精细化工论文食品添加剂的研究与应用

食品添加剂的研究与应用

前言：随着我国食品工业的发展, 食品添加剂发挥着越来越重要的作用, 并已成为食品工业的灵魂, 没有食品添加剂就没有现代食品工业已成为食品界人士的共识。但是近年来发生的一系列食品安全事件, 使社会和公众对食品添加剂产生了误解, 认为食品添加剂是食品安全的主要问题, 并造成了一些不良影响。事实上, 那些引起食品安全事件发生的根本不是食品添加剂, 而是一些非法添加物。由于一些消费者缺乏对食品添加剂科学的、全面的、正确的认识，一时间将食品安全问题炒得沸沸扬扬，错把食品中非食品添加剂导致的安全问题归结到食品添加剂身上，造成了消费者对食品添加剂产生误解。因此，希望可以通过本文让广大消费者能够对食品添加剂有一定的了解。

一、食品添加剂的研究

1.食品保藏与保鲜剂

1.1防腐剂

防腐剂就是能够杀灭微生物或抑制其繁殖作用，减轻食品在生产、运输、销售等过程中因微生物而引起腐败的食品添加剂。

1.1.1苯甲酸及其钠盐

苯甲酸又名安息香酸。由于其在水中溶解度低，故多使用其钠盐。成本低廉。

苯甲酸进入机体后，大部分在9~15小时内与甘氨酸化合成马尿酸而从尿中排出，剩余部分与葡萄糖醛酸结合而解毒。但由于苯甲酸钠有一定的毒性，目前已逐步被山梨酸钠替代。

1.1.2山梨酸及其钠盐

又名花楸酸。由于在水中的溶解度有限，故常使用其钾盐。山梨酸是一种不饱和脂肪酸，可参与机体的正常代谢过程，并被同化产生二氧化碳和水，故山梨酸可看成是食品的成分，按照目前的资料可以认为对人体是无害的。

1.1.3对羟基苯甲酸脂

成本较高。对霉菌、酵母与细菌有广泛的抗菌作用。对霉菌和酵母的作用较强，但对细菌特别是革兰氏阴性杆菌及乳酸菌的作用较差。作用机理为抑制微生物细胞呼吸酶和电子传递酶系的活性，以及破坏微生物的细胞膜结构。其抑菌的能力随烷基链的增长而增强；溶解度随酯基碳链长度的增加而下降，但毒性则相反。但对羟基苯甲酸乙酯和丙酯复配使用可增加其溶解度，且有增效作用。在胃肠道内能迅速完全吸收，并水解成对羟基苯甲酸而从尿中排出，不在体内蓄积。

1.1.4丙酸及丙酸盐

抑菌作用较弱，使用量较高。常用于面包糕点类，价格也较低廉。

丙酸及其盐类，其毒性低，可认为是食品的正常成分，也是人体内代谢的正常中间产物。

1.2抗氧化剂

能防止或延缓食品成分氧化变质的食品添加剂称为抗氧化剂。抗氧化剂按溶解性可分为油溶性与水溶性抗氧化剂两类。按来源可分为天然的与人工合成的两类。抗氧化剂能够防止或延缓食品氧化反应的进行，但不能在食品发生氧化后使之复原。因此，抗氧化剂必须在氧化变质之前添加。抗氧化剂的用量一般很少（0.0025%-0.1%），但必须与食品充分混匀才能很好的发挥作用。另外，柠檬酸、酒石酸、磷酸及其衍生物均与抗氧化剂有协同作用，起到增效剂的效果。

1.2.1丁基羟基茴香醚(BHA)

因为加热后效果保持性好，在保存食品上有效，它是目前国际上广泛使用的抗氧化剂之一，也是我国常用的抗氧化剂之一。和其它抗氧化剂有协同作用，并与增效剂如柠檬酸等使用，其抗氧化效果更为显著。一般认为BHA毒性很小，较为安全。

1.1.2没食子酸丙酯(PG)

白色至浅褐色结晶粉末，或微乳白色针状结晶。无臭，微有苦味，水溶液无味。PG难溶于水，微溶于棉子油、花生油、猪脂。其0.25%水溶液的PH 值为5.5左右。没食子酸丙酯比较稳定，遇铜、铁等金属离子发生呈色反应，变为紫色或暗绿色，有吸湿性，对光不稳定，发生分解，耐高温性差。PG对猪油的抗氧化作用较BHA和BHT强些，毒性较低。

1.1.3特丁基对苯二酚(TBHQ)

