Theo FAO: Phụ gia là chất không dinh dưỡng được thêm vào các sản phẩm với các ýđịnh khác nhau. Thông thường các chất này có hàm lượng thấp dùng để cải thiện tính chất cảm quan, cấu trúc, mùi vị cũng như bảo quản sản phẩm.
Theo WHO: Phụ gia là một chất khác hơn là thực phẩm hiện diện trong thực phẩm là kết quả của một số mặt: sản xuất, chế biến, bao gói, tồn trữ... Các chất này không bao gồm sự nhiểm bẩn.
Theo Ủy ban Tiêu chuẩn hóa thực phẩm quốc tế (Codex Alimentarius Commisson CAC): Phụ gia là một chất có hay không có giá trị dinh dưỡng, không được tiêu thụ thông thường như một thực phẩm và cũng không được sử dụng như một thành phần của thực phẩm. Việc bổ sung chúng vào thực phẩm để giải quyết mục đích công nghệ trong sản xuất, chế biến, bao gói, bảo quản, vận chuyển thực phẩm, nhằm cải thiện cấu kết hoặc đặc tính kỹ thuật của thực phẩm đó. Phụ gia thực phẩm không bao gồm các chất ô nhiễm hoặc các chất độc bổ sung vào thực phẩm nhằm duy trì hay cải thiện thành phần dinh dưỡng của thực phẩm.
Theo TCVN: Phụ gia thực phẩm là những chất không được coi là thực phẩm hay một thành phần chủ yếu của thực phẩm, có hoặc không có giá trị dinh d ưỡng, đảm bảo an toàn cho sức khỏe, được chủ động cho vào thực phẩm với một lượng nhỏ nhằm duy trì chất lượng, hình dạng, mùi vị, độ kiềm hoặc axít của thực phẩm, đáp ứng về yêu cầu công nghệ trong chế biến, đóng gói, vận chuyển và bảo quản thực phẩm.
Như vậy, phụ gia thực phẩm không phải là thực phẩm mà nó được bổ sung một cách chủ ý, trực tiếp hoặc gián tiếp vào thực phẩm, cải thiện tính chất hoặc đặc tính kỹ thuật của thực phẩm đó. Phụ gia thực phẩm tồn tại trong thực phẩm như một thành phần của thực phẩm với một giới hạn tối đa cho phép đã được quy định. Với sự phát triển của khoa học công nghệ hiện nay giới hạn phụ gia sử dụng trong thực phẩm ngày càng chính xác hơn đảm bảo an toàn cho người sử dụng thực phẩm.
Phụ gia được sử dụng trong hầu hết các sản phẩm thực phẩm, những chất tạo vị, gia vị sử dụng trong bữa ăn hằng ngày cũng đều là phụ gia. Do đó, cần phải nắm vững những kiến thức về phụ gia và thường xuyên cặp nhật những phát triển mới về phụ gia thực phẩm để đảm bảo an toàn khi bổ sung phụ gia vào thực phẩm.

Vào thời xa xưa, khi mà thực phẩm chưa được sản xuất ở quy mô công nghiệp, phụ gia chưa được thể hiện rõ vai trò của mình trong thực phẩm nhưng nó cũng được áp dụng rất nhiều trong quá trình bảo quản thực phẩm để dự trữ. Cùng với sự phát triển của xã hội và khoa học công nghệ, phụ gia cũng phát triển không ngừng nhằm đáp ứng nhu cầu về dinh dưỡng, vệ sinh,….nhất là khi thực phẩm được đưa vào sản xuất công nghiệp thì phụ gia mới thể hiện hết tầm quan trọng của nó trong thực phẩm. Quá tr ình phát triển của phụ gia có thể tóm tắt qua các giai đoạn sau:
- Thời tiền sử: đã sử dụng muối và khói để bảo quản thực phẩm như thịt, cá, …
- Văn minh Ai Cập: dấm, dầu, mật ong bảo quản các thực phẩm từ ra quả.
- Văn minh La Mã: SO₂ bảo quản rượu.
- Trước năm 1400: phát minh việc l ên men rau quả (Beukels).
- Năm 1775: dùng Borat (Hofer)
- Năm 1810: SO₂ dùng trong bảo quản thịt.
- Năm 1833: Creosote dùng trong b ảo quản thịt (Reichenbach)
- Năm 1858: Khám phá ra cơ ch ế chống vi sinh vật của Sorbi c (Jacques)
- Năm 1859: trích ly được Sorbic (Hofman) dùng trong các loại sausage.
- Năm 1865: khám phá ra cơ ch ế chống vi sinh vật của Fomic (Jodin)
- Năm 1874: khám phá ra cơ ch ế chống vi sinh vật của Salycilic (Kolbe v à Thiersch)
- Năm 1875: khám phá ra cơ chế chống vi sinh vật của Benzoic (Fleck)
- Năm 1907: Formalin và H₂O₂ dùng trong bảo quản sữa (Behring)
- Năm 1908: Benzoic được dùng trong thực phẩm ở Mỹ.
- Năm 1913: Hoạt động chống vi sinh vật của p -Cholorobenzoic (Margolius)
- Năm 1923: Hoạt động chống vi sinh vật của p -Hydroxybenzoic (Sabalistschka)
- Năm 1938: Propionic dùng trong bảo quản các loại bánh (Hofman, Dalby, Schweitzer)
- Năm 1947: Khám phá Dehydroacetic (Coleman, Wolf)
- Năm 1950: Xem xét chất bảo quản tìm được và chứng nhận như là chất bảo quản mới.
- Năm 1954: sản xuất Sorbic thương phẩm quy mô nhỏ.
- Năm 1956: khám phá ra diethyl pyrocarbonate (Bernard, Thoma, Genth)
- Từ năm 1980 tới nay: gia tăng việc bảo quản bằng các hỗn hợp khí.
Ngày nay, sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật đã làm phong phú thêm, đa dạng thêm việc sử dụng phụ gia trong thực phẩm. Nhiều phụ gia mới đ ược phát hiện để thay thế những phụ gia không còn phù hợp để nâng cao chất lượng sản phẩm thực phẩm. Tuy nhiên, việc sử dụng phụ gia vẫn còn nhiều tranh luận, mỗi quốc gia có những yêu cầu khác nhau về hàm lượng chất phụ gia sử dụng gây ảnh h ưởng nhiều đến việc sử dụng phụ gia.

