閱讀提醒：本人已儘可能地參考更多的資料，但受限於學識不足，可能會出現些許錯誤之處，應用時請仔細辨別，更多請參考GB 2760-2014。
01
香精香料
香料——賦予食品以香氣或同時賦予特殊滋味的物質。
香精——由多種香料混合配成的物質
作用：
使食品產生香味，增進食慾，有利消化吸收，增加食品的花色品種，提高食品質量。
恢復食品香味，強化特徵味道。
消殺食品中的不良味道。
殺菌、防腐。
一、食用香料
1、定義：能夠用於調配食用香精，並使食品增香的物質.食品用香料、香精不包括只產生甜味、酸味或鹹味的物質,也不包括增味劑。
2、作用：不但能夠增進食慾，有利消化吸收，而且增加食品的花色品種，提高食品質量，具有重要作用。
3、特點：是一類特殊的食品添加劑，品種多、用量少、大多存在於天然食物中。
4、分類：按來源和製造方法等不同分為三類：天然香料、天然等同香料、人造香料
天然等同香料和人造香料都屬於2760中的合成香料範疇。
（一）天然香料
用純粹物理方法從天然芳香植物或動物原料中分離得到的物質，通常認為安全性高
動物（麝香、海狸香、麝鼠香）植物（白蘭花油，玫瑰花油等）。
a.香辛料(Spice)
b.精油(Essential Oil)
c.酊劑(Tincture)
d.浸膏(Concrete)
e.香樹脂(Resinoid)
f.淨油(Absolute)
g.油樹脂(Oleoresin)
各種具有特殊香氣、香味和滋味的植物全草、葉、根、莖、樹皮、果實或種子，如桂皮、茴香和胡椒等，用以提高食品風味。因其中大部分用於烹調，故又稱「調味香料」。不少香辛料已有上千年的食用史。在正常使用範圍內無毒性問題。
按美國香辛料協會(American Spices Association)的定義為：「凡主要用來供食品調味用的植物，均可稱之為香辛料。」
以芳香植物不同部位的組織(如花蕾、果實、種子、 根、莖、葉、皮等)或分泌物為原料，採用壓榨、冷磨、萃取、水蒸汽蒸餾、吸附等方法，提取得到的由萜烯、脂環族、脂肪族等組成的混合物稱之為精油。
戊醇、己醇——花蕾
乙醇、丙醇——酚類化合物
甲苯——含芳烴化合物的精油
含氯溶劑——含胺類化合物
世界上精油品種在3000種以上，其中具有商業價值的約數百種，適用於食品的約百餘種。在各種精油中，中國生產的桂皮油在世界市場上佔有重要地位。
用一定濃度的乙醇，在室溫下浸提天然動物的分泌物或植物的果實、種子、根莖等並經冷卻、澄清、過濾後所得的製品稱為酊劑。如香莢蘭豆酊、小豆蔻酊等。
用揮發性溶劑(如石油醚)浸提香料植物組織的可溶性物質，最後脫脂、濃縮得到的膏狀物質稱為浸膏。如小花茉莉浸膏、桂花浸膏、晚香玉浸膏、香莢蘭豆浸膏、墨紅花浸膏等。
用有機溶劑浸提香料植物所滲出的帶有香成分的樹脂樣分泌物，最後經除去所用溶劑和水分的製品稱為香樹脂。如欖香香樹脂、安息香樹脂等。
植物浸膏（或香脂、香樹脂及水蒸汽蒸餾法製取精油後所得的含香蒸餾水等的萃取液），用乙醇重新浸提後再除去溶劑而得的高純度製品。也有的經冷凍處理，濾去不溶於乙醇的蠟、脂肪和萜烯類化合物等全部物質，再在減壓低溫下蒸去乙醇後所得的物質，屬高度濃縮、完全醇溶性的液體香料，稱之為淨油。如玫瑰淨油、橙花淨油等。
用有機溶劑浸提香辛料後除去溶劑而得的一類天然香料，呈粘稠狀液體。主要成分為精油、辛辣成分、色素和樹脂，有時也含非揮發性油脂及部分糖類。油樹脂為天然香辛料有效成分的濃縮液，其濃度約為香辛原料的10倍。如黑胡椒油樹脂、辣椒油樹脂、大蒜油樹脂、生薑油樹脂等。油樹脂屬於浸膏範疇。
（二）天然等同香料
用化學合成方法得到或天然芳香原料經化學過程分離得到的物質。這些物質與人類消費的天然產品（不管是否加工過）中存在的物質，在化學上是相同的。這類香料品質很多，佔食用香料的大多數，對調配食用香精十分重要。
（三）人造香料
人造香料是在供人類消費的天然產品（不管是否加工過）中尚未發現的香味物質，此類香料品種較少，均用化學合成方法製成，且其化學結構迄今在自然界尚未發現存在，基於此，這類香料的安全性引起人們極大關注。
隨著科技和人們認識的不斷深入和發展，有些原屬人造香料的品種，在天然食品中發現有所存在，因而可以列為天然等同香料。例如，我國許可使用的人造香料己酸烯丙酯，國際上現已將其改為天然等同香料。
二、食用香精
食品的加香（增香），除烹調外，單獨使用香料的情況不多，因為各種食品的獨特風味是由許多風味成分相輔相成而形成的，如雞肉的風味成分達220種，花生350，可可323種，咖啡450種。單體香料根本無法使人在感官上得到滿意的效果，所以人們採用不同香料模仿天然香味。這就產生了食用香精。
定義：食用香精是由芳香物質、溶劑或載體以及某些食品添加劑組成的具有一定香型和濃度的混合體。
香精的組成：
芳香物質：即前述的天然香料、天然等同香料和人造香料
主香體：顯示香型特徵的主體。
