《食品添加剂应用基础》课件2营养强化剂

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,营养强化剂,第二章,第一节 营养强化剂特性与作用,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素范围的食品添加剂为食品强化剂或称营养强化剂。,食品强化剂通常分为,氨基酸及含氮化合物,、,维生素,和,矿物质,三类。,一、维生素,维生素类强化剂有,：维生素,A,、维生素,D,、维生素,E,、维生素,B,1,、维生素,B,2,、维生素,C,、尼克酸或尼克酰胺、维生素,B,6,、维生素,B,12,、维生素,K,，胆碱、胆醇、叶酸、泛酸、生物素和,L,肉碱等。,维生素的特点,(1),是维持人体健康和生长发育所必需的。,(2),绝大多数维生素不能在人体中合成，能合成的少数几种数量甚微，不能充分满足机体的需要，所以必须从食物中摄取。,(3),参与机体的代谢作用但不提供能量。,(4),无法从结构和功能方面加以分类，现在一般按溶解性分成脂溶性和水溶性两大类。,脂溶性维生素主要有：,维生素,A,（抗干眼病维生素）；,维生素,D,（抗佝偻病维生素）；,维生素,E,（抗不孕维生素）；,维生素,K,（凝血维生素）。,可溶于脂性有机溶剂，不溶于水，通常存在于动、植物的脂肪质中，它们可应用于,油脂、鱼肉、腊肠、豆腐和面条等食品,中。,水溶性维生素主要有：,维生素,C,（抗坏血酸）；,维生素,B,族,溶于水而不溶于脂性有机溶剂，可用于,饮料、面包、饼干和调味品等食品,中。,对维生素影响较大的几个因素是：,水,（水溶性维生素）,氧化,（维生素,A,、维生素,E,、维生素,C),加热,（维生素,B,、维生素,C),酶作用,（维生素,B,1,、维生素,C),酸碱,（维生素,A,、维生素,D),金属及其盐类,（维生素,C),高压,等。,二、氨基酸,氨基酸是蛋白质合成的基本结构单位，以及代谢所需其他胺类的前身。蛋白质是机体的重要组成部分，更是生命活动不可缺少的物质。,蛋白质是重要的营养素，在体内最主要的作用是构成和修补肌肉组织，另外，还有调节生理机能和提供热量的作用。,蛋白质的营养价值，取决于组成其氨基酸及含量的比例，尤其是,必需氨基酸的比例与组成,，蛋白质中只要某一种必需氨基酸的含量低于标准水平，那么不论其他必需氨基酸的含量与比例如何恰当，都会限制其他氨基酸的利用。,组成蛋白质的氨基酸有,20,多种，大部分在体内可由其他物质组成。但,色氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸,等,8,种氨基酸在体内不能合成。这,8,种氨基酸中即使某一种不足，蛋白质的构成成分就不足，也就不能有效地合成蛋白质，机体不能合成的这,8,种氨基酸称,营养必需氨基酸,。,三、无机盐和矿物质,无机盐一般多指钙、钠、镁、钾、硫和氯等元素构成的盐，为重要的营养物质，除了是构成机体组织的重要材料外，还维持着体内的酸碱平衡、细胞渗透压、调节神经兴奋、肌肉的运动及维持机体的某些特殊生理功能。无机盐在人体中不产生能量，属无热量食品成分，在人体中以离子形式存在。,常量元素 微量元素 痕量元素,第二节 营养强化剂的应用方法和技术,一、营养强化剂使用方案的确定,营养强化剂的理论基础是营养素平衡,食品营养指数,(INQ),营养素含量该营养素供给量,INQ,热能含量热能供给量,INQ,=1,，,表示该食品营养素与热能的供给平衡；,1,表示该食品营养素的供给量高于热能；, 50g/kg,。