第11章食品添加剂概论.pptx
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1、 2.按功能分类:最常见分16类 (1)防腐剂(2)抗氧化剂(3)发色剂 (4)漂白剂(5)酸味剂 (6)甜味剂 (7)凝固剂(8)疏松剂 (9)增稠剂 (10)乳化剂(11)抗结剂 (12)品质改良剂 (13)消泡剂(14)着色剂 (15)香料 (16)其它3.根据安全评价资料分为A、B、C三类A 类 A(1)类:经FAO/WHO的JEFCA认为已有ADI者或者安全无毒无需ADI者。ADI者或者安全无毒无需ADI者。第1页/共82页 A(2)类:JEFCA已制定暂定ADI者,但毒理学资 料不完善。B(1)类:JEFCA曾进行过评价,由于毒理资料不 足未制订者 B(2)类:JEFCA未进行评价
2、者。C(1)类:JEFCA根据毒理学资料认为在食品中不 安全者。C(2)类:JEFCA根据毒理学资料认为在食品中特 殊使用者。有些食品添加剂如抗氧化剂、着色剂(色素)、酸味剂、香料、抗氧化剂在前面均已介绍,这里重点介绍某些食品添加剂。B B类类C C类类第2页/共82页1 1 毒理学评价毒理学评价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
3、。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。第3页/共82页 毒理学评价以毒理学实验为科学实验依据,其评价程序如下:一、急性中毒试验:将食品添加剂在不同剂量水平一次或多次给予试验动物(小鼠或大鼠等),观察动物的中毒 情况(中毒性质、症状、持续时间、死亡率和病理解跑剖),测定LD50。LD50即半数致死量:指于既定动物实验期间和条件下统计学上使动物死亡的剂量。1.LD50 10倍的人摄入量,可进行进一步毒理学实验。第4页/共82页 例如人对含某种食品添加剂可能摄如量为1mg/kg体重:1.LD50 10mg/kg体重,可进行进一步毒理学实验。二、蓄积毒性实验和致突变实验 蓄积毒性试
4、验是用不同性别的动物连续给药20天来确定有无剂量一反应关系以确定蓄积性强弱。若蓄积系数小于3则放弃试验,若大于或等于3则可进入以下试验。第5页/共82页 致突变试验是为了对试验化合物判断其有无致癌作用的可能性进行筛选。可用细菌诱变试验、微核试验、显性致死试验及DNA修复合成试验,可任选三种。根据试验结果确定是否进入下一步试验。三、亚慢性毒性实验(90天喂养实验和繁殖实验)和代谢试验 1.亚慢性毒性实验:观察受试动物以不同剂量水平经九十天喂养后对动物的毒性作用(性质和靶器官),确定最大无作用剂量(MNL),了解受试物对动物繁殖及对子代的致畸作用,为下一阶段实验提供理论依据。第6页/共82页 最大
5、无作用剂量(MNL):指于既定的动物实验毒性实验期间和条件下,对动物某项毒理学指示不显示毒效的 最大剂量。(1)MNL 100倍(人摄入量)表示毒理较强;(2)100MNL300倍,表示可进行慢性毒性实验;(3)MNL 300倍,不必进行毒性实验。2.代谢实验:了解添加剂在体内的吸收、分布和排泄情况、蓄积程度及作用的靶器官 ,了解是否有毒性代谢产物的形成。四、慢性毒性实验(包括致癌实验)用不同性别的动物喂养2年以判断长期给予试验动物时是否呈现毒性作用,尤其是进行性或不可逆的毒性作用,以及致癌作用,为能否应用于食品提供依据。第7页/共82页 慢性试验所得到的重要结果是最大无作用剂量(MNL),它