輔助劑：調節香氣香味，使變得清新幽雅。
定香劑：調節調和香料中各組分的揮發度，保持香氣和香味。
稀薄劑可為食用乙醇、蒸餾水、丙二醇、精製食用油和三乙酸甘油酯等。含量通常佔50%以上，這些溶劑可使香精成為均一產品並達到規定的濃度。
載體可為蔗糖、葡萄糖、糊精、食鹽、SiO2等，主要用於吸附或噴霧乾燥的粉末狀食用香精中。食用香精在形態上可以是液體或漿狀，也可以為粉末。
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（一）食用香精的分類
1、按用途分類
飲料用、糖果用、焙烤食品用、酒用、調味料用、方便食品用、湯料用、茶葉用
2、按香型分類
柑桔型香精(如甜橙、檸檬香精等)、果香型香精(如香蕉、草毒香精等)、薄荷型香精(如薄荷、留蘭香香精等)、豆香型香精(如香莢蘭、咖啡香料等)、辛香型香精(如肉豆蔻、肉桂香精等)、乳品型香精(如牛奶、白脫、乳酪香精)、肉香型香精(如牛肉、雞、魚類香精)、堅果型香精(如杏仁、花生等)、酒香型、蔬菜型、焙烤型香精。
3、按香料組成分類
單體香料：
通常是指薄荷醇、香蘭素等具有單一化學成分的香料。從沒有經過人為調和的角度看，人們有時也會將精油等天然香料叫做單體香料。單體香料只在某些特殊情況下才直接作香料使用，常作為調合香料的原料。
調合香料：
由於單一化合物的香氣很難滿足實際要求，因而人們常將各種原料經過巧妙配合後，配製出符合一定目的要求的香料。
按劑型分類可分為液體(含乳液、漿狀)和固體(含粉狀、塊狀)
4、按性能分類
即按食品的組織結構和生產工藝條件不同分類
（1）水溶性香精
也稱水質香精。將各種天然或合成香料調配而成的香基，再溶解於40~60%的乙醇（或丙二醇等其它水溶性溶劑）中，必要時再加入酊劑、萃取物或果汁等製成。
特徵：在一般用量範圍內透明溶解或均勻分散，具有輕快的頭香，香氣飄逸，但對熱敏感。
適用：以水為介質的食品，如汽水、果露、棒冰、冰淇淋、酒類等。
（2）油溶性香精
也稱油質香精，是普通的食用香料，以各種香料和香助劑調製成的香基中加入精煉植物油、甘油丙二醇等稀釋劑，配製成可溶性香精。
特徵：香氣濃鬱、沉著持久，香味濃度較高，相對不易揮發，具有香感強硬的體香香韻。
適用：較高溫度操作工藝的食品加香，如糖果、餅乾和糕點。
如橙香精：檸檬油63g、橙油24.8g、肉桂油10.6g、其他1.6g。
（3）乳化香精
將油性香料加入適當的乳化劑、穩定劑、色素使其在水中分散為微粒而成，一般為O/W型。乳化的效果可以抑制香精的揮發，可使油溶性香味劑溶於水中，降低成本。乳化劑通常用阿拉伯膠的天然膠質。
特徵：外觀呈乳濁液狀，香氣溫和，有保香效果，而且由於它在水中的分散性產生渾濁作用，可以加入著色劑。但歷時安定性較差，應防止腐敗變質。
適用：需要混濁度的果汁和果味飲料等，可使飲料外觀接近天然果汁。
如橙子乳化香精：乳化橙油460g，芫荽油5g，肉桂油50g，阿拉伯膠340g，檸檬油55g。
（4）粉末香精
粉末香精是以乳糖一類物質作為擔體，將香基混合後附在擔體面上製成。
特徵：使用方便，歷時安定性強，易吸溼結塊，要防止腐敗變質。
（5）微膠囊香精
製備方法：先將香基製成乳化香料後，再經過噴霧乾燥製成粉末.
特徵：香料被賦形劑包圍覆蓋，穩定性、分散性較好。對香精中易於氧化、揮發的芳香物質，可起到很好的保護作用，延長加香產品的保質期。
適用：粉末狀食品的加香，如固體飲料、果凍粉。
（6）肉味香精
肉香型和菜餚型香精，用於人造肉及各種湯料、方便食品。
配製的主要原料一般是脂質、碳水化合物和胺基酸、蛋白質、雜環化合物擴一些香料。
例如，配方：牛油5.5%，穀氨酸鈉17.8%，水解植物蛋白27.4%，2-甲基於-呋喃醇0.5%, 蔗糖11%，其他37.6%。
（二）食用香精的功能
1、輔助作用
如高級酒類、天然果汁等一些食品，由於香氣不足，需要選用與其香氣相適應的香精來輔助香氣。
2、穩定作用
天然產品的香氣，往往因受地理、季節、氣候、土壤、栽培、採收和加工的影響而不穩定。加香後可對天然產品的香氣起到一定的穩定作用。
3、補充作用
某些產品如果醬、果脯、水果蔬菜罐頭等，在加工過程中可損失其原有的大部分香氣，需要選用與其香氣特徵相對應的香精進行加香，使香氣得到補充。
4、賦香作用
某些食品本身沒有什麼香味，如硬糖、汽水、餅乾等，通常選用具有明顯香型的香精，使成品具有一定類型的香味和香氣
5、矯味作用
某些食品具有令人難以接受的氣味，通過選用合適的香精矯正其氣味，使人樂於接受。
6、替代作用
又稱仿製作用。直接用天然品有困難時（原料供應不足，價格成本過高，或加工工藝困難等），用相應的香精來代替或部分代替
（三）香精和香料的使用原則
使用該類食品添加劑時，注意使用的溫度、時間和香精香料的化學穩定性，須按符合工藝要求的方法使用，否則可能造成效果不準或甚至產生相反的效果。
