【添加剂】食品添加剂种类及其使用原则
随着食品工业的发展，食品添加剂已经成为加工食品不可或缺的成分。它们对改善食品的色、香、味、形，以及对食品及原料的保鲜、提高食品的营养价值、开发食品加工新工艺等方面均起着十分重要的作用。
按照GB 2760-2014 《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》，将食品添加剂定义为“为改善食品品质和色、香、味，以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入中的人工合成或者天然物质。营养强化剂、食品用香料、胶基糖果中基础剂物质、食品工业用加工助剂也包括在内”联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)共同创建的食品法典委员会(CAC)颁布的《食品添加剂通用法典》规定： \食品添加剂指其本身通常不作为食品消费，不用作食品中常见的配料物质，无论其是否具有营养价值。在食品中添加该物质的原因是出于生产、加工、制备、处理、包装、装箱、运输或储藏等食品的工艺需求(包括感官),或者期望它或其副产品(直接或间接地)成为食品的一个成分，或影响食品的特性。该术语不包括污染物，或为了保持或提高营养质量而添加的物质。”这里的污染物指“凡非故意加入食品中，而是在生产、制造、处理、加上、充填、包装、运输和贮存等过程中被带入食品中的任何物质“。
01食品添加剂的种类
食品添加剂按其来源可分为天然食品添加剂与化学合成食品添加剂两大类， 目前使用最多的是化学合成食品添加剂，天然食品添加剂是利用动植物或微生物代谢产物等为原料、经提取分离、纯化戒不纯化所得的天然物质。而化学合成食品添加剂通过化学手段、使元素或化合物发生氧化、还原、缩合、聚合、成盐等合成反应所得的物质。从安全性、成本和方便性等方面考虑，夫然食品添加剂具有高安全性、高成本、不方便运输、保藏等特点，而化学合成食品添加剂具有价格低廉、使用，运输、保藏方便等优点。
由于各国对食品添加剂定义的差异，食品添加剂的分类亦有区别。我国GB 2760根据功能将食品添加剂分为22类， 2300多个品种，包括酸度调节剂、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、水分保持剂、被膜剂、防腐剂、稳定和凝固剂、甜味剂、增稠剂、食品用香料、胶姆糖基础剂、食品工业用加1助剂和其他。接下来介绍几种主要的食品添加剂及其在食品工业中的应用： 01
乳化剂
乳化剂是能够改善乳浊液中各种构成相之间的表面张力，使之形成均匀稳定的分散体系或乳浊液的物质。乳化剂是表面活性物质，分子中同时具有亲水基和亲油基，它聚集 在油/水界面上，可以降低界面张力和减少形成乳状液所需要的能量，从而提高乳状液的能量。
乳化剂的亲水性和亲油性一般是不平衡的，它们适用的场合也有所差异，如果乳化剂分子的亲水基比亲油基大而强，属于亲水性的乳化剂，易形成水包油(0/W)型乳浊液；相反，如果乳化剂分子的亲油基团比亲水基大而强，它则属于亲油性的乳化剂，易形成油包水(W/0)型乳浊液。一般的，亲水性强的乳化剂适用于0/W型乳浊液，亲油性强的乳化剂适用于W/0型乳浊液。
一般可用“亲水亲油平衡值” (即HIL.B)来表示其乳化能力的差别。若HLB越大， 则亲水作用越大，即可稳定水包油型乳化体；反之， HLB越小，则亲油作用越大，即可稳定油包水型乳化体。
