食品化学食品添加剂

1、1 第一节第一节 概述概述 剂 它们必须有确切的规格和能提供下述四种功能之一或几种： （1）保持营养质量； （2）为具有特殊膳食需求的食品消费群体提供某种必需的配料； （3）有助于保持食品质量或改进食品感官品质； （4）提供一种操作助剂。 2 第一节第一节 概述概述 1 含量较少，分离纯化困难， 生产成本高。 2 稳定性较差 3 染着力较差，染着不易均匀。 4 专用性较强，应用局限性。 1 物质本身的化学结构和理化性质 2 有效浓度 3 作用时间 3 2 食品添加剂的作用很多，基本可以归结为以下几个方面：食品添加剂的作用很多，基本可以归结为以下几个方面： （1）增加食品的保藏性能，延长保质期，

2、防止微生物引 起的腐败和由氧化引起的变质。 （2）改善食品的色香味和食品的质构如色素、香精、各 种调味品、增稠剂和乳化剂等。 （3）有利于食品的加工操作，适应机械化、连续化大生 产。如用葡萄糖酸内酯作为豆腐凝固剂，有利于大规 模生产安全、卫生的盒装豆腐。 （4）保持和提高食品的营养和保健价值。如营养强化剂、 食品功能因子等。 4 第一节第一节 概述概述 3 5 4食品添加剂的使用标准食品添加剂的使用标准 我国在1997年2月1日正式实施的国家标准：GB2760 1996食品添加剂使用卫生标准 第一节第一节 概述概述 该标准提供了安全使用食品添加剂的定量指标 ，它 包括允许使用的食品添加剂品种，

3、使用目的(用途)，使 用范围(对象食品)，以及最大使用量(或残留量)，有的还 注明使用方法。最大使用量以gkg为单位。 该标准的制定是以食品添加剂使用情况的实际调查 与毒理学评价为依据。为了消费者的利益，凡生产、经 营、使用食品添加剂者均要严格执行。 6 5 食品添加剂的安全性和卫生管理食品添加剂的安全性和卫生管理 任何一种新食品添加剂都应对其进行毒理学评价， 我国卫生部公布了食品安全性毒理学评价程序，分 为四个阶段： 第一阶段急性毒性试验。 第二阶段蓄积毒性试验，致突变试验及代谢试验。 第三阶段亚慢性毒性试验（包括繁殖，致畸试验）。 第四阶段慢性毒性试验 （包括致癌试验）。 7 急性毒性试验

4、是指给予一次较大的剂量后，对动物产生的作用进行判 断。通过急性毒性试验可以考查摄入该物质后在短时间内所呈现的毒性， 从而判断对动物的致死量（LD）或半数致死量（LD50）。半数致死量是通 常用来粗略地衡量急性毒性高低的一个指标。是指能使一群试验动物，中 毒死亡数达到一半所需的剂量，其单位是毫克/千克（体重）。对于食品添 加剂来说，主要采用经口服的半数致死量。受试物质的毒性分级如表。 毒性级别LD50大白鼠毒性级别LD50大白鼠 极剧毒15000 经口服半数致死量与毒性分级经口服半数致死量与毒性分级 (单位：单位：mg/kg) 慢性毒性试验是指少量受试物质长期作用下所呈现的毒性，从而可确 定受试

5、物质的最大无作用量和中毒阈剂量。慢性毒性试验在毒理研究中占 有十分重要的地位，对于确定受试物质能否作为食品添加剂使用具有决定 性的作用。最大无作用量（MNL）又称最大无效量、最大耐受量或最大安 全量，是指长期摄入该物质仍无任何中毒表现的每日最大摄入剂量，其单 位是毫克/公斤（体重） 8 对某种食品添加剂来说，其使用情况制定标准的一般 程序如下： （1）由动物毒理学试验确定最大无作用剂量（MNL）。 （2）从动物毒理学试验结果，确定人体每日允许摄入量 （ADI）。人体和动物存在差异，故应定出一个合理的系数， 一般把动物的最大无作用剂量（MNL）除以100（安全系 数），求得人体的每日允许摄入量。

