第四章 食品添加剂

1. 第四章 食品添加剂

2. 一、食品添加剂的定义、作用、分类 食品添加剂 是指为改善食品品质和色、香、味以及防腐和加工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质。 这些物质本身不作为食用目的，也不一定有营养价值。但不包括污染物、残留农药。 食品添加剂的作用 增加食品的保藏性、防止腐败变质，改善食品的感官性状，有利于适应生产的机械化和连续化食品加工操作，保持或提高食品的营养价值，满足其他特殊需要

3. 食品添加剂分类 （1）按来源分为两大类：天然食品添加剂和化学合成添加剂。 天然食品添加剂是利用动物与植物组织或分泌物及以微生物的代谢产物为原料，经过提取、加工所得到的物质。如辣椒红色素、番茄红色素等是从植物中提取出来的。天然食品添加剂一般对人体无害。 化学合成添加剂是通过一系列化学手段所得到的有机或无机物质，或多或少都有毒性，在剂量上应该严格掌握。

4. （2) 按食品添加剂的功能、用途划分，各国分类不尽相同 我国《食品添加剂使用卫生标准》将其分为22大类：甜味剂、抗氧化剂、防腐剂、着色剂、护色剂、香精香料、酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、漂白剂、膨胀剂、胶姆糖基础剂、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、稳定剂和凝固剂、增稠剂和其他类添加剂。 食品添加剂分类

5. 二、食品添加剂的毒性或危害 食品添加剂的含量较少，但是可能在体内蓄积毒性 食品添加剂可能与食品中某些成分或其他添加剂相互作用，产生新的有毒物质 食品添加剂可能产生叠加毒性，两种以上的化学物质混合后产生毒性作用，例如，食品添加剂本身并无毒性，但是和农药、重金属一起摄入，可能会使无致癌性的化学物质转化为致癌物质

6. 测定意义 • 食品添加剂是食品工业的基础原料，对食品的生产工艺、产品质量、安全卫生都起到至关重要的作用。 • 但毕竟不是食品的基本成分，尽管在用于食品之前已在实验室中进行多次安全性测试，但违禁、滥用以及超范围、超标准使用添加剂，都会给食品质量、安全卫生以及消费者的健康带来巨大的损害。 • 食品添加剂的种类和数量越来越多，对人们健康的影响也就越来越大。 • 随着研究的不断改进和发展，原来认为无害的添加剂，近年来发现还可能存在慢毒性、致癌作用、致畸作用及致突变作用等各种潜在的危害，因而更加不能忽视。 • 食品添加剂的检测，目的在于监督、保证和促进正确合理地使用食品添加剂，确保人民的身体健康。

7. 三、常见食品添加剂的检测 食品添加剂的检测除已列入国家标准的品种外，不断有新的品种、新的卫生标准出现。随着技术的进步，许多快速的新检测方法也相继出现。 1.甜味剂的测定（糖精钠） 2.防腐剂的测定（山梨酸、苯甲酸） 3.发色剂的测定（亚硝酸盐、硝酸盐） 4.漂白剂的测定（二氧化硫及亚硫酸盐） 5.抗氧化剂的测定（BHA、BHT） 6.合成着色剂的测定

8. 性质：糖精及其钠盐是使用较广的甜味剂之一，糖精为白色结晶或粉状，无臭或微有酸性芳香气味，极甜。对热不稳定，长时间加热失去甜味。在水中溶解度极小，故在食品生产中常用其钠盐，糖精钠为无色结晶，浓度低时呈甜味，浓度高时有苦味，易溶于水。糖精钠是限制使用的甜味剂，进入人体后不分解，不供给热能，无营养价值，对其使用的安全性至今尚未有定论。性质：糖精及其钠盐是使用较广的甜味剂之一，糖精为白色结晶或粉状，无臭或微有酸性芳香气味，极甜。对热不稳定，长时间加热失去甜味。在水中溶解度极小，故在食品生产中常用其钠盐，糖精钠为无色结晶，浓度低时呈甜味，浓度高时有苦味，易溶于水。糖精钠是限制使用的甜味剂，进入人体后不分解，不供给热能，无营养价值，对其使用的安全性至今尚未有定论。 在凉果、蜜饯等产品的检验过程中，经常会出现其含量超标现象。 食品中甜味剂的测定—糖精钠

9. 糖精钠含量规定 GB2760-2011

11. 食品中糖精钠的测定 高效液相色谱法 原理 样品经加温除去二氧化碳和乙醇后，调节pH至近中性，过滤后进高效液相色谱仪。经反相色谱柱分离后，根据保留时间和峰面积进行定性和定量。 HPLC 薄层色谱 离子选择电极 GB/T 5009.28—2003