,(5),应用 营养增补剂、抗氧化剂。用于油脂、奶油或使用此类油脂的食品，作为抗氧化剂。抗氧化能力虽比,BHA,、,BHT,弱，但毒性低得多。可用氮气置换密闭包装。添加量（油脂、奶油）,0.01,-0.03,，因单用价格较贵，通常与其他抗氧化剂合用。对未加热油脂（生油）的抗氧化性比,BHA,、,BHT,稍差。在加热条件下，比其他抗氧化剂的效果优良。,（六）维生素,K,维生素,K,有两种天然存在形式，这里介绍其中一种维生素,K,1,，植物钾萘醌。,(1),性质 分子式,C,31,H,46,O,2,，相对分子质量,450.71,。黄色至橙色透明粘稠液体，无臭，溶于乙醇，易溶于氯仿、乙醚及植物油。参与肝脏合成凝血酶原等。仅存在于绿色植物中，由许多微生物（包括人肠道中细菌）合成。,(2),制备方法 由邻甲基醌、醋酸酐和醋酸在锌存在下还原、乙酰化后再水解、缩合和氧化而成。,(4),应用 营养强化剂，婴幼儿食品：,420-750g/kg,。,（七）肌醇,(1),性质 分子式,C,6,H,12,O,6,，相对分子质量,180.16,。无色，水溶性，甜味的结晶物质，耐酸、耐碱、耐热。,(2),制备方法 由玉米浸泡液的浓缩液经粗植酸盐沉淀和水解而得，或者由植酸钙镁水解后经石灰乳中和而得。,(3),质量指标,(4),应用 营养强化剂。 婴幼儿食品：,210 250mg/kg,；饮料：,25 30mg/kg,。,（八）叶酸,(1),性质 分子式,C,19,H,19,N,7,O,6,，相对分子质量,441.41,。淡黄至橙色结晶粉末，微溶于水，在酸溶液中不稳定，对热也不稳定，遇光更易破坏。,(2),制备方法 将二苯酰硫胺溶于稀盐酸中，静置后析出的结晶用乙醇和乙醚混合液重结晶而得，或者在硫胺酸盐中加入氢氧化物，再滴入苯钾酰氯而得。,(4),安全性,LD,50,为,50g/kg,（小鼠，经口）。,(5),应用 营养强化剂，婴幼儿食品：,380 700g/kg,；乳母专用食品：,20004000g/kg,。,（九）生物素,(1),性质 分子式,C,10,H,16,O,3,N,2,S,，相对分子质量,244.31,。无色、无臭的结晶物，极易溶于热水中，在冷水中轻度溶解，对热稳定，可为强酸、强碱和氧化剂所破坏，在紫外光下可逐渐被破坏。一种水溶性含,硫,维生素，在自然界分布甚广，但多种动物包括人体在内，都需此维持健康，在碳水化合物、脂肪和蛋白质代谢中具有重要的作用。,(2),制备方法 由半胱氨酸合成法制得。,(4),应用 营养强化剂，婴幼儿食品；饮料。,（十）左旋肉碱,(1),性质 分子式,C,7,H,15,NO,3,，相对分子质量,161.20,。白色晶体或透明细粉，略有特腥味，易溶于乙醇和碱，几乎不溶于丙酮和乙酸盐，熔点,200,（分解），作为商品有盐酸盐、酒石酸盐和柠檬酸镁盐，在婴儿利用脂肪为能量来源过程中起重要作用，使脂肪进行最佳氧化，人乳和牛乳中不缺，但在量上短缺。,(2),制备方法 由环氧氯丙烷为起始原料合成。,(3),质量指标,(4),安全性,ADI,为,20mg/kg,，,LD,50,为,2272 2444mg/kg,（兔，经口）。,(5),应用 营养强化剂，用于强化以大豆为基础的婴儿配方食品。,食品营养强化剂使用卫生标准,中规定本品使用范围及最大使用量如下：咀嚼片、饮料、乳饮料，,600,3000mg/kg,。