食品添加剂在加工环节中的安全阈值及作用机制研究

摘 要：食品添加剂在提升食品品质和延长保质期中作用显著，但其加工环节的安全性备受关注。本文分析温度、pH值、压力等加工条件对添加剂稳定性及功能的影响，揭示副产物生成的风险。同时从多个角度介绍了安全阈值评估方法，并提出了优化加工工艺、开发新型添加剂、推广动态监测技术以及完善法规与教育方法等对策建议，旨在为食品安全与工业发展提供参考。

关键词：食品添加剂；安全阈值；作用机制

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

食品添加剂在改善食品品质、延长保质期和提升消费者感官体验方面发挥了重要作用。然而，添加剂的不当使用或过量摄入可能导致食品安全隐患，严重威胁公众健康。加工过程中，温度、压力、pH值等工艺参数可能对食品添加剂的化学结构和作用机制造成影响。尽管已有研究对食品添加剂的毒理学特性和功能机理进行了探讨，但针对其在加工环节的动态变化及与安全阈值关系的系统研究仍显不足。本文从加工环节入手，系统分析食品添加剂的作用机制与安全阈值的确定依据，为优化食品加工工艺和完善食品安全法规提供科学支撑。

1 食品添加剂概述

1.1 食品添加剂分类

（1）按功能分类。根据功能的不同，食品添加剂主要分为防腐剂、抗氧化剂、增稠剂、乳化剂、着色剂和甜味剂等[1]。防腐剂（如山梨酸钾）通过抑制微生物生长有效延长食品的保质期；抗氧化剂（如维生素E）能够阻止油脂氧化，从而保护食品的营养成分和风味品质；乳化剂（如单甘酯）有助于维持油水混合物的稳定性；增稠剂（如黄原胶）则能改善食品的质地，使产品更加黏稠和顺滑。这些功能性添加剂在特定应用场景中为食品加工提供了技术支持。

（2）按来源分类。食品添加剂根据来源可以分为天然添加剂和合成添加剂。天然添加剂包括从植物、动物或微生物中提取的成分，如姜黄素和红曲米色素，这些物质具有较高的安全性，易被消费者接受。合成添加剂（如苯甲酸钠和阿斯巴甜）因成本低、功能稳定且应用广泛，已成为工业食品的常用选择。然而，天然与合成添加剂需根据加工需求和安全性评估进行选择。

1.2 在加工环节中的具体作用

在加工环节中，食品添加剂的应用可能会直接影响产品质量和安全性。例如，在高温加工过程中，抗氧化剂能够有效阻止油脂氧化，延缓产品劣变；在乳制品生产中，乳化剂能大幅提升产品的均匀性和稳定性；在冷藏食品中，防腐剂可延缓微生物繁殖，进而确保食品的储存安全性[2]。此外，增稠剂和稳定剂在高剪切加工或长时间储存条件下，有助于维持产品的理想黏度和质地稳定性，从而提升食品的感官和功能表现。

1.3 安全与法规考量

食品添加剂的使用应严格遵守安全阈值和相关法规标准。在制定添加剂使用标准时，相关人员需综合考虑其在加工过程中可能发生的化学变化，如分解或生成潜在毒性物质的风险[3]。同时，应通过毒理学研究和动态安全评估方法，全面验证添加剂在加工条件下的稳定性与安全性，确保消费者健康得到有效保障。

2 食品添加剂的安全阈值及评估方法

2.1 安全阈值的概念与重要性

安全阈值以日常允许摄入量（Acceptable Daily Intake，ADI）为核心，指人体摄入某种化学物质而不产生任何已知不良效应的剂量[4]。ADI由国际食品法典委员会（Codex Alimentarius Commission，CAC）和世界卫生组织（World Health Organization，WHO）制定，依据毒理学实验结果及最大无作用剂量（No Observed Adverse Effect Level，NOAEL）的推断确定。在加工环节中，添加剂使用量需低于安全阈值以保证食品安全。但加工条件可能会改变添加剂的特性，因此动态评估安全阈值尤为重要。毒理学评估与暴露量监测相结合是制定科学阈值的关键。

