第10章食品添加剂

第10章食品添加剂10.1概述10.2常用非天然食品添加剂10.3常用天然食品添加剂

食品添加剂是“为改善食品品质和色、香、味，以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质”。“为增强营养成分而加入食品中的天然的或者人工合成的属于天然营养素范围的添加物”也属于食品添加剂范畴。食品添加剂的重要作用：①能够改善食品的品质，提高食品的质量；②能够使食品加工制造工艺更合理、更卫生、更便捷；③能够使食品工业节约资源，降低成本，增加其附加值。

10.1概述10.1.1食品添加剂种类天然食品添加剂和人工合成食品添加剂，按其功能则可将食品添加剂分为21个大类。

酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、着色剂、护色剂、乳化剂、酶制剂、增味剂、面粉处理剂、水分保持剂、营养强化剂、防腐剂、稳定剂、凝固剂、甜味剂、增稠剂、被膜剂、胶姆糖基础剂等。10.1.2食品添加剂使用原则及注意事项①无毒；②不破坏食品的营养成分，不降低食品的质量，不分解产生有毒物质；③同时加入两种食品添加剂时，不应有毒性协同作用；④不得以掩盖食品腐败变质或以掺杂、掺假为目的使用添加剂；⑤不充许以掩盖食品本身缺陷或加工过程中的质量缺陷为目的而使用添加剂；⑥严格遵守国家规定的使用范围及使用量或残留量；⑦严格执行食品添加剂和食品工业用加工助剂的质量标准。10.2常用非天然食品添加剂10.2.1酸度调节剂酸度调节剂（acidityregulators）也称pH调节剂，是维持或改变食品酸碱度的物质，酸味剂、碱化剂以及具有缓冲作用的盐类。酸味剂具有改善食品质量的功能特性。酸味剂还有助于钙等许多矿物质和营养素的吸收。甜味与酸味易互相抵消，酸味与某些苦味物质或收敛性物质（单宁）混合，则能使酸味增强。世界上充许使用的酸度调节剂品种约有20种。我国充许的酸度调节剂有17种，产量最大的是柠檬酸和磷酸，乳酸、乙酸次之。10.2.1.1柠檬酸（包括盐类）柠檬酸（citricacid）又称枸橼酸，由淀粉或糖质原料经过发酵精制而成。在食品添加剂方面主要用于碳酸饮料、果汁饮料、乳酸饮料等清凉饮料和腌制品。柠檬酸具有螯合作用，能够清除某些有害金属；能够防止因酶催化和金属催化引起的氧合作用，从而阻止速冻水果变色变味；可以减少贝类如蟹肉、虾、龙虾、蚝等罐头在灌装及速冻过程中的褪色和变味。柠檬酸在速冻食品的加工中能增加抗氧剂的性能，抑制酶活性，延长食品保存期。10.2.1.2乙酸乙酸（aceticacid,C2H4O2）别名冰乙酸、冰醋酸，可与水、乙醇、甘油、乙醚等混合。乙酸是我国应用最早、使用最多的酸味剂，主要用于复合调味料、配制醋、罐头、干酪、果冻等。食用醋产量达200万吨/年。10.2.1.3乳酸乳酸（lacticacid），与水、乙醇或乙醚能任意混合。乳酸（包括盐类）有独特的酸味，作为防止杂菌繁殖的液体酸味剂用于日本酒业。乳酸钠作为食品保鲜剂、调味剂、防冻剂、保湿剂等。世界乳酸产量的20%用于制备硬脂酸乳酸钙和硬脂酸乳酸钠。10.2.1.4L-苹果酸

