食品添加劑在加工環(huán)節(jié)中的安全閾值及作用機(jī)制研究

摘 要：食品添加劑在提升食品品質(zhì)和延長(zhǎng)保質(zhì)期中作用顯著，但其加工環(huán)節(jié)的安全性備受關(guān)注。本文分析溫度、pH值、壓力等加工條件對(duì)添加劑穩(wěn)定性及功能的影響，揭示副產(chǎn)物生成的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)從多個(gè)角度介紹了安全閾值評(píng)估方法，并提出了優(yōu)化加工工藝、開(kāi)發(fā)新型添加劑、推廣動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)以及完善法規(guī)與教育方法等對(duì)策建議，旨在為食品安全與工業(yè)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：食品添加劑；安全閾值；作用機(jī)制

Study on the Safety Threshold and Mechanism of Food Additives in the Processing Process

XING Hang

（Lhasa First Secondary Vocational and Technical School， Lhasa 850600， China）

Abstract： Food additives play a significant role in improving food quality and extending shelf life， but the safety of their processing has attracted much attention. In this paper， the effects of processing conditions such as temperature， pH， and pressure on the stability and function of additives are analyzed， and the risk of by-product formation is revealed. At the same time， the safety threshold assessment method was introduced from multiple perspectives， and countermeasures and suggestions such as optimizing processing technology， developing new additives， promoting dynamic monitoring technology， and improving regulations and education methods were put forward， aiming to provide reference for food safety and industrial development.

Keywords： food additives; safety threshold; mechanism of action

食品添加劑在改善食品品質(zhì)、延長(zhǎng)保質(zhì)期和提升消費(fèi)者感官體驗(yàn)方面發(fā)揮了重要作用。然而，添加劑的不當(dāng)使用或過(guò)量攝入可能導(dǎo)致食品安全隱患，嚴(yán)重威脅公眾健康。加工過(guò)程中，溫度、壓力、pH值等工藝參數(shù)可能對(duì)食品添加劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制造成影響。盡管已有研究對(duì)食品添加劑的毒理學(xué)特性和功能機(jī)理進(jìn)行了探討，但針對(duì)其在加工環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)變化及與安全閾值關(guān)系的系統(tǒng)研究仍顯不足。本文從加工環(huán)節(jié)入手，系統(tǒng)分析食品添加劑的作用機(jī)制與安全閾值的確定依據(jù)，為優(yōu)化食品加工工藝和完善食品安全法規(guī)提供科學(xué)支撐。

1 食品添加劑概述

1.1 食品添加劑分類(lèi)

（1）按功能分類(lèi)。根據(jù)功能的不同，食品添加劑主要分為防腐劑、抗氧化劑、增稠劑、乳化劑、著色劑和甜味劑等[1]。防腐劑（如山梨酸鉀）通過(guò)抑制微生物生長(zhǎng)有效延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期；抗氧化劑（如維生素E）能夠阻止油脂氧化，從而保護(hù)食品的營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味品質(zhì)；乳化劑（如單甘酯）有助于維持油水混合物的穩(wěn)定性；增稠劑（如黃原膠）則能改善食品的質(zhì)地，使產(chǎn)品更加黏稠和順滑。這些功能性添加劑在特定應(yīng)用場(chǎng)景中為食品加工提供了技術(shù)支持。

（2）按來(lái)源分類(lèi)。食品添加劑根據(jù)來(lái)源可以分為天然添加劑和合成添加劑。天然添加劑包括從植物、動(dòng)物或微生物中提取的成分，如姜黃素和紅曲米色素，這些物質(zhì)具有較高的安全性，易被消費(fèi)者接受。合成添加劑（如苯甲酸鈉和阿斯巴甜）因成本低、功能穩(wěn)定且應(yīng)用廣泛，已成為工業(yè)食品的常用選擇。然而，天然與合成添加劑需根據(jù)加工需求和安全性評(píng)估進(jìn)行選擇。

