精細化工_食品添加劑

1、第五章 食品添加劑5.1 概述概述1、定義 食品添加劑是指為改善食品的品質(zhì)和色香味以及防腐和加工工藝的需要而加入食品中的天然或化學合成物質(zhì)。2、分類 按其原料和生產(chǎn)方法可分為化學合成添加劑和天然食品添加劑。3、特點（1）品種繁多、銷售量大（2）變化迅速，日新月異4、評價指標 ADI、LD505.2 主要品種及生產(chǎn)方法介紹主要品種及生產(chǎn)方法介紹5.2.1、防腐劑 防腐劑是抑制微生物活動，使食品在生產(chǎn)、運輸、貯藏和銷售過程中減少因腐敗而造成經(jīng)濟損失的添加劑。我國允許使用的主要有山梨酸及其鹽類、對羥基苯甲酸酯、丙酸及其鹽等。一、山梨酸及其鹽和山梨酸的衍生物1、山梨酸及其鹽的性質(zhì)和用途 山梨酸又名2,

2、4-己二烯酸、2-丙烯基丙烯酸，為無色針狀結(jié)晶或白色結(jié)晶狀粉末，無嗅或有微弱的辛辣味，常用的山梨酸鹽為山梨酸鉀。山梨酸對霉菌、酵母菌和好氣性細菌均有抑制作用，但對厭氣性芽孢桿菌、乳酸菌等幾乎無效，適用于pH5.5以下的食品防腐。ADI為025mg/kg體重。2、山梨酸及其鹽的生產(chǎn)方法（1）丁烯醛和丙二酸法（2）巴豆醛與乙烯酮法3、山梨酸酯的合成 由山梨酸和醇經(jīng)酯化反應制得。4、溴代山梨酸的合成二、對羥基苯甲酸酯1、性質(zhì)和用途 對羥基苯甲酸酯又稱尼泊金酯，為無色結(jié)晶或白色粉末，無臭無味。防腐效果優(yōu)于苯甲酸及其鈉鹽，缺點是水溶性較差，價格較貴。ADI為10mg/kg體重。2、生產(chǎn)方法（1）酯化法（

3、2）一步法 由苯甲酸、碳酸鈉、甲酸和一氧化碳，在催化劑下一步合成。三、丙酸及其鹽1、性質(zhì)和用途 丙酸為無色液體，有與乙酸類似的刺激味。丙酸鹽中作防腐劑用的主要是丙酸鈣和丙酸鈉。丙酸及其鹽類對引起面包產(chǎn)生黏絲狀物質(zhì)的好氣性芽孢桿菌有抑制作用，但對酵母菌無效。廣泛用于面包及糕點的防腐。ADI沒有限量。2、生產(chǎn)方法（1）羰基合成法（2）丁烷氧化制醋酸副產(chǎn)丙酸四、其他防腐劑1、脫氫醋酸 脫氫醋酸是無色無臭略帶酸味的粉末，溶于水，微溶于乙醇。生產(chǎn)方法為醋酸裂解制取二乙烯酮，再由二乙烯酮在催化劑存在下縮合而得。ADI為70mg/kg體重。2、脫氫醋酸鈉 由脫氫醋酸與氫氧化鈉作用制得，為白色結(jié)晶狀粉末，幾乎

4、無臭，易溶于水，對光、熱穩(wěn)定。其毒性為大鼠經(jīng)口LD50為570mg/kg體重。3、雙乙酸鈉 簡稱SDA，是醋酸與醋酸鈉的分子復合物。白色吸濕性結(jié)晶粉末，略有醋酸氣味。用于食品中，既是高效保鮮劑，又是優(yōu)良螯合劑。（1）HAc-NaAc法：分氣相和液相法。（2）HAc-NaCO3法（3）HAc-(CH3CO)2O-NaCO3法（4）HAc-NaOH法（5）(CH3CO)2O-NaAc法4、細菌素（Nisin） 是一類具有生物活性的蛋白質(zhì)或多肽類物質(zhì)，對那些與細菌素菌株親緣關系較近的菌種有殺菌或抑菌作用。 Nisin是由某些乳酸乳球菌在代謝過程中合成和分泌的具有較強抑菌作用的小分子肽。5、納他霉素

