧化铝（铝色淀）、二氧化钛、氧化钾、碳酸钙等植物色素：叶绿素、胡萝卜素等（2）天然色素：来源于天然物，利用一定的加工方法得到的有机色素来自生物界：叶绿素、辣椒红生物界动物色素：肌肉中的红色素来源人工合成：-胡萝卜素、核黄素 微生物色素：红曲霉素吡咯类：叶绿素水溶性多烯类：类胡萝卜素溶解性化学结构酮类：红曲色素、姜黄素油溶性醌类：胭脂虫红多酚类：花青素二、着色剂的发色机理物质显示颜色：被吸收光波颜色的互补色呈色原因：物质分子本身含有某些特殊的基团，即生色团（发色团），这些基团有：C=C、C=O、N=N、N=O等。生色团共轭时，发生红移；有些基团，如-OH、-OR、-NH2、-NR、-SR、-Cl、-Br等，他们本身的吸收波段在远紫外区，但这些基团与共轭键或生色基相连接，可使共轭键或生色基的吸收波移向长波长而显色，这些基团称为助色基（团）。着色剂：生色团+助色团 三、人工合成色素和天然色素的优缺点1、人工合成色素（1）优点：坚牢度大、稳定性好、色泽鲜艳、着色力强、适于调色、色调多样、易于溶解、品质均一、无臭无味、价格便宜等 （2）缺点：毒性较大。合成过程中可能被砷、铅以及其他有害化合物污染；在人体代谢过程中可能产生有害物质2、天然色素（1）优点：对人体安全性较高 有些具有营养价值或具有药理作用 模仿天然物的颜色，着色比较自然 （2）缺点：溶解度差，不易染着均匀 染着性差，容易变色 坚牢度较差 有异味 难于调色 易受金属离子和水质影响 成分复杂，纯品成本较高 产品差异较大 性质不稳定，使用要加入保护剂 第六章 食品护色剂和漂白剂一、食品护色剂的定义（本身不具有颜色，但能使食品产生颜色或使食品的色泽得到改善、加强或保护的食品添加剂，也叫发色剂或呈色剂。 ）二、护色剂的护色机理常温下分解酸性（乳酸）+MbNOHNO2NaNO2MbNO亚硝酸菌遇热，-SHNaNO3亚硝基血色原（鲜红色，稳定）肌红蛋白氧化过程：肌红蛋白（Fe2+,稍暗的紫红色） 氧合肌红蛋白（MbO2,Fe2+,鲜红色）还原剂高铁肌红蛋白（Fe3+,褐色）氧化卟啉（绿色或黄色）硝酸的3个不利作用：与亚硝基反应；抑制亚硝基肌红蛋白的形成；将部分肌红蛋白氧化成高铁肌红蛋白三、漂白剂的定义、分类1、漂白剂：能破坏或抑制食品的发色因素，使食品的色素褪掉或使食品避免褐变的添加剂。 2、分类：（1）氧化漂白剂：作用比较强，将色素氧化分解后使之褪色，不会因空气中的O2作用再呈色；会破坏食品中的营养成分，残留量较大；作用有局限性，有些色素不被氧化； （2）还原漂白剂：作用比较缓和，具有一定的还原能力，可以防止食品在空气中因氧化而产生颜色；被漂白的色素物质又会因氧化重新显色四、还原漂白剂的作用1、抗氧化作用：具有还原性，消耗食品组织中的氧 2、漂白作用3、防腐作用：抑制好气性微生物的活性，或抑制一些微生物活动所必需的酶的活性4、抑制褐变（褐变天然食物进行加工、贮藏或受到机械损伤后，使原来的色泽变暗或变成褐色的现象；结果是导致营养价值降低，影响食品外观）第七章 食用香料和香精一、香精香料的作用1、赋香作用：本身没有香味的产品 2、增香作用：食品加工过程中香味成分挥发损失3、矫味作用：食品生产过程中产生令人不愉快的气味4、赋予产品特征：地方性、风味性食品 5、防腐、抑菌作用：天然防腐剂6、抗氧化作用：含有黄酮类、萜类、有机酸等成分 7、保健作用：对血液循环系统的作用二、食用香料的分类1、按来源和制造方法分：天然香料（通过物理方法从天然芳香植物或动物原料中分离得到的物质）、天然等同香料（用合成方法得到或由天然芳香原料经化学方法分离得到的物质）和人造香料（用化学合成方法得到的、其化学结构不存在于天然物的香味物质）2、呈香原因：物质分子含有一定的发香团（发香基）三、食用香精的分类、组成1、食用香精：又称为调和香料，是将一种或几种香料经过调配，加入溶剂、载体及某些食品添加剂组成的具有一定香型和浓度的混合体。