,维生素类强化剂的一般使用方法,作为一种食品添加剂，可以采用纯维生素或含维生素丰富的物质对食品强化：,对于饮料、奶粉等可按必要的量直接加入，避免维生素在加工过程中的损失；,在大米或米饭中一般强化,B,族维生素，国外也强化维生素,A,、维生素,D,和尼克酸，强化方法有两种：,一种是添加强化米，强化米是用大米或面粉，应用被膜法、蒸米法、渗透法等将维生素载入米中而制成。另一种是专门制成营养米样大小的颗粒，一般每,200,粒米中加,1,粒；,用维生素强化面包，工艺上通常将干的预先混合的维生素连续定量地混合到面粉中，再通过,120,目,筛，把片、块状的维生素加到和面的水中并溶解均匀，然后加入面粉中；,食品工业还用豆粉、麦芽和其他富含维生素的原料制作食品，并将维生素加入食品原料中。,二、氨基酸,（一）,L-,盐酸赖氨酸,(1),性质,C,6,H,14,O,2,N,2,HC1,，相对分子质量,182.65,，结构式如下：,白色粉末，无臭或稍有特异臭，易溶于水，几乎不溶于乙醇和乙醚，,260,左右熔化并分解，一般较稳定，温度高时易结块，有时也稍着色，与维生素,C,或维生素,K,共存时易着色，碱性时在还原糖存在下加热则被分解，吸湿性强,。,(2),制备方法 有水解蛋白分离法、发酵法及合成法三种，合成法所制得的是,DL,型的，必须进行光学分割。,(3),质量指标,(4),应用,L-,赖氨酸是人体必需氨基酸，缺少时会发生蛋白质代谢障碍和机能障碍，成人每日最低需要量约,0.8g,。,赖氨酸在植物蛋白质中一般含量较低，故多作为,粮谷类制品的强化剂,应用于面包、饼干中，可在和面时加入（约,2.0g/kg,），也可用于面粉、面条等食品中。,赖氨酸在一般情况下特别是在酸性时加热较稳定，但在还原糖存在时加热有相当数量被分解，应予以注意，此外，小麦粉中的赖氨酸在制面包时约损失,15,，若再焙烤则又损失,5,-10,，故添加赖氨酸的面包，在食用前不宜再切片烘烤。,（二）,L-,赖氨酸,-L-,天冬氨酸盐,(1),性质 分子式,C,10,H,21,O,6,N,3,，相对分子质量,279.30,，结构式如下：,白色粉末，无臭或稍有臭气，有特异味，易溶于水，难溶于乙醇、乙醚。,L-,赖氨酸因易吸收空气中的碳酸气变成碳酸盐，且又有潮解性，难于处理，与作为呈味剂的天冬氨酸结合成为盐，使用更方便。,(2),制备方法 在游离的,L-,赖氨酸中加入,L-,天冬氨酸制得。,(3),质量指标,(4),安全性 通常使用时可不考虑毒性。,(5),应用 主要作为,L-,赖氨酸的强化剂使用，也可用于清凉饮料及面包等的调味。故可兼具,强化和调味,两种作用。,本品,1. 910g,相当于,L-,赖氨酸,1g,，或本品,1. 529g,相当于,L-,盐酸赖氨酸,1g,，其他参照,L-,盐酸赖氨酸。,氨基酸强化工艺,蛋白质、氨基酸一类强化剂可以用于高能营养食品如乳粉、糕点和各种饮食，不仅可以提高人体的代谢基础，而且能有效地促进体内营养的吸收，故,蛋白质、氨基酸类也用于强化食品原料和成品,。,氨基酸强化工艺很简单，一般有以下几种：,直接将面粉质量的,0.1,-0.4,的赖氨酸加在面粉中，然后加工成面包、饼干等。,按营养要求用量将氨基酸溶于水中，然后用水溶液调制各种食品原料，加工成各种食品。,在食品上撒粉末状氨基酸，可以搅拌的食品要再将其搅拌均匀。,将氨基酸配成水溶液，拌入各种液体食品中。,使用蛋白质或不同蛋白质含量的原料作为强化剂，要比使用氨基酸好，,这样同样可获得满意的氨基酸平衡，对需要采用某些加热工艺的食品更应如此，有些也可在加热处理之后再添加强化剂，以免损失。