《食品添加剂 》PPT课件.ppt
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1、第七章 食品添加剂,概述乳化剂防腐剂抗氧化剂调味剂习题,概述,一、食品添加剂的定义在食品生产加工过程中,由于某些需要,有意识地向食品中添加少量化学物质或天然物质,食品工艺学上把这些物质称为食品添加剂。中华人民共和国食品卫生法中食品添加剂所下的定义是: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物质或天然物质。,联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)对食品添加剂的国际定义作了如下规定:“国际食品标准计划中的食品的典型成分使用的物质。所以不论有无营养价值,它是指在食品的制造、加工、调剂、处理、装填、包装、运输或保管的过程中,出于技术目的(包括调和着色,赋香
2、等)而有意识地添加到食品中的物质。这些物质本身或其副产物直接或间接地成为食品的一部分或给食品的性质以影响,或者可以充分造成预期结果。它们不包括污染物质或者是为了维持或改善食品营养价值的物质。”,食品强化剂的定义是:为增强营养成分而加入食品中的天然的或者人工合成的属于天然营养范围的食品添加剂,如维生素A、B1、B2、烟酸、烟酰胺、叶酸,L盐酸赖氨酸等。上述国际食品添加剂的定义,不包括食品强化剂。FAO/WHO的国际食品工业的发展而出现的,由于食品工业的迅速发展,食品添加剂的使用范围日益扩大,种类日益增多。食品添加剂工业已发展成为独立的行业,已成为发展现代食品工业的基础工业之一。,二、食品添加剂的
3、一般要求和管理 食品添加剂有天然制品和化学合成两类,目前化学合成使用较多。绝大多数食品添加剂将存留在最终食品中,只有少部分添加剂在制成最终食品前已除去,因此,食品添加剂的安全性与人体健康有着直接的联系。我国早在六十年代就制定了食品卫生管理条例。中华人民共和国食品卫生法已于1983年7月1日执行。此外,对食品添加剂的质量标准和食品用化工产品的管理办法等都有具体规定。,鉴于食品添加剂与人体健康的直接联系,食品添加剂应首先满足安全性的要求其次才是工艺效能,基于此时食品添加剂的一般要求有以下几点:(1)必须经过严格的毒理鉴定,保证在规定使用量范围内对人体无毒;(2)应有严格的质量标准,其有害杂质不得超
4、过允许限量;(3)进入人体后,能参与人体正常的物质代谢,或能经过正常解毒过程排出体外,或不被吸收而排出体外;(4)应具有用量少,功效明显,能真正提高食品的商品质量和内在质量;(5)使用安全方便。,三、食品添加剂的分类:1、按用途分为三大类:(1)用于提高食品的风味和营养价值;(2)用于改善食品的质量和加工手段;(3)用于延长食品的保存时间。2、按作用可分为:酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、着色剂、护色剂、乳化剂、酶制剂、增味剂、面粉处理剂、被膜剂、水份保持剂、营养强化剂、防腐剂、稳定和固化剂、甜味剂、增稠剂及其它。,四、食品添加剂的每日吸收量ADI(或称日允许摄入量)(a
5、cceptable-daily intakes)。ADI是指在不引起人体生命的副作用条件下每公斤体重可吸收的食品添加剂的毫克数。是经由动物毒性试验取得对动物安全的最大无作用量(MNL)数据加安全系数外推得出的,安全系数常取为100,即ADI=MNL/100,随着食品的多样化,方便食品的日益普及,食品添加剂的销售额也在增长。据欧州市场统计市场增长率为2.3%。从品种看,香料约占整个市场的十分之四,今后仍将以年率3%的速度增长。色素则由于法律限制的加强,用量不会增加,而将大量使用天然品,当前有些主张中能食用天然食品,反对使用食品添加剂,尤其是化学合成的食品添加剂,认为凡是化学法生产的物质都有害的,
