第四章食品添加剂

第4章食品添加剂开门七件事:柴米油盐酱醋茶食品的主要成分包括：1、

水分2、

脂肪3、

蛋白质4、

碳水化合物5、

矿物质及微量元素6、

维生素4.1绪论

食品添加剂是构成现代食品工业的重要因素，它对于改善食品的色、香、味，增加食品营养，提高食品品质，改善加工条件，防止食品变质，延长食品的保质期有极其重要的作用。因此，食品添加剂在食品工业中占据重要地位，可以说没有食品添加剂就不可能有现代食品工业。它已经成为加工食品、人造食品及快餐业的重要支柱。定义：食品添加剂是为改善食品质量、方便加工、延长保存期、增强食品营养成分为目的，在食品生产、加工、储运过程中添加的精细化学品。按添加剂来源分类：（1）天然食品添加剂：动植物中提取或微生物代谢产物。（2）化学合成添加剂：化学方法合成品。食品添加剂分类:我国的《食品添加剂使用卫生标准》将食品添加剂分为23类：（1）防腐剂

（2）抗氧化剂（3）发色剂（4）漂白剂（5）酸味剂（6）凝固剂（7）疏松剂（8）增稠剂（9）消泡剂（10）甜味剂（11）着色剂

（12）乳化剂（13）品质改良剂（14）抗结剂（15）增味剂（16）酶制剂（17）被膜剂（18）发泡剂（19）保鲜剂（20）香精香料（21）营养强化剂（22）膨松剂（23）加工助剂理想的食品添加剂应该是：a.进入人体后参与正常代谢；b.在加工或烹调过程中分解或破坏而不摄入人体；c.进入人体后经体内正常解毒过程后排出体外，不在体内蓄积或与食品成分发生作用产生有害物质。事实上，食品添加剂并非完全无毒，随着摄入食品添加剂种类的增加，长期少量摄入或一次大量摄入都可能会造成慢性急性中毒。因此。对食品添加剂要进行毒理学评价，确定对人体的安全性。食品添加剂的一般要求与安全使用：

为了确保食品添加剂的食用安全，使用食品添加剂应该遵循以下原则：

1．经过规定的食品毒理学安全评价程序的评价，证明在使用限量内长期使用对人体安全无害。

2．不影响食品感官性质和原味，对食品营养成分不应有破坏作用。

3．食品添加剂应有严格的质量标准，其有害杂质不得超过允许限量。4．不得由于使用食品添加剂而降低良好的加工措施和卫生要求。

5．不得使用食品添加剂掩盖食品的缺陷或作为伪造的手段。

6．未经卫生部允许，婴儿及儿童食品不得加入食品添加剂。制定食品添加剂的使用标准是依据其使用情况的实际调查和毒性学评价，制定程序一般如下：

平均体重安全系数给定动物毒性实验动物最大无作用量（MNL）人体日允许摄入总量（A）人体日允许摄入量(ADI)每种食品中最高允许量(D)每种食品的使用标准（E）人群膳食调查各种食品中最大使用量（E’）各种食品日平均摄入量（C）食品使用标准评价食品添加剂的毒性（或安全性），首要标准是ADI(AcceptableDailyIntake)值（人体每日摄入量）:它指人一生连续摄入某物质而不致影响健康的每日最大摄入量，以每公斤体重摄入的毫克数表示，单位是mg/kg。评价食品添加剂安全性的第二个常用指标是LD50(50%Lethaldose)值（半数致死量，亦称致死中量），它是粗略衡量急性毒性高低的一个指标。一般指能使一群被试验动物中毒而死亡一半时所需的最低剂量，其单位是mg/kg（体重）。4.2常用食品防腐剂4.2.1概述4.2.2防腐剂的作用原理4.2.3

常用食品防腐剂

4.2.1概述食品变质，就一般意义上说，是指在某些因素（内在、外在）的影响下，食品质量（理化性质）发生变化的过程。①因空气的氧化与干燥作用②因食品内部所含氧化酶的作用③因微生物的污染、繁殖④因昆虫的侵蚀、繁殖和有害物质的直接或间接污染氧化变质，使油脂蛤败、维生素的损失及连锁产生的褐变；空气的脱水作用使食品丧失了新鲜和充盈的质感；食品分解，产生热能、水蒸汽和二氧化碳，使食品逐渐变质。最终，形体崩解。蛋白质被分解造成的腐败；碳水化合或脂肪被微生物分解产酸而产生的酸败等。最终，形体崩解。对策现代高科技工业加入防腐剂

传统食品的防腐方法概览晒干、盐渍、糖渍、酒泡、发酵等罐藏、脱水、真空干燥、喷雾干燥、冻冻干燥、速冻冷藏、真空包装、无菌包装、高压杀菌、电阻热杀菌、辐照杀菌、电子束杀菌等。传统法：品质差，适用范围窄；后者：投资、能耗高，品质风格受影响。［物理保藏法］传统的食品保藏方法工业化和高科技的方法物理法的缺陷［防腐剂保藏法］在下列情况下考虑采用防腐剂：①当一些食品不能采用冷、热处理方法加工时；②作为物理保藏方法的一个补充以减轻其处理的强度，同时使产品的质构、感官或其他方面的质量得到提高。

4.2.2食品防腐剂的防腐机理

食品防腐剂防腐的原理是杀死微生物或抑制微生物增殖，从而有效地防止食品的腐败或延缓食品的腐败时间。食品防腐剂对细菌的抑制作用可以通过影响细胞的亚结构而实现。这些亚结构包括细胞壁、细胞膜，与代谢有关的酶、蛋白质合成系统及遗传物质。

化学合成酸性：苯甲酸与盐、山梨酸与盐、脱氢醋酸与盐、丙酸与盐（酸性越大，防腐效果越好）有机无机：酯型：尼泊金酯类、没食子酸酯、抗坏血酸棕榈酸酯（pH值范围广，毒性较低，常复配）硝酸盐及亚硝酸盐、亚硫酸与盐、游离氯及次氯酸盐天然植物：芥子提取物、海藻糖、香辛料提取物（丁香、花椒、大蒜精油）、中药类（甘草）动物:壳聚糖、鱼精蛋白、蜂胶微生物：乳酸链球菌素（尼生素）、那他霉菌（霉克）、纳豆激酶（在体内能分解成营养物质，安全性高）4.2.3

