第九章 食品添加剂
第一节 概论
? 1.食品添加剂的定义
? 食品添加剂是指为改善食品的品质和色
香味以及防腐和加工工艺的需要而加入
食品中的天然和化学合成物质。
? 2.食品添加剂的分类
? 食品添加剂按照其原料和加工工艺可分
为天然食品添加剂和合成添加剂。
? 食品添加剂按应用特性可以分为直接食
品添加剂,加工助剂(也称第二次直接
食品添加剂)。
? 食品添加剂最常见的分类方法是按其功
能来分,我国将食品添加剂按功能分类
分为 21大类即酸度调节剂、抗结剂、消
泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、胶
姆糖基础剂、着色剂、护色剂、乳化剂、
酶制剂、增味剂、面粉处理剂、被膜剂、
水分保持剂、营养强化剂、防腐剂、稳
定和凝固剂、甜味剂、增稠剂和其他。
? 3.食品添加剂的意义
? 4.食品添加剂的发展趋势
? (1)研究开发天然食品添加剂和研究改性
天然食品添加剂
? (2)大力研究生物食品添加剂
? (3)研究新型食品添加剂合成工艺
? (4)研究食品添加剂的复配
? (5)研究专用食品添加剂
? (6)研究高分子型食品添加剂
第二节 主要的食品添加剂
? 一、防腐剂
? 防腐剂是能抑制微生物活动,防止食品
腐败变质的一类食品添加剂。
? (一)酸型防腐剂
? 1 苯甲酸及其钠盐
? ( 1)苯甲酸
? 特性:其效力随酸度增强而增加,在碱性环境
中失去抗菌作用。苯甲酸为脂溶性有机酸。
? 应用:苯甲酸是价格十分低廉而且比较安全的
防腐剂,但有一定的不良气味和毒性叠加之嫌。
? 在酸性环境中,苯甲酸有广谱的抗菌作用,对
产酸菌的作用较弱。 pH5,5以上时对很多霉
菌和酵母都失去作用。
? ( 2)苯甲酸钠
? 苯甲酸钠防腐性能与苯甲酸一样,但水溶性
要好,因此应用比苯甲酸更普遍。
? 2 山梨酸及其钾盐
? ( 1)山梨酸
? 特性:山梨酸为无色针状结晶或白色结
晶粉末。无味,略有特殊气味。耐光、
耐热性好。难溶于水,溶于乙醇、乙醚、
丙二醇、无水乙醇、花生油、甘油和冰
醋酸。
? 应用:山梨酸对霉菌、酵母和好气性菌
均有抑制作用,但对嫌气性芽孢形成菌
与嗜酸乳杆菌则几乎无效。山梨酸属于
酸型防腐剂,其防腐效果随 pH值升高而
降低。
? ( 2)山梨酸钾
? 山梨酸钾有很强的抗菌防腐作用,毒性极低。
属于酸性防腐剂。与山梨酸相比,山梨酸钾水
溶性大,使用方便。
? 3 丙酸及其钠盐
? ( 1)丙酸
? 特性:丙酸为无色透明液体,具有特殊的刺激
性气味。能与水混溶.溶于乙醇、氯仿和乙醚。
? 用途:丙酸对酵母无效,而对其他微生物有一
定的作用。丙酸的另一个主要用途,就是用于
制备丙酸盐类防腐剂。
? ( 2)丙酸钙
? 用途:用于面包、月饼、奶酪制品等需
要有酵母、细菌发酵的场合,有较好的
防霉效果。丙酸钙还有强化钙的作用。
? ( 3)丙酸钠
? 用途:丙酸钠尽管抑制霉菌的能力比丙
酸钙低,但它不影响化学膨松剂的作用,
所以丙酸钠在面包等食品中的应用比丙
