第十一章食品添加剂概论.ppt
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1、第十一章 食品添加剂概论,1 毒理学评价 2 食品防腐剂 3 抗氧化剂 4 漂白剂 5 甜味剂和酸味剂 6 凝固剂和疏松剂 7 品质改良剂 8 增稠剂 9 乳化剂 10 其它食品添加剂,定义: 食品添加剂:是指食品在生产、加工、 贮藏等过 程中为了改良食品品质及其色、香、味,改变食品的结 构,防止食品氧化、腐败、变质和为了加工工艺的需要 而加入到食品中的天然物质或化学合成物质。 食品强化剂:指为增强营养成分而加入到食品中的 天然或人工合成的属于天然营养素范围的食品添加剂, 可见食品强化剂只是食品添加剂中的特殊一类。 分类: 1.按添加剂来源分类 (1)天然食品添加剂:动植物中提取或微生物代谢产
2、物。 (2)化学合成添加剂:化学方法合成品。,2.按功能分类:最常见分16类 (1) 防腐剂(2)抗氧化剂 (3)发色剂 (4) 漂白剂(5)酸味剂 (6)甜味剂 (7) 凝固剂(8)疏松剂 (9)增稠剂 (10)乳化剂(11)抗结剂 (12)品质改良剂 (13)消泡剂(14)着色剂 (15)香料 (16)其它 3.根据安全评价资料分为A、B、C三类 A 类 A(1)类:经FAO/WHO的JEFCA认为已有ADI者 或者安全无毒无需ADI者。 ADI者或者安全无毒无需 ADI者。,A(2)类:JEFCA已制定暂定ADI者,但毒理学资 料不完善。 B(1)类:JEFCA曾进行过评价,由于毒理资料
3、不 足未制订者 B(2)类:JEFCA未进行评价者。 C(1)类:JEFCA根据毒理学资料认为在食品中不 安全者。 C(2)类:JEFCA根据毒理学资料认为在食品中特 殊使用者。 有些食品添加剂如抗氧化剂、着色剂(色素)、酸 味剂、香料、抗氧化剂在前面均已介绍,这里重点介绍 某些食品添加剂。,B类,C类,1 毒理学评价,理想的食品添加剂应该是: a 进入人体后参与正常代谢; b 在加工或烹调过程中分解或破坏而不摄入人体 ; c 进入人体后经体内正常解毒过程后排出体外,不在体 内蓄积或与食品成分发生作用产生有害物质。 事实上,食品添加剂并非完全无毒,随着摄入食品添加剂种类的增加,长期少量摄入或一
4、次大量摄入都可能会造成慢性急性中毒。因此。对食品添加剂要进行毒理学评价,确定对人体的安全性。,毒理学评价以毒理学实验为科学实验依据,其 评价程序如下: 一、急性中毒试验: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 病理解跑剖),测定LD50 。 LD50即半数致死量:指于既定动物实验期间和条 件下统计学上使动物死亡的剂量。 1.LD50 10倍的人摄入量,可进行进一步毒理学实验。,例如人对含某种食品添加剂可能摄如量为1mg/kg 体重: 1. LD50 10mg/kg体重,可进行进一步毒理学实验。 二、蓄积毒性
5、实验和致突变实验 蓄积毒性试验是用不同性别的动物连续给药20天 来确定有无剂量一反应关系以确定蓄积性强弱。若蓄 积系数小于3则放弃试验,若大于或等于3则可进入以 下试验。,致突变试验是为了对试验化合物判断其有无致癌 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。 三、亚慢性毒性实验(90天喂养实验和繁殖实验)和代谢试验 1.亚慢性毒性实验:观察受试动物以不同剂量水平 经九十天喂养后对动物的毒性作用(性质和靶器官), 确定最大无作用剂量(MNL),了解受试物对动物 繁殖及对子代的致畸作用,为下一阶段实验提供
6、理论 依据。,最大无作用剂量(MNL):指于既定的动物实验 毒性实验期间和条件下,对动物某项毒理学指示不显 示毒效的 最大剂量。 (1)MNL 100倍(人摄入量)表示毒理较强; (2)100MNL300倍,表示可进行慢性毒性实验; (3)MNL 300倍,不必进行毒性实验。 2.代谢实验:了解添加剂在体内的吸收、分布和排泄情 况、蓄积程度及作用的靶器官 ,了解是否有毒性代谢 产物的形成。 四、慢性毒性实验(包括致癌实验) 用不同性别的动物喂养2年以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。,慢性试验所得到的重要结果是最
