食品加工生产过程对食品.ppt
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1、第六章 食品加工生产过程对食品安全的影响 第一节 食品添加剂对食品安全的影响 第二节 食品加工技术对食品安全的影响 第三节 食品包装材料对食品安全的影响 第四节 食品储运过程对食品安全的影响 第五节 食品烹制过程对食品安全的影响 第六节 功能性食品与食品安全 ,第一节 食品添加剂对食品安全的影响 一、概述 1、食品添加剂(food additive) 食品添加剂是指“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物或天然物质”。 营养强化剂、食品香料、加工助剂均包括在食品添加剂之内。,为使食品加工和原料处理能够顺利进行,有时还要应用某些物质,如助滤剂、澄清剂、脱色
2、剂、脱皮剂、提取溶剂、发酵用营养物等,这些物质本身与食品无关,一般应从食品成分中去除不应成为最终食品成分,这类物质叫食品加工助剂。,?,2、食品添加剂分类 按来源分: (1)天然提取物添加剂。从天然动、植物体内提取、分离纯化得到,如辣椒红、薄荷等。 (2)发酵合成物添加剂。利用微生物发酵,微生物的代谢产物,如柠檬酸、乳酸等。 (3)化学合成物添加剂。利用各种有机、无机物通过化学合成方法得到,如苯甲酸钠、焦硫酸钠等。,按功能分:(GB2760) (1)酸度调节剂; (2)抗结剂 ; (3)消泡剂; (4)抗氧化剂; (5)漂白剂; (6)膨松剂 ; (7)胶姆糖基础剂; (8)着色剂 ; (9)
3、护色剂 ; (10)乳化剂 ; (11)酶制剂 ; (12)增味剂 ; (13)面粉处理剂; (14)被膜剂 ; (15)水分保持剂; (16) 营养强化剂 ; (17)防腐剂 ; (18)稳定剂和凝固剂; (19) 甜味剂; (20)增稠剂; (21)其它 ; (22)食用香料。,按使用目的分: (1)满足消费者嗜好添加剂; 味觉、嗅觉、视觉 (2)防止食品变质添加剂; (3)作为食品制造介质添加剂; (4)改良食品质量添加剂; (5)食品营养强化剂;,3、食品添加剂必备条件 (1)其安全性要按规定程序确认。按WHO/FAO和国家有关标准进行毒理学评价,并确定ADI值,在限量范围内使用对人体
4、无害。 (2)其效果要确认。如无确定效果,则只能增加人体代谢负担,不应作为食品添加剂。,(3)使用应对消费者有利,不影响食品的质量和风味,不破坏食品营养成分。杜绝对生产者有利而对消费者不利的添加剂用于食品。 (4)其品名、化学组成、理化性质、使用范围、用法用量、规格纯度、安全性、毒性、检测方法等,应向有关机关申报备案并经许可后方可生产使用。 (5)其生产许可、标准、规格、纯度应符合国家和国际相关标准法规的规定。,4、食品添加剂的使用规范 (1)限定剂量。使用量控制在限量范围内。 (2)严格使用方法。如使用不当可能影响食品的营养成分。 (3)严格使用范围。不同添加剂有不同的使用对象和使用环境。
5、(4)控制滥用。不使用非法生产的食品添加剂,不能将其用于掩盖食品缺陷或将其作为食品造假手段,也不能擅自扩大其使用范围。,5、食品添加剂毒性的危害 (1)急性中毒和慢性中毒。因食品添加剂并不是食品固有的正常成分,如滥用、超量、超范围使用都可能引起食用者急性中毒或慢性中毒,如亚硝酸盐、漂白剂、色素等。 (2)引起变态反应。如糖精引起皮肤痛痒症,偶氮染料及苯甲酸可引起哮喘等一系列过敏症状,香料中很多物质可引起呼吸道、皮肤反应等症状。,(3)体内蓄积。如儿童食品中加VA作营养强化剂,长期超量食用可引起一系列症状,如神经系统、肝脏病变等症状。 (4)食品添加剂转化产物问题。食品添加剂生产过程中产生有害物
