Food Additives

Cover Page......Page 1
Title Page......Page 2
ISBN 0824793439......Page 3
Preface to the Second Edition......Page 4
Preface to the First Edition......Page 6
Contents......Page 9
Contributors......Page 12
II. TYPES OF ADDITIVES......Page 15
B. Nutritional Additives......Page 16
C. Coloring Agents......Page 17
F. Miscellaneous Additives......Page 18
B. Greater Choice of Foods......Page 19
IV. RISKS OF ADDITIVES......Page 20
V. BALANCING RISKS AND BENEFITS......Page 21
VI. LEGAL QUESTIONS......Page 22
REFERENCES......Page 23
II. SCOPE AND PURPOSE OF FOOD ADDITIVE INTAKE ASSESSMENT......Page 25
IV. EUROPEAN REGULATORY SITUATION......Page 26
V. METHODS OF ESTIMATING DIETARY INTAKE OF ADDITIVES......Page 27
1. Estimation Based on Production and Foreign Trade......Page 28
2. Surveys of Food Industry Usage......Page 29
1. Assumption of Maximum Permitted Levels......Page 30
2. Market Basket Method......Page 31
B. Household Surveys......Page 32
D. The Use of Food Consumption Data in Food Additive Intake Studies......Page 33
VII. EXCESSIVE FOOD ADDITIVE INTAKES AND POPULATION RISK GROUPS......Page 34
VIII. VARIATION IN FOOD ADDITIVE INTAKES......Page 35
IX. DISSEMINATING INFORMATION TO CONSUMERS......Page 36
X. CONCLUSIONS AND FUTURE DIRECTIONS......Page 37
REFERENCES......Page 38
I. INTRODUCTION......Page 41
A. Functions......Page 42
B. Usage......Page 43
A. Federal Authority......Page 44
C. Labeling......Page 45
B. New Additive Approval......Page 46
C. Risk Assessment......Page 47
A. Categories of Risk......Page 48
B. Categories of Benefits......Page 52
C. Striking a Balance......Page 53
REFERENCES......Page 55
I. DEFINITIONS AND PREVALENCE OF HYPERSENSITIVITY REACTIONS......Page 57
II. MECHANISMS......Page 59
B. Immunologic Reactions to Food Additives......Page 60
1. Histamine and Tyramine Excess......Page 61
5. Sulfur Dioxide and Sulfites......Page 62
C. Pharmacological Mechanisms......Page 63
A. Urticaria and Angioneurotic Edema......Page 64
1. Symptoms and Signs......Page 66
3. Nonimmunologic Contact Urticaria......Page 67
C. Purpura......Page 68
F. Allergic Contact Dermatitis......Page 69
H. Orofacial Granulomatosis......Page 71
A. Azo Dyes and Benzoates......Page 72
B. Sulfites......Page 74
C. Other Agents......Page 75
A. Hyperactivity in Children......Page 76
A. Skin Tests......Page 77
B. Oral Challenge Tests......Page 84
1. Determination of Specific IgE......Page 85
3. Lymphocyte Transformation Test......Page 86
VII. PREDICTION OF ALLERGY RISK......Page 87
A. Development of Tolerance......Page 88
1. Avoidance Diets......Page 89
IX. SUMMARY......Page 90
REFERENCES......Page 91
I. FEINGOLD’S HYPOTHESIS AND ITS HISTORY......Page 101
II. EARLY STUDIES INVESTIGATING FEINGOLD’S HYPOTHESIS......Page 102
IV. DEVELOPMENT OF THE DIET......Page 103
VII. CLINICAL TRIALS IN THE 1980S......Page 104
VIII. A NEW VIEW OF THE DIET......Page 107
IX. THE ROLE OF DIET IN ADVERSE SYMPTOMS IS COMPLEX......Page 108
APPENDIX B: THE DIET FOR SUSPECTED FOOD INTOLERANCE......Page 109
REFERENCES......Page 111
I. INTRODUCTION......Page 115
II. BASIS FOR CONCERN......Page 116
IV. SPECIAL CASE: FOOD IRRADIATION......Page 117
A. Attitudes......Page 118
VI. EFFECT OF INFORMATION ON ATTITUDES......Page 119
REFERENCES......Page 120
A. Past Status......Page 123
B. The New Elan (1985–1987)......Page 124
B. European Versus Member States’ Authority......Page 125