5、是一種抗菌劑，對真菌、酵母、某些原生動物和某些藻類有效，沒有抗細菌活性，可用于治療，也可用于食品添加劑。五、發(fā)展動向1、對公認安全的防腐劑進一步完善生產(chǎn)工藝以降低成本和價格。2、大力開發(fā)安全、高效、經(jīng)濟的新型防腐劑；3、發(fā)展天然防腐劑；4、防腐劑的復配研究與開發(fā)。5.2.2、乳化劑 食品乳化劑是食品加工中使互不相溶的液體形成穩(wěn)定乳濁液的添加劑。一、大豆磷酯1、性質(zhì)和用途 大豆磷脂又稱磷脂、卵磷脂等，是一種混合物，以卵磷脂為主，并含有腦磷脂、肌醇磷脂、絲氨酸磷脂和少量糖脂。精制液體磷脂是淡黃色至褐色透明或半透明的黏稠狀物質(zhì)，稍帶特異氣味和味道。在空氣或光照下，迅速變?yōu)辄S色至不透明的褐色。精制固體

6、磷脂為黃色至棕褐色粉末或顆粒。吸濕性極強，不溶于水，在水中膨脹成膠體溶液。磷脂主要應用于涂層、巧克力和人造奶油中，由于它的特殊功能及天然性，是一種理想的食品添加劑。而且是一種食品，能降低膽固醇，在減輕神經(jīng)紊亂癥狀上有一定療效，ADI值沒有規(guī)定。2、生產(chǎn)方法（1）技術(shù)路線（2）生產(chǎn)工藝 脫膠 脫水 脫色 干燥 精制 3、大豆磷脂的改性（1）理論依據(jù) 大豆磷脂在含有大量腦磷脂，腦磷脂是一種氨基物，在空氣中易被氧化。腦磷脂具有兩性結(jié)構(gòu)，通過氨基酸相互變異，與?；瘎┌l(fā)生?；磻膈；?，使兩性離子基被阻斷，改變了原磷脂的性質(zhì)和功能，增強了抗氧化性和水包油的乳化性。（2）改性工藝流程（3）理化指標

7、大豆磷脂經(jīng)乙?；男院?，在吸潮、風味、色澤特別是乳化、親水性、抗氧化性方面均有改善，是一種優(yōu)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，其分子結(jié)構(gòu)保留了普通磷脂的親水、親油基團，而且因疏水基團的減少而明顯增加了親水性能，有更好的水分散性，適于制備水包油型乳狀液。溶血磷脂的穩(wěn)定性大于普通磷脂，又因其獨特的錐形分子結(jié)構(gòu)和在三維空間中自由度的增加，使其滲入細胞膜的能力大大增加而具有廣譜抗菌能力。二、甘油酯及其衍生物1、性質(zhì)和用途 甘油酯分單酯、雙酯和三酯，最常用的為甘油單硬脂酸酯。它是乳白色至微黃色的粉末或蠟塊狀物，無臭無味。不溶于水，在熱水中振蕩可呈乳化態(tài)

8、。目前工業(yè)產(chǎn)品分為單雙混合酯（MDG）和單甘酯（DMG），單甘酯的HLB值為2-3，是W/O型乳化劑。ADI無特殊規(guī)定。為改善甘油酯的性能，可與其他有機酸反應生成甘油酯的衍生物，改善了親水性，提高了乳化性能和與淀粉的復合能力。2、生產(chǎn)方法（1）直接酯化法技術(shù)路線：硬脂酸與甘油酯化生產(chǎn)工藝：（2）甘油醇解法技術(shù)路線：硬化油與甘油發(fā)生交酯反應生產(chǎn)工藝：三、蔗糖脂肪酸酯1、性質(zhì)和用途 蔗糖酯一般為白色至微黃色粉狀、蠟狀或塊狀物，也有黏稠狀的液體，無臭或稍微有點特殊臭味。12個碳以下脂肪酸的蔗糖酯有苦味。蔗糖單酯易溶于水,多元酯難溶于水。蔗糖單酯的HLB值高，親水性強，雙酯和三酯的HLB值低，親油性強

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為010mg/kg。2、生產(chǎn)方法（1）Snell法 (DMF法)技術(shù)路線：脂肪酸酯與蔗糖發(fā)生酯交換反應生產(chǎn)工藝：（2）Nebraska Snell法（微乳膠法）技術(shù)路線：同上生產(chǎn)工藝：（3）無溶劑法（直接法）四、山梨醇酐脂肪酸酯及其衍生物1、性質(zhì)和用途 山梨醇酐脂肪酸酯的商品能名為司盤（Span）。常用的司盤類乳化劑HLB值為48，其產(chǎn)品以脂肪酸結(jié)構(gòu)來劃分。 其中最常用的是Span 60和Span 80。Span 60是山梨醇酐單硬脂酸酯，白色至淺黃色蠟狀固體，HLB值為4.7。分散于熱水，溶于油及有機溶劑。 Sp

