食品添加剂研究现状及发展趋势田素东 P092013663摘要:近年来食品添加剂的研究主要集中在新型安全的天然食品添加剂研究、食品添加剂制备中的新技术研究和食品添加剂的检测分析技术研究三个方面。
本文概述了我国食品添加剂的现状、发展趋势及该领域的研究热点问题。
同时对这两年国家自然科学基金委员会( 以下简称基金委) 在食品科学学科食品添加剂分支学科资助情况进行了分析,在基金申请中新型天然食品添加剂的研究受关注度较高,而利用生物技术制备天然食品添加剂这一研究热点在今年的申请和资助项目中也有体现。
基金委在食品添加剂这一分支学科的资助体现了目前食品添加剂发展的趋势。
关键词:食品添加剂; 天然产物; 生物技术; 检测分析; 国家自然科学基金Current Status and Development Trend of Research of Food AdditivesTian sudong P0921013663Abstract: The research on food additives mainly is focusing on three areas,I edevelopment of novel natural safe food additives, application of new technologies on the preparation of food additives and detection analysis of food additives. The current status,development trend and several highly concerned topics in food additives were briefly introduced and discussed. And the distribution of the projects about food additives approved by NSFC over the past 2 years was analyzed. Among all these project sabout food additives,the research about novel natural food additives has been paid the relatively high attention to,and the research about the application of biotechnology on preparation of food additives has been highlightedthis year. In summary,thefunding support by NSFC in this discipline is in linewith the development trend of food additives.Key words: food additives; natural product; biotechnology; detection analysis; the National Science Foundation近些年我国食品工业发展迅速,年均增长率超过20%,为同期GDP 增长率的2 倍。
食品工业的发展与食品添加剂密切相关,食品添加剂是食品工业创新发展的重要基础之一。
食品添加剂为食品产业的创新发展和食品质量安全水平的提高起到了巨大推动作用,主要表现在: ①食品添加剂推动了新产品开发,促进了新产品的不断涌现;②食品添加剂改革了传统食品加工工艺,促进了食品产业升级换代; ③食品添加剂在不断取得科技进步的同时推动了整个食品工业的科技创新;④食品添加剂是食品质量与安全的重要保障,为食品安全起到了保驾护航的作用。
食品添加剂的种类、数量、质量与安全水平直接体现食品工业的发展水平,已成为反映人民生活质量及国家发展水平的重要标志。
近年来我国食品添加剂发展迅猛,但行业整体仍呈现大而不强态势,产品的低端化、同质化问题突出。
因此,要提高国内食品添加剂行业的核心竞争力,亟待加强相关基础科学问题的研究。
食品添加剂是国家自然科学基金委支持的食品科学学科食品加工学基础的研究方向之一,本文主要针对食品添加剂行业的现状和发展趋势进行讨论,以期把握好食品添加剂研究的发展方向。
1 食品添加剂行业的现状食品添加剂指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食品中的人工合成或者天然物质。
食品添加剂的使用对食品产业的发展起着重要的作用,它可以改善风味、调节营养成分、防止食品变质,从而提高质量,使加工食品丰富多彩,满足消费者的各种需求。
食品添加剂的使用虽然历史悠久,但形成工业的时间并不长,食品添加剂工业的产生是食品加工业发展到一定阶段的必然产物。
食品工业在各国的经济领域都占有极其重要的地位,我国食品工业从1996 年开始跃居国民经济各部门之首,成为第一大产业[1]。
食品工业的需求带动了食品添加剂工业的发展,我国的食品添加剂行业从此开始进入快速发展的阶段。
经过近二十年的发展,我国食品添加剂行业目前主要体现以下几个方面的特点。
