精细化工_食品添加剂

1、第五章 食品添加剂5.1 概述概述1、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或化学合成物质。2、分类 按其原料和生产方法可分为化学合成添加剂和天然食品添加剂。3、特点（1）品种繁多、销售量大（2）变化迅速，日新月异4、评价指标 ADI、LD505.2 主要品种及生产方法介绍主要品种及生产方法介绍5.2.1、防腐剂 防腐剂是抑制微生物活动，使食品在生产、运输、贮藏和销售过程中减少因腐败而造成经济损失的添加剂。我国允许使用的主要有山梨酸及其盐类、对羟基苯甲酸酯、丙酸及其盐等。一、山梨酸及其盐和山梨酸的衍生物1、山梨酸及其盐的性质和用途 山梨酸又名2,

2、4-己二烯酸、2-丙烯基丙烯酸，为无色针状结晶或白色结晶状粉末，无嗅或有微弱的辛辣味，常用的山梨酸盐为山梨酸钾。山梨酸对霉菌、酵母菌和好气性细菌均有抑制作用，但对厌气性芽孢杆菌、乳酸菌等几乎无效，适用于pH5.5以下的食品防腐。ADI为025mg/kg体重。2、山梨酸及其盐的生产方法（1）丁烯醛和丙二酸法（2）巴豆醛与乙烯酮法3、山梨酸酯的合成 由山梨酸和醇经酯化反应制得。4、溴代山梨酸的合成二、对羟基苯甲酸酯1、性质和用途 对羟基苯甲酸酯又称尼泊金酯，为无色结晶或白色粉末，无臭无味。防腐效果优于苯甲酸及其钠盐，缺点是水溶性较差，价格较贵。ADI为10mg/kg体重。2、生产方法（1）酯化法（

3、2）一步法 由苯甲酸、碳酸钠、甲酸和一氧化碳，在催化剂下一步合成。三、丙酸及其盐1、性质和用途 丙酸为无色液体，有与乙酸类似的刺激味。丙酸盐中作防腐剂用的主要是丙酸钙和丙酸钠。丙酸及其盐类对引起面包产生黏丝状物质的好气性芽孢杆菌有抑制作用，但对酵母菌无效。广泛用于面包及糕点的防腐。ADI没有限量。2、生产方法（1）羰基合成法（2）丁烷氧化制醋酸副产丙酸四、其他防腐剂1、脱氢醋酸 脱氢醋酸是无色无臭略带酸味的粉末，溶于水，微溶于乙醇。生产方法为醋酸裂解制取二乙烯酮，再由二乙烯酮在催化剂存在下缩合而得。ADI为70mg/kg体重。2、脱氢醋酸钠 由脱氢醋酸与氢氧化钠作用制得，为白色结晶状粉末，几乎

4、无臭，易溶于水，对光、热稳定。其毒性为大鼠经口LD50为570mg/kg体重。3、双乙酸钠 简称SDA，是醋酸与醋酸钠的分子复合物。白色吸湿性结晶粉末，略有醋酸气味。用于食品中，既是高效保鲜剂，又是优良螯合剂。（1）HAc-NaAc法：分气相和液相法。（2）HAc-NaCO3法（3）HAc-(CH3CO)2O-NaCO3法（4）HAc-NaOH法（5）(CH3CO)2O-NaAc法4、细菌素（Nisin） 是一类具有生物活性的蛋白质或多肽类物质，对那些与细菌素菌株亲缘关系较近的菌种有杀菌或抑菌作用。 Nisin是由某些乳酸乳球菌在代谢过程中合成和分泌的具有较强抑菌作用的小分子肽。5、纳他霉素

5、是一种抗菌剂，对真菌、酵母、某些原生动物和某些藻类有效，没有抗细菌活性，可用于治疗，也可用于食品添加剂。五、发展动向1、对公认安全的防腐剂进一步完善生产工艺以降低成本和价格。2、大力开发安全、高效、经济的新型防腐剂；3、发展天然防腐剂；4、防腐剂的复配研究与开发。5.2.2、乳化剂 食品乳化剂是食品加工中使互不相溶的液体形成稳定乳浊液的添加剂。一、大豆磷酯1、性质和用途 大豆磷脂又称磷脂、卵磷脂等，是一种混合物，以卵磷脂为主，并含有脑磷脂、肌醇磷脂、丝氨酸磷脂和少量糖脂。精制液体磷脂是淡黄色至褐色透明或半透明的黏稠状物质，稍带特异气味和味道。在空气或光照下，迅速变为黄色至不透明的褐色。精制固体

