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亚硫酸盐是食品工业广泛使用的添加剂,它们通过产生二氧化硫对食品原料及食品起到防腐、保鲜、抗氧化、漂白等作用,是多功能食品添加剂,二氧化硫是其中的真正有效成分。亚硫酸盐类在食品加工中的使用由来已久,并且目前许多国家允许亚硫酸盐类用于果蔬保鲜、于果、干菜、粉丝、蜜饯、糖果、罐头类食品的生产及葡萄酒、啤酒酿造等食品加工的多个方面,同时滥用、超标等现象也十分突出。自20世纪80年代起,亚硫酸盐的安全性引起了越来越多的关注川。许多国家对食品中的亚硫酸盐含量规定了最大使用量和最大残留限量,并且研究了各种亚硫酸盐的测定方法。
1 二氧化硫及亚硫酸盐在食品中的作用
亚硫酸盐包括二氧化硫在食品添加剂中有漂白、增白、防褐变及防腐等作用。
1.1 防止食品的酶促褐变与非酶褐变
酶促褐变是酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的结果,一般发生在水果,蔬菜等新鲜植物性食物中。亚硫酸盐可以抑制酚酶的活性,将醌类物质还原成酚,与羰基加成而防止羰基化合物的聚合作用,如苹果、马铃薯、蘑菇等的褐变,还能防止生虾生成黑斑。二氧化硫能抑制酶的活性,干制食品时常用于控制果蔬的褐变和保护营养素。
非酶褐变主要包括羰氨反应、焦糖化和抗坏血酸的自动氧化。亚硫酸盐能抑制由氨基与酮或活泼的羰基聚合引起的非酶褐变,主要发生于乳制品,发酵酿造制品及淀粉糖浆等食品。
1.2抑制微生物生长
亚硫酸能消耗食品组织中的氧,抑制好气性微生物的活性,并抑制微生物活动所需的酶的活性。如在酒发酵时能防止微生物污染产酸,保证酵母的正常发酵和酒的色香味;在湿磨谷物时能控制微生物生长;在运输鲜食葡萄时能抑制霉菌生长,还能抑制香肠中霉菌、酵母菌和沙门菌。
1.3抗氧化
亚硫酸盐能抑制水果中氧化酶的活性,防止氧化酶引起营养成分破坏和色变。如防止葡萄酒酿造中的葡萄醪与葡萄酒发生氧化作用,阻止腐烂葡萄所含的大量氧化酶对单宁及色素的氧化,防止酒的氧化浑浊。
1.4 漂白
亚硫酸及其盐类都是因其产生的具有强还原性的二氧化硫在起作用。二氧化硫具有强还原性,能与食品中含有的有色物质结合,常作为漂白剂用于食品生产。亚硫酸盐与有色物质生成的化合物不稳定,易分解,分解产生的SO32-因氧化而失效,导致食品变色。在食品加工中常残留一定的亚硫酸盐。此外,二氧化硫及亚硫酸盐还可用于水果保藏与保鲜、增酸澄清和调节面团等。
2二氧化硫及亚硫酸盐的安全性与限量标准
2.1安全性
食品工业中应用亚硫酸盐的历史悠久,早期的研究显示亚硫酸盐是无害的。然而,随着研究的逐步深入,亚硫酸盐的毒性日益受到关注。人体长期摄入二氧化硫或亚硫酸盐会破坏维生素B1,影响生长发育,易患多发性神经炎,出现骨髓萎缩等症状,产生慢性毒性;长期食用硫磺熏蒸过的食品,会造成肠道功能紊乱,引发剧烈腹泻、头痛,损害肝脏,影响人体营养吸收,严重损害人体的消化系统。亚硫酸盐还会引发支气管痉挛,食用过量能引起呼吸困难、呕吐、腹泻,气喘患者食入过量,易产生过敏,引发哮喘。亚硫酸盐是致病力很强的致癌物质。此类漂白剂还有掩盖发霉的蜜饯半成品、银耳和虾仁等霉斑的作用。熏蒸用的工业硫磺由于纯度不高,可能还含有砷等有害微量元素,对人体的危害较大。
