以改善品質、滿足加工需要、延長保存期等為目的,在食品生產、加工、貯藏等過程中所用的一類精細化學品(見彩圖)。食品添加劑本身不作為食品或藥品消費,但應符合食品衛生法的規定。

添加瞭乳化劑、膠凝劑、食用色素、表面裝飾劑等的小食品

加有食品添加劑的面包

  食品添加劑一般須經急性、亞急性、慢性及致畸變性等毒性試驗,試驗合格後,經政府有關部門批準公佈才可使用。聯合國糧食及農業組織(FAO)以及世界衛生組織(WHO)下設的食品添加劑法規委員會(CCFA)制訂瞭食品添加劑的標準和法規,以圖逐步統一世界上食品添加劑的種類和標準等。

  遠在幾千年前,就將食鹽和香辛料等一些天然物質添加於食品,這也可說是一類當時所用的食品添加劑。繼之使用的有使食品著色的紅曲(用於腐乳等)、紅花、梔子色素;使醃制火腿等肉類的肉色發紅的硝石;制造豆腐所用的鹽鹵;饅頭中所用的堿等。隨著科學技術的發展,出現瞭許多性能遠優於天然物質的化學合成添加劑,如防止面包老化、發黴的面團改質劑和防腐劑;防止富油食品變質的抗氧化劑;以及各種合成香料和食用色素等。當前,除香料以外,食品添加劑已發展到600多種。美國1978年的主要食品添加劑產量達481kt,價值13億美元,預計到1990年將達769kt,價值45億美元。日本1979年的主要食品添加劑產量約228kt,主要品種1981年已有459個。自60年代開始,一些化學合成添加劑的毒性,逐漸被人們所認識和重視,因而天然食品添加劑重新受到人們的重視。此外,還不斷開發新的高功能品種。

  天然食品添加劑是以動植物或微生物代謝產物為原料,經萃取、蒸餾、沉降、幹燥、粉碎等物理方法得到的;化學合成食品添加劑是由元素或化合物經化學合成反應而制得的。

  各國食品添加劑的類別數差異很大,通常按其在食品中的功能分為六類。①防止食品腐敗變質的添加劑,如防腐劑、抗氧化劑、殺菌劑。②改善食品感官性狀的添加劑,如鮮味劑、甜味劑、食用色素、發色劑、漂白劑、抗結塊劑。③保持和提高食品質量的添加劑,如組織改進劑、面粉面團改質劑、膨松劑、增稠劑、乳化劑、被膜劑、固化劑。④提高食品營養的添加劑,如營養增補劑(包括維生素、氨基酸、無機鹽)。⑤便於食品加工制造的添加劑,如消泡劑、凈化劑。⑥其他,如膠姆糖基質材料、酸化劑、酶制劑、釀造用添加劑、防蟲劑。下述的添加劑是食品添加劑的主要品種:

  防腐劑 具有抑制某些微生物繁殖及一定程度的殺菌作用。可有選擇地直接添加於醬油、醋、軟飲料、果醬、罐頭、葡萄酒、焙烤食品、蜜餞等,共約30多種,常用的有苯甲酸及其鈉鹽、山梨酸及其鉀鹽、脫氫醋酸及其鈉鹽、對羥基苯甲酸酯類、丙酸的鈣、鈉鹽等。山梨酸的毒性最小、無異味,防腐效果好,是防腐劑中耗用量最多的一種,由巴豆醛與乙烯酮經催化反應制得。

  抗氧化劑 能防止食品成分氧化變質(如褪色、褐變、維生素破壞等),具有易氧化脫氫基團,通過給予食品以氫原子而阻止氧化連鎖反應、或形成絡合物、或抑制氧化酶類的活性,而防止、延緩食品氧化。主要用於防止油脂及富脂食品氧化腐敗。可添加於食用精制油、速煮面、冷凍或幹制魚貝等,總數約30種,常用的油溶性抗氧化劑有叔丁基羥基茴香醚、二丁基羥基甲苯、沒食子酸丙酯、叔丁基對苯二酚、D,L-α-生育酚、愈創樹脂,其中合成品都稍帶毒性。最近出現的一種大分子抗氧化劑,是平均分子量為3800的二乙烯基-氫醌-苯酚的縮聚物,攝入人體後,不分解,不被吸收,直接排除體外,較安全。天然抗氧化劑發展很快。水溶性抗氧化劑有異抗壞血酸及其鈉鹽。

  鮮味劑 能增強食品的鮮美風味。1909年日本鈴木兄弟在池田菊苗1908年發現L-谷氧酸鈉之後,用面筋水解法建廠生產這種調味劑。目前,常用的除L-谷氨酸一鈉(味精)外,還有5′-肌苷酸鈉、5′-烏苷酸鈉、5′-核苷酸鈉、琥珀酸鈉等。5′-核苷酸的鈉、鈣鹽與谷氫酸一鈉合用,可增強鮮味10~20倍。