1. The Parties Involved......Page 126
2. The Legislative Instruments......Page 127
3. Development: Two Main Procedures......Page 128
2. Processing Aids Versus Additives......Page 129
5. Foods Versus Additives......Page 132
7. Flavorings and Solvents Versus Additives......Page 133
F. Additive Authorization in the EU......Page 134
H. Specifications and Methods of Analysis......Page 135
A. Foods, Food Categories and Food Descriptors......Page 136
C. Computer Database......Page 137
D. Different Language Versions of the Additives Directives......Page 138
A. Framework Directive (89/107/EEC)......Page 139
C. Criteria for Additive Authorization......Page 140
D. Additive Safety and the Scientific Committee for Food......Page 142
F. Combination of Additive Usage......Page 143
I. Traditional Foods......Page 144
K. Quantum Satis......Page 147
M. Intake Surveys......Page 148
3. First Steps in Additive Surveys......Page 149
N. Carry-Over: Two Kinds......Page 150
P. Natural Occurrence......Page 151
B. Additives Names......Page 152
D. Quantitative Ingredient Declaration......Page 153
3. Foodstuffs Containing Sweeteners......Page 154
4. Aspartame-Sweetened Foodstuffs......Page 155
VII. THE SPECIFIC EUROPEAN DIRECTIVES ON ADDITIVES......Page 156
1. Structure, Authorizations, and Annexes......Page 157
3. ‘‘Energy Reduced’’......Page 158
6. Update of the Sweeteners Directive......Page 161
1. Structure, Authorizations, and Annexes......Page 162
4. Azo-Colors......Page 163
1. Structure and Annexes......Page 164
3. Flour Treatment Agents......Page 165
5. Update Directives......Page 166
VIII. GETTING AN AUTHORIZATION FOR USING A FOOD ADDITIVE IN THE EU......Page 167
A. List of Abbreviations......Page 168
REFERENCES......Page 207
I. INTRODUCTION......Page 213
B. 1906 to 1938......Page 214
D. The Delaney Committee of 1950 to 1952......Page 215
A. The Transitional Provisions......Page 216
B. The GRAS List......Page 217
C. The GRAS List Review......Page 218
D. Direct Human Food Additive Regulations......Page 219
E. GRAS Affirmation......Page 222
F. Recent Reform for Direct Food Additive and GRAS Substances......Page 223
G. Recent Reform for Indirect Food Additive and GRAS Substances......Page 225
H. Dietary Ingredients in Dietary Supplements......Page 226
I. The Lack of Market Protection......Page 227
A. The Transitional Provisions......Page 228
B. The Lack of a GRAS Exclusion......Page 229
V. REGULATORY SUCCESS AND FAILURE......Page 230
VI. LESSONS FOR THE FUTURE......Page 231
VII. CONCLUSION......Page 233
NOTES......Page 234
I. INTRODUCTION......Page 239
1. Chemistry......Page 240
7. Toxicity......Page 241
5. Analysis......Page 242
3. Occurrence......Page 243
D. Vitamin E......Page 244
6. Commercial Forms......Page 245
E. Vitamin K......Page 246
7. Toxicity......Page 247
4. Properties......Page 248
3. Occurrence......Page 249
2. Units and Requirements......Page 250
1. Chemistry......Page 251
7. Toxicity......Page 252
5. Analysis......Page 253
3. Occurrence......Page 254
1. Chemistry......Page 255
M. Vitamin B12......Page 256
5. Analysis......Page 257
4. Properties......Page 258
3. Occurrence......Page 259
1. Chemistry......Page 260
3. Occurrence......Page 261
III. AMINO ACIDS......Page 262
IV. FATTY ACIDS......Page 264
V. MINERALS AND TRACE MINERALS......Page 265
A. Calcium......Page 266
B. Phosphorus......Page 267
C. Magnesium......Page 268
D. Potassium, Sodium, and Chloride......Page 269
