精细化学品化学-6食品添加剂

6食品添加剂6.1概述6.1.1食品添加剂的定义及分类1）为改善食品的品质和色、香、味，为防腐和加工工艺的需要而加入到食品中的化学合成或天然物质叫做食品添加剂。2）分类（1）根据来源分类：可分为三类。天然、化学合成和半天然食品添加剂。（2）依据功能分类：可分为21类。6.1.1食品添加剂的定义及分类1.酸味剂2.抗结剂3.消泡剂4.抗氧化剂5.漂白剂6.膨松剂7.胶母糖基础剂8.着色剂9.护色剂10.乳化剂11.酶制剂12.增味剂13.面粉处理剂14.被膜剂15.水分保持剂16.营养强化剂17.防腐剂18.稳定剂19.甜味剂20.增稠剂21.香料香精。6.1.2食品添加剂的卫生管理和要求1）卫生部于2007年8月22日发布《食品添加剂使用卫生标准》－GB2760-2007。6.1.2食品添加剂的卫生管理和要求主要内容：允许使用的品种、使用范围、最大使用量、使用方法。2）食品添加剂的毒性及评价（1）ADI:人体每日摄入量。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。对小动物（大鼠、小鼠等）进行近乎一生的毒性实验，取得MNL值（动物最大无作用量），其1/100~1/500即为ADI值。6.1.2食品添加剂的卫生管理和要求（2）LD50：又称半数致死量，亦称致死中量。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）。试验食品添加剂的LD50值，主要是指小白鼠经口服的半数致死量。LD50数值越小，毒物的毒性越强；LD50数值越大，毒物的毒性越低。

LD50与毒性分级和对人的毒性对照毒性程度LD50(大鼠经口)(mg/kg)对人致死推断量极大＜1约50mg大1~505~10g中51~50020~30g小501-5000200~300g极小5001-15000500g无害＞15000＞500g几种物质的LD50值物质名称LD50值(mg/kg体重)物质名称LD50值(mg/kg体重)氰化钾2食品抗氧剂BHA2900敌敌畏50～70防腐剂苯甲酸钠2700阿司匹林500～1000尼泊金酸丙酯>8000乙醇6000～8000山梨酸105006.1.3食品添加剂的发展前景1健康、安全的天然食品添加剂－大方向；2生物食品添加剂（发酵、酶）－新热点；3保健功能食品添加剂－备受关注；4用量少、效果好的复配型－潜力巨大；5食品保鲜剂仍将迅猛发展。6.2食用色素－食品着色剂食用色素：用于食品着色的添加剂。其目的是增加对食品的嗜好及刺激食欲。食用色素按来源分为人工合成色素和天然色素两类。6.2.1食用天然色素1）红曲色素来源：以大米为原料蒸熟、接种、培养、提取、浓缩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。6.2.1食用天然色素红曲色素：有红、黄、紫六种不同成分。P130用途：适应于酸性食品、饮料、汽酒、冰淇淋、糖果和红酒等的着色，特别是葡萄酒最理想的着色剂。主要应用红斑素和红曲红素。6.2.1食用天然色素2）红花黄色素用途：本品可用于茶、饮料、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提取物。结构式：P1326.2.1食用天然色素3)姜黄色素:为姜科植物姜黄（中药）的根茎，冬季或早春采挖，洗净，除去细根，煮或蒸至透心，晒干，提取。结构式：P133

6.2.1食用天然色素4）焦糖色素：由饴糖或蔗糖在高温下进行不完全分解并脱水而形成的物质。6.2.1食用天然色素5）甜菜红色素：来源红甜菜提取物。6.2.1食用天然色素6）紫胶红色素又名虫胶红,是从昆虫分泌物紫梗中提出的天然食用色素。为红色粉末，与其他天然食用色素相比，它的纯度高，着色力较强，对光和热的稳定性好。6.2.1食用天然色素7）橘子黄色素用途：天然食用色素，本品可用于面条，糖果，饼干，饮料，酒类等食品着色来源：茜草科植物、橘子。

6.2.1食用天然色素8）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。6.2.2食用合成色素人工合成色素一般较天然色素色彩鲜艳，坚牢度大，性质稳定，着色力强，并且可以任意调色，因此使用方便，且成本较低，曾一度广泛应用。但合成色素多属于煤焦油染料，不仅毫无营养，而且大多数对人体有害，因此目前世界各国允许使用的合成色素已从100余种缩小到10余种。我国目前允许使用的合成色素有8种：苋菜红、胭脂红、柠檬黄、日落黄、赤藓红、靛蓝、亮蓝、诱惑红。合成方法在第七章（染料化学品）讨论。6.2.2食用合成色素1）笕菜红：最大使用量0.05g/kg.6.2.2食用合成色素2）胭脂红：最大使用量0.05g/kg.6.2.2食用合成色素3）柠檬黄：最大使用量0.1g/kg.6.2.2食用合成色素4）日落黄：最大使用量0.1g/kg.6.2.2食用合成色素5）赤鲜红：最大使用量0.1g/kg.6.2.2食用合成色素6）靛蓝：最大使用量0.1g/kg.6.2.2食用合成色素7）量蓝：最大使用量0.025g/kg.