2.2 食品添加剂安全性评估方法

2.2.1 动物实验与细胞实验

毒理学研究以动物实验为基础，通过检测急性、慢性毒性等指标推导NOAEL，为安全阈值提供科学依据。动物实验揭示添加剂对生物体的整体影响，细胞实验则通过研究分子机制与潜在毒性，弥补动物实验的不足。其中细胞实验因操作灵活、成本低，能快速筛查毒性并提供深入研究线索。

2.2.2 人群暴露监测与流行病学研究

通过监测实际人群摄入添加剂后的健康影响，并结合流行病学研究，可以有效评估其长期使用风险。例如，在高添加剂摄入地区，通过分析饮食习惯与健康状况，验证动物实验结果的适用性。此外，流行病学的研究有利于揭示地域、年龄和饮食习惯对添加剂影响的差异性，为更精准的安全评估提供支持。

2.2.3 数理建模在安全阈值预测中的应用

毒理学研究可借助大数据和人工智能技术，通过模拟不同条件下添加剂的摄入量与毒性效应，构建动态风险评估模型。该方法可预测不同人群的安全阈值，并量化不同加工条件下的风险，有助于提高评估效率和精度，为动态安全评估及监管政策提供科学支持。

2.3 影响安全阈值的关键因素

2.3.1 添加剂的种类、用量与加工条件

食品添加剂种类繁多，其化学性质与使用目的差异显著[5]。例如，抗氧化剂、乳化剂和防腐剂在高温或低pH值条件下的稳定性不同，加工温度升高可能改变其化学结构并生成毒性产物，影响安全性。因此，综合考虑添加剂种类、用量及加工条件是制定安全阈值的基础。

2.3.2 不同人群对添加剂的耐受差异

儿童、老人、孕妇等特殊人群的代谢能力存在一定的差异，但耐受性均较低。具体而言，儿童代谢功能未发育完全，老年人代谢功能下降，故对食品添加剂的敏感性更高。此外，摄入途径与暴露频率的差异也会影响安全风险。因此，应根据不同群体的特点设计个性化安全阈值评估方案，确保所有消费者的健康安全。

3 加工环节对食品添加剂作用机制的影响

3.1 加工条件对食品添加剂稳定性的影响

加工条件，如温度、压力、pH值和时间等均会显著影响食品添加剂的稳定性和功效。例如，高温条件可提升食品口感和保质期，但可能导致抗氧化剂（如维生素C）分解失活，削弱其抗氧化效果；防腐剂在高温条件下可能发生降解生成有害副产物。酸性环境可增强乳化剂的表面活性，有利于改善食品质构特性，但长期暴露可能会破坏其分子结构。因此，优化加工条件对于确保添加剂功能性和安全性至关重要。

3.2 食品基质对添加剂功效的影响

食品基质成分，如蛋白质、脂肪和碳水化合物等会对添加剂的功效产生协同或干扰作用。例如，脂肪可稳定脂溶性抗氧化剂，但可能干扰其在水相中的分布；蛋白质可能与着色剂结合，降低着色效果，特别是高蛋白食品。因此，要根据食品类型对添加剂进行个性化调整。

3.3 加工过程中副产物的生成及其安全隐患

在食品加工过程中，添加剂可能会在特殊条件下与食品成分反应生成副产物。例如，亚硝酸盐在高温或酸性环境下可生成致癌的亚硝胺；人工甜味剂（如阿斯巴甜）可能会在一定条件下降解生成甲醇等有害物质。这些副产物不仅会影响食品的感官特性，还造成了食品安全隐患。因此，研究副产物生成机制并制定控制措施是降低安全风险的关键。