乳化剂根据其结构和性质都不相同，乳化剂可分为阴离子型、阳离子型和非离子型； 根据其来源可分为天然乳化剂和合成乳化剂；按照作用类型可以分为表面活性剂、黏度增强剂和固体吸附剂；按其亲油亲水性可分为亲油型和亲水型。乳化剂在食品中的一些主要应用：
面筋：乳化剂可与面筋蛋白相互作用，并强化面筋网络结构，使面团保气性得以改善，同时也可增加面团对机械碰撞及发酵温度变化的耐受性。面粉在成团过程中，面筋形成了乳化剂如PANODAN, DATEM, SSL、 ARTODAN等时，面筋结构则得以加强，从而将产生的CO2气体良好地保持。此结构给予面筋一个良好的束缚，并使得面团黏度下降，从而增加面筋蛋白质网的延展性，使产品更加柔软而易于整形。
面包：乳化剂可以将会使面包组织柔软并保持较长时间。因为它能减少水分从蛋白质结构中流失，延缓硬质蛋白质的形成。而且防止在烘焙冷却后，随温度的降低、时间延长。饱和蒸馏的单甘油酸酯则是最具代表性的、有效的面团软化剂。加入单甘油酸酯等乳化剂面团中，经过搅拌而被淀粉分子吸收，在面团温度达到约55℃时，乳化剂会与直链糊化淀粉的总量，从而降低淀粉分子的结晶程度，并从淀粉颗粒内部阻止支链淀粉凝聚，防止淀粉的老化、回生。
蛋糕：在制作蛋糕，如海绵蛋糕、磅蛋糕、夹层蛋糕时，拌打入空气形成乳沫，乳化剂中饱和脂肪酸链可使面糊和气室的分界区域形成光滑的薄膜状结构，这将会稳定气室，同时增加气室数量。添加乳化剂。可使面糊比重下降、蛋糕体积增大，并获得良好的品质及外观。在糕点中使脂肪均匀分散，防止油脂渗出，改善口感，提高脆性，并能减少蛋的用量(用量一般为0.3%~1%)。
植物蛋白饮料：乳化剂可以使得植物蛋白油脂不分层，制备稳定的乳液。
粉末饮料：冲剂的粉末饮料中加乳化剂可提高其在水溶液中的润湿性、分散性。巧克力饮料中加乳化剂可提高分散性，可可饮料中加乳化剂也可使分散性好。
饮料香精：稳定天然香料油的乳化，防止制品中香料的损失。起乳化作用的有乳化香料，赋予饮料以香气和浊度，用高HILB值的聚甘油脂肪酸酯及皂树皂苷，可调制成乳化香料。添加乳化香料的饮料多属酸性，而聚甘油脂肪酸酯和皂树苷耐酸性优，因而十分合适。亲水性好与耐酸性高的卵磷脂也可使用。酒精饮料、咖啡饮料、人造炼乳可使用甘油酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯等。
气泡饮料：一般在水中乳化剂的起泡力以脂肪酸碳数12附近的最大，皂树皂苷的起泡力也很强。欧美各国的气泡性饮料，都添加皂树皂苷作起泡剂，使具有存在大量微细空气泡口感良好，产品质量提高。
乳制品：加人反乳化作用的乳化剂可做消泡剂，用于乳制品加工，以破坏乳液的平衡，含有不饱和脂肪酸的乳化剂，具有抑制泡沫的作用。
冰淇淋：增强乳化、缩短搅拌时间。有利于充气和稳定泡沫，使制品产生微小冰晶和分布均匀的微小气泡，提高比体积，改善热稳定性，从而得到质地干燥、疏松、保形性好、表面光滑的冰淇淋产品。用量为0.2%-0.5%。
巧克力：增加巧克力颗粒间的摩擦力和流动性，降低黏度，增进脂肪分散，防止起霜。提高热稳定性，提高产品表而光滑度。
糖果：使脂肪均匀分散，增加糖膏的流动性，易于切开和外离，提高生产效率，增进产品质地，降低黏度，改善口感。
口香糖：提高基料混溶性、均匀性、改善可塑性、脆性、防止生产时黏着，从而提高生产效率、改香料的乳化和分散，增进风味， 一般油包水型乳化剂效果更佳，用量为0.5%~1%。
炼乳： HI.R值的亲油性乳化剂和其他亲水性乳化剂配合，可提高饮料及炼乳的乳化稳定性。
人造奶油：改善油水相容，将水分充分乳化分散，提高乳液的稳定性，用量为0.1%-0.5%。 02
增稠剂
