功能性食品添加剂课件

1、第八章 功能性食品添加剂1.食品添加剂概述1.1 食品添加剂定义食品添加剂，指为改善食品品质和色、香、味以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品的人工合成或者天然物质。2009年6月1日施行的中华人民共和国食品安全法中的定义。食品添加剂是用于改善食品品质、延长食品保存期、便于食品加工和增加食品营养成分的一类化学合成或天然物质。食品添加剂可以起到提高食品质量和营养价值，改善食品感观性质，防止食品腐败变质，延长食品保藏期，便于食品加工和提高原料利用率等作用。1.2 我国食品添加剂的应用现状目前，我国有20多类、近1000种食品添加剂，如酸度调节剂、甜味剂、漂白剂、着色剂、乳化剂、增稠剂、防腐剂、

2、营养强化剂等。可以说，所有的加工食品都含有食品添加剂。而且合理使用添加剂对人体健康以及食品都是有益无害的，在食品生产中只要按国家标准添加食品添加剂，消费者就可以放心食用。1.3 食品添加剂的作用食品添加剂种类繁多，功能各异，在食品加工中的应用十分广泛。食品添加剂在食品工业中主要有以下几方面的作用：(1)便于采收、加工、保存、销售及家庭制作；(2)控制食品的化学变化、物理变化、微生物变化，以减少变质损耗，降低微生物危害，保证食品质量；(3)延长食品的有效保存期；(4)改善食品的感官性能及营养性能。因此，食品添加剂堪称现代食品工业灵魂。随着国际上对环境和健康间题的日益重视，回归大自然，崇尚绿色消费

3、已成为一种潮流。因此十多年来，我国食品添加剂行业，提出了大力开发“天然营养多功能性添加剂”的发展方针。至今功能性食品添加剂，已成为各省、市、区广大企业和科教单位研究开发和选择课题的重点。国家经贸委也把天然营养功能性的食品添加剂，列人“十五”新产品开发指南。国家计委，国家经贸委和农业部最近联合发布的全国食品工业“十五”发展规划中指出，我国食品添加剂发展的方向是天然营养多功能且安全可靠。目前我国生产的食品添加剂，按生产方法分类，有化学合成、生物合成(酶法和发酵法)、天然提取物三大类。从我国2001年生产200多万吨食品添加剂来分析，生物合成的如谷氨酸钠、柠檬酸、维生素C、酵母等达150万吨。其次是

4、天然提取物包括天然色素、香料、甜味剂、水溶胶等。用石油化工原料纯化学合成的产品，如糖精、甜蜜素、合成色素等产量不到10万吨。谷氨酸、柠檬酸、乳酸等用发酵法生产的品种，由于其化学结构产量不到10万吨。谷氨酸、柠檬酸、乳酸等用发酵法生产的品种，由于其化学结构和天然提取的完全一样，在人体中能吸收和代谢，有一定的营养功能，国际上也称为视同天然物。而天然提取物，相对合成而言，更为安全。且有很多天然提取物，具有生理活性和健康功能。2.1 开发功能性食品添加剂的重要性开发具有防病抗病的天然提取物作为功能性食品添加剂，目前已知具有某些生理活性的食品添加剂如茶多酚、甘草抗氧化剂、红曲米、葡萄皮红、紫草红、甘草甜

5、、胡萝巴胶、海藻酸钾等。它们大多具有抗氧化、抗癌、抗病毒、抗菌、抗辐射、降脂、降压、防龋齿、消臭、护肝、预防冠心病和动脉硬化等功效。我国已将很多具有功能的天然提取物列入国家GB2760使用卫生标准目录，只是没有将具功能性的添加剂专门单列。但很多企业利用其功能，将已经批准的食品添加剂，申报了保健食品，有的批准为药物。例如北京市场普遍销售的准字号降脂药物及保健品血脂康、脂必妥、东方情、秋源等，其主要成分多为红曲。功能性食品添加剂是开发强化食品和保健食品等功能食品的必要资源，进行功能评估的添加剂种类繁多。近十多年来，经国家批准使用的天然着色剂品种，从20多种增加到40多种，是目前世界上批准天然着色剂