常用食品防腐剂1.苯甲酸与其钠盐苯甲酸与苯甲酸钠类是常用的防腐剂之一。苯甲酸钠的防腐效果1.188g相当于1.0g苯甲酸。它们的结构式为：(1)苯甲酸为白色结晶或粉末，微有安息香或苯甲醛的气味。(2)在热空气中或在酸性条件下容易随同水蒸气挥发。(3)苯甲酸的化学性质稳定，有吸湿性。(4)在常温下难溶于水，微溶于热水，溶于乙醇、氮仿、乙醚、丙酮、二硫化碳和挥发性、非挥发性油中，微溶于己烷。(5)苯甲酸抗菌有效性依赖于食品的pH值,其防腐的最适pH值为2.5-4.0。(6)苯甲酸类防腐剂是以其未离解的分子发生作用的，未离解的苯甲酸亲油性强，易透过细胞膜，进入细胞内，酸化细胞内的储碱，并能抑制细胞的呼吸酶系活性,对乙酰辅酶A缩合反应有很强的阻止作用。

(7)人体内的代谢机理：苯甲酸被人体吸收后，大部分在9-15h之间，在酶的催化下与甘氨酸结合成马尿酸，剩余部分与葡萄糖醛酸化合形成葡萄糖苷酸解毒，并全部进入肾脏，最后从尿排出。因而苯甲酸是比较安全的防腐剂。由于苯甲酸解毒过程在肝脏中进行，因此苯甲酸对肝功能衰弱的人是不适宜的。（8）使用方法溶于少量热水或乙醇。(9)使用范围苯甲酸的工业生产方法：①甲苯液相空气氧化法②甲苯氯化水解法③邻苯二甲酸酐加热脱羧法苯甲酸的精制：①精馏②升华结晶法③溶液重结晶法：粗苯甲酸精制为食品级苯甲酸最常用的方法。④熔融结晶法山梨酸，别名2,4—己二烯酸、花楸酸，分子式C6H8O2，分子量112.13。山梨酸钾别名2，4—己二烯酸钾，分子式C6H7KO2，相对分子质量150.22。山梨酸是一种不饱和脂肪酸，在机体内可正常地参加新陈代谢，它基本上和天然不饱和脂肪酸一样可以在机体内分解产生二氧化碳和水。故山梨酸可看成是食品的成分，按照目前的资料可以认为对人体是无害的．2.山梨酸及其钾盐生产技术:

目前山梨酸生产路线有：丁烯醛—乙烯酮缩合法，丁烯醛—丙酮缩合法，丁烯醛—丙二酸溶剂法，山梨醛微生物氧化法，丁二烯、乙酸法等。1．丁烯醛—乙烯酮生产路线

丁烯醛—乙烯酮缩合生产山梨酸流程

性状

山梨酸为无色单斜晶体或结晶性粉末，无臭或稍带刺激性臭味。对光、热是稳定的，但在空气中长期放置易被氧化着色。山梨酸的水溶液加热时可随同水蒸气一起挥发。熔点134.5℃，沸点228℃（分解）。饱和水溶液pH值3.6。山梨酸微溶于水，而溶于有机溶剂。山梨酸钾为无色至浅黄色鳞片状结晶或结晶性粉末，无臭或稍具臭味，在空气中露置能被氧化而着色，有吸湿性，相对密度1.363，约270℃熔化并分解。1g约溶于1.5mL水（20℃）、16.1mL95％乙醇和1000mL乙醚。抑菌效果、范围结构与微生物喜嗜的葡糖类似，故山梨酸可以立即渗透过其细胞壁进入微生物体内，抑制其中的各种酶；利用自身的双键破坏酶的立体结构（与巯基相关），使酶失去活力，干扰了微生物的新陈代谢。穿透力机制对霉菌、酵母等好气性菌均有抑制作用；细菌，弱对嫌气性芽孢形成菌与嗜酸乳杆菌几乎无效。抑菌范围抑菌pH范围属于酸型防腐剂，防腐效果随pH值的升高而降低；但山梨酸适宜的pH值范围比苯甲酸为广。pH＜4，抑菌活性强pH＞6，抑菌活性降低抑菌效力＝3～5×苯甲酸类山梨酸的使用范围、投放量与苯甲酸钠相比，山梨酸类防腐剂因低毒，使用范围扩大了近三倍。我国《食品添加剂使用卫生标准》（GB2760-2007）规定：山梨酸、山梨酸钾，可用于肉、鱼、蛋、禽类制品。详细的使用范围及最大使用量，参见《食品添加剂使用卫生标准》（GB2760-2007）。一般投放剂量（直接饮用）5/万生产时加入防腐剂量1/1000生产时加入最大投放剂量（浓缩型）2/1000生产时加入防止山梨酸挥发，在食品加热后期添加。山梨酸作食品防腐剂时，注意若食品被微生物严重污染山梨酸便成为微生物的营养物质，不仅不能抑制微生物繁殖，反而会加速食品腐败。山梨酸与其他防腐剂复配使用，可产生协同作用提高防腐败效果3.对羟基苯甲酸酯类在对羟基苯甲酸酯中，主要应用的有对羟基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯。种类为无色细小结晶或结晶状粉末，几乎无臭，稍有涩味，对光和热稳定，无吸湿性，熔点116～118℃。1g约溶于1340ml（25℃）的水、1.4ml丙二醇和100ml花生油。～乙酯C9H10O3166.18～丙酯C10H12O3180.20无色细小结晶或结晶状粉末，几乎无臭，稍有涩味，熔点95-98℃。1g约溶于2500mL（25℃）的水、400ml沸水、1.5ml乙醇、3ml乙醚。又名：尼泊金酯为无色细小结晶或结晶状粉末，几乎无臭，稍有涩味，对光和热稳定，无吸湿性，熔点116～118℃。1g约溶于1340ml（25℃）的水、1.4ml丙二醇和100ml花生油。生产技术:对羟基苯甲酸酯类的合成分为两步，中间体对羟基苯甲酸的合成和对羟苯甲酸酯化。对羟基苯甲酸合成的工业方法有邻羟基苯甲酸热转位法、对磺酰胺苯甲酸碱焙法等。(1)邻羟基苯甲酸热转位法(2)对磺酰胺苯甲酸碱性水解