WHO规定每人每日允许摄人量为0-0.7 mg/kg(以二氧化硫计)。人体少量摄取(1 g/d)亚硫酸盐,在体内迅速氧化成硫酸盐,不会引起严重的生理障碍。但摄取4~6 g/d,会引起剧烈的胃肠障碍,造成腹泻,头痛;二氧化硫可与血中硫胺素结合,导致肝、脑和脾等脏器退行性变性。
2.2限量标准
为避免食品中二氧化硫残留量超标,引起食用者的不良反应,要严格控制使用量及二氧化硫残留量。美国食品与药物管理局(FDA)要求标明亚硫酸盐使用量高于10 mg/kg的食品。我国((食品添加剂使用卫生标准》GB2760.2011)对各类食品中亚硫酸盐的允许用量也有明确规定。日本对盐渍蔬菜、淀粉等食品中二氧化硫限量为30 mg/kg;德国对大蒜制品限量为50 mg/kg。有单位规定了冷冻虾中二氧化硫的使用限量,要求在速冻小虾或对虾、速冻龙虾中,亚硫酸盐可作为保鲜剂加人,残留限量以二氧化硫计,生品可食部分≤100 mg/kg,熟品可食部分≤30 mg/kg。鉴于亚硫酸盐在啤酒中使用,许多国家对啤酒中的二氧化硫残留限量也作了规定。
3发展趋势
近年食品中超量使用及滥用亚硫酸盐的现象非常严重,加强对食品中SO2,及SO3-的监督和检测已成为急需解决的问题,研究与应用SO2,及SO3-含量的快速测定技术,是实现监督管理的有效措施之一。随着我国人民生活质量的提高,食品安全问题日益引起人们的高度重视。食品安全的保障依赖于可靠的质量监控,因此迫切需要研究出一种操作简单、检测快速且适于现场检测的试剂盒。试剂盒具有携带方便,操作简单,检测速度快等特点,应成为食品中SO2现场快速检测的主流技术,是当前和今后一段时期内食品中SO2快速检测的首选方法,为食品生产厂家的自我监控和市场监督提供有力的技术保障。
1 二氧化硫及亚硫酸盐在食品中的作用
亚硫酸盐包括二氧化硫在食品添加剂中有漂白、增白、防褐变及防腐等作用。
1.1 防止食品的酶促褐变与非酶褐变
酶促褐变是酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的结果,一般发生在水果,蔬菜等新鲜植物性食物中。亚硫酸盐可以抑制酚酶的活性,将醌类物质还原成酚,与羰基加成而防止羰基化合物的聚合作用,如苹果、马铃薯、蘑菇等的褐变,还能防止生虾生成黑斑。二氧化硫能抑制酶的活性,干制食品时常用于控制果蔬的褐变和保护营养素。
非酶褐变主要包括羰氨反应、焦糖化和抗坏血酸的自动氧化。亚硫酸盐能抑制由氨基与酮或活泼的羰基聚合引起的非酶褐变,主要发生于乳制品,发酵酿造制品及淀粉糖浆等食品。
1.2抑制微生物生长
亚硫酸能消耗食品组织中的氧,抑制好气性微生物的活性,并抑制微生物活动所需的酶的活性。如在酒发酵时能防止微生物污染产酸,保证酵母的正常发酵和酒的色香味;在湿磨谷物时能控制微生物生长;在运输鲜食葡萄时能抑制霉菌生长,还能抑制香肠中霉菌、酵母菌和沙门菌。
1.3抗氧化