6、小于人的可能摄入量50倍时表示毒性较强,应予以放弃;在50100倍之间须由专家评议;而大于或等于100倍时,可考虑用于食品,应制定日允许摄入量(ADI)。日允许摄入量(ADI):是指人类每日摄入该物质直到终生,对健康无任何毒性作用或不良影响的剂量,以每人每日摄入的mgKg体重来表示。一般MNL与ADI之间有以下的关系:ADI(mgKg)=MNL(mgKg)100人与动物之间的安全系数为1001000。例如某添加剂的动物最大无作用剂量(MNL)为10mg/kg体重,则此添加剂的人体ADI:第8页/共82页2 2 食品防腐剂食品防腐剂一、概述1.定义:食品防腐剂为了防止食品被微生污染,抑制 微生物
7、增殖以延长食品的保藏期的一类化学物质。2.防腐剂机理:防腐剂对微生物繁殖的抑制机理有以 下几种:(1)干扰微生物的酶系,破坏其正常的代谢,从而抑制其繁殖。1010mg 100=0.10mg/kgmg 100=0.10mg/kg体重体重 如果一般成人重以如果一般成人重以6060kgkg计,则此添加剂成人每日计,则此添加剂成人每日摄入量不应超过摄入量不应超过0.10 600.10 60mg/mg/人人/日。日。第9页/共82页(2)改变胞浆膜的通透性使酶或代谢物逸出而导致菌体失活。防腐剂与杀菌剂的区别:在于其杀菌机理不同。杀菌剂一般是通过使微生物的蛋白质失变性或凝固而杀死微生物。3.说明:(1)没
8、有任何一种防腐剂能对食品中的霉菌、细菌和酵母菌完全抑制,即没有一种防腐剂能抑制存在于食品的所有腐败微生物。(2)对大多数防腐剂来讲一般对霉菌和酵母菌的抑制作用较强,而对细菌抑制效果较差。第10页/共82页二、影响防腐剂抑菌效果的因素:1.pH值:常用的防腐剂是有机酸(如苯甲酸、山梨酸和脱氢醋酸),以分子形式并发挥防腐作用,所以只有PH较低时有利于 防腐剂的抑菌。苯甲酸(3.05.0)、山梨酸(5.5)、脱水醋酸(6.5)。2.食品的微生物污染程度:一般来讲微生物的污染情况较低时防腐剂的抑菌效果就好,但当食品中微生物污 染严重时则防腐剂的抑制效果差甚至完全不起作用,所以防腐剂应及时加入并防止食品
9、的二次污染。3.分布状况:防腐剂均匀分布于整体之中才能发挥抑菌作用,否则一处微生物大量繁殖可以污染其它部分,最后导致整个食品的腐败变质。故此对于难溶防腐剂可以采取碱溶、醇溶或热溶的方法溶解后加入。第11页/共82页4.和加工工艺同时用:防腐剂与物理保藏如冷藏、加热、辐射等结合一起更能有效地发挥作用,如杀菌处理可以将微生物数量降低;但注意的是多数防腐剂可随水蒸汽一起挥发,故应在加热完成后再加入,以免防腐剂的损失。5.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
10、它们却能增强或削弱防腐剂的抑菌能力,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。第12页/共82页三、常用的防腐剂1.苯甲酸及其钠盐 是目前应用历史最长的一种,为白色结晶或粉末;酸微溶于水,但溶于有机溶剂,盐溶于水并微溶于醇,适用PH35,抑菌有效浓度在0102左右,在人体内以马尿酸的形式排出体外,ADI05mgKg,现在其应用逐渐减少。2.山梨酸及其盐 第13页/共82页 一般为白色粉末或无色结晶,酸可溶于热水之中,钾盐易溶于水,空气中久置易氧化分解;适用PHBHA+PGBHT+PGBHA+BHTBHA+PGBHT+PG;BHABHA与抗氧化增效剂与抗氧化增