6、质,食品添加剂也可同食品中某些成分反应成有害物质。 (5)食品添加剂抗营养因子作用,食品添加剂之间相互作用。,二、食品添加剂种类及对食品安全的影响 1、世界各国部分已禁止使用的食品添加剂。 (1)苏丹红(Sudan red) 人工合成红色染料,亲脂性偶氮化合物,主要用于工业染料, 、四种类型。 致癌物,主要损害肝脏,其次脾脏、膀胱等,还有遗传毒性和致敏性。 1995年欧盟、中国等已禁止将苏丹红用于食品。,“苏丹红一号”降解反应产物苯胺具有致突变性和致癌性,含有苏丹红成分的食品,(2)溴酸钾(potassium bromate) 白色结晶粉末,易溶于水,曾用作面粉改良剂,可改变面筋强度、弹性、伸
7、展性、稳定性。 1992年JECFA提出溴酸钾具致癌性,现已被禁用于食品。我国2005年7月1日起禁止使用于食品。,(3)甲醛(formaldehyde) 曾用于防腐 ,但其具有细胞原生质毒性,可致癌,与核酸的氨基、羟基结合使之失活。 2004年6月15日WHO发布公告称甲醛致癌,禁用于食品。,(4)吊白块(sodium formaldehyde sulfoxylate) 为甲醛次硫酸氢钠制剂,曾于食品漂白,但其可通过分解释放出甲醛而对肾脏、肝脏有损害,并有致癌性。我国1989年起禁用于食品。,(5)-萘酚(- naphtol) 其对丝状菌和酵母有抑制作用,曾用于酱油防腐,但可引起神经系统和多
8、个器官损害,还可致癌。 (6)水杨酸(salicylic acid)、硼酸(boric acid)、硼砂(曾用于肉、人造奶油防腐)、硫酸铜(coppes sulfate)、黄樟素(safrole)及类似物、香豆素(coumarin )、过氧化苯甲酰、过氧化钙等。,2、食品防腐剂的安全(food preversatives) 以防止食品腐败为目的,添加于食品中,抑制引起食品腐败的微生物生长繁殖的一类添加剂。 食品防腐剂只起抑制微生物作用,但并不能杀死微生物。 (1)酸性防腐剂 (2)酯型防腐剂 (3)生物型防腐剂,(1)酸性防腐剂 酸性越大,抑菌效果越好,碱性环境无效。 苯甲酸(benzenec
9、arboxylic acid)及其盐类。 对多种细菌、霉菌及酵母有明显的抑制作用。PH值4.5 5.0适宜。 抑制机理:抑制微生物呼吸酶系统的活性,特别是对乙酰辅酶A合成反应有强抑制作用。,体内生物转化:与甘氨酸结合形成马尿酸或与葡萄糖酸盐结合形成葡萄糖苷酸,并由尿排出体外。 国外使用范围较窄,部分食品已禁止使用。 我国规定最大用量0.2 1.0 g/kg;FAO/WHO(1994)制定ADI值0 5 mg /(kg体重 d)。,山梨酸(sorbic acid)及其盐类。山梨酸难溶于水,易溶于酒精。山梨酸钾易溶于水。 山梨酸与微生物细胞酶系统中SH结合,从而达到抑菌作用。PH4时活性最强,PH
10、6则活性降低 山梨酸是一种不饱和脂肪酸,参与正常代谢,同化产生CO2 和H2O,对人体无害。目前国际上公认的较安全的防腐剂,所有国家和地区允许使用。,山梨酸缺点:不易溶解,常用其钾盐,较贵。 我国最大用量0.2 2 g/kg,ADI值0 25 mg /(kg体重 d)(FAO/WHO 1994)。 丙酸(propionic acid)及其盐类。 常用丙酸钙。丙酸是体新陈代谢正常中间产物,无毒,对其ADI不加限制(WHO/FAO 1994)。,脱氢醋酸(dehydroacetic acid)及其钠盐。 广谱防腐剂,抑菌效果比苯甲酸钠强,毒性比山梨酸大。 可抑制体内多种氧化酶作用,也可导致肾结石。