1、預備試驗
由於香精香料的配方、食品的製作條件千差萬別，很有可能香精香料加入後，未達到預期目的。
可能原因：受其它原料的影響；受其它添加劑的影響；受食品加工過程的影響；受區域性人群的感覺影響；故要確定香精香料的最佳使用條件後，才能成批生產食品。
2、計量
由於香精香料作用十分靈敏，加少影響效果，加多會適得其反。故香精香料的使用量要控制得當。
香精雖為液體，但為了控制用量，計量時一般要採用重量法，這樣可排除比重和溫度不同所引起的誤差
3、添加時條件控制
時間：
香精香料易揮發，對生產工藝中需加熱或脫臭、脫水處理的食品，應儘可能在後期加入，攪拌均勻，使其均勻分散。
溫度：
香精香料雖不宜在高溫條件下使用，但也不是使用溫度越低越好。低溫香精溶解性下降，不易賦香均勻，甚至發生香精分層而析出結晶等現象。如生產果汁粉時，水溶性香精可在調粉時添加。
揮發：
食品生產中儘量減少香精香料在環境中的暴露時間。因為香精香料在開放系統中損失比在封閉系統中大，香精香料在食品加工後期添加也可達到減少香精香料在敞開體系中暴露時間的目的。
穩定性：
增香劑中各種香料、稀釋劑等，除容易揮發外，一般易受鹼性條件、抗氧化劑、金屬離子等影響。因此要防止這類物質與增香劑的直接接觸。因為這類物質會引起香料的氧化還原、聚合、水解而變質。如果這類物質必須添加在食品中，一定要分別添加。
4、香味劑在食品中的應用
（1）焙烤食品和點心
多用揮發性低的香味劑。常以三種方法使用：
加入麵團中。需考慮損失，一般多加入20%或使用微膠囊香精。
噴塗：如在餅乾上噴灑。
夾心或包衣：在焙烤食品中常用的有奶油、肉桂、香蘭素、肉味香精。
（2）糖果
糖果的香味基本上由香味劑決定。
對於高沸點糖果如硬糖，加香時糖果還是熱的，為減少損失，在香料中要使用揮發性低的、與香精親和力強的溶劑。
糖果中常用花、果味香精，為了保持穩定性和增香，還需添加酸味劑，如檸檬酸、酒石酸、蘋果酸。
（3）飲料和冰淇淋
不透明的產品使用乳化香精，其他一般使用水溶性香精。
冰淇淋等冷食，低溫會影響香味的感受性，所以香料的用量比飲料要大一些，常用香味劑有：奶、水果、香蘭素等。
（4）糧油產品
油品的調香常用香味劑是香料，如胡椒、丁香、茴香、八角、桂皮、肉豆蔻等，主要用於調味油、復配油中。這些香料還具有防腐、防油脂氧化酸敗的效果和一定的生理作用，並能掩蔽天然油的異味。
增香劑：
能顯著增加食品、飲料、酒類等原有風味，尤其是能增加香味和甜味的添加劑。
主要使用的品種是麥芽酚及其同系物和吡嗪、核苷酸等。
增香機理是在於它能夠改變人的生理感覺功能。
增香劑還是一種香味之間的乳化劑，它能使各種香味更加和諧宜人。
麥芽酚：
有突出的焦糖味香氣，適於水果味、焦糖味為基礎的食品。
麥芽酚對鹹味無作用，對酸/甜、香/甜有增效作用，對苦味、澀味有消殺作用。
應用(mg/kg)：汽水2~10，果汁粉5~30，甜酒10~50，麯酒10~20，糖果50，麵包100，巧克力10~15，飲料15~25，果、菜汁10~50，冰淇淋5~10，果醬10~30，茄醬10，曲奇餅25~100，餅乾25~150，肉湯100~300，醬油15~20。
02
食品增稠劑
一、食品膠的定義
通常是指溶解於水中，並在一定條件下能充分水化形成黏稠、滑膩或膠凍液的大分子物質,在加工食品中可以起到提供增稠、增黏、黏附力、凝膠形成能力、硬度、脆性、緊密度、穩定乳化、懸濁體等作用，使食品獲得所需要的各種形狀和硬、軟、脆、黏、稠等各種口感，所以也常稱作食品增稠劑、增黏劑、膠凝劑、穩定劑、懸浮劑、食用膠、膠質等。
食品膠的分類
1、天然
植物多糖物質：果膠、阿拉伯膠、瓜爾膠、槐豆膠等；
海藻多糖物質：瓊脂、海藻酸類、卡拉膠等；
微生物多糖類：黃原膠、茁黴多糖；
動物：
多糖：甲殼；蛋白：明膠。
2、合成
羧甲基纖維素鈉、丙二醇、變性澱粉等。
二、食品膠的功能特性
增稠性；膠凝性；膳食纖維功能；乳化、穩定性、作為被膜劑和膠囊；懸浮分散性；保水持水性；控制結晶。
（一）性質
1、凝膠
當體系中溶有特定分子結構的增稠劑，濃度達到一定值，體系也滿足一定要求時，通過以下作用，體系形成三維空間的網絡結構：
增稠劑大分子鏈間相互交聯與螯合
增稠劑大分子與溶劑分子(水)的強親合性
瓊脂：1%濃度就可形成凝膠
海藻酸鹽：熱不可逆凝膠(受熱後不會稀釋)——人造果凍的原料
2、相互作用
減效：阿拉伯膠可減低黃蓍膠的粘度
增效：混合液體經過一定時間後，體系的粘度大於各自增稠劑單獨使用粘度之和
在增稠劑實際應用中，往往單獨使用一種增稠劑得不到理想效果，常需復配使用，發揮協同作用。
如：CMC和明膠，卡拉膠、瓜爾膠和CMC，瓊脂和刺槐豆膠，黃原膠和刺槐豆膠等
（二）功效與應用