酸钙更为广泛。丙酸钠水溶性较好,使
用也比较方便。
? (二)酯型防腐剂
? 主要有对羟基苯甲酸酯类(甲、乙、丙、异丙、
丁、异丁、庚等酯)。它们对食品均有防止腐
败的作用。
? 对羟基苯甲酸酯类具有良好的防止发酵、抑
制细菌增殖和杀菌能力。对霉菌和酵母作用强,
对革兰氏阴性菌和乳酸菌作用弱。
? 由于对羟基苯甲酸酯类都难溶于水,所以通常
是将它们先溶于氢氧化钠、乙酸、乙醇中,然
后使用。为更好发挥防腐作用,最好是将两种
或两种以上的该酯类混合使用。
? (三)生物型防腐剂
? 1生物防腐剂的基本概念及特点
? 生物防腐剂是由微生物代谢产生的抗菌
物质,主要是一些有机酸、多肽。
? 不少微生物在其代谢过程中都能产生抑
菌物质,但作为食品防腐剂,必须符合:
生物杀菌素本身对人体完全无害;在消
化道内降解为食物的正常成分;对食品
进行热处理进降解为无害成分;不影响
消化道菌群;不影响药用抗菌素的使用。
? 2主要的生物防腐剂
? ( 1)乳酸链球菌素
? Nisin是由乳酸链球菌分泌的一种多肽。
Nisin抑制大部分 G的生长,而对酵母菌
和霉菌无效。
? ( 2)溶菌酶
? 溶菌酶 (Lysozyme)溶菌酶是一种专门
作用于微生物细胞壁的水解酶。其作用
机制为破坏细菌、酵母菌和霉菌的细胞
壁,使细胞壁中的糖苷键和肽键断裂,
最后导致细胞死亡。
? 二、抗氧化剂
? (一)食品氧化性及抗氧化剂作用原理
? 抗氧化剂是添加于食品后阻止或延迟
食品氧化,提高食品质量的稳定性和延
长贮存期的一类食品添加剂。
? 抗氧化剂一种是抗氧化剂自身氧化,消
耗食品内部和环境中的氧,使食品自动
氧化的链式反应,从而保护食品组织不
受氧化;再一种方式是抗氧化剂通过抑
制氧化酶的活性从而防止食品组织氧化
变质。
? 抗氧化剂依其溶解性大致可分为两类。
? (1)水溶性抗氧化剂,此类抗氧化剂大
多用于食品护色,主要有:抗坏血酸及
其盐类,异抗坏血酸及其盐类,二氧化
硫及其盐类等。
? (2)油溶性抗氧化剂,此类抗氧化剂多用
于含油脂食品类,主要有:丁基羟基苯
甲醚,二丁基羟基甲苯,没食子酸丙酯,
维生素 E等。
? (二)主要的抗氧化剂
? 1 丁基羟基茴香醚( BHA)
? ( 1)基本性质
? 本品为白色或微黄色蜡样结晶性粉末,带有
酚类的特异臭气和有刺激性的气味。它通常是
3— BHA和 2— BHA两种异构体的混合物。对
热相对稳定,在弱碱性的条件下不易破坏,这
可能是其在焙烤食品中有效的原因之一。
? 3— BHA的抗氧化效果比 2— BNA强 1,5— 2
倍,两者合用有增效作用。用量 0.02%比用量
0,01%的抗氧化效果增强 10%.但用量超过
0,02%,则效果反而下降。
? ( 2)用途
? BHA不溶于丙二醇,而本品易溶于丙二醇,
易成为乳化状态,有使用方便的特点。缺点是
成本较高。
? BHA除抗氧化作用外,还有相当强的抗菌力。
? 2 二丁基羟基甲苯( BHT)
? ( 1)基本性质
? 二丁基羟基甲苯为无色结晶或白色晶体粉末,
无臭味。它的化学稳定性好,对热相当稳定,