  甜味劑 能給食品以甜味。每單位賦甜能力的發熱量大於蔗糖相應熱值2%者,稱為營養甜味劑,如糖類及糖醇類。小於2%者稱為非營養甜味劑,如糖精及其鈉鹽類(1884年瑞士汽巴公司首次生產),二氫查耳酮(新橘皮苷)、甜葉菊苷、甘草甜味劑,以及由天門冬氨酸和苯丙氨酸合成的N-L-α-天門冬酸-L-苯丙氨酸甲酯(簡稱天冬甜精)。天冬甜精的甜度高,無苦味,安全性高,已有取代糖精,代替部分砂糖的趨勢。

  食用色素 能使食品著色的一類添加劑,食品的性質不同,選用色素亦不同。如用於軟飲料、糖果時,應選用耐酸性、耐熱性、耐光性好的色素。而鐵等金屬離子易使色素褪色,宜註意防止。作為食用色素,除本身具有鮮艷的色澤外,還必須通過嚴格的毒理評價以符合國傢標準。食用色素總數近60種,包括合成色素和天然色素兩類,前者由具有苯環或萘環等有機物合成而得,常用的有莧菜紅、胭脂紅、檸檬黃、日落黃等。為增強水溶性酸性色素在油脂中的分散性,並提高其耐熱、耐光、耐鹽等性能,可用鋁鹽制成結構復雜的鋁色淀。1983年日本的原色素銷售量為200t,美國約為2500t,日本的鋁色淀約為12t,美國約為600t。合成色素因有一定毒性,發展受到限制。天然色素發展很快,常用的有葉綠素銅鈉鹽、薑黃、甜菜紅、蟲膠色素、紅花黃色素等。

  發色劑 本身無著色作用的一類化合物,能與食品中的色素蛋白作用,穩定其色調,或使其發生鮮艷色澤,總數約十多種。常用於肉類制品(香腸、火腿等)的發色劑是亞硝酸鈉、硝酸鈉、硝酸鉀。用作蔬菜的發色劑為硫酸亞鐵。

  漂白劑 能使食品所含的著色物質分解、變成無色物質。可分氧化漂白劑和還原漂白劑兩種。前者有過氧化氫、過硫酸銨、過氧化苯甲酰、二氧化氯;後者有亞硫酸氫鈉、連二亞硫酸鈉(保險粉),用於蜜餞、餅幹、罐頭食品、葡萄糖、食糖等。硫磺可用於以熏蒸法漂白蜜餞、粉絲、食糖等。漂白劑具有一定的防腐、抗氧化、殺菌作用;但有一定的毒性,還會破壞維生素,應盡量避免使用或少量使用,殘留量有嚴格規定。

  抗結塊劑 添加於粉末狀食品中,以防止其聚集結塊,保持其流散性。通常呈極細的顆粒(2~9μm),表面積很大(310~675m2/g),堆積密度達80~465kg/m3。抗結塊劑具有極微小的細孔,能吸附水分,隔離食品顆粒,從而起分散、抗結塊作用,用於粉末飲料、食鹽、糖粉等。總數約14種,常用的有矽膠、磷酸三鈣、無水磷酸氫二鈉、硬脂酸的鈣及鎂鹽、碳酸鎂等。矽膠的孔隙率極高,可使液態香料、醋、油、維生素及其他營養增補劑變為粉末狀。

  組織改進劑 能改進食品的外觀或觸感,具有保水、保濕、粘結、填充、增塑、增容等作用。用於肉類制品保水致嫩、粘結,膠姆糖基質增塑,焙烤食品增容,改善調味醬、塗抹品的流變性能等,總數約20多種。常用的有磷酸氫二鈉、磷酸一鈣、三磷酸鉀(或鈉)、六偏磷酸鈉、微晶纖維素等。

  面粉面團改質劑 能使面粉漂白、易熟,改善焙烤食品面團的性質。包括面粉漂白劑、氧化劑、酵母食料、乳化劑、軟化劑等。

  膨松劑 能在焙烤食品中產生或促使產生二氧化碳,使食品的組織疏松、柔軟。有利用酵母菌的發酵作用產氣和利用化學反應產氣的兩種方法。化學膨松劑通常由碳酸鹽、酸性物質和填充劑構成,在接觸水分及受熱情況下,反應產生二氧化碳氣泡,總數約20多種。常用的有碳酸氫鈉、酒石酸氫鉀、磷酸氫鈣,主要用於餅幹、面包、糕點等。

  增稠劑 能增加食品的粘度,具有穩定乳化和懸浮狀態的作用。多用於調味醬、果醬、冰淇淋、罐頭食品、糖果、速煮面等,總數近40種。天然增稠劑多數從含多糖類粘質物的植物和海藻類中制取,如淀粉、阿拉伯樹膠;從含蛋白質的動植物中制取,如明膠、酪蛋白;從微生物中制取,如漢生膠。合成增稠劑有羧甲基纖維素鈉、纖維素乙醇酸的鈣及鈉鹽、甲基纖維素、聚丙烯酸鈉等。

