食品添加剂在研发中的应用与挑战探究
作者: 秦新磊 薛凌薇摘 要:食品添加剂是食品工业中应用最广的一种助剂,近几年来一直备受关注。将其应用于食品生产,不仅能延长食品的保质期,还能改善食品的口感、色泽、营养价值及功能。但是随着人们食品安全与健康意识的日益提高,其负面效应也逐渐显露出来。本文主要探究在食品添加剂研发中存在的挑战,提出食品添加剂在食品研发中的应用要点,意在为我国食品安全形势的稳定提供助力。
关键词:食品添加剂;研发;应用与挑战
Exploration of the Application and Challenges of Food Additives in Research and Development
QIN Xinlei, XUE Lingwei
(D.CO International Food Co., Ltd., Jiaozuo 454850, China)
Abstract: Food additives are the most widely used additives in the food industry, which have been in the spotlight in recent years. Applying them to food production can not only extend the shelf life of food, but also improve its taste, color, nutritional value, and function. However, with the increasing awareness of food safety and health among people, its negative effects are gradually emerging. This article mainly explores the challenges in the research and development of food additives, proposes the application points of food additives in food research and development, and aims to provide assistance for the stability of China’s food safety situation.
Keywords: food additives; research and development; applications and challenges
食品添加剂的使用不仅引起了消费者的关注,还引起了科学家和监管部门的广泛关注,因为食品添加剂的不合理使用可能会带来潜在的健康风险,甚至引发某些慢性病[1]。但是合理应用食品添加剂,不仅能够延长食品的保质期,还能改善食品本身的口感,因此如何在保证食品安全的同时,对食品添加剂的使用进行有效的控制与调控,是目前我国食品工业所面临的重大挑战。
1 食品添加剂在研发中的挑战
1.1 确保食品添加剂的安全性和合规性
研发人员在开发新的食品添加剂或者改良已有食品添加剂的时候,都必须对其安全性进行严格的评价,同时也要考虑食品添加剂可能引起的过敏反应、致癌和生殖毒性。为了保证新型食品添加剂的安全,研发人员需要开展大量的试验与临床试验,这些工作费时费力,而且由于食品添加剂在人体内的作用复杂多变,在研究过程中可能会有未知的风险因子,给食品添加剂安全保障带来困难[2]。随着食品工业的发展,食品安全监管政策的不断完善,食品添加剂的相关法律法规也在不断地进行更新与修订。因此研发食品添加剂的科研人员,必须随时留意最新的监管规定,确保研究内容符合相关法律规定,这就意味着他们在理解和遵循复杂的法规方面需要投入更多的精力和资源,这也为研发带来了更大的挑战和压力。
1.2 食品添加剂之间的相互作用