E. Iron......Page 271
F. Zinc......Page 273
G. Copper......Page 274
I. Manganese......Page 275
VI. DIETARY SUPPLEMENTS......Page 276
REFERENCES......Page 277
I. INTRODUCTION TO ESSENTIAL FATTY ACIDS......Page 291
B. Omega-6 and Omega-3 Fatty Acids......Page 292
A. Membrane Protein Boundary Lipids......Page 296
B. Eicosanoid Functions......Page 298
D. DHA Function......Page 300
A. Essential Fatty Acid Requirements of Infants......Page 302
B. Essential Fatty Acids and Visual Function......Page 304
C. Essential Fatty Acids and Neurological Function......Page 305
D. EFAs and Cardiovascular Function......Page 307
A. Food Additives, Foods, or Dietary Supplements......Page 308
B. Not All Omega-3 EFAs Are Created Equal......Page 309
D. Sources of EFAs......Page 310
E. Foods with Supplemental EFAs......Page 311
A. EFAs as Food Additives......Page 312
C. Health Claim Labeling Regulations......Page 313
A. Safety Data......Page 314
B. Historical Uses......Page 315
REFERENCES......Page 316
I. INTRODUCTION......Page 325
II. CHEMISTRY......Page 326
3. Carbohydrate Fatty Acid Esters......Page 327
4. Sucrose Polyester/Olestra......Page 328
5. Alkyl Glycoside Fatty Acid Esters......Page 329
6. Starch-Based Fat Replacers......Page 330
7. Protein-Based Fat Substitutes......Page 332
8. Reduced Calorie Fat–Based Fat Replacers......Page 334
1. Sucrose Polyester/Olestra......Page 335
2. Esterified Propoxylated Glycerols......Page 337
III. APPLICATIONS IN FOODS......Page 339
IV. REGULATORY STATUS......Page 341
V. TOXICOLOGY......Page 345
REFERENCES......Page 346
I. INTRODUCTION......Page 353
B. Palatability......Page 354
2. Chemical Derivatization Substitution, and Purification of Unpleasant Amino Acids......Page 355
4. Addition of Bitterness Inhibitors......Page 356
1. Osmolarity......Page 357
2. Konjac Glucomannan......Page 358
2. Research on Colostrum Derivatives......Page 359
B. The Potenttial Use of Probiotics......Page 360
REFERENCES......Page 362
1. Spices......Page 363
2. Essential Oils......Page 364
E. Conclusion......Page 365
1. The Artistic Approach......Page 366
2. The Scientific Approach......Page 368
3. The Biosynthetic Approach......Page 372
5. General Rules for Flavor Creation......Page 373
C. Raw Materials......Page 378
2. Natural Raw Materials......Page 379
1. General Rules of Good Manufacturing Practices......Page 393
2. Compounding of Flavors......Page 394
1. Quality Assurance......Page 398
2. Quality Control......Page 399
A. Flavor Functions......Page 400
2. Physiological Function......Page 401
2. Flavor Selection......Page 402
2. General Information......Page 403
A. The Objectives of Flavor Regulations......Page 406
2. Consumer Deception......Page 407
C. Label Declaration of Flavors......Page 408
6. United States......Page 409
1. The United States......Page 410
2. Joint Expert Committee on Food Additives......Page 411
5. International Organization of the Flavor Industry......Page 412
A. General Considerations......Page 413
B. Correlation of Flavor Consumption with Total Food Consumption......Page 415
1. Laboratory Studies......Page 416
2. Interpretation and Evaluation of Results......Page 417
APPENDIX: NATIONAL FLAVOR ASSOCIATIONS......Page 418
REFERENCES......Page 420
B. Historical Background......Page 423
C. Food Occurrence......Page 424
1. Glutamate-Related Substances......Page 426
1. Glutamate......Page 427
