食品添加剂,是指为改善食品品质和色、香、味,以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或天然物质。由于食品工业的快速发展,食品添加剂已经成为现代食品工业的重要组成部分,并且已经成为食品工业技术进步和科技创新的重要推动力。
基本信息
毒理学
多数食品添加剂并非天然产物。许多物种在合成或分离过程中会残留有害的原料或杂质。有些食品添加剂本身就是化学合成的制剂。因此为确保食品添加剂的安全使用,对添加剂安全性评估是非常必要的。缺乏毒理学评价、毒性不确定的任何物种不能作为食品添加剂使用。确定食品添加剂的毒性级别和安全性是毒理学评价的主要内容,也是制定使用限量标准的重要依据。
毒理学评价除做必要的分析检验外,通常采用动物试验进行毒性评价。评价程序依次分别包括急性经口毒性试验、遗传毒性试验、亚慢性毒性试验28d经口毒性试验、90d经口毒性试验、致畸试验、生殖毒性试验和生殖发育毒性试验、毒物动力学试验、慢性毒性试验和致癌试验、慢性毒性和致癌合并试验。
1、急性经口毒性试验:是经口一次性给予或24h内多次给予受试物后,在短时间内观察动物所产生的毒性反应,包括中毒体征和死亡,致死剂量通常用半数致死量LD50来表示。
2、遗传毒性试验:了解受试物的遗传毒性以及筛查受试物的潜在致癌作用和细胞致突变型。
3、28d经口毒性试验:在急性毒性实验的基础上,进一步了解受试物毒作用性质、剂量-反应关系和可能的靶器官,得到28d经口未观察到有害作用剂量,初步评价受试物的安全性,并为下一步较长期毒性和慢性毒性试验剂量、观察指标、毒性终点的选择提供依据。
4、90d经口毒性试验:观察受试物以不同剂量水平经长期喂养后对实验动物的毒作用性质、剂量-反应关系和靶器官,得到90d经口未观察到有害作用剂量,为慢性毒性试验剂量选择和初步制定人群安全接触限量标准提供科学依据。
5、致畸试验:解受试物是否具有致畸作用和发育毒性,并可得到致畸作用和发育毒性的未观察到有害作用剂量。
6、生殖毒性试验和生殖发育毒性试验:了解受试物对实验动物繁殖及对子代的发育毒性,如性腺功能、发情周期、交配行为、妊娠、分娩、哺乳和断乳及子代的生长发育等,得到受试物的未观察到有害作用剂量水平,为初步制定人群安全接触限量标准提供科学依据。
7、慢性毒性试验和致癌试验:了解经长期接触受试物后出现的毒性作用以及致癌作用;确定未观察到有害作用剂量,为受试物能否用于食品的最终评价和制定健康指导值提供依据。
应用要求
限量:正确使用食品添加剂首先要符合对其使用的限量要求,这是对食品添加剂安全性的保证。这其中包括对不同食品种类的使用范围和在食品中的添加剂量。除源于传统食物成分或被证实无需限量要求的部分物种之外,所有食品添加剂均有明确的限量标准和要求。
日容许摄入量:是指人类每日摄入某物质直至终生,而不产生可检测到的对健康产生危害的量。以每千克体重可摄入的量表示,即mg/(kg体重·d)。不同添加剂物种的ADI是将其未见有害作用水平(NOAEL)除以安全系数计算得出的。
范围要求:不同的食品添加剂在不同的食品中使用应有明确的要求,这也是食品添加剂使用安全性的基本内容。食品添加剂在不同食品中的应用及其范围的扩展,应根据不同食品添加剂的功能及其毒理性质所决定。因此,为加强对食品添加剂的使用管理,近年来许多国家的有关标准和法规中不仅列出添加剂的性质和功能,而且还刻意标出不同添加剂所限定应用的食品范围。
使用原则
大多数食品添加剂并非为食品的自然成分,而仅为食品加工和处理过程中添加和使用的辅料。对添加剂的使用应有相应的要求和限制,这是科学使用食品添加剂的基本要求。因此,对食品添加剂的正确使用不仅监管者清楚,使用者也应该非常明确。首先对其选择和使用须遵循以下的基本原则:
①使用添加剂不应对消费者产生任何健康危害;②不应掩盖食品腐败变质;③不应掩盖食品本身或加工过程中的质量缺陷或以掺杂、掺假、伪造为目的而使用食品添加剂;④不应降低或影响其营养价值;⑤在达到预期的效果下尽可能降低在食品中的用量。
食品添加剂的认识和使用以及效果评判,必须要有量与度的观念和意识。没有量与度的概念,就难以正确认识和了解食品添加剂;而无范围和限量意识,同样不会恰当地运用添加剂和发挥其应有作用。无指标、无剂量、无阈值的评判难以进行量化比较、质量鉴别及效果说明,也是不科学的评判。
历史
早期
食品添加剂是以提高食品质量、改善加工条件为目的,在食物加工或处理过程中使用的辅助原料。此概念虽初始于西方工业革命,但细览社会演变、进展历程,人类在使用类似于食品添加剂的物质方面已有悠久的历史。通过查阅相关资料不难发现,人类很早就会利用一些材料来改善食物的颜色、口味、形态和质感。例如,现已发现公元前1500年古埃及就有利用颜料为食物染色的事例;中世纪古罗马人也有利用糖渍和盐渍方法使食物不腐、延长存放的记载。从《神农本草》《本草图经》《齐民要术》《食经》等中国史书上看到,早在周朝,已有人学会使用肉桂来为食物加香;东汉时期出现了用盐卤点制豆腐的事例。此外,还有北魏年间通过植物提取食用色素、南宋时利用亚硝酸盐使肉制品发色等记载。从其使用原理和目的分析,这些添加“材料” 正是现代食品添加剂的前身。早期人类在食品中使用的各类添加物,虽不能以食用安全性为首要目的,却可方便、简单地用于食物处理,实现提高食品品质和利于贮存的基本目标。可以想象,其物料的优劣,只能以使用后的表观效果为评辨标准。虽然这些材料还不能称为食品添加剂,但却能清楚地显露出食品添加剂的雏形模式,以及发挥和产生的原始效应、积极影响。