特丁基对苯二酚一种抗氧化剂。白色粉状结晶，有特殊气味，易溶于乙醇和乙醚，可溶于油脂而实际不溶于水。特丁基对苯二酚是一种国家允许使用的安全高效食用油脂抗氧化剂，适用于植物油、猪油等，具有良好的抗氧化作用，可增强油质在保质期内的稳定性。

2.食品赋形剂

2.1乳化剂

乳化剂就是指添加于食品后可显著降低油水两相界面张力，使互不相溶的油和水形成稳定的乳浊液的食品添加剂。食品乳化剂是表面活性剂的一种，其分子结构的共同特点是分子两端不对称，一端是极性的亲水基，另一端是非极

性的疏水剂。乳化剂从来源可分为天然和人工合成两大类。而按其在两相中所形成的乳化体系的性质又可分为水包油型和油包水型。

食品是含有水、蛋白质、糖、脂肪等成分的多相体系，食品中许多成分是互不相溶的，由于各组分混合不均匀，致使食品多相体系中各组分相互融合，形成稳定、均匀的形态，改善内部结构，简化和控制加工过程，提高食品质量的一类添加剂。在食品工业中，常常使用食品乳化剂来达到乳化、分散、起酥、稳定、发泡或消泡等目的。此外，有的乳化剂还有改进食品风味、延长货架期等作用。

2.2增稠剂

增稠剂是指改善食品的物理性质或组织状态，使食品黏滑适口的食品添加剂，也称增黏剂、胶凝剂、乳化稳定剂等。它们在加工食品中的作用是提供稠性、黏度、黏附力、凝胶形成能力、硬度、紧密度、稳定乳化及悬浊体等。由于增稠剂均属亲水性高分子化合物，可水化形成高黏度的均相液，故也称水溶胶、亲水胶体或食用胶。

2.3膨松剂

使制品的质地柔软、膨松,内部组织结构均匀、孔泡细密，富有弹性及光泽。常见的膨松剂为碳酸盐、磷酸盐、铵盐(碳酸氢氨)和矾类及其复合物。它们都能产生气体，在溶液中有一定的酸碱性。使用合成膨胀剂，不需要发酵时间。

3.着色剂、护色剂、和漂白剂

3.1着色剂

着色剂是使食品着色和改善食品色泽的食品添加剂，通常包括合成色素和食用天然色素两大类。食用合成色素主要是指化学方法所制得的有机色素。合成着色剂的着色能力强、色泽鲜艳、不易褪色、稳定性好、易溶解、易调色、成本低，但安全性较差。按化学结构又可分为偶氮类和非偶氮类两类。前者有苋菜红、柠檬黄等，后者有赤藓红和亮蓝等。油溶性偶氮类着色剂不溶于水，进入人体内不易被排出体外，毒性较大，目前基本不在使用。水溶性偶氮类着色剂较容易排出体外，毒性较低，目前世界各地允许使用的合成色素几乎全是水溶性的色素。

3.2发色剂

发色剂又称护色剂。在食品的加工过程中，为了改善或保护食品的色泽，除了使用色素直接对食品进行着色外，有时还需要添加适量的护色剂，使制品呈现良好的色泽。

发色剂是能与肉及肉制品中成色物质作用，使之在食品加工，保等过程中不致分解，破坏，呈现良好色泽的物质。这主要是由亚硝酸盐所产生的NO与肉类中的肌红蛋白和血红蛋白结合，生成一种具有鲜艳红色的亚硝酸基肌红蛋白所致。硝酸盐则需在食品加工中被细菌还原生成亚硝酸盐后再起作用。亚硝酸盐是具有一定毒性，尤其可与胺类物质生成强致癌物亚硝胺，因而人们一直试图开发出某种适当的物质取而代之。亚硝酸盐除可护色外，还能抑制梭状芽孢杆菌为代表的腐败菌的繁殖，从而防止其产生毒素，阻止蛋白质的分解，特别是对于食物中的肉毒梭状芽孢杆菌具有抑制作用，抑制或延缓其产毒。此外，亚硝酸盐还具有增强肉制品风味的作用。迄今为止，尚未见到即能护色又能抑菌，又能增强肉制品的风味的替代品。为此，各国都在保证安全和产品质量的前提下，严格控制亚硝酸盐的使用量。

3.3漂白剂

漂白剂是破坏、抑制食品的发色因素，使其褪色或使食品免于变色的添加剂，分为氧化漂白剂及还原漂白剂两类。氧化漂白剂是通过其本身强烈的氧化作用使着色物质被氧化破坏，从而达到漂白的目的。还原漂白剂大都属于亚硫酸及其盐类，它们通过其所产生的SO2还原作用可使果蔬褪色。而氧化漂白剂主要指过氧化苯甲酰等面粉漂白剂，其他实际应用很少。漂白剂除可改善食品色泽外，还有抑制及抗氧化等作用，在食品加工中应用甚广，可广泛应用于食品的保藏，如果蔬干制和糖制都要熏硫处理使其获得很好的保藏性。