2、食用香精的分类（1）按用途分焙烤食品香精、软饮料香精、糖果香精、肉制品香精、奶制品香精、调味品香精、快餐食品香精、酒用香精（2）按香型分水果香型、花香型、辛香型、乳香型、肉香型、蔬菜香型和酒香型（3）按性能分水溶性香精、油溶性香精、乳化香精和粉末香精3、食用香精的组成（1）根据各成分在香精中的不同作用 主香型：起主要香味作用的香料，是特征性香料，决定香精的香型，在香精中所占的比例不一定最多 辅助型：起协调或变调作用（合香剂使主体香明显突出；修饰剂使香型格调变化） 定香剂：调节香精中各种香料的挥发度（特征定香香料：沸点较高，不易挥发，稀释后还能保持特征香味。特征定香香料：沸点较高，不易挥发，稀释后还能保持特征香味。） 稀释剂：稀释作用，常用乙醇或异丙醇注：一种香料在一种香精中可能有几种作用；同一种香料在不同香精中可能起不用作用（2）根据香料香气的挥发性 头香香料：顶香，挥发度高、扩散力强，留香时间6h，占25-35%第八章 食品调味剂一、甜味剂1、甜味剂：赋予食品以甜味的食品添加剂。2、分类：（1）按来源分天然和人工合成甜味剂 （2）按营养价值分营养型和非营养型 （3）按化学结构和性质分糖类甜味剂和非糖类甜味剂3、以相对甜度来描述甜味剂的甜度 甜度甜味剂甜味的高低、强弱。相对甜度以蔗糖为基准进行比较的甜度测定相对甜度的方法：极限浓度法：将甜味剂配成可被感觉出甜味的最低浓度相对甜度法：将甜味剂与蔗糖配成相同的浓度，以蔗糖溶液为标准比较该甜味剂的甜度3、影响甜度的因素：甜味剂的浓度：浓度，甜度，但可能出现苦味甜味剂的粒度：粒度小，溶解速度快温度：温度，甜度低 介质影响二、酸味剂（赋予食品酸味的食品添加剂）1、影响酸味的因素：（1）酸的强度与刺激阈（感官上能尝出酸味的最低浓度） （2）温度：在常温时的阈值与0时相比 （3）其他调味剂的影响（与甜味剂有消杀现象；与咸味、苦味一般无消杀现象；与涩味物质并用，能增强酸味）2、酸味剂在食品中的作用：（1）调酸（酸度表示方法：滴定酸度、pH值，pH值5，有酸感； pH值 9。（4）按来源分天然乳化剂：少，磷脂等。 合成乳化剂3、乳化剂的HLB值（亲水亲油平衡值）规定：亲油性100%，HLB0（石蜡为代表）；亲水性100%，HLB20（油酸钾为代表）HLB在 l20之间，适用非离子型乳化剂用途1.5-3 消泡作用3.6-6 乳化作用7-9 湿润作用8-18 乳化作用13-15 清洗作用 （洗涤剂）15-18 增溶作用 （增溶剂） 水溶性1-3 水中不溶解3-6 水中稍分散8-9水中乳化分散10-13 半透明-透明分散13以上 水中溶解并透明（1）混合乳化剂的HLB值 具有加和性 HLB= HLBa A%+ HLBbB% +适用于非离子型乳化剂4、影响乳化剂性质的因素HLB; ;烷基：亲油性强弱：脂肪基带脂烃链的芳香基芳香基带弱亲水性的亲油基物料结构：越相似越好 ; 乳化剂结构：亲水性基团的位置; 相对分子质量：分子量大，分散能力好5、乳化稳定作用机理:：界面吸附定向排列形成胶团6、乳化剂在食品中的作用（1）乳化稳定作用 ：防止油水分离，防止糖、油脂起霜，防止蛋白质凝集和沉淀。（2）发泡和充气作用（增加气体和液面接触的面积） （3）破乳和消泡作用（HLB小的乳化剂，吸附层不稳定）（4）对晶体的影响（使晶粒细小，干扰晶体生成） （5）与淀粉作用（降低淀粉的结晶程度，防止淀粉老化）（6）与蛋白质络合作用（将面筋Pr连接起来，增强面团持气性） （7）抗菌保鲜作用（形成保护膜）第十章 食品增稠剂一、掌握增稠剂的分类食品增稠剂指能溶解于水中，并在一定条件下充分水化形成黏稠、滑腻或胶冻溶液的大分子物质，又称食品胶（化学成分为天然多糖及其衍生物或蛋白质）1、增稠剂的分类树胶：阿拉伯胶、刺梧桐胶等种子胶：瓜尔豆胶、槐豆胶等海藻胶：海藻酸钠、琼脂等植物天然其他：果胶、魔芋胶等动物：明胶、酪蛋白酸钠、甲壳素微生物：黄原胶人工合成：CMC、聚丙烯酸钠、变性淀粉等二、了解各种增稠剂的性质和应用1、增稠剂的作用：提高食品的黏稠度、有的会形成凝胶兼有乳化、稳定或使呈悬浮状态2、各类增稠剂的特性：3、增稠剂的性质：（1）黏度性质：多数随浓度，溶液黏度，浓度低高，牛顿液体假塑性。