分类
根据食品添加剂的来源、制备方式、功能及安全评价的差异,有不同的类别划分。如按来源看有天然食品添加剂和人工化学合成品之别;从制备上则有化学合成、生物合成、天然提取物三类;从安全评价方面食品添加剂和污染物法规委员会(CCFAC)将食品添加剂分为A、B、C三类,每类再细分为两类。应用最多的分类是按食品添加剂的主要功能进行划分。但由于不同国家对食品添加剂的功能存在不同的划分标准,使得国际上尚无统一的分类类别及其数量。根据我国颁布的食品添加剂分类标准与食品添加剂使用标准规定,将食品添加剂分为:酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、胶基糖果中基础剂物质、着色剂、护色剂、乳化剂、酶制剂、增味剂、面粉处理剂、被膜剂、水分保持剂、营养强化剂、防腐剂、稳定和凝固剂、甜味剂、增稠剂、食品用香料、食品工业用加工助剂及其他类共23类。
防腐剂
分类
为了减少或抑制食品从采收、出厂到消费者手里整个贮运销售过程产生的变质腐烂,可以采用物理方法、化学方法或生物方法。使用防腐剂就是一种常用的简便经济的使食品防腐保质的一项有效辅助措施。因此,防腐剂的使用目的很明确。其防腐作用主要是通过延缓或抑制微生物增殖来实现的。
现有的防腐剂有来自天然的原料,而大部分是合成的化学防腐剂。以化学成分归类,又可分为:
有机酸及其盐类:如用于饮料和果酒酱料的苯甲酸和苯甲酸钠,用于鱼肉、禽蛋制品和糕点、面包、饮料的山梨酸和山梨酸钾,用于食醋、酱油等的丙酸钙,用于酱菜的脱氢乙酸以及用于谷物和即食豆制食品的双乙酸钠等。
无机物及无机盐类:如用于饮料汽酒类的CO2,用于果蔬保鲜和鱼类加工的二氧化氯,用于鲜牛乳保鲜的过氧化氢或过碳酸钠。现已被列入漂白剂的二氧化硫和亚硫酸盐,护色剂中的亚硝酸盐也具有防腐剂的功能。它们都属于无机类防腐剂。
酯类等有机物类:如用于果蔬保鲜、饮料、酱料和糕点馅的对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯等。用于果蔬保鲜的桂醛、戊二醛,用于水果、蔬菜保鲜的仲丁胺、十二烷基二甲基溴化胺,用于柑橘保鲜的乙萘酚、4-苯基苯酚和联苯醚等。
生物类:如用于罐头、乳肉制品等蛋白质含量高的食品防腐的乳酸链球菌素、纳他霉素等。在牛乳及其加工产品和罐头食品中应用于杀灭耐热性孢子的具有很强的杀芽孢能力的乳酸链球菌素。
添加方式
防腐剂的添加方式作为食品添加剂,防腐剂的使用可有不同的添加方式。
1、直接添加 直接添加到食品中,可在加工过程将防腐剂加到食品中与配料一起混合均匀,如面包和糕点等食品。
2、表面喷洒或涂布 将防腐剂喷洒或涂布在食品表面,形成一层能有效防止微生物生长的液膜,如水果和蔬菜保鲜。
3、气调外控 对于易气化或易升华的防腐剂,可通过气相防腐剂控制食品周围的环境因素,从而防止食品的腐败变质,如果蔬、糕点等的保鲜。
特点
防腐剂的使用特点之一:使用低毒安全,尽管化学药品多少都存在一定的毒性,但作为法定允许使用的食品防腐剂在规定的使用范围和使用剂量的条件下,其对人体的毒害是微乎其微的。
影响因素
影响食品防腐剂应用效果的因素:使用防腐剂时,除考虑使用效果外,还要注意影响防腐效果的因素。
1、食品的成分和含量。在食品中有些成分,如辛香料、调味料等都有一定的抑菌作用,使总体的防腐效果得到加强;而有一些食品成分,会与防腐剂发生各种物理和化学的作用,从而可能降低防腐剂的使用效果。这些成分含量的多少也会影响防腐剂的应用效果。因此,用同一种防腐剂,添加相同的剂量,对于不同的食品,可能出现完全不同的防腐效果。
2、pH与用量。对于酸型防腐剂,如苯甲酸、山梨酸,其防腐效果很大程度上决定于食品的酸碱度,pH越低,效果越好;防腐剂的量如果低于其最低抑菌浓度,则不能发挥防腐作用,太高则超过规定的最大使用量。因此,要求用量适中。要达到预期的防腐效果必须要有一定的浓度,绝不能少量多次地用药,要一步到位。
3、溶解与分散度。由于防腐剂的添加量只约为食品质量的千分之一,所以必须保证其在食品中均匀分散,才能全面发挥防腐剂的效果。对于水溶性的防腐剂,可先溶于水或直接加入食品中充分混合;对于难溶于水的则可先用乙醇等食用级溶剂配成溶液稀释,再添加到食品中或喷涂在食品表面。
4、温度与稳定性。一般加热有利于抑菌,可增强防腐剂的效果,缩短处理时间,表明防腐剂与加热处理在防腐方面具有协同作用。防腐剂在热的情况下的稳定性也要给予充分的考虑。对稳定性较好的,即不会受热分解的防腐剂,可在加热前添加;否则,就必须在加热快结束时或冷却时添加,才能充分发挥作用。
