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食品中的食品添加剂分析

《精细化工工艺学》课堂项目

食品添加剂分析

—以“卫龙”牌亲嘴烧为例

班级：

13级精细化工

姓名：

孙锦龙尤涛

日期：

2016.04.02

食品中的添加剂分析

摘要：

食品添加剂，指为改善食品品质和色、香和味以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或者天然物质。

其具有以下三个特征：

一是为加入到食品中的物质，因此，它一般不单独作为食品来食用；二是既包括人工合成的物质，也包括天然物质；三是加入到食品中的目的是为改善食品品质和色、香、味以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要！

主要包括甜味剂、消泡剂、抗氧化剂、膨松剂、着色剂、乳化剂、酶制剂、增味剂等。

本文以“卫龙”牌亲嘴烧食品为例，从化学式、合成方法、性质及应用等方面，分析了其中所添加的一些食品添加剂。

关键词：

食品添加剂；合成方法；性质；应用；ADI

一、甜味剂

甜蜜素

其化学名称为环己基氨基磺酸钠，分子式（结构简式）为C6H11NHSO3Na。

是由氨基磺酸与环己胺（C6H11NH2）及氢氧化钠反应而成，是食品生产中常用的添加剂。

甜蜜素是一种常用甜味剂，它属于非营养型合成甜味剂，其甜度是蔗糖的30～40倍，而价格仅为蔗糖的三分之一，而且它不像糖精那样用量稍多时有苦味，因而作为国际通用的食品添加剂中可用于清凉饮料、果汁、冰激凌、糕点食品及蜜饯等中。

亦可用于家庭调味、烹饪、酱菜品、化妆品之甜味、糖浆、糖衣、甜锭、牙膏、漱口水、唇膏等。

糖尿病患者、肥胖者可用其代替糖

甜蜜素为白色针状、片状结晶或结晶状粉末。

无臭、味甜，为无营养甜味剂。

10%水溶液呈中性（pH值6.5），对热、光、空气稳定。

加热后略有苦味。

分解温度约280℃，不发生焦糖化反应。

酸性环境下略有分解，碱性时稳定。

溶于水（1g/5mL）和丙二醇（1g/5mL），几乎不溶于乙醇、乙醚、苯和氯仿。

其浓度大于0.4%时带苦味，溶于亚硝酸盐、亚硫酸盐含量高的水中，产生石油或橡胶样的气味。

具有非吸湿性，不支持霉菌或其他细菌生长。

根据我国《食品添加剂使用卫生标准》（GB2760）的规定，“甜蜜素”可以作为甜味剂，其使用范围为：

一，酱菜、调味酱汁、配置酒、糕点、饼干、面包、雪糕、冰淇淋、冰棍、饮料等，其最大使用量为0.65g/kg；二，蜜饯，最大使用量为1.0g/kg；三，陈皮、话梅、话李、杨梅干等，最大使用量8.0g/kg。

