化学与生活

刘辉,北京大学有机化学博士

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 课程简介
    • 1.2 化学发展简史;化学是一门中心科学
    • 1.3 火的使用与人类文明
    • 1.4 燃烧与爆炸极限
    • 1.5 灭火与阻燃
  • 2 化学与能源
    • 2.1 能源概述与分类
    • 2.2 化石能源
    • 2.3 化学电源
    • 2.4 新能源
  • 3 化学与环境
    • 3.1 大气环境化学
    • 3.2 水环境化学
    • 3.3 绿色化学
    • 3.4 室内污染
  • 4 舌尖上的化学之化学与营养
    • 4.1 营养物质概述
    • 4.2 营养物质的代谢
    • 4.3 脂肪与蛋白质
  • 5 舌尖上的化学之化学与食品
    • 5.1 课外学习专题:舌尖上的中国
    • 5.2 食品安全
    • 5.3 食品添加剂1
    • 5.4 食品添加剂2
    • 5.5 奶茶的真相
  • 6 化学与药物
    • 6.1 药物概述
    • 6.2 感冒及解热镇痛类药
    • 6.3 抗菌药
    • 6.4 抗癌药物
  • 7 化学与新材料
    • 7.1 金属材料
    • 7.2 高分子材料
  • 8 化学与日用品
    • 8.1 洗涤剂
    • 8.2 化妆品
  • 9 化学与国防
    • 9.1 化学与武器
    • 9.2 化学武器
  • 10 化学与文艺
    • 10.1 文学作品中的化学
    • 10.2 影视中的化学
  • 11 化学文献检索
    • 11.1 常用数据库
    • 11.2 常用网站
  • 12 化学化工前沿
    • 12.1 《化学化工前沿》视频
食品添加剂1

关于食品添加剂,记住两点:

1、抛开剂量谈毒性都是耍流氓!

2、只要是正常使用的、法定的食品添加剂,都是没有问题的!


一、概述

现代食品工业的灵魂——食品添加剂

定义:为改善食品品质和色、香、味以及为防腐和加工工艺而加入食品中的化学合成或天然的物质。

说明:

    ① 食品添加剂是辅料,用量很少

    ② 食品添加剂属非食品成分,大多不能直接食用

    ③ 食品添加剂使用目的是改善品质、利于加工

    ④ 食品添加剂来源范围为化学合成和天然物质


课外拓展视频

         

科普视频:食品添加剂知多少(视频来自网络,版权归原作者所有)  

科普视频:为什么不能禁止食品添加剂(和上面那个视频内容上有一部分是重复的。视频来自网络,版权归原作者所有)  



二、分类


三、食品添加剂的质量指标和安全性

1、质量指标

是各种食品添加剂能否使用和能否保证消费者健康的关键,一般包括外观、含量和纯度,有的还包括微生物指标和毒素等指标。

2、安全性指标(毒性指标)

    每日允许摄入量(ADI值)

   半数致死量(LD50值 )

(1)每日允许摄入量(ADI值,Acceptable Daily Intake,是评价食品添加剂毒性的首要指标。

ADI值定义:依据人体体重,终生摄入一种食品添加剂而无显著健康危害的每日允许摄入估计值。单位:mg/kg (体重)

ADI值数值获得:根据动物试验的MNL值推算得到,

一般取MNL的1/100~1/500作为ADI。

MNL(MaximumNo-effect Level):最大安全量或最大无效量,是指动物长期摄入该受试物而无任何中毒表现的每日最大摄入量,单位为mg/kg。

将ADI乘上平均体重就得到一个人的每日允许摄入总量。

(2)半数致死量(LD50值)

    指能使一群实验动物,中毒死亡数达到一半所需的剂量。是粗略衡量急性毒性高低的指标。

   单位:mg/kg(体重);对象:动物 (一般为小鼠或大鼠)


(3)毒理试验

任何一种新食品添加剂都应对其进行毒理学评价,分为四个阶段:

3、食品添加剂的使用原则

(1)对人体安全无害;

(2)参与人体的正常代谢,能够正常排出体外;

(3)最好食品添加剂达到效果后,不进入人体;

(4)不影响食品感官性质和原味,不破坏营养;

(5)应有助于食品的生产、贮存和运输,能保持食品营养、防止腐败变质、增强感官性状和提高产品质量,最好在较低使用量达到效果;

(6)价格低廉、来源充足、使用安全;

(7)添加入食品后能被分析鉴定出来。

4、食品添加剂的发展趋势

(1)健康、安全的天然食品添加剂大方向;

(2)生物食品添加剂(发酵、酶)新热点;

(3)保健功能食品添加剂备受关注;

(4)用量少,效果好的复配型潜力巨大;

(5)食品保鲜剂仍将迅猛发展。


四、常见食品添加剂

1、防腐剂

定义:

凡是能抑制微生物的生长活动,延缓食品腐败变质或生物代谢的制品都是食品防腐剂,有时也称抗菌剂。

杀菌剂:通过一定的化学作用杀死微生物,使之不能侵染食品,造成食品变质。

抑菌剂:主要是通过改变微生物生长曲线,使微生物的生长繁殖停止在缓慢繁殖的缓慢期,而不进入急剧增殖的对数期,从而延长微生物繁殖一代所需要的时间,即起到所谓的“静菌作用”。

目前常用的食品防腐剂主要有6类:

