【食品添加劑】什么是食品添加劑 食品添加劑的種類
食品添加劑是什么
食品添加劑是指用于改善食品品質(zhì)、延長食品保存期、便于食品加工和增加食品營養(yǎng)成分的一類化學(xué)合成或天然物質(zhì)。 食品添加劑的作用
防止變質(zhì) 例如:防腐劑可以防止由微生物引起的食品腐敗變質(zhì),延長食品的保存期,同時還具有防止由微生物污染引起的食物中毒作用。又如:抗氧化劑則可阻止或推遲食品的氧化變質(zhì),以提供食品的穩(wěn)定性和耐藏性,同時也可防止可能有害的油脂自動氧化物質(zhì)的形成。此外,還可用來防止食品,特別是水果、蔬菜的酶促褐變與非酶褐變。這些對食品的保藏都是具有一定意義的。 改善食品感官性狀 適當(dāng)使用著色劑、護色劑、漂白劑、食用香料以及乳化劑、增稠劑等食品添加劑,可以明顯提高食品的感官質(zhì)量,滿足人們的不同需要。 保持提高營養(yǎng)價值 在食品加工時適當(dāng)?shù)靥砑幽承儆谔烊粻I養(yǎng)范圍的食品營養(yǎng)強化劑,可以大大提高食品的營養(yǎng)價值,這對防止?fàn)I養(yǎng)不良和營養(yǎng)缺乏、促進營養(yǎng)平衡、提高人們健康水平具有重要意義。 方便供應(yīng) 增加品種和方便性 市場上已擁有多達(dá)20000種以上的食品可供消費者選擇,盡管這些食品的生產(chǎn)大多通過一定包裝及不同加工方法處理,但在生產(chǎn)工程中,一些色、香、味俱全的產(chǎn)品,大都不同程度地添加了著色、增香、調(diào)味乃至其他食品添加劑。正是這些眾多的食品,尤其是方便食品的供應(yīng),給人們的生活和工作帶來極大的方便。 方便食品加工 在食品加工中使用消泡劑、助濾劑、穩(wěn)定和凝固劑等,可有利于食品的加工操作。例如,當(dāng)使用葡萄糖酸δ內(nèi)酯作為豆腐凝固劑時,可有利于豆腐生產(chǎn)的機械化和自動化。 其他特殊需要 食品應(yīng)盡可能滿足人們的不同需求。例如,糖尿病人不能吃糖,則可用無營養(yǎng)甜味劑或低熱能甜味劑,如三氯蔗糖或天門冬酰苯丙氨酸甲酯制成無糖食品供應(yīng)。 也有企業(yè)自己制定添加劑標(biāo)準(zhǔn)的,在行業(yè)龍頭企業(yè)就是制定了中不允許添加防腐劑,甜蜜素,色素,香料。
食品添加劑的種類
抗氧化劑
1.抗氧化劑的作用機理
抗氧化劑的作用機理是比較復(fù)雜的,存在著多種可能性。如有的抗氧化劑是由于本身極易被氧化,首先與氧反應(yīng),從而保護了食品。如VE。有的抗氧化劑可以放出氫離子將油脂在自動氧化過程中所產(chǎn)生的過氧化物分解破壞,使其不能形成醛或酮的產(chǎn)物如硫代二丙酸二月桂酯等。有些抗氧化劑可能與其所產(chǎn)生的過氧化物結(jié)合,形成氫過氧化物,使油脂氧化過程中斷,從而阻止氧化過程的進行,而本身則形成抗氧化劑自由基,但抗氧化劑自由基可形成穩(wěn)定的二聚體,或與過氧化自由基ROO-。結(jié)合形成穩(wěn)定的化合物。
2.幾種常用的脂溶性抗氧化劑
(1)BHA:丁基羥基茴香醚。因為加熱后效果保持性好,在保存食品上有效,它是國際上廣泛使用的抗氧化劑之一,也是中國常用的抗氧化劑之一。和其它抗氧化劑有協(xié)同作用,并與增效劑如檸檬酸等使用,其抗氧化效果更為顯著。一般認(rèn)為BHA毒性很小,較為安全。