11、效剂共用时的效果也很明显,如同柠檬酸的共用。共用时的效果也很明显,如同柠檬酸的共用。由于由于BHABHA是一个酚类化合物,所以它对一些细菌和是一个酚类化合物,所以它对一些细菌和一些霉菌也有一定的抑制效果。一些霉菌也有一定的抑制效果。第20页/共82页2.二丁基羟基甲苯(BHT)BHT为白色粉末,对光、热稳定,价格比BHA低,用 于长期保存食品或焙烤食品 中效果不错;与BHA和柠檬 酸共用时其重量比组成为:BHA:BHT:柠檬酸=2:2:1;其抑菌能力不如BHA。3.没食子酸丙酯(PG)PG为白色或淡黄色粉末,对热稳 定,遇光促使其分解 由于含多个酚基,可与Fe、Cu离子显色;它在含油食品 的抗
12、氧化效果不如BHA、BHT,但在猪油中抗氧化效 果比二者好,并且与柠檬酸共用时效果更好,当然最好是它们之间共用以产生协同作用。第21页/共82页4.生育酚(VE)是一种天然食品抗氧化剂,它在许多国家被批准使用。它的抗氧化性以型最强,型最弱,与其生物活性正好相反;VE的抗氧化性还会因应用食品的不同而效果不同,对于动物油脂因它们不含VE故其效果不错,但对于植物油类,由于含有一定量的VE,故此效果不明显,超过一定量的时候甚至成了助氧化剂,一般认为在植物油中的浓度大约是其天然浓度时效果最好。5.其它油溶性抗氧化剂 乙氧基喹(EMQ)可用于苹果保鲜,防止因氧化而导致的虎皮病;特丁基对二苯酚,是一种效果优
13、于BHA、BHT、PG的抗氧化剂,它遇Fe、Cu离子不变色。第22页/共82页二、水溶性抗氧化剂 水溶性抗氧化剂主要用于食品的护色,防止食品因氧化而降低风味及质量。它们主要有:1.异抗坏血酸及钠盐 为抗坏血酸(Vc)的异构体,白色粉末或结晶,遇光变色,可被重金属离子催化氧化,其抗氧化性超过Vc但无Vc的生理作用;它常用于肉品的腌制来防止肌红蛋白被氧化,减少亚硝胺的生成并加强亚硝酸对对肉毒梭菌的抗菌能力,它在肉中的用量约0.06。2.植酸 又称肌醇六磷酸,它除了可以作为抗氧化剂外,还可作为金属离子鳌合剂,防止水产品罐头中鸟粪石的产生,但摄入过多时会影响Ca、Fe在人体内的吸收。也可 第23页/共
14、82页用作稳定剂和保鲜剂。作为抗氧化剂主要用于油脂食品、鱼、肉、蛋、面包、糕点等。制法:以玉米,米糠或小麦为原料,用稀酸提取、分离提取液、去初蛋白质、碱化后分离沉淀,在洗涤,通过离子柱和活性炭脱色,浓缩至40%以上而得。国外有采用肌肉醇与H3PO4合成的方法等制备的。三、天然抗氧化剂 1.愈创树脂:是由-愈创木脂酸,-愈创木脂酸,愈创木酸一少量胶质,精油等组成。油溶性好,对油脂有良好抗氧化性能,也有防腐性能。由愈创树心材粉碎加热提取之的。2.正二氢愈创酸:简称NDGA 抗氧化效果好,也第24页/共82页 有防腐能力。由愈创木脂酸二价值加氢,脱甲醛值得。3.栎精:为五羟黄酮,可作为油脂,Vc的抗
15、氧化剂。将 栎树皮磨碎,用热水洗涤,稀氨水提取后,稀 H2SO4 中和,煮沸滤液,析出结晶而得。4 4 漂白剂漂白剂一、概述一、概述 1.定义:能破坏或抑制食品的发色因素,使食品的色 素褪掉或使食品避免褐变的添加剂叫漂白剂。2.分类:按漂白剂的作用方式可以将它分成两类。氧化性漂白剂:如漂白粉、H2O2、KMnO4、KBrO3及过氧化苯甲酰等,它们将色素氧化分解后使之褪色,并且不受空气中的O2作用而再呈色;但它们的作用有局第25页/共82页限性,有些色素不被氧化,而且易残留于食品中;它们对微生物有显著的抑制作用。还原性漂白剂:这是我国主要应用的品种,主要是亚硫酸盐类,它们可以防止食品在空气中因氧