（2）凝胶性质：浓度达到凝胶临界浓度以上时，水溶液温度降低，形成不流动的半固体物质凝胶第十一章 食品酶制剂一、掌握酶制剂的分类和命名1、酶制剂：将酶从生物组织（或细胞）以及发酵液中提取出来，精制加工成具有一定纯度的生化制品 食品酶制剂：用于加速食品加工过程和提高食品产品质量的酶制剂2、酶的分类（1）氧化还原酶：AH2 + BA + BH2 例如：多酚氧化酶、脂肪氧化酶，乳酸脱氢酶（2）转移酶类：A-R + BA + B-R 例如：淀粉磷酸化酶、天冬氨酸转氨酶（3）水解酶类：A-B + H2O AOH + BH 例如：淀粉酶、蛋白酶、果胶酶等（4）裂解酶类：A-B A + B 例如：天冬氨酸脱氨酶（5）异构酶类：AB 例如：葡萄糖异构酶（葡萄糖果糖）（6）合成酶类：A + B + ATPAB + ADP(AMP) +磷酸3、酶的命名：（1）习惯命名法：按酶的来源：胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶；按酶催化底物：蛋白酶、淀粉酶、果胶酶；按催化反应的性质：多酚氧化酶、乳酸脱氢酶。特点：简单，但缺乏系统性，有时出现一酶数名或一名数酶的现象。 （2）系统命名法：酶的系统命名（标明酶的底物和反应性质）和4个数字分类的酶编号 例如：ATP + D-葡萄糖ADP + D-葡萄糖-6-磷酸 （命名ATP：葡萄糖磷酸转移酶；酶编号：EC.2.7.1.1 ）二、掌握酶制剂在食品中的作用1、改进食品的加工方法：例如，酱油生产：曲霉酿造法酶法；葡萄糖生产：酸法酶法2、创立食品加工的新技术：固定化酶技术：生产连续化，酶制剂重复利用，降低生产成本。3、改善食品加工条件：食品酶法加工生产条件都比较温和4、提高食品质量5、有助于降低食品加工成本三、了解各种常用酶制剂。1、食品常用酶制剂：（一）淀粉酶：-淀粉酶、-淀粉酶、糖化酶 -淀粉酶：（液化淀粉酶、-1,4糊精酶、高温淀粉酶）水解淀粉分子中的-1,4-葡萄糖苷键，一般-淀粉酶在pH值5.58稳定，作用温度范围在6090。 微生物生产菌种：枯草杆菌-淀粉酶（-1,4-葡聚糖麦芽糖水解酶）：从-1,4-糖苷键的非还原性末端顺次切下麦芽糖单位糖化酶（糖化（型）淀粉酶、葡萄糖淀粉酶）：从淀粉分子非还原性末端逐个将葡萄糖单位水解下来；对-1,4-糖苷键、-1,6-糖苷键、-1,3-糖苷键都有作用，最终产物为葡萄糖 酸性蛋白酶（最适pH4）按作用的PH 中性蛋白酶（最适pH6-7） 碱性蛋白酶（最适pH8-10）（二）蛋白酶：凝乳酶、木瓜酶按照分解多肽的方式 内肽酶：把大分子质量的多肽链从中间切断； 羧肽酶：从多肽的游离羧基末端水解 端肽酶： 氨肽酶：从多肽的游离氨基末端水解 （1）木瓜蛋白酶（从未成熟的木瓜果实的胶乳汁提制）：水解蛋白质能力强，几乎不能水解蛋白胨，作用温度5060，pH范围为5.010.0 （2）凝乳酶（皱胃酶）：在pH5.36.3最稳定，最适温度为3743 动物凝乳酶（小牛、羔羊皱胃酶）主要来源 植物凝乳酶（木瓜、无花果蛋白酶） 微生物凝乳酶（细菌凝乳酶）（三）其他酶：果胶酶、纤维素酶、脂肪酶、乳糖酶第十二章 食品营养强化剂一、营养强化剂的定义、种类1、食品营养强化剂：为增强营养成分而加入食品中的天然的或人工合成的属于天然营养素范围的食品添加剂。 2、食品营养强化剂的分类：氨基酸、维生素和矿物质3、添加营养强化剂的目的：平衡天然食品某些营养