1、賦予食品所要求的流變特性，改變食品的質構和外觀，使液體或漿狀食品形成特點形態，具有粘滑適口的感覺。如：冰淇淋等冰點心的質量，很大程度上取決於冰晶形成的狀態。加入增稠劑可防止冰晶過大(以免感到組織粗糙有渣)，使冰晶細微化，口感光滑，結構細膩均勻。
2、使製品均勻穩定，富有特色。如：配製酸奶時須加有機酸，但會引起乳蛋白凝聚與沉澱而分層。添加增稠劑有助於分層的解決
3、提高起泡性和穩定性。如：冰淇淋常使用槐豆膠、海藻酸鈉等做發泡劑
4、成膜：在食品表面形成光滑的薄膜，作用如下。
防止吸溼：冷凍食品、固體粉末食品；
防止失水：果蔬保鮮，並有拋光效果。
這類增稠劑也稱為被膜劑，是增稠劑的發展動向之一，如：醇溶蛋白、明膠、瓊脂、海藻酸等。
5、保水
因增稠劑具有強親水作用，在肉製品、麵粉製品中能品質改良的作用。
麵粉類食品：改善麵團的吸水性，加速水分向蛋白質分子和澱粉顆粒滲透的速度，有利於麵團的調製過程。
利用增稠劑的持水性和凝膠性，可增加產品的重量、粘彈性和澱粉的化程度，不易老化失水。
（三）我國允許使用的食用膠舉例
1、瓜爾膠（guar gum）
瓜爾膠也稱瓜爾豆膠、胍膠，是目前國際上較為廉價而又廣泛應用的食用膠體之一。瓜爾豆膠是從瓜爾樹種子中分離出來的一種可食用的多糖類化合物。
（1）瓜爾膠的結構組成
瓜爾膠是線狀半乳甘露聚糖，屬於非離子型高分子。
在結構上，以β-1，4鍵相互連接的D-甘露糖單元為主鏈，不均勻地在主鏈的一些D-甘露糖單元的C6位上再連接了單個D-半乳糖（α-1，6鍵）為支鏈，其半乳糖與甘露糖之比為1：1.8，簡化為1：2。實際上半乳糖在甘露糖主鏈上的分布是不均勻的，在其主鏈的有一些區段上並沒有半乳糖，而在另一些部分則是高取代區。
（2）瓜爾膠的物化性質
1）溶解性。瓜爾膠能溶於冷/熱水中並同時迅速開始水化，最終獲得半透明狀黏稠溶液。但不能溶於乙醇等有機溶劑。
2）黏度。瓜爾膠是黏度最高的天然膠體之一，其1%水溶液黏度在4~5Pa·s之間。
3）熱穩定性。溫度上升時，瓜爾膠溶液粘度下降。
4）酸穩定性。瓜爾膠溶液天然pH為中性，pH變化在4~10範圍內對膠溶液的性狀影響不明顯。
5）流變性。瓜爾膠及其衍生物的溶液都呈非牛頓型的假塑性流動特性，即具有攪稀作用。
（3）瓜爾膠的應用
我國規定（GB 2760-2014）:瓜爾膠可用於各類食品中，按生產需要適量使用。
稀奶油：最大使用量為1.0g/kg；
較大嬰兒和幼兒配方食品：最大使用量為1.0g/L。
瓜爾豆膠在不同食品中的具體功能：
2、阿拉伯膠（Arabic gum）
阿拉伯樹膠是來源於豆科的金合歡樹屬的樹幹滲出物。天然阿拉伯膠塊多為大小不一的淚珠狀，略透明的琥珀色，無味，精製膠粉則為白色。
最高質量的阿拉伯膠應該是半透明、琥珀色、無任何味道、橢球狀膠。
（1）阿拉伯膠的結構組成
阿拉伯膠是一種含有鈣、鎂、鉀等多種陽離子的弱酸性大分子多糖，具有以阿拉伯半乳聚糖為主的、多支鏈的複雜分子結構。
水解阿拉伯膠可獲得D-半乳糖、L-阿拉伯糖、L-鼠李糖和D-半乳糖醛酸。
阿拉伯糖的結構上還連有2%左右的蛋白質
（2）阿拉伯膠的物化性質
1）溶解度：阿拉伯膠具有高度的水中溶解性，能很容易的溶於冷、熱水中，但不溶於乙醇等有機溶劑。
2）黏度：阿拉伯膠是典型的「高濃低黏」型膠體。
3）流變性：溶液濃度在40%以下仍呈牛頓流體，當濃度高達40%以上時，開始表現出假塑性流體特性。
4）酸穩定性：pH值4~8範圍內較穩定，當pH低於3時，黏度下降。
5）乳化穩定性：非常良好的親水親油性，是非常好的天然水包油型乳化穩定劑。
6）熱穩定性：一般加熱膠溶液不會引起膠的性質改變。
阿拉伯膠的應用實例：
3、果膠
（1）果膠的結構組成
果膠是由D-半乳糖醛酸殘基經α（1→4）苷鍵相連接聚合而成的酸性大分子多糖，並且半乳糖醛酸C6上的羧基有許多是甲酯化形式，為甲酯化的殘留羧基則以游離酸形式以鉀、鈉、銨、鈣鹽形式存在；在C2或C3的羧基位置上常帶有乙醯基和其他中性（多）糖支鏈，如L-鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖等。
[化學結構]
果膠主要由半乳糖醛酸與其甲基酯的聚合物組成。部分羧基被甲酯化。如果全部被甲酯化，則甲氧基含量約為16.3%。
高酯果膠：甲氧基含量≥7%
低酯果膠：甲氧基含量＜7%
[性能]
溶於20倍的水中成粘稠狀液體，對酸性溶液較鹼性溶液穩定，不溶於乙醇，能用乙醇、甘油、蔗糖漿潤溼，與3倍以上的砂糖混合後更易溶於水
[製法]
將蘋果、柑橘、柚子等果皮洗淨，加1.8倍熱水，再加0.14%的鹽酸於90~95℃下萃取30min，壓榨過濾，真空濃縮至果膠含量達9~12%後，用乙醇沉澱。再經洗滌、脫水、乾燥、粉碎、過篩而製得產品
將檸檬、柑桔和酸橙等柑桔類水果皮破碎，加果皮量4倍的0.15%的檸檬酸溶液，於加熱條件下浸漬、萃取製得果膠。
