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食品添加劑是構(gòu)成現(xiàn)代食品工業(yè)的重要因素，對(duì)于改善食品的色、香、味，增加食品營養(yǎng)，提高食品品質(zhì)，改善加工條件，防止食品變質(zhì)，延長食品的保質(zhì)期有極其重要的作用。因此，食品添加劑工業(yè)在現(xiàn)代食品工業(yè)中占據(jù)重要地位。
一、食品添加劑的定義及作用
1、食品添加劑的定義
食品添加劑，指為改善食品品質(zhì)和色、香、味，以及為防腐和加工工藝的需要而加入食品中的人工合成或者天然物質(zhì)。
2、食品添加劑的作用和發(fā)展趨勢(shì)
1）食品添加劑的主要作用
a)能夠改善食品的品質(zhì)，提高食品的質(zhì)量，滿足人們對(duì)食品風(fēng)味、色澤、口感的要求；
b)能夠使食品加工制造工藝更合理、更衛(wèi)生、更便捷，有利于食品工業(yè)的機(jī)械化、自動(dòng)化和規(guī)模化；
c)能夠使食品工業(yè)節(jié)約資源、降低成本，在極大地提升食品品質(zhì)和檔次的同時(shí)，增加其附加值，產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2）食品添加劑發(fā)展趨勢(shì)
a)開發(fā)天然、營養(yǎng)、多功能的食品添加劑；
b)致力開發(fā)多樣化、專用的添加劑。
二、食品添加劑的種類
食品添加劑按來源可分為天然食品添加劑和人工合成食品添加劑。按功能進(jìn)行分類，主要有：營養(yǎng)強(qiáng)化劑、防腐防霉劑、抗氧化保鮮劑、增稠劑、乳化劑、螯合劑(含穩(wěn)定劑和凝固劑)、品質(zhì)改良劑、調(diào)味劑、色澤處理劑、食用香精、香料等。
1、食品防腐劑
食品防腐劑是為了抑制食品腐敗和變質(zhì)，延長貯存期和保鮮期的一類添加劑。目前常用的食品防腐劑主要有4類：苯甲酸及其鹽類、山梨酸及其鹽類、丙酸及其鹽類、對(duì)羥基苯甲酸酯類。
1）苯甲酸及其鈉鹽
苯甲酸又稱安息香酸，是一種常用的有機(jī)殺菌劑。在pH值低的環(huán)境中，苯甲酸對(duì)廣范圍的微生物有效，但對(duì)產(chǎn)酸菌作用弱。當(dāng)pH高于5.5時(shí)，對(duì)很多霉菌和酵母沒有效果。苯甲酸抑菌的最適宜pH值為2.5—4，對(duì)一般微生物的完全抑制最小質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05％～0.1％。
2）山梨酸及其鹽類
山梨酸化學(xué)名為2，4一己二烯酸，是一種廣譜食品防腐劑。
3）丙酸及其鹽類
丙酸是具有類似醋酸刺激酸香的液體，由于是人體新陳代謝的正常中間物，故無毒性，其ADI值不加限制。丙酸對(duì)霉菌、好氣性細(xì)菌、革蘭氏陰性菌，尤其是對(duì)使面包生成絲狀黏質(zhì)的大腸芽孢桿菌有效，并能防止黃曲霉毒素的產(chǎn)生，所以常用于面包及糕點(diǎn)的制作。丙酸鹽具有相同的防腐效果，常用的是鈣鹽和鈉鹽。
4）對(duì)羥基苯甲酸及其酯類
對(duì)羥基苯甲酸酯又稱尼泊金酯，為無色結(jié)晶或白色結(jié)晶粉末，無味，無臭。主要用于醬油、果醬、清涼飲料等。防腐效果優(yōu)于苯甲酸及其鈉鹽，使用量約為苯甲酸鈉的1/10，適宜pH值為4-8。
5）天然食品防腐劑