6、最多的国家。很多具有防病抗病功能，其中如：姜黄有抗癌作用；红花黄有降压作用；辣椒红有抗氧化作用；菊花黄有抗氧化作用；高梁红有抗氧化作用；玉米黄有抗癌、抗氧化作用；红曲米有降血脂作用；沙棘黄有抗氧化作用；桑堪红有降血脂作用；花生衣红有凝血作用；葡萄皮红有调脂作用；紫草红有抗炎症作用；茶绿素有调血脂作用等。各种研究报告指出，它们均具有促进健康的功能，而且有的对使用量不受限制。红曲米和叶黄素是天然色素中发展较快的品种，红曲米虽然是食用着色剂中古老的品种，由于发现它含有调节血脂功能因子洛佛他丁，国际也给予重视。目前红曲米出口量在400吨左右。其中尚有一部分洛佛他丁含量0.4一0.8%的产品。国内也有很

7、多以红曲米生产的降血脂药物和保健品。用万寿菊提取的叶黄素，由于近年发现高量摄人叶黄素能减少发生老年性视网膜黄斑变性和白内障危险，受到广泛关注。2000年德国法兰克福欧洲健康食品展会上，叶黄素也是热点产品之一。目前我国年出口万寿菊提取物达千吨。 3.2 甜味剂 甜味剂分为非营养性的高倍甜味剂和营养性甜味剂两类，高倍甜味剂又分化学合成和天然提取物两类。天然的高倍甜味剂有甜菊苷、罗汉果甜、索马甜、甘草甜等。天然高倍甜味剂中，已确认并实际商品化兼具医疗功能的，只有甘草甜，包括甘草酸铵和甘草酸钾，甘草甜作为食品甜味剂，已经列入我国GB2760使用卫生标准多年。研究证明用甘草提取的甘草甜，具有明显的解毒功

8、能。2001年日本山口大学报告：甘草甜能抑制艾滋病毒，有可能成为防治艾滋病的良药，引起了国际广泛关注。营养性甜味剂中的糖醇，包括山梨醇(甜度为蔗糖0.48，热量2.6kcal。以下同样表达)、麦芽糖醇(0.79，2.4)、甘露醇(0.55，1.6)、乳糖醇(0.4，2)均系六元醇，普遍具有防龋齿和不影响血糖值的功能，可作糖尿病人的食糖替代品。这些甜味剂不能全部代谢，只有一定热量，欧美广泛用于无蔗糖口香糖。五元醇，在所有糖醇中有最高甜度和热量，不仅能防龋齿、不升血糖，且具有护肝功能的品种。木糖醇为医药主管部门批准为辅助治疗剂，是糖尿病人首选的营养性甜味剂。木糖醇不仅能防龋齿，不升血糖，且具有护肝

9、功能，这是糖醇中独有的品种。通过临床试验，大致每人每天服用50克，GPT、Trl，均有下降。特别是降低GPT十分明显。此外，由于国内近年流行双歧杆菌增殖因子低聚糖类，考虑到一般微生物难以利用木糖醇，而有可能双歧菌能利用木糖醇。动物试验证实，每日服用木糖醇和低聚异麦芽糖一样，也具有双歧杆菌的增殖功能。木糖醇、麦芽糖醇、山梨醇、乳糖醇这四种糖醇，JECFA认定为ADI值无须规定;2000年6月，被国际食品法典委员会通过“在食品中可以按正常生产需要使用的食品添加剂名单”。 天然高倍甜味剂中，已确认并实际商品化兼具医疗功能的，只有甘草甜，包括甘草酸馁和甘草酸钾，它们的甜度为蔗糖的200倍左右。作为食品

10、甜味剂，已经列人我国GB2760使用卫生标准多年。在食品中使用的有西南地区的甘草甜的蜜饯、凉果。内蒙有甘草柠檬茶和甘草口乐。过去由于甘草原料均系野生，无节制地采掘，会破坏植被，所以发展甘草甜有一定限制，不能大力推广。卫生部于2001年9月发出通知，禁止在保健食品中以野生甘草提取物作配料，但有证明采用人工种植者除外。近年在国家扶植下，人工种植甘草获得成功。像天山制药有2万亩甘草种植基地，正扩大至10万亩。除西北各省区均在布署甘草人工种植外，内蒙地区也在结合退耕还草，绿化荒漠，发展甘草人工种植。有的规划投人数千万元，种植甘草百万亩。研究证明用甘草提取的甘草甜，具有明显的解毒功能，常用于草药配方和止

11、咳片，这些早为人知。最近日本和我国开发了可用以防治肝炎的药物。国内市场的甘利欣是国家医药监督局审定并为劳动保障部批准为防治肝炎的指定药物。甘利欣的药物成份就是甘草酸。 一般糖醇均有一个缺点，就是人体耐受性差，吃多了会肠鸣腹泻。(属于物理性，停止食用症状自然消失)因此国外开发了耐受性较好的异麦芽酮糖醇和赤鲜醇，我国均已试制成功。每人每次摄人40一50g，不会导致腹泻。但应指出，异麦芽酮糖醇有一定的热量，属于营养性甜味剂，而赤鲜醇，作为一种四元醇，虽然能很好吸收，但人体缺乏代谢四元醇的酶系，所以吸收后很快被排出体外。因此赤鲜醇恐怕不能称作营养性甜味剂。 3.3 增稠剂 水溶胶及其降解产物很多均具有

