精细化学品化学课件

第四章食品添加剂4.1概述4.2乳化剂4.3增稠剂4.4食用色素4.5防腐剂4.6抗氧剂4.7调味剂4.8生产现状与发展前景4.9复习FoodAdditive11.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要而加入食品中的化学合成或者天然物质。

2、食品添加剂的分类:1)按食品添加剂的来源进行分类2)按食品添加剂的用途进行分类

4.1概述2按来源分类天然食品添加剂化学合成食品添加剂利用动植物或微生物的代谢产物等为原料，经提取所获得的天然物质。采用化学手段，通过氧化、还原、缩合、聚合、成盐等合成反应而得到的物质。一般化学合成品人工合成天然等同物33.食品添加剂安全使用1）严格毒理学评价。

2）严格的质量标准。3）参与正常的代谢过程。4）应用量少，功效显著。5）选用符合相应的标准。5评价实验：1）急性毒性试验

将食品添加剂在不同剂量水平一次或多次给予试验动物(小鼠或大鼠等)，观察动物的中毒情况（中毒性质、症状、持续时间、死亡率和病理解剖）4.食品添加剂的毒性评价62）遗传毒理学实验

致突变试验是判断试验化合物致癌作用的可能性进行筛选。可用细菌诱变试验、微核试验、显性致死试验及DNA修复合成试验，可任选三种。根据试验结果确定是否进入下一步试验。74）慢性毒性实验

用不同性别的动物喂养2年以上，判断长期给予试验动物时，是否呈现毒性作用，尤其是进行性或不可逆的毒性作用，以及致癌作用，为能否应用于食品提供依据。

9LD50急性毒性大小的依据。

LD50指于既定动物实验期间和条件下统计学上使一群试验动物中毒死亡一半的投药剂量，以mg/kg表示。评价数据:LD5010半数致死量（LD50）判断食品添加剂安全性的第二种常用指标如食盐的LD50为5250mg/kg，味精的LD50为19900mg/kg。

毒性强度LD50（大鼠，经口，mg/kg）对人的推断致死量极大＜1约50mg大1~55~10g中50~50020~30g小500~5000200~300g极小5000~15000500g基本无害＞15000＞500g11ADI每日允许摄入量的简称，ADI的定义：依据人体体重，终生摄入一种食品添加剂而无显著健康危害的每日允许摄入的估计值，单位为每天每千克体重允许摄入的毫克数，用mg/kg·BW表示，简写mg/kg。评价食品添加剂安全性的首要和最终依据13获取ADI的数据动物实验MNLADI1/100~1/500ADI=MNL/100安全率人和动物之间的感受不同病人和幼弱者等耐力低下者某些食品添加剂之间在毒性方面有相加甚至相乘作用14糖精钠ADI值对小鼠的MNL值500mg/kg安全率1/100ADI值0~5mg/kg每人每天ADI值70kg350mg15问题在面包、饼干等食品中加入糖精钠150mg/kg是否安全？ ADI值为350mg/kg成人每天对面包、饼干的最高摄入量为0.5kg每人每天的最大摄食量相当于75mg为ADI值的21.4%17

凡是添加少量即能使互不相溶的液体（如油和水）形成稳定乳浊液的食品添加剂称为乳化剂。

乳化剂是食品添加剂中使用量较大的一类。1.乳化剂的HLB值 亲水亲油平衡值(HLB)：反映一个乳化剂的性质及用途。 HLB值越大,则表示其亲水性越强,如HLB越小,则表示其亲油性越强.4.2乳化剂18标准物质：石蜡HLB＝0，油酸HLB＝1，油酸钾HLB＝20，十二烷基磺酸钠HLB＝40；非离子型表面活剂一般HLB在l～20之间。HLB值具有加和性：