两种生产路线相比较，邻羟基苯甲酸热转位法反应时间长，收率较低，但后处理工艺简单，对磺酰胺苯甲酸碱性水解法反应时间大大缩短，收率也较高，但是，后处理工艺复杂些。

对羟基苯甲酸的酯化：

对羟基苯甲酸与不同的醇反应可以生成相应的酯。以对羟基苯甲酸乙酯为例，用对羟基苯甲酸和无水乙醇作原料，醇与酸质量配比为4：1，常用的酯化剂硫酸存在下，控制反应温度为75～85℃，在回流状态下反应12h，酯化反应式如下：

抑菌机制与效果对羟基苯甲酸酯的作用机制基本类似苯酚:──使细胞蛋白质变性；──使细胞蛋白质变性；破坏微生物的细胞膜；──并抑制微生物细胞的呼吸酶系与电子传递酶系的活性。由于它具有酚羟基，所以抗菌性能比苯甲酸、山梨酸都强。与其他防腐剂不同，对羟基苯甲酸酯类的抑菌作用不象苯甲酸类和山梨酸类那样受pH的影响。它的抗菌作用在pH4～8的范围内均有很好的效果。对霉菌、酵母有较强的抑制作用。对细菌特别是对革兰氏阴性杆菌及乳酸菌的作用较差。使用范围、量我国《食品添加剂使用卫生标准》（GB2760-2007）规定：对羟基苯甲酸乙酯、丙脂（以对羟基苯甲酸计）的最大使用量：碳酸饮料 0.20g／kg；果汁（果味）型饮料 0.25g／kg；果酱（不含罐头） 0.25g／kg；酱油、酱料 0.25g／kg；糕点馅（单一或混合用总量）） 0.5g／kg；详见GB2007：它们水溶性较低，使其在食品防腐中的应用有局限性，范围要窄于前二种防腐剂。尼泊金酯钠的问世，解决了酯类物质添加时的载入问题；而其复合使用则能扩大防腐剂整体的广谱防腐性能。4.丙酸及丙酸盐丙酸的合成：(1)丙醛氧化法：是目前世界各国生产丙酸的主要方法。(2)丙腈水解法(3)乙烯羰基合成法(4)丁酮卤仿反应法

丙酸钙：(1)丙酸钙为白色粉末，微带丙酸气味。(2)对光和热稳定,有吸湿性.易溶于水,不溶于乙醇乙醚。(3)丙酸钙在酸性介质中游离出丙酸，而发挥抑菌作用。其优点在于,在糕点、面包和乳酪中使用丙酸钙可补充食品中的钙质,能抑制面团发酵时枯草杆菌的繁殖，丙酸盐对霉菌具有良好抑菌效果,对酵母菌几乎无效.(4)安全性大鼠经口LD5010.5mg/Kg。ADI不做限制性规定

丙酸钠：(1)丙酸钠为白色结晶或白色晶体粉末，微带特殊臭味易溶于水、乙醇，有吸湿性。(2)丙酸钠对防霉菌有良好的效能,而对细菌抑制作用较小，如对枯草杆菌、变形杆菌等杆菌只能延迟它们发育5d,对酵母菌无作用(3)安全性用添加1％-3％丙酸钠的饲料喂养大鼠4周，用添加3.7％丙酸钠的饲料喂养大鼠1年，末发现对大鼠的生长、繁殖、主要内脏器官有任何影响。丙酸是人体正常代谢的中间产物,安全无毒.名称①尼泊金酯②苯甲酸及其盐③山梨酸及其盐结构式R=CH3,C2H5,C3H7,C4H9尼泊金甲、乙、丙、丁酯R=H,Na苯甲酸、苯甲酸钠R=H,K,Ca山梨酸、山梨酸钾、山梨酸钙防腐能力对霉菌作用强，而对细菌作用较弱；对霉菌和细菌均有抑制作用；对嗜乳酸菌无效对霉菌和酵母菌作用强；对嗜乳酸菌无效，毒性较苯甲酸低，但稳定性较差使用浓度（ug/ml）0.01～0.25%0.03～0.1%0.05～0.3%作用特点防腐作用主要是靠未离解的分子，因此受pH的影响较大，往往在酸性条件下抑菌作用最强。吐温类能增加其溶解度，但抑菌效果受到影响，需增大用量。此三种防腐剂抑菌种类不同，往往联合应用。防腐剂的协同作用、增效作用和拮抗作用：（1）协同作用：一种防腐剂抑菌效果是有限的，当二种以上的防腐剂共同应用时，其抑菌效果会大大增强。（2）增效作用：食品中的一些成分本身无抑菌作用，但它们却能增强防腐剂的抑菌能力，如柠檬酸、葡萄糖酸、Vc等。（3）拮抗作用：降低防腐剂的抑菌能力如CaCl2。正确使用与发展食品防腐剂使用时应注意的问题:(1)减少原料染菌的机会(2)确定合理的添加时机(3)适当增加食品的酸度(降低pH)(4)与热处理并用(5)分布均匀1.研究开发天然食品添加剂和改性天然食品添加剂2.大力发展生物食品添加剂3.开发专用食品添加剂4.开发高分子型食品添加剂5.研究食品添加剂的复配6.开发食品添加剂的生产新工艺食品添加剂的发展趋势一、食品增稠剂的定义