抗氧化效果好,与金属离子反应不着色。它不
溶于水、甘油,易溶于乙醇、丙酮、甲醇、苯、
矿物油、大豆油、棉籽油和猪油。
? BHT与柠檬酸、抗坏血酸或 BHA并用,
能显著提高抗氧化效果。
? ( 2)用途
? BHT价格低廉,为 DHA的 20%,可用
作主要抗氧化剂。目前它是我国生产量
最大的抗氧化剂之一。
? BHT可以用于油脂、焙烤食品、油炸食
品、谷物食品、奶制品、肉制品和坚果、
蜜饯中。
? 3 没食子酸丙酯
? ( 1)特性
? 没食子酸丙酯比较稳定,遇铜、铁离子
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
温性较差。
? 没食子酸丙酯使用量达 0.01%时即能自
动氧化着色,故一般不单独使用,而与
DHA复配使用,或与柠檬酸、异抗坏血
酸等增效剂复配使用。
? ( 2)用途
? 4 茶多酚
? (1)基本性质
? 茶多酚的抗氧化性能优于生育酚混合浓
缩物,为 BHA的数倍。茶多酚中抗氧化
的作用成分主要是儿茶素。
? 茶多酚与苹果酸、柠檬酸和酒石酸有良
好的协同效应,与柠檬酸的协同效应最
好。此外,与生育酚、抗坏血酸也有很
好的协同效应。
? ( 2)用途
? 可用于油脂、糕点馅等。
? 三、食用色素
? (一 ) 食用合成色素
? 1苋菜红
? (1)基本性质
? 苋菜红为紫红色至暗红棕色均匀粉末或颗粒,
无臭;易溶于水,可溶于甘油及丙二醇,极微
溶于乙醇,
? 苋菜红有耐光性、耐热性、耐盐性,耐酸性良
好,耐菌性差。对柠檬酸、酒石酸稳定。但在
碱性溶液中则变成暗红色。与铜、铁接触易褪
色。染色力较弱。不适用于发酵食品及含还原
性物质的食品。
? (2)应用
? 苋菜红可用干果味型饮料 (液、固体 ),果汁型
饮料、汽水、配置酒、糖果、糕点上彩妆、红
绿丝、罐头、浓缩果汁、青梅、山楂制品、樱
桃制品、对虾片。
? 2胭脂红
? ( 1)基本性质
? 胭脂红为红色至深红色颗粒或粉末,无臭,易
溶于水,微溶于乙醇,溶于甘油,不溶于油脂。
本品吸湿性强,水溶液成红色。耐光性、耐碱
性、耐盐性较好,对柠檬酸、酒石酸稳定。但
耐热性、耐还原性相当弱,耐细菌性也较弱。
? (2)应用
? 胭脂红经动物实验证明无致癌、致畸作
用,是一种比较安全的食用色素,目前
除美国不许使用外,其他绝大多数国家
许可使用。
? 食用红色色素。胭脂红可用于果味水、
果味粉、果子露、汽水、配置酒、糖果、
糕点裱花、红绿丝、罐头、青梅、浓缩
果汁等。
? 3柠檬黄
? ( 1)基本性质
? 柠檬黄为橙黄色粉末或颗粒,无臭;
0,1%水溶液呈黄色,溶于甘油、丙二
醇,微溶于乙醇、油脂。耐光、耐热性
强,耐酸性、耐盐性均好,在柠檬酸、
酒石酸中稳定,耐氧化性较差,遇碱稍
变红色,还原时褪色。
? ( 2)用途
? 可用于汽水、果子露、果子汁、果冻、
果子酱、棒冰、冰淇淋、糖果、糕点、
香肠、酒类及各种食用香精的着色。
? 4日落黄
? (1)特性
? 日落黄为橙红色粉末或颗粒,无臭,吸