HLB值=(Wtl％×HLBl)+(Wt2％×HLB2)+……

一般的表面活性剂的HLB值与其水溶性及主要用途如图所示。

192.乳化剂在食品中的作用降低表面张力，阻止液滴合并，形成均匀溶液1）乳化作用

这是最主要的作用，可防止油水分离，防止糖、油脂起霜。2）对淀粉和蛋白质作用

乳化剂和淀粉形成稳定的复合物可延缓淀粉的老化。3）润湿和分散作用有利于食品在冷水或热水中速溶214）控制结晶作用

促使可可脂或小冰粒的结晶变得细微和均匀。

5）抗菌保鲜作用

蔗糖酯还有一定的抗菌作用，又如磷脂还有抗氧化作用。223.乳化剂的主要品种脂肪酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯、脂肪酸山梨醇酯、大豆卵磷酯、丙二醇酯等。应用范围：面包、糕点、糖果、饮料等食品中23在体内它可被消化成蔗糖和脂肪酸而被吸收。它是一种安全、无毒、无刺激，且易被生物降解的表面活性剂，因此在食品中的使用没有限制。2）脂肪酸蔗糖酯酯基数量不同及多个羟基存在使之HLB为3-16对热、酸碱不稳定。253）脂肪酸山梨醇酯是白色或黄色的液体或蜡状的非离子表面活性剂。分子中含有亲水性的山梨醇酯和憎水性的脂肪酸，即油酸、硬脂酸(十八烷酸)等。山梨糖醇酐脂肪酸酯(司盘Span)：其HLB值为4-8，ADI为0-25mg/kg聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯(吐温,Tween)：其HLB值为14.9-16.9，ADI为0-25mg/kg26

增稠剂是一类能提高食品粘度并改变性能的一类食品添加剂。增稠剂的种类很多,食品增稠剂应属于胶体,分子中应有许多亲水基,如－OH、－COOH、－NH2等，能与水产生水化作用。它经水化后以分子状态分散于水中，是属于亲水性高分子胶体物质。

4.3增稠剂29大多数系由含有多糖类粘稠物质的植物和海藻类制取。或从蛋白质的动物原料制取，少数是人工合成的。常用的植物及海藻来源的增稠剂有阿拉伯胶、琼脂（又名琼脂冻粉或洋菜）、海藻酸钠、海藻酸丙二醇酯、卡拉胶、果胶、麦芽糊精、羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠、淀粉衍生物动物来源增稠剂有明胶、酪蛋白酸钠。人工合成增稠剂聚丙烯酸钠301.增稠剂在食品中的作用1.增稠作用：2.胶凝作用：赋形剂

3.稳定作用：4.保水作用：311）果胶果胶是部分甲酯化的D－半乳糖酸通过1，4—甙键形成的一种线性多聚糖。有高甲酯化和低甲酯化果胶之分。不受添加量限制的公认安全的食品添加剂。从柑桔类果皮中提取果胶的原理是基于果胶质不溶于水，但在稀酸作用下可水解为可溶性果胶，加入一定量的乙醇使果胶从溶液中析出，经分离干燥即得果胶成品。2.主要品种322）海藻胶

海藻胶是从海带等褐色藻类藻体中提取的一种胶。是由甘露糖酸与葡萄糖酸通过1，4－甙键形成的线性高分子聚合物。最常用的是海藻酸钠，它不仅可用挂面制品等的增稠剂，而且还兼有营养和保健作用。作为增稠剂可用于罐头、冰洪淋和面条。海藻酸钠的制备方法是将海藻用碱处理，经浸出，加硫酸制成藻酸，然后用碱中和即成。333）明胶

明胶是动物含有的胶原蛋白质部分水解后得到的高分子多肽聚合物。明胶是一种无脂肪的高蛋白质，含有18种氨基酸，营养价值很高。因此应开发一些新的疗效食品。

344）琼胶

琼胶，又名琼脂，琼胶一般从石菜花、丝藻、小石菜花等红藻类植物中提提而得。琼胶具有较强的胶凝能力，与糊精或蔗糖共用时其胶凝强度升高。作为增稠剂，我国规定可用于各类食品，按生产需要适量使用。琼胶不参与人体代谢，无营养价值。354.4食用色素 用于食品着色的添加剂称为食用色素。其目的是增加对食品的嗜好及刺激食欲。食用色素按来源分为人工合成色素和天然色素两类。36天然色素1.苋菜红2.胭脂红3.柠檬黄4.靛蓝5.日落黄6.亮蓝7.新红8.赤藓红姜黄素虫胶色素红花黄色素叶绿素铜钠盐红曲色素胡萝卜素辣椒红素常用的着色剂合成色素37一.合成色素