1.2 在加工環(huán)節(jié)中的具體作用

在加工環(huán)節(jié)中，食品添加劑的應(yīng)用可能會(huì)直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和安全性。例如，在高溫加工過(guò)程中，抗氧化劑能夠有效阻止油脂氧化，延緩產(chǎn)品劣變；在乳制品生產(chǎn)中，乳化劑能大幅提升產(chǎn)品的均勻性和穩(wěn)定性；在冷藏食品中，防腐劑可延緩微生物繁殖，進(jìn)而確保食品的儲(chǔ)存安全性[2]。此外，增稠劑和穩(wěn)定劑在高剪切加工或長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存條件下，有助于維持產(chǎn)品的理想黏度和質(zhì)地穩(wěn)定性，從而提升食品的感官和功能表現(xiàn)。

1.3 安全與法規(guī)考量

食品添加劑的使用應(yīng)嚴(yán)格遵守安全閾值和相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。在制定添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，相關(guān)人員需綜合考慮其在加工過(guò)程中可能發(fā)生的化學(xué)變化，如分解或生成潛在毒性物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)[3]。同時(shí)，應(yīng)通過(guò)毒理學(xué)研究和動(dòng)態(tài)安全評(píng)估方法，全面驗(yàn)證添加劑在加工條件下的穩(wěn)定性與安全性，確保消費(fèi)者健康得到有效保障。

2 食品添加劑的安全閾值及評(píng)估方法

2.1 安全閾值的概念與重要性

安全閾值以日常允許攝入量（Acceptable Daily Intake，ADI）為核心，指人體攝入某種化學(xué)物質(zhì)而不產(chǎn)生任何已知不良效應(yīng)的劑量[4]。ADI由國(guó)際食品法典委員會(huì)（Codex Alimentarius Commission，CAC）和世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）制定，依據(jù)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及最大無(wú)作用劑量（No Observed Adverse Effect Level，NOAEL）的推斷確定。在加工環(huán)節(jié)中，添加劑使用量需低于安全閾值以保證食品安全。但加工條件可能會(huì)改變添加劑的特性，因此動(dòng)態(tài)評(píng)估安全閾值尤為重要。毒理學(xué)評(píng)估與暴露量監(jiān)測(cè)相結(jié)合是制定科學(xué)閾值的關(guān)鍵。

2.2 食品添加劑安全性評(píng)估方法

2.2.1 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)與細(xì)胞實(shí)驗(yàn)

毒理學(xué)研究以動(dòng)物實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過(guò)檢測(cè)急性、慢性毒性等指標(biāo)推導(dǎo)NOAEL，為安全閾值提供科學(xué)依據(jù)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)揭示添加劑對(duì)生物體的整體影響，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)則通過(guò)研究分子機(jī)制與潛在毒性，彌補(bǔ)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的不足。其中細(xì)胞實(shí)驗(yàn)因操作靈活、成本低，能快速篩查毒性并提供深入研究線(xiàn)索。

2.2.2 人群暴露監(jiān)測(cè)與流行病學(xué)研究

通過(guò)監(jiān)測(cè)實(shí)際人群攝入添加劑后的健康影響，并結(jié)合流行病學(xué)研究，可以有效評(píng)估其長(zhǎng)期使用風(fēng)險(xiǎn)。例如，在高添加劑攝入地區(qū)，通過(guò)分析飲食習(xí)慣與健康狀況，驗(yàn)證動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果的適用性。此外，流行病學(xué)的研究有利于揭示地域、年齡和飲食習(xí)慣對(duì)添加劑影響的差異性，為更精準(zhǔn)的安全評(píng)估提供支持。

2.2.3 數(shù)理建模在安全閾值預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

毒理學(xué)研究可借助大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，通過(guò)模擬不同條件下添加劑的攝入量與毒性效應(yīng)，構(gòu)建動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。該方法可預(yù)測(cè)不同人群的安全閾值，并量化不同加工條件下的風(fēng)險(xiǎn)，有助于提高評(píng)估效率和精度，為動(dòng)態(tài)安全評(píng)估及監(jiān)管政策提供科學(xué)支持。

