化學科普系列之化學與生活：食品調味劑

食品添加劑的作用可概括為：①控制食品的化學變化、物理變化、微生物變化，以減少因食品變質而引起的損耗，降低微生物的危害，保證食品的質量。②延長食品的有效保存期。③便於食品加工，有利於加工工藝。④改善食品的色、香、味和營養價值。

　　食品添加劑的種類繁多，主要有食用色素、食用香料、甜味劑、助鮮劑、酸味劑、保護劑（抗氧化劑、防腐劑等）、乳化劑、營養強化劑，等等。

　　（1）食用色素

　　食用色素是一類調節食品色澤的食品添加劑，而色澤則是食品的一項極其重要的感官指標。食用色素首先必須能溶解且均勻分散在食品中，按色素的溶解性質不同，可分為水溶性色素和脂溶性色素；按色澤的不同，可分為綠色色素（如葉綠素）、橙紅色色素（如胡蘿蔔素）、紅色色素（如番茄紅素）等；按照來源不同，又可分為天然食用色素和人工合成食用色素。

　　在現代化的社會中，天然產的東西往往在人們的心目中享有較高的聲譽，而且符合人們的使用習慣。因此，天然食用色素愈來愈引起人們的重視。例如，從熱帶經濟作物玫瑰茄成熟的花萼（音è）中提取的玫瑰茄色素，其主要成分是飛燕草素-3-接骨木二糖苷；從植物薑黃根莖中提取的一種黃色色素，稱為薑黃色素，是一種二酮類化合物；從胭脂蟲提取的紅色色素，稱為胭脂紅酸。天然食用色素經過長期使用，比較安全可靠。

　　人工合成食用色素的品種多，價格便宜，因此被廣泛地使用。例如，食用焦油色素是從煤焦油的萘餾分里提取的焦油酸等，現在已經發現它有致癌性而禁止使用。目前還在使用的如人工合成的β-胡蘿蔔素是一種黃色色素，用於制飲料、糕點、麵包、冰淇淋等。雖然已經公認人工合成食用色素應逐步限制使用，但值得注意的是，在我國至今仍有少數不法奸商，超標準使用人工合成食用色素，甚至利用不能用作食品添加劑的染料，嚴重地危害了人民的健康。

　　（2）食用香料

　　食用香料是賦予食品香味的重要食品添加劑，有天然食用香料和合成食用香料之分。天然香料的組成複雜，都是多種化合物的混合物，它的香味大部分由一種主要的具有香味的化合物決定。例如，丁香油中含有85%的丁香酚，它是主要的香味物質；而檸檬油中的檸檬醛雖然只含5%，但它也是主要的香味物質。

　　合成香料是在模仿天然香料的基礎上發展起來的。天然香料之所以具有各種香味，主要是由於其中含有不同的化合物，包括醛、醇、酯、酚、酮。因此，合成香料大多是這一類化合物，都屬於天然香料中的有效成分，但卻不是從天然香料中提取的，而是用人工方法合成的。合成香料一般並不單獨使用，通常是將多種合成香料按一定比例調配，成為模擬天然香料的混合香料，它們被稱為香精。例如，具有各種水果香味的香精，主要是由甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、丁酸戊酯和乙酸丙烯酯等按照一定的比例配製而成的。

　　（3）甜味劑

　　作為食品添加劑中的甜味劑並不是指蔗糖、蜂蜜等有甜味的糖，而是指本身具有甜味，但幾乎不產生熱能並且其營養價值又很低的物質，通常又稱它們為低熱甜味劑。這種甜味劑可用於控制血糖升高，避免肥胖，控制體重和預防心血管疾病的發生，它還是某些疾病患者（如糖尿病患者）所必需的食糖代用品。

　　人們最熟悉的甜味劑是糖精（實際上用的是糖精鈉），它的化學名稱是鄰磺醯苯（甲）醯亞胺，為白色晶體，難溶於水，其鈉鹽則易溶於水，甜味約為蔗糖的300~500倍。食品中只要含有十萬分之一的糖精鈉，我們就能夠嘗得出甜味。所以在使用糖精時，用的量要很少，放多了反而會使食物發苦。糖精在少量使用時，不會被人體吸收以及長時間地留在體內，一般在24小時內就會被排出體外，所以吃少量糖精，沒有毒性，但也無營養價值。由於它是合成甜味劑，所以已被逐漸淘汰。

　　現在，最受歡迎的是天然低熱甜味劑，它們是由一些植物的根（如甘草的根）、葉（如甜葉菊的葉）、果（如羅漢果的果）中取得的，它們的安全性遠遠比人工合成的糖精高。甜葉菊苷是多種苷的混合物，其化學式為C38H60O18。甜葉菊苷又稱甜菊糖，是從甜葉菊的葉子中提取的，它的甜度為蔗糖的300倍。羅漢果苷為三萜烯化合物，是從我國雲南、廣西產的羅漢果中分離出來的非糖甜味劑，甜度約為蔗糖的150倍。