  乳化劑 能改善乳化體中各構成相之間的表面張力,形成均勻分散體或乳化體。按乳化劑的親水性和親油性的強弱,可分為油包水型(使水分散在油中)和水包油型(使油分散在水中)兩種(見表面活性劑)。用於糕點、面包、冰淇淋、人造奶油、巧克力、調味醬等,總數近60種。需求量最大的是單甘油酯,它是由脂肪酸或油脂與甘油在加熱下經催化反應而得;其次是蔗糖酯。

  被膜劑 能被覆於食品表面,主要起保質、保鮮、增添光澤等作用。用於果蔬的品種有植物性蠟、氧化乙烯高級脂肪醇、油酸鈉、醋酸乙烯樹脂、嗎啉脂肪酸鹽。用於糖果的有乙酰化單甘油脂、蜂蠟、阿拉伯樹膠、矽酸鎂、液體石蠟等。

  固化劑 能使食品中的膠體凝固,用於使果蔬類食品保持堅硬,或使豆乳凝固成豆腐,總數約10多種。制造冷凍或罐藏果蔬制品時,用氯化鈣、乳酸鈣、檸檬酸鈣、磷酸二氫鈣可使果蔬中的果膠形成果膠酸鈣凝膠,而保持堅硬性。豆腐用固化劑為硫酸鈣(石膏)及葡萄糖酸-δ-內酯,後者適宜於制造保存期長的包裝豆腐。制造葡萄糖酸 -δ-內酯時先以草酸處理葡萄糖酸鈣,使其分解,用離子交換樹脂脫鈣而成為葡萄糖酸溶液,經低溫真空幹燥後,在濃縮液中,加入葡萄酸-δ-內酯晶體,繼續真空濃縮而得。

  螯合劑 能與多價金屬離子結合,形成可溶性金屬絡合物,消除食品中易引起有害氧化作用的金屬離子,以提高食品的質量和穩定性。如與抗氧化劑共用,可防止油脂氧化,保持維生素穩定,保持乳制品風味,防止食品褪色,使肉類制品中鈣-活化凝結酶失活等,總數近30種。常用的有醋酸鈣、氯化鈣、檸檬酸及其鈣、鉀、鈉鹽、乙二胺四乙酸的二鈉及二鈉鈣鹽等。

  營養增補劑 是人體營養和代謝過程中所必需的物質,主要為維生素、氨基酸和無機鹽三類。用於補償食品加工中損失的營養素及強化天然營養素的含量,提高食品的營養價值。可添加於米、麥、醬油、奶油、奶粉、軟飲料、糕點等絕大多數食品,為保持營養素合理平衡,防止過量攝入,應以營養素供給量標準為依據,並在商標上註明含量。營養增補劑總數近130種。維生素類中常用的有維生素 A1B1B2、C類、D類等及其衍生物。常用的氨基酸為八種必需氨基酸及其衍生物,無機鹽類中以鈣、鐵鹽為主。

  食品加工助劑 因食品加工需要而使用的一類輔助物質,包括溶劑、吸附劑、助濾劑、凈化劑等。助劑本身必須符合食品級,最後應從成品中除去,對其殘留量也有所規定。常用的溶劑有丙二醇、甘油、丙酮、醋酸乙酯、己烷等,其他如離子交換樹脂、活性炭、矽藻土、滑石粉、白陶土、石蠟、硬脂酸及專用於糖果防粘的D-甘露糖醇等。

  消泡劑 能防止或消除食品加工過程中產生的有害氣泡,使操作順利。通常使用揮發性小、擴散力強的油狀物,或水溶性表面活性劑。使用最廣的消泡劑是有機矽樹脂,由金屬矽與有機氯化物,經催化反應制得有機氯矽烷單體,精餾分離除去副產物,再經水解、縮聚而得。用於味精發酵以及葡萄酒、醬油、糖、乳制品、果醬等制造。

  酸化劑 添加在食品中能產生附加氫離子以控制pH並產生酸味。用於改善食品風味、抑制微生物,護色,改良粘度和流變性,能使抗氧劑增效及起螯合作用,總數約20種。常用的有醋酸、檸檬酸、己二酸、乳酸、酒石酸。

  膠姆糖基質材料 又稱膠基,是一類高分子化合物,經加入其他添加劑後,具有適當的粘彈性,耐咀嚼性、光滑性等,用於制造膠姆糖。如部分二聚的松香酸甘油酯,丁苯橡膠、丁基橡膠、部分氧化的松香酸甲酯,聚乙烯、聚異丁烯、聚醋酸乙烯酯等。

  酶制劑 從生物體細胞或組織中提取並經加工後仍具有催化活性的含酶制品,用於改進食品加工和最終食品質量。常用的有各種蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、果膠酶、纖維素酶等。廣泛應用於發酵食品、果蔬、肉類、乳品、葡萄糖、軟飲料等的制造(見生物化工產品)。

  

參考書目

天津輕工業學院食品工業教學研究室編:《食品添加劑》,輕工業出版社,北京,1978。