L-苹果酸（L-malicacid），1%水溶液的pH为2.40。有特异酸涩味，有较强的吸湿性，易溶于水、乙醇、氯仿，具有抗氧化作用。L-苹果酸的酸味柔和，持久性长，有可能代替柠檬酸作物食品酸味剂。10.2.1.5酒石酸酒石酸（tartaricacid），0.3%的水溶液的pH为2.4。特别试用作葡萄汁的酸味剂。10.2.1.6富马酸富马酸（fumaricacid）别名延胡索酸、反丁烯二酸，富马酸（包括盐类）是一种酸度高、吸湿性低、价格低廉的酸味剂。当富马酸变为富马酸钠后，水溶液及风味均更好。10.2.1.7琥珀酸琥珀酸（succinicacid）别名丁二酸，溶于水、乙醇和乙醚，不溶于氯仿、二氯甲烷。在食品工业中，用于调味剂、酸味剂、缓冲剂，用于火腿、香肠、水产品、调味液等。10.2.1.8马来酸马来酸可增强特殊果香味并改善口感。目前马来酸主要用于果汁、即饮料、橘子汁、运动饮料及其他各种强化果味饮料与食品。主要是缺少各种有机酸的盐。10.2.2防腐剂利用防腐剂（preservatives）来保持食品的鲜度和质量，是最常用的方法之一。防腐剂是一类能够抑制微生物的生长繁殖或杀灭微生物的化学物质。10.2.2.1苯甲酸及其钠盐苯甲酸（benzoicacid）又名安息香酸，不容于水，溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。苯甲酸钠又名安息香酸钠。苯甲酸及其钠盐属于酸性防腐剂，在酸性条件下对多种微生物（酵母、霉菌、细菌、食品有毒菌、芽孢菌）有明显抑菌作用。苯甲酸的最适pH为2.5-4.0，适用于酸化食品和饲料。面粉中添加了增白剂最终转化成苯甲酸不超过60ppm（10-6）。苯甲酸无蓄积性、致癌、致突变和抗原作用。10.2.2.2山梨酸及其钾盐山梨酸（sorbicacid）别名花楸酸、2,4-己二酸，在空气中不稳定，能被氧化着色，有吸湿性、易溶于水和乙醇。是目前使用最多的防腐剂之一。pH值低于5.0-6.0时其抑菌效果最佳。在微生物严重污染的食品中无抑菌作用。毒性仅为苯甲酸的1/5。10.2.2.3对羟基苯甲酸酯对羟基苯甲酸酯又名尼泊金酯（nipaginester）,以溶于热水和醇、醚、丙酮，微溶于冷水、苯、不溶于CS2。常作为烟熏肉制品的防腐剂使用。尼泊金酯的抗菌活性主要是分子态起作用。尼泊金酯（钠）已在焙烤食品、脂肪制品、乳制品、水产品、肉制品、调味品、腌制品、酱制品、饮料、糖果、果蔬制品、淀粉糖制品、啤酒、果酒以及果蔬保鲜等对个领域得到应用。尼泊金酯作为食品防腐剂具有以下优势：第一、抑菌效果好；第二、适用的pH范围广，pH值4-8范围内均有很好的抑菌效果；第三、产品的毒副作用小；第四、使用成本低；第五、使用方便。尼泊金酯生产成钠盐后极易溶于水；第六、尼泊金酯的最大优势在于尼泊金酯的复配使用。10.2.2.4丙酸及其盐类丙酸分子式C3H602,常以其钠盐或钙盐作为防腐剂添加于食品中，对霉菌有良好的防腐效果，而对细菌的抑制作用较小，对酵母无作用。丙酸钙无臭无味，易溶于水。10.2.2.5中链脂肪酸中链脂肪酸（MCFA），对革兰阳性菌和酵母菌有抑制作用。10.2.3抗氧化剂

抗氧化剂（antioxidants），可防止食品被氧化变质、延长食品保质期。异抗坏血酸钠特别适宜于肉制品的保鲜，具有明显的抗氧化和护色作用。10.2.3.1叔丁基对羟基茴香醚叔丁基对羟基茴香醚（butylhydroxy

anisol,BHA）不溶于水，溶于油脂及有机溶液中，对热相对稳定。BHA具有抗氧化作用和抗菌作用。10.2.3.22,6-二叔丁基羟基甲苯

2,6-二叔丁基化羟基甲苯（butylhydroxy

toluene,BHT）不溶于水、甘油和丙二醇，易溶于乙醇和油脂。是目前最常用的抗氧化剂之一。10.2.3.3没食子酸丙酯没食子酸丙酯（propyl

gallate,PG）别名棓酸丙酯，水溶液无味，有吸湿性，光照可促进其分解。是我国允许使用的一种常用的油脂抗氧化剂。10.2.3.4叔丁基对苯二酚叔丁基对苯二酚（tert-butylhydroquinone,TBHQ）溶于乙醇、乙酸、乙酯、乙醚及植物油、猪油等。对大多数油脂均有防止腐败作用，尤其是植物油。遇铁、同不变色，但如有碱存在可转为粉红色10.2.3.5L-抗坏血酸棕榈酸酯