,目前，我国常用的氨基酸类营养强化剂是,赖氨酸和牛磺酸,。,三、无机盐与矿物质,（一）钙盐类,钙强化剂不一定要可溶性的，但应具有较细的颗粒,。摄取钙时应注意维持适当的钙、磷比，食品中植酸含量过高可影响钙的吸收。此外，使用钙强化剂时通常可与维生素（如维生素,D,）,并用，以促进其吸收利用。供给或补充钙源的最好食品是,牛乳,，但是食品中增补钙的方法却是经济有效的。,1.,碳酸钙,(1),性质 分子式,CaCO,3,，相对分子质量,100.09,。,碳酸钙可分为重质碳酸钙（粒径,30-50m,）、,轻质碳酸钙（粒径,5m,）,与胶体碳酸钙（粒径,0.030.05m,）,三种，我国作为食品添加剂使用的多为轻质碳酸钙。,白色粉末，无定形结晶，无臭无味，置于空气中无化学变化，有轻微吸湿能力，几乎不溶于水，但微溶于含有铵盐或二氧化碳的水中。不溶于乙醇，遇稀醋酸、稀盐酸或稀硝酸即发生泡沸，并溶解。,(2),制备方法 将石灰石锻烧为氧化钙。经消化、精制、分离，再通入二氧化碳，然后过滤、干燥、筛选而成。,轻质碳酸钙还可将二氧化碳通入石灰乳或由碳酸盐和氯化钙作用而制得。,(3),质量指标,(4),安全性,ADI,不需要作特殊规定。,(5),应用 钙是组成骨骼和牙齿的重要成分，人体,99,的钙都集中于骨骼和牙齿中。此外，钙在血液中作为有机酸盐维持细胞的活力，对神经刺激表现出一定的感应性，对肌肉收缩作用、血液的凝固及其他作用都是必需的。机体的许多酶系统，例如三磷酸腺苷酶、琥珀酸脱氢酶、脂肪酶以及一些蛋白质分解酶等都需要钙来激活。因此，缺少钙导致骨和牙齿疏松，儿童生长停止，机体的抵抗力降低。,我国,食品添加剂使用卫生标准,规定，可按“正常生产需要”使用，主要用于,钙强化、氢离子调节和配制发酵粉,等。,作钙强化时，通常用于面包、饼干以及代乳粉等婴儿食品中。,制造葡萄酒时，对酸度过高的果汁,(1.5,以上），可用碳酸钙或碳酸钾除去部分酸，每,100L,葡萄汁，除去,0.1,的酸需加,66g,碳酸钙，可在发酵完毕后进行除酸。,在配制复合膨松剂时，可添加适量碳酸钙。,2.,磷酸钙,(1),性质 分子式,Ca,3,(PO,4,),2,。相对分子质量,310.19,为白色粉末、无臭、无味、不溶于乙醇，几乎不溶于水，但易溶于稀盐酸和硝酸，在,100g,水中约溶解,0.0025 g,在含二氧化碳的水中溶解度稍微增高，在空气中稳定。,(2),制备方法 在可溶性钙盐溶液（主要是氯化钙）中加入磷酸二钠或磷酸二铵和氨制得，或者将磷酸氢钙溶于稍稍过量的盐酸中，并向其中加入氯化钙和氨水制得。,(3),质量指标,(4),应用 用于面包、饼干及代乳粉等食品中（参见碳酸钙）亦有用于橘汁者，其用量约为,0.14g/kg.,除用作,强化剂,外，尚可对易潮湿结块的食品作为,抗结剂,使用，其使用量：食盐,10g/kg,，糖粉,15g/kg,。此外，也可用于,澄清蔗糖浆及调节冷冻乳制品的氢离子浓度,。,3.,葡萄糖酸钙,(1),性质 分子式,C,12,H,22,O,14,Ca,，相对分子质量,448.40,。结构式如下：,白色结晶性或颗粒性粉末，无臭，在空气中稳定，在水中缓缓溶解,(30mL,可溶解,1g),，但不溶于乙醇、乙醚及氯仿，水溶液的,pH,值为,6 7,。,(2),制备方法 用葡萄糖酸与石灰或碳酸钙中和、浓缩制得。,(3),质量指标,(4),安全性 葡萄糖酸钙是,毒性最低,的一种有机酸，用,10,葡萄糖酸钙对家兔皮下和静脉注射一周，未见异常。葡萄糖酸钙在使用上可认为是无毒的。