12. 固定相（柱填料）： 固定相又分为两类： ①一类是使用最多的微粒硅胶； ②另一类是使用较少的高分子微球： 分配色谱又可分为： 正相色谱：固定相为极性，流动相为非极性。 反相色谱：固定相为非极性，流动相为极性。 用的最多，约占60～70％。 液相色谱

13. 最常使用的全孔微粒硅胶（3～10μm）是化学键合相硅胶，这种固定相要占所有柱填料的80％。它是通过化学反应把某种适当的化学官能团（例如各种有机硅烷），键合到硅胶表面上，取代了羟基（－OH）而成。它是近代高效液相色谱技术中最重要的柱填料类型。最常使用的全孔微粒硅胶（3～10μm）是化学键合相硅胶，这种固定相要占所有柱填料的80％。它是通过化学反应把某种适当的化学官能团（例如各种有机硅烷），键合到硅胶表面上，取代了羟基（－OH）而成。它是近代高效液相色谱技术中最重要的柱填料类型。 • 按键合到基质上的官能团可分为： • ⑴反相柱：填料为非极性，官能团为烷烃，例如：C18(ODS)、 C8、C4等。 • ⑵正相柱：填料为极性，官能团为－CN氰基、－NH2氨基等。 • ⑶离子交换键合相 • 阳离子官能团：－SO3H磺酸基、－COOH羧基等。 • 阴离子官能团：―R4N＋季铵基、-氨基等。

14. 最常用的“万能柱”填料为“C18”，简称“ODS”柱，即十八烷基硅烷键合硅胶填料（Octadecylsilyl，简称ODS）。最常用的“万能柱”填料为“C18”，简称“ODS”柱，即十八烷基硅烷键合硅胶填料（Octadecylsilyl，简称ODS）。 这种填料在反相色谱中发挥着极为重要的作用，它可完成高效液相色谱70～80％的分析任务。

15. 流动相： 1. 反相色谱最常用的流动相及其冲洗强度如下： H2O＜甲醇＜乙腈＜乙醇＜丙醇＜异丙醇＜四氢呋喃 最常用的流动相组成是：“甲醇—H2O”和“乙腈—H2O”，由于乙腈的剧毒性，通常优先考虑“甲醇—H2O”流动相。 2. 正相色谱常用的流动相及其冲洗强度的顺序是： 正己烷＜乙醚＜乙酸乙酯＜异丙醇 最常用的是正已烷，虽然其价格较贵，但80％的顺、反和邻位、对位异构体仍然要用正相色谱来进行分离。

16. 正、反相色谱区别 正相色谱：色谱柱填料极性强，即固定相的极性要大于流动相的极性，洗脱顺序是由弱到强，极性弱的物质先被洗脱下来，极性强的物质后被洗脱下来 反相色谱：色谱柱填料极性弱，固定相的极性要小于流动相的极性，洗脱顺序由强到弱，极性强的物质先被洗脱下来，极性弱的物质后被洗脱下来

17. 试样处理 汽水 称取5.00g-10.00g，放入小烧杯中，微温搅拌除去二氧化碳，用氨水(1+1)调pH约7.0,加水定容至适当的体积，经0.45um滤膜过滤。 果汁类 称取5.00g-10.00g，用氨水(1+1)调pH约7.0，加水定容至适当的体积，离心沉淀，上清液经0.45um滤膜过滤。 配制酒类 称取10.00g放小烧杯中，水浴加热除去乙醇，用氨水(1+1)调PH约7.0，加水定容至20 mL，经0.45um滤膜过滤。 被测溶液的PH值对测定和色谱柱使用寿命均有影响，PH>8或PH<2时会影响被测组分的保留时间，对仪器有腐蚀作用，以中性为宜。 除去液体中的微粒和细菌

18. (2)高效液相色谱分析参考条件： 检测器：紫外检测器 检测波长：230nm 色谱柱：C18柱 流动相：甲醇+0.02mol/L乙酸铵（5+95，滤膜过滤） 流速：1.0mL/min 进样量：20µL (3)测定：仪器稳定后，分别将20µL标准溶液和样品溶液注入色谱系统，根据保留时间定性，峰面积定量。 滤膜：用于流动相的过滤,有一定的脱气作用,以保证流动相的洁净，防止液路的堵塞

19. 结果计算

20. 环己氨基磺酸钠（甜蜜素）的测定 GB2760-2011 环己基氨基磺酸钠商品名为甜蜜素，是人工合成的非营养型甜味素，稀释溶液的甜度约为蔗糖的30倍，对酸、碱、光、热稳定。 摄食环己氨基磺酸钠后约40％从尿中排出，60％从粪便中排出。对其致癌作用引起了世界各国的争议，至今都没有达成一致看法。1994年FAO/WHO对ADI值规定为0-11mg/kg体重。