10、an 80是山梨醇酐單油酸酯，淡褐色油狀液體，HLB值為4.3。分散于水中，溶于熱油及有機溶劑。 Span類常溫下在不同的pH溶液中均穩(wěn)定，與高濃度電解質(zhì)共存時也較穩(wěn)定。ADI為010mg/kg。 Span類在堿催化下與環(huán)氧乙烷起加成反應，可得到Tween（吐溫）類乳化劑。這類乳化劑的HLB值為1618，親水性好，乳化能力很強。2、生產(chǎn)方法（1）一步合成法：將脂肪酸、山梨醇和一定量的堿性催化劑一次 加入反應器中。（2）先酯化后醚化：首先在堿性催化劑存在下，山梨醇與脂肪酸 酯化，再加入酸性催化劑成酐。（3）先醚化后酯化：在酸性催化劑與脫色劑存在下，山梨醇脫水 成酐，再在堿性催化劑存在下與脂肪酸酯

11、化。五、發(fā)展動向5.2.3、酸性調(diào)節(jié)劑 酸性調(diào)節(jié)劑可以給人們爽快的刺激，起增進食欲的作用，并具有一定的防腐作用。分為無機酸和有機酸：無機酸：磷酸有機酸：醋酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、富馬酸、抗壞血酸、 乳酸、葡萄糖酸等。一、磷酸1、性質(zhì)和用途 食品級磷酸濃度在85以上，為無色無臭的透明漿狀液體，酸味度為2.32.5，有強烈的收斂味與澀味，ADI值為070mg/kg。2、生產(chǎn)方法：磷礦石、硅石和焦炭配合，爐中熔融，氧化為五氧化二磷，吸水即為磷酸。二、檸檬酸1、性質(zhì)和用途 檸檬酸的化學名稱為3-羥基-3-羧基戊二酸。存在于植物與動物組織和乳汁中，結(jié)晶檸檬酸為白色透明晶粒或白色結(jié)晶性粉末，無水檸檬酸

12、為無色晶粒或白色粉末。檸檬酸是功能最多、用途最廣的酸味劑，有較高的溶解度，對金屬離子的熬合能力強，在食品中除作酸味劑外，還用作防腐劑，抗氧化劑增效劑，pH值調(diào)節(jié)劑等。ADI不需要限制。2、生產(chǎn)方法：主要是發(fā)酵法（1）發(fā)酵工藝：固體發(fā)酵、淺盤發(fā)酵、深層發(fā)酵（2）提取工藝：直接提取法、鈣鹽法、萃取法三、蘋果酸1、性質(zhì)和用途 蘋果酸的化學名稱為-羥基丁二酸，在蘋果中含量較多。為無色或微黃色的結(jié)晶或粉末，無臭，略帶刺激性爽快酸味。其酸味柔和且持久。ADI不需要限制。2、生產(chǎn)方法：（1）丁烯二酸酐水合法（2）其他方法：四、酒石酸1、性質(zhì)和用途 蘋果酸的化學結(jié)構(gòu)式為HOOCH(OH)CH(OH)COOH，

13、D型酒石酸為無色或白色的結(jié)晶狀粉末，無臭，有酸味，易溶于水，稍有吸濕性。在自然界中以鈣鹽或鉀鹽存在。ADI為030mg/kg。2、生產(chǎn)方法：（1）前體發(fā)酵法（2）直接發(fā)酵法（3）提取法（4）順丁烯二酸酐合成法五、乳酸1、性質(zhì)和用途 乳酸又稱羥基丙酸，其結(jié)構(gòu)式為CH3CH(OH)COOH，為白色或淺黃色漿狀液體，無臭或略有脂肪酸味，有吸濕性。存在光學異構(gòu)體，市場上供應的是外消旋體食品用乳酸可用于清涼飲料、乳酸飲料等。ADI不需要規(guī)定。2、生產(chǎn)方法：（1）發(fā)酵法：普通發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵（2）乙醛、氫氰酸合成法（3）丙醇腈法六、發(fā)展動向5.2.4、鮮味劑 鮮味劑也稱呈味劑或風味增強劑，主要是能增強食品風

14、味，使之呈鮮味感的一類物質(zhì)。一、L-谷氨酸鈉1、性質(zhì)和用途 L-谷氨酸鈉是味精的主要成分，其結(jié)構(gòu)式為HOOCCH(NH2)CH2CH2COONaH2O。它是無色或白色柱狀結(jié)晶粉末，無臭，有特異鮮味。高溫時會失去結(jié)晶水發(fā)生吡咯烷酮化生成焦谷氨酸鈉，呈味力降低。L-谷氨酸鈉可用于家庭及各種食品行業(yè)的添加劑，其毒性小鼠經(jīng)口LD50為16200mg/kg，ADI無限制。2、生產(chǎn)方法 生產(chǎn)工序包括：原料處理與培養(yǎng)基配制；種子培養(yǎng)；發(fā)酵工藝條件；谷氨酸的提??；中和精制。（1）谷氨酸發(fā)酵的原料處理及培養(yǎng)基（2）谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)的工藝條件及其控制（3）發(fā)酵工藝實例（4）谷氨酸的提?。?）提取工藝進展（6）谷氨酸