11、 日本、欧共体已禁止使用。中国主要用于饲料,也用于袋装酱菜,其最大用量0.3 g/kg, WHO/FAO 1994对其ADI值未作规定。 双乙酸钠(2011版标准可用于大米,引起异议),(2)酯型防腐剂 主要是对羟基苯甲酸酯类,PH值4 8时均有效。 毒性大于山梨酸、小于苯甲酸。体内胃肠道完全吸收,体内水解成对羟基苯甲酸并从尿排出。 作用机理:抑制微生物呼吸酶和电子传递酶系活性,破坏细胞膜结构。 对霉菌、酵母作用较强,对细菌特别是革兰氏阴性菌和乳酸菌作用弱。缺点是水溶性较差,有特殊味觉,常将两种配合使用。 对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯的ADI值为0 10 mg /(kg体重 d)(FAO
12、/WHO 1996)。,(3)生物型防腐剂 乳酸链球菌肽(Nisin)又叫乳酸链球菌素,最早由mattick等于1947年制得,1951年成功用于防止肉毒梭状芽孢杆菌引起的干酪膨胀腐败。 Nisin是目前唯一用于食品防腐的细菌素。 作用机理: 抑制细菌细胞壁肽聚糖的合成,作用于细胞膜,使细胞内物质外泄,甚至引起细胞裂解。 也有认为Nisin为小肽,与细胞膜结合,形成管道结构,使小分子和离子从管道流失。,Nisin仅对革兰氏阳性菌有抑制作用,对肉毒梭状芽孢杆菌等厌氧菌有强抑制作用。 Nisin食用后在消化道内被蛋白质水解酶水解为氨基酸,对人体无害,安全性高。 FAO/WHO(1994)规定其AD
13、I值为0 33000 IU /(kg体重 d)。GB2760规定:Nisin用于罐头、植物蛋白饮料最大用量 0.2 g/kg,用于乳制品、肉制品最大用量 0.5 g/kg。,3、食品抗氧化剂(food antioxidant)的安全 一类能与自由基反应从而中止自动氧化过程的物质,叫抗氧化剂。 有些物质本身没抗氧化作用,但可协同抗氧化剂显著提高抗氧化效果,这类物质叫抗氧化促进剂。 抗氧化剂只能阻碍氧化作用进程,延缓开始氧化变质时间,不能使已氧化的产物复原,故抗氧化剂加入越早越好。 水溶性抗氧化剂; 脂溶性抗氧化剂。,(1)丁基羟基茴香醚(butylated hydroxyl anisole,BH
14、A) BHA对动物性脂肪抗氧化作用比对植物性油脂更有效,适用于动物脂肪焙烤食品的抗氧化保护。 BHA可与碱土金属离子作用变色,所以要避免使用铁、铜等金属容器。 BHA与有螯合作用的柠檬酸或酒石酸混合使用,既可增效,又可防与金属离子呈色。 美国、日本禁用。FAO/WHO(1996)制定ADI值0 0.5 mg /(kg体重 d),我国 GB2760规定最大用量为0.2 g/kg。,(2)二丁基羟基甲苯(butylated hydroxyl toluene,BHT) BHT抗氧化效果较好,稳定性好。适用于长期保存的食品,但在焙烤食品中其抗氧化效果略差于BHA。 美国FDA曾一度禁用,但后又重新允许
