[科普中国]-食品添加剂过氧化氢

概述基本信息

过氧化氢化学式为H2O2，纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体，可任意比例与水混合，是一种强氧化剂，水溶液俗称双氧水，为无色透明液体。其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒。在一般情况下会分解成水和氧气，但分解速度极其慢，加快其反应速度的办法是加入催化剂——二氧化锰等或用短波射线照射。

产品性质过氧化氢属氧化剂，任何浓度的纯过氧化氢水溶液都很稳定，其分解取决于许多因素，主要有：温度、介质的pH、光辐射、金属离子等。如可溶于过氧化氢溶液中的金属离子（如锰、铜、铁、铬等离子）能使H2O2发生均相催化分解，此外一些贵金属（如铂、钯、银、镍等）也能使H2O2发生非均相催化分解。分解的同时放出氧和热，这是过氧化氢危险的一面。

产品用途食品添加剂过氧化氢一般质量分数为30%-50%。在中国主要用作食品加工过程中的微生物抑制制剂和洗涤剂；在美国，食品添加剂过氧化氢可用作漂白剂、氧化剂、淀粉改良剂、防腐剂。

产品工艺现在国内外企业生产食品添加剂过氧化氢基本上都采用蒽醌法，而后精制以分离出有机杂质。各企业精制工艺有所差异。目前过氧化氢的精制工艺有交换树脂法、膜分离法、超临界流体萃取法等。

影响食品添加剂过氧化氢质量因素的确定过氧化氢含量一般来说，食品添加剂标准是要规定主含量指标的，但过氧化氢经精馏后质量分数即为30%-35%，可经浓缩得到50%，生产企业可以根据用户的要求提供不同质量分数的产品。所以一般企业将此项指标规定分为30%，35%，50%这3个规格，用户使用前可根据实际质量分数和使用要求进行稀释。

JECFA（1992）曾规定质量分数范围30%-50%。中国生产厂的产品规格划分为3等，分别为30%，35%和50%（质量分数）。

不挥发物含量不挥发物含量是产品杂质含量的综合性指标，它包括了产品中的有机不挥发物含量和无机（盐类）不挥发组分含量。其中无机盐是在氧化单元操作中加入的稳定剂：磷酸、焦磷酸钠等和加入的缓蚀剂硝酸盐等。有机物杂质是由于工作液的残留和萃取工艺引入的有机杂质：氧化单元操作得到的氧化液经醋酸丁酯-纯水的提取后，再经筛板塔水相萃取得到含有机物较少的过氧化氢。此时，过氧化氢中可能含的有机物是：蒽醌降解碎片、醋酸丁酯或其他萃取剂的降解碎片。要生产出符合食品安全要求的添加剂产品，还需经蒸发-精馏或离子交换树脂交换，将有机物降到一定程度，如小于30mg/kg。

游离酸含量过氧化氢中的游离酸主要是工艺中氧化单元为了减少过氧化氢的分解损失，向氧化塔中加入呈酸性的稳定剂，如磷酸等，之后随氧化液进入萃取单元，和过氧化氢一起进入萃取液（纯水），使过氧化氢溶液产品呈酸性。如氧化液采用有机溶剂（如醋酸丁酯等）萃取，会使产品中掺杂入小分子有机酸。此后诸多因素也会使产品呈酸性。

磷酸盐含量因为产品中含有一些催化杂质，使过氧化氢的分解加速，为了抑制过氧化氢的分解，常加入焦磷酸钠和六偏磷酸钠，与金属离子形成络合物，从而使过氧化氢催化分解的活性降低，同时六偏磷酸钠也对金属材质有缓蚀作用。也有企业使用有机膦酸盐，与锡酸钠等组成复合稳定剂，达到良好的稳定效果，但作为食品添加剂中使用有机膦酸是否安全还需论证。

铁含量因为过氧化氢生产设备多为不锈钢材质设备，所以产品易被Fe、Cr等金属离子污染，可通过离子交换树脂法净化。在过氧化氢产品中铁不得高于0.5mg/kg，其原因在于：

（1）铁会促进产品分解，如果产品中含有较高铁，降低了产品质量；

（2）在生产中过氧化氢腐蚀不锈钢设备，使得产品中含有铁、铬、镍等金属离子，相应还要添加稳定剂，并且高价铁、铬、镍等杂质都会对人体产生不良影响。生产食品添加剂过氧化氢必须经树脂吸附或膜分离后将产品净化，铁就成为验证净化效果的指标：如果产品中铁能够达到小于0.5mg/kg，说明与其“伴生”的铬、镍等金属离子也在净化过程中被成功吸附。

锡含量为达到产品的稳定性须添加锡酸钠，与磷酸盐组成复合稳定剂，故设定此项指标1。

重金属含量（铅含量）重金属一般包括：铅、汞、镉、铬、铜、钴、镍、锡等对人体有害的元素。过氧化氢产品中的重金属一方面来自设备腐蚀，另一方面是工艺中一些无机盐添加物中携带的杂质。生产中主要通过生产设备的防腐蚀和选用重金属含量较低的防腐蚀剂和稳定剂来减少重金属含量。中国对食品添加剂产品中的重金属和铅的要求都很严格，食品添加剂标准中通常要求重金属质量分数不大于0.0001%，铅质量分数一般控制在0.0003%-0.0005%2。

砷含量砷含量是在食品添加剂中严格控制的有毒有害指标，过氧化氢产品中的砷质量分数一般都可以达到食品添加剂的卫生要求（小于0.0003%）。JECFA和FCC在前一版设定为3mg/kg，虽在2004年版中未列此项目，但在FCC前言中给出统一说明：对可能被污染的产品需要进行测定。

稳定度JECFA和FCC没有设定过氧化氢的稳定度指标，但作为易分解的产品，用户比较关注产品的稳定度，并且较高的稳定度对产品运输安全也至关重要。影响稳定度的因素有两个：杂质含量和稳定剂的合理使用。产品中杂质含量高则导致过氧化氢稳定度降低。使用稳定剂则可以与杂质形成化合物，从而达到提高稳定度的目的。

总碳含量JECFA和FCC没有设定此项指标，但生产中引入的有机物为蒽醌类化合物裂解产物和萃取溶剂的降解物。笔者曾试图借助于气相色谱-质谱联用对过氧化氢的有机物进行定性分析，由于各生产厂的萃取工艺、除碳精制工艺不同,产品中有机物的组分也会有所不同，组分大多为易挥发的小分子有机物。所以作为标准指标不宜限定某一有机物的含量，限定总碳含量更为科学有效3。

硝酸根含量在生产过氧化氢工艺中为了防止容器的腐蚀，在产品中常加入硝酸铵、硝酸钠等缓蚀剂。在过氧化氢正常使用过程中，如利乐包装材料高温烘干后，无机盐会部分遗留在被处理品表面，从而对包装的食品构成污染。

食品添加剂过氧化氢的作用（1）坚果加工用作漂白剂，使如核桃、杏仁的外壳颜色变浅；

（2）奶酪加工中用于设备的清洁，并用于瑞士奶酪生产中使奶酪形成空洞；

（3）水果、蔬菜洗涤中起到防止腐烂、减少细菌的作用；

（4）酒和谷物糖浆中用于去除SO2 和亚硫酸盐；

（5）茶叶漂白使颜色变浅；

（6）蛋类洗涤保持新鲜；

（7）淀粉、乳清和牛奶的蛋白质改良剂。