6、 （3）将每日允许摄入量ADI乘上平均体重就得到一个人的 每日允许摄入总量。 9 第二节第二节 防腐剂（防腐剂（antiseptic ） 大多数食品的 保藏是通过 热加工 冷冻 干燥 发酵 冷藏 使用防腐 剂的情况 当不能采取热处理方法加工产品时 作为其他保藏方法的一个补充以减轻 其他处理方法的强度，同时使产品的质 构、感官或其他方面的质量得到提高 在一定条件下，配合使用 防腐剂作为一种保存辅助 手段，对防止某些易腐食 品的变质有显著的效果， 而且使用简便，一般不需 要特殊设备，所以现阶段 防腐剂在食品防腐方面尚 起着一定的作用。 10 第二节第二节 防腐剂（防腐剂（antiseptic ）

7、11 第二节第二节 防腐剂（防腐剂（antiseptic ） 12 第二节第二节 防腐剂（防腐剂（antiseptic ） 常用的防腐剂是有机酸（如苯甲酸、山梨酸 和脱氢醋酸），以分子形式并发挥防腐作用， 所 以只有pH较低时有利于 防腐剂的抑菌。苯甲酸 （3.05.0）、山梨酸（5.5）、脱水醋酸（6.5）。 一般来讲微生物的污染情况较 低时防腐剂的抑菌效果就好，但当食 品中微生物污染严重时则防腐剂的抑 制效果差甚至完全不起作用，所以防 腐剂应及时加入并防止食品的二次污 染。 防腐剂均匀分布于整体之中才能发 挥抑菌作用，否则一处微生物大量繁殖 可以污染其它部分，最后导致整个食品 的腐败变质。

8、故此对于难溶防腐剂可以 采取碱溶、醇溶或热溶的方法溶解后加 入。 13 防腐剂与物理保藏如冷藏、加热、辐射等结 合一起更能有效地发挥作用，如杀菌处理可 以将微生物数量降低；但注意的是多数防腐 剂可随水蒸汽一起挥发，故应在加热完成后 再加入，以免防腐剂的损失。 （1）协同作用：）协同作用：一种防腐剂抑 菌效果是有限的，当二种以上的 防腐剂共同应用时 ，其抑菌效果 会大大增强。 （2）增效作用：）增效作用：食品中的一些 成分本身无抑菌作用，但它们却 能增强或削弱防腐剂的抑菌能力， 如柠檬酸、葡萄糖酸、Vc等 。 （3）拮抗作用：）拮抗作用：降低防腐剂的 抑菌能力如CaCl2。 14 第二节第二节

9、防腐剂（防腐剂（antiseptic ） COOHCOONa 15 又称安息香酸，是白色有荧光的结晶体， 无味或略带安息香气味，天然存在于酸果蔓、梅干、 肉桂、丁香中是一种芳香族酸，有时候也可以作 为香料添加。 是苯甲酸的钠盐无味或略带安息香气味， 在空气中十分稳定，易溶于水。由于比苯甲酸更易溶 于水，因此比苯甲酸更常用。1克苯甲酸相当于1.18克 苯甲酸钠。 苯甲酸苯甲酸 苯甲酸钠苯甲酸钠 16 苯甲酸钠的防腐机理与苯甲酸相同。在酸性较强的食品 中，苯甲酸钠的防腐效果最好， 由于它具有亲油性，容易渗透细胞膜，进入细胞体内， 从而干扰了微生物细胞膜的通透性抑制细胞膜对氨基酸的吸 收。 进入细胞

10、体内的苯甲酸分子，会被电离酸化，抑制细胞 的呼吸酶系的活性，阻止乙酰辅酶A缩合反应，从而起到食品防 腐的目的。 17 18 19 CH3CH CHCH CH COOH CH3CH CHCH CH COOK 20 山梨酸化学名称为2,4一己二烯酸，又名花楸酸。 n山梨酸：山梨酸：山梨酸为无色针状结晶或白粉末状结晶，无 臭或稍带刺激性气味，耐光，耐热，但在空气中长期 放置，易被氧化变色，而降低防腐效果。山梨酸微溶 于水，而溶于有机溶剂，所以多用其钾盐。 山梨酸山梨酸 山梨酸钾山梨酸钾 山梨酸钾山梨酸钾：山梨酸钾为白色或淡黄色鳞片状结晶，易溶 于水。对霉菌、酵母及需氧菌有明显抑制作用，但对乳 酸菌及