其ADI值为2.5mg/kg体重

GB2760-2007《食品添加剂使用卫生标准》中规定，膨化食品、小油炸食品在生产中不得使用甜蜜素和糖精钠、苯甲酸和山梨酸。

消费者如果长期过度食用甜味剂超标的食品，就会因摄入过量而对人体造成危害，特别是对代谢排毒能力较弱的老人、孕妇、小孩危害更明显。

若长期过度食用糖精钠，可对人体肝脏和神经系统造成危害。

糖精钠

化学名：

邻苯甲酰磺酰亚胺钠，俗名：

糖精钠或溶性糖精，化学式为C6H4SO2NNaCO∙2H2O。

由甲苯与氯磺酸进行氯磺化作用，得油状的邻甲苯磺酰氯和副产品结晶状对甲苯磺酰氯，分离后与氨作用并氧化后得糖精，再经氢氧化钠碱化而成。

糖精钠是糖精的钠盐，带有两个结晶水，是无色结晶或稍带白色的结晶性粉末；在稀溶液中的甜度约为蔗糖的300—500倍。

糖精钠是有机化工合成产品，是食品添加剂而不是食品，除了在味觉上引起甜的感觉外，对人体无任何营养价值。

糖精钠不被人体代谢吸收，在各种食品生产过程中都很稳定。

耐热及耐碱性弱，酸性条件下加热甜味渐渐消失，溶液大于0.026%则味苦。

易溶于水（1g/1.5mL），微溶于乙醇（1g/50mL）。

广泛用于以下行业：

1、食品：

一般冷饮、饮料、果冻、冰棍、酱菜类、蜜饯、糕点、凉果、蛋白糖等。

应用于食品工业及糖尿病患者作甜化饮食，普遍使用的人工合成甜昧剂。

2、饲料添加剂：

猪饲料、香甜剂等。

3、日化行业：

牙膏、漱口水、眼药水等。

4、电镀行业：

电镀级糖精钠主要是用在电镀镍上，是作为光亮剂使用的。

加少量的糖精钠，可以提高电镀镍的光亮度和柔软性。

一般使用量每升药水用0.1--0.3克

ADI值为0~0.0025g/kg体重。

短时间内食用大量糖精，引起血小板减少而造成急性大出血、多脏器损害等，引发恶性中毒事件。

阿斯巴甜

化学名称：

L-天冬氨酞-L-苯丙氨酸甲酯（APM），分子式为C14H18N2O5。

阿斯巴甜是由L-天冬氨酸和L-苯丙氨酸分别转化为L-天冬氨酸酐盐和L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐，经过缩合得到的一种二钛类物质，是一种白色结晶状粉末。

由于阿斯巴甜比一般的糖甜约200倍，又比一般蔗糖含更少的热量；一克的阿斯巴甜约有4千卡的热量。

但使人感到到甜味所需的阿斯巴甜量非常少，以致於可忽略其所含的热量，因此也被广泛地作为蔗糖的代替品。

阿斯巴甜的味道和一般蔗糖的味道有所不同。

阿斯巴甜的甜味与糖相比较，可延缓及持续较长的时间。

阿斯巴甜的优点是:

（1）安全性高，被联合国食品添加剂委员会列为GRAS级（一般公认为安全的），为所有代糖中对人体安全研究最为彻底的产品，至今已有世界各地100多个国家的6000多种产品中19年的成功使用经验；

（2）甜味纯正，具有和蔗糖极其近似的清爽甜味，无苦涩后味和金属味，是迄今开发成功的甜味最接近蔗糖的甜味剂。

阿斯巴甜的甜度是蔗糖的200倍，在应用中仅需少量就可达到希望的甜度,所以在食品和饮料中使用阿斯巴甜替代糖，可显著降低热量并不会造成龋齿；

（3）与蔗糖或其他甜味剂混合使用有协同效应，如加2%～3%于糖精中，可明显掩盖糖精的不良口感；

（4）与香精混合，具有极佳的增效性，尤其是对酸性的柑桔、柠檬、柚等，能使香味持久、减少芳香剂用量；

（5）蛋白质成分，可被人体自然吸收分解。

但是，阿斯巴甜对酸、热的稳定性较差，在强酸强碱中或在高温加热时易水解生成苦味的苯丙氨酸或二嗦呱酮，不适宜制作温度150℃的面包、饼干、蛋糕等焙烤食品和高酸食品。

因为阿斯巴甜在人体胃肠道酶作用下可分解为苯丙氨酸、天冬氨酸和甲醇，不适用于苯丙酮酸尿患者，要求在标签上标明“苯丙酮尿患者不宜使用”的警示。

我国于1986年批准在食品中应用，常用于乳制品、糖果、巧克力、胶姆糖、餐桌甜味剂、保健食品、腌渍物和冷饮制品等。

ADI值为0～40mg/kg（FAO/WHO,2001）。

安赛蜜

即酰磺胺酸钾，分子式为C4H4KNO4S，无色或白色、无臭，有强烈甜味的结晶性粉末。

易溶于水,微溶于乙醇。

目前，国内厂家基本采用双乙烯酮-三氧化硫法制备安赛蜜。

安赛蜜是一种食品添加剂，是化学品，类似于糖精，易溶于水，20℃时溶解度为27克。

增加食品甜味的，没有营养，口感好，无热量，具有在人体内不代谢、不吸收（是中老年人、肥胖病人、糖尿病患者理想的甜味剂），对热和酸稳定性好等特点，是当前世界上第四代合成甜味剂。

它和其它甜味剂混合使用能产生很强的协同效应，一般浓度下可增加甜度30%~50%。

本品稳定性良好，室温散装条件下放置多年无分解现象，水溶液（pH3.0-3.5，20℃）放置大约两年时间其甜度没有降低。

虽然其在40℃条件下放置数月有分解，但是其稳定性在升温过程中是好的。

灭菌和巴氏消毒不影响其味道。

作为非营养型甜味剂，可广泛用于固体饮料、酱菜类、蜜饯、胶姆糖、餐桌用甜味料的各种食品。

该品具有强烈甜味，呈味性质与糖精相似。

高浓度时有苦味。

不吸湿，室温下稳定，与糖醇、蔗糖等有很好的混合性。

作为非营养型甜味剂，可广泛用于各种食品。

按我国GB2760－90规定，可用于液体、固体饮料、冰淇淋、糕点、果酱类、菜类、蜜饯、胶姆糖、餐桌用甜味料，最大使用量0.3g/kg，可用于食品、医药等方面作甜味剂。