天然防腐劑具有抗菌性強(qiáng)、安全無毒、水溶性好、熱穩(wěn)定性好、作用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，不但對(duì)人體健康無害，而且還具有一定的營養(yǎng)價(jià)值。近年來研究開發(fā)的天然防腐劑有：那他霉素、葡萄糖氧化酶、魚精蛋白、溶菌酶、聚賴氨酸、殼聚糖、果膠分解物、蜂膠、茶多酚等。
2、食品乳化劑和增稠劑
食品乳化劑和增稠劑都是改善和穩(wěn)定食品各組分的物理性質(zhì)或改善食品組織狀態(tài)的添加劑，對(duì)食品的“形”和“質(zhì)”及食品加工工藝性能有著重要作用。
1）乳化劑
凡是添加少量即能使互不相溶的液體(如油和水)形成穩(wěn)定乳濁液的食品添加劑稱為乳化劑。
A. 脂肪酸甘油酯
甘油和脂肪酸反應(yīng)，可以生成單、雙和三酯。單脂肪酸甘油酯，簡稱單甘酯，是一種重要的食品乳化劑，廣泛用于起酥油、糕點(diǎn)、面包、糖果、冰淇淋中，起乳化、發(fā)泡、防結(jié)晶、抗老化作用。
B. 蔗糖脂肪酸酯
蔗糖脂肪酸酯是一種性能優(yōu)良、高效、安全的乳化劑。蔗糖脂肪酸酯以蔗糖部分為親水基，長碳鏈脂肪酸部分為親油基，在體內(nèi)可被消化成蔗糖和脂肪酸而被吸收。蔗糖脂肪酸酯無毒、無刺激，易被生物降解，因此在食品中的使用沒有限制。
C. 失水山梨醇脂肪酸酯
失水山梨醇脂肪酸酯的商品名為司盤(span)，司盤類乳化劑在堿催化下與環(huán)氧乙烷起加成反應(yīng)，可得到Tween(吐溫)類乳化劑。
D. 大豆磷脂
大豆磷脂又稱大豆卵磷脂或磷脂，為淡黃色或褐色透明、半透明的黏稠物質(zhì)。它是大豆油生產(chǎn)中的副產(chǎn)品，是一種天然的表面活性劑。其主要成分是卵磷脂、腦磷脂和肌醇磷脂。大豆磷脂作為乳化劑，具有優(yōu)良的乳化性、抗氧化性、分散性和保濕性，已廣泛用于食品、速溶奶、人造奶油、顆粒飲料、營養(yǎng)乳化劑等方面。
2)增稠劑
增稠劑是一類能提高食品黏度并改變性能的食品添加劑。
A. 明膠
明膠為白色或淡黃色、半透明、微帶光澤的薄片或細(xì)粒，其主要成分是蛋白質(zhì)，是由動(dòng)物的皮、骨、軟骨等所含的膠原蛋白經(jīng)部分水解后而得到的高分子多肽聚合物。明膠凝膠堅(jiān)韌、富有彈性，承壓性好，在30℃水中溶解，冷卻后凝成膠體。
B. 麥芽糊精
麥芽糊精也稱水溶性糊精或酶法糊精，是以各類淀粉作原料，經(jīng)酶法工藝低程度控制水解轉(zhuǎn)化、提純、干燥而成。麥芽糊精廣泛應(yīng)用在糖果、麥乳精、果茶、奶粉、冰淇淋、飲料、罐頭及其他食品中，是各類食品的填充料和增稠劑。
C. 果膠
果膠是一種廣泛存在于植物組織中的多糖物質(zhì)，其主要成分為半乳糖醛酸，是受FAO/WHO食品添加劑聯(lián)合委員會(huì)推薦，不受添加量限制的公認(rèn)安全的食品添加劑。目前生產(chǎn)果膠的主要原料是柑桔類果皮。
D. 卡拉膠
卡拉膠是由紅藻中提取的天然植物膠，是三大海藻膠：褐藻膠、瓊膠、卡拉膠中最年輕的一個(gè)，其主要成分是D一半乳糖和L_半乳糖?？ɡz由麒麟菜、沙菜、角叉菜等原料中提取。在食品工業(yè)上使用的卡拉膠主要有凝膠性、黏稠性、穩(wěn)定性、乳化性及懸浮性等特性，廣泛應(yīng)用于乳制品、冰淇淋、果汁飲料、面包、水凝膠(睹喱等)、肉制品、罐頭等食品中。
E. 黃原膠