16、化而产生颜色,尤其是褐变的颜色。但由于属于还原性漂白,故此时间久长又会因氧化而呈色。二、亚硫酸盐在食品中的作用二、亚硫酸盐在食品中的作用 亚硫酸盐在食品中有多种作用,主要有:1.抗氧化作用:亚硫酸盐具有还原性,可以同食品中的O2和H2O2反应:SO32+O2SO42 H2O2+SO32SO42+H2O它有效地防止食品中Vc氧化,故此有利于Vc的保留:第26页/共82页 Vc+O2 脱氢Vc+H2O2 2、防腐作用:亚硫酸盐对微生物有一定的抑制作用,它可以消 耗组织中的氧抑制好气性微生物,或抑制一些微生物的 酶的活性,其效果与PH、浓度、温度及微生物的种类 有关,一般来讲它们对细菌的抑制作用较强
17、,对酵母的 抑制作用很小,只有在高浓度下才对霉菌起抑制作用。3、抑制褐变(1)对于非酶褐变:亚硫酸盐可以与羰基化合物发生加成反应,从而阻断了缩合反应。(2)对于酶促褐变:亚硫酸盐对多酚氧化酶有很强的抑制作用,因而可以防止食品褐变。第27页/共82页4.4.漂白作用漂白作用(1)使食品中一些色素还原而漂白(加成反应)(2)与花青苷色素加成使之色泽褪去但对胡萝卜素素作用很小,对叶绿素无作用三、使用漂白剂的注意事项三、使用漂白剂的注意事项1.亚硫酸盐溶液不稳定,易挥发、分解而失效,宜现配现用。2.亚硫酸盐的作用在有一定的SO2残留时才可维持,故此加工时必须要控制一定的残留量,但太高可能会对风 第28
18、页/共82页 味产生不良影响。3.亚硫酸盐可以破坏VB1故此必要时需加入VB1。4.只适用于植物性食品,不适用于动物性食品。5 甜味剂和酸味剂 甜味剂和酸味剂在食品中的主要目的就是赋予食品以甜味、酸味,它们食品中的应用具有许多优点或还具有其它的作用。一、甜味剂一、甜味剂 AHB(3.0nm)(2.54nm)(1)天然甜味剂:单糖、低聚糖、糖醇(2)合成甜味剂:糖精钠、甜蜜素、糖醇(合成)第29页/共82页1.常见的甜味剂(1)糖精钠 人工合成的非营养型甜味剂。白色粉末,易溶于水,其甜味是由阴离子产生,分子状态有苦味;其阈值为0.004,甜度为蔗糖的200700倍(一般为500倍),有后苦味,与
19、酸味剂同用于清凉饮料之中可产生爽快的甜味,不允许单独作为食品的甜味剂,必须是与蔗糖构同使用以代替部分蔗糖。ADI=0 0.0025g/kg,不得应用于婴儿食品。(2)甜蜜素 人工合成非营养型甜味剂。白色结晶性粉末,溶于水;甜味为蔗糖的4050倍,第30页/共82页甜味非常接近蔗糖,但遇含 SO32、N2的水质时会产生石油或橡胶味。ADI=0 0.011g/kg 果冻的用量为0.02 0.05%,无蓄积现象,40%由尿排出,60%由粪排出。(3)甜味素 人工合成甜味剂。白色结晶,溶于水,高温时可形成环状化合物而失去甜味;其甜度为蔗糖的100 200倍,机体可消化、吸收、利用,但因用量小产热量低。
20、一般应用于饮料中(0.1%),酵姆糖(1.0%),甜食(0.3%)。(4)糖醇类 主要是山梨糖醇和麦芽糖醇,分别由葡萄糖和麦第31页/共82页芽糖经加氢而得,它们甜度比蔗糖低,不能被微生物代谢,可防止龋齿;因为它们不升高血糖,故适用于糖尿病患者;它们还是非结晶性的,可以用于食品保水或防止糖,盐结晶;同时由于它们不含羰基所以它们不能发生美拉德反应而导致褐变。2.合成甜味剂的优点 甜度高 一般为蔗糖的几十倍至几百倍,食品只需加 入少量即可达到所需的甜度,比较经济,同时还可解 决蔗糖产量不足的问题。控制热量 由于不被人体代谢或产生的热量很小,故 可有效降低能量物质的摄入或满足糖尿病患者的需要。可避免
