1.抗氧化劑的作用機(jī)理 抗氧化劑的作用機(jī)理是比較復(fù)雜的,存在著多種可能性。如有的抗氧化劑是由于本身極易被氧化,首先與氧反應(yīng),從而保護(hù)了食品。如VE。有的抗氧化劑可以放出氫離子將油脂在自動(dòng)氧化過程中所產(chǎn)生的過氧化物分解破壞,使其不能形成醛或酮的產(chǎn)物如硫代二丙酸二月桂酯等。有些抗氧化劑可能與其所產(chǎn)生的過氧化物結(jié)合,形成氫過氧化物,使油脂氧化過程中斷,從而阻止氧化過程的進(jìn)行,而本身則形成抗氧化劑自由基,但抗氧化劑自由基可形成穩(wěn)定的二聚體,或與過氧化自由基ROO-。結(jié)合形成穩(wěn)定的化合物。
2.幾種常用的脂溶性抗氧化劑 (1)BHA:丁基羥基茴香醚。因?yàn)榧訜岷笮Ч3中院?,在保存食品上有效,它是目前國際上廣泛使用的抗氧化劑之一,也是中國常用的抗氧化劑之一。和其它抗氧化劑有協(xié)同作用,并與增效劑如檸檬酸等使用,其抗氧化效果更為顯著。一般認(rèn)為BHA毒性很小,較為安全。
(2)BHT:二丁基羥基甲苯。與其它抗氧化劑相比,穩(wěn)定性較高,耐熱性好,在普通烹調(diào)溫度下影響不大,抗氧化效果也好,用于長期保存的食品與焙烤食品很有效。是目前國際上特別是在水產(chǎn)加工方面廣泛應(yīng)用的廉價(jià)抗氧化劑。一般與BHA并用,并以檸檬酸或其他有機(jī)酸為增效劑。相對(duì)BHA來說,毒性稍高一些。
(3)PG:沒食子酸丙酯。對(duì)熱比較穩(wěn)定。PG對(duì)豬油的抗氧化作用較BHA和BHT強(qiáng)些,毒性較低。
(4)TBHQ:特丁基對(duì)苯二酚。是較新的一類酚類抗氧化劑,其抗氧化效果較好。
這類物質(zhì)均能產(chǎn)生二氧化硫(SO2),二氧化硫遇水則形成亞硫酸(H2SO3)。除具有漂白作用外,還具有防腐作用。此外,由于亞硫酸的強(qiáng)還原性,能消耗果蔬組織中的氧,抑制氧化酶的活性,可防止果蔬中的維生素C的氧化破壞。
亞硫酸鹽在人體內(nèi)可被代謝成為硫酸鹽,通過解毒過程從尿中排出。亞硫酸鹽這類化合物不適用于動(dòng)物性食品,以免產(chǎn)生不愉快的氣味。亞硫酸鹽對(duì)維生素B1有破壞作用,故B1含量較多的食品如肉類、谷物、乳制品及堅(jiān)果類食品也不適合。因其能導(dǎo)致過敏反應(yīng)而在美國等國家的使用受到嚴(yán)格限制。
又稱色素,是使食品著色后提高其感官性狀的一類物質(zhì)。食用色素按其性質(zhì)和來源,可分為食用天然色素和食用合成色素兩大類。
1.食用合成色素,屬于人工合成色素。食用合成色素的特點(diǎn):色彩鮮艷、性質(zhì)穩(wěn)定、著色力強(qiáng)、牢固度大、可取得任意色彩,加上成本低廉,使用方便。但合成色素大多數(shù)對(duì)人體有害。合成色素的毒性有的為本身的化學(xué)性能對(duì)人體有直接毒性;有的或在代謝過程中產(chǎn)生有害物質(zhì);在生產(chǎn)過程還可能被砷、鉛或其它有害化合物污染。
在中國目前允許使用的合成色素有莧菜紅、胭脂紅、赤鮮紅(櫻桃紅)、新紅、誘惑紅、檸檬黃、日落黃、亮藍(lán)、靛藍(lán)和它們各自的鋁色淀。以及合成的β-胡蘿卜素、葉綠素銅鈉和二氧化鈦。