1.分类 按其化学结构可分为：偶氮类和非偶氮类。 偶氮类色素按其溶解性不同又分为油溶性和水溶性两类。

合成色素有着色泽鲜艳、稳定性较好、宜于调色和复配、价格低的优点，因此，是我国食品、饮料的主要着色剂。381）柠檬黄 柠檬黄为橙黄色粉末它是食用黄色素中使用最多的。应用广泛，占全部食用色素使用量的1／4以上。

人体每日允许摄入量（ADI）＜7.5mg/kg体重。最大允许使用量为100mg/kg食品。2.品种392）胭脂红

胭脂红又名丽春红4R，是红色至深红色粉末，为国内外普遍使用的合成色素。本品耐酸性、耐光性好，但耐热性、耐还原性较差，遇碱变成褐色。本品多用于糕点、饮料、农畜水产品加工

40二、天然色素

是自动植物组织中用溶剂萃取而制得安全性相对比人工合成色素要高，且来源丰富。日益受到人们重视，生产、销售量增长很快。但天然色素成份复杂，生产过程中其化学结构可能发生变化，且可能混入铅、砷等有害金属及其它杂质，也有毒性问题。411.红花黄色素用途：天然食用色素，本品可用于茶，饮料，高级点心，面条，糖果，饼干，罐头和酒类等食品着色。来源：菊科植物红花的花瓣。422.姜黄素

姜黄素是从姜黄的根部提取的。姜黄因具有抗炎和抗癌性能而广泛用于医药中，同时它又是一种香料

3.类胡萝卜素为黄、橙、红等浅色。在自然界中多与叶绿素共生。

434.番茄红素

番茄红素是食物中的一种天然色素成分，在化学结构上属于类胡萝卜素。由于被发现具有抗氧化、抑制突变、降低核酸损伤、减少心血管疾病及预防癌症等多种功能，番茄红素日益受到营养界的关注。5.叶黄素

叶黄素又名“植物黄体素”，叶黄素与玉米黄素是构成玉米、蔬菜、水果、花卉等植物色素的主要组分，也是构成人眼视网膜黄斑区域的主要色素。食用含叶黄素丰富的蔬果，可以使叶黄素在视网膜附近聚集，对视力有很好的作用。

44三、护色剂 是指在肉制品加工过程中，适当添加的使其呈现良好色泽的非色素物质。常用的护色剂有亚硝酸钠(钾)，L—抗坏血酸及其钠盐、异抗坏血酸及其钠盐，烟酰胺等。1.亚硝酸钠 外观和滋味类似食盐,(LD50为220mg/kg小鼠经口),剧毒，人中毒量为0.3－0.5g，致死量为3g。近年来，人们发现亚硝酸盐能与多种氨基酸化合物(主要来自蛋白质分解产物)反应，可产生致癌的N—亚硝基化合物，如亚硝胺等。亚硝胺是目前国际上公认的一种强致癌物。因此，国际上都要求把硝酸盐的加入量限制在保证护色的最低水平，有的国家禁止使用。

安全范围0.02％45四、漂白剂

能破坏或抑制食品的发色因素，使色素褪色或使食品免于褐变的食品添加剂称漂白剂。1.氧化型 氧化型作用较强，会破坏食品的营养成分，残留量也较大。其中包括漂白粉、过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸钠、过氧化苯甲酰。

2.还原型 作用比较缓和，但是被它漂白的色素物质一旦再被氧化，可能重新显色。我国一般使用的这类漂白剂都是亚硫酸及其盐类，如亚硫酸钠、二氧化硫等。

464.5防腐剂

防腐剂是为了抑制食品腐败和变质，延长贮存期和保鲜期的一类添加剂。

一.分类

1.有机防腐剂主要包括苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、对羟基苯甲酸酯类、丙酸及其盐类、其中在酸性条件下才有效，称为酸型防腐剂，是目前最常用的防腐剂。2.无机防腐剂主要包括：亚硫酸及其盐类、亚硝酸及其盐类、各种来源的二氧化硫等。3.生物防腐剂是指由微生物产生的具有防腐作用的物质，主要包括乳酸链球菌和那它霜素、溶菌酶，它们安全性高。47二、品种简介苯甲酸及其盐类山梨酸及其盐类丙酸及其盐类对羟基苯甲酸酯类