(2)BHT:二丁基羥基甲苯。與其它抗氧化劑相比,穩(wěn)定性較高,耐熱性好,在普通烹調(diào)溫度下影響不大,抗氧化效果也好,用于長期保存的食品與焙烤食品很有效。是國際上特別是在水產(chǎn)加工方面廣泛應(yīng)用的廉價抗氧化劑。一般與BHA并用,并以檸檬酸或其他有機酸為增效劑。相對BHA來說,毒性稍高一些。
(3)PG:沒食子酸丙酯。對熱比較穩(wěn)定。PG對豬油的抗氧化作用較BHA和BHT強些,毒性較低。
(4)TBHQ:特丁基對苯二酚。是較新的一類酚類抗氧化劑,其抗氧化效果較好。
漂白劑
這類物質(zhì)均能產(chǎn)生二氧化硫(SO2),二氧化硫遇水則形成亞硫酸(H2SO3)。除具有漂白作用外,還具有防腐作用。此外,由于亞硫酸的強還原性,能消耗果蔬組織中的氧,抑制氧化酶的活性,可防止果蔬中的維生素C的氧化破壞。
亞硫酸鹽在人體內(nèi)可被代謝成為硫酸鹽,通過解毒過程從尿中排出。亞硫酸鹽這類化合物不適用于動物性食品,以免產(chǎn)生不愉快的氣味。亞硫酸鹽對維生素B1有破壞作用,故B1含量較多的食品如肉類、谷物、乳制品及堅果類食品也不適合。因其能導(dǎo)致過敏反應(yīng)而在美國等國家的使用受到嚴(yán)格限制。
著色劑
又稱色素,是使食品著色后提高其感官性狀的一類物質(zhì)。食用色素按其性質(zhì)和來源,可分為食用天然色素和食用合成色素兩大類。
1.食用合成色素,屬于人工合成色素。食用合成色素的特點:色彩鮮艷、性質(zhì)穩(wěn)定、著色力強、牢固度大、可取得任意色彩,加上成本低廉,使用方便。但合成色素大多數(shù)對人體有害。合成色素的毒性有的為本身的化學(xué)性能對人體有直接毒性;有的或在代謝過程中產(chǎn)生有害物質(zhì);在生產(chǎn)過程還可能被砷、鉛或其它有害化合物污染。
2.食用天然色素,食用天然色素主要是由動植物組織中提取的色素,然而天然色素成分較為復(fù)雜,經(jīng)過純化后的天然色素,其作用也有可能和原來的不同。而且在精制的過程中,其化學(xué)結(jié)構(gòu)也可能發(fā)生變化;此外在加工的過程中,還有被污染的可能,故不能認(rèn)為天然色素就一定是純凈無害的。
合成食用色素同其它食品添加劑一樣,為達(dá)到安全使用的目的,需進行嚴(yán)格的毒理學(xué)評價。包括①化學(xué)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、純度、在食品中的存在形式以及降解過程和降解產(chǎn)物;②隨同食品被機體吸收后,在組織器官內(nèi)的潴留分布、代謝轉(zhuǎn)變和及排泄?fàn)顩r;③本身及其代謝產(chǎn)物在機體內(nèi)引起的生物學(xué)變化,亦及對機體可能造成的毒害及其機理。包括急性毒性、慢性毒性、對生育繁殖的影響、胚胎毒性、致畸性、致突變性、致癌性、致敏性等。
護色劑
護色劑又稱發(fā)色劑。在食品的加工過程中,為了改善或保護食品的色澤,除了使用色素直接對食品進行著色外,有時還需要添加適量的護色劑,使制品呈現(xiàn)良好的色澤。
1.護色劑的發(fā)色原理和其他作用