7、大无作用剂量 (MNL),它小于人的可能摄入量50倍时表示毒性较强, 应予以放弃;在50100倍之间须由专家评议;而大于 或等于100倍时,可考虑用于食品,应制定日允许摄入 量(ADI)。 日允许摄入量(ADI):是指人类每日摄入该物质直到终 生,对健康无任何毒性作用或不良影响的剂量,以每 人每日摄入的mgKg体重来表示。 一般MNL与ADI之间有以下的关系: ADI(mgKg)=MNL(mgKg)100 人与动物之间的安全系数为1001000。 例如某添加剂的动物最大无作用剂量(MNL)为 10mg/kg体重,则此添加剂的人体ADI:,2 食品防腐剂,一、概述 1.定义:食品防腐剂为了防止食
8、品被微生污染,抑制 微生物增殖以延长食品的保藏期的一类化学物质。 2.防腐剂机理:防腐剂对微生物繁殖的抑制机理有以 下几种: (1)干扰微生物的酶系,破坏其正常的代谢 ,从而 抑制其繁殖。,10mg 100=0.10mg/kg体重 如果一般成人重以60kg计,则此添加剂成人每日摄入量不应超过0.10 60mg/人/日。,(2)改变胞浆膜的通透性使酶或代谢物逸出而导致 菌体失活。 防腐剂与杀菌剂的区别:在于其杀菌机理不同。 杀菌剂一般是通过使微生物的蛋白质失变性或凝固而 杀死微生物。 3.说明: (1)没有任何一种防腐剂能对食品中的霉菌、细菌 和酵母菌完全抑制,即没有一种防腐剂能抑制存在于 食品
9、的所有腐败微生物 。 (2)对大多数防腐剂来讲一般对霉菌和酵母菌的抑 制作用较强,而对细菌抑制效果较差 。,二、影响防腐剂抑菌效果的因素: 1.pH值: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)。 2.食品的微生物污染程度: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。 3.分布状况: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
10、繁殖可以污染其它部分, 最后导致整个食品的腐败变质。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。,4.和加工工艺同时用: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。 5.防腐剂的协同作用 、增效作用和拮抗作用 (1)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: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
11、:降低防腐剂的抑菌能力如CaCl2。,三、常用的防腐剂 1.苯甲酸及其钠盐 是目前应用历史最长的一种,为白色结晶或粉末; 酸微溶于水,但溶于有机溶剂,盐溶于水并微溶于醇, 适用PH35,抑菌有效浓度在0102左右, 在人体内以马尿酸的形式排出体外,ADI05mg Kg,现在其应用逐渐减少。 2.山梨酸及其盐,一般为白色粉末或无色结晶,酸可溶于热水之中,钾盐易溶于水,空气中久置易氧化分解;适用PH5.5,最高不能超过6.5,其抑菌有效浓度为0.050.3,在体内可参加正常代谢生成CO2和水,与亚硝酸盐共用时可提高亚硝酸盐对肉制品中梭状芽孢杆菌的抑菌及毒素的形成;ADI=025mgKg,是目前应用
12、最多的防腐剂。 优点:一旦与亚硝酸盐作用可提高亚硝酸盐的护色作 用、对芽孢杆菌的抑制、减少毒素的形成。 缺点:一旦食品中有菌体生长。它反而促进其生长。 3.脱氢醋酸及其钠盐 白色结晶或粉末,酸不溶于水,易溶于有机溶剂,,而盐易溶于水;适用PH可达65,其抑菌能力为苯甲酸的225倍,对霉菌抑菌有效浓度在000501。一般使用量低于003,它与一些金属离子作用生成有色化合物,使用时应注意。,4.尼泊金酯类(对羟基苯甲酸酯类),难溶于水的白色粉末、易溶于醇,适用PH=48,对细菌的抑制作用较强,但在一些生鲜食品中(如酱油中)由于酶作用将其酯基水解从而破坏其抑菌作用。 5、丙酸及钙盐 常用的是钙盐或钠