11、厌氧性芽孢菌无效。有效pH值不超过6.5. 21 作用机理：作用机理： 山梨酸能与微生物酶系统中巯基结合，从而破坏许 多重要酶系，达到抑制微生物增殖及防腐的目的。 山梨酸对霉菌、酵母和好气性细菌均有抑制作用， 但对嫌气性细菌与嗜酸杆菌几乎无效。其防腐效果随 pH升高而降低。pH为8时丧失防腐作用，适用于pH在 5.5以下的食品防腐。 代谢：代谢： 山梨酸是一种不饱和脂肪酸，在机体内正常地参加 代谢作用，氧化生成二氧化碳和水，所以几乎无毒，是 一种比较安全的防腐剂。 22 使用注意事项使用注意事项 配制山梨酸溶液时，可先将山梨酸溶解在乙醇、 碳酸氢钠或碳酸钠的溶液中，随后再加入食品中。 山梨酸用

12、于需要加热的产品时，为防止山梨酸 受热挥发，应在加热过程的后期添加。 山梨酸在食品被严重污染，微生物数量过高的 情况下，不仅不能抑制微生物繁殖，反而会成为微生 物的营养物质，加速食品腐败，因此，应特别注意食 品卫生。 山梨酸与山梨酸钾同时使用时，以山梨酸计不得 超过最大使用量，不得延长保质期。由于1山梨酸钾 水溶液的pH为78，可使食品pH升高而不利于抑菌。 23 第三节第三节 甜味剂（甜味剂（ sweeteners ） 24 第三节第三节 甜味剂（甜味剂（ sweeteners ） O C S O2 NNa 25 NHSO3Na 26 NH2CHCO COOH NHCHCOOCH3 CH2

13、27 28 第三节第三节 甜味剂（甜味剂（sweeteners ） 29 第四节第四节 抗氧化剂抗氧化剂 定义：抗氧化剂是能阻止或推迟食品氧化，提高稳定性和 延长贮存期的一类食品添加剂。 对于含油较多的食品来说，氧化是导致食品质量变劣的 主要因素之一。油脂氧化可影响食品的风味和引起褐变， 破坏维生素和蛋白质，甚至还能产生有毒有害物质。 一、概述 30 根据作用 机理可将 抗氧化剂 分成两类 第一类为主 抗氧化剂 是一些酚型化合物又叫酚型抗氧化剂， 它们是自由基接受体，可以延迟或抑制 自动氧化的引发或停止自动氧化中自由 基链的传递。食品中常用的主抗氧化剂 是人工合成品，包括丁基羟基茴香醚 （BH

14、A）、丁基羟基甲苯（BHT）、倍 酸丙酯（PG）以及叔丁基氢醌（TBHQ） 等。有些食品中存在的天然组分也可作 为主抗氧化剂，如生育酚是通常使用的 天然主抗氧化剂。 第二类抗氧 化剂又称为 次抗氧化剂 这些抗氧化剂通过各种协同作用，减慢 氧化速率也称为协同剂，如柠檬酸、抗 坏血酸、酒石酸以及卵磷脂等。 二、分类 31 三、常用抗氧化剂 1 丁基羟基茴香醚（Butyl-Hydroxy-Anisol） 丁基羟基茴香醚 又称为特丁基羟基茴香醚， 简称为BHA，特丁基羟基茴香醚 为白色或微黄色蜡样结晶状粉末， BHA具有典型的酚味，当油受到 高温时，酚味就相当明显了。 它通常是3-BHA和2-BHA两

15、 种异构体混合物。熔点为57 65，随混合比不同而异，如3- BHA占95%者，熔点为62。 32 BHA对热相当稳定，在弱碱性的条件下不容易破坏， 这就是它在焙烤食品中，仍能有效使用的原因。与金属 离子作用不着色。 3-BHA的抗氧化效果比 2-BHA 强1.5-2倍，两者混合 后有一定的协同作用，因此，含有高比例的3-BHA混合 物，其效力几乎与纯3-BHA相仿。商品BHA中3-BHA大 于 90%。 实验证明BHA的抗氧化效果在低于0.02%时随浓度的 增高而增大，而超过0.02%时，其抗氧化效果反而下降。 -浓度过高或过低均不利。 三、常用抗氧化剂 1 丁基羟基茴香醚（Butyl-Hy