5、感染微生物的程度。对使用同量的防腐剂来说,食品加工过程所感染微生物的情况越严重,其防腐效果就越差。因防腐剂的作用性质和用量限制,通常只是起抑制微生物的作用,延长微生物增殖过程的诱导期。如食品已严重感染细菌,再使用最大量的防腐剂也于事无补。所以,必须注意食品加工过程保持良好的卫生条件,尽量减少食品染菌的机会和程度。
6、多种防腐剂的协同作用。每一种防腐剂都有各自一定的抑菌谱,食品感染的微生物也是多种多样的。一种防腐剂不可能对食品中的所有微生物都起作用。一般将两种以上的防腐剂配合使用,可取得与单独使用不同的效果,这是协同效应、相加效应或拮抗效应。最普通的协同增效实例是山梨酸与山梨酸钾并用,可达到扩大抑菌范围的协同效果。
常用防腐剂
1、有机酸及其盐类防腐剂:
①苯甲酸及其钠盐
苯甲酸:是最早在工业上应用的一种防腐剂。1885年就有人描述其杀菌作用,1900年开始大规模生产应用。苯甲酸对霉菌和酵母菌抑菌作用强,对细菌的抑制作用差,而对乳酸细菌则不起作用。苯甲酸属于低毒性物质。50为2.5g/kg体重,苯甲酸在动物体内会很快降解,75%~80%的苯甲酸可在6h内排出,10~14h内完全排出体外。苯甲酸的大部分(90%)主要与甘氨酸结合形成马尿酸,其余的则与葡萄糖醛酸结合形成1-苯甲酰葡萄醛酸。苯甲酸防腐剂适用于苹果汁、软饮料、番茄酱等高酸度食品的防腐保鲜,这些食品的酸性本身足以抑制细菌的生长,苯甲酸的加入主要是抑制霉菌和酵母菌。
苯甲酸钠:又称安息香酸钠。防腐机理 同苯甲酸。苯甲酸钠在人体内的代谢途径与苯甲酸相同。苯甲酸和苯甲酸钠同时使用时,以苯甲酸计,总量不得超过最大使用量。苯甲酸钠易溶于水,较苯甲酸方便。苯甲酸钠也是酸性防腐剂,在碱性介质中无抑菌作用。
②山梨酸及其钾盐
山梨酸:又称花楸酸。山梨酸与微生物酶系统中的巯基结合,破坏微生物的许多重要的酶,从而产生抑制微生物生长的功能。此外,它还能干扰传递机能,如细胞色素C对氧的传递,以及细胞膜表面的能量传递,从而抑制微生物的增殖,达到防腐的目的。山梨酸在人体代谢过程中经口在肠内吸收,大部分以CO2的形式从呼气中排出,其余部分用于合成新的脂肪酸而留在动物的器官和肌肉中,一般认为是安全的。山梨酸是使用最多的一种防腐剂。使用山梨酸作为食品防腐剂时,若食品已被微生物严重污染,山梨酸则不能产生防腐效果,反而成为微生物的营养源,从而加速食品腐败。山梨酸与其他防腐剂复配使用时可产生协同作用,提高防腐效果。山梨酸可用于肉类和蛋类制品、果蔬、饮料、调味品、蜜饯、果冻、氢化植物油、糕点等食品防腐。
山梨酸钾:为山梨酸的钾盐,山梨酸钾由碳酸钾或氢氧化钾中和山梨酸制得。防腐机理同山梨酸。山梨酸钾在人体代谢过程同山梨酸。山梨酸钾有很强的抑制腐败菌和霉菌的作用,其毒性远低于其他防腐剂,因此,是使用最广泛的一种防腐剂。在酸性介质中山梨酸钾能充分发挥防腐作用,在中性条件下防腐作用小。山梨酸钾主要用于乳制品、焙烤食品、蔬菜、水果制品、饮料等抑制真菌。在果汁、果酱、果浆、果子罐头等都用山梨酸及其盐类作防腐剂。在肉类中添加山梨酸钾,不仅可以抑制真菌,而且可抑制肉毒梭菌及一些病原菌(沙门菌、金黄色葡萄球菌、产气荚膜杆菌)。
山梨酸钙:也是一种良好的防腐剂,具有抑制腐败菌和霉菌的作用,其作用机理和应用同山梨酸钾。
③丙酸盐
丙酸钠:是酸型防腐剂,起防腐作用的主要是未离解的丙酸。丙酸是人体正常代谢的中间产物,安全无毒。丙酸钠具有良好的防霉作用,对细菌抑制作用较小,如对枯草杆菌、八迭球菌、变形杆菌等只能延缓其生长,对酵母无抑制作用。丙酸钠可用于面包发酵过程中,抑制杂菌生长,还用于乳酪制品防霉。在面包里使用丙酸钠会减弱酵母的功能,导致面包发泡稍差。
丙酸钙:防腐机理同丙酸钠。丙酸钙对大鼠的生长、血液和主要内脏器官无影响。丙酸钙在人体中的代谢同丙酸钠。丙酸钙的防腐性能与丙酸钠相近,其抑制霉菌的有效剂量比丙酸钠小。在糕点、面包和乳酪中使用丙酸钙作防腐剂可补充食品中的钙质。丙酸钙在面团发酵时使用,可抑制枯草杆菌的繁殖。
④脱氢醋酸与钠盐
脱氢醋酸:DHA,或称脱氢乙酸。同有机酸类防腐剂,主要是通过破坏微生物细胞的亚结构及相关的酶而抑制微生物的生长。脱氢醋酸在新陈代谢过程中逐渐降解为乙酸,对人体无毒。使用时不影响食品的口味。为FAO/WHO批准使用的安全的防腐保鲜剂,在欧美等国已应用多年。脱氢醋酸及其钠盐具有广谱的抗菌能力,对霉菌和酵母的抗菌能力尤强,浓度为0.1%的脱氢醋酸即可有效地抑制霉菌,抑制细菌的有效浓度为0.4%。脱氢醋酸及其钠盐对易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%。在pH 5以下的环境中,对酵母菌的抑制作用比苯甲酸钠大2倍,对灰绿色青霉素菌和黑曲霉菌的抑制作用,则比苯甲酸钠大2.5倍。脱氢醋酸钠的防腐作用与脱氢醋酸相当,其最大特点是在酸性或碱性条件下仍然有效,耐光、耐热性较好,在水中煮沸、加热烘烤食品时不破坏、不变质、不挥发。主要用于黄油和浓缩黄油、腌渍的食用菌和藻类、发酵豆制品、果蔬汁(浆)最大使用量0.3g/kg,面包、糕点、焙烤食品馅料及表面挂浆、预制肉制品、熟肉制品、复合调味料。最大使用量0.5g/kg。和腌渍的蔬菜。