6、磷脂为黄色至棕褐色粉末或颗粒。吸湿性极强，不溶于水，在水中膨胀成胶体溶液。磷脂主要应用于涂层、巧克力和人造奶油中，由于它的特殊功能及天然性，是一种理想的食品添加剂。而且是一种食品，能降低胆固醇，在减轻神经紊乱症状上有一定疗效，ADI值没有规定。2、生产方法（1）技术路线（2）生产工艺 脱胶 脱水 脱色 干燥 精制 3、大豆磷脂的改性（1）理论依据 大豆磷脂在含有大量脑磷脂，脑磷脂是一种氨基物，在空气中易被氧化。脑磷脂具有两性结构，通过氨基酸相互变异，与酰化剂发生酰化反应，引入酰基后，使两性离子基被阻断，改变了原磷脂的性质和功能，增强了抗氧化性和水包油的乳化性。（2）改性工艺流程（3）理化指标

7、大豆磷脂经乙酰化改性后，在吸潮、风味、色泽特别是乳化、亲水性、抗氧化性方面均有改善，是一种优良的功能性食品基料。（4）溶血磷脂 是磷脂在在磷脂酶A2的作用下失去一分子脂肪酸而成，其分子结构保留了普通磷脂的亲水、亲油基团，而且因疏水基团的减少而明显增加了亲水性能，有更好的水分散性，适于制备水包油型乳状液。溶血磷脂的稳定性大于普通磷脂，又因其独特的锥形分子结构和在三维空间中自由度的增加，使其渗入细胞膜的能力大大增加而具有广谱抗菌能力。二、甘油酯及其衍生物1、性质和用途 甘油酯分单酯、双酯和三酯，最常用的为甘油单硬脂酸酯。它是乳白色至微黄色的粉末或蜡块状物，无臭无味。不溶于水，在热水中振荡可呈乳化态

8、。目前工业产品分为单双混合酯（MDG）和单甘酯（DMG），单甘酯的HLB值为2-3，是W/O型乳化剂。ADI无特殊规定。为改善甘油酯的性能，可与其他有机酸反应生成甘油酯的衍生物，改善了亲水性，提高了乳化性能和与淀粉的复合能力。2、生产方法（1）直接酯化法技术路线：硬脂酸与甘油酯化生产工艺：（2）甘油醇解法技术路线：硬化油与甘油发生交酯反应生产工艺：三、蔗糖脂肪酸酯1、性质和用途 蔗糖酯一般为白色至微黄色粉状、蜡状或块状物，也有黏稠状的液体，无臭或稍微有点特殊臭味。12个碳以下脂肪酸的蔗糖酯有苦味。蔗糖单酯易溶于水,多元酯难溶于水。蔗糖单酯的HLB值高，亲水性强，双酯和三酯的HLB值低，亲油性强

9、。蔗糖酯可用于面粉制品、人造奶油、巧克力、冰淇淋等，LD5030g/kg,ADI为010mg/kg。2、生产方法（1）Snell法 (DMF法)技术路线：脂肪酸酯与蔗糖发生酯交换反应生产工艺：（2）Nebraska Snell法（微乳胶法）技术路线：同上生产工艺：（3）无溶剂法（直接法）四、山梨醇酐脂肪酸酯及其衍生物1、性质和用途 山梨醇酐脂肪酸酯的商品能名为司盘（Span）。常用的司盘类乳化剂HLB值为48，其产品以脂肪酸结构来划分。 其中最常用的是Span 60和Span 80。Span 60是山梨醇酐单硬脂酸酯，白色至浅黄色蜡状固体，HLB值为4.7。分散于热水，溶于油及有机溶剂。 Sp