ADI值为15mg/kg。

经动物实验及志愿者人体代谢研究，表明安赛蜜能迅速地安全吸收，经尿排泄，在体内不蓄积，广泛的安全性实验研究从未发现有不良反应。

二、防腐剂

山梨酸钾

化学名称：

2，4－己二烯酸钾，分子式为C6H7KO2

山梨酸钾为白色至浅黄色鳞片状结晶、晶体颗粒或晶体粉末，无臭或微有臭味，长期暴露在空气中易吸潮、被氧化分解而变色。

山梨酸钾易溶于水，67.6g/100mL（20℃）；5%食盐水，47.5g/100mL（室温）；25%糖水，51g/100mL（室温）。

溶于丙二醇，5.8g/100mL；乙醇，0.3g/100mL。

1%山梨酸钾水溶液的PH7～8。

主要采用中和法。

以山梨酸为原料，与碳酸钾或氢氧化钾进行中和反应而得。

可燃,火场排出含氧化钾辛辣刺激烟雾。

有很强的抑制腐败菌和霉菌作用，并因毒性远比其他防腐剂低，故已成为世界上最主要的防腐剂。

在酸性条件下能充分发挥防腐作用，中性时作用甚低。

化妆品防腐剂，属有机酸类防腐剂。

添加量一般为0.5%。

可与山梨酸混合使用。

山梨酸钾虽易溶于水，使用方便，但其1%水溶液pH值为7-8，有使化妆品pH值升高的倾向，在使用时应予注意。

ADI值0～25mg/kg（以山梨酸计，包括山梨酸及其盐类；FAO/WHO，2001）。

由于山梨酸（钾）是一种不饱和脂肪酸（盐）它可以被人体的代谢系统吸收而迅速分解为二氧化碳和水，在体内无残留。

山梨酸（钾）能有效地抑制霉菌，酵母菌和好氧性细菌的活性，还能防止肉毒杆菌、葡萄球菌、沙门氏菌等有害微生物的生长和繁殖，但对厌氧性芽孢菌与嗜酸乳杆菌等有益微生物几乎无效，其抑止发育的作用比杀菌作用更强，从而达到有效地延长食品的保存时间，并保持原有食品的风味。

其防腐效果是同类产品苯甲酸钠的5-10倍。

主要用作食品防腐剂。

脱氢乙酸钠

脱氢乙酸钠也叫脱氢醋酸钠一水化物，化学名称为3-（1-羟基亚乙基）-6-甲基-1，2-吡喃-2，4（3H）-二酮钠。

分子式为C8H7NaO4。

白色或近白色结晶性粉末，无毒、无臭。

易溶于水、甘油、丙二醇，微溶于乙醇和丙酮。

其水溶液在120℃下不发生变化，于120℃加热2小时仍保持稳定呈中性或微碱性。

耐光、耐热性好，可用作防腐剂、防腐杀虫剂、食品添加剂。

脱氢乙酸钠是继苯甲酸钠、尼泊金、山梨酸钾之后又一代新的食品防腐保鲜剂，对霉菌、酵母菌、细菌具有很好的抑制作用，广泛应用与饮料、食品、饲料的加工业，可延长存放期，避免霉变损失。

其作用机理是有效渗透到细胞体内，抑制微生物的呼吸作用，从而达到防腐防霉保鲜保湿等作用。

脱氢乙酸钠盐具有广谱的抗菌能力，对霉菌和酵母的抗菌能力尤强，脱氢乙酸钠盐对引起食品腐败的酵母菌、霉菌作用极强，抑制有效浓度为0.05%-0.1%，一般用量为0.03%-0.05%。

主要用于腐乳、酱菜、果酱（最大用量0.3g/kg）；汤料、糕点和干酪、奶油、人造奶油等（最大用量0.5g/kg）；在盐渍蔬菜中最大用量为0.3g/kg。

脱氢乙酸钠耐光耐热效果好，而且在食品加工过程中不会分解和随水蒸气蒸发。

试验证明脱氢醋酸钠几无毒副作用，安全性高，在食品中使用也不产生不正常的异味，所以近年来脱氢醋酸钠普遍受到食品企业的欢迎，在奶油、汤料（调味料、速食汤料）、面包、蛋糕、糕点、蛋黄派、腐乳酱菜、果浆、浓缩果浆、月饼、馅料、豆沙、莲蓉等广泛应用。