13、盐,可溶于水,有时有丙酸的臭味;其抑菌能力主要是对霉菌,对其它微生物有很小的抑制作用,故常用于面包、糕点的防腐,适用PH在5.5以下 。 6、乳酸链球菌素 从乳酸链球菌培养物中分离出来的一种多肽分子,含2934个氨基酸,分子量700010000,其作用范围相当窄小,对酵母和霉菌无作用,只是对革兰氏阴性菌、芽孢菌等起抑制作用,它的安全性高。,7.其它防腐剂 有些防腐剂在食品中可用于专门防腐,抑制微生物 生长,例联苯和邻苯基苯酚可用于柑桔的防腐,抑制桔 青霉的繁殖,一般也用于表面处理。 四、杀菌剂简介 常见的杀菌剂有漂白粉(主要成分是次氯酸盐):臭 氧、双氧水、高锰酸钾和过氧乙酸。这里仅介绍一下后
14、 三种: 双氧水(H2O2):强氧化剂,性质不稳定,可分解生 成水和氧气,故残留可以通过加热的方式除去。H2O2 可用于鲜奶的保鲜,还可用于漂白、除臭和对机械进行杀菌(主要是细菌)处理。,高锰酸钾(KMnO4): 强氧化剂,可用于漂白、除臭处理,一般不作为防 腐剂用于食品,其稀溶液可以用来对水果表面杀菌处理, 但须在之后清水清洗,除去残留。 过氧乙酸: 无色刺激性液体,强氧化剂,它的杀菌能力强、范 围广,0.2的溶液即可杀死细菌、霉菌和酵母菌,0.3 的溶液可杀死抵抗力很强的蜡状芽孢杆菌的芽孢(3min); 其分解产物为醋酸和氧气,一般用于对机械和容器杀菌 处理,杀菌后分解基本完全;也有用于鸡
15、蛋表面处理的。 注意的是高浓度下有爆炸燃烧的危险,应用、贮存时须 加以注意。,3 抗氧化剂,定义:抗氧化剂是能够推迟或防止食品氧化,从而提 高食品稳定性,延长其贮存期的 添加剂。 分类: 1. 油溶性抗氧化剂 2. 水溶性抗氧化剂 抗氧化增效剂:一些物质本身没有抗氧化作用, 但与酚性抗氧化剂(,等)并用时,却能增强氧化剂的抗氧化效果。如柠檬酸(A)、磷酸、酒石酸、植酸等。 一、油溶性抗氧化剂 此类抗氧化剂能均匀分布于油脂之中,常作为油 脂及富含油脂的食品中抗氧化剂。它们主要 有丁基羟 基茴香醚(BHA) ,二丁基羟基甲苯(BHT) ,没食子酸 丙酯(PG) ,生育酚(VE),其它油溶性抗氧化剂
16、 等。,1.丁基羟基茴香醚(BHA) BHA为白色为微黄色粉末,对热、弱碱稳定,长时 间光照可变色,其中3BHA的抗氧化效果比2BHA高 1. 52倍;在猪油中加入50ppmBHA可使其贮藏期延长5倍,与其它抗氧化剂共用时效果更佳,其顺序是: BHA+BHTBHA+PGBHT+PG;BHA与抗氧化增效剂 共用时的效果也很明显,如同柠檬酸的共用。 由于BHA是一个酚类化合物,所以它对一些细菌和一些霉菌也有一定的抑制效果。,2.二丁基羟基甲苯(BHT) BHT为白色粉末,对光、 热稳定,价格比BHA低,用 于长期保存食品或焙烤食品 中效果不错;与BHA和柠檬 酸共用时其重量比组成为: BHA:BH
17、T:柠檬酸 = 2:2: 1;其抑菌能力不如BHA。 3.没食子酸丙酯(PG) PG为白色或淡黄色粉末, 对热稳 定,遇光促使其分解 由于含多个酚基, 可与Fe、 Cu离子显色;它在含油食品 的抗氧化效果不如BHA、 BHT,但在猪油中抗氧化效 果比二者好,并且与柠檬酸共用时效果更好,当然最好 是它们之间共用以产生协同作用。,4.生育酚(VE) 是一种天然食品抗氧化剂,它在许多国家被批准 使用。它的抗氧化性以型最强,型最弱,与 其生物活性正好相反;VE的抗氧化性还会因应用食品 的不同而效果不同,对于动物油脂因它们不含VE故其 效果不错,但对于植物油类,由于含有一定量的VE, 故此效果不明显,超
18、过一定量的时候甚至成了助氧化 剂,一般认为在植物油中的浓度大约是其天然浓度时 效果最好。 5.其它油溶性抗氧化剂 乙氧基喹(EMQ)可用于苹果保鲜,防止因氧化而导 致的虎皮病;特丁基对二苯酚,是一种效果优于BHA、 BHT、PG的抗氧化剂,它遇Fe、Cu离子不变色 。,二、水溶性抗氧化剂 水溶性抗氧化剂主要用于食品的护色,防止食品 因氧化而降低风味及质量。它们主要有: 1.异抗坏血酸及钠盐 为抗坏血酸(Vc)的异构体,白色粉末或结晶,遇光 变色,可被重金属离子催化氧化,其抗氧化性超过Vc 但无Vc的生理作用;它常用于肉品的腌制来防止肌红 蛋白被氧化,减少亚硝胺的生成并加强亚硝酸对对肉毒 梭菌的