一般由植物果皮提取的果膠中甲氧基含量在7~14%之間
要提高產品中的甲氧基含量，可將果膠與甲醇進行甲酯化
要獲得低酯果膠，採用脫酯工藝，常用：酶法、鹼法或酸法
（2）果膠的物化性質
1）溶解性。在水中可溶，在大多數有機溶劑中不溶
2）果膠溶液的流變特性。稀果膠溶液幾乎是牛頓流體；濃度大於1%的果膠溶液呈現假塑現象。
3）穩定性
在pH值2.5~4.5時高酯果膠是穩定的，當pH大於4.5時，失穩現象就會發生；低酯果膠在高pH時更為穩定。
使用：
果醬、果凍的製作——膠凝劑
蛋黃醬、精油的穩定劑
高酯果膠與低酯果膠的區別：
高酯果膠：用作帶酸味的果醬、果凍、果膠軟糖、糖果、餡心和乳酸菌飲料等的穩定劑。
低酯果膠：無酸味或低酸味的果醬、果凍、凝膠軟糖、冷凍甜食、色拉調味醬、冰淇淋、酸奶等的穩定劑。
注意事項：
果膠須完全溶解或分散後再添加，以免形成不均勻凝膠。為此需要高效率混合器，並緩慢添加果膠粉，以免果膠結塊，否則極難溶解或分散
能用乙醇、甘油或蔗糖漿潤溼，或與3倍以上的砂糖混合，可提高果膠的溶解速度
果膠在酸性溶液中比鹼性溶液穩定。
4、明膠
（1）明膠的結構組成
明膠分子既沒有固定的結構，又沒有固定的相對分子質量。
明膠膠原蛋白質是以三螺旋結構的肽鏈為基本單位，相互間連接成的網狀結構，不溶於水，通過水解使部分連接鍵斷裂後即成為具有水溶性的明膠，三螺旋結構自身也可拆散成單一的α鏈，或者α鏈加β鏈，或γ鏈結構。
（2）明膠的物化性質
1）溶解性：溫水是明膠最普通的溶劑，常溫下明膠可以溶於尿素、溴化鉀或碘化鉀的溶液中，也能溶於醋酸、水楊酸等有機酸中。
2）溶脹性能：明膠不溶於冷水但能吸水膨脹形成堅固而有彈性的膠凍，加熱此膠凍則能變成溶液。
3）起泡性能：將明膠溶液在試管內按一定幅度上下搖動，試管裡將有一部分膠形成泡沫，這就是明膠的起泡能力。
4）不耐酸鹼性：明膠能與酸、鹼、鹽形成化合物。
5）流變特性：
攪拌會使溶液黏度降低
靜止會使其溶液黏度增大
溫度是影響黏度的重要因素
一般來說，溫度越低，黏度增長越快
明膠溶液的黏度在等電點處最低
6）凝膠性能
a）凍點和熔點：
明膠溶液遇冷形成膠凍，規定濃度為10%的膠液開始凝結時的最高溫度成為明膠的凍點。此膠凍熔化所需要的最低溫度成為明膠的熔點。
b）熔點在等電點處為最高
加少量鉻鹽或鋁鹽可使其熔點提高；加入鉀鹽，可以使其熔點降低。
（3）明膠在食品工業中的應用
我國規定（GB 2760-2014）：明膠可應用於各類食品中，按生產需要適量使用產品應用。
5、黃原膠（又名漢生膠）
（1）黃原膠的結構組成
黃原膠的二級結構是側鏈繞主鏈骨架反向纏繞，通過氫鍵維繫形成棒狀雙螺旋結構。
黃原膠的三級結構是棒狀雙螺旋結構間靠微弱的非極性共價鍵結合形成的螺旋複合體。
（2）黃原膠的物化性質
1）懸浮性和乳化性
即使在很低的濃度下，溶液黏度依然很高，這種高黏度特性使之成為一種極為有效的增稠劑和穩定劑。
黃原膠藉助水相的稠化作用，可降低油相和水相的不相容性，能使油脂乳化在水中，因而它在許多食品飲料中用作乳化劑和穩定劑。
2）水溶性
黃原膠在水中能快速溶解，有很好的水溶性。特別是在冷水中也能溶解。
3）增稠性
黃原膠有良好的增稠性能，特別是在低質量濃度下具有很高的黏度。黃原膠溶液的黏度是相同質量濃度下明膠的100倍左右。
4）流變性
黃原膠溶液是一種典型的假塑性流體，溶液具有高度假塑性，即具有剪切變稀作用。
5）熱穩定性
黃原膠的水溶液在10~80℃之間黏度幾乎沒有變化，即使低濃度的水溶液在廣闊的溫度範圍內仍然顯示出穩定的高黏度。
黃原膠溶液在一定溫度範圍內（-4~93℃）反覆加熱冷凍，其黏度幾乎不受影響。
6）對酸、鹼、鹽的穩定性
a）對酸鹼十分穩定
在pH5~10之間其黏度不受影響
在pH小於4和大於11時黏度只有輕微的變化。
b）能與許多鹽溶液混溶，黏度不受影響。
它可在10%KCl、10%CaCl2、5%NaCO3溶液中長期存放（25℃，90天），黏度幾乎保持不變。
7）對酶解反應的穩定性
黃原膠抗酶能力很強，食品生產中有許多酶類如蛋白酶、澱粉酶、纖維素酶和半纖維素酶等都不能使黃原膠降解。
（3）黃原膠在食品工業中的應用
我國規定（GB2760-2014）黃原膠可在各類食品中按生產需要適量使用。
作為增稠劑、穩定劑的應用限制：
稀奶油、果蔬汁(漿)、香辛料類：按生產需要適量使用；
生乾麵製品：最大使用量為4.0g/kg；
黃油和濃縮黃油、其他糖和糖漿：最大使用量為5.0g/kg；
特殊醫學用途嬰兒配方食品：最大使用量為9.0g/kg；
生溼麵製品(如麵條、餃子皮、餛飩皮、燒麥皮)：最大使用量為10.0g/kg。
6、卡拉膠
卡拉膠有名鹿角藻膠，角叉膠，由某些紅海藻提取製得，是由半乳聚糖所組成的多糖類物質。卡拉膠的水溶液有高黏性和膠凝特點，其凝膠具有熱可逆性。