①護色作用,為使肉制品呈鮮艷的紅色,在加工過程中多添加硝酸鹽(鈉或鉀)或亞硝酸鹽。硝酸鹽在細(xì)菌硝酸鹽還原酶的作用下,還原成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽在酸性條件下會生成亞硝酸。在常溫下,也可分解產(chǎn)生亞硝基(NO),此時生成的亞硝基會很快的與肌紅蛋白反應(yīng)生成,穩(wěn)定的、鮮艷的、亮紅色的亞硝化肌紅蛋白。故使肉可保持穩(wěn)定的鮮艷。②抑菌作用:亞硝酸鹽在肉制品中,對抑制微生物的增殖有一定的作用。
2.護色劑的應(yīng)用
亞硝酸鹽是添加劑中急性毒性較強的物質(zhì)之一,是一種劇毒藥,可使正常的血紅蛋白變成高鐵血紅蛋白,失去攜帶氧的能力,導(dǎo)致組織缺氧。其次亞硝酸鹽為亞硝基化合物的前體物,其致癌性引起了國際性的注意,因此各方面要求把硝酸鹽和亞硝酸鹽的添加量,在保證護色的情況下,限制在最低水平。
抗壞血酸與亞硝酸鹽有高度親和力,在體內(nèi)能防止亞硝化作用,從而幾乎能完全抑制亞硝基化合物的生成。所以在肉類腌制時添加適量的抗壞血酸,有可能防止生成致癌物質(zhì)。
雖然硝酸鹽和亞硝酸鹽的使用受到了很大限制,但至今國內(nèi)外仍在繼續(xù)使用。其原因是亞硝酸鹽對保持腌制肉制品的色、香、味有特殊作用,迄今未發(fā)現(xiàn)理想的替代物質(zhì)。更重要的原因是亞硝酸鹽對肉毒梭狀芽孢桿菌的抑制作用。但對使用的食品及其使用量和殘留量有嚴(yán)格要求。
酶制劑
酶制劑指從生物(包括動物、植物、微生物)中提取具有生物催化能力酶特性的物質(zhì)。主要用于加速食品加工過程和提高食品產(chǎn)品質(zhì)量。
中國允許使用的酶制劑有:木瓜蛋白酶——來自未成熟的木瓜的膠乳中提取;以及由米曲霉、枯草芽孢桿菌等所制得的蛋白酶;α-淀粉酶——多來自枯草桿菌;糖化型淀粉酶——中國用于生產(chǎn)本酶制劑的菌種有黑曲霉、根酶、紅曲酶、擬內(nèi)孢酶;由黑曲霉、米曲霉、黃曲霉生產(chǎn)的果膠酶等。
增味劑
是指為補充、增強、改進食品中的原有口味或滋味的物質(zhì)。有的稱為鮮味劑或品味劑。
中國允許使用的增味劑有谷氨酸鈉、-鳥苷酸二鈉和5’-肌苷酸二鈉5’-呈味核甘酸二鈉、琥珀酸二鈉和L-丙氨酸。
谷氨酸鈉為含有一分子結(jié)晶水的L-谷氨酸一鈉。易溶于水,在150℃時失去結(jié)晶水,210℃時發(fā)生吡咯烷酮化,生成焦谷氨酸,270℃左右時則分解。對光穩(wěn)定,在堿性條件下加熱發(fā)生消旋作用,呈味力降低。在PH為5以下的酸性條件下加熱時易可發(fā)生吡咯烷酮化,變成焦谷氨酸,呈味力降低。在中性時加熱則很少發(fā)生變化。
谷氨酸屬于低毒物質(zhì)。在一般用量條件下不存在毒性問題,而核甘酸系列的增味劑均廣泛的存在于各種食品中。不需要特殊規(guī)定。
這些年,有開發(fā)了許多肉類提取物、酵母抽提物、水解動物蛋白和水解植物蛋白等。
防腐劑
是指能抑制食品中微生物的繁殖,防止食品腐敗變質(zhì),延長食品保存期的物質(zhì)。防腐劑一般分為酸型防腐劑、酯型防腐劑和生物防腐劑。
一、酸型防腐劑
常用的有苯甲酸、山梨酸和丙酸(及其鹽類)。這類防腐劑的抑菌效果主要取決于它們未解離的酸分子,其效力隨PH而定,酸性越大,效果越好,在堿性環(huán)境中幾乎無效。
1.苯甲酸及其鈉鹽:苯甲酸又名安息香酸。由于其在水中溶解度低,故多使用其鈉鹽。成本低廉。
苯甲酸進入機體后,大部分在9~15小時內(nèi)與甘氨酸化合成馬尿酸而從尿中排出,剩余部分與葡萄糖醛酸結(jié)合而解毒。但由于苯甲酸鈉有一定的毒性,已逐步被山梨酸鈉替代。
