助剂化学作业

食品添加剂的分类、作用以及合成工艺的举例

一、食品添加剂的分类及作用

1.防止变质

防腐剂可以防止由微生物引起的食品腐败变质，延长食品的保存期，同时还具有防止由微生物污染引起的食物中毒作用。又如：抗氧化剂则可阻止或推迟食品的氧化变质，以提供食品的稳定性和耐藏性，同时也可防止可能有害的油脂自动氧化物质的形成。此外，还可用来防止食品，特别是水果、蔬菜的酶促褐变与非酶褐变。这些对食品的保藏都是具有一定意义的。

2.改善食品的感官性状

食品的色、香、味、形态和质地等是衡量食品质量的重要指标。适当使用着色剂、护色剂、漂白剂、食用香料以及乳化剂、增稠剂等食品添加剂，可以明显提高食品的感官质量，满足人们的不同需要。

3.保持或提高食品的营养价值

在食品加工时适当地添加某些属于天然营养范围的食品营养强化剂，可以大大提高食品的营养价值，这对防止营养不良和营养缺乏、促进营养平衡、提高人们健康水平具有重要意义。

4.增加食品的品种和方便性

现在市场上已拥有多达20000种以上的食品可供消费者选择，尽管这些食品的生产大多通过一定包装及不同加工方法处理，但在生产工程中，一些色、香、味具全的产品，大都不同程度地添加了着色、增香、调味乃至其他食品添加剂。正是这些众多的食品，尤其是方便食品的供应，给人们的生活和工作带来极大的方便。

5.有利食品加工

在食品加工中使用消泡剂、助滤剂、稳定和凝固剂等，可有利于食品的加工操作。例如，当使用葡萄糖酸δ内酯作为豆腐凝固剂时，可有利于豆腐生产的机械化和自动化。

主要的食品添加剂及其作用列举如下：

（1）酸度调节剂：用以维持或改变食品酸碱度的物质。

（2）抗氧化剂：能防止或延缓油脂或食品成分氧化分解、变质，提高食品稳定性的物质。抗氧化剂的作用机理是比较复杂的，存在着多种可能性。如有的抗氧化剂是由于本身极易被氧化，首先与氧反应，从而保护了食品。如VE。有的抗氧化剂可以放出氢离子将油脂在自动氧化过程中所产生的过氧化物分解破坏，使其不能形成醛或酮的产物如硫代二丙酸二月桂酯等。有些抗氧化剂可能与其所产生的过氧化物结合，形成氢过氧化物，使油脂氧化过程中断，从而阻止氧化过程的进行，而本身则形成抗氧化剂自由基，但抗氧化剂自由基可形成稳定的二聚体，或与过氧化自由基ROO-。结合形成稳定的化合物。

漂白剂：能够破坏、抑制食品的发色因素，使其褪色或使食品免于褐变的物质。（3）膨松剂：在食品加工过程中加入的，能使产品发起形成致密多孔组织，从而使制品具有膨松、柔软或酥脆的物质。

（4）着色剂：使食品赋予色泽和改善食品色泽的物质。食用色素按其性质和来源，可分为食用天然色素和食用合成色素两大类。在中国目前允许使用的合成

色素有苋菜红、胭脂红、赤鲜红（樱桃红）、新红、诱惑红、柠檬黄、日落黄、亮蓝、靛蓝和它们各自的铝色淀。以及合成的β-胡萝卜素、叶绿素铜钠和二氧化钛。食用天然色素主要是由动植物组织中提取的色素，然而天然色素成分较为复杂，经过纯化后的天然色素，其作用也有可能和原来的不同。而且在精制的过程中，其化学结构也可能发生变化；此外在加工的过程中，还有被污染的可能，故不能认为天然色素就一定是纯净无害的。

（5）护色剂：能与肉及肉制品中呈色物质作用，使之在食品加工、保藏等过程中不致分解、破坏，呈现良好色泽的物质。硝酸盐在细菌硝酸盐还原酶的作用下，还原成亚硝酸盐。亚硝酸盐在酸性条件下会生成亚硝酸。在常温下，也可分解产生亚硝基（NO），此时生成的亚硝基会很快的与肌红蛋白反应生成，稳定的、鲜艳的、亮红色的亚硝化肌红蛋白。故使肉可保持稳定的鲜艳。