卡拉膠的應用：我國規定（GB2760-2014），卡拉膠可應用於各類食品中，按生產需要適量使用。作為乳化劑、增稠劑、穩定劑的應用限制：
嬰幼兒配方食品：最大使用量為0.3g/L；
其他糖和糖漿：最大使用量為5.0g/kg；
生乾麵製品：最大使用量為8.0g/kg。
7、羧甲基纖維素鈉
羧甲基纖維素鈉簡稱CMC或SCMC，又名纖維素膠，是最主要的離子型纖維素膠，是一種陰離子線型高分子物質。通常用短棉線（纖維素含量高達98%）或木漿為原料，通過氫氧化鈉處理後再與氯乙酸鈉反應而成，按反應條件不同，可獲得羧甲基團取代度很廣的範圍（即0.4~1.5，最高理論值為3.0）的CMC。
（1）羧甲基纖維素鈉的分子結構：
纖維素的分子鏈結構式（為D-的葡萄糖的數目，即聚合度）
DS=1的CMC的理想單元的結構
（2）CMC在食品工業中的應用
GB2760-2014規定：羧甲基纖維素鈉可在各類食品中按生產需要適量使用。
03
調味劑（甜味劑、酸味劑、增味劑）
一、甜味劑
（一）定義
是使食品呈現甜味的食品添加劑。
（二）分類
按來源：天然甜味劑、人工合成甜味劑
按營養價值：營養性、非營養性
按化學結構和性質：糖類、非糖類
按甜度：一般、強力
1、糖精鈉 (Sodium Saccharin)
CNS: 19.001
概述：
甜度為蔗糖的200~500倍，一般為300倍。
濃度高時帶有後苦味。
將水溶液長時間放置，甜味慢慢降低。
糖精鈉具有價格便宜不參加代謝，不提供能量，性質穩定等優點。但糖精鈉單獨使用會帶來令人討厭的後苦味和金屬味，可通過和甜蜜素等其他甜味劑混合來改善不良後味。
物理化學特性
名稱：鄰苯甲醯磺醯亞胺（俗稱的「糖精」是其鈉鹽）
使用及限制：
冷凍飲品(03.04食用冰除外)、醃漬的蔬菜、複合調味料、配製酒：最大使用量為0.15g/kg；
果醬：最大使用量為0.2g/kg；
蜜餞涼果、新型豆製品(大豆蛋白及其膨化食品、大豆素肉等)、熟制豆類、脫殼熟制堅果與籽類：最大使用量為1.0g/kg；
帶殼熟制堅果與籽類：最大使用量為1.2g/kg；
水果乾類(僅限芒果乾、無花果乾)、涼果類、話化類、果糕類、：最大使用量為5.0g/kg；
注意：
由於高溫、強酸條件下會分解而失去甜味，在焙烤、油炸或強酸食品中的應用受到限制。
因易發生水解，故應把握加入的時機。酸，在其後加入！
2、天門冬醯苯丙氨酸甲酯(又名阿斯巴甜)
CNS: 19.004
又名阿斯巴甜或甜味素、蛋白糖，人工合成品，我國於1986年批准在食品中應用。
[性狀]
甜度為蔗糖的150～200倍；
甜感清爽、類似蔗糖；無人工甜味劑通常具有的苦澀味或金屬後味。
可溶於水（1.0％，25℃），難溶於乙醇（0.26％），不溶於油脂。
對酸、熱的穩定性較差
[應用]
醋/油或鹽漬水果、醃漬的蔬菜：最大使用量0.3g/kg；
調製乳：最大使用量0.6g/kg；
風味發酵乳、稀奶油(淡奶油)及其類似品(01.05.01稀奶油除外)、非熟化乾酪、乾酪類似品、以乳為主要配料的即食風味食品或其預製產品(不包括冰淇淋和風味發酵乳) )、02.02類以外的脂肪乳化製品,包括混合的和(或)調味的脂肪乳化製品、脂肪類甜品、冷凍飲品(03.04食用冰除外)、水果罐頭、果醬、果泥、除04.01.02.05外的果醬(如印度酸辣醬)、裝飾性果蔬、水果甜品,包括果味液體甜品、發酵的水果製品、煮熟的或油炸的水果、冷凍蔬菜、幹制蔬菜：最大使用量1.0g/kg；
調製乳粉和調製奶油粉、冷凍水果、水果乾類、蜜餞涼果：最大使用量2.0g/kg；
[注意]
由於高溫、強酸條件下會分解而失去甜味， 在焙烤、油炸或強酸食品中的應用受到限制。
阿斯巴甜在人體胃腸道酶作用下可分解為苯丙氨酸、天冬氨酸和甲醇，通用標籤上應標明「阿斯巴甜(含苯丙氨酸)」。
3、環己基氨基磺酸鈉
CNS: 19.002
又名：甜蜜素，人工合成品。
性狀：
C6H12O3NSNa
甜度為蔗糖的50倍
易溶於水(20g/100m1)，幾乎不溶於乙醇等有機溶劑，對熱、酸及鹼皆穩定。
相對於蔗糖，甜蜜素的甜味來得較慢，但持續時間較久。
甜蜜素風味良好，無異味，還能掩蓋如糖精鈉等所帶有的苦澀味。
4、糖醇
糖醇的熱值及相對甜度（以蔗糖甜度為1）
（1）木糖醇
木糖醇是多元糖醇的一種。多元糖醇也是功能性甜味劑，其主要的生理功能類似低聚糖。此外還有保溼功能。木糖醇可存在於多種水果和蔬菜中，其甜度與蔗糖相等。已有含木糖醇的口香糖、奶糖、糕點、飲料和營養液上市。
（2）麥芽糖醇
由一分子葡萄糖和一分子山梨糖醇結合而成的二糖醇，甜度為蔗糖的0.8~.9倍，攝入後不產生熱量，也不會合成脂肪和刺激膽固醇的形成。是口感優良、無熱量的高檔保健甜味劑。可應用於麵包、乳製品、糕點等。
5、低聚果糖
低聚果糖的生理功能主要表現為：
（1）能活化人體腸道內雙歧桿菌，促進雙歧桿菌的增殖，提高人體免疫力。