15、使用。 ADI值0 0.3 mg /(kg体重 d)(FAO/WHO 1996),中国标准BHT多与BHA并用, 并以柠檬酸或其它有机酸为增效剂。 BHT : BHA : 柠檬酸 = 2 :2 :1。,(3)没食子酸丙酯(propylgallafe,PG) 对植物油有良好稳定性, PG对猪油抗氧化效果比BHA、BHT对猪油的抗氧化效果更好。 BHA、BHT与PG混用,再以柠檬酸为增效剂,抗氧化作用最好。 PG对热敏感,不适于煮炸及焙烤类食品。 FAO/WHO (1994)制定PG的ADI值0 1.4 mg /(kg体重 d),我国规定PG单用最大剂量0.1 g/kg。 PG与BHA、BHT混用
16、时,PG0.05 mg/kg、BHA、BHT总量 0.1 mg/kg。,(4)特丁基对苯二酚(tertiary butylhydroquinonoe,TBHQ) TBHQ可能有致癌作用,FAO/WHO (1995)制定其ADI值0 0.2 mg /(kg体重 d),美国1972年允许使用,我国1991年批准使用, GB2760规定最大用量0.2 g/kg,日本2004年禁用。 TBHQ不与铜、铁等离子发生着色变化和风味等方面变化。,(5)茶多酚(tea polyphenoles) 茶叶中一般含20 30 %的多酚类化合物。包括儿茶素、黄酮及其衍生物、花青素等。 B环和C环上的酸性羟基有很强的供
17、氧能力,能中断自动氧化成氢过氧化物的连锁反应。 茶多酚抗氧化效果比BHT、BHA、PG 都强。 GB2760规定最大用量以儿茶素计为0.1 0.4 g/kg 。 (6)其它抗氧化剂,如异抗坏血酸钠、植酸等。,4、食品着色剂(food color)的安全 合成色素、天然色素,(1)食用合成色素: 人工合成方法制得的有机色素 偶氮类:如苋菜红、柠檬黄等。 非偶氮类:如赤藓红、亮蓝等。 目前允许使用的合成色素几乎全是水溶性,不溶于油脂、醚等有机溶剂。 对人体毒性:致泻性。脏器功能损害。致癌性。如奶油黄、苏丹红、橙黄、碱性槐黄等。 毒性与偶氮化合物有关。,(2)食用天然色素 来自于天然植物、动物、微生
18、物,且大多数是可食资源。 有人将人工合成的、化学结构与自然发现的色素完全相同的有机色素,如-胡萝卜等归为第三类食用色素,即天然等同的色素。 中国允许使用的天然色素有:越桔红、萝卜红、红米红、黑豆红、玫瑰茄红、甜菜红、辣椒橙、红花黄、菊花黄、玉米黄、姜黄、-胡萝卜素、叶绿素铜钠盐、可可色素、焦糖色、紫胶红、红曲米等。,(3)部分化学合成色素简介 苋菜红(amaranth),又叫蓝光酸性红 偶氮磺酸型水溶性红色色素,对光、热、酸、盐稳定,但对氧化还原作用敏感,不宜用于有氧化还原剂存在的食品中。 ADI值0 0.5 mg /(kg体重 d),GB2760规定最大用量0.1 g/kg,许多国家禁用于食
19、品。,亮蓝(brilliant blue),又叫蓝色1号 紫红色均匀粉末或颗粒,有金属光泽,较好的耐光、热、酸、碱性能。 FAO/WHO (1994)制定其ADI值为0 12.5 mg /(kg体重 d),GB2760规定最大用量为0.025 0.5 g/kg 。但澳大利亚、比利时、丹麦、法国、意大利、西班牙、瑞士、挪威、德国等禁用于食品。,柠檬黄(tartrazine),又叫酒石黄肼 水溶性,也溶于甘油、丙二醇,微溶于乙醇,不溶于油脂,对热、酸、光、盐较稳定,耐氧性差,遇碱变红色。 偶氮燃料,但被认为是合成色素中毒性最弱的,其主要问题是致敏性。ADI7.5 mg /(kg体重 d)。 其它,