15、的精制二、其他鮮味劑1、5-肌苷酸鈉（1）性質(zhì)和用途 5-肌苷酸鈉又稱肌酸磷酸二鈉，簡稱IMP。為無色結(jié)晶或白色粉末，無臭，有特異鮮魚味，易溶于水，稍有吸濕性，對酸、堿、鹽合熱均穩(wěn)定。屬核苷酸類的鮮味劑，與谷氨酸鈉有協(xié)同作用。ADI不需要特別規(guī)定。（2）生產(chǎn)方法 發(fā)酵合成、直接發(fā)酵、核糖核酸酶解法2、5-鳥苷酸鈉（1）性質(zhì)合用途 是無色或白色結(jié)晶或白色粉末，通常含有7個結(jié)晶水。無臭，有類似香菇的鮮味。易溶于水，吸濕性較強。在食品加工條件下比較穩(wěn)定，與谷氨酸鈉有協(xié)同作用。ADI不需要規(guī)定。5.2.5、甜味劑 甜味劑是指能賦予食品甜味的調(diào)節(jié)劑。一、甜味劑的分類二、一些常用和新型甜味劑介紹1、糖精鈉

16、：糖精的鈉鹽，是甜味劑的老品種，生產(chǎn)原料為甲苯和氯磺酸。甜度為蔗糖的400700倍，ADI為02.5mg/kg。2、甜蜜素：環(huán)己氨基磺酸鈉，白色結(jié)晶粉末，甜度為蔗糖的3080倍。3、阿斯巴甜：化學名稱為天門冬酰苯丙氨酸甲酯，白色結(jié)晶狀粉末。安全性高，甜度是蔗糖的200倍。5.3 其他品種介紹其他品種介紹5.3.1 食品保鮮劑 食品保鮮劑是用于保持食品原有的色、香、味和營養(yǎng)成分的一類化小額物質(zhì)。一、大米保鮮劑 主要采用農(nóng)藥殺蟲劑，如磷化鋁、溴代菊酯等。其中溴代菊酯是人工合成的新型擬除蟲菊酯殺蟲劑，對倉蟲有觸殺、胃毒和趨避作用，穩(wěn)定性好，藥效長，安全系數(shù)高。二、水產(chǎn)品和禽畜保鮮劑 魚制品和蝦類的抗

17、氧化主要采用抗壞血酸水溶液浸泡；水產(chǎn)品的防腐保鮮劑主要采用山梨酸與其他化學試劑的復配液。肉類保鮮劑也可用山梨酸復配液。三、禽蛋保鮮劑 采用無機化合物配制的保鮮液浸泡。四、蔬菜保鮮劑 主要采用殺菌劑和保鮮膜。五、水果保鮮劑1、殺菌劑噴浸2、熏蒸劑3、抗氧保鮮劑4、涂膜保鮮劑5、乙烯吸收保鮮劑 5.3.2 抗氧化劑 抗氧化劑能推遲食品的氧化變質(zhì)，延長食品的保藏期。理想的抗氧化劑必須必須是無毒或毒性小，不影響食品的色香味，高效，性質(zhì)穩(wěn)定，無揮發(fā)性，溶解度好。一、丁基羥基茴香醚 又稱叔丁基4羥基茴香醚，簡稱BHA，是兩種異構(gòu)體的混合物。為白色或微黃色結(jié)晶狀粉末，微有石炭酸的刺激臭味，不溶于水，對熱穩(wěn)定

18、。ADI為0.5mg/kg。制法： (1) 對羥基茴香醚與叔丁醇以硫酸、磷酸為催化劑而制成；（2）對苯酚與叔丁醇，以磷酸為催化劑，產(chǎn)生的中間體叔丁基 對苯二酚與硫酸二甲酯進行半甲基化反應制得。 二、二丁基羥基甲苯 又稱2,6二叔丁基甲酚，簡稱BHT。為白色結(jié)晶性粉末，無臭無味，不溶于水，對熱和光穩(wěn)定。BHT以甲酚和異丁醇為原料，用硫酸、磷酸催化，在加壓下反應制得。 ADI為00.5mg/kg。 三、沒食子酸丙酯 簡稱PG，為白色或淡褐黃色結(jié)晶狀粉末，無臭，稍有苦味，難溶于水，對熱穩(wěn)定。用沒食子酸與正丙醇，以硫酸為催化劑，加熱酯化制得。ADI為00.2mg/kg。四、L-抗壞血酸及其衍生物 維生素C，為白色或帶微黃色結(jié)晶，無臭，