这类物质产生的二氧化硫遇水则形成亚硫酸(H2SO3)。除具有漂白作用外，还具有防腐作用。此外，由于亚硫酸的强还原性，能消耗果蔬组织中的氧，抑制氧化酶的活性，可防止果蔬中的维生素C的氧化破坏。

亚硫酸盐在人体内可被代谢成为硫酸盐，通过解毒过程从尿中排出。亚硫酸盐这类化合物不适用于动物性食品，以免产生不愉快的气味。亚硫酸盐对维生素B1有破坏作用，故B1含量较多的食品如肉类、谷物、乳制品及坚果类食品也不适合。因其能导致过敏反应而在美国等国家的使用受到严格限制。

4.增欲类添加剂

4.1调味剂

调味剂（flavor agent）是指改善食品的感官性质，使食品更加美味可口，并能促进消化液的分泌和增进食欲的食品添加剂。食品中加入一定的调味剂，不仅可以改善食品的感观性，使食品更加可口，而且有些调味剂还具有一定的营养价值。调味剂的种类很多，主要包括咸味剂（主要是食盐）、甜味剂（主要是糖、糖精等）、鲜味剂、酸味剂及辛香剂等。

4.1.1酸味剂

酸味剂是以赋予食品酸味为主要目的的食品添加剂，它还有调节食品pH的作用。酸味剂分为有机酸和无机酸。食品中天然存在的主要有机酸包括柠檬酸、酒石酸、苹果酸和乳酸等。目前，实际应用的酸味剂主要是这些有机酸。酸均有一定抗菌作用，尽管单独使用酸来抑制防腐所需浓度太大，并且会影响食品感官特性，因而难以实际应用。但是，以足够浓度的酸味剂与其他保藏方法并用，可以有效的延长食品的保存期。上述各种酸味剂虽然都可以参加人体内正常代谢，但受消费者可接受性的限制，食品中加入酸味剂的量不可过大。

4.1.2甜味剂

甜味剂(Sweeteners)是指赋予食品或饲料以甜味的食物添加剂。世界上使用的甜味剂很多，有几种不同的分类方法：按其来源可分为天然甜味剂和人工合成甜味剂；按其营养价值分为营养性甜味剂和非营养性甜味剂；按其化学结构和性质分为糖类和非糖类甜味剂。糖醇类甜味剂多由人工合成，其甜度与蔗糖差不多。因其热值较低，或因其与葡萄糖有不同的代谢过程，尚可有某些特殊的用途。非糖类甜味剂甜度很高，用量少，热值很小，多不参与代谢过程。常称为非营养性或低热值甜味剂，称高甜度甜味剂，是甜味剂的重要品种。

4.1.3鲜味剂

主要是指增强食品风味的物质，例如味精（谷氨酸钠）是目前应用最广的鲜味剂。现在市场上出售的味精有两种：一种呈结晶状，含100％谷氨酸钠盐，另一种是粉状的，含80％谷氨酸钠盐。实践证明，如果用谷氨酸钠与5－肌苷酸以5：1至20：1比例混合，谷氨酸钠的鲜味可增加6倍。味精有特殊鲜味，但在高温下（超过120℃）长时间加热会分解生成有毒的焦谷氨酸钠，所以在烹调中，不宜长时间加热。此外，味精不是营养品，仅作调味剂，不能当滋补品使用。

4.2香味剂

香味剂是人为的添加到某些食品，化妆品，洗涤剂及香烟，饮料中，以及施洒在一些空气氛围或环境中，起到产生特定香味或感觉的物质，它们基本上都是有机化学物质。

5.营养强化剂

所谓营养强化剂，是以增强和补充食品的营养为目的而使用的添加剂。其主要有氨基酸类、维生素类及矿物质和微量元素类等。如：高钙高铁奶粉、碘盐等。

5.1氨基酸类

氨基酸（Amino acid）是构成蛋白质(protein)的基本单位，赋予蛋白质特定的分子结构形态，使它的分子具有生化活性。蛋白质是生物体内重要的活性分子，包括催化新陈代谢的酶。作为机体内第一营养要素的蛋白质，它在食物营养中的作用是显而易见的，但它在人体内并不能直接被利用，而