10、an 80是山梨醇酐单油酸酯，淡褐色油状液体，HLB值为4.3。分散于水中，溶于热油及有机溶剂。 Span类常温下在不同的pH溶液中均稳定，与高浓度电解质共存时也较稳定。ADI为010mg/kg。 Span类在碱催化下与环氧乙烷起加成反应，可得到Tween（吐温）类乳化剂。这类乳化剂的HLB值为1618，亲水性好，乳化能力很强。2、生产方法（1）一步合成法：将脂肪酸、山梨醇和一定量的碱性催化剂一次 加入反应器中。（2）先酯化后醚化：首先在碱性催化剂存在下，山梨醇与脂肪酸 酯化，再加入酸性催化剂成酐。（3）先醚化后酯化：在酸性催化剂与脱色剂存在下，山梨醇脱水 成酐，再在碱性催化剂存在下与脂肪酸酯

11、化。五、发展动向5.2.3、酸性调节剂 酸性调节剂可以给人们爽快的刺激，起增进食欲的作用，并具有一定的防腐作用。分为无机酸和有机酸：无机酸：磷酸有机酸：醋酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、富马酸、抗坏血酸、 乳酸、葡萄糖酸等。一、磷酸1、性质和用途 食品级磷酸浓度在85以上，为无色无臭的透明浆状液体，酸味度为2.32.5，有强烈的收敛味与涩味，ADI值为070mg/kg。2、生产方法：磷矿石、硅石和焦炭配合，炉中熔融，氧化为五氧化二磷，吸水即为磷酸。二、柠檬酸1、性质和用途 柠檬酸的化学名称为3-羟基-3-羧基戊二酸。存在于植物与动物组织和乳汁中，结晶柠檬酸为白色透明晶粒或白色结晶性粉末，无水柠檬酸

12、为无色晶粒或白色粉末。柠檬酸是功能最多、用途最广的酸味剂，有较高的溶解度，对金属离子的熬合能力强，在食品中除作酸味剂外，还用作防腐剂，抗氧化剂增效剂，pH值调节剂等。ADI不需要限制。2、生产方法：主要是发酵法（1）发酵工艺：固体发酵、浅盘发酵、深层发酵（2）提取工艺：直接提取法、钙盐法、萃取法三、苹果酸1、性质和用途 苹果酸的化学名称为-羟基丁二酸，在苹果中含量较多。为无色或微黄色的结晶或粉末，无臭，略带刺激性爽快酸味。其酸味柔和且持久。ADI不需要限制。2、生产方法：（1）丁烯二酸酐水合法（2）其他方法：四、酒石酸1、性质和用途 苹果酸的化学结构式为HOOCH(OH)CH(OH)COOH，

13、D型酒石酸为无色或白色的结晶状粉末，无臭，有酸味，易溶于水，稍有吸湿性。在自然界中以钙盐或钾盐存在。ADI为030mg/kg。2、生产方法：（1）前体发酵法（2）直接发酵法（3）提取法（4）顺丁烯二酸酐合成法五、乳酸1、性质和用途 乳酸又称羟基丙酸，其结构式为CH3CH(OH)COOH，为白色或浅黄色浆状液体，无臭或略有脂肪酸味，有吸湿性。存在光学异构体，市场上供应的是外消旋体食品用乳酸可用于清凉饮料、乳酸饮料等。ADI不需要规定。2、生产方法：（1）发酵法：普通发酵、连续发酵（2）乙醛、氢氰酸合成法（3）丙醇腈法六、发展动向5.2.4、鲜味剂 鲜味剂也称呈味剂或风味增强剂，主要是能增强食品风

14、味，使之呈鲜味感的一类物质。一、L-谷氨酸钠1、性质和用途 L-谷氨酸钠是味精的主要成分，其结构式为HOOCCH(NH2)CH2CH2COONaH2O。它是无色或白色柱状结晶粉末，无臭，有特异鲜味。高温时会失去结晶水发生吡咯烷酮化生成焦谷氨酸钠，呈味力降低。L-谷氨酸钠可用于家庭及各种食品行业的添加剂，其毒性小鼠经口LD50为16200mg/kg，ADI无限制。2、生产方法 生产工序包括：原料处理与培养基配制；种子培养；发酵工艺条件；谷氨酸的提取；中和精制。（1）谷氨酸发酵的原料处理及培养基（2）谷氨酸发酵生产的工艺条件及其控制（3）发酵工艺实例（4）谷氨酸的提取（5）提取工艺进展（6）谷氨酸