12、生理活性，如高甲氧基果胶不仅能带走食物中的胆固醇而且能抑制内源性胆固醇的生成，降解的瓜尔豆胶能调节血脂，有效地稳定酸牛奶制品并改善其风味，还可作为稳定剂使牛奶和果汁结合成含牛奶蛋白质、矿物质及果汁的重制饮料。一些原有增稠剂的生理活性经科学研究也有新发现，如黄原胶经动物试验发现有抗氧化和免疫功能。海藻酸钾是增稠剂中常用品种，经低分子化以后的海藻酸钾，经临床实验证明有显著的降压作用。胡芦巴胶可作为糖尿病人食品配料和控制胆固醇的食品配料。 将胡芦巴胶用于生产供糖尿病人使用的面包已经由以色列糖尿病协会推荐上市。 3.4 乳化剂食品乳化剂指在食品加工过程中能使互不相溶的液体(水与油)形成稳定乳浊液的添加

13、剂，主要以脂肪酸多元醇酯及其衍生物产品和天然乳化剂大豆磷脂及深加工产品为主。用量最大的是单脂肪酸甘油酯，其他还有司盘(Span)、吐温(Tween)、丙二醇酯、木糖醇酯、甘露醇酯、硬酯酰乳酸钠和钙、大豆磷脂等20多个品种。其中蔗糖脂肪酸酯、木糖醇脂肪酸酯、辛酸甘油酯等具有改变食品的结构、性能和口感的功能和抑菌作用。如辛葵酸甘油酯易吸收黏度低、耐氧化性、凝固点低，与各种溶剂、油脂、维生素的相溶性好，并可抑制微生物繁殖，所以应用范围十分广泛，并经FDA确认为GRAS物质。此外近期国外研究发现，辛葵酸甘油酯还有对癌细胞的杀伤作用，并不影响正常肝细胞，可应用于治疗肝癌。新型乳化剂月桂酰乳酸钠乳化性能优

14、异，易吸收并有助于食品防腐，可广泛用于各种食品加工中。我国较早列人使用卫生标准的辛葵酸甘油酯，是一种乳化性能优良的乳化香精用食品添加剂。可应用于饮料、冰淇淋、糖果、巧克力、氢化植物油中，最高使用量不限。可按生产需要适量添加。经FDA确认为GRAS物质。在肠道内极易水解吸收，吸收速度比一般油脂快4倍，并在肝脏和身体内不积累。由于它的粘度低、耐氧化性、低凝固点以及和各种溶剂、油脂、维生素的相容性好。在食品中尚有抑制微生物繁殖的防腐功效。故在食品工业中是一个多功能的食品添加剂。 3.5 防腐剂乳酸链球菌素(nisin)亦称乳链菌肽，是经发酵法生成的可用食用蛋白质原料，人体能消化代谢，无任何毒性，虽然

15、不是天然提取物，可视同天然物。早在1969年就被国际卫生和粮农组织食品添加剂法规委员会推荐为安全的食品防腐剂，1988年从欧洲引入我国。我国经中科院微生物研究所研究成有自主知识产权的乳链菌肽NisinZ，1994年通过国家鉴定并和浙江天台银象生物合作，实现了工业化生产。Nisin对革兰氏阳性菌，包括葡萄球菌、链球菌、微球菌等有害菌，有较强的抑制作用。而且在肉制品中使用，可降低杀菌温度，从而改善熟肉制品的口感。近年发现，乳酸链球菌素在口腔中能抑制糖类发酵，从而能在食品中使用时发挥防龋齿功能。此外，新近发现乳链菌素对幽门螺旋杆菌有明显的抑制作用，不具抗药性，可替代某些抗菌素。我国经中科院微生物研究