双乙酸钠:抑菌作用源于乙酸,乙酸分子与类酯化合物的相容性好,当乙酸渗透于微生物细胞壁,可干扰细胞内各种酶体系的生长,或使微生物细胞内蛋白质变性,从而可以高效抑制常见的十余种霉菌和四种细菌孳生和蔓延,其防霉效果优于防霉剂丙酸钙,且与山梨酸复配使用具有良好的协同效应。双乙酸钠在生物体内的最终代谢产物为水和CO2,不会残留在人体内,对人畜、生态环境没有破坏作用或副作用。双乙酸钠是一种公认安全可靠的新型高效、广谱抗菌防霉剂,并可提高饲料谷物效价的食品添加剂。FAO/WHO批准为食品、谷物、饲料的防霉、防腐保鲜剂。双乙酸钠用于谷物防霉时,应注意控制温度和湿度。
2、酯类防腐剂
酯类防腐剂主要涉及对羟基苯甲酸酯类(又称尼泊金酯类)物质,包括对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯和对羟基苯甲酸异丁酯。它们均对食品具有防腐作用,其中以对羟基苯甲酸丁酯的防腐作用最好,在日本使用最多。我国主要使用对羟基苯甲酸甲酯钠、对羟基苯甲酸乙酯及其钠盐。
对羟基苯甲酸乙酯:对羟基苯甲酸乙酯对霉菌、酵母有较强的抑制作用;对细菌,特别是革兰阴性杆菌和乳酸菌的抑制作用较弱。其抑菌机理是通过抑制微生物的细胞的呼吸酶系与电子传递酶系的活性,以及破坏微生物的细胞膜结构,在有淀粉存在时,对羟基苯甲酸乙酯的抗菌力减弱。对羟基苯甲酸酯类对真菌的抑菌效果最好,对细菌的抑制作用也较苯甲酸和山梨酸强,对革兰阳性菌有致死作用。对羟基苯甲酸酯类在人肠中很快被吸收,与苯甲酸类抗菌剂一样,在肝、肾中酯键水解,产生对羟基苯甲酸直接由尿排出或再转变成羟基马尿酸、葡萄糖醛酸酯后排出,在体内不累积,安全,ADI为0~5mg/kg。
3、生物类防腐剂
乳酸链球菌素:又称乳链球菌素、乳链菌肽,是由乳酸链球菌产生的小肽。乳酸链球菌素对微生物作用首先是分子对细胞膜的吸附,在此过程中,分子能否通过细胞壁是一个关键因素。同时,pH、Mg2+、乳酸浓度、氮源种类等均可影响它对细胞的吸附作用。带有正电荷的乳酸链球菌素吸在膜上后,利用离子间的相互作用及其分子的C末端、N末端对膜结构产生作用,形成“穿膜孔道”,从而引起细胞内物质泄漏,导致细胞解体死亡。乳酸链球菌素是肽类物质,食用后可被体内蛋白酶消化分解成氨基酸,无微生物毒性或致病作用,因此其安全性较高。是一种高效无毒的天然防腐剂,能抑制大部分革兰阳性菌及其芽孢的生长和繁殖,包括产芽孢杆菌、耐热腐败菌、产胞梭菌等,而对酵母菌和霉菌等无作用。还可和某些络合剂(如EDTA或柠檬酸)等一起作用,可使部分细菌对之敏感。它可与化学防腐剂结合使用,从而减少化学防腐剂的用量。乳酸链球菌素主要用于蛋白质含量高的食品的防腐,如肉类、豆制品等,不能用于蛋白质含量低的食品中,否则,反而被微生物作为氮源利用。乳酸链球菌素在牛乳及其加工产品和罐头食品中的应用意义特别大,因为这些食品加工中,往往需采用巴氏消毒法进行消毒。由于杀菌温度较低,虽能杀菌,但往往残留耐热性孢子,而乳酸链球菌素具有很强的杀芽孢能力,在牛奶中加入10IU/mL的乳酸链球菌素,使用较低的温度处理后,便可久放而不变质。
纳他霉素:又称匹马菌素、游链霉素,其商品名称为霉克。纳他霉素是一种高效、广谱的抗霉菌、酵母菌、某些原生动物和某些藻类剂,能与甾醇化合物相互作用且具有高度的亲和性,对真菌有抑制活性,其抗菌机理在于它能与细胞膜上的固醇化合物反应,由此引发细胞膜结构改变而破裂,使细胞内容物渗漏,导致细胞死亡。但它没有抗细菌活性。这是由于真菌的细胞膜含有麦角固醇,而细菌的细胞膜中不含有这种物质,多烯大环内酯类抗生素能选择性地和固醇结合,结合的程度与细胞膜的固醇含量成正比,结合后形成多烯化合物,引起细胞膜结构的改变,导致细胞膜渗透性的改变,造成细胞内物质的泄漏。另外,纳他霉素对于抑制正在繁殖的活细胞效果很好,而对于破坏休眠细胞则需要较高的浓度,同时,对真菌孢子也有一定的抑制作用。纳他霉素在实际中的使用量为0.000001数量级。因此,它是一种高效安全的新型生物防腐剂。纳他霉素用于干酪皮防止其表面发霉,它不会渗透到干酪内部,仅停留在酪皮外层,而这一部分一般不会被取食,干酪放置5~10周后,纳他霉素基本消失,此时酪皮变硬不易受到霉菌侵染。另外,把纳他霉素直接添加到酸乳等发酵制品中,抑制霉菌和酵母菌,而不杀死有益的细菌(双歧杆菌),其他防腐剂尚不具备这一功能。纳他霉素用于水果贮藏中,有效防止真菌引起的有氧降解。在葡萄汁中添加20mg/kg纳他霉素可防止因酵母污染而导致果汁发酵。在苹果汁中加入纳他霉素30mg/kg,6周之内可防止果汁发酵,并保持果汁的原有风味不变。在酱油、食醋等调味品中使用一定量的纳他霉素,可有效地抑制酵母菌的生长和繁殖,防止白花的出现,且对酱油的口感和风味无任何影响。在肉类保鲜方面,可采用纳他霉素浸泡或喷涂肉类食品,以达到防止霉菌生长的目的。
认知误区