是指在水中溶解或分散，能提高食品粘度或形成凝胶，并能保持所在体系的相对稳定的亲水性大分子物质。4.3食品增稠剂4.3.1概述二、影响食品增稠剂作用效果的因素（1）结构及分子量对黏度的影响分子量越大，黏度也越大。（2）浓度对黏度的影响随着增稠剂浓度的增高，增稠剂分子的体积增大，相互作用的概率增加，吸附的水分子增多，故黏度增大。（3）pH值对黏度的影响增稠剂的黏度通常随pH值发生变化。（4）温度对黏度的影响随着温度升高，分子运动速度加快，一般溶液的黏度降低。高分子胶体解聚时，黏度的下降是不可逆的。（5）切变力对增稠剂溶液黏度的影响一般浓度的增稠剂溶液的黏度，会随搅拌、泵压等的加工、传输手段而变化。（6）增稠剂的协同效应增稠剂混合复配使用时，增稠剂之间会产生一种黏度叠加效应。（7）其他因素对黏度的影响

根据来源，可分为：（1）来自于海藻的增稠剂；（2）由微生物合成的增稠剂；（3）来自于动物组织的增稠剂；（4）来自于植物的增稠剂；（5）多糖类的衍生物；（6）化学合成的聚合物。三、食品增稠剂的分类动物性胶：明胶、酪蛋白酸钠、壳聚糖植物性胶种子类胶：瓜尔豆胶、刺槐豆胶、罗望子胶、亚麻子胶、决明子胶、田菁胶树脂类胶：阿拉伯胶、黄芪胶、桃胶、刺梧桐胶、印度树胶植物提取胶：果胶、魔芋胶、黄蜀葵胶海藻类胶：琼脂、卡拉胶、海藻酸、红藻胶微生物性胶：黄原胶、结冷胶、凝结多糖、菌核胶

其它增稠剂：羧甲基纤维素钠、海藻酸丙二醇脂、变性淀粉、酶水解瓜尔豆胶、酶处理淀粉增稠、分散和稳定作用胶凝作用澄清作用保水作用成膜保鲜作用

四、食品增稠剂在食品加工中的作用五、常用的食品增稠剂（1）明胶（gelatin）明胶性能：明胶为半透明淡黄色带光泽的细粒,有特殊的臭味，不溶于冷水，但加水后会缓缓地吸水膨胀软化，可吸收本身质量5~10倍的水。

明胶溶液的黏度，依据相对分子质量分布不同而异，黏度与凝胶强度还受pH、温度、电解质等的影响。明胶应用：啤酒、果酒、露酒、果汁、黄酒澄清各种乳制品如酸奶、干酪、低脂奶油抗乳清析出、乳化稳定、乳泡沫的稳定软糖如奶糖、蛋白糖、棉花糖、果汁软糖

吸水和支撑，糖果保持稳定形态

冰淇淋、雪糕

防止形成粗粒冰晶，保持组织细腻和降低溶化速度

附:果冻的制作配方:白砂糖8%，柠檬酸0.1%，明胶6%-10%，苹果15%步骤:1.明胶6克于200mL烧杯中，加50mL冷开水浸泡半小时，在沸水浴中加热至溶化。2.称白砂糖、柠檬酸8克于200mL烧杯中，加50mL水加热到溶解，加入适量苹果丁。3.将全部原料混合，搅拌后冷却。（2）酪蛋白酸钠酪朊酸钠、干酪素钠是牛乳中主要蛋白质酪蛋白的钠盐。性质：白色至淡黄色粉末或片状固体，有特异香气。水溶液加酸产生酪蛋白沉淀。结构中有亲水基团和疏水基团，有一定的乳化性，其稳定性要比乳清蛋白、大豆蛋白等更好，但易受pH值的影响。酪蛋白酸钠具有很好的起泡性。应用：肉糜类制品增加肉的弹性和持水性，提高肉的利用率。焙烤食品提高产品质量、延长货架期外，强化营养功能蛋白饮品口感更佳，提高产品质量

（3）瓜尔豆胶瓜尔豆胶一般为白色至浅黄褐色粉末，无臭无味。瓜尔豆胶是中性多糖，在冷水中能充分水化。应用：瓜尔豆胶主要用作增稠剂、持水剂用于色拉酱、肉汁中起增稠作用用于冰淇淋中使产品融化缓慢面制品中增进口感方便面里防止吸油过多烘焙制品中延长老化时间肉制品内作粘合剂奶酪中增加涂布性（4）阿拉伯胶来源于豆科的金合欢树属的树干渗出物，也称金合欢胶，其主要成分为高分子多糖类及其钙、镁和钾盐，一般由D-半乳糖(36.8％)、L-阿拉伯糖(30.3％)、L-鼠李糖(11.4％)、D-葡萄糖醛酸(13.8％)组成，相对分子量为约25-100万。阿拉伯胶具有高度的水中溶解性，能很容易地溶于冷、热水中，可配制成50%浓度的水溶液而仍具有流动性，这是阿拉伯胶独一无二的特点。阿拉伯胶是典型的“高浓低黏”型胶体。阿拉伯胶曾经是食品工业中用途最广及用量最大的水溶胶，目前全世界年需要量仍保持在4~5万吨。市场价格为4~7美元/㎏。阿拉伯胶在食品中作用：稳定剂的作用；在溶液中的胶黏性；热食品的配方中，阿拉伯胶的低消化性