苯甲酸及其盐类

山梨酸及其盐类

对羟基苯甲酸酯类

丙酸及其盐类

(1)苯甲酸(安息香酸)及其钠盐

苯甲酸:

白色有丝光的鳞片或针状结晶;

无臭或微带安息香或苯甲醛味;

难溶于水,易溶于乙醇;

适宜pH为2.5-4.0;

苯甲酸钠:

白色的颗粒或结晶性粉末;

微有安息香的气味,稍甜;

在空气中稳定;

易溶于水;

适宜pH为2.5-4.0

苯甲酸及其钠盐的抗菌作用:

(a)对广范围的微生物有效,唯对产酸菌作用弱;

(b)苯甲酸的亲油性很大,易透过细胞膜进入细胞体内,抑制细胞膜对氨基酸的吸收;

(c)进入细胞体内的苯甲酸分子抑制呼吸酶系的活性,对乙酰辅酶A缩合反应有很强的阻止作用。

苯甲酸及其钠盐的毒性:

(a) ADI: 0~5mg/kg

(b) 苯甲酸进入机体9~15h可全部从尿液中排出;

(c) 二者代谢均在肝脏内进行,肝功能衰弱的人不宜。

使用:

(a) 使用苯甲酸,可先用适量乙醇溶解后再用;

(b) 选择合适的pH值;

(c) 与对羟基苯甲酸酯类一起使用,效果更好。


(2)山梨酸(花椒酸)及其钾盐



山梨酸稍带刺激性臭味;对光、热稳定,易氧化变色;被加热时,易与水蒸气一起挥发;饱和水溶液PH为3.6;难溶于水,易溶于有机溶剂;适宜pH为5~6。

山梨酸钾白色或浅黄色鳞片状结晶或细结晶性粉末;有弱刺激性臭味;长期存放在空气中易潮解并氧化变色;1%的水溶液PH为7.8;易溶于水。

山梨酸及其钾盐的抗菌作用:

(a) 山梨酸对霉菌、酵母和好气性细菌均有抑制作用,但对嫌气性细菌与嗜酸杆菌几乎无效。

(b) 其防腐效果随pH升高而降低。pH为8时丧失防腐作用,适用于pH在5.5以下的食品防腐。

(c) 山梨酸能与微生物酶系统中巯基结合,从而破坏许多重要酶系,达到抑制微生物增殖及防腐的目的。

毒性:

  山梨酸是一种不饱和脂肪酸,在机体内正常地参加代谢作用,氧化生成二氧化碳和水,所以几乎无毒,是一种比较安全的防腐剂

使用:

(a)使用山梨酸时,可用乙醇先溶解,然后加到食品中

(b)调节PH,酸性防腐剂,在适用范围内偏酸性条件下

    能充分发挥防腐作用,中性条件下防腐作用较低;

(c)为防止山梨酸加热挥发,最好在加热后期添加。


(3)对羟基苯甲酸酯类(尼泊金酯类)


难溶于水;可溶于氢氧化钠溶液及乙醇、乙醚、丙酮、冰醋酸、丙二醇等溶剂。

一般来说,醇的碳原子数越多,抗菌作用越强,而毒性越小。但总体相比毒性较苯甲酸要小得多,且在代谢过程中几乎从肾脏全部排出,而且没有刺激性。

对羟基苯甲酸酯类的抗菌作用:

1)对霉菌、酵母和细菌有广泛的抗菌作用;

2)烷基链越长抗菌作用越强

3)抑菌作用不像酸型防腐剂那样受pH的影响。其抗菌作用一般在pH4--8的效果较好


(4) 丙酸及丙酸盐类

丙酸及丙酸盐类的抗菌作用:

(a)对霉菌有良好的效果,对细菌的作用较小,对酵母菌无作用。

(b)起抗菌作用的主要是未解离的丙酸,所以应在酸性范围内使用。它是以抑制微生物合成β-丙氨酸而起抗菌作用的。

(c)无毒性,属不加限制的添加剂,多用于面包、糕点的防霉。


2、抗氧化剂

定义:食品保藏中常常添加一些化学制品,以延缓或阻止氧气所导致的氧化变质。

丁基羟基茴香醚(BHA):食用油脂、奶油、维生素A油、香料等;

二丁基羟基甲苯(BHT) :饼干、干鱼、方便面等;

没食子酸丙脂(PG) :避免使用铁铜等容器;

抗坏血酸及其盐类 :水果罐头、果汁等。


抗氧化剂使用中注意事项

(a)抗氧化剂必须使用在新鲜的食品中

(b) 抗氧化增效剂(SH)的使用;代表:柠檬酸、磷酸、酒石酸、抗坏血酸等酸性物质。

(c)抗氧化剂尽可能分散在食品中

(d)辅助手段并用,如充氮或真空密封等。


(1)叔丁基对羟基茴香醚(BHA)

对热较稳定,在弱碱下也不易破坏;毒性较低,ADI值为~0.3mg/kg;使用范围:常用于干鱼制品和饼干等。


(2)1,3-二叔丁基羟基甲苯(BHT

抗氧化效果好,在焙烤食品中的效果比BHA差;稳定性高,耐热性好;ADI值定为0~0.125mg/kg


(3)没食子酸丙酯(PG


稳定性好,对猪油的抗氧化作用比BHA和BHT都强;毒性小,ADI值为0~0.2mg/kg