Sự phát triển của khoa học công nghệ giúp cho phụ gia thực phẩm ngày càng hoàn thiện và đa dạng hóa, hơn 2500 phụ gia đã được sử dụng trong công nghệ thực phẩm góp phần quan trọng trong việc bảo quản v à chế biến thực phẩm. Phụ gia có vai trò quan trọng trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm cụ thể là:
- Góp phần điều hòa nguồn nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất thực phẩm, giúp nhà máy có thể hoạt động quanh năm, giúp sản phẩm được phân phối trên toàn thế giới.
- Cải thiện được tính chất của sản phẩm: chất phụ gia được bổ sung thực phẩm làm thay đổi tính chất cảm quan như cấu trúc, màu sắc, độ đồng đều… của sản phẩm.
- Làm thỏa mãn thị hiếu ngày càng cao của người tiêu dùng. Do nhu cầu ăn kiêng của con người từ đó ra đời công nghiệp sản xuất các thực phẩm ít năng lượng. Nhiều chất tạo nhũ và keo tụ, các este của acid béo và các loại đường giúp làm giảm một lượng lớn các lipid có trong thực phẩm.
- Góp phần làm đa dạng hóa các sản phẩm thực phẩm. Cùng với sự xuất hiện của phụ gia thực phẩm, thức ăn nhanh, thức ăn ít năng lượng, các thực phẩm thay thế khác cũng ra đời và phát triển để đáp ứng nhu cầu ăn uống ngày càng đa dạng của con người.
- Nâng cao chất lượng thực phẩm. Các chất màu, chất mùi, chất tạo vị làm gia tăng tính hấp dẫn của sản phẩm.
- Làm đơn giản hóa các công đoạn sản xuất. Việc sử dụng các hóa chất bốc vỏ trong chế biến các loại củ giúp rút ngắn được thời gian bốc vỏ trong chế biến.
- Làm giảm phế liệu cho các công đoạn sản xuất và bảo vệ bí mật của nhà máy.

Việc sử dụng phụ gia trong các sản phẩm thực phẩm phải tuân thủ các luật lệ về bảovệ sức khỏe người tiêu dùng và chỉ được phép cho vào các sản phẩm thực phẩm trong các trường hợp sau:
- Cải thiện được tính chất dinh dưỡng của sản phẩm.
- Tăng chất lượng sản phẩm.
- Giảm phế liệu.
- Làm tăng tính cảm quan thực phẩm.
- Giữ phẩm chất sản phẩm ít thay đổi.
- Tạo dễ dàng cho việc chế biến.
- Làm thực phẩm sử dụng tiện lợi hơn.
Khi quyết định thêm một loại phụ gia nào đó vào thực phẩm, các chi tiết cần chú ý là:
- Mức độ nguy hiểm đối với người tiêu dùng.
- Lý do tiêu dùng cần đến phụ gia.
- Thỏa mãn các yêu cầu về sức khỏe.
- Sự cần thiết trong chế biến thực phẩm.
- Yếu tố về kinh tế.
- Cơ chế tác dụng của các phụ gia.
Thật ra không có phụ gia nào có thể đáp ứng được tất cả các yêu cầu trên, tùy thuộc vào trường hợp cụ thể sẽ có một lựa chọn hợp lý.

