食品添加劑食品工業(yè)用加工助劑-國家食品安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)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(shù)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(gè)重要環(huán)節(jié)，在工藝應(yīng)用初期，這個(gè)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(shí)，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(zhì)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(jī)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(jié)構(gòu)。在適當(dāng)?shù)臏囟燃皶r(shí)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(jié)構(gòu)，使得燃燒產(chǎn)物稻殼灰具有多孔、非晶態(tài)的結(jié)構(gòu)， 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(yīng)，大部分硅轉(zhuǎn)化為可溶性硅酸鹽，剩余的炭和與炭結(jié) 合緊密的硅形成多孔的炭硅骨架，且骨架表面被堿性基團(tuán)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(qiáng)的吸附活性，特別是對于親羥基的物質(zhì)， 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(jìn)行縮合反應(yīng)，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(qiáng)的吸附活性；同時(shí)，酸化操 作將附著在活化的炭硅骨架上的雜質(zhì)粒子除去，使得羥基活性基團(tuán)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(gè)成分：強(qiáng)堿活化的炭及酸 化處理的活性硅。兩者的活性吸附基團(tuán)以羥基為主，吸附容量取決于堿溶操作 及酸化處理時(shí)產(chǎn)生的顆粒孔隙率及表面活性。所以，稻殼活性炭實(shí)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(zhì)活性炭目前國內(nèi)活性炭行業(yè)大體有兩個(gè)分類：一是煤質(zhì)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(zhì)材料為原料生產(chǎn)的，食品加工使用的主要為木質(zhì)活性炭。 與木質(zhì)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(zhì)活性炭對菜籽油的脫色實(shí)驗(yàn)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(zhì)活性炭。本實(shí)驗(yàn)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(zhì)活性炭進(jìn)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(zhì)活 性炭的脫色性能。實(shí)驗(yàn)條件是：60c時(shí)加入活Tt炭樣品,105110c之間保持 30min。脫色結(jié)束后趁熱過濾油樣，于 520 nm波長處測定吸光度，同時(shí)測定未 脫色前的油品的吸光度。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(shí)也可以降低 油脂中食品安全風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)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(jìn)行吸附黃曲霉毒素的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)用油為花 生油，主要實(shí)驗(yàn)方法是：油品加熱至 60c時(shí)加入吸附劑樣品，105110c之間攪拌保持30min。脫色結(jié)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(jìn)行檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表2

7、:表2稻殼活性炭與市售木質(zhì)活性炭吸附黃曲霉毒素的效果，單位（仙g/kg檢測項(xiàng)目初始值稻殼活性炭處理后市售木質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(shí)驗(yàn)表明，稻殼活性炭和市售木質(zhì)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(zhì)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(jié)合上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果及生產(chǎn)中的經(jīng)驗(yàn)，我們將稻殼活性炭與市售木質(zhì)活性 炭分別與活性白土 /凹凸棒粘土按照相同比例混合進(jìn)行脫色率和吸附苯并在的 實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表4:表4稻殼活性炭與市售木質(zhì)活性炭與活性白土 /凹凸棒粘土混合進(jìn)行脫色率和吸附苯并在的比較實(shí)驗(yàn)檢測項(xiàng)目活性白土活性白土+稻殼活性炭活性白土+市售木質(zhì)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(zhì) 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(zhì)活性炭后，吸附苯并注的效果增強(qiáng)；活性白土添加稻殼活性炭后，脫色效果與單獨(dú) 使用活性白土相當(dāng)，添加市售木質(zhì)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(qiáng)，添加市售木質(zhì)活性炭后脫色率降低。5、國內(nèi)文獻(xiàn)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(yīng)用研究中對植物活性炭（稻殼活性炭）制備及應(yīng)用性能進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)

10、果表明植物活性炭（稻殼活性炭）不僅比木質(zhì)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(yīng)用研究）論文主要試驗(yàn)結(jié)果節(jié)選2.6活性炭產(chǎn)超的應(yīng)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(shí)臉產(chǎn)品進(jìn)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(dāng)添加活性炭量在01g時(shí)，剩余 色素降低的百分率是最大的.從脫色效果看，實(shí)驗(yàn)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(zhì)粉末活性炭,其用量還可以適當(dāng)減少具有良 好的應(yīng)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(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)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(yàn)結(jié)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(yuǎn)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(jì)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(shù)上得到越來越多的 應(yīng)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(shí)的不斷增強(qiáng)，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(yán)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(shí)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(jì)，實(shí)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(shù)成果，獲得了中國糧油學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)

13、。（三） 、結(jié)論植物活性炭（稻殼活性炭）可彌補(bǔ)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(dāng)；且有其他文獻(xiàn)顯示，植物活性炭（稻殼活性炭）在不同的油脂中應(yīng)用時(shí)，脫色效果更好。稻殼活性炭與木質(zhì)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(dá)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(zhì)量規(guī)格要求、生產(chǎn)使用工藝和檢驗(yàn)方法，食品中該添加劑的檢驗(yàn)方法等相關(guān)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(biāo)準(zhǔn)及編制說明：1范圍本標(biāo)準(zhǔn)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(shù)要求2.1感官要求：應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1感官要求項(xiàng)目要 求檢驗(yàn)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(biāo)：應(yīng)符合表2的規(guī)定表2理化指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)檢驗(yàn)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(yàn)（以干基計(jì)）通過試驗(yàn)GB/T 12496.14高級芳香爛（以干基計(jì)）通過試驗(yàn)附錄A中A.5/（As）（以干基計(jì)）/（mg/kg）3GB/T5009.11 或GB/T5009.76鉛（Pb）（以干基計(jì)）/（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(yàn)定性定性一局級芳香姓試驗(yàn)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(jì)）w/%一一0.53硫酸鹽（以SO4計(jì)）w/%一一0.48表5:國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)對比表項(xiàng)目GB 29215食品添加劑 植物活性炭（木質(zhì)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(qiáng)度/%一一一一一一一一亞甲基藍(lán)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(jì)）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(jì)），%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(jì)），% 4.0/(As) mg/kg3.0鉛(Pb) mg/kg5.0表6:試驗(yàn)方法對比表項(xiàng)目CAC指標(biāo)FCC7木質(zhì)活性炭測定方法本次確定指標(biāo)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(yàn) 法一GB/T 12496.15- 1999醋酸鉛試紙檢驗(yàn)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(chǔ)后加硫酸亞 鐵不顯色蒸儲(chǔ)后加硫酸亞 鐵不顯色GB/T 12496.14- 1999蒸儲(chǔ)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(yàn)（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(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法測定數(shù)據(jù)（）樣品編號檢測結(jié)果68.160.475.766.760.965.7樣品編號檢測結(jié)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(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過

21、試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)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(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)通過試驗(yàn)表7-5:種含量按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法測定數(shù)據(jù)(

22、mg/kg)樣品編號檢測結(jié)果0.931.021.021.11.060.68樣品編號檢測結(jié)果0.510.940.640.700.760.94表7-6:鉛含量按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法測定數(shù)據(jù)(mg/kg)樣品編號檢測結(jié)果1.181.521.462.212.151.30樣品編號檢測結(jié)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(yàn)方法食用油不必進(jìn)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(zhì)的作用。整個(gè)使用過程為物理操作，在后續(xù)的加工過程中會(huì)經(jīng)過嚴(yán) 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。