2.山梨酸及其鹽類:又名花楸酸。由于在水中的溶解度有限,故常使用其鉀鹽。山梨酸是一種不飽和脂肪酸,可參與機體的正常代謝過程,并被同化產(chǎn)生二氧化碳和水,故山梨酸可看成是食品的成分,按照資料可以認(rèn)為對人體是無害的。
3.丙酸及其鹽類:抑菌作用較弱,使用量較高。常用于面包糕點類,價格也較低廉。
丙酸及其鹽類,其毒性低,可認(rèn)為是食品的正常成分,也是人體內(nèi)代謝的正常中間產(chǎn)物。
4.脫氫醋酸(dehydroacetic acid)及其鈉鹽:為廣譜防腐劑,特別是對霉菌和酵母的抑菌能力較強,為苯甲酸鈉的2~10倍。該品能迅速被人體吸收,并分布于血液和許多組織中。但有抑制體內(nèi)多種氧化酶的作用,其安全性受到懷疑,故已逐步被山梨酸所取代,其ADI值尚未規(guī)定。
二、酯型防腐劑
包括對羥基苯甲酸酯類(有甲、乙、丙、異丙、丁、異丁、庚等)。成本較高。對霉菌、酵母與細(xì)菌有廣泛的抗菌作用。對霉菌和酵母的作用較強,但對細(xì)菌特別是革蘭氏陰性桿菌及乳酸菌的作用較差。作用機理為抑制微生物細(xì)胞呼吸酶和電子傳遞酶系的活性,以及破壞微生物的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。其抑菌的能力隨烷基鏈的增長而增強;溶解度隨酯基碳鏈長度的增加而下降,但毒性則相反。但對羥基苯甲酸乙酯和丙酯復(fù)配使用可增加其溶解度,且有增效作用。在胃腸道內(nèi)能迅速完全吸收,并水解成對羥基苯甲酸而從尿中排出,不在體內(nèi)蓄積。中國僅限于應(yīng)用丙酯和乙酯。
三、生物型防腐劑
主要是乳酸鏈球菌素。乳酸鏈球菌素是乳酸鏈球菌屬微生物的代謝產(chǎn)物,可用乳酸鏈球菌發(fā)酵提取而得。乳酸鏈球菌素的優(yōu)點是在人體的消化道內(nèi)可為蛋白水解酶所降解,因而不以原有的形式被吸收入體內(nèi),是一種比較安全的防腐劑。,不會向抗生素那樣改變腸道正常菌群,以及引起常用其它抗生素的耐藥性,更不會與其它抗生素出現(xiàn)交叉抗性。
其它防腐劑包括雙乙酸鈉,既是一種防腐劑,也是一種螯合劑。對谷類和豆制品有防止霉菌繁殖的作用。仲丁胺,該品不應(yīng)添加于加工食品中,只在水果、蔬菜儲存期防腐使用。市售的保鮮劑如克霉靈、保果靈等均是以仲丁胺為有效成分的制劑。二氧化碳,二氧化碳分壓的增高,影響需氧微生物對氧的利用,能終止各種微生物呼吸代謝,如高食品中存在著大量二氧化碳可改變食品表面的PH,而使微生物失去生存的必要條件。但二氧化碳只能抑制微生物生長,而不能殺死微生物。
甜味劑
是指賦予食品甜味的食品添加劑。按來源可分為:(1)天然甜味劑,又分為糖醇類和非糖類。其中①糖醇類有:木糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇、乳糖醇、麥芽糖醇、異麥芽糖醇、赤鮮糖醇;②非糖類包括:甜菊糖甙、甘草、奇異果素、羅漢果素、索馬甜。(2)人工合成甜味劑其中磺胺類有:糖精、環(huán)己基氨基磺酸鈉、乙?;前匪徕?。二肽類有:天門冬酰苯丙酸甲酯(又阿斯巴甜)、1-a-天冬氨酰-N-(2,2,4,4-四甲基-3-硫化三亞甲基)-D-丙氨酰胺(又稱阿力甜)。蔗糖的衍生物有:三氯蔗糖、異麥芽酮糖醇(又稱帕拉金糖)、新糖(果糖低聚糖)。
其他
此外,按營養(yǎng)價值可分為營養(yǎng)性和非營養(yǎng)性甜味劑,如蔗糖、葡萄糖、果糖等也是天然甜味劑。由于這些糖類除賦予食品以甜味外,還是重要的營養(yǎng)素,供給人體以熱能,通常被視做食品原料,一般不作為食品添加劑加以控制。