L-抗坏血酸棕榈酸酯（L-ascorbyl

palmitate）难溶于水，溶于植物油，易溶于乙醇。它是由L-抗坏血酸与棕榈酸酯化而成的一类新型营养性抗氧化剂。可防止油脂氧化酸败，延长油脂和含油食品货架期。10.2.3.6硫代二丙酸类抗氧化剂硫醚类物质硫代二丙酸（3,3-thiodipropionicacid,TDPA）作为抗氧化剂可应用于食用油、富脂食品中。10.2.4甜味剂甜味剂（sweeteners）是近期发展较快，销售额很大的一类添加剂。具有低热量、非营养、高甜度、口感好等特点的合成甜味剂是未来甜味剂的主导。我国已批准使用的甜味剂有14种。10.2.4.1食糖替代品即糖醇类产品糖醇（sugaralcohols）是目前国际上公认的无蔗糖食品的理想甜味剂。糖醇类产品主要有麦芽糖醇、山梨醇、甘露醇、木糖醇、乳糖醇等。山梨醇是用量最大的糖醇产品，约占总量的1/3。（1）麦芽糖醇。易溶于水，不溶于甲醇和乙醇。甜度为蔗糖的85%-95%，具有耐热性、耐酸性、保湿型和非发酵性等特点，基本上不起美拉德反应。（2）山梨（糖）醇。山梨（糖）醇（sorbitolsolution），有清凉的甜味，甜度约为蔗糖的一半，热值与蔗糖相近。是一种营养性甜味剂、湿润剂、螯合剂和稳定剂。最大用量为5.0g/kg。（3）木糖醇(xylitol)。溶解性良好，吸湿性低，化学性质不活泼，不参与美拉德反应，甜度与蔗糖相似，溶于水时吸热。（4）甘露（糖）醇（mannitol）。无臭，具有清凉甜味。吸湿性极小，水溶液稳定。具有愉快风味，在高温下不变色，化学性质不活泼。是一种很好的低热量甜味剂、胶姆糖及糖果的防黏剂、营养增补剂及组织改良剂、保湿剂。10.2.4.2高倍甜味剂高倍甜味剂甜度高、无热量、非营养性，常用于无热量甜食中，在美国又称低热值甜味剂。主要品种有糖精、甜蜜素、阿斯巴甜、安赛蜜等。（1）安赛蜜。无臭，易溶于水（20℃，270g/L），难溶于乙醇等有机溶剂，无明确的沸点。其甜度约为蔗糖200倍，无热值，在水中很快溶解，味质很好，没有不愉快的后味，对热、酸十分稳定，它被广泛用于多种食品，如乳制品、糖果、烘焙食品及软饮料等。（2）阿斯巴甜（aspartylphenylalaninemethylester,天冬甜素）。具有蔗糖的风味，甜度为蔗糖的150-200倍，常用于碳酸饮料、果汁饮料、乳制品、糖果、果酱及谷物早餐等。又称蛋白糖或甜味素。作为高倍甜味剂，APM主要有以下优势：①APM属营养性甜味剂；②APM热量低；③APM甜度大；④APM属非糖类物质；⑤APM味质纯正；⑥APM与蔗糖、葡萄糖、果糖等天然甜味物质具有很好的相容性；⑦APM对芳香有增强作用；⑧APM的稳定性是时间、温度、pH值和可利用水分的函数。（3）糖精（saccharin）。易溶于水，略溶于乙醇。糖精可作低热量甜味剂，糖尿病患者可用糖精钠代替食糖。2000年已从潜在的致癌为名单中排出，将糖精及其盐类用于碳酸饮料、果汁饮料、餐桌甜味剂、糖果及果酱等食品中。（4）环已基氨基磺酸钠。又称甜蜜素，易溶于水，几乎不溶于有机溶剂，对热、酸、碱稳定。（5）三氯蔗糖（sucralose