食品添加劑圖片
2.食用天然色素,食用天然色素主要是由動(dòng)植物組織中提取的色素,然而天然色素成分較為復(fù)雜,經(jīng)過純化后的天然色素,其作用也有可能和原來的不同。而且在精制的過程中,其化學(xué)結(jié)構(gòu)也可能發(fā)生變化;此外在加工的過程中,還有被污染的可能,故不能認(rèn)為天然色素就一定是純凈無害的。
合成食用色素同其它食品添加劑一樣,為達(dá)到安全使用的目的,需進(jìn)行嚴(yán)格的毒理學(xué)評(píng)價(jià)。包括①化學(xué)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、純度、在食品中的存在形式以及降解過程和降解產(chǎn)物;②隨同食品被機(jī)體吸收后,在組織器官內(nèi)的潴留分布、代謝轉(zhuǎn)變和及排泄?fàn)顩r;③本身及其代謝產(chǎn)物在機(jī)體內(nèi)引起的生物學(xué)變化,亦及對(duì)機(jī)體可能造成的毒害及其機(jī)理。包括急性毒性、慢性毒性、對(duì)生育繁殖的影響、胚胎毒性、致畸性、致突變性、致癌性、致敏性等。
護(hù)色劑又稱發(fā)色劑。在食品的加工過程中,為了改善或保護(hù)食品的色澤,除了使用色素直接對(duì)食品進(jìn)行著色外,有時(shí)還需要添加適量的護(hù)色劑,使制品呈現(xiàn)良好的色澤。
1.護(hù)色劑的發(fā)色原理和其他作用:
①護(hù)色作用,為使肉制品呈鮮艷的紅色,在加工過程中多添加硝酸鹽(鈉或鉀)或亞硝酸鹽。硝酸鹽在細(xì)菌硝酸鹽還原酶的作用下,還原成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽在酸性條件下會(huì)生成亞硝酸。在常溫下,也可分解產(chǎn)生亞硝基(NO),此時(shí)生成的亞硝基會(huì)很快的與肌紅蛋白反應(yīng)生成,穩(wěn)定的、鮮艷的、亮紅色的亞硝化肌紅蛋白。故使肉可保持穩(wěn)定的鮮艷。②抑菌作用:亞硝酸鹽在肉制品中,對(duì)抑制微生物的增殖有一定的作用。
2.護(hù)色劑的應(yīng)用 亞硝酸鹽是添加劑中急性毒性較強(qiáng)的物質(zhì)之一,是一種劇毒藥,可使正常的血紅蛋白變成高鐵血紅蛋白,失去攜帶氧的能力,導(dǎo)致組織缺氧。其次亞硝酸鹽為亞硝基化合物的前體物,其致癌性引起了國際性的注意,因此各方面要求把硝酸鹽和亞硝酸鹽的添加量,在保證護(hù)色的情況下,限制在最低水平。
抗壞血酸與亞硝酸鹽有高度親和力,在體內(nèi)能防止亞硝化作用,從而幾乎能完全抑制亞硝基化合物的生成。所以在肉類腌制時(shí)添加適量的抗壞血酸,有可能防止生成致癌物質(zhì)。
雖然硝酸鹽和亞硝酸鹽的使用受到了很大限制,但至今國內(nèi)外仍在繼續(xù)使用。其原因是亞硝酸鹽對(duì)保持腌制肉制品的色、香、味有特殊作用,迄今未發(fā)現(xiàn)理想的替代物質(zhì)。更重要的原因是亞硝酸鹽對(duì)肉毒梭狀芽孢桿菌的抑制作用。但對(duì)使用的食品及其使用量和殘留量有嚴(yán)格要求。