生产者的使用误区:认为只要是我国食品添加剂使用卫生标准中允许使用的防腐剂,多用一点更能保证产品质量,从而,无视相关法规的规定,出现超量滥用的现象。认为只要是我国食品添加剂使用卫生标准中允许使用的防腐剂,都能用于所有类型的食品,因而产生不问对象、超越范围使用的错误。认为对我国食品添加剂使用卫生标准中允许使用的防腐剂,只要符合规定的品种、使用量和使用范围就可以,忽略对防腐剂本身的质量要求,出现以“工业级” 充当“食品级”。
商业和媒体的宣传误区:宣传标榜“不含添加剂(防腐剂)” 的食品为最安全的食品,颠倒了因果关系,误导消费者把按相关国家卫生法规添加防腐剂的食品当成不安全的食品。把违规使用防腐剂的食品称为“毒食品”,混淆违规滥用防腐剂和合法使用防腐剂之间的界限,将问题食品的责任全部归咎于添加了防腐剂,将防腐剂一棍子打死。把可能存在的隐患当成必然出现的危害进行违反科学的渲染和哗众取宠的报道,无形中在广大群众中塑造起防腐剂的不良形象,甚至形成对防腐剂的恐惧感。
消费者的认识误区:认为没有添加防腐剂的食品最安全,把添加食品防腐剂与食品的安全性对立起来,忽视了防腐剂的功效。这主要是受不实广告和不负责任的媒体宣扬的影响。认为天然的防腐剂比化学防腐剂更安全,模糊了防腐剂的分类和功能的概念。这主要也是受商家利用消费者的绿色环保、回归自然的心态的商业炒作所影响。把违规超量超范围使用造成的中毒危害与按法规使用的防腐剂的允许微量毒性等同起来,形成夸大防腐剂毒性的意识,甚至达到无所适从和“谈防腐剂色变”的程度。
问题
应用上存在超量使用与超范围使用和标示不明确;观念上存在各种误解与误导和不科学的认识;品种上存在选用范围小与开发力度不够;管理上存在制度不健全、监督不严和执法乏力。
新品种
针对食品防腐剂使用存在的问题及食品工业发展的需要,目前对防腐剂新品种的研究和开发主要从下列几个着眼点考虑:安全高效广谱型防腐剂的开发;低毒特效专用型防腐剂的开发;生物类绿色抗菌防腐剂的开发。
壳聚糖:又称脱乙酰甲壳素,甲壳素广泛存在于虾、蟹、昆虫等节肢动物的外壳和真菌、藻类等一些低等植物细胞壁中,是年产量仅次于纤维素的第二大天然高分子化合物,也是迄今发现的唯一天然碱性氨基多糖。有很好的生物相容性和多种生物活性,能抑制鲜活食品的生理变化,对微生物,特别是对细菌有良好的抑制作用。壳聚糖对细菌、霉菌和酵母菌都具有抑菌特性,特别是对广泛的腐败菌和致病菌都有抑制作用。其抑菌能力的大小与壳聚糖的脱乙酰度、分子质量、环境的pH以及金属离子和表面活性剂等杂质的干扰有关。壳聚糖为可食用的天然产物,一般认为无毒无害,它能被生物降解,不会造成二次污染。因壳聚糖是碱性氨基多糖,故也能减少胃酸,抑制溃疡。大量的动物试验报道表明,壳聚糖在抑制病变细胞的同时,对正常组织却几乎没有影响,甚至起维护、促进作用。壳聚糖具有优良的抗菌活性和成膜特性。其应用目前主要还只停留在果蔬的涂膜保鲜。
溶菌酶:是一种细菌素,是由细菌产生、通常只作用于与产生菌同种或亲缘关系相近的种的其他菌株的一种蛋白类抗菌物质。溶菌酶是广泛存在于哺乳动物的体液、乳汁和禽类的蛋清中以及部分植物与微生物体内的一种较稳定的碱性蛋白。蛋清中的溶菌酶含量最丰富,达3.5%,但其活力却远不如人乳和唾液与泪液。不同来源的溶菌酶有不同的溶菌特性,微生物来源的溶菌酶大多数可溶解金黄色葡萄球菌和其他革兰阳性菌。蛋清溶菌酶对革兰阳性菌、好气性孢子形成菌、枯草杆菌、地衣形芽孢杆菌、藤黄八迭球菌等都有良好的溶菌特性。大部分溶菌酶是通过分解细菌细胞壁中肽聚糖起灭菌作用的。溶菌酶是一种无毒球蛋白。多数商品溶菌酶是从鸡蛋清中提取的蛋清溶菌酶,是天然安全的食品防腐剂。溶菌酶对微生物的细胞壁的溶解作用具有专一性,对无细胞壁的人体细胞则没有作用,因此不会对人体产生不良的影响。在应用溶菌酶作为防腐剂时,应考虑到溶菌酶的专一性、稳定性及其使用有效期。
抗氧化剂
食品在生产、贮存及流通过程中除受有害微生物作用而发生腐败变质外,还会受到环境气氛中氧的破坏作用使食物发生褪色、变色、变味等现象。这种变质就是食物成分发生氧化反应的结果。环境中氧元素与食物成分的化学反应是导致食品氧化变质的主要原因。食品的氧化不仅会降低食物的感官质量、破坏其中营养成分,同时还会产生一些有害的物质,进而引起食用者中毒事件的发生。如富含脂肪的食品就容易发生氧化。油脂或油脂食品在长期的保存过程中会发生氧化和“酸败” 现象,产生一些有毒、异味的物质。含不饱和脂肪酸的油脂,其不饱和键稳定性较差而极易被氧化;甚至饱和的脂肪酸链也会受到外界因素(如光照、受热、离子等)影响,诱导产生活泼的自由基或取代基而引发氧化反应发生。不稳定或激活的脂肪酸链更容易与环境氧发生氧化反应,再经过不断裂解,产生带异味的低级脂肪酸、醛或酮类等物质。氧化产物会直接影响食品的感官与风味质量,也会对消费者的健康构成威胁。
油脂的氧化过程基本遵循典型的自由基链式反应规律,即通过光、热、氧气、酶等环境因素诱发自由基产生并进行扩散传递和发展,并逐步加剧油脂的氧化反应,最终使整体油脂不断降解产生低相对分子质量的物质。一般油脂的氧化历程,通常由引发、传递、迸发与终止等小环节进行逐级降解的。