trichlorosucrose,简称TGS）。不提供热值，爽口且易感知甜味，广泛应用于焙烤食品、饮料、口香糖、咖啡、乳制品、冷冻点心、冰淇淋、蜜饯、面包、布丁、果冻、果酱、糖浆等加工制品。三氯蔗糖被认为是迄今为止人类已开发的一种最完美、最具竞争力的强力甜味剂。极易溶于水、乙醇和甲醇，对光、热、pH值均很稳定，是所有强力甜味剂中性质最稳定的一种。10.2.5膨松剂膨松剂（bulkingagents）在焙烤中的主要作用是在焙烤或混合生面团和稀面糊时提供所需气体，以使焙烤产品获得充气膨松的效果，增加体积并改善口感及外观质量。食品膨松剂一般分为化学膨松剂和生物膨松剂两种类型。碳酸氢钠（俗称小苏打）遇酸即强烈分解而产生二氧化碳。过量摄取时有碱中毒及损害肝脏的危险。碳酸氢铵（俗称臭粉）对热不稳定，易分解成氨、二氧化碳和水。复合膨松剂一般由以下三种成分组成：①碳酸盐类；②酸性物质；③淀粉、脂肪酸等其他成分。10.2.6水分保持剂水分保持剂（humectants）,简称持水剂，可保持食品的水分，改善食品品质，大多为磷酸盐类物质，有30余种，主要有焦磷酸钠、三聚磷酸钠、磷酸三钠等。10.2.7稳定剂和增稠剂

稳定剂和增稠剂（stabilizer和thickeners）是一类能够稳定乳状液、悬浮液和泡沫，提高食品黏度或形成凝胶的食品添加剂，也称增黏剂、胶凝剂、乳化稳定剂等。大多数稳定剂和增稠剂属多糖物质。所有有效的稳定剂和增稠剂都是亲水的，且以胶体分散在溶液中形成亲水胶体。

淀粉（starch）是我国肉制品生产中习惯使用的一种增稠剂。变性淀粉最大有待就是保水性好，结构稳定，价格较低。国内外几种常用于肉制品类的变性淀粉有磷酸酯淀粉、交联淀粉、醋酸酯淀粉、酸解淀粉、复合变性淀粉等。传统使用的增稠剂还有琼脂、食用明胶、脱脂奶粉及大豆蛋白等。羧甲基纤维素钠（CMC-Na）也是冰淇淋中常用一种增稠剂，黏度随剪切速率的增加而降低，但当停止施加剪切力时，便立即恢复到原有的黏度，CMC可与某些蛋白质发生胶溶作用生成稳定的复合体系。10.2.8其他（1）调味剂。主要为酱油和味精（2）香料香精（flavouringagent）。香味不典型，香气不足，性能不稳定，质量有待改进。

（3）色素。（4）营养强化剂（nutritionenhancers）。是为了合理营养，维持人体正常生长发育的必须物质，主要包括维生素、氨基酸及含氮化合物、蛋白质和微量元素补充剂。(5)乳化剂（emulsifieres）。是一类具有亲水基和疏水基的表面活性剂。如最常见的单硬脂酸甘油酯，是世界上用量最大的乳化剂，占乳化剂用量的一半以上。

10.3常用天然食品添加剂10.3.1常用的天然食品防腐剂广谱、高效、低毒、天然的食品防腐剂受到越来越广泛的关注，鱼精蛋白、抗菌肽等防腐剂已经成为防腐剂的研究热点。10.3.1.1鱼精蛋白鱼精蛋白（clupeidae

protamine）是一种小而简单的球形碱性蛋白质，一般由30个左右的氨基酸残基组成，其中2/3以上是精氨酸，无臭、无味、热稳定性较好。鱼精蛋白与甘氨酸等配合使用，抗菌效果更好，食品防腐范围也更广。鱼精蛋白具有光谱抗菌性，能抑制枯草杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣形芽孢杆菌等的生长；对革兰阳性菌、酵母、霉菌也有明显抑制效果。10.3.1.2乳酸链球菌素乳酸链球菌素即nisin，又称乳球菌肽或乳链菌肽。Nisin能有效地延长食品变质期和货架寿命，对人体无毒无害。（1）nisin的特征与抑制作用①nisin的分子结构:nisin是一种多肽类羊毛硫细菌素，成熟的分子仅含有34个氨基酸残基。②nisin