增稠剂主要用于改善和增加食品的黏稠度，保持流态食品、胶冻食品的色、香、味和稳定性，改善食品物理性状，并能使食品有润滑适口的感觉。增稠剂可提高食品的黏稠度或形成凝胶，从而改变食品的物理性状，赋予食品黏润、适宜的口感，并兼有乳化、稳定或使呈悬浮状态的作用，中国目前批准使用的增稠剂品种有39种。增稠剂都是亲水性高分子化合物，也称水溶胶。根据其来源，大致可分为四类：由植物渗出液制取的增稠剂，由不同植物表皮损伤的渗出液制得的增稠剂的功能是人工合成产品所达不到的； 由植物
种子、海藻制取的增稠剂，由陆地、海洋植物及其种子制取的增稠剂，在许多情况下，其中的水溶性多糖相似于植物受刺激后的渗出液；由含蛋白质的动物原料制取的增稠剂。这类增稠剂是从动物的皮、骨、筋、乳等原料中提取的，其主要成分是蛋白质；以天然物质为基础的半合成增稠剂，这类增稠剂按其加工工艺又可分为两类：以纤维素、淀粉为原料，在酸、碱、盐等化学原料作用下，经过水解、缩合、提纯等工艺制得，其代表的品种有羧甲基纤维素钠、变性淀粉、海藻酸丙二醇酯等；真菌或细菌(特别是由它们产生的酶)与淀粉类物质作用时产生的另一类用途广泛的食品增稠剂，如黄原胶等。
食品增稠剂对保持流态食品、胶冻食品的色、香、味、结构和稳定性起相当重要的作用。
增稠剂在食品中主要是赋予食品所要求的流变特性，改变食品的质构和外观，将液体、浆状食品形成特定形态，并使其稳定、均匀，提高食品质量，以使食品具有黏滑适口的感觉。例如，冰激凌和冰点心的质量很大程度取决于冰晶的形成状态，加入增稠剂可以防止结成过大的冰晶，以免感到组织粗糙有渣。
增稠剂具有溶水和稳定的特性，能使食品在冻结过程中生成的冰晶细微化，并包含大量微小气泡，使其结构细腻均匀、口感光滑、外观整洁。当增稠剂用于果酱、颗粒状食品、各种罐头、软饮料及人造奶油时，可使制品具有令人满意的稠度。当有机酸加到牛奶或发酵乳中时，会引起乳蛋白的凝聚与沉淀，这是酸奶饮料中的严重问题，但加入增稠剂后，则能使制品均匀稳定。
增稠剂的凝胶作用，是利用它的胶凝性，当体系中溶有特定分子结构的增稠剂，浓度达到一定值，而体系的组成也达到一定要求时，体系可形成凝胶。凝胶是空间三维的网络结构，这些大分子链之间的互相交联与鳌合及增稠剂分子与溶剂的强亲和性，都利于这种空间网络结构的形成，利于形成凝胶。 03
膨松剂
膨松剂是指食品加工中，添加于生产焙烤食品的主要原料小麦粉中，并在加工过程中受热分解，产生气体，使面坯起发，形成致密多孔组织，从而使制品具有膨松、柔软或酥脆的一类物质。通常应用于糕点、饼干、面包、馒头等以小麦粉为主的焙烤食品制作过程中，使其体积膨胀与结构疏松。它可有碱性膨松剂和复合膨松剂两类。前者主要是碳酸氢钠产生二氧化碳，使面胚起发。酸性物质尚可中和在产生二氧化碳过程中所形成的碱性盐，以及调节二氧化碳产生的速度。而淀粉等则具有有利于膨松剂保存，调节气体产生速度，使气泡分布均匀等作用。 膨松剂在食品制造中具有重要的地位，面包、蛋糕、馒头等食品的特点是具有海绵状多孔组织，因此口感柔软。在制作上为达到此种目的，必须使面团中保持有足量的气体。物料拌和过程中混入的空气和物料中所含水分在烘焙时受热所产生的水蒸气，能使产品产生一些海绵状组织，但要达到制品的理想效果，气体量是远远不够的。所需气体的绝大多数是由膨松剂所提供，因此膨松剂在食品制造中具有重要的地位。膨松剂不仅能使食品产生松软的海绵状多孔组织，使之口感柔松可口、体积膨大；而且能使咀嚼时唾液很快
渗入制品的组织中，以透出制品内可溶性物质，刺激味觉神经，使之迅速反应该食品的风味；当食品进入胃之后，各种消化酶能快速进入食品组织中，使食品能容易、快速地被消化、吸收，避免营养损失。 04