2.3 影響安全閾值的關(guān)鍵因素

2.3.1 添加劑的種類(lèi)、用量與加工條件

食品添加劑種類(lèi)繁多，其化學(xué)性質(zhì)與使用目的差異顯著[5]。例如，抗氧化劑、乳化劑和防腐劑在高溫或低pH值條件下的穩(wěn)定性不同，加工溫度升高可能改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)并生成毒性產(chǎn)物，影響安全性。因此，綜合考慮添加劑種類(lèi)、用量及加工條件是制定安全閾值的基礎(chǔ)。

2.3.2 不同人群對(duì)添加劑的耐受差異

兒童、老人、孕婦等特殊人群的代謝能力存在一定的差異，但耐受性均較低。具體而言，兒童代謝功能未發(fā)育完全，老年人代謝功能下降，故對(duì)食品添加劑的敏感性更高。此外，攝入途徑與暴露頻率的差異也會(huì)影響安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，應(yīng)根據(jù)不同群體的特點(diǎn)設(shè)計(jì)個(gè)性化安全閾值評(píng)估方案，確保所有消費(fèi)者的健康安全。

3 加工環(huán)節(jié)對(duì)食品添加劑作用機(jī)制的影響

3.1 加工條件對(duì)食品添加劑穩(wěn)定性的影響

加工條件，如溫度、壓力、pH值和時(shí)間等均會(huì)顯著影響食品添加劑的穩(wěn)定性和功效。例如，高溫條件可提升食品口感和保質(zhì)期，但可能導(dǎo)致抗氧化劑（如維生素C）分解失活，削弱其抗氧化效果；防腐劑在高溫條件下可能發(fā)生降解生成有害副產(chǎn)物。酸性環(huán)境可增強(qiáng)乳化劑的表面活性，有利于改善食品質(zhì)構(gòu)特性，但長(zhǎng)期暴露可能會(huì)破壞其分子結(jié)構(gòu)。因此，優(yōu)化加工條件對(duì)于確保添加劑功能性和安全性至關(guān)重要。

3.2 食品基質(zhì)對(duì)添加劑功效的影響

食品基質(zhì)成分，如蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物等會(huì)對(duì)添加劑的功效產(chǎn)生協(xié)同或干擾作用。例如，脂肪可穩(wěn)定脂溶性抗氧化劑，但可能干擾其在水相中的分布；蛋白質(zhì)可能與著色劑結(jié)合，降低著色效果，特別是高蛋白食品。因此，要根據(jù)食品類(lèi)型對(duì)添加劑進(jìn)行個(gè)性化調(diào)整。

3.3 加工過(guò)程中副產(chǎn)物的生成及其安全隱患

在食品加工過(guò)程中，添加劑可能會(huì)在特殊條件下與食品成分反應(yīng)生成副產(chǎn)物。例如，亞硝酸鹽在高溫或酸性環(huán)境下可生成致癌的亞硝胺；人工甜味劑（如阿斯巴甜）可能會(huì)在一定條件下降解生成甲醇等有害物質(zhì)。這些副產(chǎn)物不僅會(huì)影響食品的感官特性，還造成了食品安全隱患。因此，研究副產(chǎn)物生成機(jī)制并制定控制措施是降低安全風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵。

3.4 加工條件對(duì)安全閾值的動(dòng)態(tài)影響

加工條件的變化可能會(huì)影響添加劑的功效或安全性，因此需要對(duì)安全閾值提出新的要求。例如，高溫可能會(huì)使防腐劑失效，因此需要增加用量以維持效果，這可能會(huì)導(dǎo)致其攝入量接近或超過(guò)安全閾值。因此，動(dòng)態(tài)評(píng)估添加劑在不同加工條件下的安全閾值，不僅是保障食品安全的關(guān)鍵，而且能為法規(guī)制定提供科學(xué)依據(jù)。

4 優(yōu)化食品添加劑應(yīng)用的策略與建議

4.1 基于加工條件的添加劑應(yīng)用優(yōu)化

食品添加劑的使用效果和安全性與加工條件關(guān)系密切，優(yōu)化加工條件對(duì)于充分發(fā)揮其應(yīng)有的效果至關(guān)重要。例如，通過(guò)調(diào)控溫度、壓力和時(shí)間等關(guān)鍵參數(shù)，可減少防腐劑在高溫下的分解，降低其用量并提高食品安全性；引入動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)跟蹤溫度、pH值等指標(biāo)，可優(yōu)化添加劑投放，降低副產(chǎn)物生成風(fēng)險(xiǎn)，提高加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