3.4 加工条件对安全阈值的动态影响

加工条件的变化可能会影响添加剂的功效或安全性，因此需要对安全阈值提出新的要求。例如，高温可能会使防腐剂失效，因此需要增加用量以维持效果，这可能会导致其摄入量接近或超过安全阈值。因此，动态评估添加剂在不同加工条件下的安全阈值，不仅是保障食品安全的关键，而且能为法规制定提供科学依据。

4 优化食品添加剂应用的策略与建议

4.1 基于加工条件的添加剂应用优化

食品添加剂的使用效果和安全性与加工条件关系密切，优化加工条件对于充分发挥其应有的效果至关重要。例如，通过调控温度、压力和时间等关键参数，可减少防腐剂在高温下的分解，降低其用量并提高食品安全性；引入动态监测系统实时跟踪温度、pH值等指标，可优化添加剂投放，降低副产物生成风险，提高加工效率和产品质量。

4.2 完善相关法规与标准

食品添加剂的使用规范与标准的制定应以科学的安全评估为基础，以确保消费者的健康与安全。例如，可通过强化毒理学研究和动态评估，更新安全标准；加强国际合作，统一检测技术和评估标准，减少因添加剂标准差异引发的国际贸易争议，确保全球食品市场安全稳定。

4.3 消费者健康保护措施

相关部门应通过多种方式提升消费者对食品添加剂的科学认知，增强其食品安全意识以及对添加剂的信任度。例如，相关部门可通过社交媒体、科普活动等渠道传播添加剂知识，帮助消费者做出明智选择；食品制造商应提高标签透明度，明确标示添加剂种类、功能及用量，并结合健康教育活动，提升公众对添加剂的了解程度。

4.4 新型食品添加剂的研发与推广

研发安全性高和功能性强的添加剂是食品工业发展的重要方向。例如，相关人员可利用纳米技术开发高热稳定性乳化剂，采用天然抗氧化剂替代合成添加剂，以满足消费者对健康和天然产品的需求。同时，应注重环保和可持续发展，推广低毒、高效、环保型添加剂，减少其对环境和健康的潜在影响。

4.5 多方协作的综合治理机制

食品添加剂的科学应用需要政府、企业、学术机构和消费者的共同努力。例如，政府可提供政策和资金支持，企业可优化技术与管理，学术机构可通过深化研究提出相关建议，消费者则应选择透明化产品以推动行业规范。只有多方协作构建全链条治理体系，全面提升食品安全管理水平，才能为食品工业的可持续发展提供保障。

5 结语

本文探讨了食品添加剂在加工环节中的安全阈值及作用机制，强调了加工条件对添加剂功能与安全性的影响。通过深入分析添加剂在不同加工条件下的化学稳定性、功能表现及生成的潜在副产物，揭示了加工环节对安全阈值动态调整的重要性。研究指出，科学优化加工工艺参数、动态监测关键条件、开发更安全的新型添加剂是提升食品加工安全性的重要路径。同时，完善食品安全法规、加强国际协作、信息透明化和公众教育，对于保障消费者健康、提升公众对食品添加剂的信任度意义重大。本研究为进一步优化食品添加剂的科学应用提供了理论基础和实践指导，同时也为食品工业的高质量发展和食品安全水平的提升指明了方向。未来，应进一步研究特定添加剂在实际加工过程中的表现，为动态安全评估提供更精准的数据支持。

参考文献

[1]李其晔.食品添加剂在我国食品加工中的应用现状[J].保鲜与加工，2023，23（4）：68-73.

[2]张君.食品添加剂在食品工业中的法规与标准研究[J].中国食品工业，2024（7）：50-52.

[3]李小燕，李文俊.食品添加剂在食品加工过程中的使用问题及对策探讨[J].食品界，2021（9）：93.

[4]赵仕峰，王志军，朱永奇.食品加工中的食品添加剂使用和管控[J].农民致富之友，2021（23）：219.

[5]苏坤明.食品添加剂在食品加工过程中的使用问题及对策探讨[J].现代食品，2023，29（10）：151-153.

作者简介：邢航（1993—），男，河南许昌人，本科，助理讲师。研究方向：食品加工。