6.2.2食用合成色素8）诱惑红：最大使用量0.1g/kg.滥用色素的典型事件！苏丹红一号滥用色素的典型事件！苏丹红一号[Sudan(Ⅰ)]苏丹一号染色剂含有“偶氮苯”，当“偶氮苯”被降解后，就会产生“苯胺”，这是一种中等毒性的致癌物。过量的“苯胺”被吸入人体，可能会造成组织缺氧，呼吸不畅，引起中枢神经系统、心血管系统和其他脏器受损，甚至导致不孕症。6.3营养强化剂6.3.1概述传统的食品并非营养俱全，同时食品中的营养成分会在加工、烹调等处理中丧失，因此往往需要在食品中添加营养强化剂以提高营养价值。营养强化剂：以增强和补充食品的营养为目的而使用的添加剂。其主要有氨基酸类、维生素类及矿物质和微量元素类等。6.3.2使用营养强化剂的要求意义6.3营养强化剂6.3.2使用营养强化剂的意义及要求（1）自然食物原料中的营养不均衡。（2）加工处理使产品营养成分损失。（3）特殊消费群体的需要。（4）对保健食品成分的补充。（5）严格执行“营养强化剂使用卫生标准”和“营养强化剂卫生管理办法”。6.3营养强化剂6.3.3常用的营养强化剂1）维生素类：水溶性的有维生素B、C，脂溶性的有维生素A、D、E、K。（1）维生素C（L－抗坏血酸）结构式：6.3.3常用的营养强化剂－维生素性质：白色或淡黄色粉末，有酸味，熔点100℃，在酸性溶液中稳定，在碱性溶液中易北氧化，光照或金属离子存在能被氧化破坏。制备：化学－生物法。来源：植物中广泛存在。如新鲜水果及绿色蔬菜中。应用：食品的营养强化剂、抗氧化剂。VC作为营养强化剂的主要功能1、促进骨胶原的生物合成，利于组织创伤口的更快愈合；2、促进氨基酸中酪氨酸和色氨酸的代谢，延长肌体寿命；3、改善铁、钙和叶酸的利用；4、改善脂肪和类脂特别是胆固醇的代谢，预防心血管疾病；5、促进牙齿和骨骼的生长，防止牙床出血；6、增强肌体对外界环境的抗应激能力和免疫力。维生素C过量的危害－物极必反！1过量服维生素C的人改变了体内维生素C的调节机制，加速了分解和排泄。一旦停药可招致停药反应，出现早期坏血病症状（齿龈肿胀及出血）。2生长期儿童服用大剂量维生素C，会损害儿童成骨细胞的形成过程，可使日后易患骨病。3每日口服维生素C4克以上，一周后可发生尿路草酸钙结石和肾结石。4大剂量维生素C可对抗肝素和双香豆素的抗凝血作用，导致血栓形成（脑梗塞、中风）。维生素C过量的危害－物极必反！5摄入大剂量维生素C可使尿中排出量增加，产生尿糖的假阳性反应，有碍于糖尿病患者的诊治。6大剂量维生素C可降低妇女的生育力，影响胚胎的发育。“酸性体质”，不利于生殖细胞的发育。7每日维生素C剂量超过3克时，可导致肠蠕动增强，引起某些人腹部绞痛与腹泻。8维生素C与含有维生素B12的食物同时摄入，可破坏相当量的维生素B12；而维生素B12大量破坏后，使人易患贫血。6.3.3常用的营养强化剂－维生素（2）维生素B类都是水溶性维生素，它们协同作用，调节新陈代谢，维持皮肤和肌肉的健康，增进免疫系统和神经系统的功能，促进细胞生长和分裂（包括促进红血球的产生，预防贫血发生）。维生素B1硫胺素维生素B2核黄素维生素B3烟酸、烟碱酸等维生素B5泛酸遍多酸维生素B6包括吡哆醇、吡哆醛等维生素B7生物素、维生素H、辅酶R维生素B11蝶酰谷氨酸、叶酸维生素B12钴胺素、辅酶B126.3.3常用的营养强化剂维生素B1（硫胺素或抗神经炎素）：缺乏引起脚气病。来源：动物肝、肾、心，豆类、米糠、胚芽中含量较高，常吃精米、精面粉就会缺少VB1。制备：丙烯腈、甲醇为原料化学合成。6.3.3常用的营养强化剂－维生素维生素B2（核黄素）：缺乏引起口角炎、眼结膜炎。来源：乳汁、蛋类、肝、肾、心及发芽的豆类中。制备：化学合成、发酵法。6.3.3常用的营养强化剂－维生素（3）维生素A：是所有具有视黄醇生物活性的β-紫罗兰酮衍生物的统称，又称抗干眼醇或抗干眼病维生素，有维生素A1和A2两种。常用的是维生素A1（视黄醇）的制剂。来源：动物肝脏、鱼肝油、禽蛋等。制备：从天然产物提取法；合成法。6.3.3常用的营养强化剂－维生素（4）维生素D：维生素D是所有具有胆钙化醇生物活性的类固醇的统称。能防止佝偻病、软骨病，常用的有VD2和VD3。维生素D2（麦角钙化甾醇）：不足引起佝偻病。制备：由啤酒酵母、香菇等分离的麦角甾醇经紫外线照射制得。维生素D3（胆钙化甾醇）：不足引起佝偻、软骨病。制备：由7－脱氢胆固醇经紫外线照射制得。6.3.3常用的营养强化剂－维生素人体可以合成维生素D3的前体7－脱氢胆固醇，经紫外线照射即可转化为维生素D3。接触阳光不足，则转化不足，导致VD3缺乏而引起缺钙。因此，任何人都应当保证接触阳光的时间，并适当补充VD3。维生素D3的合成佝偻病6.3.3常用的营养强化剂－维生素（5）维生素E：又名生育酚，是指具有α－生育酚生物活性的一类物质。自然界中共有8种：α-T，β-T，γ-T，δ-T四种生育酚，α-TT，β-TT，γ-TT，δ-TT四种生育三烯酚。普遍存在于各种动植物中，小麦胚芽中含量最丰富。生育酚对人体最重要的生理功能是促进生殖。使男子精子活力和数量增加；使女子雌性激素浓度增高，提高生育能力，预防流产，对防治男性不育症也有一定帮助。