应用：糖果制品防止糖分结晶；使脂肪均匀地分布；冷冻食品面包制品饮料驻香剂

（5）果胶果胶是陆生植物某些组织的细胞间和细胞膜中存在的一类物质的总称。果胶为白色至淡黄褐色的粉末；微有异臭；味微甜带酸；溶于20倍的水中成粘稠状液体，不溶于乙醇及其他有机溶剂；呈弱酸性。果胶溶胶的等电点为3.5。果胶-提取果胶应用：（6）琼脂琼脂又称琼胶、冻粉和洋菜，为一种复杂的水溶性多糖类物质，是从红藻类植物-石花菜及其他数种红藻类植物中浸出、干燥得到。琼脂为淡黄色半透明细长薄片或为淡黄色粉末，无臭。不溶冷水，可分散于沸水吸水膨胀，在凝胶状态下不降解、不水解耐高温。琼脂的耐酸性高于明胶和淀粉,低于果胶和海藻酸丙二醇酯。琼脂凝胶质硬，用于食品加工可使制品具有明确形状，但组织粗糙，表皮易收缩起皱，质地发脆。当与卡拉胶复配使用时，可得到柔软、有弹性的制品。琼脂与糊精、蔗糖复配时，凝胶的强度升高，而与海藻酸钠、淀粉复配使用，凝胶强度则下降。琼脂耐热，但长时间在酸性条件下长时间加热，可失去胶凝能力。琼脂其凝胶化温度远低于凝胶熔化温度。琼脂的许多用途就是利用了它的这种高滞后性。（7）海藻酸钠海藻酸钠又称藻朊酸钠、褐藻酸钠、海藻胶，主要是从褐藻中提取的多糖类。海藻酸钠为水合力非常强的亲水性高分子，水溶液的黏度随聚合度、浓度而异。海藻酸钠与两价阳离子能在室温下形成凝胶。凝胶的强度与两价阳离子的性质有关，其由强到弱的顺序为Ba2+、Sr2+、Ca2+、Mg2+，具有实用价值的是Ca2+。此外，其凝胶强度尚取决于溶液的浓度、Ca2+含量、pH和温度，可获得从柔性到刚性的各种凝胶体。（8）黄原胶黄原胶是一种生物合成胶，呈类白或淡黄色粉末状，是以淀粉为主要原料，由微生物黄单孢杆菌在特定的培养基、pH值、通氧量及温度条件下经纯种发酵，再经提炼、干燥、研磨而制成的高分子多糖聚合物。

黄原胶的主要成分为D-甘露糖，D-葡萄糖醛酸。(9)β-环状糊精β-环状糊精又称麦芽七糖、环七糊精等，简写为β-CD。β-CD为白色结晶或晶体粉末，无臭味甜，可溶于水，难溶于甲醇、乙醇和丙酮。β-CD溶解度较大，持水性较高；β-环状糊精不易吸潮，化学性质稳定，能改变物料的物理化学性质、掩盖物料中的苦涩味和异味，不易受酶、酸、碱及热等环境因素的作用而分解。β-环状糊精在环状结构的中心具有疏水性空穴，故而它能与很多种有机化合物形成包合物，使其对氧、光、热、酸、碱的抵抗能力大大增强；同时由于β-CD还具有缓释和增溶的作用，在众多的工业领域都得到广泛的应用。食用着色剂，又称食用色素，使食品着色和改善食品色泽的物质。

4.4食品着色剂一、定义和作用：作用：（1）使制品色泽统一；（2）刺激消费者购买食欲；（3）改善加工食品的色泽；（4）增加营养、疗效作用；（5）通过颜色区分、识别食品；

不同的物质能吸收不同波长的光，如果它所吸收的光的波长在可见区以外，那么这种物质看起来是白色的；如果它所吸收的光的波长在可见区域（400~800nm），那么，它所显示出的颜色，即为被反射光的颜色，即吸收光的互补色。例如，物质选择地吸收绿色光，它显现的颜色则为紫色。

二、着色剂的发色机理

着色剂分子中既含有生色团，又含有助色团，它们通过共轭使着色剂可吸收可见光而呈现不同的颜色。生色团（color-producinggroups)：使物质在紫外光、可见光区具有吸收的基团就叫生色团，也叫生色基、发色团、发色基。

OO

‖

‖常见的是：>C=C<、>C=O、–C–OH、–C–H、–N=N–、–N=O、>C=S、–C–N=O、C≡C–、>C=N–等。

分子中含有一个上述生色基的物质，由于它们的吸收波长在200~400nm之间，仍是无色的。如果物质中有两个或两个以上的生色基共轭时，可以使分子对光的吸收波长移向可见区域内，该物质就能显示颜色。共轭体系越长，该结构吸收的光波长也越长。常见的有：–OH、–OR、–NH2、–NR2、–SR，–Cl、-Br等。助色团(coloringaidgroups)：指本身并不能产生颜色，但当其与共轭体系或生色基相连时，可使共轭键或生色基的吸收波长向长波方向移动而显色的基团（助色基）。色素使用的历史最早使用色素的是大不列颠的阿利克撒人，当时他们用茜草植物色素做成玫瑰紫色糖果。以后，美洲的托尔铁克人与阿芒特克族人相继从雌性胭脂虫中提取胭脂红，用于食品着色。我国自古就有将红曲米酿酒、酱肉、制红肠等习惯。西南一带用黄饭花、江南一带用乌饭树叶捣汁染糯米饭食用。1850年，英国人帕金发明第一种人工色素苯胺紫之后，合成色素开始登上食品添加剂的舞台，扮演着改善食品色泽的角色。三、食品中色素分类(1)根据来源分类：天然色素、合成色素。天然色素又分为：①植物色素：如叶绿素、红花色素、胡萝卜素等，来源最丰富、应用最多②动物色素：如血红素、虫胶色素、胭脂虫色素等③微生物色素：如红曲色素、核黄素等(2)根据色泽进行分类：①红紫色系列：如甜菜红色素、高粱红色素、红曲色素、紫苏色素、可可色素等②黄橙色系列：如胡萝卜素、姜黄色素、玉米黄色素、藏红花素、核黄素等③蓝绿色系列：如叶绿素、藻蓝素、栀子蓝色素等(3)根据化学结构进行分类：①四吡咯衍生物：叶绿素、血红素②异戊二烯衍生物类：类胡萝卜素、虾青素、虾红素③多酚类衍生物：花青素、黄酮类、单宁④酮类衍生物：红曲色素、姜黄素⑤醌类衍生物：虫胶色素、胭脂虫红等⑥其他色素：如核黄素、甜菜红色素(4)根据色素的溶解性质可分为：①水溶性色素：花青素、黄酮类化合物②脂溶性色素：叶绿素、类胡萝卜素目前多采用化学结构法进行分类，其中四吡咯衍生物、异戊二烯衍生物、多酚类衍生物在自然界中数量多，分布广天然色素品种多，色泽自然，安全性高，有些有营养价值和药用疗效功能

优点：成本低廉，色泽鲜艳，着色力强，对光、热、氧气和pH稳定，提取、使用方便，可任意调色，不易退色。缺点：人工合成色素是从石油或煤焦油中提炼出来的，提炼过程中会混入苯胺、苯酚、砷、铅、铜、乙醚、氯化物和硫酸盐，这些物质都具有不同的毒性。进入体内后，会消耗体内的解毒物质，加重肝脏及胃肠道的负担，干扰体内正常的代谢反应，从而使脂肪、蛋白质、维生素等代谢过程受到影响。