C. Manufacturing Process......Page 429
1. Glutamate......Page 430
1. Umami Taste......Page 432
3. Taste Intensity......Page 434
1. The Synergistic Effects of Umami Substances......Page 435
2. The Synergistic Action of Umami in Foods......Page 438
C. Taste Physiological Data......Page 439
1. Taste Preferences and Nutritional Status......Page 441
4. Role of Umami in Food......Page 442
1. Glutamate......Page 443
2. 5′-Nucleotides......Page 444
B. Regulations......Page 445
1. Absorption and Metabolism......Page 446
2. Blood–Brain Barrier......Page 447
1. Absorption and Metabolism......Page 448
2. Reproduction and Multigenerational Studies......Page 449
B. Special Toxicity......Page 451
C. Observations in Humans......Page 452
REFERENCES......Page 453
A. Theory of Sweetness......Page 461
B. Sugar Substitutes in Foods......Page 462
2. Chemistry......Page 463
4. Intake......Page 464
5. Toxicology of Saccharin......Page 466
3. Toxicology......Page 467
4. Use and Intake......Page 468
3. Technological Properties......Page 469
4. Intake......Page 470
5. Toxicology......Page 471
3. Food Technological Uses......Page 472
3. Toxicology......Page 473
G. Other Nonnutritive Sweeteners......Page 474
3. Regulatory Status......Page 476
4. Regulatory Status......Page 477
2. Technological Properties......Page 479
3. Toxicology and Safety......Page 480
3. Toxicology......Page 481
2. Metabolism......Page 482
J. Fructose Syrups......Page 483
IV. CHOICE OF SWEETENER......Page 484
REFERENCES......Page 486
I. INTRODUCTION......Page 491
II. U.S. GOVERNMENT REGULATION......Page 492
III. INTERNATIONAL GOVERNMENT REGULATION......Page 497
A. Colorants Subject to Certification......Page 499
V. COLOR ANALYSIS......Page 504
B. Visual Colorimetry......Page 505
VI. COLOR EFFECTS IN FOODS......Page 506
VII. COLORANT APPLICATIONS......Page 507
A. Food Intake Estimates......Page 509
B. Toxicological Considerations......Page 510
REFERENCES......Page 511
I. INTRODUCTION......Page 515
1. Flavonoids......Page 516
2. Carotenoids......Page 518
3. Betalains......Page 521
4. Chlorophyll......Page 523
5. Miscellaneous Plant Pigments......Page 524
2. Algal Pigments......Page 525
1. Cochineal......Page 527
2. Heme Pigments......Page 528
B. Chromatographic Analysis......Page 529
III. LEGISLATION......Page 530
IV. FUTURE PROSPECTS......Page 532
REFERENCES......Page 534
A. Lipids in Foods......Page 537
II. OXIDATION CHEMISTRY......Page 538
III. OXIDATION OF POLYUNSATURATED OILS......Page 539
IV. SAFETY AND HEALTH IMPLICATIONS OF OXIDIZED LIPIDS......Page 540
V. MECHANISMS OF OXIDATION INHIBITION......Page 541
A. Metal Inactivation......Page 542
B. Inhibition of Hydroperoxide Decomposition, Alkoxyl Radical Reduction, and Aldehyde Scavenging......Page 543
C. Natural Antioxidants Added to Foods......Page 544
1. Anoxomer......Page 545
2. Butylated Hydroxyanisole......Page 546
3. Butylated Hydroxytoluene......Page 547
4. Ethoxyquin......Page 548
6. 2-(1,1-Dimethylethyl)-1,4-Benzenediol......Page 549
1. Propyl Gallate......Page 550
C. Synergistic Antioxidants......Page 551
VIII. TOXICOLOGY OF ANTIOXIDANTS......Page 552
REFERENCES......Page 553
A. Browning as a Problem......Page 557
A. Enzymatic Browning......Page 558
B. Nonenzymatic Browning......Page 559
B. Safety and Regulatory Issues......Page 562
1. Ascorbic Acid–Based Formulations......Page 563
2. Cysteine......Page 564
C. Complexing Agents......Page 565