酶制劑指從生物(包括動(dòng)物、植物、微生物)中提取具有生物催化能力酶特性的物質(zhì)。主要用于加速食品加工過程和提高食品產(chǎn)品質(zhì)量。
中國允許使用的酶制劑有:木瓜蛋白酶——來自未成熟的木瓜的膠乳中提取;以及由米曲霉、枯草芽孢桿菌等所制得的蛋白酶;α-淀粉酶——多來自枯草桿菌;糖化型淀粉酶——中國用于生產(chǎn)本酶制劑的菌種有黑曲霉、根酶、紅曲酶、擬內(nèi)孢酶;由黑曲霉、米曲霉、黃曲霉生產(chǎn)的果膠酶等。
是指為補(bǔ)充、增強(qiáng)、改進(jìn)食品中的原有口味或滋味的物質(zhì)。有的稱為鮮味劑或品味劑。
中國目前允許使用的增味劑有谷氨酸鈉、-鳥苷酸二鈉和5’-肌苷酸二鈉5’-呈味核甘酸二鈉、琥珀酸二鈉和L-丙氨酸。
谷氨酸鈉為含有一分子結(jié)晶水的L-谷氨酸一鈉。易溶于水,在150℃時(shí)失去結(jié)晶水,210℃時(shí)發(fā)生吡咯烷酮化,生成焦谷氨酸,270℃左右時(shí)則分解。對(duì)光穩(wěn)定,在堿性條件下加熱發(fā)生消旋作用,呈味力降低。在PH為5以下的酸性條件下加熱時(shí)易可發(fā)生吡咯烷酮化,變成焦谷氨酸,呈味力降低。在中性時(shí)加熱則很少發(fā)生變化。
谷氨酸屬于低毒物質(zhì)。在一般用量條件下不存在毒性問題,而核甘酸系列的增味劑均廣泛的存在于各種食品中。不需要特殊規(guī)定。
近年來,有開發(fā)了許多肉類提取物、酵母抽提物、水解動(dòng)物蛋白和水解植物蛋白等。
是指能抑制食品中微生物的繁殖,防止食品腐敗變質(zhì),延長食品保存期的物質(zhì)。防腐劑一般分為酸型防腐劑、酯型防腐劑和生物防腐劑。
一、酸型防腐劑
常用的有苯甲酸、山梨酸和丙酸(及其鹽類)。這類防腐劑的抑菌效果主要取決于它們未解離的酸分子,其效力隨PH 而定,酸性越大,效果越好,在堿性環(huán)境中幾乎無效。
1.苯甲酸及其鈉鹽:苯甲酸又名安息香酸。由于其在水中溶解度低,故多使用其鈉鹽。成本低廉。
苯甲酸進(jìn)入機(jī)體后,大部分在9~15小時(shí)內(nèi)與甘氨酸化合成馬尿酸而從尿中排出,剩余部分與葡萄糖醛酸結(jié)合而解毒。但由于苯甲酸鈉有一定的毒性,目前已逐步被山梨酸鈉替代。
2.山梨酸及其鹽類:又名花楸酸。由于在水中的溶解度有限,故常使用其鉀鹽。山梨酸是一種不飽和脂肪酸,可參與機(jī)體的正常代謝過程,并被同化產(chǎn)生二氧化碳和水,故山梨酸可看成是食品的成分,按照目前的資料可以認(rèn)為對(duì)人體是無害的。
3.丙酸及其鹽類:抑菌作用較弱,使用量較高。常用于面包糕點(diǎn)類,價(jià)格也較低廉。
丙酸及其鹽類,其毒性低,可認(rèn)為是食品的正常成分,也是人體內(nèi)代謝的正常中間產(chǎn)物。
4.脫氫醋酸(dehydroacetic acid)及其鈉鹽:為廣譜防腐劑,特別是對(duì)霉菌和酵母的抑菌能力較強(qiáng),為苯甲酸鈉的2~10倍。該品能迅速被人體吸收,并分布于血液和許多組織中。但有抑制體內(nèi)多種氧化酶的作用,其安全性受到懷疑,故已逐步被山梨酸所取代,其ADI值尚未規(guī)定。