48是目前应用历史最长的一种，苯甲酸又称安息香酸，纯品为白色，具有光泽的鳞片状或针状结晶，无臭或略带安息香或苯甲醛的气味。苯甲酸抑菌最适pH值为2.5－4.0。由于苯甲酸主要在肝脏降解，不在人体内蓄积。肝功能衰弱者不宜食用含有苯甲酸的食品。1.苯甲酸及其盐类492.山梨酸及其盐类：安全最高的防腐剂山梨酸化学名为2,4–己二烯酸。其结构式为： CH3CH=CHCH=CH-COOH山梨酸及其钾盐、钙盐是一种新型食品添加剂，能抑制细菌、霉菌和酵母菌的生长，效果显著。作为一种不饱和脂肪酸，在体内可以直接参与脂肪代谢，最后被氧化为二氧化碳和水，因此几乎没有毒性，是各国普遍使用的一种较安全的防腐剂。为了防止山梨酸在加热时挥发，最好在加热后期添加。

503.丙酸及其盐类

丙酸是具有类似醋酸刺激酸香的液体，也是国内外允许使用，特别是西方国家早已普遍使用的酸型防腐剂，由于它是人体新陈代谢的正常中间物，故无毒性，其ADI值不加限制。丙酸盐具有相同的防腐效果，可以是钙盐或钠盐。 对面包生成丝状粘质的大肠芽孢杆菌有效，并能防止黄曲霉毒素的生长。常用于面包及糕点防腐。514.对羟基苯甲酸及其酯类：唯一的酯型防腐剂对羟基苯甲酸酯又称尼泊金酯，其通式为它是无色结晶或白色结晶粉末，无味，无臭。防腐效果优于苯甲酸及其钠盐，使用量约为苯甲酸钠的1/10，使用范围pH4～8。对羟基苯甲酸酯的毒性低于苯甲酸。主要用于酱油、果酱、清凉饮料等。缺点是水溶性较差，同时价格也较高。与淀粉共存会影响抗菌效果。52溶菌酶：胞壁质酶 天然防腐剂。129个氨基酸组成的碱性球蛋白。 能选择性的分解微生物的细胞壁，抑制微生物的繁殖。乳酸链菌肽：

34个氨基酸组成的碱性球蛋白。不干扰人体的代谢。广泛用于奶制品。534.6抗氧剂

抗氧剂是重要的一类食品添加剂，主要用于防止油脂及富脂食品的氧化酸败，防止食品褪色、褐变、维生素被破坏。抗氧化剂按其溶解性可分为：油溶性抗氧化剂、水溶性抗氧化剂和兼溶性抗氧剂按其来源可分为：天然抗氧化剂和合成抗氧化剂54NaturalAntioxidantsa.BHAb.BHT

c.PGd.D-异抗坏血酸及其钠盐•酚类：生育酚、芝麻酚等•类胡萝卜素等•氨基酸和肽类•酶类：谷胱甘肽酶、SOD酶•其它：抗坏血酸常用的抗氧化剂SyntheticAntioxidants55一、合成抗氧剂1.丁基羟基茴香醚（BHA）：应用最广泛 丁基羟基茴香醚是白色或微黄色蜡状固体，除抗氧化作用外，它还有较强的抗菌作用。BHA是世界各国广泛使用的油溶性抗氧化剂。562．二丁基羟基甲苯（BHT） 学名是4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚，为白色结晶。抗氧化性和稳定性均较好，无臭无味，价格低廉。缺点是其毒性相对较高

573.没食子酸丙酯（PG）没食子酸丙酯又称五倍子酸丙酯，学名是3,4,5-三羟基苯甲酸丙酯。PG是白色至淡褐色或乳白色结晶，无臭，稍有苦味。它对猪油的抗氧化作用较BHA或BHT强，但有着色的缺点，对热较敏感。常与其它抗氧化剂并用。