16、所研究成有自主知识产权的乳链菌nisin。1994年通过国家鉴定并和浙江天台银象生物合作，实现了工业化生产。nisin对革兰氏阳性菌，包括葡萄球菌、链球菌、微球菌等有害菌有较强的抑制作用，它在乳制品和肉制品中使用，用量万分之二至万分之四，有较好的抑菌效果。而且在肉制品中使用，可降低杀菌温度，从而改善熟肉制品的口感。近年发现，乳酸链球菌素在口腔中能抑制糖类发酵，从而能在食品中使用时发挥防龋齿功能。它很可能成为新一代无抗药性的抗菌素的替代品。 3.6 功能性食品添加剂配料我国近年在规模化生产及新品种开发上有较大进展，全国各地研发的品种很多，主要有低聚糖(具有双歧杆菌的增殖作用)、海藻糖、赤藓醇、谷

17、氨酰胺、谷胱甘肽、酪蛋白磷酸肽CPP、调节血压肽、大豆肽、多不饱和脂肪酸、花生四烯酸(AA)等。其功能近似于营养强化剂。此外，近年引进国外经验，开发并商品化的主要天然功能性提取物有从蕃茄中提取的蕃茄红素和大豆中提取的大豆异黄酮。蕃茄红素有极强的消除自由基、抗氧化、抗衰老的功能。大豆异黄酮具有预防心脑血管疾病，缓解妇女更年期综合症，促进钙吸收等功能。我国资源条件优越，可以从大豆加工的豆粕中提取，现在国内已有20多家企业生产，有的已列入卫生部批准的保健品中。 4.复合使用功能性食品添加剂复合添加剂与单独使用食品添加剂相比具有很多明显优势。不仅具有互补作用、协同增效、改善所添加食品添加剂的风味和口感

18、等功效，还十分利于采购、运输、储存和拓展使用范围。目前在复合食品添加剂生产中，“复合”方式大体分两种情况，遵循着以下复配机制。4.1 同功能添加剂的复配相同功能的食品添加剂复合在一起，复合组分中的各材料可以起到协同增效的作用。4.2 不同功能添加剂的复配不同功能的食品添加剂复合在一起，复合组分中的各种材料可以发挥各种功能的作用，起到多用途的功能，甚至发生新效作用。此外新型乳化剂月桂酰乳酸钠与其他乳化剂进行复配，能提高其亲水性，使乳化性能更好。5.新型功能性食品添加剂5.1 几种新型功能性食品添加剂5.1.1 天然肽类防腐剂昆虫抗菌肽、防御素、鱼精蛋白等天然肽类食品防腐剂不但具有很强的抗菌活性和

19、安全性，而且作为蛋白物质具有很高的营养性与功能性。其中防御素是一类阳离子抗菌活性肽，存在于动物、植物和人体本身。分布广泛的防御素的结构相似，都具有广谱、高效的杀菌活性，能有效地杀灭革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、某些真菌、螺旋体、被膜病毒等微生物。因此，防御素的研究已成为食品添加剂新应用中一个令人关注的热点问题。天然肽类防腐剂的广泛应用可有效避免化学合成的食品防腐剂对食品风味的不良影响和对人体健康的不利。5.1.2 高效低热的水果纤维水果纤维是一种高效低热的营养补充剂成分。某些水果纤维可替代淀粉和蛋白质，束缚水的能力极强，添加到食品中使产品具有极好的收敛性；有奶油状的连贯性，可以模仿脂肪。另外由于

20、很多水果的可溶性(SDF)纤维含量在可食性纤维总量(TDF)中占很高比例，如芒果、柑橘、无花果等。加之水果纤维的冷胀性质，使它极易加工，用于速溶产品中十分理想。5.1.3 含番茄植物营养素的番茄粉番茄粉是一类天然番茄植物营养素。加入到食品中能够起到增加番茄红素等保健功能的作用。增加血清番茄红素的水平可显著降低硫代巴比妥酸反应性物质，有降低脂类、蛋白质及DNA氧化损伤的趋势。Agarwa等研究表明，经常食用番茄的人群与对照组相比，明显降低血清脂质的过氧化和低密度脂蛋白胆固醇的氧化。番茄粉是具有营养与着色双重作用的食品添加剂，可广泛适用于焙烤食品、谷物食品、加工肉制品、大豆食品、沙司、饮料、乳制品

21、中。5.1.4 不影响产品风味和品质的植物甾醇强化剂植物甾醇，是从玉米、大豆中经过物理提纯而得，具有营养价值高、生理活性强等特点。植物甾醇可通过降低胆固醇减少心血管病的风险。其广泛应用在食品、医药、化妆品、动物生长剂及纸张加工、印刷、纺织等领域，特别是在欧洲作为食品添加剂非常普遍，广泛用于食品中以降低人体胆固醇。植物甾醇对人体具有较强的抗炎作用，具有能够抑制人体对胆固醇的吸收、促进胆固醇的降解代谢、抑制胆固醇的生化合成等作用；用于预防治疗冠状动脉粥样硬化类的心脏病，对治疗溃疡、皮肤鳞癌、宫颈癌等有明显的疗效；可促进伤口愈合，使肌肉增生、增强毛细血管循环；还可作为胆结石形成的阻止剂。此外，植物甾

