食品添加剂学习-第1章
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吴克刚
第一部分 绪论
一、食品添加剂的概念
？ 食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味以及为防腐或根据加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质。（中国食品卫生法1995年）
？ 从食品的功能属性定义：为了赋予食品功能属性、改善食品加工性能而加入食品中或食品加工、储运过程使用的化学物质。
二、食品添加剂的分类
1。 按来源来分
？ 天然食品添加剂：生物体提取、微生物合成以及生化合成；
？ 化学合成食品添加剂：通过普通的无机、有机化学反应合成。
2。 按应用特性来分
？ 食品直接添加剂：赋予食品功能属性；
？ 食品加工助剂：改善食品加工性能；
？ 食品间接添加剂：食品加工、储运过程使用 。
3。 按功能来分
？ 营养强化剂 ：蛋白、维生素、矿物质；
？ 感观调节剂 ：色、香、味、型、口感；
？ 生理调节剂 ：功能食品因子；
？ 加工性能改善剂 ：防腐 、抗氧 、护色 、乳化 、增稠 、酶制剂 等。
三、食品添加剂的质量指标和毒性
1。 质量指标
是各种食品添加剂能否使用和能否保证消费者健康的关键，一般包括外观、含量和纯度，有的还包括微生物指标和毒素等指标。
2。 毒性（安全性）指标
？ 日需量（每日允许摄入量，Acceptable Daily Intakes—ADI）：
依据人体体重，终生摄入一种食品添加剂而无显著健康危害的每日允许摄入估计值，用mg/kg？BW表示。它是国内外评价食品添加剂安全性的首要和最终依据，主要由FAO/WHO食品添加剂专家联合委员会 （Joint FAO/WHO Expert mittee on Food Additives； JECFA） 制定。
取小动物毒性试验的MNL（Maximum No…effect Level）的1/100~1/500作为ADI。
？ 半数致死量（50％ Lethal does）：
是判断食品添加安全性的第二个常用指标，也是任何食品添加剂都必须进行的毒理学评价中第一阶段急性毒性试验的指标。
？ 一般公认为安全的（Generally Recognized As Safe； GRAS）：
美国食品和药物管理局（Food and Drug Administration， FDA ）的规定。
（1）天然食品中存在的；
（2）已知人体内极易代谢的；
（3）化学结构与已知安全物质非常近似的；
（4）已有长期安全食用历史的；
（5）同时具备：某国家最近使用10年以上；任一最终食品中平均最高用量不超过10mg/kg；全国年消费量低于454kg；化学结构、成分或从实际应用均证明安全的。
第二部分 营养强化剂
一、基本概念
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天然营养范围的食品添加剂。
二、营养强化剂的目的和意义
1。 弥补天然食物的营养缺陷
2。 补充食品在加工、储存等过程中营养素的损失
3。 适应不同人群生理及职业的需要
4。 简化膳食处理、方便摄食
5。 防病、保健及其它
三、食品营养强化的基本要求
1。有明确的针对性
2。易被机体吸收利用
3。符合营养学原理
营养素的平衡：