（2）低能量或零能量，很難或不被人體消化吸收。
（3）減少有毒發酵產物及有害細菌酶的產
（4）屬於水溶性膳食纖維，具有部分和優於膳食纖維的功能。
6、甜葉菊糖苷
從甜葉菊中提取，熱值為蔗糖的1/300，甜度為蔗糖的400倍，在體內不參加新陳代謝是糖尿病、肥胖症、心血管疾病患者的保健食品，還可防齲齒。
7、羅漢果苷糖
是一種高甜度低熱量甜味劑，其甜度為蔗糖的300～350倍，熱量僅為蔗糖的1/5。該苷糖在水中溶解性好，熱穩定性高，在100℃水溶液中很穩定，120℃高溫下也不會破壞。它不被微生物發酵，因此有利於食品的加工與儲存。可直接衝飲或作醫藥品、保健食品、食品的甜味劑，是糖尿病人、肥胖症、高血壓、心臟病患者適用的甜味劑及保健品。
二、酸度調節劑
定義：酸度調節劑指可調節食品pH值，維持或調節食品酸味感的添加劑。
酸味，是食品的風味之一，且與其它味覺有協調作用，位於幾大風味之首。
酸味劑除風味的調節作用外，它還有抗氧化，防腐，防褐變，軟化纖維素，溶解鈣，磷等促進消化吸收的功能。故，酸味劑是食品添加劑中比較重要、用量較大（比之乳化劑，不分仲伯）的種類。
（一）酸度調節劑的種類及味感特徵
食品中天然存在的主要是有機酸。作為酸味劑使用的主要為有機酸，是人工合成天然等同物。無機酸使用較多的僅有磷酸。
［常用的酸度調節劑］
目前在食品中常用的酸度調節劑有以下幾類：
磷酸、檸檬酸及其鈉鹽、鉀鹽、檸檬酸鉀、葡萄糖酸鈉、乳酸、乳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉、L(+)-酒石酸、dl-酒石酸、富馬酸、富馬酸一鈉、己二酸、硫酸鈣、偏酒石酸、氫氧化鈣、氫氧化鉀、鹽酸、乙酸鈉、冰醋酸、L-蘋果酸、DL-蘋果酸等
無機酸和有機酸的酸感閾值範圍
在同一的pH下，有機酸比無機酸的酸感強。
但酸味感的時間長短並不與pH成正比。解離速率慢的有機酸酸味感維持時間久，而解離速率快的無機酸酸味會很快消失
［味感特徵］
酸味劑與甜味劑之間有消殺作用，兩者易互相抵消；
合適的酸味與甜度比例，具有協調果香作用。故食品加工中需要控制一定的糖酸比。
（二）酸度調節劑在食品中作用
（三）影響酸味的因素
影響酸味的因素，包括以下三方因素：酸味劑的強度與刺激閾、溫度和其他味覺。
1、酸的強度與刺激閾
酸味的強弱不能單用pH值來表示。弱酸所具有的未解離的氫離子（與pH值無關）與酸味也有關係。
同一濃度比較不同酸的酸味強度，其順序為：
鹽酸＞硝酸＞硫酸＞蟻酸＞醋酸＞蘋果酸＞乳酸。
酸味的閾值，是指味覺器官能嘗出酸味的最低強度
── 濃度表達，檸檬酸刺激閾值：25～80ppm。
── pH值表達，無機酸酸味閾值pH值3.4～3.5，有機酸3.7～3.9。
而對緩衝溶液來說，即便是離子濃度更低也可感覺到酸味
2、溫度
酸味與甜味、鹹味及苦味相比，受溫度的影響最小
酸以外的各種味覺在常溫與0℃時的閾值相比，各種味覺變鈍。例如：
鹽酸奎寧的苦味約減少97％；
食鹽的鹹味減少80％ ；
蔗糖的甜味減少75％ ；
而檸檬酸的酸味則僅減少17％。
3、其他味覺
甜味與酸味易互相抵消。
酸味與苦味、鹹味一般無消殺現象。
酸度調節劑與澀味物質或收斂性物質（如單寧）混合，會使酸味增強。
（四）酸度調節劑的使用注意
1、根據添加對象確定不同酸味特徵酸味調節劑
酸度調節劑通過陰離子影響食品風味，一般有機酸具有爽快的酸味，而無機酸的酸味不很適口，如前所述的鹽酸、磷酸具有苦澀味，會使食品風味變劣。
2、加入的順序與時機
酸度調節劑大都電離成H+，它可以影響食品的加工條件，可與纖維素、澱粉等食品原料作用，和其他食品添加劑也相互影響，所以工藝中一定要有加入的程序和時間，否則會產生不良後果──見防腐劑、甜味劑相關內容。
3、固體酸度調節劑
要考慮它的吸溼性和溶解性，以便採用適當的包裝和配方。
4、酸度調節劑有一定刺激性，能引起消化功能疾病。
三、增味劑
（一）定義
是補充或增強食品原有風味的物質，我國歷來稱為鮮味劑。
（二）種類
按化學結構分：
胺基酸類：L-穀氨酸鈉（MSG、味精）、甘氨酸、L-丙氨酸、天冬氨酸
有機酸：琥珀酸二鈉
核苷酸類：5』-肌苷酸二鈉（IMP）、5』-鳥苷酸二鈉（GMP）、5』-呈味核苷酸二鈉。
1、穀氨酸及其鈉鹽
［概述］
CNS：12.003
穀氨酸學名為α-氨基戊二酸，麩酸。分子結構如下：
HOOC- CH2- CH2- CH（NH2）- COOH
分子中有二個羧基，一個氨基，具有酸味，中和成一鈉鹽後，酸味消失而鮮味增加。味精主要成分就是穀氨酸一鈉，簡稱MSG：
HOOC- CH2- CH2- CH（NH2）- COONa
二鈉鹽呈鹼味無鮮味。
［性狀］
其水溶液有鮮味，與食鹽共用時，鮮味增加。
MSG在水中溶解度較大。微溶於乙醇，不溶於乙醚和丙酮等有機溶劑。