6.3.3常用的营养强化剂－氨基酸2）氨基酸氨基酸是合成蛋白质的基本结构单元，蛋白质是生命活动不可缺少的物质。构成人体蛋白质的20多种氨基酸中大多数可在人体内合成，只有8种氨基酸在体内无法合成，必须从食物中摄取。羧酸分子中烃基上的一个或几个氢原子被氨基取代生成的化合物叫氨基酸。6.3.3常用的营养强化剂－氨基酸缬氨酸亮氨酸异亮氨酸苏氨酸苯丙氨酸蛋氨酸赖氨酸色氨酸6.3.3常用的营养强化剂－三聚氰胺三聚氰胺事件的原因探讨：（迟玉聚等.三聚氰胺奶粉事件评析.食品与药品，2008，10（11）：70－73）1.凯氏定氮法：蛋白质含量=蛋白氮含量╳6.252.三聚氰胺（C3H3N6）含氮量＝84/126＝66.7％，－蛋白精。3.乳制品（奶粉）优劣重要指标：蛋白质含量。原因探讨：国家对于乳制品中蛋白质含量的测定方法为凯氏定氮法（只有定量没有定性），也没有明文规定不准添加三聚氰胺，不法之徒为了提高产品质量，在乳制品中加入蛋白精。结果造成三聚氰胺事件（婴儿出现肾结石、尿路结石）2008年10月8日卫生部、工业和信息化部、农业部、国家工商行政管理总局和国家质量监督检验检疫总局联合发布公告，不准添在食品中加三聚氰胺、敌敌畏等的规定。6.3.3常用的营养强化剂－三聚氰胺三聚氰胺，俗称密胺、蛋白精，白色单斜晶体，几乎无味，微溶于水（3.1g/L常温），可溶于甲醇、甲醛、乙酸、热乙二醇、甘油、吡啶等，不溶于丙酮、醚类，熔点354℃，300℃升华。健康危害：未见有职业中毒报道。注意，该品在高温下能分解产生高毒的氰化物气体。