1.1 国内食品添加剂现状国内食品添加剂持续增长,在国际上的影响日益增强食品添加剂种类繁多,国际上使用的种类达到16000余种,直接使用的约4000 种,常用的约1000多种,我国目前食品添加剂的种类达2000种左右[2]。
我国食品添加剂在近十年发展尤其迅猛,2004 年产量达到348 万t,比2000 年增长80%以上; 2010 年增加到710 万t 左右,产品销售额约720 亿元,出口创汇约32 亿美元[3]。
我国一些食品添加剂产品的产量位居世界前茅。
柠檬酸是我国传统出口产品之一,出口量占世界第一。
我国柠檬酸生产主要采用薯干料发酵,成本低,在国际市场竞争中具有明显优势。
我国还是木糖及木糖醇的生产与出口大国,出口量占世界贸易量的80% 以上。
乙基麦芽酚是食品香料中用量最大的品种之一,我国生产的乙基麦芽酚也已占据了大部分的国际市场。
我国谷氨酸钠、赖氨酸、山梨醇、维生素C、维生素E 和黄原胶等产品的产量在国际上也占有绝对的优势[4]。
1.2 食品添加剂企业整体实力不强目前我国食品添加剂万吨以上产量品种只有十几个,企业普遍规模不大,实力薄弱,抗风险能力差,在竞争激烈的国际市场中生存困难。
以香精香料工业为例,我国现有的600 余家生产企业中90%以上属于小型企业,年销售额在亿元以上的企业仅有十余家。
国际上的一些大型香料公司纷纷进入国内市场,对国内香精香料企业造成很大的冲击。
1.3 高技术含量的产品品种少我国食品添加剂工业技术水平总体较低,与发达国家还存在较大的差距。
很多企业生产技术落后,造成很大的环保压力,阻碍了企业的可持续发展。
一些用量少、档次高的产品仍依赖进口。
例如在酶制剂中,国外蛋白酶品种占总量的近40%,而我国仅为12% 左右; 国外的凝乳酶、果胶酶和葡萄糖异构酶所占比例都较高,而国内生产品种很少,不足总品种的1%。
2 食品添加剂行业的发展趋势尽管食品工业已经成为我国工业部门中的一支重要力量,但从整体来看,食品工业在第一产业中所占的比例仍然较低,而且我国食品工业远远落后于农业和农产品加工发展的需要,因此在近几年仍将保持高速发展的态势,进而带动我国食品添加剂产业的快速发展,我国食品添加剂工业有着广阔的发展前景。
在全球经济一体化的新形势下,我国食品添加剂行业的发展将呈现以下趋势。
2.1 天然绿色食品添加剂成为未来主要发展方向目前国内的天然抗氧化剂如茶多酚、天然甜味剂如甘草提取物、天然抗菌剂大蒜素、天然色素、天然香料等受到国际市场的普遍青睐,回归自然已经成为不可抗拒的潮流。
一些化学合成的食品添加剂被明令禁止使用,如合成色素奶油黄,合成色素的品种从最多时的100 多种已降至目前的10 种左右,天然色素销售额在日本占到市场的90%左右,美国占约80%。
我国自然资源丰富,与欧美国家相比具有明显的优势,我国天然绿色食品添加剂的发展存在巨大的发展潜力。
2.2 生物高新技术推动我国食品添加剂工业的发展目前有许多食品添加剂都采用生物技术制备,如木糖醇、甘露糖醇和甜味多肽等都可以采用发酵法生产; 利用酶解技术和美拉德( Maillard) 反应生产调味料已经获得工业化应用; 具有良好防腐性能的天然防腐剂聚赖氨酸已在日本实现发酵法的工业生产[5]。
通过生物高新技术生产的食品添加剂属于天然产物,在很大程度上满足了消费者对天然产品的心理需求。
另一方面生物高新技术与传统的化学合成工艺相比,相对环境污染小,属于环境友好的绿色技术。
因此无论在食品添加剂新品种开发还是现有品种工艺改进方面,生物高新技术的应用将成为一个重要的发展方向。
3 食品添加剂研究热点问题食品添加剂相关的基础研究工作是食品添加剂工业蓬勃发展的巨大源动力。
为满足目前食品工业及食品添加剂工业发展的需要,有关食品添加剂的研究成为食品科学领域非常活跃的研究方向之一。
近些年有关食品添加剂的研究热点主要集中在以下几个方面。
3.1 新型安全的天然食品添加剂研究在各类食品添加剂中,化学合成的食品添加剂占有相当大的市场份额,如食用色素中化学合成品占到40% 以上。
尽管天然的比化学合成的更安全这一观点并没有科学依据,但广大的消费群体普遍认为天然的就是最好的,因此各类天然的“更安全”的食品添加剂的研究成为食品添加剂研究领域的一大热点。
3.1.1 甜味剂甜味剂天然甜味剂通常具有安全性高、味觉良好、稳定性高和水溶性好的优点,有益于高血糖症人群的健康,同时还具有其他一些保健功能,因此其市场需求以每年约8% 的速率增长。
天然甜味剂的研究受到普遍关注[6]。
天然甜味剂甘草甙的甜度是蔗糖的250 倍,与少许的蔗糖、柠檬酸钠配合使用,可减少蔗糖的用量,有效避免蔗糖浓度过高产生的甜腻感,而且具有增香的功能。
甘草甙主要来源于甘草。
甘草用作草药具有非常久远的历史,对甘草的化学成分已经进行了广泛深入的研究,包括许多三萜烯皂角苷和类黄酮类化合物,其中齐墩果烷型( oleanane-type) 的三萜烯皂角苷甘草甙是最主要的成分,可用作天然的甜味剂,而且具有消炎、保肝等保健功效。
甘草甙用于食品中除了赋予甜味外,还可以缓和咸和提升食物香味,而且热稳定性好,因此甘草甙和甘草的提取物作为食品添加剂广泛用于各种食品中。
研究表明甘草提取物经过酶法修饰后可改善甜味和溶解性。
目前通过植物细胞培养生产甘草甙仍很困难,甘草甙主要从野生的或种植的甘草植物中提取。
由于过度的开发利用,野生的甘草植物濒临灭绝。