,(5),应用 可作为一般食品的钙强化剂使用，其使用量若按葡萄糖酸钙（一水盐）中钙的理论含量,9.16,计算，通常在所用食品的,1,以下。,本品除作钙强化剂用外，在含油量高的糕点或油炸食品中添加时，可防止油氧化变质及制品的发色等，这是因为葡萄糖酸具有螯合金属离子的作用。本品作钙强化用时，其吸收率比前述几种钙强化剂高。,4.,乳酸钙,(1),性质 分子式,C,6,H,10,CaO,6,5H,2,O,相对分子质量,308.30,，结构式如下：,白色的颗粒或粉末，几乎无臭，基本上无味，在水中缓缓溶解成澄明或微混浊的溶液，易溶于热水，几乎不溶于乙醇、乙醚和氯仿中，在空气中稍风化，加热到,150,成无水物。,(2),制备方法 在,50,乳酸液中加碳酸钙或氢氧化钙制得。,(3),质量指标,(4),安全性,ADI,不需要特殊规定（参照乳酸）。,(5),应用 可作为一般食品的,钙强化,用。由于人体对本品的,吸收率最好,，故适于作幼儿及学龄儿童的营养强化剂。本品的理论钙含量为,13.00,。,除作钙强化剂外，本品还可用作,发酵粉缓冲剂,。,（二）铁盐类,用于强化的铁盐种类很多，一般来说，凡是,容易在胃肠道中转变为离子状态,的铁易于吸收。此外，抗坏血酸以及肉类可增加铁的吸收。,铁的良好来源为动物肝脏、蛋黄、豆类和某些蔬菜，谷物中含铁虽多，但可利用性较差，必要时可予以补充。,1.,氯化铁,(1),性质 分子式,FeCl,3,6H,2,O,，相对分子质量,270.32,。 黄褐色的结晶或块状，有潮解性，在空气中可潮解成红褐色液体，易溶于水，水溶液呈强酸性，有蛋白质凝固作用，在空气和日光作用下被还原成氯化亚铁和氯，并产生氧气。,(2),制备方法 把氧化铁或氧化铁的水化物溶于盐酸，用硝酸或吹入空气氧化，将其在氢氧化钾上真空干燥制得。,(3),质量指标,(4),安全性,LD,50,为,900mg/kg,（大鼠，经口）。,(5),应用 铁是人体最丰富的微量元素，,72,以血红蛋白、,3,以肌红蛋白存在，其余则为体内某些物质（如细胞色素、酶等）的组成成分和储备铁。,本品吸湿性强，且酸性亦较强，不宜直接使用，通常可将氯化铁与乳清作用，成为,乳清铁,，调整到每克乳清铁含铁,4mg,左右，再添加到食品中去。对调制乳粉或婴儿食品添加乳清铁,1.0 %1.5,左右，一般来说，铁会促进食品中脂肪的氧化。但与蛋白质结合的乳清铁具有不促进氧化的优点。,2.,柠檬酸铁,(1),性质 分子式,FeC,6,H,5,O,7,，相对分子质量,244.91,。,红褐色透明的小片，或,褐色,粉末，组成成分不一。含铁量为,16.5,18.5,，冷水中逐渐溶解。极易溶于热水，不溶于乙醇，水溶液呈酸性，可被光或热还原，缓慢变成柠檬酸亚铁。,(2),制备方法 在硫酸铁溶液中加入氨，制成氢氧化铁再向其中加入柠檬酸溶解，,60,以下成糖浆状干燥即得。,(4),安全性 狗，经口,12mg/kg,，出现中毒症状；,10mg/kg,则死亡；皮下注射铁剂，可发生中毒。,(5),应用 作为铁强化剂用来强化、调制乳粉、面粉和饼干等。因呈褐色，故不适于着色的食品应用。,3.,柠檬酸铁铵,(1),性质 分子式,Fe(NH,4,)2H(C,6,H,5,O,7,),2,，相对分子质量,488.16,。,本品为铁、氨和柠檬酸组成的络合盐，市售有,棕色和绿色,两种。除了颜色不同外，均为透明薄鳞片、颗粒或粉末，无臭或稍带氨臭，有温和的铁味。极易溶于水,(1g/0.5mL,),，不溶于乙醇和乙醚。,5,水溶液,pH,值为,5.08.0,。