　　用稀硫酸使玉米芯、棉子殼或木材發生水解反應，可製得木糖，再用鎳作催化劑，經加氫反應，就可以製得木糖醇，它的結構式為：

　　它的甜度雖然只有蔗糖的1.25倍，但它的化學性質穩定，不像糖那樣能被細菌利用，所以不會損傷牙齒，可作防齲齒的甜味劑。木糖醇在人體內的代謝作用與胰島素無關，木糖醇不會增加血糖，是糖尿病患者的理想甜味劑。

　　天然存在的蛋白質甜味劑引起了化學家的極大興趣，它們都是氨基酸和糖的聚合物，特點是安全性高，甜度極大。例如，由神秘果中提取到的神秘果糖蛋白，每升酸牛奶中只要含有2.5mg，就會有甜味的感覺，它的甜度約為蔗糖的幾千倍。

　　（4）助鮮劑

　　人們最熟悉的助鮮劑是味精，它是能使食品呈鮮味感的一種物質。味精具有鮮味，最初是從海帶中所含的鮮味物質中發現的。味精的學名是L?谷氨酸單鈉鹽，結構式為：

　　味精是一種無色至白色的結晶或粉末，易溶於水，有鮮味。實際上，它是食鹽的助鮮劑，如果食物中不含氯化鈉，味精就不顯示鮮味。

　　經過分析，肉類具有鮮味是由於含有5′-肌苷酸，蕈（音xùn）類具有鮮味是由於含有5′-鳥苷酸。於是，這兩種助鮮劑成了比味精更新型的品種，而且它們比味精具有更突出的優點，即它們單獨存在時鮮味雖不強，但如果與味精混合使用，可使味精的鮮味增加20~30倍。

　　（5）保護劑

　　食品在加工、儲存和運輸過程中，為了防止物理和化學變化以及酶、微生物所引起的食品色、香、味發生異常，營養被破壞和損失，甚至發生食品腐敗，使用保護劑是必要的。

　　防腐劑是能抑制和阻滯微生物（或細菌）的生長，對人體毒性極小的物質，它能殺死微生物，但不改變食品的色、香、味，而又不必用一般的加熱方法對食品進行滅菌。最常用的防腐劑有：①苯甲酸，又稱安息香酸，化學式為C6H5COOH。②山梨酸，化學式為CH3CH=CH-CH=CHCOOH；山梨酸的鉀鹽。③丙酸鈣，化學式為（CH3CH2COO）2Ca。④甲酸乙酯，化學式為HCOOC2H5。

　　防腐劑只能防止或減少由於微生物造成的食品變質現象，但不能防止因空氣中的氧氣而造成的食物變質。例如，食物中的油脂氧化而變膻（音shān），是由於不飽和脂肪酸被氧化造成的。氧化作用還能使水果和蔬菜失去維生素C，如蘋果和梨的表面變成褐色。這種能防止食物被氧化的食品添加劑叫做抗氧化劑，主要有：①維生素C；②二丁基羥基甲苯，化學式為C15H24O，對熱和光都很穩定；③丁基羥基茴香醚，對熱穩定，但長時間見光會產生顏色；④α-生育酚，即維生素E。

　　（6）營養強化劑

　　營養強化劑是一類特別的食品添加劑，它具有特別重要的意義。正常人每天需要各種營養成分，而食物內某種營養成分不足就會引起各種疾病，例如，缺鐵會引起貧血，缺少維生素A會引起夜盲症，缺賴氨酸會影響人體有效地吸收其他必需氨基酸，從而影響人體的生長發育和健康。

　　眾所周知，任何食物都不是完美無缺的，它不可能是所有的營養物質（糖、脂肪、蛋白質、維生素、礦物質）含量都很豐富，只能是某些營養成分多一些，某些營養成分則少一些，甚至嚴重不足。另外，對於地區性的缺陷（如山區缺碘）、不良飲食習慣（如偏食）、不良烹飪方法造成的營養缺乏，營養強化劑則可以解決部分問題，所謂「強化」，就是添加不足的營養成分。人們最熟悉的例子就是在糧食及其製品中添加賴氨酸。一般來說，大米、白面、玉米中的賴氨酸的含量都很少，如果在大米和白面中添加賴氨酸，就可以使人體均衡地吸收各種必需氨基酸，以合成蛋白質。市售的賴氨酸麵包和賴氨酸餅乾都是適合兒童生長發育的營養強化食品。又如，在食鹽中添加碘，就成了營養強化調味品──加碘鹽，對於防止甲狀腺腫大有一定的療效。

　　目前，食品添加劑已經進入了千家萬戶，而且多數食品添加劑都是人工合成的化學品，或多或少地具有各種各樣的毒性，因此加強對食品添加劑的管理是十分重要的。管理的基本點應該是：①有懷疑的化學品不能作為食品添加劑使用；②已查明有毒和能致癌的化學品禁止使用；③在出售的食品包裝上，都應標明使用的食品添加劑的名稱及其用量；④要積極研究因攝取食品添加劑造成的毒害，並作出評價；⑤強化食品衛生監督體制；⑥制訂統一的食品衛生法規。

　　從某種意義上來說，食品添加劑是為食品預防疾病的一種藥物。一般來說，人們並不忌諱吃藥，但你必須知道，現今絕大多數藥物也都是人工合成的化學品。因此，在這個意義上來說，我們也不必對食品添加劑產生恐懼心理，而應該採取積極的態度，既要使用它，也要管理它。