21、热加工时产生不需要的焦糖色泽或褐变。第32页/共82页避免被微生物所利用 加入糖类可能造成食品中微生物的繁殖,引起不需要的发酵。二、酸味剂 酸味剂是以赋予食品酸味为主要目的的食品添加剂。酸味剂除了赋予食品以适口的酸味外,它还可以作为抗氧化剂助剂,防腐剂的增效剂,缓冲剂和疏松剂的成分;同时它们有利于胃液的分泌,有利于消化,并有助于Ca、Fe的吸收;有些酸味剂还可掩盖合成甜味剂的后苦味。1.分类 有机酸 无机酸 同一浓度不同酸味强度:盐 硝 硫 甲 乙 柠檬 苹果 乳酸 丁酸 2.常见的酸味剂主要有第33页/共82页 其中有一些是人体代谢时的正常产物。在这些酸中柠檬酸与Fe2+之间的整合最重要,1
22、00g柠檬酸可以整合19克Fe2+,而富马酸的抑菌能力最强;葡萄糖酸内酯第34页/共82页在水中可以转化成为相应的酸,它同时还是一些凝固剂和疏松剂的成分之一;苹果酸与甜味剂共用时可以很好的掩盖其后苦味并在饮料中产生调香的作用,目前食品中酸味剂的使用量稳中有升,主要是富马酸、苹果酸、葡萄糖酸的用量逐渐增加。6 凝固剂和疏松剂一、凝固剂.定义凝固剂主要是只能是蛋白质凝固或防止新鲜果蔬软化的食品添加剂。.常见的凝固剂包括:熟石膏、盐卤、葡萄糖酸内酯和CaCl2 熟石膏(CaSO4):微溶于水,所以对蛋白质的凝固较慢,豆腐的质地、持水性均佳,但有残留CaSO4的涩 第35页/共82页味。用量一般为24
23、(以黄豆计)。盐卤(MgCl2为其主要成分):多为北方豆腐加工用,特点是豆浆凝固速度快,但质地、持水性差,易破碎;用量一般为豆浆的23(1:5先溶于水再加入此量溶液),北方豆腐常用盐卤。CaCl2:CaCl2的用量约为原料量的4。在食品加工中用作组织凝固剂,保持果蔬的脆性(0.26%g/kg)如整番茄罐头生产中,把去皮后的番茄投 0.3%CaCl2 溶液中,经多次处理,是番茄汁中含有0.1%的CaCl2即可保证产品质量。葡萄糖酸内酯:利用它水解生成的糖酸降低豆浆的pH值,使蛋白质产生凝集,每Kg大豆加入量为6 7克左右(豆浆3克/Kg);它同时还具有防腐保鲜作用,使夏季的保质期可达3天;质地、
24、持水性较前面均好。第36页/共82页二、疏松剂(蓬松剂、膨发剂、膨胀剂).定义 是生产面包、饼干、糕点时使面胚在焙铐过程 中起发的食品添加剂。通常,疏松剂是在和面过程中 加入,在焙铐加工中因受热分解产生气体使面胚起发,在内部形成均匀,致密的多孔性组织,从而使制品具 有酥脆或松软的特征(酵母不作食品添加剂对待)。.分类第37页/共82页碳酸氢盐类:主要是NaHCO3和NH4HCO3两种,它们在受热时可发生分解:它们的特点是NaHCO3产气较慢,但由于生成物是Na2CO3,碱性较强,易使面团出现黄斑而影响质量,用于糕点、饼干时用量一般为031;而NH4HCO3产气快、产气量大,所以易出现空洞现象,
25、NH3的残留可能带来不良的风味。复合疏松剂:一般由三部分组成:碳酸盐类、酸类和淀粉。碳酸盐:常用NaCO3用量占20 40%。酸类:常用的是柠檬酸、酒石酸、富马酸、乳酸、明第38页/共82页矾与NaCO3发生中和反应生成CO3并降低成品的咸味。用量35 50%。淀粉,脂肪酸:提高蓬松剂的保存性,防止吸潮结块和失调,也有调节气体产生的速度或是产生气孔均匀等。.常见的疏松剂 碳酸氢盐类:主要是NaHCO3和NH4HCO3两种 钾明矾(A1K(SO4)212H2O)又名硫酸铝钾、钾矾用于油炸食品,膨化食品,水产品,豆制品,威化饼干,虾片,发酵粉等。硫酸铝铵(A1NH4(SO4)212H2O)又名铵矾
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