必需氨基酸的平衡
产能营养素的平衡
必需脂肪酸的平衡
水溶维生素与热能平衡
钙、磷平衡
4。 稳定性高
营养强化剂的改性
添加稳定剂
微胶囊化保护
改进加工工艺
5。 保证安全、卫生
6。 不影响食品原有的色、香、味等感观性状
7。 经济合理、有利推广
四、营养强化剂的种类及其介绍
1。 维生素
A。 油溶性维生素
B。 水溶性维生素
2。 矿物质
3。 蛋白及氨基酸
（1）常用的蛋白补充剂：乳蛋白、鱼蛋白、鸡蛋蛋白、大豆蛋白
（2）必需氨基酸：亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸和色氨酸
（3）限制氨基酸
食物中最主要的限制氨基酸为赖氨酸和蛋氨酸
谷类蛋白第一限制性氨基酸——赖氨酸
大多数非谷类植物蛋白——蛋氨酸
4。 必需脂肪酸
亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸
5。 糖类
葡萄糖、蔗糖、乳糖
第三部分 生理调节剂
一、功能蛋白、多肽及氨基酸
1。 食品中应用的生物活性多肽、蛋白及氨基酸主要包括 ：
（1）提高免疫调节能力类，如蛋黄免疫球蛋白、卵白肽等。
（2）调节血脂类，如大豆蛋白、荞麦蛋白、大豆多肽等。
（3）抗衰老类，如谷光甘肽。
（4）改善胃肠道功能类，如谷氨酰氨肽、酪蛋白糖巨肽等。
（5）调节血压类，如大豆低聚肽、降血压肽、鱼蛋白多肽、海带氨酸等。
（6）抗辐射类，如金属硫蛋白、半胱氨酸。
（7）减肥类，如脂肪代谢调节肽。
（8）促进生长发育类，如藻蓝蛋白。
（9）改善骨质疏松类，如酪蛋白磷酸肽。
（10）改善营养性贫血类，如乳铁传递蛋白、铁蛋白等。
（11）保护化学性肝损伤类，如高F值低聚肽。
（12）美容类，如胶原多肽。
（13）改善睡眠类，如阿片肽。
（14）抗疲劳类，牛磺酸。
2。 发展前景
用量小
生物活性强
安全性高
3。 发展瓶颈
多肽及蛋白质类生物活性物质半衰期短，口服生物利用度低，一般都仅为百分之几，通常小于2％。特别是蛋白和多肽药物口服基本无效，因此常用注射给药。 但长期频繁注射给药，给病人会带来不必要的麻烦和痛苦。
这主要归因于：（1）胃酸的降解作用：胃酸的pH在1～2。5左右，许多肽类和蛋白质在这种环境下的生物活性几乎绝大部分或全部丧失；（2）酶的降解作用：胃肠道内酶的降解作用是导致活性肽类和蛋白质口服生物利用度较低的重要原因；（3）胃肠道粘膜的低通透性：多数活性肽类和蛋白质属亲水性大分子物质，脂溶性较差，不易透过胃肠粘膜；（4）吸收部位及首过效应：肝脏是最重要的生物活性物质代谢器官，活性肽类和蛋白质易受肝脏“首过效应”而被消除，胃肠道也同样参与首过代谢。
4。 发展方向
提高稳定性
延长半衰期
提高口服生物利用度
可以采用的方法包括：
（1 ）结构修饰
（2 ） 膜吸收促进剂
（3 ）代谢酶抑制剂
（4 ）微胶囊化技术
二、功能性脂质
1。 食品常用的功能脂质
功 能 脂 质 生 理 功 能 来 源
多不饱和脂肪酸 调节血脂、促进大脑发育 植物油、鱼油、微生物油脂
单不饱和脂肪酸 调节血脂 橄榄油、茶籽油
中链脂肪酸 快速能量来源 椰子油
共轭亚油酸 生物抗氧化、抗癌、减肥 微生物或人工合成
植物甾醇 防治心血管疾病 植物油
磷脂 生物抗氧化、抗衰老、健脑 大豆、蛋黄
二十八烷醇 增进体力和耐力 小麦胚芽油、米糠蜡、果蜡
谷维素 防治植物神经功能失调 粗米糠油