脱氢醋酸钠的制法是用脱氢醋酸与氢氧化钠固相反应制得。

脱氢醋酸为针状或片状晶体，通过乙酰乙酸乙酯在光照或加热发生自缩合反应制得。

而工业上多采用双烯酮法，即双烯酮在惰性溶剂中、催化剂存在下发生二分子聚合反应。

ADI值为0.5mg/kg

安全性：

一水脱氢醋酸钠无毒，对环境无害。

蔗糖脂肪酸酯

蔗糖酯的合成常用的有溶剂法、无溶剂法和微生物法。

目前合成蔗糖酯的溶剂除DMF（二甲基甲酰胺）外,常用的溶剂还有DMSO（二甲亚砜）、二甲苯、丙二醇和水等。

无溶剂法即不使用任何溶剂,直接用蔗糖、脂肪酸甲酯和钠皂进行酯交换反应。

无溶剂法又分为熔融法、相溶法和非均相法。

随着生物工程技术的发展,人们发现微生物如根霉、肠杆菌、曲霉、假单胞菌、色杆菌、念珠菌、粘液菌和青霉属的脂肪酶,可以催化蔗糖和脂肪酸反应生成蔗糖酯

蔗糖脂肪酸酯是白色至黄色的粉末，或无色至微黄色的粘稠液体或软固体，无臭或稍有特殊的气味。

易溶于乙醇、丙酮。

单酯可溶于热水，但二酯或三酯难溶于水。

单酯含量越高，亲水性越强；二酯和三酯含量越多，亲油性越强。

它一般无明显熔点，在120℃以下稳定，加热至145℃上则分解。

可用作乳化剂，亦可作保鲜剂。

高品质的蔗糖脂肪酸酯无臭无味无毒，是一种良好的食品乳化剂。

用于肉制品、乳化香精、水果及鸡蛋保鲜、糖果等。

根据我国《食品添加剂食用卫生标准》（GB2760-1996）中规定：

蔗糖脂肪酸酯可用于肉制品、香肠、乳化香精、水果及鸡蛋保鲜、冰淇淋、糖果、面包，1.5g/kg；乳化天然色素，10.0g/kg。

根据蔗糖羟基的酯化数，可获得由亲油性到亲水性不同HLB值（1～16）的蔗糖脂肪酸酯系列产品（如右图所示）。

具有表面活性，能降低表面张力，同时有良好的乳化、分散增溶、润滑、渗透、起泡、黏度调节、防止老化、抗菌等性能。

软化点50～70℃，分解温度233～238℃。

有旋光性，在酸性或碱性时加热可被皂化。

ADI值暂定0～20mg/kg（bw）（脂肪酸蔗糖酯与甘油蔗糖酯的类别ADI，FAO/WHO，1995）。

用于肉制品、香肠、乳化香精、水果及鸡蛋保鲜、冰淇淋、糖果、面包、八宝粥、饮料，最大使用量为1.5g/kg；用于乳化天然色素，最大使用量10.0g/kg；糖果（包括巧克力及巧克力制品），10g/kg。

此外本品尚可用于胶姆糖配料。

三、增味剂

5’-呈味核苷酸二钠

5’-呈味核苷酸二钠（Disodium5’-ribonucleotide）是二种调味剂结合取开头英文字母的简称。

即由5’-肌苷酸二钠（IMP）和5’-鸟苷酸二钠（GMP）按1：

1的比例混合而成。

由酵母所得核酸分解、分离制得，或由发酵法制取。

是一种很好的增味剂（鲜味剂）。

本品为白色至米黄色结晶或粉末，无臭，味鲜，与谷氨酸钠合用有显著的协同作用，鲜度大增。

溶于水，微溶于乙醇和乙醚。

ADI：

无须规定。

本品可直接加入到食品中，起增鲜作用，是较为经济而且效果最好的鲜味增强剂，是方便面调味包、调味品如鸡精、鸡粉和增鲜酱油等的主要呈味成份之一；与谷氨酸钠（味精）混合使用，其用量约为味精的2%-5%，有“强力味精”之称；别外，本品还对迁移性肝炎、慢性肝炎、进行性肌肉萎缩和各种眼部疾患有一定的辅助治疗作用。