1.糖精
學(xué)名為鄰-磺酰苯甲酰,是世界各國廣泛使用的一種人工合成甜味劑,價格低廉,甜度大,其甜度相當(dāng)于蔗糖的300~500倍,由于糖精在水中的溶解度低,故中國添加劑標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定使用其鈉鹽(糖精鈉),量大時呈現(xiàn)苦味。一般認(rèn)為糖精鈉在體內(nèi)不被分解,不被利用,大部分從尿排出而不損害腎功能。不改變體內(nèi)酶系統(tǒng)的活性。全世界廣泛使用糖精數(shù)十年,尚未發(fā)現(xiàn)對人體的毒害作用。
2.環(huán)己基胺基磺酸鈉(甜蜜素)
1958年在美國被列為“一般認(rèn)為是安全物質(zhì)”而廣泛使用,但在70年代曾報道該品對動物有致癌作用,1982年的FAO/WHO報告證明無致癌性。美國FDA長期實驗于1984年宣布無致癌性。但美國國家科學(xué)研究委員會和國家科學(xué)院仍認(rèn)為有促癌和可能致癌作用。故在美國至今仍屬于禁用于食品的物質(zhì)。
3.天門冬酰苯丙氨酸甲酯(阿斯巴甜)
其甜度蔗糖的100~200倍,味感接近于蔗糖。是一種二肽衍生物,食用后在體內(nèi)分解成相應(yīng)的氨基酸。中國規(guī)定可用于罐頭食品外的其他食品,其用量按生產(chǎn)需要適量使用。
此外也發(fā)現(xiàn)了許多含有天門冬氨酸的二肽衍生物,如阿力甜,亦屬于氨基酸甜味劑,屬于天然原料合成,甜度高。
4.乙?;前匪徕?/strong>
該品對光、熱(225℃)均穩(wěn)定,甜感持續(xù)時間長,味感優(yōu)于糖精鈉,吸收后迅速從尿中排除,不在體內(nèi)蓄積,與天門冬氨酰甲酯1:1合用,有明顯的增效作用。
5.糖醇類甜味劑
糖醇類甜味劑屬于一類天然甜味劑,其甜味與蔗糖近似,多系低熱能的甜味劑。品種很多,如山梨醇、木糖醇、甘露醇和麥芽糖醇等,有的存在于天然食品中,多數(shù)的通過將相應(yīng)的糖氫化所得。而其前體物則來自天然食品。由于糖醇類甜味劑升血糖指數(shù)低,也不產(chǎn)酸,故多用做糖尿病、肥胖病患者的甜味劑和具有防止齲齒的作用。該類物質(zhì)多數(shù)具有一定的吸水性,對改善脫水食品復(fù)水性、控制結(jié)晶、降低水分活性均有一定的作用。但由于糖醇的吸收率較低,尤其是木糖醇,在大量食用時有一定的導(dǎo)致腹瀉的能力。
6.甜葉菊甙
為甜葉菊中含的一種強甜味成分,是一種含二萜烯的糖苷。甜度約為蔗糖的300倍。但甜葉菊甙的口感差,有甘草味,濃度高時有苦味,因此往往與蔗糖、果糖、葡萄糖等混用,并與檸檬酸、蘋果酸等合用以減弱苦味或通過果糖基轉(zhuǎn)移酶或α-葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶使之改變結(jié)構(gòu)而矯正其缺點。國外曾對其作過大量的毒性實驗,均未顯示毒性作用。而在食用時間較長的國家,如巴拉圭對該品已有100年食用史,日本也使用達(dá)15年以上,均未見不良副作用報道。
安全標(biāo)準(zhǔn)