三、活性多糖及低聚寡糖
1。 活性多糖
膳食纤维：水不溶性和水溶性；增强胃肠蠕动、改善有益菌群等。
真菌多糖：调节免疫力、抗癌等。
海藻多糖：排出铅等重金属、降血脂、抗病毒、抗癌等。
2。 活性低聚寡糖—双歧因子
低聚果糖、低聚乳果糖、低聚半乳糖、大豆低聚糖等。
四、食用功能性微生物
？ 乳酸菌
？ 酪酸菌
？ 螺旋藻
？ 食用酵母
？ 红曲菌
五、其它生理活性物质
？ L…肉碱
？ 牛初乳
？ 番茄红素
？ 虾青素
？ 大蒜素
？ 茶多酚
？ 葡萄多酚
第四部分 感官调节剂
一、食用色素
1。基本概念：
又称着色剂，是使食品着色后提高其感官性状的一类呈色物质。
色淀：将一种色料沉降或吸附到某种不溶性底物上形成的物质。食用色淀是以水合明矾为底物的一种食用水溶性色素与铝基料混合的盐。用于不含水或含水量较少的产品着色。
2。 食用色素的分类及其特点：
分为食用天然色素和食用合成色素两大类
（1）食用合成色素：主要属苯胺类色素，色泽鲜艳、着色力强、不易褪色，用量低、性能较稳定、价廉等特点，但毒性较大。
（2）食用天然色素：大部分来自植物，部分来自动物和矿物。安全性较高、资源丰富，但染色力较弱、稳定性较差、使用量较大，而且成本较高。
3。 食用色素的一般性质
溶解度：水、醇（乙醇、甘油和丙二醇）和植物油；
加热有利于色素溶解；
低pH溶解度降低，形成色素酸；
盐析降低溶解度；
高硬度水产生难溶的色淀。
染着性：
分散、溶解着色；
表面着色。
坚牢度：
是衡量食用色素品质的重要指标，系指其在所染着的物质上对周围环境（或介质）抵抗程度的一种量度，色素的坚牢度主要决定于它们自己的化学结构及所染着的基质等因素。包括：耐热性、耐酸性、耐碱性、耐氧化性、耐还原性、耐光性、耐盐性、耐细菌性。
4。 食用合成色素：
中国：苋菜红、赤藓红、胭脂红、新红、亮蓝、靛蓝、日落黄、柠檬黄
5。 食用天然色素
从来源分：植物色素，如胡萝卜素、叶绿素、姜黄素等；
微生物色素，如核黄素、红曲色素；
动物色素，如虫胶色素；
矿物色素，如二氧化钛。
从化学结构分：类胡萝卜类色素、卟啉类色素、酮类色素、醌类色素、花青素类色素、黄素类色素等。
二、食用香精香料
1。基本概念：
食用香料：也称为增香剂，是指能赋予食品香气， 使嗅觉器官感受出气味的物质。
香料前驱物：是指可在食品烹调或加工过程中因受热、氧、水、酶等因素的作用而产生香味的物质。
风味物质：是能刺激味觉器官或嗅觉器官的物质。
食用香精：是食用香料经溶剂稀释调合或用载体分散、包裹而成的，可直接应用于食品。
2。食用香料
2。1食用香料的基本分类
天然香料：是指用纯粹物理方法从香原料中分离得到的一种混合型香料。
天然等同香料：是指用合成方法得到或从天然芳香原料经化学过程分离得到的单一香料成分，这些成分与供人类消费的天然产品中存在的物质在化学结构上是相同的。
人造香料：是指由化学合成得到，其化学结构不存在于天然物质中的单一成分香料。
2。2 香辛料
是指各种具有特殊香气、香味和滋味的植物全草、叶、根、茎、树皮、果实或种子，用以提高食品风味。
一般香辛料均含有一定量的挥发性精油，常为提取精油、酊剂、油树脂、浸膏等的原料。
2。3 天然提取香料
是用蒸气蒸馏、压榨、吸附等物理方法，从香料植物、动物或微生物中提取而得的一类天然香料。包括：
精油：是指采用水蒸气蒸馏从香原料中提取得到的一类液体油溶性香料。有时也用溶剂萃取，然后回收溶剂而得。