23. 气象色谱 比色法 薄层色谱 气象色谱法原理 在硫酸介质中，环己基氨基磺酸钠与亚硝酸反应，生成环己醇氨基甲酸酯，用气象色谱法进行定性和定量分析

24. 食品中防腐剂的测定 防腐剂是能防止水平腐败、变质、抑制食品中微生物繁殖，延长食品保存期的一类物质的总称。虽然有些防腐剂被认为是比较安全的，但长期或大量使用不行，应尽量少用甚至不用。 防腐剂除在食品中的应用，还在烟草、化妆品、牙膏、药品中应用。 防腐剂的品种： 苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾、EDTA二钠盐、 亚硝酸钠、丙酸及其盐、乳酸链球菌素

25. 苯甲酸钠和山梨酸钾的检测（防腐剂） • 苯甲酸性质 • 又名安息香酸，微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。在酸性条件下可随水蒸汽蒸馏。化学性质较稳定。苯甲酸钠易溶于水，难溶于有机溶剂，在酸性条件下（pH2.5-4）能转化为苯甲酸。在酸性条件下苯甲酸及苯甲酸钠防腐效果较好，适宜用于偏酸的食品（pH 4.5-5）。 • 苯甲酸的毒性较小，1996年FAO/WHO限定苯甲酸及盐的ADI值以苯甲酸计为0-5mg/kg体重。

26. 山梨酸性质 • 难溶于水，易溶于乙醇、乙醚，在酸性条件下可随水蒸汽蒸馏，化学性质稳定。山梨酸钾易溶于水，难溶于有机溶剂，与酸作用生成山梨酸。山梨酸及其钾盐也是用于酸性食品的防腐剂，适合于在pH5～6以下使用。它是通过与霉菌、酵母菌酶系统中的巯基结合而达到抑菌作用。但对厌氧芽孢杆菌、乳酸菌无效。几乎对人体没有毒性，在体内最后成CO2和水，是一种比苯甲酸更安全的防腐剂。 • FAO/WHO联合食品添加剂专家委员会1996年提出的山梨酸和山梨酸钾的ADI值以山梨酸计为0-25mg/kg体重。

31. GB5009.29-2003 国标法：气象色谱法、高效液相色谱法、薄层色谱法 气象色谱法原理 • 样品酸化后，用乙醚提取苯甲酸、山梨酸，用带氢火焰离子化检测器的气相色谱仪进行分离测定，与标准系列比较定量。测出苯甲酸、山梨酸量后，再分别乘以适当的相对分子质量比，求出苯甲酸钠，山梨酸钾量。 说明 • 本法为国家标准方法，可同时测定食品中苯甲酸和山梨酸的含量，山梨酸保留时间为173秒，苯甲酸保留时间为368秒。适用于酱油、果汁、果酱。用于色谱分析的样品为1g时，最低检出浓度为1mg/kg （采用相同的提取方法）。

33. 分析步骤 称取2.50 g事先混合均匀的试样，置于25mL带塞量筒中，加0.5mL盐酸(1+1)酸化，用15，10mL乙醚提取两次，每次振摇1 min，将上层乙醚提取液吸入另一个25 m1带塞量筒中，合并乙醚提取液。 用3mL氯化钠酸性溶液(40g/L)洗涤两次，静止15 min，用滴管将乙醚层通过无水硫酸钠滤入25mL容量瓶中。加乙醚至刻度，混匀。 准确吸取5mL乙醚提取液于5mL带塞刻度试管中，置40℃水浴上挥干，加入2mL石油醚一乙醚(3+1)混合溶剂溶解残渣，备用。

34. 测定 进样2uL标准系列中各浓度标准使用液于气相色谱仪中，可测得不同浓度山梨酸、苯甲酸的峰高，以浓度为横坐标，相应的峰高值为纵坐标，绘制标准曲线。 同时进样2uL试样溶液，测得峰高与标准曲线比较定量。 山梨酸保留时间2 min53 s;苯甲酸保留时间6min8S

35. 结果计算

36. 食品中亚硝酸钠、硝酸盐—发色剂的检测 发色剂也称 护色剂或呈色剂 ，主要指一些能够使肉与肉制品呈现良好色泽的物质，最常用的是 硝酸盐和亚硝酸盐。 亚硝酸盐和硝酸盐添加剂在制品中后转化为亚硝酸，亚硝酸 经过一系列反应，最后赋予食品鲜艳的红色。 同时，亚硝酸盐对抑制微生物的增殖有一定作用，与食盐并用可增加抑菌，对 肉毒梭状芽抱杆菌 有特殊抑制作用。亚硝酸盐与仲胺反应生成具有致癌作用的 亚硝胺 。亚硝酸盐和硝酸盐作为食品添加剂，过多地使用对人体产生毒害作用。

