食品添加剂与有机化学合成

2．合成方法 将巴豆醛和乙烯酮在含有催化剂（等摩尔的三 氟化硼、氯化锌、绿化铝以及硼酸和水杨酸在 150℃下加热处理）的溶剂中，于0℃左右进行反 应。然后加入硫酸，除去溶剂，在80℃下加热3h 以上，冷却后，析出的粗结晶再重结晶得产品。 3．工艺分析 该法原料廉价易得，成本低，收率较高（> 70%），具有较好的经济效益。是目前国内生产普 遍采用的方法。缺点是乙烯酮不稳定有毒，沸点低， 难以运输，催化剂具有腐蚀性。可以通过改变催化 剂来提高产率。例如用异戊酸锌使聚酯收率达90%， 用盐酸解聚收率达90%，总收率为80%以上，比初 始方法提高10%。
1.防霉效果良好。山梨酸及钾盐的防霉能力明显高 于苯甲酸及盐类，山梨酸钾的防霉效果是苯甲酸钠的 5—10倍。山梨酸的用量一般在0.2—1.0克／千克之 间。 2.产品毒性低、安全性高。山梨酸盐的毒副作用只 是苯甲酸盐的1／4、食盐的1／2。山梨酸及钾盐在人 体内的安全使用范围为：每天每千克体重的使用量不 超过25毫克。 3.不改变食品特性。山梨酸是一种不饱和脂肪酸， 进入人体后，参与人体的新陈代谢过程，代谢产物为 二氧化碳和水。所以，山梨酸可以看作是食品的一部 分，在食品中应用，不会破坏食品的色、香、味和营 养成分。

阿斯巴甜学名天门冬酰苯丙氨酸甲酯，俗称甜味 素。为 白色结晶性粉末，无臭、有强烈甜味；其 稀溶液的甜度约为蔗糖的180倍。其甜味与砂糖 十分近似，并有清凉感，无苦味或金属味。0.8％ 水溶液的pH值为4.5-6。长时间加热或高温可致 破坏。在水溶液中不稳定，易分解而失去甜味， 低温时和pH值3-5时较稳定。 水中溶解度约为1 ％，乙醇中为0.26mg／100ml。可作为非营养 型甜味剂。
对羟基苯甲醛法 对羟基苯甲醛先发生单溴化反应， 生成3一溴 一4 一羟基苯甲醛， 而后溴基被甲氧基取代制得。
食品添加剂是为了改善食品品质和色、香、味、 形、营养价值，以及为保存和加工工艺的需要而加 入食品中的化学合成或者天然的物质，绿色食品的 加工产品，在生产中应该以更高的水平，合理使用 添加剂，开发出各种花色品种的产品和不断的创新， 以满足消费者的需要，根据目前来看，在食品添加 剂的使用上还需正确看待以下问题。

准确结构 阿斯巴甜由L-苯丙氨酸先与甲醇酯化后再和L-天 冬氨酸缩合酰胺化产生，分子式为 C14H18N2O5

酸酐法
一种是用苄氧羰基为保护基 ,先上保护基后脱水形 成 的内酐的方法;另一种是在甲酸 、醋酸酐混合溶液中一 步形成 甲酰基天门冬氨酸酐的方法 。后者在工业 化生产 中最 为常见。内酐法是最早期的方法 ，反应中不可避免 会产生一异构体 ，加分离回收程序 ，收率低 。但近十年 来 ，在反应体系、B 一异构体回收工艺方面有了较大的 改进 ，加上辅 助原料价廉易购 ，因此仍具有工业生产价 值。 内酐法可分为先酯化和后酯化两种方法。

膨松剂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，使面胚起发， 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。


1、生物膨松剂： 以各种形态存在的品质优良的酵母。在自然界广泛存 在，使用历史悠久、无毒害、培养方便、廉价易得、使用 特性好。 2、化学膨松剂： 也称合成膨胀剂。一般是碳酸盐、磷酸盐、铵盐和矾 类及其复合物。都能产生气体，在溶液中有一定的酸碱性。 使用合成膨胀剂，不需要发酵时间。但是，比酵母的膨胀 力弱，也缺乏香味，还有残留特殊后味的毛病，如氨味。 化学膨松剂分为碱性膨松剂和复合膨松剂2类：碱性膨松 剂：碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸铵、碳酸钙、碳酸镁等。

甲基香兰素（vanillin），化学名3-甲氧基-4-羟 基苯甲醛，外观白色或微黄色结晶，具有香荚兰香 气及浓郁的奶香，为香料工业中最大的品种

乙基香兰素,化学名3-乙氧基-4-羟基苯甲醛,为白 色至微黄色针状结晶或结晶性粉末,类似香荚兰豆香 气,香气较甲基香兰素更浓郁。
丁香酚法 在碱性条件下，丁香酚异构化为异丁香酚盐，经 氧化生成香兰素钾盐，再经酸化即得香兰素 。 反应式如下：


甜味剂(Sweeteners)是指赋予食品或饲料以甜味 的食物添加剂。 世界上使用的甜味剂很多，有几种不同的分类方 法：按其来源可分为天然甜味剂和人工合成甜味 剂；按其营养价值分为营养性甜味剂和非营养性 甜味剂；按其化学结构和性质分为糖类和非糖类 甜味剂。