22、醇还是重要的甾体药物和维生素D3的生产原料。植物甾醇具有良好的抗氧性，可作食品添加剂（抗氧化剂、营养添加剂）；也可作为动物生长剂原料，促进动物生长，增进动物健康。 用植物甾醇类物质强化食品和饮料而不影响其风味和品质是一个挑战。有公司开发了一系列的植物甾醇类粉剂和液体很好地解决了这个问题，其产品对各种食品和饮料产品如牛奶、豆奶、果汁、功能性饮料、酸奶酪都是适用的。 5.2 国际新型功能性食品添加剂的开发5.2.1 豌豆蛋白豌豆是我国重要的食用豆类之一，具有粮食、蔬菜、饲料和医药等多种用途。豌豆蛋白具有很高的溶解度、吸水性能和乳化性能，在食品工业中用途广泛。丹麦DQS食品公司将豌豆蛋白、豌豆纤维等

23、添加到肉制品中，其制成品的蛋白和营养含量均与纯肉制品相近，但可降低动物脂肪中的胆固醇含量，非常适合胆固醇高的患者食用。此外，豌豆蛋白具有一定的发泡性能和泡沫稳定性，可部分代替蛋类添加到糕点制品中。豌豆蛋白具有非常好的乳化性和乳化稳定性，可尝试用作各类食品的乳化剂。豌豆蛋白的应用因其良好的水溶性等特征，产品可用于植物蛋白饮料（花生奶、麦香奶、核桃奶等），保健营养食品及饮料，稳定品质的乳粉（幼儿配方乳粉、学生配方乳粉、中老年乳粉）加工生产领域，并可添加于肉肠等制品中。豌豆蛋白中含有其他粮食所没有的赖氨酸，赖氨酸为碱性必需氨基酸。由于谷物食品中的赖氨酸含量甚低，且在加工过程中易被破坏而缺乏，故称为第

24、一限制性氨基酸。赖氨酸可以调节人体代谢平衡，为合成肉碱提供结构组分，而肉碱会促使细胞中脂肪酸的合成。往食物中添加少量的赖氨酸，可以刺激胃蛋白酶与胃酸的分泌，提高胃液分泌功效，起到增进食欲、促进幼儿生长与发育的作用5.2.2 肝元蛋白日本市场上新出现一种名为“肝元”的浓缩蛋白，主要以天然动物性蛋白为原料，采用独特的酵素分解法制成。将其添加到食品中食用，能避免体内积累大量脂肪、增加体内胆固醇等，且营养成分高于普通蛋白。 5.2.3 香子兰香精香子兰又名香荚兰、香草兰，是一种名贵的天然香料植物。经过生香加工后的商品荚具有浓郁、圆润、和谐的巧克力香气。法国PVOVA公司从香子兰豆中提出一种天然脂溶性浸

25、液，可以代替香兰素的香子兰香精。用这种香子兰香精代替香兰素，可改善香味，同时不影响其他感官特性，而且价格比香兰素低12%15%，可以大大降低食品成本5.2.4 粉末油脂日本船头油脂公司将原料油脂与乳蛋白混合，然后在真空状态下加高温，使其成为粉末油脂。这种粉末油脂不仅提高了油脂的保存稳定性，而且可随意与粉末食品原料混合，使以往不便用油的食品也可使用。同时添加粉末油脂制成的食品，如栗子豆包、水产加工品等，能常期保持柔软，不会有常见的变硬现象，吃起来非常爽口。5.2.5 天然磷灰石天然磷灰石是骨骼和牙齿珐琅质的主要成分，能吸附和分离蛋白质及过滤性病毒，去除产生口臭和虫牙的病源齿垢。日本拉太尔磷灰石公司将牛骨烧到1200制成了天然磷灰石，将其加入到口香糖中，便具有补钙健齿、防止口臭的功效。5.2.6 缩氨酸日本昭和产业公司和通产省工业技术所微生物工业研究所，从玉米蛋白质中提取出能抑制血管紧张的缩氨酸。提取方法是，首先从玉米中去除玉米淀粉，制成谷蛋白，然后利用蛋白分解酶，从玉米醇蛋白中抽取出缩氨酸并精制而成。将其添加到食品中，可制成防止高血压的保健食品。5.