熔點為195℃，但加熱至120℃時開始逐漸失去結晶水，150℃時完全失去結晶水，210℃時生成焦穀氨酸，270℃左右時分解。
［穩定性］
不論是穀氨酸還是味精，無吸溼性，對光穩定。水溶液加熱也比較穩定。
PH＜5時加熱，發生分子內脫水，生成焦穀氨酸，呈味力也下降，鮮味消失，對人體有致癌性作用。
在中性條件下加熱則不易變化。5%水溶液的PH值為6.7～7.2。
穀氨酸鈉具有強烈的肉類鮮味，特別是在微酸性溶液中味道更佳。其鮮味閾值為0.014%。
穀氨酸鈉的呈味能力與其電離度有關：
PH=3.2（等電點）時，呈味能力最低；
6＜ PH＜ 7時，幾乎全部電離，鮮味最高；
PH＞7時，生成二鈉鹽而無鮮味。
[毒性］
LD50: 17g/kg大鼠經口；
ADI :無需規定，不宜用於出生12周以內的嬰兒。
[注意]
穀氨酸雖然來自於糧食，是天然的鮮味劑，但吃多了或吃法不當也會對某些人產生不快感或身體不適。
這主要是由於穀氨酸的攝入量超過了腸道的轉化能力，致使血液中穀氨酸含量升高所導致。
穀氨酸的兩個羧基有很強的螯合作用，可能會限制必需的微量元素如Ca2+、Mg2+離子的利用。
穀氨酸鈉還可以防腐，對豆製品、麯酒的香味也有增強作用，與鹹、酸、苦有消殺作用，穀氨酸鈉在一般的烹調、加工條件下相當穩定，對PH值低的食品可稍有變化，最好在加熱後期或食用前加入。
對醬油、醋及醃漬等酸性強的食品要比普通食品多加20%，效果更好；加入食品中若超過最適濃度，則可口感下降，故有一定的自我限制性。
GB2760-2014規定：穀氨酸鈉可在各類食品種按生產需要適量使用。
實際使用中用量如下（ g/kg） ：
2、核苷酸類增味劑
包括5′—肌苷酸二鈉和5′—鳥苷酸二鈉。
（1）5′—肌苷酸二鈉（IMP） CNS：12.003
有特異的鮮魚味。鮮味閾值為0.025g/100ml，鮮味強度低於5′-鳥苷酸二鈉。易溶於水，微溶於乙醇，不溶於乙醚。
平均含7.5分子結晶水。40℃開始失去結晶水，120℃以上成無水物，5%水溶液的PH值為7.0～8.5。
對酸、鹼、鹽和熱均穩定。
[毒理]
LD50 ：大鼠口服1590mg/kg
ADI ：無需規定。
[使用]
核苷酸對於甜味、肉味有增效作用，與鹹、酸、苦、腥味、焦味有消殺作用
常與穀氨酸鈉及鳥苷酸鈉等混合使用，其呈味能力會增強。如本品以5%～12%的含量與穀氨酸鈉混合使用，其呈味作用比單用穀氨酸鈉高約8倍，有「強力味精」之稱。
用2.5%IMP+2.5%GMP+95%MSG（4.7-7kg），可代替45kgMSG。
[注意事項]
在動植物組織中廣泛存在的磷酸酯酶能將核苷酸分解，分解產物失去鮮味，所以不能將核苷酸直接加入生鮮的動植物原料中。
由於這些酶類對熱不穩定，一般在80℃就被破壞，所以，使用核苷酸時先將生鮮食品原料、醬油等發酵產品預熱至85℃，再加入。
儘量安排在整個食品加工的最後。
（2）鳥苷酸鈉（GMP）
化學名稱，鳥嘌呤核苷酸二鈉
CNS：12.002
平均含有7分子結晶水。有特殊的香菇鮮味。鮮味閾值0.0125g/0.1L，鮮味強度為肌苷酸鈉的2.3倍。與穀氨酸鈉並用時有很強的協同增效作用。
易溶於水，微溶於乙醇，不溶於乙醚。
吸溼性強，在75%相對溼度下放置24小時，吸水量達30%。5%水溶液的PH值為7.0-8.5，其水溶液在PH值為2-14範圍內穩定。
加熱30-60分鐘幾乎無變化，加熱至240℃時變為褐色，對酸、鹼、鹽及熱穩定。油炸3分鐘 ，其保存率為99.3%。
可被磷酸酯酶分解破壞，失去呈味力。
[毒性]
LD50 ：大鼠口服 >10g/kg；
ADI ：無需規定
[範圍、用量]
醬油、食醋、肉、魚製品，速溶湯粉、速煮麵條及罐頭食品等中的用量約為0.01-0.1g/kg。也可與賴氨酸鹽酸鹽等混合後添加於蒸煮米飯、速煮麵條及快餐中，用量約為0.5g/kg。
本品還可與肌苷酸鈉以1：1復配使用。
3、複合型（胺基酸類及核苷酸類的協同作用）
延長鮮味時間，抑制酸味和苦味，而單種鮮味劑無法實現。
可以達到/鮮味增強作用，用量減少。當與MSG合用時，肌苷酸鈉的鮮味約為MSG的40倍，鳥苷酸鈉的鮮味約為160倍。
IMP和GMP以1：1混合物叫I+G（呈味核苷酸二鈉），是將動植物鮮味融合一體的一種較為完全的鮮味劑。
（三）鮮味特點
1、鮮味是由於食品所含的鮮味成分所致
醬油、竹筍——天冬醯氨；
貝類、酒——琥珀酸；
雞、魚肉——5』-肌苷酸；
香菇——5』-鳥苷酸
2、胺基酸類所呈的是複合味
3、各種鮮味劑鮮味強度
4、協同作用
（四）增味劑的發展趨勢
開發萃取技術生產複合鮮味劑
生物發酵和合成相結合的鮮味劑
水解技術生產鮮味劑
復配型鮮味劑
營養強化和保健型鮮味劑
來源：食品研發與生產
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