食品添加劑食品工業(yè)用加工助劑-國家食品安全風險評價中心

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1、二 產(chǎn)品的通用名稱、功能分類、用量和使用范圍、通用名稱：通用名稱：植物活性炭(稻殼活性炭)英文名稱： Vegetable activated carbon( Rice husk activated carbon)、功能分類：食品加工助劑、用量和適用范圍 ：用量： 按生產(chǎn)所需適量使用擬使用范圍： 油脂加工工藝三 證明技術上確有必要和使用效果的資料或者文件（一）、植物活性炭（稻殼活性炭）用作油脂加工助劑的必要性1、油脂脫色的必要性脫色是油脂加工過程中的一個重要環(huán)節(jié)，在工藝應用初期，這個環(huán)節(jié)主要 是為了降低油脂中的色素，使油脂更為澄清、美觀。主要的脫色方法是利用具 有吸附能力的加工助劑，如活性白土、

2、凹凸棒粘土和活性炭等。隨著研究的深 入發(fā)現(xiàn)，這些吸附劑在吸附油脂色素的同時，也可以吸附油脂中可能存在的苯 并在、黃曲霉素和過氧化物等食品安全危害因素。而不同的吸附劑，在吸附各 類色素和危害物質的效能上有著各自不同的特性。2、植物活性炭（稻殼活性炭）脫色作用機理2.1 稻殼作為一種天然糧食作物的組成部分，含有80%的碳及20%的硅，其本身 具有多孔結構。在適當?shù)臏囟燃皶r間控制下燃燒可以消耗掉稻殼中90%的碳成分，保留其本身的多孔結構，使得燃燒產(chǎn)物稻殼灰具有多孔、非晶態(tài)的結構， 具有很好的吸附、滲透及過濾效果。以稻殼灰為原料生產(chǎn)加工出來的活性炭具 有更優(yōu)良的吸附性能。稻殼灰及植物活性炭（稻殼活性炭

3、）的顯微鏡下的形態(tài) 比較見圖1。稻殼灰植物活性炭（稻殼活性炭）圖1稻殼灰與植物活性炭（稻殼活性炭）顯微形態(tài)比較2.2 稻殼灰與氫氧化鈉反應，大部分硅轉化為可溶性硅酸鹽，剩余的炭和與炭結 合緊密的硅形成多孔的炭硅骨架，且骨架表面被堿性基團侵蝕而產(chǎn)生活性的羥 基，從而賦予該炭硅骨架顆粒以較強的吸附活性，特別是對于親羥基的物質， 如類胡蘿卜素、重金屬等。后續(xù)的酸化操作，將附著在炭硅骨架上的游離硅酸 根進行縮合反應，形成多孔的水合二氧化硅；該部分硅與硅系列油脂脫色助劑（活性白土、特種硅酸鹽等）相似，同樣具備較強的吸附活性；同時，酸化操 作將附著在活化的炭硅骨架上的雜質粒子除去，使得羥基活性基團游離出來

4、。2.3 植物活性炭（稻殼活性炭）的吸附活性來源于兩個成分：強堿活化的炭及酸 化處理的活性硅。兩者的活性吸附基團以羥基為主，吸附容量取決于堿溶操作 及酸化處理時產(chǎn)生的顆?？紫堵始氨砻婊钚?。所以，稻殼活性炭實際是一種碳 硅多效吸附劑，吸附效果優(yōu)于單一吸附劑。（二）、植物活性炭（稻殼活性炭）的吸附作用及優(yōu)越性1 .稻殼活性炭吸附色素能力優(yōu)于木質活性炭目前國內活性炭行業(yè)大體有兩個分類：一是煤質活性炭，是以無煙煤、煙 煤、褐煤、泥煤為原料生產(chǎn)的，二是植物活性炭，是以木屑、椰殼或果殼等木 質材料為原料生產(chǎn)的，食品加工使用的主要為木質活性炭。 與木質活性炭相比， 稻殼活性炭主要是二氧化硅含量較高，通過不同

5、二氧化硅含量的稻殼活性炭與 市售木質活性炭對菜籽油的脫色實驗表明，各不同二氧化硅含量的稻殼活性炭 的脫色效果要優(yōu)于市售木質活性炭。本實驗選取了二氧化硅含量分別為 20%、30%、40%的稻殼活性炭與市售 木質活性炭進行脫色率檢測，考察不同二氧化硅含量稻殼活性炭與市售木質活 性炭的脫色性能。實驗條件是：60c時加入活Tt炭樣品,105110c之間保持 30min。脫色結束后趁熱過濾油樣，于 520 nm波長處測定吸光度，同時測定未 脫色前的油品的吸光度。實驗結果見下表 1:表1不同二氧化硅含量稻殼活性炭與市售木質活性炭脫色性能比較加工助劑20%二氧化硅含 量稻殼活性炭30%二氧化硅含 量稻殼活性