16、droxy-Anisol） 33 2 二丁基羟基甲苯（Dibutyl Hydroxy Toluene） 三、常用抗氧化剂 1 丁基羟基茴香醚（Butyl-Hydroxy-Anisol） 又称2,6-二特丁基对甲酚，简称为BHT，BHT为白色 结晶或结晶性粉末，无味，无臭，熔点69.570.5（其 纯品为69.7），沸点为265，不溶于水及甘油，能溶于 有机溶剂。性质类似BHA，对热稳定，与金属离子不反应 着色。具有升华性，加热时能与水蒸气一起挥发。抗氧化 作用较强，耐热性较好，普通烹调温度对其影响不大。用 于长期保存的食品与焙烤食品效果较好。价格只有BHA的 1/51/8，为我国主要使用的合成

17、抗氧化剂品种。 BHT 34 四四 抗氧化剂的使用注意事项抗氧化剂的使用注意事项 （1）添加时机）添加时机 从抗氧化剂的作用机理可以看出，抗氧化剂只能 阻碍脂质氧化，延缓食品开始败坏的时间，而不能改 变已经变坏的后果，因此抗氧化剂要尽早加入。 油炸食品通常能吸收大量的脂肪，因此，必须不断地 将新鲜脂肪加入油炸锅，与此同时，新鲜的抗氧化剂也被 引入，以取代因水蒸气蒸馏而造成的损失。常在炸油中加 入10mgkg以下的甲基聚硅氧烷，虽然它不是抗氧化剂， 对终产品的稳定性没有直接的影响，然而它能在油的表面 形成一个不溶解的膜，防止油脂暴露在空气中，从而在油 炸过程中保护了热的油脂。 35 四四 抗氧化

18、剂的使用注意事项抗氧化剂的使用注意事项 （1）添加时机）添加时机 （2）适当的使用量）适当的使用量 和防腐剂不同，添加抗氧化剂的量和抗氧化效果并不总 是正相关，当超过一定浓度后，不但不再增强抗氧化作用， 反而具有促进氧化的效果。例如，生育酚在较低的浓度，即 相当于它在粗植物油中的浓度，就能产生很高的效力，但在 某些条件下，生育酚有具有助氧化作用，如当 -生育酚（TH2） 浓度较高时，根据下列反应形成自由基产生助氧化作用： ROOH + TH2 = RO+ TH+ H2O 36 四四 抗氧化剂的使用注意事项抗氧化剂的使用注意事项 （1）添加时机）添加时机 （2）适当的使用量）适当的使用量 （3）

19、抗氧化剂的协同作用）抗氧化剂的协同作用 凡两种或两种以上抗氧化剂混合使用，其抗氧化效果往 往大于单一使用之和。这种现象称为抗氧化剂的协同作用。 一种由于不同抗氧化剂可以分别在不同的阶段终止油脂氧化的链锁 反应。 另一种协同作用即主抗氧化剂同其他抗氧化剂和金属离子螯合剂复 合使用，例如抗坏血酸可以作为主抗氧化剂再生剂（电于给予体）、 氧的清除剂、金属螯合剂、其氧化褐变产物也具有抗氧化活性。上 述两种协同作用已被实践证明，并在油脂抗氧化中普遍采用。 37 四四 抗氧化剂的使用注意事项抗氧化剂的使用注意事项 （1）添加时机）添加时机 （2）适当的使用量）适当的使用量 （3）抗氧化剂的协同作用）抗氧化

20、剂的协同作用 （4）溶解与分散）溶解与分散 抗氧化剂在油中的溶解性影响抗氧化效果，如水溶性的 抗坏血酸可以用其棕榈酸酯的形式用于油脂的抗氧化。油溶 性抗氧化剂常使用溶剂载体将它们并入油脂或含脂食品，这 些溶剂是丙二醇或丙二醇与甘油一油酸酯的混合物。 38 四四 抗氧化剂的使用注意事项抗氧化剂的使用注意事项 （1）添加时机）添加时机 （2）适当的使用量）适当的使用量 （3）抗氧化剂的协同作用）抗氧化剂的协同作用 （4）溶解与分散）溶解与分散 （5）金属助氧化剂和抗氧化剂的增效剂）金属助氧化剂和抗氧化剂的增效剂 过渡元素金属，特别是那些具有合适的氧化还原电位的三价或多价的 过渡金属（Co、Cu、F