合成色素的优缺点优点：1.安全性高；2.营养价值和保健功能；3.色调比较自然；4.特殊的芳香气味缺点：1.稳定性差，受pH值、氧化、光照、温度及金属离子等因素影响较大，产品差异较大；2.成分复杂，使用不当易产生沉淀、浑浊，不易染着均匀；3.成本较高；4.色素含量较低，着色力比合成色素差，有时会与基质发生变色；5.可能有异味。6．难于调出任意色调；7．由于外界因素的影响多易变质天然色素的优缺点苏丹红事件2005年2月18日，英国食品标准署公布了30家企业生产的可能含有苏丹红一号的产品清单，419种产品下架，损失达15亿英镑。我国国家质检总局发布紧急通知，各地出入境检验检疫部门对进口食品，特别是原产于欧盟的食品进行检测，对含有苏丹红一号的食品一律禁止进口。各地质检、检疫部门严查含有该物质的食品。苏丹红是一种人工合成的红色染料，常作为工业染料，被广泛应用于溶剂、油、蜡、汽油的增色以及鞋、地板等增光方面。苏丹红一号具有致癌性，但隐蔽性很强，不会快速致病，只会缓慢影响食用者的健康，长期食用最突出的表现可能会使肝部DNA结构变化，导致肝部病变。偶尔摄入含少量苏丹红的食品危险性不大，经常摄入含较高剂量苏丹红的食品就会增加致癌的危险性。苏丹红的毒性国家质检总局发布散装辣椒制品中苏丹红预警我国批准允许使用的食用合成色素已列入GB2760－1996中的共有13个品种（食用合成色素和它的铝色淀计算为一种），它们是苋菜红及苋菜红铝色淀、胭脂红及胭脂红铝色淀、赤藓红及赤藓红铝色淀、新红及新红铝色淀、柠檬黄及柠檬黄铝色淀、日落黄及日落黄铝色淀、亮蓝及亮蓝铝色淀、靛蓝及靛蓝铝色淀、叶绿素铜钠盐（半合成）、合成β－胡萝卜素、诱惑红、酸性红、二氧化钛。以上化学合成色素基本上均有国家颁布的质量标准。四、食品合成着色剂及应用1、食用合成色素的一般性质（1）溶解度最重要的溶剂：水、醇（乙醇和甘油）以及植物油。油溶性合成色素一般很少使用，常用非油溶性合成色素的乳化、分散来着色。温度上升溶解度增加；水的PH低溶解度降低，有形成色素酸的倾向；盐类可发生盐析，降低溶解度；水的硬度高易变成难溶解的色淀。（2）染着性一种是在液体或酱状的食品基质中溶解，混合成分散状态；另一种是染着在食品的表面，要求对基质有一定的染着性，希望能染着在蛋白质、淀粉、糖类上面。柠檬黄染着性较弱，易析出。（3）坚牢度衡量食用色素品质的重要指标，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。有以下几项：A.耐热性从热对色素稳定性的影响看，日落黄最稳定，柠檬黄、胭脂红、苋菜红、诱惑红、亮蓝较稳定，β－胡萝卜素、赤藓红、靛蓝较差；一般合成色素难以耐受105℃以上高温，所以应避免长时间置于105℃以上的高温下。B.耐酸性一般食品大多是酸性的，β－胡萝卜素、赤藓红、靛蓝在酸性溶液中不够稳定。C.耐碱性使用碱性膨松剂的糕点类，柠檬黄、日落黄（转红）、苋菜红（转蓝）、靛蓝在碱性溶液中易变色。D.耐氧化性空气的自然氧化、氧化酶的影响、含游离氯的用水、共存的金属离子等；苋菜红、诱惑红、胭脂红、β－胡萝卜素、靛蓝、日落黄、柠檬黄等耐氧化还原性较差。E.耐还原性还原作用：发酵食品加工中、在食品制造、贮藏中有微生物的作用引起的，抗坏血酸与亚硫酸盐有还原性。F.耐紫外线（日光）性透光薄膜的使用。光照对色素稳定性的影响，日落黄、柠檬黄较好，苋菜红、诱惑红、胭脂红、赤藓红、亮蓝尚可，β－胡萝卜素、靛蓝较差。G.耐盐性H.耐细菌性柠檬黄为橙黄色粉末，各国都允许广泛使用，主要用于糕点、饮料、农畜水产品加工、医药及化妆品。其特点是耐热、耐酸、耐光及耐盐性均好，耐氧化性较差，遇碱稍变红，还原时褪色。

柠檬黄胭脂红

胭脂红又名丽春红4R，是红色至深红色粉末，为国内外普遍使用的合成色素。本品耐酸性、耐光性好，但耐热性、耐还原性较差，遇碱变成褐色。本品多用于糕点、饮料、农畜水产品加工。天然色素是自动植物组织中用溶剂萃取而制得的。天然色素虽然色泽稍逊，对光、热、pH等稳定性相对较差，但安全性相对比人工合成色素要高，且来源丰富，有的天然色素还具有维生素活性或某种药理功能，日益受到人们重视，生产、销售量增长很快。但天然色素成份复杂，生产过程中其化学结构可能发生变化，且可能混入铅、砷等有害金属及其它杂质，也有毒性问题。