15、的精制二、其他鲜味剂1、5-肌苷酸钠（1）性质和用途 5-肌苷酸钠又称肌酸磷酸二钠，简称IMP。为无色结晶或白色粉末，无臭，有特异鲜鱼味，易溶于水，稍有吸湿性，对酸、碱、盐合热均稳定。属核苷酸类的鲜味剂，与谷氨酸钠有协同作用。ADI不需要特别规定。（2）生产方法 发酵合成、直接发酵、核糖核酸酶解法2、5-鸟苷酸钠（1）性质合用途 是无色或白色结晶或白色粉末，通常含有7个结晶水。无臭，有类似香菇的鲜味。易溶于水，吸湿性较强。在食品加工条件下比较稳定，与谷氨酸钠有协同作用。ADI不需要规定。5.2.5、甜味剂 甜味剂是指能赋予食品甜味的调节剂。一、甜味剂的分类二、一些常用和新型甜味剂介绍1、糖精钠

16、：糖精的钠盐，是甜味剂的老品种，生产原料为甲苯和氯磺酸。甜度为蔗糖的400700倍，ADI为02.5mg/kg。2、甜蜜素：环己氨基磺酸钠，白色结晶粉末，甜度为蔗糖的3080倍。3、阿斯巴甜：化学名称为天门冬酰苯丙氨酸甲酯，白色结晶状粉末。安全性高，甜度是蔗糖的200倍。5.3 其他品种介绍其他品种介绍5.3.1 食品保鲜剂 食品保鲜剂是用于保持食品原有的色、香、味和营养成分的一类化小额物质。一、大米保鲜剂 主要采用农药杀虫剂，如磷化铝、溴代菊酯等。其中溴代菊酯是人工合成的新型拟除虫菊酯杀虫剂，对仓虫有触杀、胃毒和趋避作用，稳定性好，药效长，安全系数高。二、水产品和禽畜保鲜剂 鱼制品和虾类的抗

17、氧化主要采用抗坏血酸水溶液浸泡；水产品的防腐保鲜剂主要采用山梨酸与其他化学试剂的复配液。肉类保鲜剂也可用山梨酸复配液。三、禽蛋保鲜剂 采用无机化合物配制的保鲜液浸泡。四、蔬菜保鲜剂 主要采用杀菌剂和保鲜膜。五、水果保鲜剂1、杀菌剂喷浸2、熏蒸剂3、抗氧保鲜剂4、涂膜保鲜剂5、乙烯吸收保鲜剂 5.3.2 抗氧化剂 抗氧化剂能推迟食品的氧化变质，延长食品的保藏期。理想的抗氧化剂必须必须是无毒或毒性小，不影响食品的色香味，高效，性质稳定，无挥发性，溶解度好。一、丁基羟基茴香醚 又称叔丁基4羟基茴香醚，简称BHA，是两种异构体的混合物。为白色或微黄色结晶状粉末，微有石炭酸的刺激臭味，不溶于水，对热稳定

18、。ADI为0.5mg/kg。制法： (1) 对羟基茴香醚与叔丁醇以硫酸、磷酸为催化剂而制成；（2）对苯酚与叔丁醇，以磷酸为催化剂，产生的中间体叔丁基 对苯二酚与硫酸二甲酯进行半甲基化反应制得。 二、二丁基羟基甲苯 又称2,6二叔丁基甲酚，简称BHT。为白色结晶性粉末，无臭无味，不溶于水，对热和光稳定。BHT以甲酚和异丁醇为原料，用硫酸、磷酸催化，在加压下反应制得。 ADI为00.5mg/kg。 三、没食子酸丙酯 简称PG，为白色或淡褐黄色结晶状粉末，无臭，稍有苦味，难溶于水，对热稳定。用没食子酸与正丙醇，以硫酸为催化剂，加热酯化制得。ADI为00.2mg/kg。四、L-抗坏血酸及其衍生物 维生素C，为白色或带微黄色结晶，无臭，