湿性强。耐光、耐热性高。溶于甘油、
丙二醇.但难溶于乙醇,不溶于油脂。
中性和酸性水溶液呈橙黄色,遇碱时呈
红棕色,还原时褪色。溶于浓硫酸得橙
色液。
? ( 2)用途
? 可用于果味水、果味粉、果子露、汽水、
配制酒、糖果、糕点、红绿丝、罐头、
浓缩果汁、青梅,风味酸奶饮料.对虾
片,糖果包衣。
? 5靛蓝
? ( 1)基本性质
? 靛蓝为蓝棕色或红棕色粉末或颗粒。易
溶于水,中性水溶液呈蓝色,酸性时呈
蓝紫色,碱性时呈绿至黄绿色。溶于甘
油、丙二醇。微溶丁乙醇,不溶于油脂。
耐热、耐光。耐碱性差,易还原。吸湿
性强。中性或碱性水溶液能被亚硫酸钠
还原,形成无色母体.在空气中氧化后
又复色。
? 6亮蓝
? ( 1)基本性质
? 亮蓝为带有金属光泽的红紫色颗粒或粉末。易
溶于水,也可溶于乙醇,溶于乙二醇、丙二醇
和甘油,不溶于油脂。耐光性和耐热性强。在
酒石酸、柠檬酸中稳定,弱酸时呈青色,强酸
时呈黄色,在沸腾碱液中呈紫色。亮蓝耐碱性
强.耐盐性好。
? ( 2)用途
? 适用于糕点、糖果、清凉饮料、豆浆及西式酒
等的着色。
? (二 )天然色素
? 1焦糖色素
? 别名 焦糖,酱色
? 焦糖色素可分为不加铵盐和加铵盐生产两大类。
? 焦糖色素剂由蔗糖、饴糖、淀粉等各种糖在高
温下不完全分解、脱水、聚合而成的混合物。
? 特性:无臭或略带异臭,只有焦糖香味和愉快
苦味。溶于水和稀醇溶液。焦糖的色调受 pH
值及在大气中暴露时间的影响。 pH值在 6,0
以上容易发霉。
? 2 红曲色素
? 别名 红曲米
? 红曲色素主要含有六种主要成分,红色色素、
黄色色素和紫色色素各两种。
? ( 1)基本性质
? 红曲色素是一种红色或暗红色液体或粉末或糊
状物。略有异臭。溶于乙醇、乙醚、冰醋酸。
? ( 2)应用
? 自古以来,红曲用于酿造红酒。还可用于各种
肉制品,水产品,奶制品,植物蛋白,果品的
着色剂和质量改良剂;药理护理。
? 3紫胶色素
? 别名 虫胶红色素
? 为红紫色或鲜红色粉末或液体。微溶于水,溶
于乙醇和丙二醇,不溶于棉籽油。色调随 pH
值变化,酸性时呈橙紫色,碱性时呈紫红色。
酸性对热稳定,对光也稳定。 pH值为 3时在窗
旁 16日无变化,但碱性时则褪色。对维生素 C
也很稳定,一般不褪色。易受金属离子 (特别
铁离子 )的影响,使用时最好同时使用螯合剂。
染色性随 pH值变化,越接近中性染色性越差。
最适应于不含蛋白质、淀粉的饮料、糖果、果
冻类、糕点、面类等。
? 4甜菜红
? 别名 甜菜根红
? ( 1)特性
? 为红紫至深紫色液体、块状或粉末或糊状物。
有异臭;易溶于水、牛奶;难溶于乙酸、丙二
醇;不溶于乙醇、甘油、油脂;中性至酸性
(pH值 3— 7)范围内是稳定红紫色。在碱性条
件下转化为呈黄色的甜菜黄素;耐热性等,于
60℃ 加热 30min褪色较严重,不因氧化而褪
色、变色,遇光亦略褪色;金属离子对其影响
较小,但 Fe,Cu含量多时会发生褐变。甜菜
红具有水溶性好、渗透力强、着色均匀、色泽
好等优点。
? ( 2)用途