的抑菌谱:不抑制革兰阴性细菌、酵母和霉菌。③nisin

抑菌机理:基于其对细胞表面的强烈吸附作用，进而引起细胞质而实现的。④影响nisin防腐性的因素nisin是生物活性、稳定性也受到许多物理和化学因素的影响，如pH、盐和温度等。（2）nisin

在食品工业中的应用10.3.1.3抗菌肽抗菌肽（antimicrobialpeptides）存在于生物体内的一类广谱抗菌活性肽，也是先天免疫系统中重要的组成部分。抗菌肽活性高、抗菌谱广、分子量小、热稳定性好、带有正电荷，通过破坏细菌的细胞膜抑菌或杀菌。（1）溶菌酶。蛋清中含量丰富。溶菌酶的作用机理是切断N-乙酰胞壁酸和乙酰葡萄糖胺之间的β-1,4糖苷键，这是大多数活菌细胞壁外膜的构成部分。单独使用乳酸菌酶作为防腐保鲜剂有一定的局限性，它只能分解产芽孢细菌的营养细胞，不能分解芽孢；它只对革兰阳性菌有较强的溶菌作用，而对革兰阴性菌没有太大作用。（2）柞（zuo）蚕抗菌肽。可有效杀死革兰阳性和革兰阴性菌，但对真核细胞无作用。柞蚕即春蚕。（3）防卫肽。昆虫防卫肽对真核细胞无作用。防卫肽杀伤作用依赖于剂量、时间等因素，约3h后可检测出细胞毒作用，约6h后达到较高水平，最佳作用是6h后，浓度为25-100g/mL时。目前对防卫肽的作用机理仅是推测，今后研究的主攻方向之一就是确证各种防卫肽如何影响宿主病原菌。迄今对防卫肽的构效关系也不太清楚。（4）壳聚糖（chitoson）。即脱乙酰甲壳质，成本低、安全无毒、无污染、防腐保鲜效果好的天然防腐剂。壳聚糖本身能够抑制某些微生物的生长繁殖。壳聚糖是一种蛋白凝聚剂，多用于低酸性和蛋白质含量较低的食品中。10.3.2常用的天然食品抗氧化剂被卫生部批准使用的天然抗氧化剂，主要有：维生素E（生育酚）、茶多酚、去甲二氢愈创木酸等。10.3.2.1茶多酚

茶多酚（teapolyphenols,TP）是茶叶中特有的以儿茶素类为主体的多酚类化合物，简称茶多酚，俗名茶单宁、茶鞣质。分为儿茶素类（黄烷醇）、黄酮及黄酮醇类、花色素类和酚酸及缩酚酸类多酚化合物的复合体，其抽取混合物称茶多酚。茶多酚中儿茶素约占总量的80%，包括4种形式的儿茶素：没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、没食子儿茶素（EGC）、儿茶素没食子酸酯（ECG）、儿茶素（EC）。

茶多酚纯品为白色物定形粉末，易溶于热水、乙醇、乙酸乙酯，微溶于油脂，难溶于苯、氯仿、石油醚。（1）茶多酚的抗氧化机理。酸性羟基具有供氢活性，能将氢原子提供给不饱和脂肪酸过氧化游离基形成过氧化物，阻止脂肪酸形成新的游离基，从而中断脂质氧化过程。茶多酚被氧化的产物是邻醌，邻醌是一类强氧化剂，会促使油脂氧化，使油脂过氧化值（POV）上升。（2）茶多酚的协同作用。与其他抗氧剂之间存在协同作用，增强了茶多酚的抗氧化效果。①茶多酚各组分间的协同作用。②茶多酚与VE的协同作用。③茶多酚与VC的协同作用。④茶多酚与β-胡萝卜素的协同作用。茶多酚抑制了β-胡萝卜素的氧化分解，提高了体系中β-胡萝卜素的保存率。⑤茶多酚与脂溶性茶多酚的协同作用。茶多酚的水溶性好而脂溶性差，难以使油脂中的茶多酚达到有效浓度。⑥茶多酚的应用。肉制品加工，鲜鱼保鲜，水果、蔬菜的保鲜剂。10.3.2.2抗氧化肽多肽具有降血压、抗菌、抗癌、及增强免疫活性等功效已为人熟知。（1）肌肽（β-Ala-His,carnosine）。是存在于动物肌肉中的天然抗氧化剂。（2）大豆肽（soybeanpeptide）。是大豆蛋白水解得到的小肽。（3）谷光苷肽（glutathione）。是一种含基巯基的三肽，它广泛分布于动植物、谷物、油料种子中。10.3.2.3维生素E