氧化后的油脂或食物出现的异味或变色现象会影响人们的食欲,以至于造成食品的丢弃与浪费。同时许多氧化食物产生的物质,有害于人体健康,其中产生的一些自由基还会促进人体内的脂肪发生氧化降解,破坏组织生物膜,引起细胞功能衰退乃至组织死亡,严重的还会导致各种生理疾病发生。由此可见,氧化反应不仅造成食物的浪费和食物资源的损失,而且导致许多与活性氧、自由基以及衰老相关病症出现和发生,如心血管病、老年性痴呆、肿瘤、糖尿病、艾滋病、白内障病等。因此防止和减缓食品的氧化,无论在食品加工过程中,还是在运输和贮藏方面都具有非常重要的意义。
广义的抗氧化剂是指具有清除、终止、限制自由基或延缓氧化反应的物质。食品中使用的抗氧化剂是一类用于食品保质的添加剂,单指能防止或延缓油脂或食品成分氧化分解、变质,提高食品稳定性的物质。依相关分类标准,食品抗氧化剂包括还原型和螯合型两类物种。从作用原理分析,食品抗氧化剂吸收或钝化自由基,以终止自由基引发的氧化反应;或通过封闭对氧化有催化活性的金属离子来缓解氧化反应。由此可见,食品抗氧化剂的功能在于抑制或延缓氧化导致的食物变质现象发生,更利于食品的加工与贮藏。
食品抗氧化剂与防腐剂同用于食品的保质和贮藏,但防腐剂是针对微生物繁殖与酶活性的影响和抑制。而抗氧化剂的根本目的是延缓食品氧化所引起的变质,而使用效果的检验也不同于防腐剂,抗氧化效果是通过检验过氧化值、酸价、羰基变化等参数来确定。此外,食品抗氧化剂也不同于药剂或保健品,仅作为辅料添加在加工食品或原料中。食品抗氧化剂使用得当可抑制食物中的氧化反应,延缓食品的保质和存放期限,但却不能使氧化变质的食物复原。从脂肪的氧化机理分析,再多的抗氧化剂对已氧化变质的食物也无济于事。
影响因素
使用抗氧化剂后能否达到预期的效果还需要注意使用的条件与影响因素。在使用抗氧化剂的同时,应结合下面几个方面中相宜条件的选择,以得到或实现理想的添加效果。
1、食物成分
对含有稳定性差的组分的食物,宜添加活性高的抗氧化剂;而对富脂食物或高水分食品则需要选择不同的脂溶性或水溶性抗氧化剂物种。
2、处理操作
热风和油炸处理的食品不宜选择活性高的抗氧化剂;而通过风干或低温干燥的食物就可减少抗氧化剂的使用。
3、贮存条件
真空、密封包装都有利于降低环境氧气成分,有利于提高抗氧化剂的使用效果;冷藏和避光贮藏同样降低氧化反应速率、自由基的诱发,同时也能突出发挥抗氧化剂的作用。
4、抗氧化剂物种性质
要对抗氧化剂的一般物种的活性、脂溶性、螯合性有所了解,在使用中可根据不同食物、加工处理、贮存等情况,选择相宜的抗氧化剂。
除此之外,由于食物或油脂成分远比抗氧化剂复杂,对食物的处理条件也不尽相同,在实际使用过程中靠单一的抗氧化剂物种很难达到抗氧化效果,因此,使用多种或复合型抗氧化剂,利用各自不同性能的协同作用会使效果更好。
筛选原则
1、高安全性
食品抗氧化剂的安全性是需要考虑的重要指标,毒理学要求低、对人体无害、不被消化吸收是选择食品添加剂的首要原则。
2、抗氧化能力
食品抗氧化剂的活性突出、抗氧化容量大,其抗氧化能力就高,即可实现低剂量、高效率的最佳使用原则。
3、不影响食物质量
使用抗氧化剂的另一个重要原则是对添加食品的质量不产生任何副作用,包括对食品色泽香味、感官性能、特色风味等指标的负面影响。
4、适宜加工条件和介质酸度
食品抗氧化剂应具有一定的稳定性,适宜在酸性介质、热处理、贮运过程中使用而不影响其效果。
5、结构相近抗氧化效果显著
根据不同食品的特征和特点,可选择物质结构接近的抗氧化剂,使其在食品或油脂中易溶解、分布均匀,可达到理想的抗氧化效果。
6、使用廉价高效的物种
根据不同档次的食品和类型及抗氧化效果,选择价廉、高效的抗氧化剂,有利于降低加工食品的成本。
常用抗氧化剂
抗氧化剂从来源方面可分为合成物质与天然物质,但由于天然抗氧化物质的生产成本较高,而能够用于食品抗氧化的产品仅占抗氧化剂中较小的比例,所以使用最多的仍然是化学合成或化学修饰的物种。根据应用要求基本分为脂溶性和水溶性两种抗氧化剂类型。
1、脂溶性抗氧化剂
脂溶性抗氧化剂是食品加工中最有代表性、使用最多、添加效果最显著的抗氧化剂种类。此类抗氧化剂基本属于还原型抗氧化剂。一般来讲,抗氧化剂结构中的亲脂成分比例越大,其脂溶性越高,分散性和抗氧化效果也越好。掌握不同物种的理化性质、结构特征及脂溶性,不仅有利于认识其抗氧化原理,而且也有助于为提高效果而选择相宜的使用条件。
①丁基羟基茴香醚:又称叔丁基-4-羟基茴香醚、丁基大茴香醚。BHA作为抗氧化剂可用于脂肪,油和乳化脂肪制品,基本不含水的脂肪和油,熟制坚果与籽类(仅限油炸坚果与籽类),坚果与籽类罐头,油炸面制品,杂粮粉,即食谷物[包括碾轧燕麦(片)],方便米面制品,饼干,腌腊肉制品类(如咸肉、腊肉、板鸭、中式火腿、腊肠),风干、烘干、压干等水产品,固体复合调味料(仅限鸡肉粉),膨化食品中,最大使用量为0.2g/kg(除基本不含水的脂肪和油外,上述食品中BHA最大使用量均以油脂中的含量计);BHA用于胶基糖果的最大使用量为0.4g/kg。按FAO/WTO(1984)规定:BHA用于一般食用油脂,最大使用量为0.2g/kg。不得用于直接消费,也不得用于调制乳及其乳制品。BHA对植物油脂的抗氧化作用较小,但对动物脂肪的作用却比较明显。用于油炸食品的用油中,也能有效地保持食品的香味,与没食子酸丙酯等比混合使用,会得到复合抗氧化的效果。