四、乳化剂

单硬脂酸甘油酯

单硬脂酸甘油酯分子式为C21H42O4。

白色蜡状薄片或珠粒固体，不溶于水，与热水混合经强烈振荡后可分散于水中。

单硬脂酸甘油酯既有亲水及亲油基因，具有润湿、乳化、起泡等多种功能。

能溶于热的有机溶剂乙醇、苯、丙酮以及矿物油和固定油中，凝固点不低于54℃。

单硬脂酸甘油酯是食物的乳化剂和添加剂;化妆品及医药膏剂中用作乳化剂，使膏体细腻，滑润;用于工业丝油剂的乳化剂和纺织品的润滑剂;在塑料薄膜中用作流滴剂和防雾剂;在塑料加工中作润滑剂和抗静电剂，在其他方面可作为消泡剂、分散剂、增稠剂、湿润剂等。

高纯度单硬酯酸甘油酯的合成，就是依据以下的基团保护法的原理，是先封闭甘油中的1、2位的羟基，形成缩水甘油，剩下的另一个羟基与硬脂酸反应生成单酯，然后水解开启封闭的两个羟基，精制后制得的高纯度单硬酯酸甘油酯。

ADI值无需规定。

美国食品与药物管理局将单硬脂酸甘油酯列为一般公认安全物质。

单硬脂酸甘油酯经人体摄取后，在肠内完全水解，形成正常的代谢物质，对人体无害。

五、着色剂

红曲红

红曲红即红曲色素，分子式为C21H22O5，是指将红曲米用乙醇抽提得到的液体红曲色素或从红曲霉的深层培养液中提取、结晶、精制得到的产物。

主要有6种呈色成分，分为红色色素（红斑素或潘红，相对分子质量350）、红曲红素或梦那玉红（分子式C23H26O5，相对分子质量382）、黄色色素（红曲素或梦那红，分子式C21H26O5，相对分子质量358）、红曲黄素或安卡黄素（分子式C23H30O5。

，相对分子质量386）、紫色色素（红斑胺或潘红胺，分子式C21H33NO4，相对分子质量353）、红曲红胺或梦那玉红胺（分子式C23H27NO4，相对分子质量381）。

红曲色素是深紫红色液体或粉末或糊状物，略带异臭，不溶于油脂及非极性溶剂，在pH4.0以下介质中，溶解度降低，易溶于乙醇、丙二醇、丙三醇及它们的水溶液。

熔点160℃一192℃，水溶液最大吸收波长为（490土2）nm，乙醇溶液最大吸收波长为470nm，溶液为薄层时为鲜红色，厚层时带黑褐色并有荧光。

对环境pH稳定，几乎不受金属离子（Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cu2+）和0.1%过氧化氢、维生素C、亚硫酸钠等氧化剂、还原剂的影响。

耐热性及耐酸性强，其醇溶液对紫外线相当稳定，但经阳光直射可使其退色。

对蛋白质着色性能极好，一旦染着，即不掉色。

由红曲霉液体发酵培养生产红曲通常采用液体发酵法其主要操作包括菌种培养、发酵、色素提取、分离和干燥等，菌种培养时，首先取少量完整的红曲米，用酒精消毒后在无菌条件下研磨粉碎，加到盛有无菌水的小三角瓶中，用灭菌脱脂棉过滤，滤液在20—32℃下让菌种活化24h。

然后，取少量菌液稀释后在培养皿上于30—32℃培养，使其形成单独菌落。

再从培养皿上面将红曲霉菌移至斜面培养基上。

斜面培养繁殖7d后，再以无菌水加入斜面，吸取菌液移接于液体培养基中，在30—32℃及160—200r/min下旋转式摇瓶培养72h。

红曲红作为一种色调自然鲜亮，而且安全、稳定，具有一定医疗保健功效的着色剂，已广泛应用于食品（肉制品、豆制品、酒、果汁、饮料、糖果、糕点）、医药、化妆品等行业中。

尤其是肉肠加工业，对提高产品档次，效果十分理想。

近年来，日本发明了许多红曲色素应用方面的专利，有望开发红曲红新的应用领域。

红曲红具有良好的水溶性，可将该产品按所需用量用水或酒精溶解，然后加人配料中着色。

用量可根据所需色调而定。

若用50℃左右的热水先溶解，可缩短溶解时间。

部分产品的用量（以液体培养品为准）：

肉制品，50～500mg/kg；冰淇淋，30～120mg/kg；酒类，15～150mg/kg。

ADI值为2.5mg/kg。