? 5 红花黄
? ( 1)基本性质
? 为黄色或棕黄色粉末。易吸潮,吸潮湿呈褐色,
并结成块状,吸潮后的产品不影响使用效果。
易溶于水、稀乙醇、稀丙二醇;几乎不溶于无
水乙醇,不溶于乙醚、石油醚、油脂和丙酮;
本品耐光性好;在 pH慎 5~7范围内稳定。碱
性条件时带红色;对热稳定性差。 pH值为 7并
在日光下照射 8小时,色素残留率 88.9%。
? ( 2)用途
? 可用作天然染料,同时又用于治疗心血管系统
疾病。
? 6姜黄色素
? ( 1)基本性质
? 橙黄色结晶性粉末,有特殊臭味。不溶于水和
乙醚,溶于乙醇、冰醋酸、丙二醇。碱性条件
下呈红褐色,酸性则呈浅黄色。与氢氧化镁形
成色淀,呈黄红色。与金属离子,尤其是铁离
子,形成螯合物,导致变色,耐旋光性、耐铁
离子性较差,耐热性较好,染色力强,特别是
对蛋白质。
? ( 2)用途
? 用于多种食品和饮料的着色。可用于果味水果
味糖、果汁露汽水、糖果、糕点、罐头、果冻
等食品行业中。
? 7辣椒红
? ( 1)基本性质
? 具特殊气味和辣味的深红色粘性油状液
体,产品通常为两相混合物。无悬浮物。
主要香味物质为辣椒素。溶于大多数非
挥发性油,几乎不溶于水,部分溶于乙
醇 (油分离 ),不溶于甘油。
? 广泛用于水产品、肉类、色拉、罐头、
饮料等各类食品的着色。
? 四、甜味剂
? 甜味剂有很多分类方法,按其来源可以
分为两类。
? ①天然甜味剂。如蔗糖、淀粉糖浆、果
糖、葡萄糖、麦芽糖、甘草甜素、甜菊
苷 。
? ②合成甜味剂。如糖醇、糖精、帕拉金
糖等。
? 甜味剂按其生理代谢特性还可以分为两
类。
? ①营养性甜味剂。
? ②非营养性甜味剂。
? 五、酸味剂 (酸味调节剂 )
? 酸味剂即酸化剂,是指在食品中能产生
过量氢离子以控制 pH值并产生酸味的一
类添加剂。主要用于提高酸度、改善食
品风味,此外兼有抑菌、护色、缓冲、
整合、凝聚、凝胶、发酵等作用。
? 1柠檬酸
? 柠檬酸的酸味是所有有机酸中最缓和而
可口的,作为酸味剂广泛应用于各种食
品中。柠檬酸是世界上以生物化学方法
生产量最大的有机酸。
? 2乳酸
? 作为酸味剂用于清凉饮料、果酱、果汁、
果子露、水果糖和糖浆等,多与柠檬酸
等并用。
? 3酒石酸
? 酒石酸可作清凉饮料、果汁、葡萄酒、
果子冻、果子酱、糖果、罐头等的酸味
剂,多与柠檬酸、苹果酸等并用,还可
作螯合剂、抗氧化增效剂、增香剂、速
效性膨松剂。
? 4 苹果酸
? 苹果酸在食品工业中的主要用途是作为
食品酸味剂,可用于饮料,如酸奶、葡
萄酒、果子酒等,也可用于冷冻点心和
加工食品,如口香糖、泡泡搪、硬糖、
果酱、番茄酱、食酱,人造奶油、腌渍
食物等。除作酸味剂外,苹果酸在食品
工业中作为天然果汁的保色剂,蛋黄酱
的乳化稳定剂。
? 5乙酸
? 乙酸被适当稀释后,作为酸味剂,用于
辣酱油、番茄酱、蛋黄酱、玉米糖浆、
泡菜、苹果果子露、干酪、糕点、咸菜。
乙酸还可用作香料,用于软饮料、冷饮、
糠果、焙烤食品,布丁类、胶姆糖和调
味品中。
? 6富马酸