Theo quy định của các cơ quan chức năng, phụ gia bị cấm sử dụng trong các trường hợp sau:
- Có khả năng tương tác với các thành phần trong thực phẩm làm giảm giá trị thực phẩm.
- Sử dụng phụ gia ngoài danh mục cho phép hoặc quá liều lượng cho phép.
- Sử dụng không vì lý do kỹ thuật mà vì lý do kinh tế.
- Che lắp hư hỏng.
- Che lắp các kỹ thuật yếu kém của quá tr ình sản xuất.
- Lừa dối người tiêu dùng.

Độc tính của phụ gia được biểu hiện bằng chỉ số LD50 (Lethal Dose) là liều lượng tại đó 50% động vật dùng trong thí nghiệm bị chết. Chỉ số LD50 càng cao độc tính càng yếu.
Dựa vào chỉ số LD50 có thể chia độc tính phụ gia làm 5 mức độ:
+ LD50 < 5 mg/Kg Thể trọng
+ LD50 = 5 – 49 mg/Kg Thể trọng
+ LD50 = 50 -499 mg/Kg Thể trọng
+ LD50 = 500 - 4999 Thể trọng
+ LD50 > 5000 mg/Kg Thể trọng
Ví dụ: Giá trị của chỉ số LD50 của một số chất chống vi sinh vật khi làm thí nghiệm trên chuột như sau:
Bảng 1.1: Một số chất phụ gia được thử nghiện trên chuột
Phụ gia Chỉ số LD50 mg/Kg thể trọng)
Acid benzoic 3000
Muối Nitrat 6000
Acid Nitrit 100-200
Acid Sorbic 10000
Acid Propionic 4000
Ethanol 9500
Chỉ số ADI (Acceptable Daily Intake): Lượng ăn vào hàng ngày có thể chấp nhận được tính theo mg/kg thể trọng. Ví dụ: acid benzoic (0-5mg/kg thể trọng/ngày), Nisin (03mg/kg thể trọng/ngày), acid propionic (Không giới hạn).
Đối với mức độ an toàn của phụ gia có thể chia ra thành 5 nhóm sau:
- Nhóm 1: Phụ gia an toàn tuyệt đối trong hiện tại và tương lai. Các chất phụ gia thuộc nhóm này sẽ đạt tiêu chuẩn GMP (Good Manufacturing Practices): Lượng phụ gia được phép cho vào thực phẩm vừa đủ để đạt được yêu cầu về công nghệ. Do đó, không qui định giới hạn tối đa và lượng phụ gia cho vào thực phẩm càng ít càng tốt. Có khoảng 350 phụ gia đạt tiêu chuẩn nhóm 1.
- Nhóm 2: Phụ gia an toàn ở hiện tại nhưng cần nghiên cứu thêm ở liều lượng cao để đánh giá độ an toàn của phụ gia sử dụng. Có khoảng 70 chất đạt ti êu chuẩn nhóm 2.
- Nhóm 3: Phụ gia cần nghiên cứu thêm do chưa khẳng định được độ an toàn khi sử dụng.
- Nhóm 4: Phụ gia sử dụng trong các điều kiện an toàn.
- Nhóm 5: Phụ gia cấm sử dụng.

Phụ gia dùng trong bảo quản và chế biến thực phẩm có vai trò, chức năng luôn thay đổi tùy vào loại sản phẩm. Việc phân loại phụ gia gặp nhiều khó khăn, có thể phân loại phụ gia theo tính chất công nghệ hoặc theo cấu trúc hóa học và độc tính.
Phân loại theo tính chất công nghệ:
- Chất bảo quản
- Chất cung cấp dinh dưỡng
- Chất màu
- Chất tạo mùi
- Các chất tác động đến tính chất vật lý của sản phẩm
- Các chất dùng trong chế biến thực phẩm
- Hóa chất điều chỉnh độ ẩm của sản phẩm
- Các chất điều khiển pH của sản phẩm
- Các chất khác

Để tìm kiếm một phụ gia đưa vào sản xuất cần thực hiện các bước sau:
Bước 1: Đặt ra các vấn đề trong việc cải thiện một số tính chất n ào đó của sản phẩm.
Bước 2: Áp dụng phụ gia được phép dùng trong thực phẩm, áp dụng phụ gia dùng trong các ngành công nghiệp khác và phát triển các phụ gia mới.
Bước 3: Đánh giá các phụ gia sử dụng và các vấn đề đã thực hiện được khi cải thiện tính chất sản phẩm.
Bước 4: Nghiên cứu độc tính và liều lượng sử dụng phụ gia.
Bước 5: Nghiên cứu phát triển các phương pháp phân tích và xếp loại phụ gia vừa tìm được.
Bước 6: Bổ sung phụ gia vào luật thực phẩm.
Bước 7: Sử dụng phụ gia cho thực phẩm.