黃原膠是一種安全無毒、無味的新型食品添加劑，具有優(yōu)異的增稠、懸浮、乳化、穩(wěn)定等多種功能。黃原膠由黃單孢菌以淀粉類物質(zhì)為主要原料，通過一系列生物化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的胞外異多糖，其主要成分為葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸等，分子量高達(dá)數(shù)百萬，是目前國內(nèi)外微生物多糖產(chǎn)品中最具商業(yè)價(jià)值、產(chǎn)量最大、市場(chǎng)覆蓋面最廣的產(chǎn)品。黃原膠具有優(yōu)良的增稠性能，采用很低的濃度，就能達(dá)到所需要的黏度，在不同的體系中，黃原膠的添加量為0.01g/100g～0.5g/100g。黃原膠與高濃度的糖或多種鹽類共存時(shí)能形成穩(wěn)定的增稠體系。
3、調(diào)味劑
調(diào)味劑主要有酸味劑、甜味劑、咸味劑和苦味劑等。其中苦味劑應(yīng)用很少，咸味劑(一般使用食鹽)我國并不作為食品添加劑管理。下面主要介紹酸味劑、甜味劑。
1）酸味劑
以賦予食品酸味為主要目的的食品添加劑稱為酸味劑。酸味能促進(jìn)唾液、胃液、膽汁等消化液分泌，具有促進(jìn)食欲和助消化作用，其主要作用還有調(diào)節(jié)食品的pH值、用作抗氧化劑的增效劑、防止食品酸敗或褐變、抑制微生物生長及防止食品腐敗等。酸味劑主要有有機(jī)酸類：檸檬酸、乳酸、酒石酸、蘋果酸、富馬酸和己二酸；無機(jī)酸類：食用磷酸、碳酸等。
A. 檸檬酸
檸檬酸為無色透明結(jié)晶或白色粉末，有溫和爽快的酸味，普遍用于各種飲料、汽水、葡萄酒、糖果、點(diǎn)心、餅干、罐頭果汁、乳制品等食品的制造。
B. 蘋果酸
蘋果酸化學(xué)名稱為羧基丁二酸或羥基琥珀酸，系一種白色或熒白色固體。它有特殊的蘋果酸香味，廣泛應(yīng)用于酸奶、汽水、冰淇淋、口香糖、番茄醬、果醬、醋、果酒、人造奶油等。蘋果酸使用效果比檸檬酸好，酸味濃，有接近天然果汁的口感，pH調(diào)節(jié)效果好。用它代替檸檬酸作酸味劑，用量可節(jié)約20％，而且能掩蓋一些蔗糖替代物所產(chǎn)生的異味。
2）甜味劑
甜味劑是以賦予食品甜味為主要目的的食品添加劑。按其來源可分為天然甜味劑和合成甜味劑兩類。天然甜味劑又分為糖與糖的衍生物、非糖天然甜味劑兩類。人工合成甜味劑主要是一些具有甜味的化學(xué)物質(zhì)，甜度一般比蔗糖高數(shù)十倍至數(shù)百倍，大多不具有營養(yǎng)價(jià)值。
A. 糖精與糖精鈉
糖精的化學(xué)名稱是鄰磺酰苯甲酰亞胺，無熱量，高甜度，糖精鈉甜度是蔗糖的300—500倍，是早期開發(fā)的一種化學(xué)合成甜味劑。20世紀(jì)初就開始應(yīng)用于食品中，我國已有60余年生產(chǎn)和使用歷史，生產(chǎn)能力4萬t/年，是世界主要出口大國。
B. 木糖醇
木糖醇是將木材、玉米芯等材料中的木糖或聚木糖還原后制成的一種糖醇。木糖醇為白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，具有清涼甜味，甜味度為砂糖的65％～100％，發(fā)熱量為12.5kJ/g，比其他糖醇高，有抑制形成齲齒的變形桿菌活動(dòng)的功效。木糖醇除具有蔗糖、葡萄糖的共性外，還具有特殊的生化性能，他不需要通過胰島素就能透過細(xì)胞壁被人體吸收，并有降低血脂、抗酮體等功能，可用于制作飲料、糖果、罐頭等食品。
C. 甜菊苷
甜菊苷為無色或淡黃色的針狀結(jié)晶，熔點(diǎn)196℃～198℃，是植物甜菊中提取的多種苷的混合物，比較安全，甜度為糖的300倍左右。其味感與蔗糖相似，甜味純正，存留時(shí)間長，后味可口，對(duì)熱、酸、堿都很穩(wěn)定，是理想的低能甜味劑。
D. 麥芽糖醇