39. GB/T 5009.33—2010 盐酸萘乙二胺分光光度法 原理：样品经沉淀蛋白质，除去脂肪后，在弱酸条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化，再与盐酸萘乙二胺偶合形成紫红色染料，其最大吸收波长为 538 nm，可测定吸光度并与标准比较，定量。

40. 样品处理 • 称取5.0克经绞碎混匀的样品，置于50毫升烧杯中，加入12.5毫升硼砂饱和溶液（作用：a亚硝酸盐提取剂;b蛋白质的沉淀剂），搅拌均匀，以70℃左右的水约300毫升将样品全部洗入500毫升容量瓶中，置沸水浴中加热15分钟，取出后冷至室温（加热时间保证蛋白质沉淀剂充分与样品反应 ；通过加热后冷却，使脂肪凝固滤去） • 然后一面转动一面加入5毫升亚铁氰化钾溶液，摇匀，再加入5毫升乙酸锌溶液以沉淀蛋白质(亚铁氰化钾和乙酸锌溶液作为蛋白质沉淀剂，使产生的亚铁氰化锌沉淀与蛋白质产生共沉淀)，加水至刻度，混匀，放置0.5小时，除去上层脂肪，清液用滤纸过滤弃去初滤液30毫升，滤液备用。

41. 硼砂溶入水中，即被水解为等量的硼酸与硼酸二氢钠，起缓冲溶液作用。溶液pH约为9.18，即碱性。在碱性下处理样品有几方面作用硼砂溶入水中，即被水解为等量的硼酸与硼酸二氢钠，起缓冲溶液作用。溶液pH约为9.18，即碱性。在碱性下处理样品有几方面作用 一是锌盐沉淀蛋白质时，要求在碱性。 二是碱性下处理肉制品，脂肪被皂化，减少样品被脂肪包裹，使亚硝基根更易提取到水溶液中， 三是溶液在碱性下亚硝基根以离子存在，易溶且稳定，如溶液偏酸性，则形成亚硝酸，在加热下容易挥发，也易分解，造成损失。 硼砂饱和溶液作用

42. 测定 吸取上述滤液40ml于50ml带塞比色管中，同时吸取0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.50、2.00、2.50ml亚硝酸钠标准使用液（标准使用液的浓度为5ug/ml,上述所加溶液相当于0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、7.5、10.0、12.5ug的亚硝酸钠）分别置于50ml带塞比色管中。 在样品管及标准管中分别加入0.4%对氨基苯磺酸溶液4ml,混匀后静置3～5分钟，然后又在各管及标准管中分别加入0.2%盐酸萘乙二胺溶液2ml，加水至刻度，摇匀，静置15分钟后，用1cm的比色皿，以零管调节零点，于波长538nm处，测吸光度，绘制标准曲线并查出待测液的亚硝酸盐含量。

45. 漂白剂的检测 • 漂白剂是指可使食品中有色物质经化学作用分解转变为无色物质，或使其褪色的食品添加剂。 • 有还原型漂白剂和氧化型漂白剂两类。还原型漂白剂有：二氧化硫、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、低亚硫酸钠、焦亚硫酸钠等，氧化型漂白剂有：过氧化氢、次氯酸等。 • 在我国食品行业中，使用较多的是二氧化硫和亚硫酸盐。两者对人体健康有一定影响，因此在食品中添加应加以限制。

46. 1994年FAO／WHO规定了亚硫酸盐的ADI值为0-0.7mg/kg体重,并要求在控制使用量的同时还应严格控制SO2的残留量。1994年FAO／WHO规定了亚硫酸盐的ADI值为0-0.7mg/kg体重,并要求在控制使用量的同时还应严格控制SO2的残留量。 GB2760-2011

49. 食品中亚硫酸盐的测定（漂白剂） 盐酸副玫瑰苯胺比色法 蒸馏法 GB/T 5009.34--2003 盐酸副玫瑰苯胺比色法 原理 亚硫酸盐或二氧化硫，与四氯汞钠反应生成稳定的络合物，再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫红色物质，其色泽深浅与亚硫酸含量成正比，可比色测定。

50. 分析步骤 • 试样处理 • 水溶性固体试样如白砂糖等可称取约10.00g均匀试样(试样量可视含量高低而定)，以少量水溶解，置于100 mL容量瓶中，加入4 mL氢氧化钠溶液(20 g/L,作用：亚硫酸和食品中的醛、酮和糖相结合，以结合型的亚硫酸存在于食品中，加碱将食品中的二氧化硫释放出来),5min后加入4mL硫酸(1+71，作用：中和碱，这是因为总的显色反应是在微酸性条件下进行)，然后加入20 mL四氯汞钠吸收液，以水稀释至刻度。