A. Fresh-Cut Apples......Page 566
C. Pre-Peeled Potatoes......Page 567
E. Fresh Juices......Page 568
G. Use of Nonbrowning Cultivars......Page 569
REFERENCES......Page 570
I. INTRODUCTION......Page 577
II. DIMETHYL DICARBONATE......Page 578
III. LYSOZYME......Page 579
IV. NATAMYCIN......Page 580
V. NISIN......Page 584
VI. NITRITES......Page 590
VII. ORGANIC ACIDS......Page 593
A. Acetic Acid and Acetate Salts......Page 594
B. Benzoic Acid and Benzoates......Page 596
C. Lactic Acid and Lactates......Page 598
E. Sorbic Acid and Sorbates......Page 600
F. Other Organic Acids......Page 605
VIII. PARABENS......Page 607
IX. PHOSPHATES......Page 610
X. SULFITES......Page 612
REFERENCES......Page 615
I. INTRODUCTION......Page 635
III. CHEMICAL ANALYSIS AND ASSAY......Page 636
IV. MODE OF ACTION OF ACIDS AS ANTIMICROBIAL AGENTS......Page 638
1. Microbial Function......Page 639
3. Toxicology......Page 643
2. Regulatory Use in Foods......Page 645
2. Regulatory Use in Foods......Page 646
1. Microbial Function......Page 647
2. Regulatory Use in Foods......Page 648
1. Microbial Function......Page 649
1. Microbial Function......Page 651
1. Microbial Function......Page 652
2. Regulatory Use in Foods......Page 654
3. Toxicology......Page 655
2. Regulatory Use in Foods......Page 656
1. Microbial Function......Page 657
2. Regulatory Use in Foods......Page 659
3. Toxicology......Page 660
3. Toxicology......Page 661
2. Regulatory Use in Foods......Page 662
2. Regulatory Use in Foods......Page 663
2. Regulatory Use in Foods......Page 664
REFERENCES......Page 665
1. INTRODUCTION......Page 675
II. ENZYME NOMENCLATURE......Page 677
III. ENZYME ASSAYS......Page 678
IV. FUNCTIONAL ASPECTS OF ENZYMES......Page 682
VI. MANUFACTURE OF COMMERCIAL ENZYMES......Page 684
VII. USE OF ENZYMES IN THE FOOD INDUSTRY......Page 686
A. Hydrolysis of Proteins......Page 687
1. Milk-Clotting Enzymes......Page 688
3. Proteases in Baking and Brewing......Page 689
1. Alpha Amylase (α-1,4-D-Glucan Glucanohydrolase)......Page 690
3. Glucoamylase (EC 3.2.1.3; α-1,4-D-Glucan Glucohydrolase)......Page 693
5. Glucose Isomerase (EC 5.3.1.5)......Page 694
1. Pectinesterase (EC 3.1.1.1.1)......Page 696
2. Pectin- and Pectate-Depolymerizing Enzymes......Page 698
D. Cellulases......Page 700
E. Lipases......Page 701
A. United States of America......Page 702
C. European Economic Community......Page 703
8. Japan......Page 707
A. Safety of the Source Organism and Its Metabolites......Page 709
B. Safety During Growth of the Organism......Page 710
C. Safety Testing of Enzyme Preparations......Page 711
D. Safety of Immobilized Enzyme Preparations......Page 712
REFERENCES......Page 714
I. INTRODUCTION......Page 721
1. Lecithin and Lecithin Derivatives......Page 722
2. Mono- and Diglycerides......Page 724
3. Hydroxycarboxylic and Fatty Acid Esters......Page 725
5. Polyglycerol Fatty Acid Esters......Page 726
8. Sorbitan Fatty Acid Esters......Page 727
9. Miscellaneous Derivatives......Page 728
B. Analysis......Page 729
1. Nonionic Emulsifiers at Hydrophilic Surfaces......Page 731
2. Nonionic Emulsifiers on Hydrophobic Surfaces......Page 732
3. Ionic Emulsifiers......Page 733
4. Micellar Lifetime......Page 734
A. Emulsion Formation......Page 735
1. Mechanisms of Destabilization......Page 738
2. Mechanisms of Stabilization by Emulsifiers......Page 739
C. Emulsifier Selection......Page 741
IV. APPLICATIONS IN FOODS......Page 744