（6）乳化剂：能改善乳化体中各种构成相之间的表面张力，形成均匀分散体或乳化体的物质。

（7）酶制剂：由动物或植物的可食或非可食部分直接提取，或由传统或通过基因修饰的微生物（包括但不限于细菌、放线菌、真菌菌种）发酵、提取制得，用于食品加工，具有特殊催化功能的生物制品。中国允许使用的酶制剂有：木瓜蛋白酶——来自未成熟的木瓜的胶乳中提取；以及由米曲霉、枯草芽孢杆菌等所制得的蛋白酶；α-淀粉酶——多来自枯草杆菌；糖化型淀粉酶——中国用于生产本酶制剂的菌种有黑曲霉、根酶、红曲酶、拟内孢酶；由黑曲霉、米曲霉、黄曲霉生产的果胶酶等。

（8）增味剂：补充或增强食品原有风味的物质。中国目前允许使用的增味剂有谷氨酸钠、-鸟苷酸二钠和5’-肌苷酸二钠5’-呈味核甘酸二钠、琥珀酸二钠和L-丙氨酸。

（9）水分保持剂：有助于保持食品中水分而加入的物质。

（10）营养强化剂：为增强营养成分而加入食品中的天然的或者人工合成的属于天然营养素范

围的物质。

（11）防腐剂：防止食品腐败变质、延长食品储存期的物质，同时还具有防止由微生物污染引起的食物中毒作用。

（12）稳定剂和凝固剂：使食品结构稳定或使食品组织结构不变，增强粘性固形物的物质。

（13）甜味剂：赋予食品以甜味的物质。按来源可分为：1.天然甜味剂，又分为糖醇类和非糖类。其中①糖醇类有：木糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇、乳糖醇、麦芽糖醇、异麦芽糖醇、赤鲜糖醇；②非糖类包括：甜菊糖甙、甘草、奇异果素、罗汉果素、索马甜。2.人工合成甜味剂其中磺胺类有：糖精、环己基氨基磺酸钠、乙酰磺胺酸钾。二肽类有：天门冬酰苯丙酸甲酯（又阿斯巴甜）、1-a-天冬氨酰-N-（2，2，4，4-四甲基-3-硫化三亚甲基）-D-丙氨酰胺（又称阿力甜）。蔗糖的衍生物有：三氯蔗糖、异麦芽酮糖醇（又称帕拉金糖）、新糖（果糖低聚糖）。（14）增稠剂：可以提高食品的粘稠度或形成凝胶，从而改变食品的物理性状、赋予食品粘润、适宜的口感，并兼有乳化、稳定或使呈悬浮状态作用的物质。（15）食品用香料：能够用于调配食品香精，并使食品增香的物质。

二、几种食品添加剂的合成工艺举例

1.防腐剂山梨酸的合成工艺

(1)反应式

(2)合成方法

此法用乙酸和丁二烯为原料，制备出乙烯基-γ-丁内酯，酸化得山梨酸。此工艺是由前联邦德国开发的合成路线，工艺流程短，原料易得。我国在这方面的研究也取得一定进展。该法收率较高，是合成山梨酸的新途径。

2. 增稠剂聚丙烯酸钠的合成工艺

（1）反应式

(2)合成方法

聚丙烯酸钠的合成是自由基链式聚合反应。丙烯酸用氢氧化钠中和，产生丙烯酸钠单体；过氧化物在亚硫酸氢钠的作用下，产生自由基，引发单体，并使链增长，生成聚丙烯酸钠。

3. 抗氧化剂双酚A 的合成工艺

（1）反应式

(2)合成方法

该法是由两分子苯酚和一分子丙酮缩合而成，该反应的催化剂为酸性催化剂，工业上应用的催化剂有硫酸、氯化氢和离子交换树脂。

4. 膨松剂碳酸氢钠的合成工艺

目前国内的合成法小苏打生产装置基本上都是保持在95 o C以上，这时循环母液中的NaHCO3分解为Na2CO3，得到高温化碱液。

反应式为：

2NaHCO3=Na2CO3+ CO2+ H2O

当碱液的Na2CO3含量达到规定要求时，用泵送入道尔澄清桶，澄清液经蛇纹石管过滤器过滤得高温合格碱液，然后泵至碳酸化塔进行碳酸化。

反应式为：

Na2CO3+ CO2+ H2O= 2NaHCO3（s）

生成的NaHCO3经离心分离、气流干燥和旋风分离，得到不同粒径的小苏打产品，母液和碱尘返回至化碱锅循环使用。

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