是通过变成氨基酸小分子后被利用的。即它在人体的胃肠道内并不直接被人体所吸收，而是在胃肠道中经过多种消化酶的作用，将高分子蛋白质分解为低分子的多肽或氨基酸后，在小肠内被吸收，沿着肝门静脉进入肝脏。

5.2维生素

维生素（vitamin）又名维他命，通俗来讲，即维持生命的物质，是维持人体生命活动必须的一类有机物质，也是保持人体健康的重要活性物质。维生素在体内的含量很少，但不可或缺。是人和动物为维持正常的生理功能而必需从食物中获得的一类微量有机物质，在人体生长、代谢、发育过程中发挥着重要的作用。如果长期缺乏某种维生素，就会引起生理机能障碍而发生某种疾病。一般由食物中取得。现在发现的有几十种，如维生素A、维生素B、维生素C等。

5.3矿物质

矿物质(又称无机盐)，英文mineral。矿物质是人体内无机物的总称。是地壳中自然存在的化合物或天然元素。矿物质和维生素一样，是人体必须的元素，矿物质是无法自身产生、合成的，每天矿物质的摄取量也是基本确定的，但随年龄、性别、身体状况、环境、工作状况等因素有所不同。

人体必须的矿物质有钙、磷、钾、钠、氯等需要量较多的宏量元素，铁、锌、铜、锰、钴、钼、硒、碘、铬等需要量少的微量元素。但无论哪中元素，和人体所需蛋白质相比，都是非常少量的。

各种矿物质在人体新陈代谢过程中，每天都有一定量随各种途径，如粪、尿、汗、头发、指甲、皮肤及黏膜的脱落排出体外。因此，必须通过饮食补充。由于某些无机元素在体内，其生理作用剂量带与毒性剂量带距离较小，故过量摄入常不仅无益反而有害，特别要注意用量不宜过大。根据矿物质在食物中的分布及其吸收、人体需要特点，在我国人群中比较容易缺乏的有钙、铁、锌。在特殊地理环境或其他特殊条件下，也可能有碘、硒及其他元素的缺乏问题。

6其他食品添加剂

6.1酶制剂

酶制剂指从生物（包括动物、植物、微生物）中提取具有生物催化能力酶特性的物质。主要用于加速食品加工过程和提高食品产品质量。

我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——我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。

6.2组织改良剂

通过保水、粘结、增塑、稠化和改善流变性能等作用而改进食品外观或触感的一种食品添加剂。

6.3消泡剂

在食品加工过程中降低表面张力, 消除泡沫的物质, 主要用于生产过程中需要消除泡沫的食品。常用的有聚二甲基硅氧烷等。

6.4稳定剂和凝固剂

稳定剂和凝固剂使食品结构稳定或使食品组织结构不变，增强黏性固形物的一类食品添加剂。常见的有各种钙盐，如氯化钙、乳化钙等。它能使可溶性果胶成为宁胶状果胶酸钙，以保持果蔬加工制品的脆度和硬度，防止果蔬软化。用低酯果胶可制造低糖果冻等。在豆腐生产过程中，则用盐卤、硫酸钙等蛋白凝固剂，来达到固化的目的。另外，金属离子螯合剂能与金属离子在其分子内形成内环，使金属离子成为此环的一部分，从而形成稳定而又能溶解的复合物，消除了金属离子的有害作用，从而提高食品的质量和稳定性。最典型的螯合物是EDTA。

6.5抗结剂

用于防止颗粒或粉状食品聚集结块, 保持其松散或自由流动的物质, 主要用于容易结块的物质。常用的有滑石粉, 二氧化硅等。

6.6助滤剂

能提高滤液过滤效率的物质。为防止滤渣堆积过于密实，使过滤顺利进行，而使用细碎程度不同的不溶性惰性材料。

在过滤操作中，为了降低过滤阻力，增加过滤速率或得到高度澄清的滤液所加入的一种辅助性的粉粒状物质，称为助滤剂。

参考文献

[1] 周立国, 段洪东, 刘伟. 精细化学品化学[ M] . 北京: 化学工业出版社, 2007: 123.

[2] 刘润平. 食品添加剂的发展及展望[ J] . 食品开发, 2009( 8) : 6- 7.

[3] 陈梅香, 张雅稚, 田永全. 食品添加剂对食品安全的影响[ J] . 农业工程技术—农产品加工,2007( 12) : 26- 30.

[4] 刘萍. 临夏州花椒生产特点及产业发展建议[ J] . 甘肃林业科技, 2003, 28( 4) : 80- 83.

[5] 张德纯. 特种蔬菜花椒芽及其栽培[ J] . 河南农业, 2001( 11) : 14.