二、酯型防腐劑
包括對(duì)羥基苯甲酸酯類(有甲、乙、丙、異丙、丁、異丁、庚等)。成本較高。對(duì)霉菌、酵母與細(xì)菌有廣泛的抗菌作用。對(duì)霉菌和酵母的作用較強(qiáng),但對(duì)細(xì)菌特別是革蘭氏陰性桿菌及乳酸菌的作用較差。作用機(jī)理為抑制微生物細(xì)胞呼吸酶和電子傳遞酶系的活性,以及破壞微生物的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。其抑菌的能力隨烷基鏈的增長而增強(qiáng);溶解度隨酯基碳鏈長度的增加而下降,但毒性則相反。但對(duì)羥基苯甲酸乙酯和丙酯復(fù)配使用可增加其溶解度,且有增效作用。在胃腸道內(nèi)能迅速完全吸收,并水解成對(duì)羥基苯甲酸而從尿中排出,不在體內(nèi)蓄積。中國目前僅限于應(yīng)用丙酯和乙酯。
三、生物型防腐劑
主要是乳酸鏈球菌素。乳酸鏈球菌素是乳酸鏈球菌屬微生物的代謝產(chǎn)物,可用乳酸鏈球菌發(fā)酵提取而得。乳酸鏈球菌素的優(yōu)點(diǎn)是在人體的消化道內(nèi)可為蛋白水解酶所降解,因而不以原有的形式被吸收入體內(nèi),是一種比較安全的防腐劑。,不會(huì)向抗生素那樣改變腸道正常菌群,以及引起常用其它抗生素的耐藥性,更不會(huì)與其它抗生素出現(xiàn)交叉抗性。
其它防腐劑包括雙乙酸鈉,既是一種防腐劑,也是一種螯合劑。對(duì)谷類和豆制品有防止霉菌繁殖的作用。仲丁胺,該品不應(yīng)添加于加工食品中,只在水果、蔬菜儲(chǔ)存期防腐使用。市售的保鮮劑如克霉靈、保果靈等均是以仲丁胺為有效成分的制劑。二氧化碳,二氧化碳分壓的增高,影響需氧微生物對(duì)氧的利用,能終止各種微生物呼吸代謝,如高食品中存在著大量二氧化碳可改變食品表面的PH,而使微生物失去生存的必要條件。但二氧化碳只能抑制微生物生長,而不能殺死微生物。
是指賦予食品甜味的食品添加劑。按來源可分為:(1)天然甜味劑,又分為糖醇類和非糖類。其中①糖醇類有:木糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇、乳糖醇、麥芽糖醇、異麥芽糖醇、赤鮮糖醇;②非糖類包括:甜菊糖甙、甘草、奇異果素、羅漢果素、索馬甜。(2)人工合成甜味劑其中磺胺類有:糖精、環(huán)己基氨基磺酸鈉、乙酰磺胺酸鉀。二肽類有:天門冬酰苯丙酸甲酯(又阿斯巴甜)、1-a-天冬氨酰-N-(2,2,4,4-四甲基-3-硫化三亞甲基)-D-丙氨酰胺(又稱阿力甜)。蔗糖的衍生物有:三氯蔗糖、異麥芽酮糖醇(又稱帕拉金糖)、新糖(果糖低聚糖)。
此外,按營養(yǎng)價(jià)值可分為營養(yǎng)性和非營養(yǎng)性甜味劑,如蔗糖、葡萄糖、果糖等也是天然甜味劑。由于這些糖類除賦予食品以甜味外,還是重要的營養(yǎng)素,供給人體以熱能,通常被視做食品原料,一般不作為食品添加劑加以控制。
1.糖精