21、e、Mn、Ni）具有很强的促进脂肪氧化的作用被称 为助氧化剂。所以必须尽量避免这些离子的混入，然而由于土壤中存在或 加工容器的污染等原因，食品中常含有这些离子。 通常在植物油中添加抗氧化剂时，同时添加某些酸性物质，可显著提 高抗氧化效果，这些酸性物质叫做抗氧化剂的增效剂。如柠檬酸、磷酸、 抗坏血酸等，一般认为是这些酸性物质可以和促进氧化的微量金属离子生 成螯合物，从而起到钝化金属离子的作用。 39 （6）避免光、热、氧的影响）避免光、热、氧的影响 四四 抗氧化剂的使用注意事项抗氧化剂的使用注意事项 （1）添加时机）添加时机 （2）适当的使用量）适当的使用量 （3）抗氧化剂的协同作用）抗氧化剂的

22、协同作用 （4）溶解与分散）溶解与分散 （5）金属助氧化剂和抗氧化剂的增效剂）金属助氧化剂和抗氧化剂的增效剂 40 使用抗氧化剂的同时还要注意存在的一些促进脂肪氧 化的因素，如光尤其是紫外线，极易引起脂肪的氧化，可 采用避光的包装材料，如铝复合塑料包装袋来保存含脂食 品。 加工和贮藏中的高温一方面促进食品中脂肪的氧化。 另一方面加大抗氧化剂的挥发，例如BHT在大豆油中经加 热至170，90分钟，就完全分解或挥发。 大量氧气的存在会加速氧化的进行，实际上只要暴露 于空气中，油脂就会自动氧化。避免与氧气接触极为重要， 尤其对于具有很大比表面的含油粉末状食品。一般可以采 用充氮包装或真空密封包装等措

23、施，也可采用吸氧剂或称 脱氧剂，否则任凭食品与氧气直接接触，即使大量添加抗 氧化剂也难以达到预期效果。 （6）避免光、热、氧的影响）避免光、热、氧的影响 41 4食品添加剂的使用标准食品添加剂的使用标准 我国在1997年2月1日正式实施的国家标准：GB2760 1996食品添加剂使用卫生标准 第一节第一节 概述概述 该标准提供了安全使用食品添加剂的定量指标 ，它 包括允许使用的食品添加剂品种，使用目的(用途)，使 用范围(对象食品)，以及最大使用量(或残留量)，有的还 注明使用方法。最大使用量以gkg为单位。 该标准的制定是以食品添加剂使用情况的实际调查 与毒理学评价为依据。为了消费者的利益，

24、凡生产、经 营、使用食品添加剂者均要严格执行。 42 5 食品添加剂的安全性和卫生管理食品添加剂的安全性和卫生管理 任何一种新食品添加剂都应对其进行毒理学评价， 我国卫生部公布了食品安全性毒理学评价程序，分 为四个阶段： 第一阶段急性毒性试验。 第二阶段蓄积毒性试验，致突变试验及代谢试验。 第三阶段亚慢性毒性试验（包括繁殖，致畸试验）。 第四阶段慢性毒性试验 （包括致癌试验）。 43 第二节第二节 防腐剂（防腐剂（antiseptic ） 大多数食品的 保藏是通过 热加工 冷冻 干燥 发酵 冷藏 使用防腐 剂的情况 当不能采取热处理方法加工产品时 作为其他保藏方法的一个补充以减轻 其他处理方法的强度，同时使产品的质 构、感官或其他方面的质量得到提高 在一定条件下，配合使用 防腐剂作为一种保存辅助 手段，对防止某些易腐食 品的变质有显著的效果， 而且使用简便，一般不需 要特殊设备，所以现阶段 防腐剂在食品防腐方面尚 起着一定的作用。 44 45 CH3CH CHCH CH COOH CH3CH CHCH CH