防腐剂
食品防腐剂对以代谢底物为腐败物的微生物的生长具有持续的抑制作用。重要的是它能在不同情况下抑制最易腐败作用的发生，特别是在一般灭菌作用不充分时仍具有持续性的效果。对纤维和木材的防腐用矿油、煤焦油、丹宁，对生物标本用甲醛、升汞、甲苯、对羟基苯甲酸丁酯、硝基糠踪衍生物或香脂类树脂。我国规定使用的防腐剂有苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾、丙酸钙等30种。特殊的防腐剂有以油酸脂为成分的植物油、芥子等特殊的精油成分。世界各国应用的种类不同，美国有50种， 日本约40种，不同于杀菌剂，防腐剂基本上没
有杀菌作用，只有抑制微生物生长的作用；毒性较低，对食品的风味基本没有损伤；使用方法比较容易掌握。
作为防腐剂应该具备以下几个特征：性质较稳定，加入食品中在一定的时期内有效，在食品中有很好的稳定性；低浓度下具有较强的抑菌作用；本身不应具有刺激气味；不应阻碍消化酶的作用，影响肠道内有益菌的作用；价格合理，使用较方便。
防腐剂的效果并不是绝对的，它只对某些食品具有在一定限度内延长储藏期的作用 并且其防腐效果根据环境pH的变化有所差别；另外，防腐剂必须按添加标准使用，不得任意滥用。
与各类食品添加剂一样，防腐剂必须严格按中国《食品添加剂使用标准》规定添加， 不能超标使用。防腐剂在实际应用中存在很多问题，如达不到防腐效果，影响食品的风味和品质等，如茶多酚作为防腐剂使用时，浓度过高会使人感到苦涩味，还会由于氧化而使食品变色。
在食品的生产加工过程中，由于防腐剂在种类、性质、使用范围、价格和毒性等不同的情况下，应注意以下几点后再合理地使用。
(1)在添加防腐剂之前，应保证食品灭菌完全，不应有大量的生物存在，否则防腐剂的加入将不会起到理想的效果。如山梨酸钾，不但不会起到防腐的作用，反而会成为微生物繁殖的营养源。
(2)应了解各类防腐剂的毒性和使用范围，按照安全使用量和使用范围进行添加。如苯甲酸钠，因其毒性较强，在有些国家已被禁用，而中国也严格确定了其只能在酱类、果酱类、酱菜类、罐头类和一些酒类中使用。
(3)应了解各类防腐剂的有效使用环境，酸性防腐剂只能在酸性环境中使用有强有效的防腐作用，但用在中性或偏碱性的环境中却没有多少作用，如山梨酸钾、苯甲酸钠等；而酯型防腐剂中的尼泊金酯类却也能在pH为4~8使用，且效果也还不错。
(4)应了解各类防腐剂所能抑制的微生物种类，有些防腐剂对霉菌有效果，有的对酵母有效果，只有掌握好防腐剂的这一特性，才可对症下药，一般以复配形式来进行综合防腐保鲜的较多，如健鹰抗腐王和防霉保鲜剂等产品。
(5)根据各类食品加工工艺的不同，应考虑到防腐剂的价格和溶解性，以及对食品风味是否有影响等因素，综合其优缺点，再灵活添加使用。 05
抗氧化剂
食品抗氧化剂是能阻止或延缓食品氧化变质、提高食品稳定性和延长贮存期的食品添加剂。氧化不仅会使食品中的油脂变质，而且还会使食品褪色、变色和破坏维生素等，从而降低食品的感官质量和营养价值，甚至产生有害物质，引起食物中毒。
一般抗氧化剂都是还原性物质，如抗坏血酸是一种抗氧化剂，用于抑制水果和蔬菜切割表面的酶促褐变，同时还能与氧气反应，除去食品包装中的氧气，防止食品氧化变质；亚硫酸和亚硫酸盐是常用的抗氧化剂，通常用于干果类食品中。 最常用的食品抗氧化剂是酚类物质。抗氧化剂中的BHA (丁基羟基茴香醚)、BHT(二丁基羟基甲苯)、PG (没食子酸丙酯)、TBHQ (特丁基对苯二酚)和生育酚
食品添加剂种类及其使用原则