6、不能接受。但事实说明,目前大部分使用的化学合成的添加剂是天然物质所不能代替的,有的虽能代替,但其效果及效果都难同化学合成的添加剂相抗衡。因此不能单纯地认为化学合成的食品添加剂对人体有害而采取一概否定的态度。,乳化剂,乳化剂是用量很大的一类食品添加剂,它可以改善和保持食品的物理性质和状态。乳化剂的分子中含有亲水基和亲油基,能促进水相和油相成分散均匀的乳浊液。根据乳化剂分子中亲水基和亲油基平衡值HLB值的不同,可为亲水性强的水溶性乳化剂,即水包油型(O/W)和亲油性强的油溶性乳化剂,油包水型(W/O),HLB值越小,亲油性越强,数值越大,亲水性越强。,HLB值与乳化剂的适用性如下表:,因此,乳化剂
7、除乳化外,还有分散、消泡、润湿等作用,所以成为近代食品工业中最受重视和最有发展前途的食品添加剂。,世界上使用的乳化剂有60余种,其中用量最大是脂肪酸甘油酯、脂肪酸蔗糖酯,山梨醇脂肪酸酯、大豆磷脂以及丙二醇脂肪酸酯等,它们的产量占全部乳化剂产量的70%左右。,一、脂肪酸甘油酯 是一类使用量最大的乳化剂,美国年消费量约10万吨左右,西欧约五万吨。甘油和脂肪酸反应,可生成单、双和三酯脂肪酸甘油单酯(Glycerin monostearafe)双酯作为乳化剂用的大多数是单酯,三酯不具有乳化能力,双酯有时具副作用。甘油单酯含量为40%60%的脂肪酸甘油酯,价格便宜,得到广泛应用。甘油与脂肪酸在催化剂参与
8、下,由于甘油有三个羟基,生成的甘油酯为混合物,不能得到纯甘油单酯,制备纯甘油单酯可以采用两条合成路线,即采用脂肪酸酰卤与有意识地封闭了一个或两个羟基的甘油作用。(1)12一亚异丙基甘油与脂肪酸酰氯反应。(2)由1,2一 苄基甘油与脂肪酸酰氯反应。,脂肪酸甘油酯的性质依脂肪酸的种类而异,一般为白色至淡黄色粉未,片状或蜡状半流体和粘稠体,无臭、无味,或具特异的气味,可溶于乙醇,W/O性乳化剂。与热水混合经强列搅拌可以乳化,安全无害。甘油单酯除用作食品添加剂外,化妆品和医药中也有采用,其用量一般为0.20.5%。,二、脂肪酸蔗糖酯(Sarcrose fatty acid ester)是一种性能优良高
9、效而安全的乳化剂,根据单酯、双酯、三酯的比例不同,其亲水亲油平衡值(HLB值)可在规定范围内调节,远远超过其它种类乳化剂的调节范围。它能改进食品的多种性能,在人体内可被消化成蔗糖和脂肪酸而被吸收。所以,它是一种安全、无毒无刺激且易被生物降解的表面活性剂,在食品中的使用没有限制。全世界每年用作食品添加剂的大约二千吨左右,但其生产技术比较复杂,成本较高,因而限制了它的应用。,脂肪酸蔗糖以蔗糖部分为亲水基,长碳链脂肪酸部分为亲油基,结构式如下(见书):蔗糖酯的合成方法尽管有所研究,如微生物发酵等,但工业上仍采用酯交换法,但在溶剂和酯化方面作了改进,其反应式为:,蔗糖酯一般为白色粉未,也可能是块状或蜡
10、状固体或树脂状液体。无明显熔点,熔化时易分解发黑,无臭味、易溶于乙醇、丙酮和其它有机溶剂。蔗糖酯是乳化剂中亲水性最强的,可作O/W型乳化剂使用。其分子结构中有脂肪基团,对油脂也有一定的亲和力,也可用为W/O型乳化剂。其HLB值最高为1113左右,最低为3.54。它对食品有乳化作用、分散作用,与淀粉形成溶合物以及影响结晶生成的作用,应用广泛,食品方面可用作面包、糕点等的防老化剂,糖果酥脆饼干的改性剂,对于难溶于水的色素、香料及防腐剂,可起助溶剂的作用。,在医药和化妆品方面,由于蔗糖酯口服中与皮肤接触均无毒,对粘膜无刺激性,而且不混浊,因此可用作维生素A、D的增溶剂,以及片剂的保护膜和粘合剂等。在
11、化妆品方面,除用作各种美容霜、洗发剂、口红等乳化剂外,本身也有滋润皮肤的作用。另一用途是用作纤维处理剂,可赋予棉织品、丙烯睛和尼龙等编织以优良的柔软性和吸水性。,三、脂肪酸山梨醇酯。另一类乳化效率高表面活性剂。它溶于水,也溶于油,适于形成O/W型和W/O型两种乳浊液,其合成方法:将山梨醇与脂肪酸加热,进行酯化反应,并脱水而成山梨醇酐脂肪酸酯;或将山梨醇预先脱水,生成山梨醇酐,精制后再与脂肪酸进行酯化反应而得。由于山梨醇酐上所结合的脂肪酸的种类和数量的不同,其酯分别具有不同的性质和用途。它在食品工业中的用量约占工业应用的10%,主要用于面包、糕点、冰淇淋等乳化食品中,起乳化分散稳定作用。,四、大