食品添加劑的安全使用是非常重要的。理想的食品添加劑最好是有益無害的物質(zhì)。食品添加劑,特別是化學(xué)合成的食品添加劑大都有一定的毒性,所以使用時要嚴(yán)格控制使用量。食品添加劑的毒性是指其對機體造成損害的能力。毒性除與物質(zhì)本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)有關(guān)外,還與其有效濃度、作用時間、接觸途徑和部位、物質(zhì)的相互作用與機體的機能狀態(tài)等條件有關(guān)。因此,不論食品添加劑的毒性強弱、劑量大小,對人體均有一個劑量與效應(yīng)關(guān)系的問題,即物質(zhì)只有達(dá)到一定濃度或劑量水平,才顯現(xiàn)毒害作用。
使用問題
食品添加劑是為了改善食品品質(zhì)和色、香、味、形、營養(yǎng)價值,以及為保存和加工工藝的需要而加入食品中的化學(xué)合成或者天然的物質(zhì),綠色食品的加工產(chǎn)品,在生產(chǎn)中應(yīng)該以更高的水平,合理使用添加劑,開發(fā)出各種花色品種的產(chǎn)品和不斷的創(chuàng)新,以滿足消費者的需要,根據(jù)綠色食品加工企業(yè)所反映的問題來看,在食品添加劑的使用上主要有以下兩個問題:
認(rèn)識誤區(qū)
人們往往認(rèn)為天然的食品添加劑比人工化學(xué)合成的安全,實際許多天然產(chǎn)品的毒性根據(jù)檢測手段,檢測的內(nèi)容所限,尚不能做出準(zhǔn)確的判斷,而且,就已檢測出的結(jié)果比較,天然食品添加劑并不比合成的毒性小。
在衛(wèi)生部出臺的《關(guān)于進一步規(guī)范保健食品原料管理的通知》中,以下天然的原料禁用:八角蓮、土青木春、山莨菪、川鳥、廣防已、馬桑葉、長春花、石蒜、朱砂、紅豆杉、紅茴香、洋地黃、蟾酥等59種。因此綠色加工食品的生產(chǎn)中,生產(chǎn)廠在使用天然食品添加劑時一定要掌握合理的用量。天然食品添加劑的使用效果在許多方面不如人工化學(xué)合成添加劑,使用技術(shù)也需求很高的水平,所以在使用中要仔細(xì)研究、掌握天然食品添加劑的應(yīng)用工藝條件,不得為達(dá)到某種效果而超標(biāo)加入。雖然綠色食品的附加值較高,但仍然需要控制產(chǎn)品成本,因為天然添加劑的價格一般較高,這就要求綠色食品的生產(chǎn)廠家提高自身的研發(fā)能力,科學(xué)使用天然食品添加劑的復(fù)配技術(shù)可以減少添加劑使用量和更新產(chǎn)品,食品添加劑的復(fù)配可使各種添加劑之間產(chǎn)生增效的作用,在食品行業(yè)中稱為“協(xié)同效應(yīng)”,“協(xié)同”的結(jié)果已不是相加,大多數(shù)情況中可以產(chǎn)生“相乘”結(jié)果,可以顯著減少食品中食品添加劑的使用量,降低成本,中國對于復(fù)配型食品添加劑的管理法規(guī)可能有重大調(diào)整,各綠色食品的加工企業(yè)不妨相應(yīng)地進行生產(chǎn)工藝技術(shù)的革新,使綠色食品添加劑的使用提高功效。
食品添加劑是食品工業(yè)中研發(fā)最活躍,發(fā)展、提高最快的內(nèi)容之一,許多食品添加劑在純度,使用功效方面提高很快,例如酶制劑,許多產(chǎn)品的活力、使用功效等年年甚至每季度都有新的進展。所以綠色食品的加工企業(yè)應(yīng)時刻注意食品添加劑行業(yè)發(fā)展的新動向,不斷提高產(chǎn)品加工中食品添加劑的使用水平。