19、抗菌能力,它在肉中的用量约0.06。 2.植酸 又称肌醇六磷酸,它除了可以作为抗氧化剂外,还 可作为金属离子鳌合剂,防止水产品罐头中鸟粪石的产 生,但摄入过多时会影响Ca、Fe在人体内的吸收。也可,用作稳定剂和保鲜剂。作为抗氧化剂主要用于油脂食 品、鱼、肉、蛋、面包、糕点等。 制法:以玉米,米糠或小麦为原料,用稀酸提取、 分离提取液、去初蛋白质、碱化后分离沉淀,在洗涤, 通过离子柱和活性炭脱色,浓缩至40%以上而得。国外 有采用肌肉醇与H3PO4合成的方法等制备的。 三、天然抗氧化剂 1.愈创树脂: 是由-愈创木脂酸,-愈创木脂酸, 愈创木酸一少量胶质,精油等组成。油溶性好,对油 脂有良好抗氧
20、化性能,也有防腐性能。由愈创树心材 粉碎加热提取之的。 2.正二氢愈创酸: 简称NDGA 抗氧化效果好,也,有防腐能力。由愈创木脂酸二价值加氢,脱甲醛值得。 3.栎精:为五羟黄酮,可作为油脂,Vc的抗氧化剂。将 栎树皮磨碎,用热水洗涤,稀氨水提取后,稀 H2SO4 中和,煮沸滤液,析出结晶而得。 4 漂白剂 一、概述 1.定义: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叫漂白剂。 2.分类: 按漂白剂的作用方式可以将它分成两类。 氧化性漂白剂:如漂白粉、H2O2、KMnO4、KBrO3 及过氧化苯甲酰等,它们将色素氧化分解后使之褪色, 并且不受空气中的O2作用而再呈
21、色;但它们的作用有局,限性,有些色素不被氧化,而且易残留于食品中;它们 对微生物有显著的抑制作用。 还原性漂白剂: 这是我国主要应用的品种,主要是亚硫酸盐类,它 们可以防止食品在空气中因氧化而产生颜色,尤其是褐 变的颜色。但由于属于还原性漂白,故此时间久长又会 因氧化而呈色。 二、亚硫酸盐在食品中的作用 亚硫酸盐在食品中有多种作用,主要有: 1.抗氧化作用: 亚硫酸盐具有还原性,可以同食品中的O2和H2O2反应: SO32+O2SO42 H2O2+SO32SO42+H2O 它有效地防止食品中Vc氧化,故此有利于Vc的保留:,Vc+O2 脱氢Vc+H2O2 2、防腐作用: 亚硫酸盐对微生物有一定
22、的抑制作用,它可以消 耗组织中的氧抑制好气性微生物,或抑制一些微生物的 酶的活性,其效果与PH、浓度、温度及微生物的种类 有关,一般来讲它们对细菌的抑制作用较强,对酵母的 抑制作用很小,只有在高浓度下才对霉菌起抑制作用。 3、抑制褐变 (1) 对于非酶褐变:亚硫酸盐可以与羰基化合物发生 加成反应,从而阻断了缩合反应 。 (2)对于酶促褐变 :亚硫酸盐对多酚氧化酶有很强的抑制作用,因而可以防止食品褐变。,4.漂白作用 (1)使食品中一些色素还原而漂白(加成反应) (2)与花青苷色素加成使之色泽褪去 但对胡萝卜素素作用很小,对叶绿素无作用 三、使用漂白剂的注意事项 1.亚硫酸盐溶液不稳定,易挥发、
23、分解而失效,宜现配现用。 2.亚硫酸盐的作用在有一定的SO2残留时才可维持,故此加工时必须要控制一定的残留量,但太高可能会对风,味产生不良影响。 3.亚硫酸盐可以破坏VB1故此必要时需加入VB1。 4.只适用于植物性食品,不适用于动物性食品。 5 甜味剂和酸味剂 甜味剂和酸味剂在食品中的主要目的就是赋予食 品以甜味、酸味,它们食品中的应用具有许多优点或 还具有其它的作用。 一、甜味剂 AHB(3.0nm)(2.54nm) (1)天然甜味剂:单糖、低聚糖、糖醇 (2)合成甜味剂:糖精钠、甜蜜素、糖醇(合成),1.常见的甜味剂 (1)糖精钠 人工合成的非营养型甜味剂。 白色粉末,易溶于水,其甜味是
24、由 阴离子产生,分子状态有苦味;其阈值为0.004,甜 度为蔗糖的200700倍(一般为500倍),有后苦味,与 酸味剂同用于清凉饮料之中可产生爽快的甜味,不允 许单独作为食品的甜味剂,必须是与蔗糖构同使用以 代替部分蔗糖。ADI = 0 0.0025g/kg,不得应用于婴 儿食品。 (2)甜蜜素 人工合成非营养型甜味剂。 白色结晶性粉末,溶于水;甜味为蔗糖的4050倍,,甜味非常接近蔗糖,但遇含 SO32、N2的水质时会产 生石油或橡胶味。ADI = 0 0.011g/kg 果冻的用量为 0.02 0.05% ,无蓄积现象,40%由尿排出,60%由粪 排出。 (3)甜味素 人工合成甜味剂。
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