②二丁基羟基甲苯:BHT又称2,6-二特丁基对甲酚、3,5-二叔丁基-4-羟基甲苯。BHT作为抗氧化剂可用于脂肪、油和乳化脂肪制品,基本不含水的脂肪和油,干制蔬菜(仅限脱水马铃薯粉),熟制坚果与籽类(仅限油炸坚果与籽类),坚果与籽类罐头,油炸面制品,即食谷物[包括碾轧燕麦(片)],方便米面制品,饼干,腌腊肉制品类(如咸肉、腊肉、板鸭、中式火腿、腊肠),风干、烘干、压干等水产品,膨化食品,最大使用量为0.2g/kg(以油脂中的含量计)。BHT用于胶基糖果中,最大使用量为0.4g/kg(以油脂中的含量计)。按FAO/WTO(1984)规定:一般食用油脂单用BHT或与BHA、THHQ、没食子酸酯类合用,最大使用量为0.2g/kg(其中没食子酸酯类不超过0.100g/kg);用于乳脂肪,最大使用量为0.2g/kg;与BHA、没食子酸酯类合用总量为0.2g/kg(其中没食子酸酯类不得超过0.100g/kg);用于人造奶油最大使用量为0.100g/kg。BHT与BHA、柠檬酸或抗坏血酸复配使用时,能显著提高其对油脂的抗氧化效果。注意水溶性抗氧化剂需预先使用乙醇或乳化剂混溶后使用。此外,BHT可延缓肉制品中亚铁血红素的氧化褪色,可延长富脂坚果的保质期,对乳品、香精油、口香糖均有稳定和防止变味的功能。
③没食子酸丙酯:又称棓酸丙酯、五倍子酸丙酯。可用于脂肪,油和乳化脂肪制品,基本不含水的脂肪和油,熟制坚果与籽类(仅限油炸坚果与籽类),坚果与籽类罐头,油炸面制品,方便米面制品,饼干,腌腊肉制品类(如咸肉、腊肉、板鸭、中式火腿、腊肠),风干、烘干、压干等水产品,固体复合调味料(仅限鸡肉粉),膨化食品,最大使用量为0.1g/kg(以油脂中的含量计)。PG在胶基糖果中,最大使用量可为0.4g/kg(以油脂中的含量计)。按FAO/WTO(1984)规定:没食子酸酯类抗氧化剂可用于食用油脂、奶油,最大使用量为0.100g/kg。没食子酸酯系列随着分子中脂肪链增长而脂溶性、抗氧化性提高,其中使用最多者为PG,由于本身氧化后生色,故常与其他抗氧化剂混合使用。PG对植物油的抗氧化作用较好,对猪油的效果也优于BHT和BHA。如在香肠中添加0.1g/kg的PG可使其保存30d无变色现象,在方便面中添加同样量可保存150d。
④特丁基对苯二酚:TBHQ又称叔丁基对苯二酚、叔丁基氢醌。TBHQ可用于脂肪、油和乳化脂肪制品,基本不含水的脂肪和油,熟制坚果与籽类,坚果与籽类罐头,油炸面制品,方便米面制品,月饼,饼干,焙烤食品馅料及表面用挂浆,腌腊肉制品类(如咸肉、腊肉、板鸭、中式火腿、腊肠),风干、烘干、压干等水产品,膨化食品中,最大使用量为0.2g/kg(以油脂中的含量计)。TBHQ对多数油脂均有抗氧化效果,利用其耐热性能,可在油炸加热食品中发挥抗氧化作用。TBHQ用于植物油中的添加量为0.02%。如在香肠中添加0.015%,在20℃下塑料袋中保存一个月后的过氧化值也未见显著增加。
⑤硫代二丙酸二月桂酯:可用于经表面处理的鲜水果、新鲜蔬菜,熟制坚果与籽类(仅限油炸坚果与籽类),油炸面制品,膨化食品中,最大使用量为0.2g/kg。
⑥维生素E:又称生育酚。属于天然类抗氧化剂。目前已发现8种同系物(分为α、β、γ、δ等结构),其中α型的生物活性最高,一般抗氧化制品为各种同系物混合体,为无色至黄色或微绿黄色黏稠液体,无臭,在碱性条件下不稳定,耐热,耐光照,不溶于水,溶于乙醇、丙酮、氯仿、乙醚及植物油。维生素E用于基本不含水的脂肪和油与固体汤料,可按生产需要适量使用,用于油炸小食品的使用限量为0.2g/kg。
⑦抗坏血酸棕榈酸酯:又称L-维生素C棕榈酸酯。抗坏血酸棕榈酸酯可用于奶粉(包括加糖奶粉)和奶油粉及其调制产品(以脂肪中抗坏血酸计),脂肪,油和乳化脂肪制品,基本不含水的脂肪和油,即食谷物[包括碾轧燕麦(片)],方便米面制品,面包,最大使用量为0.2g/kg;用于婴幼儿配方食品,婴幼儿辅助食品,最大使用量为0.05g/kg(以脂肪中抗坏血酸计)。扩大抗坏血酸棕榈酸酯的使用范围或使用量,可用于茶(类)饮料,最大使用量0.2g/kg;增加抗坏血酸棕榈酸酯(酶法)食品添加剂新品种,可用于脂肪,油和乳化脂肪制品、基本不含水的脂肪和油,最大使用量为0.2g/kg。
2、水溶性抗氧化剂
水溶性抗氧化剂突出的作用是对催化氧化离子的掩蔽,并兼顾对果蔬食物的护色及防褐变等作用,同时对添加在含水油脂或乳化食物中的脂溶性抗氧化剂具有辅助和加强的作用。
①抗坏血酸:又称维生素C。抗坏血酸既是还原剂也是螯合剂,同属于食品抗氧化剂。抗坏血酸为水溶性抗氧化剂,棕榈酸抗坏血酸酯却为脂溶性抗氧化剂。抗坏血酸可用于去皮或预切的鲜水果,去皮、切块或切丝的蔬菜,最大使用量为5.0g/kg;用于小麦粉,最大使用量为0.2g/kg;在浓缩果蔬汁(浆)中,可按生产需要适量使用。在标准中扩大抗坏血酸使用范围、用量,作为抗氧化剂可用于果蔬汁(浆),最大使用量1.5g/kg。抗坏血酸作为抗氧化剂可用于各类食品中,并可按生产需要适量使用。