酊剂：是指用一定浓度的乙醇，在室温下浸提香原料，并经澄清过滤后得到的制品。一般每10ml相当于原料20g。
浸膏：是指用溶剂浸提香原料的可溶性物质，最后经除去溶剂得到的固态或半固态膏状制品。一般每ml相当于原料2…5g。
油树脂：是指用有机溶剂浸提香辛料后除去溶剂而得到一类天然香料，呈粘稠状液体，主要成分为精油、辛辣成分、色素和树脂，有时也含有非挥发性油脂及部分糖类。
大蒜油、薄荷油、甜橙油、柠檬油、丁香油、猪肉精油、桂花浸膏、可可酊、咖啡酊、辣椒油树脂、姜油树脂
2。4 天然等同香料和人造香料
2。5 食用香精
（1）分类
按溶解性分：
水溶性香精：水和醇类作为溶剂，用于非高温加工食品；
油溶性香精：植物油作为溶剂，用于高温加工食品。
按香气特征来分：
水果、蔬菜、 谷类、豆类、茶类、肉类、乳品、发酵等香精。
按类别分：甜味香精和咸味香精
按形态分：液体香精
乳化香精
膏状香精
粉末香精：拌粉香精
吸附香精
微胶囊香精
（2）配制
香基的调制：主香剂、合香剂、矫香剂、定香剂四部分组成。
香精的配制：
5～20％香基＋80~95％溶剂→溶解→ 精制→熟化→包装→产品
（3）闻香
头香
体香
尾香
（4）使用注意事项
使用量一般为千分之几。
混合均匀：搅拌溶解、喷雾混合、粉体混合
减少挥发：油溶性香精、微胶囊香精
保证稳定：光、热、氧、水分、金属、酸碱
避免反应：醛类香料成分
三、调味剂
3。1 基本概念
调味剂：也称风味增强剂，能赋予食品甜、酸、苦、辣、咸、鲜、麻、涩、清凉等特殊味感的一类食品添加剂。
调味料：两种或两种以上调味剂复合而成的混合物。
3。2 鲜味剂
（1）概念
鲜味剂也称风味增效剂或增味剂，是指能刺激味觉器官产生鲜味的呈味物质。这些物质当使用量低于其单独检测阈值时，仅仅增强风味，只有当其使用量高于其单独的检测阈值时，方有鲜味产生。大致包括氨基酸类和核糖核苷酸类两大类。
（2）氨基酸类鲜味剂
味精：
L…谷氨酸一钠（MSG）
味觉阈值0。014％
目前除食糖和食盐之外世界消费量最多的一种调味剂。
一般用量为0。2％～0。5％。
L－天冬氨酸一钠：
味觉阈值0。16％
多与其他调味剂配用起增鲜和改良风味
可产生橘汁等饮料的清凉和爽口感
掩盖糖精钠的后苦味
DL…丙氨酸：
味觉阈值0。06％
除增鲜外
改善合成甜味剂味感
改善有机酸酸味
提高腌制效果
甘氨酸：
具一定的虾和墨鱼味
L－口蘑氨酸和L－鹅膏蕈氨酸：
是蘑菇类中的高强度鲜味物质
鲜味强度是味精的5～30倍
（3）核苷酸类鲜味剂
5‘－肌苷酸钠（IMP）：
味觉阈值0。012％
与味精配用对鲜味有相乘作用
遇动植物中磷酸酯酶可分解而失去鲜味
由酵母核酸分解或发酵法生产而得
5‘－鸟苷酸钠（GMP） ：
味觉阈值0。0035％
鲜味程度约为IMP的三倍以上
与MSG合用（1～5％）有十分强的相乘作用
有特殊香菇滋味
吸湿性很强
由酵母核酸分解或发酵法生产而得
3。3 酸味剂
（1）概念
以赋予食品酸味为主要目的的食品添加剂总称为酸味剂。
（2）酸味剂在食品中的作用
调味 改善食品风味，使食品具有一定的酸味，增进食欲。
化学膨松剂
防腐
抗氧化增效剂
护色剂
胶凝和凝聚
（3）常用几种酸味剂的比较
3。4 甜味剂
（1）概念
是指能够赋予食品甜味的一类食品添加剂。
（2）分类
按来源分：
天然甜味剂：蔗糖、淀粉糖浆、葡萄糖、甘草甜素、甜菊苷等；
合成甜味剂：糖精、糖醇