6、炭40%二氧化硅含 量稻殼活性炭市售木質活性炭脫色率，%90.089.186.985.72 .稻殼活性炭吸附黃曲霉毒素能力優(yōu)于木質活性炭隨著油脂加工研究的深入，發(fā)現(xiàn)吸附劑在吸附油脂色素的同時也可以降低 油脂中食品安全風險物質的含量，如黃曲霉毒素、苯并正等。選取稻殼活性炭和市售活性炭進行吸附黃曲霉毒素的實驗。實驗用油為花 生油，主要實驗方法是：油品加熱至 60c時加入吸附劑樣品，105110c之間攪拌保持30min。脫色結束后趁熱過濾油樣，收集油樣檢測黃曲霉毒素含量。黃曲霉毒素檢測方法： GB/T 5009.23-2006食品中黃曲霉毒素 B1、B2、G1、G2的測定 進行檢測。實驗結果見下表2

7、:表2稻殼活性炭與市售木質活性炭吸附黃曲霉毒素的效果，單位（仙g/kg檢測項目初始值稻殼活性炭處理后市售木質活性炭處理后黃曲霉毒素Bi殘留量8.812.034.20黃曲霉毒素總量殘留量10.362.334.94從上表可以看出，稻殼活性炭與木質活性炭均有很好的吸附黃曲霉毒素的 能力，且稻殼活性炭與木質活性炭相比，具有更好的吸附黃曲霉毒素的效果。3 .活性炭吸附苯并在能力優(yōu)于活性白土和凹凸棒粘土通過在油脂中外源添加苯并在，對比活性炭、活性白土和凹凸棒粘土等不同 吸附劑吸附苯并注的能力。實驗表明，稻殼活性炭和市售木質活性炭與活性白 土和凹凸棒粘土相比，有更好的吸附苯并在能力，且稻殼活性炭最好。如表3

8、:表3各吸附劑對苯并在吸附效果的比較，單位（pg/kg加工助劑稻殼活性炭市售木質活性炭活性白土凹凸棒粘土苯并比殘留量（初始含量18.20）1.071.636.6916.104 .稻殼活性炭與活性白土 /凹凸棒粘土混合使用有效脫除色素及苯并花結合上述實驗的結果及生產(chǎn)中的經(jīng)驗，我們將稻殼活性炭與市售木質活性 炭分別與活性白土 /凹凸棒粘土按照相同比例混合進行脫色率和吸附苯并在的 實驗，實驗結果見下表4:表4稻殼活性炭與市售木質活性炭與活性白土 /凹凸棒粘土混合進行脫色率和吸附苯并在的比較實驗檢測項目活性白土活性白土+稻殼活性炭活性白土+市售木質活性炭凹凸棒 粘土凹凸粘棒 土 +稻殼 活性炭凹凸粘棒

9、土 +市售木質 活性炭脫色率，%94.493.590.886.088.383.6苯并比殘留量（初始含量 18.20 ）,由/kg6.690.921.0916.101.452.28由上表可以看出，活性白土和凹凸棒粘土在添加稻殼活性炭和市售木質活性炭后，吸附苯并注的效果增強；活性白土添加稻殼活性炭后，脫色效果與單獨 使用活性白土相當，添加市售木質活性炭后脫色率降低；凹凸棒粘土添加稻殼 活性炭后脫色效果增強，添加市售木質活性炭后脫色率降低。5、國內文獻資料中對植物活性炭（稻殼活性炭）脫色性能的研究5.1論文由稻殼灰制備活性炭的工藝及應用研究中對植物活性炭（稻殼活性炭）制備及應用性能進行了研究，實驗結

10、果表明植物活性炭（稻殼活性炭）不僅比木質活性炭具有更好的脫色效果，而且對油脂中的游離脂肪酸也具有很好的吸附作用。（附件1由稻殼灰制備活性炭的工藝及應用研究）論文主要試驗結果節(jié)選2.6活性炭產(chǎn)超的應用研究2.6.1 油脂脫色采用對比的方法分別用市售脫色活性糜與稻殼 活性炭實臉產(chǎn)品進行脫色效果的比較 .以此檢晚稻殼 活性炭產(chǎn)品是否可用于油脂脫色弱、由圖6可見，當添加活性炭量在01g時，剩余 色素降低的百分率是最大的.從脫色效果看，實驗所 得樣品的效果略優(yōu)于市售活性炭叁走明由稻殼灰制 備的活性炭用于油脂脫色的,浣全可以替代目前使用 的木質粉末活性炭,其用量還可以適當減少具有良 好的應用前景中活性黑范