食品开发过程中,为了满足食品的特殊功能需求,如改善食品的口感、延长食品的保质期等,经常需要添加各种添加剂,但是不同添加剂之间可能会发生相互作用,使应用效果达不到预期,甚至产生质量问题。在食品加工过程中,一些添加剂可能与其他添加剂发生化学反应,生成对食品安全、质量产生危害的物质。在食品生产过程中,稳定性是一个非常重要的因素,特别是对于需要长期储存和运输的食品来说,如果食品添加剂间存在交互作用,可能导致产品稳定性降低、易受外界环境影响,甚至丧失其功能,严重影响其在市场上的竞争力及信誉,使食品生产企业面临着严峻的挑战。食品生产企业为了保证产品质量安全,需要投入大量的资金对各种添加剂进行试验验证,若不同添加剂间存在交互作用,则可能增加研发费用,增加研究人员的时间与精力消耗,这对大多数食品制造企业来说都是不小的负担,尤其是在市场竞争如此激烈的情况下。
1.3 添加剂对食品口感和颜色的影响
食品添加剂如防腐剂、增稠剂、着色剂等,其性能及作用机理各不相同,而且添加剂的添加量及配方对产品的色泽、口感有很大的影响,不同的食品原料有不同的口味、色泽等特征,因此同一种添加剂对不同的食品以及不同的添加剂对同一种食品有不同的影响。例如,对某些含水量较大的食品来说,添加物的溶解性与稳定性是非常重要的衡量指标;但对某些色泽较重的食品,需要对添加剂的上色效果进行更细致的调配[3]。随着人们对食品质量与安全的要求越来越高,人们对食物的口味、色泽也提出了更高的要求,部分消费者偏好天然原料或无添加食品,对添加剂引起的口味、色泽变化可能有抵触情绪。所以在研发过程中,要将消费者的需求与市场趋势都考虑进去,找出一个平衡点,既要满足顾客的口味,又要保证食物的口味与色泽的稳定性。
1.4 添加剂的生产成本和大众接受程度
在食品工业领域,生产成本与企业利润、竞争力直接相关,添加剂的生产需要在原材料采购和生产工艺优化等研发阶段投入大量的资金。添加剂的生产成本主要受原料成本、设备投资和人工成本等因素的影响,同时食品添加剂对产品质量的要求也很高,这就给生产带来了很大的困难和成本。随着人们对食品安全与健康意识的提高,对食品添加剂的质量与安全提出了更高的要求,某些食品添加剂具有潜在的健康危害,如可能引起过敏反应等,导致大众对食品添加剂的接受度存在差异。此外,有些消费者喜欢食用天然无添加剂的食物,对添加了添加剂的食物安全性表示怀疑,这给食品添加剂的研究与推广带来了客观的困难。有些消费者对食品添加剂的名称并不清楚,很难对其是否安全、是否必要进行正确的判断。另外有些食品公司在宣传推广时,可能会出现夸大宣传、隐瞒信息等情况,造成消费者对添加剂的认识出现偏差,从而影响公众对食品添加剂的接受度。
2 食品添加剂在食品研发中的应用要点
2.1 根据食品的配方和工艺确定使用量和添加时机
用量及加入时机的确定主要涉及配方设计、工艺过程控制及试验验证,研究人员应针对食品的类型及特点,设计出合理的配方,确定所需食品添加剂的种类及用量,在这个过程中,要考虑到食物的基本成分、目标口感、质构等因素,才能保证添加剂与食物的整体特征相一致;另外,在配方设计过程中,应充分了解各种食品添加剂的功能、特点,选用适当的添加剂。食品添加剂的添加顺序、加热温度、搅拌速率等工艺参数对其效果也有很大的影响。例如,一些添加剂需要在一定的温度下才能达到最好的效果,而另一些则需要在某个特定的阶段才能达到最好的均匀性。因此研究人员应根据特定的生产流程,合理地选择添加时间,以保证添加剂在不影响食品质量的前提下,充分发挥预期的作用。在实际操作中,具体的添加量及投加时机仍需要试验验证,不断进行调整,以获得最好的效果;同时,通过试验验证,可帮助研究人员更好地理解添加剂间的交互作用,进而优化配方及工艺,改善食品质量与口感[4]。
2.2 对添加剂的安全性进行评估
①仪器检测。可借助先进的仪器设备与技术手段,模拟、观测添加剂在不同条件下的反应,为后续安全评价提供重要的数据支撑。②动物实验。在动物实验中,研究者可以选用合适的小鼠、大鼠或猪等动物模型,向动物饲料中加入一定剂量的添加剂,观察其生长发育、器官功能的变化及可能产生的副作用,通过动物实验,对其生物效应进行初步评价,为后续临床应用奠定基础。③毒理学评估。毒理学评估就是评价添加剂的急性、亚急性和慢性毒性,常用的方法有急性毒性试验、亚急性毒性试验和慢性毒性试验等。④生物评估。生物评估主要是评价添加剂在生物体内的作用,如细胞毒性、基因毒性、致突变性等,目前常用的方法有细胞毒性试验和基因毒性试验等。⑤人体暴露评估。通过膳食调查、暴露评估等手段,对食品中添加剂的使用情况进行评价。在评价食品添加剂安全性时,应充分考虑不同人群对食品添加剂的敏感度差异。一些特殊人群,如儿童、孕妇、老人,可能对食物添加物有不同的敏感度,所以在评价时应充分考虑这些因素。
