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。pH55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3BHA和2BHA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。3BHA的抗氧化效果比2BNA强152倍，两者合用有增效作用。用量0.02比用量001的抗氧化效果增强10但用量超过002，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；01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60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37)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57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。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 。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。营养性甜味剂。 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36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。