11、（m陽6活書黃觀用大日汴粒亨伯奴蕓(TnwT、詈一修電張革2 6 2吸附油脂中游良脂加酸（FFA）活性炭劑量W7活fl-吸附抽脂F(xiàn)EA的效果5.2、論文稻殼灰制取大豆油精煉中脫色劑的研究 中探討了不同的堿液濃度、硫酸濃度、活化時間等因素對脫色劑一稻殼活性炭的脫色能力的影響，并對其 脫色性能做了研究，實驗結果表明植物活性炭（稻殼活性炭）較活性白土具有更好的脫色效果。（附件2稻殼灰制取大豆油精煉中脫色劑的研究）論文主要試驗結果節(jié)選由圖7可以看出，在相同添加量下，本產(chǎn)品處理的油脂吸光度遠小于活性白土的，說明本產(chǎn)品脫色 效果要優(yōu)于活性白土.350 373 400 415 450 47S 500 S25

12、 550波長（nm ）圖了吸光度的比較6、植物活性炭（稻殼活性炭）充分利用資源、低碳環(huán)保經(jīng)濟隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，活性炭在凈化、吸附等工業(yè)技術上得到越來越多的 應用。傳統(tǒng)的活性炭的生產(chǎn)需要消耗大量煤、木材和椰殼等原料資源，隨著資 源的不斷減少環(huán)保意識的不斷增強，傳統(tǒng)的活性炭不論生產(chǎn)原料還是生產(chǎn)工藝 都將面臨嚴重的挑戰(zhàn)。植物活性炭（稻殼活性炭）是利用可再生的資源，將原 本難以處置的天然作物充分利用，既緩解了活性炭原料不足的矛盾，同時解決 了多年以來稻殼處理的難題，是發(fā)展水稻循環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn)低碳環(huán)保新產(chǎn)品，是我司按照國家的十二五規(guī)劃所做的金龍魚大米產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新技術成果，獲得了中國糧油學會科學技術獎一等獎

13、。（三） 、結論植物活性炭（稻殼活性炭）可彌補活性白土/凹凸棒粘土在吸附苯并芘上的缺陷，脫色效果基本相當；且有其他文獻顯示，植物活性炭（稻殼活性炭）在不同的油脂中應用時，脫色效果更好。稻殼活性炭與木質活性炭相比脫色和脫除黃曲霉毒素效果更佳。 稻殼活性炭與活性白土/凹凸棒粘土混合使用可達到良好的脫色、脫苯并芘效果，并有環(huán)境及成本優(yōu)勢。有作為油脂加工工藝加工助劑的使用必要性。四 質量規(guī)格要求、生產(chǎn)使用工藝和檢驗方法，食品中該添加劑的檢驗方法等相關情況說明（一）、擬定食品添加劑 植物活性炭（稻殼活性炭）產(chǎn)品標準及編制說明：1范圍本標準適用于以稻殼為原料，經(jīng)炭化后堿溶酸化加工而成的食品添加劑植 物活性

14、炭（稻殼活性炭）。2技術要求2.1感官要求：應符合表1的規(guī)定。表1感官要求項目要 求檢驗方法色澤黑色取適里試樣置于50mL燒杯中，在狀態(tài)粉末自然光下觀察色澤和組織狀態(tài)。2.2理化指標：應符合表2的規(guī)定表2理化指標項目指標檢驗方法pH值5-9GB/T 12496.7油脫色率，%60附錄A中A.4氟化物試驗（以干基計）通過試驗GB/T 12496.14高級芳香爛（以干基計）通過試驗附錄A中A.5/（As）（以干基計）/（mg/kg）3GB/T5009.11 或GB/T5009.76鉛（Pb）（以干基計）/（mg/kg）吸附能力90%110%400一干燥減量w/%15協(xié)商一硫化物定性一一酸溶物w/%

15、3一一硫酸鹽灰分w/%5協(xié)商一水溶物w/%44.0一乙醇可溶物w/%0.5一一堿可溶白色物w/%定性一一氟化物試驗定性定性一局級芳香姓試驗定性合格一神(As) mg/kg334 (AS2O3)鉛(Pb) mg/kg51010鋅(Zn) mg/kg25一0.10氯化物（以Cl計）w/%一一0.53硫酸鹽（以SO4計）w/%一一0.48表5:國內標準指標對比表項目GB 29215食品添加劑 植物活性炭（木質活性炭）LY/T 1281 1998 味精用粉狀活 性炭LY/T 1623-2004木糖液脫色 用活性炭GB/T13803.3- 1999 糖液脫色用活性 炭一級 品二級 品一級 品二級 品優(yōu)