20、如胭脂红、赤鲜红、日落黄、靛蓝等。,滥用柠檬黄等加工情人梅,5、食品甜味剂(sweetening agent)的安全 甜味剂是赋予食品甜味的食品添加剂。 天然甜味剂:如糖和糖衍生物。 合成甜味剂:如非糖天然甜味剂 。 营养性甜味剂: 非营养性甜味剂 一般将天然营养性甜味剂如蔗糖、果糖、葡萄糖、麦芽糖等视为食品原料。,(1)糖精 化学名邻苯甲酰磺酰亚胺,水中溶解度低。 商品糖精实际上是易溶性的糖精钠(邻苯甲酰磺酰亚胺的钠盐),其甜度是蔗糖300 500倍。 一般认为糖精在体内不能被吸收利用,大部分从尿中排出,不损害肾脏,不改变体内酶系统活性。 FAO/WHO(1997)制定ADI值0 5 mg
21、/(kg体重 d),但美国要求加帖“糖精钠能引起动物肿瘤”的警告。中国婴儿食品禁用,其它部分食品禁用,如使用则需加帖“糖精”等字样。,(2)甜蜜素,又叫环已基氨基硫酸钠(Sadium Cyclamate) 甜蜜素甜度是蔗糖30 40倍,食用后40%经尿、60%经粪排出,可能有致癌性。 美国、英国、日本等禁止用于食品。FAO/WHO 1994年规定ADI值0 11 mg /(kg体重 d),中国GB2760规定最大用量0.65 1 g/kg。,(3)阿斯巴甜,又叫甜味素(Aspartame, APM)。 化学名天冬酰苯丙氨酸甲酯,新型氨基酸甜味剂,甜度为蔗糖200倍,许多国家允许使用。 FAO/
22、WHO(1997)制定ADI值为0 40 mg /(kg体重 d),中国GB2760规定其最大用量0.1 1%不等。,(4)安赛蜜(Acesulfame-k),又叫A-K糖 乙酰磺胺酸钾,1967年研究成功,1970年开始进行各种动物毒性试验,证明是安全的。 FAO/WHO(1997 )制定ADI值0 15 mg /(kg体重 d) ,许多国家允许使用,中国GB2760规定最大用量0.3 g/kg。,6、食品漂白剂(bleaching agent)的安全 破坏或抑制食品中的发色因素,使其褪色或使食品免于褐变的物质,称食品漂白剂。 氧化型漂白剂、 还原型漂白剂。 GB2760批准使用的漂白剂:二
23、氧化硫、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、低亚硫酸钠、亚硫酸钾、硫磺、过氧化苯甲酰。,(1)还原型漂白剂 主要是亚硫酸及其盐类,具有一定的还原能力。通过其产生的SO2 而发挥漂白、抑菌、防腐和抗氧化作用。 亚硫酸盐过量,引起过敏性疾病、哮喘、破坏VB 、致癌等。 食品中还原性漂白剂存在时,才能发挥漂白作用,一旦消失,则因空气中氧存在再次生色。 ADI值0 0.7 mg /(kg体重 d)(FAO/WHO 1994),在控制用量同时严格控制 SO2残留量。,作用机理: 亚硫酸被氧化时可将着色物质还原退色。 亚硫酸可抑制氧化酶活性,从而抑制酶褐变。 亚硫酸抑制细菌中还原酶必须的双硫结合键,生成亚硫
24、酸键加成化合物,从而影响微生物呼吸作用,起到抑菌防腐作用。,(2)氧化型漂白剂 过氧化苯甲酰、过氧化钙,用作面粉处理剂,但我国自2011年5月1日起禁止使用。 小麦粉中含胡萝卜素显色,过氧化苯甲酰氧化作用破坏-胡萝卜素的共轭双键,增加面粉的白度。 但也破坏了VA、VB、VE等营养成分,且水解后产生的苯甲酸残留面粉,可进入人体,过量对人有害,引起恶心头晕、神经衰弱等。另过氧化苯甲酰还含有微量砷、铅等重金属。 欧盟、中国禁用于食品,美国50mg/kg,FAO75mg/kg 。,7、酸味剂(acid regulator) 赋予食品酸味为主要目的,增进食欲、防腐杀菌,有助于溶解纤维素、钙、磷等。 有机
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