本品有吸湿性，空气中易潮湿，受光照影响可分解，绿色的市价高于棕色的,30,。,(2),制备方法 由硫酸铁与氨水制造的氢氧化铁中加入相当量的柠檬酸溶液，浓缩所得浆料涂敷于玻璃板上，干燥后从玻璃板剥离而得。或者氢氧化铁溶解于柠檬酸，用氨水中和，于,60,以下蒸发而得。,(4),安全性,ADI,为,00.8,（以,Fe,计，,FAO/WHO, 2001 ),，不作特殊规定。,(5),应用 营养增补剂、铁质强化剂和抗贫血用铁剂（每次口服,1-2g,）。可添加于饼干、奶粉，不适宜用于着色的食品。,4.,琥珀酸、柠檬酸铁钠,(1),性质 琥珀酸、柠檬酸铁钠为青白至微带绿色的粉末，含铁约,10,-11,，无臭，有微弱的铁味，有绿色荧光，冷水中溶解度约,10,，易溶于热水，溶液呈中性，呈黄绿色，不溶于乙醇及其他有机溶剂，对热较稳定，加热到,105,不会发生变化，可被光缓慢氧化成黄褐色，几乎无吸湿性。,(2),制备方法 用柠檬酸和琥珀酸中和碳酸钠溶液。向其中加入硫酸亚铁制得。或者用柠檬酸中和碳酸钠溶液，向其中加入琥珀酸亚铁制得。,(3),安全性 小白鼠经口，,LD,50,为,2094mg/kg103mg/kg,。,(4),应用 作为食品的铁强化剂，用于调制奶粉、离乳食品，孕妇、产妇及缺铁病人等食品的强化。,本品与硫酸亚铁、氯化铁、柠檬酸铁、柠檬酸铁铵和乳酸铁等相比，对热和空气较稳定，铁味弱，无吸湿性，连续用时也没有呕吐、腹泻等副作用，吸收性好。,5.,乳酸亚铁,(1),性质 分子式,C,6,H,10,O,6,Fe3H,2,O,，相对分子质量,288.04,，结构式如下：,微绿白色至类黄色结晶性粉末，或结晶块，稍有特异臭，有稍带甜味的铁味。溶解在冷水中为,2.5,，沸水中为,8.3,，水溶液为带绿色的澄明溶液，呈弱酸性，在空气中被氧化后颜色逐渐变暗，几乎不溶于乙醇。,(2),制备方法 将乳酸和铁粉，或乳酸钙与硫酸亚铁反应制得。,(3),质量指标,(4),安全性,ADI,为,0.8mg/kg,（,FAO/WHO,，,2001,）。,(5),应用 可用于调制乳粉、饼干等的强化，其用量：调制乳粉为,6mg/100g,，饼干为,2mg/100g,，也可用来强化面包和大米等。上海食品工业研究所用它来强化糖果，用量为,34g/kg,。,铁化合物一般对光不稳定,，使用时应予以注意。此外，抗氧化剂可与铁离子反应而着色，因此，凡是,使用抗氧化剂的食品最好不用铁强化剂。,（三）锌,锌,（,zinc),是人体内必需的微量元素之一，一般人体内含锌,2 3g,，,人体内肌肉中约占含锌总量的,60,，骨骼中约占含锌总量的,30,，其他分布在各软组织（如眼球色素层、精子、前列腺、表皮、肾、肝和血液）中。,锌的生理功能为参与人体代谢，如体内的糖代谢、蛋白质代谢、维生素,A,及视色素代谢等，目前已测知人体内有含锌的酶约,10,余种，锌还与肾上腺、甲状腺和甲状旁腺分泌有关。,锌亦为人体内极易缺乏的无机元素之一，人体缺锌后，儿童可致发育缓慢、生长停滞和性机能不全，成人可致性功能减退、智力减退、皮肤免疫机能不全、肾功能不全及贫血等。,1.,硫酸锌,(1),性质 分子式,ZnSO,4,7H,2,O,，相对分子质量,287.54,。无色棱状或细小针状结晶或结晶粉，无臭，溶于水和甘油,，,不溶于乙醇，水溶液呈酸性,。,本品于室温干燥空气中可粉化，迅速加热在,50,熔化，,100,时失去,6,分子结晶水，,200,时成无机盐，,500,时可分解成氧化锌，相对密度,1.9661,。,(2),制备方法 闪锌