16、級 品級 品級 品A法焦糖脫色率w/%一一一一一1009080B法焦糖月色率w/%一一一100901009080碘吸附值/ （mg/g）400強度/%一一一一一一一一亞甲基藍吸附率mL/0.1gmg/g一12101513一一一干燥減量w/%一10.010.01010101010酸溶物w/ %一33.51.51.51.001.502.00硫酸鹽灰分w/%7.04.05.04.05.03.04.05.0氯化物（以Cl計）w/% 一0.20.250.200.250.200.250.30pH值一5.0 7.0一一3.0 5.0鐵(Fe) w/%一0.050.10.050.080.050.100.15鈣

17、鎂含量（以MgO計），%一0.250.25一一一一一氟化物通過局級芳香姓通過水溶物（以干基計），% 4.0/(As) mg/kg3.0鉛(Pb) mg/kg5.0表6:試驗方法對比表項目CAC指標FCC7木質活性炭測定方法本次確定指標吸附能力安替比林吸附后 澳酸鉀滴定法碘吸附法GB/T 12496.8- 1999碘吸附法油脫色率干燥減量重量法(120C ,4h)重量法(120C ,4h)GB/T 12496.4- 1999150 c至恒重(3h)一硫化物醋酸鉛試紙檢驗 法一GB/T 12496.15- 1999醋酸鉛試紙檢驗法一酸溶物重量法一GB/T 12496.18 1999重量法一硫酸鹽灰

18、分重量法（600 C）重量法（600 C）GB/T 12496.3 1999重量法(650 c i20C)水溶物重量法(100 C ,1h)重量法(100 C ,1h)一重量法(100C 2C)乙醇可溶物定性檢定法一一一堿可溶白色物限量比色法一一一pH值一一GB/T 12496.7GB/T 12496.7氟化物蒸儲后加硫酸亞 鐵不顯色蒸儲后加硫酸亞 鐵不顯色GB/T 12496.14- 1999蒸儲后加硫酸亞鐵不 顯色GB/T 12496.141999局芳香煌環(huán)已烷提取后目 視無色或紫外熒 光限量比色環(huán)已烷提取后目 視無色或紫外熒 光限量比色一環(huán)已烷提取后 紫外熒光比色神(As)種斑法種限量試

19、驗（種 斑法或二乙基二 硫代氨基甲酸銀 分光光度法）一二乙基二硫代 氨基甲酸銀法 或礎斑法鉛(Pb)原子吸收分光光 度法原子吸收分光光 度法一原子吸收分光 光度法表7 1: pH值按照GB/T 12496.規(guī)定的方法測定數(shù)據(jù)樣品編號方法分析人一分析人二分析人三GB/T 12496.75.775.785.78GB/T 12496.76.876.856.85GB/T 12496.75.815.855.82GB/T 12496.75.405.405.42GB/T 12496.77.267.237.22GB/T 12496.76.866.866.81GB/T 12496.76.106.156.09GB

20、/T 12496.76.396.396.35GB/T 12496.77.127.097.12GB/T 12496.77.187.117.16GB/T 12496.77.007.027.06GB/T 12496.75.215.215.19表7-2:油脫色率按照本標準規(guī)定的方法測定數(shù)據(jù)（）樣品編號檢測結果68.160.475.766.760.965.7樣品編號檢測結果65.761.867.261.860.569.1表7-3氟化物按GB/T 12496規(guī)定的方法測定數(shù)據(jù)樣品編號分析人一分析人二分析人三通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過

21、試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗表7-4高級芳香姓按照FCC7規(guī)定的方法測定數(shù)據(jù)樣品編號分析人一分析人二分析人三通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗通過試驗表7-5:種含量按本標準規(guī)定的方法測定數(shù)據(jù)(

22、mg/kg)樣品編號檢測結果0.931.021.021.11.060.68樣品編號檢測結果0.510.940.640.700.760.94表7-6:鉛含量按本標準規(guī)定的方法測定數(shù)據(jù)(mg/kg)樣品編號檢測結果1.181.521.462.212.151.30樣品編號檢測結果1.410.862.152.742.472.76（二）、植物活性炭（稻殼活性炭）使用工藝（油脂脫色）圖2油脂脫色工藝示意圖（三）、食品中植物活性炭（稻殼活性炭）殘留檢驗方法食用油不必進行植物活性炭（稻殼活性炭）殘留量檢測，說明如下：植物活性炭（稻殼活性炭）在油脂精煉中是作為食品加工助劑，起到脫色 和吸附雜質的作用。整個使用過程為物理操作，在后續(xù)的加工過程中會經(jīng)過嚴 格的過濾，以保證其與油的完全分離，最終產(chǎn)品中不含固體殘留。