天然色素红花黄色素用途：天然食用色素，本品可用于茶，饮料，高级点心，面条，糖果，饼干，罐头和酒类等食品着色。

来源：菊科植物红花的花瓣。栀子黄色素用途：天然食用色素，本品可用于面条，糖果，饼干，饮料，酒类等食品着。来源：茜草科植物栀子

甘蓝红色素用途：天然食用色素，用于酸性食品如葡萄酒、饮料、果酱、果冻等食品的着色。

来源：从红甘蓝的叶中提取、精制而成。主要由花青素、黄酮等组成。

红米红色素用途：适应于酸性食品、饮料、汽酒、冰淇淋、糖果、干酒和红酒等方面的着色，特别是葡萄酒最理想的着色剂。来源：以黑米为原料，经解析、浓缩、杀菌、成为液体产品或加工成固体产品，其水溶性好、耐光、耐热、耐酸、呈宝石红1、注意事项（1）安全性发展方向——天然着色剂（2）溶液的配制：称量准确、现配现用、用蒸馏水、避免金属、阴凉密闭（3）色调的选择与拼色基本色——红、黄、蓝不同溶剂中呈现不同颜色浓缩影响2、使用方法混合法和涂刷法五、食品着色剂使用注意事项抗氧化剂是一种用于防止油脂及富脂食品的氧化酸败，防止食品褪色、褐变、维生素被破坏的食品添加剂，目的是提高食品的稳定性和贮存期。油脂的氧化是通过空气中的氧气、水、日光、热、金属盐、微生物、细菌等的作用缓慢进行的，然后很快氧化，初期氧化称为诱导期，抗氧剂的作用就是延长诱导期。使用范围：食用油脂、富脂饼干、早餐谷物、汤粉、速煮面、冷冻或干制鱼贝类。4.5食品抗氧化剂抗氧化剂按其溶解性可分为：（1）油溶性抗氧化剂（2）水溶性抗氧化剂按其来源可分为：（1）天然抗氧化剂（2）合成抗氧化剂合成抗氧化剂油溶性合成抗氧化剂：丁基羟基茴香醚（BHA）二丁基羟基甲苯（BHT）没食子酸丙酯（PG）叔丁基对苯二酚（TBHQ）2,4,5-三羟基苯丁酮（THBP）水溶性合成抗氧化剂：L-抗坏血酸（维生素C）及其钠盐、异抗坏血酸及其钠盐。1.丁基羟基茴香醚（BHA）

丁基羟基茴香醚是白色或微黄色蜡状固体，稍带刺激性气味，不溶于水，易溶于乙醇、丙二醇和各种油脂中，除抗氧化作用外，它还有较强的抗菌作用。BHA是世界各国广泛使用的油溶性抗氧化剂，油脂中含0.1～0.2g/kg的BHA就可达到很好的效果，广泛用于焙烤食品。它可由对羟基茴香醚和叔丁醇反应制备，合成反应式如下：

2．二丁基羟基甲苯（BHT）

二丁基羟基甲苯学名是4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚，为白色结晶。不溶于水和甘油，能溶于乙醇和油脂中，抗氧化性和稳定性均较好，无臭无味，价格低廉。缺点是其毒性相对较高。

3.没食子酸丙酯（PG）

没食子酸丙酯又称培酸丙酯，学名是3,4,5-三羟基苯甲酸丙酯。PG是白色至淡褐色或乳白色结晶，无臭，稍有苦味，易溶于乙醇、丙酮、乙醚而难溶于水、氯仿和油脂。它对猪油的抗氧化作用较BHA或BHT强，但有着色的缺点，常与其它抗氧化剂并用。PG的LD50值为3800mg/kg（大鼠经口），ADI值暂定为0～0.2mg/kg。其合成反应式如下：

BHA、BHT和PG三者单独使用时效果比较差，如混合使用或与增效剂柠檬酸、抗坏血酸同时使用则起协同作用，抗氧化效果显著提高，所以实际使用中多为两种或三种混合使用。

4.特丁基对苯二酚(TBHQ）白色至淡灰色结晶，有极淡的特殊香味；易溶于乙醇、丙二醇和脂肪，几乎不溶于水，抗氧性能优于目前常用的普通抗氧化剂（如BHA、BHT、PG等），能有效抑制细菌和霉菌的生长；对热相对稳定，可用于需在高温条件下制作的食品中。与其它抗氧化剂相比,具有更高的安全性，不会在人体内积聚。

用途：

可用于食用油脂、油炸食品、干面制品、饼干、方便面、速煮米、干鱼罐头、腌制肉制品中，最大使用量0.2g/kg。天然抗氧化剂天然油溶性抗氧化剂：生育酚（维生素E）茶多酚、愈创树脂、迷迭香提取物天然水溶性抗氧化剂：植酸，天然维生素C维生素E结构通式天然维生素C天然抗氧化剂－茶多酚茶多酚(Teapolyphenol，简称TP)，是茶叶的主要成分，又称茶单宁、茶鞣酸、茶鞣质，是茶叶中多酚类物质的总称。儿茶素,属黄烷醇类是主要成分。1.清除活性氧2.清除自由基3.鳌合金属离子4.结合氧化酶抗氧化机理茶多酚优缺点优：天然抗氧化剂茶多酚，除具有很强的抗氧化作用，以延长货架寿命外，还具有降血脂、降血压、抗衰老、抗菌等多种功能，无毒无害，受到人们普遍欢迎。劣：一方面，由于茶多酚的极性极强，在油脂中使用时会因其溶解性较差而影响其功能的发挥；另一方面，茶多酚本身易被氧化而产生新的自由基和具有较强氧化性能的物质，当其累积到一定程度时，将完全抵消茶多酚原有的抗氧化性能，这与通常所期望的抗氧化特性相矛盾。应用范围：面包、糕点、糖果、饮料等食品中。4.6食品乳化剂凡是添加少量即能使互不相溶的液体（如油和水）形成稳定乳浊液的食品添加剂称为乳化剂。主要品种有：单甘油酯、山梨醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、大豆卵磷酯、丙二醇酯等。食品乳化剂的作用：乳化作用抗菌作用分散湿润作用

起泡作用消泡作用作用助溶作用

(2)用途：糖果、巧克力、饴糖，其最大使用量为6g／kg。适用于制造乳脂糖和奶糖，在制造饴糖时，添加单硬酯酸甘油酯，在熬糖时可降低黏度，并能避免食用时黏牙。

广泛用于起酥油、糕点、面包、糖果、冰淇淋中起乳化、起泡、防结晶、抗老化作用。(3)安全性：一般公认安全常用乳化剂：1、单硬酯酸甘油酯(1)性状：单硬酯酸甘油酯为微黄色的蜡状固体。凝固点不低于560C，不溶于水，在热水中强烈振荡时可分散在水中。为W／O型乳化剂，因本身乳化性很强，也可作为O／W型的乳化剂。