2.3 应用前与其他成分进行相容测试
具体来说,可分为物理性能、化学性能和生物学性能等多种测试方法。通过对添加物与其他组分混合时物理性能的改变,对其相容性进行评价,如颜色、透明度和黏度等,评价其溶解度、结晶性等物性参数的变化等。在相容性试验中,化学特性试验也是一个重要方法,通过测定添加剂和其他组分在混合时发生的化学反应,评价其相容性,如pH值、氧化还原电位等,或者混合物中的有机物、无机物等化学组分的改变[5]。生物学特性试验也是相容性试验的一个组成部分,通过评价添加剂和其他成分对人体健康的影响,判断其相容性,如细胞毒性试验、动物试验等。
2.4 研发人员需要关注法规和标准
食品添加剂主要包括色素、防腐剂、抗氧化剂、增稠剂等,每一类中都包含着作用机理不同的多种类型物质,在选择食品添加剂时,应根据产品的特点及要求,选择适当的添加剂种类及用量,方能取得理想的结果,同时要注意避免在食品中添加过量或不必要的添加剂,以免给人体带来潜在的健康风险。在食品添加剂的使用方面,各个国家或地区都有相应的规定,研发人员必须对其有所了解和遵守。如欧盟《食品添加剂》[(EC) No 1333/2008]对食品添加剂的种类、使用量和标签要求进行了详细的规定,美国食品药品监督管理局对食品添加剂的使用也有相应的规定,在产品开发过程中,研发人员要保证所选用的食品添加剂符合当地的相关法律法规,这样才能顺利进入当地市场。同时研发人员也应注意食品添加剂与其他组分之间的相互作用、稳定性、影响因素等。食品添加剂是一种重要的添加剂,因此研发人员必须在实验室条件下对食品添加剂进行充分的试验,以保证其与其他组分的相容性及稳定性,从而确保产品的品质及市场竞争力。
2.5 持续进行添加剂的监控和改进
做好食品添加剂的质量监督管理必须建立一套严密的质量监控体系,这包括严格的原材料筛选、整个生产过程的监控、产品的定期抽检、食品添加剂的选用,如应严格按照配方工艺进行生产,防止因添加剂生产和使用不当而引起产品质量问题;定期对产品进行抽检,以保证产品质量的稳定性,及时发现并解决存在的问题。随着科技水平的提高,食品添加剂领域越来越广泛地利用分子生物学、化学分析等技术手段,对食品添加剂在食品中的作用机理及影响因素进行深入研究,为食品添加剂在食品中的应用提供了坚实的理论依据。同时,采用先进的生产工艺与装备,可有效地提高食品添加剂的生产效率与品质稳定性,降低生产成本,增强产品竞争力[5]。消费者对于食品安全与健康的关注程度越来越高,对食品原料及添加剂成分的关注也越来越多,这就要求食品生产企业密切关注消费者的需求与反馈,及时调整产品配方及添加剂用量,以满足市场的需要,在此基础上,加强与消费者的交流与互动,树立可持续的品牌形象,增强消费者的信任。
3 结语
在食品添加剂的研究与开发中,科研人员不断地探索新的技术与方法,以保证食品的安全与质量,在此过程中,既要考虑添加剂的功能,又要考虑其对人类健康的影响,力求达到食品添加剂“三赢”的效果:既能改善食品的口感,又能保护消费者的身体健康,也有助于食品行业的可持续发展。随着科学技术的不断进步,食品添加剂的研究开发面临着前所未有的机遇和挑战。希望今后能有更多创新、紧密的合作,使食品行业达到更高的品质标准,让消费者吃得放心。
参考文献
[1]张守胜.食品添加剂应用技术课程思政建设路径研究[J].中国食品工业,2024(1):149-151.
[2]罗旭,曲振斌,孙晓丽.紫外荧光法在测定食品添加剂二氧化碳中总硫的应用[J].低温与特气,2023,41(6):48-50.
[3]王浩.食品添加剂与配料的研发与检测[J].食品安全质量检测学报,2020,11(17):6012-6013.
[4]刘远远,程玉鑫,王啸,等.食品添加剂课程教学模式改革建设与实践[J].中国食品工业,2023(24):112-114.
[5]孙裴键.食品添加剂对食品安全的影响分析[J].现代食品,2023,29(20):157-159.