BHA、BHT和PG三者单独使用时效果比较差，如混合使用或与增效剂柠檬酸、抗坏血酸同时使用则起协同作用，抗氧化效果显著提高，所以实际使用中多为两种或三种混合使用。

58二、天然抗氧化剂1.茶多酚 天然油溶性抗氧化剂。简称TP，主要化学成分为儿茶素类约占茶多酚总量的65％一80％。 茶多酚具有抗氧化作用和抗衰老、降血脂等一系列很好的药理功能。2.植酸 维生素B族的一种肌醇六磷酸酯。是一种性能优越的绿色食品添加剂。它在发达国家已成应用新宠，但在我国处于研究、应用的初级阶段。维生素E结构通式天然维生素C594.7调味剂

调味剂是一类对食品的香与味起着重要作用的食品添加剂，其作用主要是增味和调味，以使食品更香甜可口、味道鲜美，增强人们的食欲。

一、酸味剂以赋予食品酸味为主要目的的食品添加剂称为酸味剂。

酸味剂主要有有机酸类：柠檬酸、乳酸、酒石酸、苹果酸、富马酸和己二酸；无机酸类：食用磷酸、碳酸等。1.柠檬酸是目前世界上用量最大的酸味剂，占酸味剂总量的2／3。

柠檬酸602.乳酸：广泛用于酿造工业。是一种用途广泛的有机酸。其结构式：CH3CH(OH)COOH。乳酸除了作酸味剂外，还可用于肉禽的防腐；使面包膨松，并延长保鲜期。3.苹果酸：是国外产量较大的酸味剂品种之一。用于接近天然果汁的口感食品和饮料中，效果比柠檬酸好。

4.酒石酸酸味为柠檬酸的1.2-1.3倍。615.磷酸 磷酸为不稳定的结晶或透明浆状液体，其稀溶液有愉快的酸味，食品级磷酸的浓度在85％以上，其酸味不如有机酸好，有强烈的收敛昧和涩味，因此在饮料中只能部分代替柠檬酸和苹果酸。磷酸是惟一的无机酸味剂。因其有利于创造可乐风味，所以主要用于可乐型饮料中。二、甜味剂是以赋予食品甜味为主要目的的食品添加剂。621.分类a.按其结构可分为四类1）糖类：白糖、葡萄糖、果糖等。2）糖醇类：木糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇、乳糖醇和(异)麦芽糖醇等。3）合成类：糖精、甜蜜素具有量高甜度的特点。4）天然物：甜叶菊、甘草甜素、罗汉果苷等b.按其营养性可分为二类。1）营养型甜味剂：产生能量的甜味物质。山梨醇、木糖醇。2）非营养型甜味剂：指不参加机体代谢，不产生能量的甜味剂。632.糖精（邻磺酰苯甲酰亚胺） 为白色结晶或粉末。有强甜味，糖精钠的甜度为蔗糖的300一500倍。糖精对热不够稳定，特别是在酸性溶液中加热分解而失去甜味。3.甜蜜素(环己亚胺磺酸钠)甜蜜素是低热值高甜度的非营养型合成甜昧剂。有蔗糖的风味，甜度是蔗搪的30一80倍。

644.APM(Aspartame，天冬氨酰苯丙氨酸甲酯)APM又叫天苯甜，阿斯巴甜。是新型低热、美味营养型的甜味素。甜度为蔗糖的100一200倍。现已有50多个国家及地区批推使用。是糖尿病、高血压、肥胖症、心血管病患者的低糖、低热量保健食品的甜味剂。它不适宜用于要烹调的食品中，与蛋白质类同在水中煮沸时会变性。5.木糖醇 木糖醇为白色结晶或结晶性粉末，具有清凉甜味，甜味度为蔗糖的65%～100％。有抑制形成龋齿的菌类变形杆菌活动的功效。它不需要通过胰岛素，就能透过细胞壁被人体吸收，并有降低血脂等功能。656.甘草酸为甘草的主要成分，又名甘草甜素或甘草皂甙。其甜度为蔗糖的250倍。

667.甜叶菊苷是甜叶菊中所含的强甜味成分。甜菊甙不为机体吸收，它不影响血糖水平，对糖尿病、肥胖症、高血压和高血糖患者安全有益。甜菊苷还能防止