②D-异抗坏血酸及其钠盐
D-异抗坏血酸:又称异维生素C。D-异抗坏血酸及其钠盐用于浓缩果蔬汁(浆),按生产需要适量使用;用于葡萄酒,最大用量为0.15g/kg,以抗坏血酸计。
D-异抗坏血酸钠:同异抗坏血酸。
③乙二胺四乙酸二钠:又称EDTA-2Na或EDTA二钠盐。在油脂中,EDTA二钠盐可与BHA、BHT、PG及维生素C、异抗坏血酸结合进行添加使用,对油脂的抗氧化具有协同作用。在果蔬制品中,EDTA二钠盐均能有效地预防和延缓各种果蔬罐头和冷藏蔬菜在存放过程中出现的变色和异味现象。在乳制品中,EDTA二钠盐能有效地防止牛乳中金属催化氧化而产生的异味;在饮料中,EDTA二钠盐能抑制酒类中的金属催化氧化变质,如EDTA二钠盐能有效地防止啤酒中由于金属盐类造成的自然喷出和冷却混浊,同时能保护其中的维生素C不被残留金属离子所氧化破坏。对碳酸饮料可保持风味不变,减少变色、褪色、混浊、沉淀等影响感官效果的现象发生。在肉制品中,EDTA二钠盐能延缓加工过的肉制品中氧化氮血红素的生成,它与亚硝酸盐结合有利于抑制酱肉、肉干制品的表面褐变,与维生素C结合可保持牛肉的特殊风味,也能有效控制鱼肉中三甲胺的产生,使鱼肉制品的鲜味时间延长。乙二胺四乙酸二钠可用于果脯类(仅限地瓜果脯)、腌渍的蔬菜、蔬菜罐头、坚果与籽类罐头、杂粮罐头,最大使用量为0.25g/kg;用于果酱、蔬菜泥(酱)(番茄沙司除外),最大使用量为0.07g/kg;用于复合调味料,最大使用量为0.075g/kg;用于饮料类(14.01包装饮用水除外),最大使用量为0.03g/kg。
④植酸:又称环己六醇六磷酸酯、肌醇六磷酸。植酸及植酸钠作为抗氧化剂均可用于基本不含水的脂肪和油、加工水果、加工蔬菜、装饰糖果(如工艺造型,或用于蛋糕装饰)、顶饰(非水果材料)和甜汁、腌腊肉制品类(如咸肉、腊肉、板鸭、中式火腿、腊肠)、酱卤肉制品类、熏、烧、烤肉类、油炸肉类、西式火腿(熏烤、烟熏、蒸煮火腿)类、肉灌肠类、发酵肉制品类、调味糖浆、果蔬汁(浆)类饮料,最大使用量为0.2g/kg,用于鲜水产(仅限虾类)可按生产需要适量使用。
⑤茶多酚:又称维多酚、抗氧灵、防哈灵。茶多酚是茶叶中儿茶素类、黄酮类、酚酸类和花色素类化合物的总称。茶多酚属于天然类还原型抗氧化剂,具有一定的抑菌作用。茶多酚作为抗氧化剂可用于基本不含水的脂肪和油,糕点,焙烤食品馅料及表面用挂浆(仅限含油脂馅料),腌腊肉制品类(如咸肉、腊肉、板鸭、中式火腿、腊肠),最大使用量为0.4g/kg(以油脂中儿茶素计);用于酱卤肉制品类,熏、烧、烤肉类,油炸肉类,西式火腿(熏烤、烟熏、蒸煮火腿)类,肉灌肠类,发酵肉制品类,预制水产品(半成品),熟制水产品(可直接食用),水产品罐头,最大使用量为0.3g/kg(以油脂中儿茶素计),用于熟制坚果与籽类(仅限油炸坚果与籽类),油炸面制品,即食谷物[包括碾轧燕麦(片)],方便米面制品,膨化食品,最大使用量为0.2g/kg(以油脂中儿茶素计);复合调味料,植物蛋白饮料,最大使用量为0.1g/kg(以儿茶素计)。在标准中扩大茶多酚使用范围,作为抗氧化剂可用于果酱、水果调味糖浆,最大使用量为0.5g/kg。
⑥迷迭香提取物:又称香草酚酸油胺。取迷迭香嫩茎、叶片,去除精油,烘干残渣,由乙醇提取残渣中的有效成分,再通过精制、干燥而制成。迷迭香提取物作为抗氧化剂可用于植物油脂中,最大使用量为0.7g/kg;用于动物油脂(猪油、牛油、鱼油和其他动物脂肪等),熟制坚果与籽类(仅限油炸坚果与籽类),油炸面制品,预制肉制品,酱卤肉制品类,熏、烧、烤肉类,油炸肉类,西式火腿(熏烤、烟熏、蒸煮火腿)类,肉灌肠类,发酵肉制品类,膨化食品,最大使用量为0.3g/kg。
食用色素
天然食物材料中的色素物质一般都对光、热、酸和碱等条件敏感,在食品的加工和贮藏过程中,食品中的色素易被破坏造成褪色和变色。食用色素又称着色剂,是赋予和改善食品色泽的物质。在食品加工和生产中,为使产品能在货架期内保持其自然色泽,往往需要添加一些食用色素,以满足消费者的食欲和爱好。着色剂包括合成色素和天然色素两大类,是食品工业中的一类重要的食品添加剂。
分类
根据产品来源可将食用色素分为合成色素和天然色素两类。由于对所有色素和食品添加剂都是按同样的程序进行评价的。所以在国家标准中,未对天然与合成色素做刻意划分。
1、合成色素合成色素
是通过化学合成的方法生产的色素。它们具有色泽稳定、鲜艳、成本低、色域宽的优点,但在合成生产过程中,使用的化工原料及合成过程中的副产物残留等问题,难免对产品的质量增加一些不确定的因素。因此,在使用中应严格控制使用的范围和用量,同时也是加强食品添加剂使用管理的主要内容之一。色淀是由某种一定浓度的合成色素物质水溶液与氧化铝进行充分混合,色素被完全分散吸附后,再经过滤、干燥、粉碎而制成的改性色素。
2、天然色素
天然色素大多从一些天然的植物体中分离而得,也有些来源于动物和微生物,它们种类繁多,色彩柔和,其安全性相对较高,但稳定性一般较差。天然色素可以根据形态、来源、化学结构等进行分类。