维生素E（vtamin）是生育酚、三烯生育酚及α-生育酚活性衍生物的总称。VE属于酚类化合物。易被氧化。10.3.2.4去甲二氢愈创木酸去甲二氢愈创木酸（nordihydroguaiareticacid,NDGA）是从沙漠地区拉瑞阿属植物中提取的一种天然抗氧化剂。10.3.2.5迭迭香精油迭迭香精油（rosemaryessentialoil）中高效抗氧化物质为双酚类二萜，主要有效成分为鼠尾草酚（carnosol）、迭迭香酚（rosmanol）、迭迭香双醛（rosmadial）、鼠尾草酸（carnosicacid）和其他二萜类化合物等。10.3.3常用的天然增味剂10.3.3.1酵母浸膏酵母浸膏（yeastextractionL-tyrptophan），又称酵母提取物或酵母浸出物。以面包、啤酒酵母、原酵母等为原料，通过自溶法（包括改进的自溶法）、酶解法、酸热加工法等制备。不仅可使鲜味增加，还可以掩盖苦味、异味，获得更加柔和醇厚的口感。酵母提取物具有浓郁的肉香味。10.3.3.2水解蛋白水解蛋白（proteinhydrolysate）是一类新型功能性增味剂，它更易溶于水，更有利于人体的吸收，原风味也更为突出。生产水解植物蛋白（HVP）的常用原料为大豆蛋白、玉米蛋白、小麦蛋白、菜子蛋白等。水解动物蛋白（HAP）为淡黄色液体、糊状体、粉状体或颗粒。富含各种氨基酸，具有特殊鲜味物质和香味。水解植物蛋白为淡黄色至黄褐色液体糊状体、粉状体或颗粒。10.3.3.3水产提取物水产提取物（aquaticprodutextraction）是以生产水产罐头、鱼粉以及煮干品的过程中所得到的煮汁为原料，经过浓缩、干燥而制成的天然调味料。主要产品有干松鱼提取物、蟹提取物、虾提取物、贝提取物等。10.3.3.4其他食品中含有的糖类、蛋白质和脂肪，在加工过程中糖类降解为单糖、醛、酮及呋喃类物质，以上各种物质相互作用，从而产生出许多原来食物中没有的、具有独特香味的挥发性物质，称为美拉德反应产物。香菇的味道主要来源于鸟苷酸，贝类的特殊味道则主要是由琥珀酸盐带来的。10.3.4常用的天然食品乳化剂乳化剂是能够改善乳浊液中各种构成相之间的表面张力，使之形成均匀稳定的分散体或乳浊液的物质。乳化剂能稳定食品的物理状态，改进食品组织结构，简化和控制食品加工过程，改善风味、口感，提高食品质量，延长货架寿命，应用于焙烤、冷饮、果糖等食品行业中。主要品种有单甘酯和双甘酯、卵磷脂及山梨醇酯。磷脂（phospholipid）是常见的天然乳化剂。商品磷脂主要来源于大豆、蛋黄、和玉米，其中大豆磷脂的含量和质量均超过一般的动植物，含量可达到全豆的1.6%-2.0%。大豆磷脂是从生产大豆油的油脚料中提取的产物，它不仅具有较强的乳化、润湿、分散作用，还在促进体内脂肪代谢、肌肉生长、神经