12、豆磷脂本品是唯一的天然乳化剂。又称磷脂或大豆卵磷脂,世界年产量约在十万吨左右。其主要成分是卵磷脂(磷酯酰胆碱,约24%),脑磷脂(磷脂酰氨基乙醇,约25%)的肌醇磷脂(一磷脂肌醇,约33%。大豆磷脂为淡黄色至褐色、透明或半透明粘稠液体,有特异臭味,不溶于水,在水中溶胀后呈现液体溶液,溶于氯仿和石油醚,CCl4等。,大豆磷脂,CH2-OCORCH-OCORCH2-O-PO(OH)-OM 它是食用油生产的副产品,除乳化作用外,还用作增溶剂、湿润剂、脱模剂、粘度改良剂、营养添加剂、一种药物。,生产流程,加水破坏毛油的结合键,使其水化膨胀后凝聚沉淀,离心分离,然后脱水干燥。,大豆磷脂为制造大豆油时的副
13、产品,将提取大豆原油的溶剂,蒸发除去,再通入水蒸气,则磷脂沉淀分离,将沉淀分离的黄色乳浊液离心脱水后,在60下减压干燥,再精制而得。本品不仅有乳化作用,还具有生化功能,可增加胆胺、肌醇等有机磷补充人体营养需要。因而它广泛用于糖果、饼干、巧克力和人造黄油等食品中作营养剂,防腐剂,食品中含有大量适于微生物生长和增殖的营养料,微生物的滋生通常导致食品腐败的根本原因。防腐剂是防止由微生物的作用而引起食品腐败变质,能延长食品保存期的一种食品添加剂,另外,它还有防止食物中毒的作用,在食品工业发达的国家,防腐剂的使用很普遍,而且逐年增长,品种约有50多种。,作用机理:作用于细胞壁和细胞膜系统;作用于遗传物质
14、或遗传微粒结构;使蛋白质变性:酸型防腐剂属于此类,防腐剂通过渗入微生物细胞内,使蛋白质变性并抑制酶类的活性,显示出防腐作用。干扰细胞内酶的活力;,分类防腐剂分为无机、有机防腐剂、酸性、酯性、生物防腐剂五类。常见防腐剂分为无机防腐剂和有机防腐剂两类。无机防腐剂有硝酸盐、亚硝酸盐、SO2、亚硫酸盐等、游离氯与次氯酸盐。有机防腐剂有:苯甲酸及盐、山梨酸及盐,对羟基苯甲酸酯类、丙酸及其盐类等,乳酸及醋酸、等。,一、苯甲酸及其钠盐苯甲酸又称安息香酸、其结构式为 为无色无定形结晶性粉未,mp:121123,微溶于水,易溶于乙醇。由于苯甲酸的溶解度低,使用不便,实际生产中大多使用其钠盐。使用中钠盐转化为有效
15、形式苯甲酸。故一般用于酸性物,尤其是饮料中,如苹果汁、葡萄汁和泡白菜等。,苯甲酸纳生产流程甲苯氧化:甲苯、萘酸钴、空气;氧化塔,放热反应;尾气处理(甲苯吸收);放热反应。脱苯(将未反应的甲苯分离)脱苯塔;压缩空气鼓泡。蒸馏:杂质和有机色素。中和、脱色、过滤干燥,苯甲酸及其钠盐是国外普遍应用的防腐剂之一,也是我国广泛使用的一种有机防腐剂。具有成本低廉、供应充足,毒性较低的优点,在酸性食物中使用效果较好,对酵母、霉菌和细菌都有效。但其防腐效果受PH值影响较大,抑菌的最适PH为2.54,当PH在4以上时效果明显下降,PH5.5时,对很多霉菌和酵母没有什么效果,故应用范围有一定的局限性。,根据食品添加
16、剂使用卫生标准规定,苯甲酸在酱油、醋、果酱类和罐头中最大使用量为1g/kg,对果子酒等最大使用量为0.8g/kg,对汽水和汽洒为0.2g/kg,而浓缩果汗不得超过2g/kg。,二、山梨酸及其盐类山梨酸是一种不饱和脂肪酸,化学名为2,4-二-己烯酸结构式为1895年,山梨酸首先从未成熟的山梨果水解油中被分离出来,1945年出现了第一项将山梨酸在食品上用作抗菌剂的专利,1954年开始工业生产用作食品添加剂。,机理:和微生物作用酶系统中的疏基作用,破坏酶系作用;双键阻止了霉菌的脱氢,阻止了不饱和脂肪酸的生成,降低了新陈代谢,微生物的生成。,其合成路线有四条:1、以巴豆醛和乙烯酮为原料 生成的已烯酸内
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