亚硫酸盐能抑制水果中氧化酶的活性,防止氧化酶引起营养成分破坏和色变。如防止葡萄酒酿造中的葡萄醪与葡萄酒发生氧化作用,阻止腐烂葡萄所含的大量氧化酶对单宁及色素的氧化,防止酒的氧化浑浊。
1.4 漂白
亚硫酸及其盐类都是因其产生的具有强还原性的二氧化硫在起作用。二氧化硫具有强还原性,能与食品中含有的有色物质结合,常作为漂白剂用于食品生产。亚硫酸盐与有色物质生成的化合物不稳定,易分解,分解产生的SO32-因氧化而失效,导致食品变色。在食品加工中常残留一定的亚硫酸盐。此外,二氧化硫及亚硫酸盐还可用于水果保藏与保鲜、增酸澄清和调节面团等。
2二氧化硫及亚硫酸盐的安全性与限量标准
2.1安全性
食品工业中应用亚硫酸盐的历史悠久,早期的研究显示亚硫酸盐是无害的。然而,随着研究的逐步深入,亚硫酸盐的毒性日益受到关注。人体长期摄入二氧化硫或亚硫酸盐会破坏维生素B1,影响生长发育,易患多发性神经炎,出现骨髓萎缩等症状,产生慢性毒性;长期食用硫磺熏蒸过的食品,会造成肠道功能紊乱,引发剧烈腹泻、头痛,损害肝脏,影响人体营养吸收,严重损害人体的消化系统。亚硫酸盐还会引发支气管痉挛,食用过量能引起呼吸困难、呕吐、腹泻,气喘患者食入过量,易产生过敏,引发哮喘。亚硫酸盐是致病力很强的致癌物质。此类漂白剂还有掩盖发霉的蜜饯半成品、银耳和虾仁等霉斑的作用。熏蒸用的工业硫磺由于纯度不高,可能还含有砷等有害微量元素,对人体的危害较大。
WHO规定每人每日允许摄人量为0-0.7 mg/kg(以二氧化硫计)。人体少量摄取(1 g/d)亚硫酸盐,在体内迅速氧化成硫酸盐,不会引起严重的生理障碍。但摄取4~6 g/d,会引起剧烈的胃肠障碍,造成腹泻,头痛;二氧化硫可与血中硫胺素结合,导致肝、脑和脾等脏器退行性变性。
2.2限量标准
为避免食品中二氧化硫残留量超标,引起食用者的不良反应,要严格控制使用量及二氧化硫残留量。美国食品与药物管理局(FDA)要求标明亚硫酸盐使用量高于10 mg/kg的食品。我国((食品添加剂使用卫生标准》GB2760.2011)对各类食品中亚硫酸盐的允许用量也有明确规定。日本对盐渍蔬菜、淀粉等食品中二氧化硫限量为30 mg/kg;德国对大蒜制品限量为50 mg/kg。有单位规定了冷冻虾中二氧化硫的使用限量,要求在速冻小虾或对虾、速冻龙虾中,亚硫酸盐可作为保鲜剂加人,残留限量以二氧化硫计,生品可食部分≤100 mg/kg,熟品可食部分≤30 mg/kg。鉴于亚硫酸盐在啤酒中使用,许多国家对啤酒中的二氧化硫残留限量也作了规定。
3发展趋势
近年食品中超量使用及滥用亚硫酸盐的现象非常严重,加强对食品中SO2,及SO3-的监督和检测已成为急需解决的问题,研究与应用SO2,及SO3-含量的快速测定技术,是实现监督管理的有效措施之一。随着我国人民生活质量的提高,食品安全问题日益引起人们的高度重视。食品安全的保障依赖于可靠的质量监控,因此迫切需要研究出一种操作简单、检测快速且适于现场检测的试剂盒。试剂盒具有携带方便,操作简单,检测速度快等特点,应成为食品中SO2现场快速检测的主流技术,是当前和今后一段时期内食品中SO2快速检测的首选方法,为食品生产厂家的自我监控和市场监督提供有力的技术保障。