A. Cereal-Based Products......Page 745
1. Ice Cream......Page 750
C. Candy Products......Page 751
D. Miscellaneous......Page 752
V. TOXICOLOGY AND WORLDWIDE REGULATIONS CONCERNING USE......Page 753
REFERENCES......Page 760
A. History......Page 771
B. Starch Granules......Page 772
C. Microscopic Assay of Starch Granules......Page 773
B. Components of Starch......Page 774
2. Amylopectin......Page 776
3. Minor Constituents......Page 777
2. Swelling......Page 780
3. Pasting......Page 781
4. Retrogradation......Page 782
1. Hydrolysis......Page 784
2. Oxidation Modification......Page 787
3. Monosubstitution of Starch......Page 788
B. Physical Modification......Page 794
1. Pregelatinization......Page 795
2. Instant Granular Preparation......Page 796
3. Extrusion......Page 797
4. Heat Treatment of Starch......Page 798
A. Native Starches......Page 799
B. Modified Starches......Page 800
C. What Is the Food System pH?......Page 801
H. How Will the Product Be Stored?......Page 804
C. Packaging......Page 805
A. Water......Page 806
B. Sweeteners......Page 807
D. Other Food Ingredients......Page 808
A. Thermal Processing......Page 809
B. Freezing......Page 810
1. Functional Differences Based on Process of Production......Page 811
E. Dressings, Sauces, Gravies, and Other Condiments......Page 812
G. Pet Products......Page 813
I. Cereals and Related Products......Page 814
J. Confections and Candy......Page 815
L. Starch as Fat Replacer, Substitute, or Mimetic......Page 816
REFERENCES......Page 819
I. PHOSPHATE CHEMISTRY RELEVANT TO FOODS......Page 823
A. Nomenclature......Page 824
B. Production Methods......Page 825
2. Dissolution of Other Phosphates......Page 828
1. Thermodynamics of Hydrolysis......Page 830
2. Kinetics......Page 831
3. Trimetaphosphate Formation......Page 832
E. Sequestration......Page 833
2. Analytical Methods for Different Phosphate Species......Page 834
II. USES AND APPLICATIONS OF FOOD GRADE PHOSPHATES......Page 835
A. Bakery Applications......Page 836
1. Rate of Reaction......Page 863
3. SAPP......Page 864
7. MCP-1......Page 865
11. Sodium Aluminum Sulfate......Page 866
3. Starch Modification......Page 867
C. Meat, Poultry, and Seafood......Page 869
1. Phosphates, Sodium Chloride, and Their Interactions......Page 870
3. Protein Functionality—Chilled and Frozen Storage......Page 872
5. Thermal Effects......Page 873
7. Novel Applications of Phosphates in Muscle Foods......Page 874
8. Seafood Applications......Page 875
1. Cheese......Page 881
2. Milk Products......Page 884
4. Reduced Fat Formulations......Page 886
F. Beverages......Page 887
H. Eggs......Page 889
I. Oral Care Products......Page 890
1. Candy and Confections......Page 891
L. Microbial Inhibition......Page 892
A. Phosphate Consumption......Page 894
C. Medicinal Uses of Food Phosphates......Page 896
D. Calcium and Phosphorus Status......Page 897
REFERENCES......Page 900
APPENDIX 1: Functional Classes, Definitions, and Technological Functions......Page 911
APPENDIX 2: Numbering System for Food Additives......Page 913
APPENDIX 3: List of Modified Starches......Page 927
A......Page 929
B......Page 931
C......Page 933
E......Page 935
F......Page 937
I......Page 940
M......Page 942
L......Page 941
N......Page 943
O......Page 944
P......Page 945
R......Page 946
S......Page 947
T......Page 949
U......Page 950
W,X,Y......Page 951
Z......Page 952
Back Page......Page 953