4.2 完善相關(guān)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)

食品添加劑的使用規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)以科學(xué)的安全評(píng)估為基礎(chǔ)，以確保消費(fèi)者的健康與安全。例如，可通過(guò)強(qiáng)化毒理學(xué)研究和動(dòng)態(tài)評(píng)估，更新安全標(biāo)準(zhǔn)；加強(qiáng)國(guó)際合作，統(tǒng)一檢測(cè)技術(shù)和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，減少因添加劑標(biāo)準(zhǔn)差異引發(fā)的國(guó)際貿(mào)易爭(zhēng)議，確保全球食品市場(chǎng)安全穩(wěn)定。

4.3 消費(fèi)者健康保護(hù)措施

相關(guān)部門(mén)應(yīng)通過(guò)多種方式提升消費(fèi)者對(duì)食品添加劑的科學(xué)認(rèn)知，增強(qiáng)其食品安全意識(shí)以及對(duì)添加劑的信任度。例如，相關(guān)部門(mén)可通過(guò)社交媒體、科普活動(dòng)等渠道傳播添加劑知識(shí)，幫助消費(fèi)者做出明智選擇；食品制造商應(yīng)提高標(biāo)簽透明度，明確標(biāo)示添加劑種類(lèi)、功能及用量，并結(jié)合健康教育活動(dòng)，提升公眾對(duì)添加劑的了解程度。

4.4 新型食品添加劑的研發(fā)與推廣

研發(fā)安全性高和功能性強(qiáng)的添加劑是食品工業(yè)發(fā)展的重要方向。例如，相關(guān)人員可利用納米技術(shù)開(kāi)發(fā)高熱穩(wěn)定性乳化劑，采用天然抗氧化劑替代合成添加劑，以滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)健康和天然產(chǎn)品的需求。同時(shí)，應(yīng)注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，推廣低毒、高效、環(huán)保型添加劑，減少其對(duì)環(huán)境和健康的潛在影響。

4.5 多方協(xié)作的綜合治理機(jī)制

食品添加劑的科學(xué)應(yīng)用需要政府、企業(yè)、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和消費(fèi)者的共同努力。例如，政府可提供政策和資金支持，企業(yè)可優(yōu)化技術(shù)與管理，學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)可通過(guò)深化研究提出相關(guān)建議，消費(fèi)者則應(yīng)選擇透明化產(chǎn)品以推動(dòng)行業(yè)規(guī)范。只有多方協(xié)作構(gòu)建全鏈條治理體系，全面提升食品安全管理水平，才能為食品工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

5 結(jié)語(yǔ)

本文探討了食品添加劑在加工環(huán)節(jié)中的安全閾值及作用機(jī)制，強(qiáng)調(diào)了加工條件對(duì)添加劑功能與安全性的影響。通過(guò)深入分析添加劑在不同加工條件下的化學(xué)穩(wěn)定性、功能表現(xiàn)及生成的潛在副產(chǎn)物，揭示了加工環(huán)節(jié)對(duì)安全閾值動(dòng)態(tài)調(diào)整的重要性。研究指出，科學(xué)優(yōu)化加工工藝參數(shù)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵條件、開(kāi)發(fā)更安全的新型添加劑是提升食品加工安全性的重要路徑。同時(shí)，完善食品安全法規(guī)、加強(qiáng)國(guó)際協(xié)作、信息透明化和公眾教育，對(duì)于保障消費(fèi)者健康、提升公眾對(duì)食品添加劑的信任度意義重大。本研究為進(jìn)一步優(yōu)化食品添加劑的科學(xué)應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo)，同時(shí)也為食品工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展和食品安全水平的提升指明了方向。未來(lái)，應(yīng)進(jìn)一步研究特定添加劑在實(shí)際加工過(guò)程中的表現(xiàn)，為動(dòng)態(tài)安全評(píng)估提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。

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作者簡(jiǎn)介：邢航（1993—），男，河南許昌人，本科，助理講師。研究方向：食品加工。