脂肪酸甘油酯是一类使用量最大的乳化剂，甘油和脂肪酸反应，可以生成单、双和三酯。2、磷脂

磷脂的主要成分是卵磷脂、脑磷脂和肌醇磷脂等。(1)性状：精制磷脂是半透明的黏稠物质，稍有特异臭。在空气中或光照下迅速变成黄色，逐渐变成不透明的褐色。不溶于水，在水中膨润呈胶体溶液。溶于氯仿、乙醚、石油醚、四氯化碳，有吸湿性。从大豆油中制取磷脂成本低，不易腐败，可大量生产，是食品工业重要的乳化剂。(2)用途：磷脂是W／O及O／W两用类型兼可使用的乳化剂，广泛应用于制造糖果、人造奶油、饼干和糕点等食品。3、蔗糖脂肪酯(1)性状：适用于乳化剂的蔗糖脂肪为1、2、3个脂肪酸(软脂酸或硬脂酸)的蔗糖酯，主要为单酯及二酯。白色至黄色的粉末，或无色至微黄色的黏稠液体或软固体。无臭或稍有特殊的气味。

易溶于乙醇、丙酮。在食用乳化剂中它的亲水性较大，适用于O／W型乳浊液，对油脂仅溶解1％以下。加热到1450C以上则分解，1200C以下稳定，在酸性或碱性下加热则被皂化。(2)用途：蔗糖脂肪酯适于糕点的乳化、发泡和泡沫的保持，可防止面包老化和饼干等焙烤制品的油脂乳化，可提高油脂起酥作用，还可作为可可、巧克力、牛奶等的分散剂。

（R1、R2、R3为脂肪酰基或H）

蔗糖脂肪酸酯是以蔗糖部分为亲水基，长碳链脂肪酸部分为亲油基。在体内它可被消化成蔗糖和脂肪酸而被吸收。它是一种安全、无毒、无刺激，且易被生物降解的表面活性剂，因此在食品中的使用没有限制。其结构式如下：4、丙二醇脂肪酸酯又称丙二醇单、双酯，简称丙二醇酯。(1)性状：性状随结构中的脂肪酸的种类不同而异，为白色至黄色的固体或黏稠液体，无臭味。如丙二醇的硬脂酸和软脂酸酯多数为白色固体；以油酸、亚油酸等不饱和酸制得的产品为淡黄色液体。此外，还有粉状、粒状和蜡状。丙二醇单硬脂酸酯是W／O型乳化剂，不溶于水，可溶于乙醇、乙酸乙酯、氯仿等。

(2)用途：丙二醇酯乳化能力比同纯度的单甘酯差，但它却具有对热稳定、不易水解的特点。往往与其他乳化剂混合使用。由于它具有非常优秀的充气能力，形成的泡沫轻而稳定，因而在酥蛋面包、干酪面包和蛋糕裱花奶油等食品中具有广阔的市场。

粉状蛋糕乳化剂配方：单脂肪酸丙二醇酯60％、单甘酯24％、乳酸甘油酯15％。由于单丙酯的亲油性强，在大豆油等油脂中加入8-10％单丙酯，可制备贮存稳定性好的起酥油.在奶油中加入9-12％的单丙酯和少量单甘酯，可制备起泡性奶油。

乳化剂的HLB

食用乳化剂HLB甘油脂肪酸酯3-5甘油醋酸脂肪酸酯2.5~3.5甘油乳酸脂肪酸酯3~4甘油柠檬酸脂肪酸酯9甘油琥珀酸脂肪酸酯5~7甘油乙酰酒石酸脂肪酸酯8~10聚甘油酯1~18山梨糖醇脂肪酸酯2~9丙二醇脂肪酸酯15~30卵磷脂3~4皂草苷16蔗糖脂肪酸酯1~18在乳化剂的HLB值，用于判别乳化剂中的亲水与亲油平衡性的值，在水中应用时很有价值，如HLB值在0.2时起消泡作用，水中不分散，HLB值4~6时在水中分散性小，作W/O乳化剂；在8~10时乳状分散，稳定乳状分散，12~14时透明分散；16~20时呈可溶化剂，透明胶体溶液，为O/W乳化剂。亲水性的乳化剂以蔗糖脂肪酸酯，聚甘油酯、皂草苷的HLB值高。

香精和香料：以改善、增加和模仿食品香气与香味为主要目的的食品添加剂称为香味剂，包括食用香料和食用香精。食用香料是食品添加剂中品种最多的一类。它是具有挥发性的含香物质，可分为天然香料、天然单离香料和人造香料三类。4.7食品赋香剂香料和香精功效增香赋香赋予产品特征防腐矫香杀菌功效食用香精：用各种安全性高的香料和稀释剂等调和而成并用于食品的食品添加剂。食用香精大都是由合成香料兑制而成，一般以现成的商品出售。附加剂包括合香剂，修饰剂，定香剂，溶剂和载体。载体有蔗糖、糊精、阿拉伯树胶等。食品工业中常用的一些香料：（1）香兰素：又名香草醛，学名4-羟基-3-甲氧基苯甲醛。（2）乙基香兰素：又称乙基香草醛。（3）麦芽酚：商品名叫味酚、帕拉酮和考巴灵，学名3-羟基-2-甲基-4-吡喃酮。一、概述从生物(包括动物、植物、微生物)中提取的具有生物催化能力的物质，辅以其他成分，用于加速食品加工过程和提高食品产品、质量的制品，称为酶制剂(Enzymes)。酶是生物细胞原生质合成的具有高度催化活性的蛋白质，因其来源于生物体，因此通常被称作“生物催化剂”。又由于酶具有催化的高效性、专一性和作用条件温和等优点，所以越来越受到重视，被广泛应用于食品加工。在提高产品质量、降低成本，节约原料和能源、保护环境等方面产生了巨大的社会效益和经济效益。

4.8食品酶制剂酶的分类：氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂解酶类、异构酶类、合成酶类。酶的特性：（1）催化效率高（2）具有专一性（3）酶的作用条件温和常用酶制剂：（1）α-淀粉酶（2）