學(xué)名為鄰-磺酰苯甲酰,是世界各國廣泛使用的一種人工合成甜味劑,價(jià)格低廉,甜度大,其甜度相當(dāng)于蔗糖的300~500倍,由于糖精在水中的溶解度低,故中國添加劑標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定使用其鈉鹽(糖精鈉),量大時(shí)呈現(xiàn)苦味。一般認(rèn)為糖精納在體內(nèi)不被分解,不被利用,大部分從尿排出而不損害腎功能。不改變體內(nèi)酶系統(tǒng)的活性。全世界廣泛使用糖精數(shù)十年,尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)人體的毒害作用。
2.環(huán)己基胺基磺酸鈉(甜蜜素)1958年在美國被列為“一般認(rèn)為是安全物質(zhì)”而廣泛使用,但在70年代曾報(bào)道該品對(duì)動(dòng)物有致癌作用,1982年的FAO/WHO報(bào)告證明無致癌性。美國FDA長期實(shí)驗(yàn)于1984年宣布無致癌性。但美國國家科學(xué)研究委員會(huì)和國家科學(xué)院仍認(rèn)為有促癌和可能致癌作用。故在美國至今仍屬于禁用于食品的物質(zhì)。
3.天門冬酰苯丙氨酸甲酯(阿斯巴甜)其甜度蔗糖的100~200倍,味感接近于蔗糖。是一種二肽衍生物,食用后在體內(nèi)分解成相應(yīng)的氨基酸。中國規(guī)定可用于罐頭食品外的其他食品,其用量按生產(chǎn)需要適量使用。
此外也發(fā)現(xiàn)了許多含有天門冬氨酸的二肽衍生物,如阿力甜,亦屬于氨基酸甜味劑,屬于天然原料合成,甜度高。
4.乙?;前匪徕?/strong>
該品對(duì)光、熱(225℃)均穩(wěn)定,甜感持續(xù)時(shí)間長,味感優(yōu)于糖精鈉,吸收后迅速從尿中排除,不在體內(nèi)蓄積,與天門冬氨酰甲酯1:1合用,有明顯的增效作用。
5.糖醇類甜味劑
糖醇類甜味劑屬于一類天然甜味劑,其甜味與蔗糖近似,多系低熱能的甜味劑。品種很多,如山梨醇、木糖醇、甘露醇和麥芽糖醇等,有的存在于天然食品中,多數(shù)的通過將相應(yīng)的糖氫化所得。而其前體物則來自天然食品。由于糖醇類甜味劑升血糖指數(shù)低,也不產(chǎn)酸,故多用做糖尿病、肥胖病患者的甜味劑和具有防止齲齒的作用。該類物質(zhì)多數(shù)具有一定的吸水性,對(duì)改善脫水食品復(fù)水性、控制結(jié)晶、降低水分活性均有一定的作用。但由于糖醇的吸收率較低,尤其是木糖醇,在大量食用時(shí)有一定的導(dǎo)致腹瀉的能力。
6.甜葉菊甙
為甜葉菊中含的一種強(qiáng)甜味成分,是一種含二萜烯的糖苷。甜度約為蔗糖的300倍。但甜葉菊甙的口感差,有甘草味,濃度高時(shí)有苦味,因此往往與蔗糖、果糖、葡萄糖等混用,并與檸檬酸、蘋果酸等合用以減弱苦為或通過果糖基轉(zhuǎn)移酶或α-葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶使之改變結(jié)構(gòu)而矯正其缺點(diǎn)。國外曾對(duì)其作過大量的毒性實(shí)驗(yàn),均未顯示毒性作用。而在食用時(shí)間較長的國家,如巴拉圭對(duì)該品已有100年食用史,日本也使用達(dá)15年以上,均未見不良副作用報(bào)道。