糖醇类甜味剂多由人工合成，其甜度与蔗糖差不 多。 非糖类甜味剂甜度很高，用量少，热值很小，多 不参与代谢过程。常称为非营养性或低热值甜味 剂，称高甜度甜味剂，是甜味剂的重要品种。
应化09-2
演讲人 徐少堂
食品添加剂是指用于改善食品品质、 延长食品保存期、便于食品加工和增加食 品营养成分的一类化学合成或天然物质。 食品添加剂是为改善食品色、香、 味等品质，以及为防腐和加工工艺的需要 而加入食品中的化合物质或者天然物质。
色素：苋菜红、胭脂红、赤鲜红 、诱惑红、柠檬 黄 抗氧化剂：丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯 漂白剂：二氧化硫 膨松剂：酵母 增味剂：谷氨酸钠、鸟苷酸钠 防腐剂：苯甲酸、山梨酸和丙酸 甜味剂：木糖醇、甘露糖醇 、糖精、阿斯巴甜 香料：香兰素
（一）巴豆醛和丙二酸法 1．反应式：
2．合成方法： 反应罐中一次投入巴豆醛、丙二酸、吡啶， 室温搅拌、缓缓加热到90℃，维持在90～100℃ 反应5小时左右。反应完成后降温到10℃以下， 酸化、脱羧，得山梨酸。这是最早合成山梨酸的 方法，收率30%左右，若用丙二酸钙代替丙二酸， 收率可以提高一些。 3．工艺分析：反应流程简单，得到产品易分离， 但收率低，原料价格高，不适合工业化。

缺点
(1)对酸、热的稳定性较差，在强酸强碱中或在高温加热时易水解 生成苦味的苯丙氨酸或二嗦呱酮，不适宜制作温度>150℃的 面包、 饼干、蛋糕等焙烤食品和高酸食品 (2)因为阿斯巴甜在人体胃肠道酶作用下可分解为苯丙氨酸、天 冬氨酸和甲醇，不适用于苯丙酮酸尿患者，要求在标签上标明“苯丙 酮尿患者不宜使用”的警示。我国于1986年批准在食品中应用，常 用于乳制品、糖果、巧克力、胶姆糖、餐桌甜味剂、保健食品、腌渍 物和冷饮制品等。


防腐剂是指天然或合成的化学成分，用于加入食 品、药品、颜料、生物标本等，以延迟微生物生长 或化学变化引起的腐败。亚硝酸盐及二氧化硫是常 用的防腐剂之一。 有苯甲酸钠、山梨酸钾、脱氢乙酸钠、 丙酸钙、 双乙酸钠、乳酸钠、对羟基苯甲酸丙酯、乳酸链球 菌素、过氧化氢等

山梨酸钾---无色至白色鳞片状结晶或结晶性粉末， 无臭或稍有臭味。在空气中不稳定。能被氧化着色。 分子量150.22。有吸湿性。易溶于水、乙醇。
（1）食品添加剂的作用 合理使用食品添加剂可以防止食品腐败变质， 保持或增强食品的营养，改善或丰富食物的色， 香，味等。 （2）使用食品添加剂的必要性 实际上，不使用防腐剂具有更大的危险性， 这是因为变质的食物往往会引起食物中毒的疾病。 另外，防腐剂除了能防止食品变质外，还可以杀 灭曲霉素菌等产毒微生物，这无疑是有益于人体 健康的。 （3）食品添加剂的安全用量 对健康无任何毒性作用或不良影响的食品添 加剂用量，用每千克每天摄入的质量（mg）来表 示，即mg/kg。 （4）不使用有毒的添加剂
4.应用范围宽广。山梨酸及钾盐可以用于 饮料、酒、调味品、肉制品、水产制品、酱 腌菜等多种食品的防腐之中，且对水果保鲜 也有效果。 5.使用方便。在使用山梨酸及钾盐时，可 以直接添加，也可以喷洒或者浸渍。正是由 于其具有使用灵活的特点，所以，联合国粮 农组织、世界卫生组织、美国、英国、日本 以及中国、东南亚国家，都推荐山梨酸及钾 盐作为多种食品的防腐保鲜剂。

优点
(1)安全性高，被联合国食品添加剂委员会列为GRAS级(一般公认 为安全的)，为所有代糖中对人体安全研究最为彻底的产品，至今已有 世界各地100多个国家的6000多种产品中19年的成功使用经验 (2)甜味纯正，具有和蔗糖极其近似的清爽甜味，无苦涩后味和金 属味，是迄今开发成功的甜味最接近蔗糖的甜味剂。阿斯巴甜的甜度 是蔗糖的200倍，在应用中仅需少量就可达到希望的甜度，所以在食 品和饮料中使用阿斯巴甜替代糖，可显著降低热量并不会造成龋齿 (3)与蔗糖或其他甜味剂混合使用有协同效应，如加2%～3%于糖 精中，可明显掩盖糖精的不良口感 (4)与香精混合，具有极佳的增效性，尤其是对酸性的柑桔、柠檬、 柚等，能使香味持久、减少芳香剂用量。 (5)蛋白质成分，可被人体自然吸收分解
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ


香料，指称范围不同，主要指胡椒、丁香、肉豆蔻、 肉桂等有芳香气味或防腐功能的热带植物。具有令 人愉快的芳香气味，能用于调配香精的化合物或混 合物。 按其来源有天然香料和合成香料，天然香料又可分 为动物性天然香料和植物性天然香料 。 按其用途有日用化学品用香料、食用香料和烟草香 料之分。

香兰素是人类所合成的第一种香精,由德国的 M·哈尔曼博士与G·泰曼博士于1874年合成成功 的。通常分为甲基香兰素和乙基香兰素。其应用 范围很广，除应用于食品行业外，大量用于生产 医药中间体，也用于植物生长促进剂、杀菌剂、 润滑油消泡剂、电镀光亮剂、印制线路板生产导 电剂等 。