6.3.3常用的营养强化剂－矿物质3）矿物质和微量元素人体内含有80多种化学元素，除碳、氢、氧、氮(约占体重96%)主要以有机化合物形式存在外，其余统称为矿物质也称无机盐。它对人体细胞的代谢、某些酶的合成、蛋白质和激素的构成及生理作用方式起着重要作用，因此其营养价值并不亚于蛋白质、脂肪、淀粉和维生素等。矿物质中含量较多(大于0.005%)的常量元素有Ca、Mg、K、Na、P和C1；含量较少的微量元素，目前已确认为人体生理必需的有14种：Fe、Zn、Cu、I、Mn、Mo、Co、Se、Cr、Ni、Sn、Si、V。6.3.3常用的营养强化剂－矿物质来源：一般食物中矿物质含量能够满足人体需要，但钙、铁、碘、锌较为缺少，需要通过对食品进行强化加以补充。如在食盐中加碘制成的加碘食盐可以补充碘元素。Ca、Fe、Zn的强化经常采用其有机酸盐或无机酸盐，如可溶性、易吸收的葡萄糖酸钙、葡萄糖酸锌等；再如：1985年世界卫生组织曾提倡“使用中国式铁锅”等。6.4防腐剂6.4.1概述防腐剂：防腐剂是抑制微生物活动，防止食品腐败和变质，延长贮存期和保鲜期的一类添加剂。1）分类：按其来源分为：无机防腐剂、有机防腐剂、生物防腐剂。有机防腐剂：苯甲酸及其盐、山梨酸及其盐、对羟基苯甲酸酯类、丙酸及其盐。无机防腐剂包括：亚硫酸及其盐、亚硝酸盐。生物防腐剂包括：乳酸链球菌和那它霉素等。6.4防腐剂2）常用的防腐剂（1）苯甲酸及其盐：又称安息香酸，适宜PH2.0~4.0,对很多微生物都有效。制备方法：甲苯在钴或锰盐催化下，0.2~0.3MPa，165℃，空气液相氧化后经碱中和，经蒸馏、结晶、重结晶得成品。（写出反应式、画出框图、叙述合成过程、说明应用）6.4防腐剂2）山梨酸及其盐（2,4–己二烯酸）山梨酸及其钠盐、钾盐是一种新型食品添加剂，能抑制细菌、霉菌和酵母菌的生长，效果显著。几乎没有毒性，安全性高于苯甲酸。山梨酸钠盐因在空气中不稳定，1971年日本已禁用，适宜PH＜5.5。制备：丁烯醛、乙烯酮为原料合成。P152（写出反应式、画出框图、叙述合成过程、说明应用）6.4防腐剂3）对羟基苯甲酸酯类（尼泊金酸酯）无色结晶或白色结晶粉末，无味，无臭。防腐效果优于苯甲酸及其钠盐，使用量约为苯甲酸钠的1/10，适宜pH4~8。对羟基苯甲酸酯的毒性低于苯甲酸。缺点是水溶性较差，价格较高。制备方法：（苯酚与氢氧化剂和碳酸钾作用得到酚钾，200℃通入二氧化碳生成对甲酸钾酚钾，盐酸酸化得到对羟基苯甲酸，硫酸催化与正丁醇合成尼泊金酸丁酯）6.4防腐剂－性能比较安全性：山梨酸及其盐>对羟基苯甲酸及其酯>苯甲酸及其盐抗菌性：对羟基苯甲酸及其酯>山梨酸及其盐>苯甲酸及其盐应用性：苯甲酸及其盐成本低、应用广、产量大、毒性高（欧美已不用），山梨酸及其盐成本高但毒性最低，对羟基苯甲酸及其酯类成本高，使用量少。6.4防腐剂－禁用“防腐剂”硼砂；甲醛；水杨酸；萘酚；-非食品添加剂2001年－毒粉丝事件：粉丝中加入了吊白块漂白（NaHSO2·CH2O·2H2O），学名为甲醛次硫酸氢钠，它能使粉丝漂白，但在粉丝中残留甲醛等有毒物质，严重危害人体健康。直接摄入10克致死。2010年－毒萨其玛事件：萨其玛中加入硼砂防腐，声称12个月保质，微生物都不生长，人能吃吗？…………。6.4防腐剂－禁用“防腐剂”吊百块生产、毒粉丝。6.5抗氧化剂6.5.1概述抗氧化剂：为防止或延缓食品氧化变质，提高食品的稳定性和贮存期而加入的添加剂。1）分类：按作用方式可以分为六类。自由基吸附剂、金属离子螯合剂、氧清除剂、过氧化物分解剂、酶抗氧化剂、紫外线吸收剂。2）作用原理（1）吸收活性氧发生还原反应，抑制氧化反应（2）释放氢离子将过氧化物破坏（3）吸收游离基从终止链传递反应，自身氧化成醌（4）抑制氧化酶。6.5抗氧化剂3）常用的抗氧化剂（1）丁基对羟基茴香醚（3－叔丁基－4－羟基茴香