麥芽糖醇的甜度為蔗糖的0.8～0.9倍，攝入后不產(chǎn)生熱量，也不會(huì)合成脂肪和刺激膽固醇的形成。純凈的麥芽糖醇的化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，耐熱性、耐酸性均比蔗糖、山梨糖醇和木糖醇好，麥芽糖醇在人體消化過程中能夠抵抗胃液的消化作用、小腸酶類的水解作用以及大腸微生物的分解。這種特殊的生理學(xué)性能，使麥芽糖醇成為口感優(yōu)良，無熱量的高檔保健甜味劑。
E. 阿斯巴甜
阿斯巴甜是一種新型的氨基酸甜味劑，外觀為白色晶體或結(jié)晶粉末，pH：4.5—6.0。阿斯巴甜具有砂糖似的純凈甜味，甜度為蔗糖的200倍，沒有異味，對(duì)食品風(fēng)味有增效作用。安全性能好，在體內(nèi)代謝不需要胰島素參與，能很快被消化吸收，而且不會(huì)造成齲齒。
F. 安賽蜜
安賽蜜是白色結(jié)晶狀粉末，具有高甜度，其甜度約是蔗糖(質(zhì)量分?jǐn)?shù)3％溶液)的200倍。
G. 其他甜味劑
主要有二氫查耳酮、蛋白糖、低聚果糖、赤蘚醇、甜果素。
4、食用色素
用于食品著色的添加劑稱為食用色素。其目的是增加對(duì)食品的嗜好及刺激食欲。食用色素按來源分為人工合成色素和天然色素兩類。
1）人工合成色素
人工合成色素有莧菜紅、胭脂紅、赤蘚紅、新紅、檸檬黃、日落黃、靛黃、亮藍(lán)，以及為增強(qiáng)上述水溶性酸性色素在油脂中分散性的各種色素的鋁色淀。
A. 胭脂紅
胭脂紅是紅色至深紅色粉末。其特點(diǎn)是耐酸性、耐光性好，但耐熱性、耐還原性較差，遇堿變成褐色，多用于糕點(diǎn)、飲料、農(nóng)畜水產(chǎn)品加工。
B. 檸檬黃
檸檬黃為橙黃色粉末，各國都允許廣泛使用，主要用于糕點(diǎn)、飲料、農(nóng)畜水產(chǎn)品加工、醫(yī)藥及化妝品。其特點(diǎn)是耐熱、耐酸、耐光及耐鹽性均好，耐氧化性較差，遇堿稍變紅，還原時(shí)褪色。
2）天然色素
天然色素是從動(dòng)植物組織中用溶劑萃取而制得的。天然色素雖然色澤稍遜，對(duì)光、熱、pH等穩(wěn)定性相對(duì)較差，但安全性比人工合成色素要高，且來源豐富，有的天然色素還具有維生素活性或某種藥理功能，日益受到人們重視，生產(chǎn)、銷售量增長很快。我國食用天然色素主要產(chǎn)品有：焦糖、紅曲米及紅曲米粉、紅曲紅、辣椒油樹脂及辣椒紅、桅子黃、桅子藍(lán)、甜菜紅、蟲膠紅等。
三、食品添加劑的一般要求與安全使用
隨著食品毒理學(xué)的發(fā)展，原來認(rèn)為無害的食品添加劑近年來發(fā)現(xiàn)可能存在慢性毒性和致畸、致突變、致癌性的危害，故各國對(duì)此給予充分的重視。目前國際、國內(nèi)對(duì)待食品添加劑均持嚴(yán)格管理、加強(qiáng)評(píng)價(jià)和限制使用的態(tài)度。為了確保食品添加劑的食用安全，食品添加劑應(yīng)該遵循以下原則：
①安全性評(píng)價(jià)
評(píng)價(jià)食品添加劑的毒性(或安全性)的首要標(biāo)準(zhǔn)是ADI值(人體每日攝入量)，評(píng)價(jià)食品添加劑安全性的第二個(gè)常用指標(biāo)是LD50值(半數(shù)致死量，亦稱致死中量)。
②使用規(guī)定
GB2760—2014食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)、食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了食品添加劑的使用原則、允許使用的食品添加劑品種、使用范圍及最大使用量或殘留量。