? 富马酸作为酸味剂,用于清凉饮料、西
式酒类、浓缩汁液、果冻、水果罐头 (桃、
柑橘 )、糕点、冷饮、冰淇淋、硬糖,以
及粉末发泡粉里。往往与柠檬酸、酒石
酸等复配使用。
? 六、增稠剂
? 增稠剂是一类能增加体系粘度和形成
凝胶的食品的物质。有时也称糊料,水
溶胶,食用胶和亲水胶体,一般都是亲
水性高分子化合物。
? 增稠剂按其来源可分为两类。
? (1)天然增稠剂 如果胶、琼脂、海藻
酸、槐豆胶、淀粉、明胶、卡拉胶等。
? (2)合成增稠剂 如改性淀粉、改性纤
维素、海藻酸丙二醇酯、黄原胶等。
? 按照其离子性质可分为两大类,
? (1)离子性增稠剂 如海藻酸、羧甲基纤维素和
淀粉、黄原胶、卡拉胶、明胶等。
? (2)非离子增稠剂 如淀粉、羟丙基淀粉、海藻
酸丙二醇酯等。
? 按照其化学结构可分为多糖类增稠剂和多肽
类增稠剂两类。
? (1)多糖类增稠剂 大多数增稠剂都属于此类,
如淀粉类,纤维素类,海藻酸、果胶、槐豆胶
等。
? (2)多肽类增稠剂 属于此类的主要有干酪素和
明胶。由于来源有限,价格偏高,应用较少。
? 增稠剂在食品中的作用,
? (1)增稠、分散和稳定作用
? (2)胶凝性
? (3)凝聚性
? (4)保水、持水性
? (5)控制结晶
? (6)成膜、保鲜作用
? 七、乳化剂
? 乳化剂是分子中同时具有亲油基和亲水基的一
类两亲性物质,可以在油水界面定向吸附,起
到稳定乳液和分散体系的作用,乳化剂有很多
种分类方法。
? 乳化剂按其离子性可分为两类,
? (1)离子型乳化剂
? 主要有硬脂酰乳酸钠,磷脂和改性磷脂以及一
些离子性高分子,如黄原胶、羧甲基纤维素等。
? (2)非离子型乳化剂
? 如甘油酯类,山梨醇酯类,木糖醇酸类,蔗糖
酯类和丙二醇酯类等。
? 按分子量大小可分为两类,
? (1)小分于乳化剂
? 此类乳化剂乳化效力高,常用的乳化
剂均属此类,如各种脂肪酸酯类乳化剂。
? (2)高分子乳化剂
? 此类乳化剂的稳定效果好,主要是一些
高分子胶类,如纤维素醚,海藻酸丙二
醇酯,淀粉丙二醇酯等。
? 按亲油亲水性还可以分为两类,
? ( 1)油包水类乳化剂
? 一般指亲油亲水平衡值 (简称 HLB值 )
在 3— 6之间的乳化剂如脂肪酸甘油酯类
乳化剂,山梨醇酯类乳化剂等。
? ( 2)水包油类乳化剂
? 一般指 HLB值 9以上的乳化剂,如低
酯化度的蔗糖酯,吐温系列乳化剂,聚
甘油酯类乳化剂等。
? 乳化剂在食品中主要作用如下,
? (1)分散体系的稳定作用
? (2)发泡和充气作用
? (3)破乳和消泡作用
? (4)对体系结晶的影响
? (5)与淀粉相互作用
? (6)与蛋白质络合作用
? (7)抗菌保鲜作用
? 八、营养强化剂
? 营养强化剂是指为增强营养成分而加入
食品中的天然的或人工合成的属于天然
营养范围的食品添加剂。其目的是用于
平衡天然食品中某些营养素的不足,以
强化天然营养素的含量;补偿加工中的
损失,提高食品的营养价值;增补人体
对天然营养素的需要,防止由于缺乏某
种天然营养素,所导致的各种特殊疾病。