食品着色剂及法规解析

根据GB 2760-2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》及相关法律规定，未列入国家标准或国家卫计委公告名单中的食品添加剂新品种，或列入标准或公告名单中的品种需要扩大使用范围或使用量的，必须获得计生委批准后方可生产经营或者使用。我国允许使用的合成食品着色剂包括苋菜红、胭脂红、黑豆红、蓝锭果红、辣椒红、红花黄、喹啉黄、柑橘黄、柠檬黄、日落黄、靛蓝、亮蓝、赤藓红、新红及其相应的铝色淀等。

（一）美国

在美国，着色剂的使用受1960年颁布的对1938年发布的《美国食品、药物及化妆品法案》所制定的《着色添加剂修正案》所管理。该修正案涉及两类着色剂，即需许可证的和无需许可证的着色剂。需许可证的着色剂都是人工合成的染料，它们并不存在于自然界中。许可证认证制度要求该染料需满足特定的政府质量标准，所生产的每批产品的样品必须送交FDA的实验室检测其是否符合标准。如果该批样品符合要求，就给予一个官方批号。已取得许可的染料又可分为永久和暂时的。一种“暂时”批准的染料在进行全面的科学研究以确定其是否可作为永久许可期间，可以合法使用。该程序同样适用于色淀。

无需许可证的着色剂为天然色素或某些特定的与存在于自然界中结构完全相同的合成染料。属于后者的一个实例便是β-胡萝卜素，它广泛分布于自然界中，但也可人工合成作为一种“天然等同”的物质。

对于无需许可证的着色剂一般以“人造着色剂”或者其他特定或一般性的名称来列出。然而对着色剂使用“天然”一词是被禁止的，因为这会使消费者相信这样的颜色是来源于食物本身。目前无需许可证的色素添加剂见表9-10。

表9-10 目前美国无需许可证的着色添加剂、着色剂应用限制及相应的欧共体编号

续表

注：GMP=良好操作规范

*E-编号：列于欧共体中的编号，此外，EEC允许使用花青素/浓缩汁（E163）、甜菜色素（E162）和叶绿素（E140）。

（二）国际其他地区

世界上许多国家都将着色剂添加于食品中，但在这些国家中所允许使用的着色剂种类变化很大。在美国，FD&C红色40号被允许用于食品，而FD&C红色2号自1976年起不再被允许使用。而一个极端相反的例子是，挪威禁止在食品加工业中使用任何合成着色剂。欧洲经济共同体（EEC）的立法机构试图为共同市场国家制订出统一的着色添加剂法规，每种被允许使用的着色剂都以E-编号（E=欧洲）命名。表9-11所示为目前EEC可允许使用的合成着色剂的E-编号，等同于FD&C编号。EEC天然色素的类似信息见表9-10。以前，日本对着色剂在食品中的应用也有非常严格的政策，而合成染料是被禁止的。然而，日本近来扩展指定添加剂列表，包括食品色素添加剂。

表9-11 目前可允许使用于食品^①中的需许可证的着色添加剂以及它们的EEC命名

注：①E-编号：列于ECC中的编号。

②FD&C红色3号色淀的有效使用期至1990年1月29日。

③④未列出。

联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）发布食品药典来协调各国间的食品法规，FAO和WHO组成了联合WHO/FAO食品添加剂专家委员会（JECFA）以在全球范围内评价食品添加剂的安全性。JECFA对包括着色剂在内的食品添加剂建立了“每日允许摄入量”（ADI）（表9-12），全球正致力于确立着色剂的安全性，这有望在国际间形成可接受的食品着色剂使用法规。

表9-12 某些合成及天然色素的每日允许摄入量

续表

（三）需许可证合成色素的性质(www.xing528.com)

近年来，需许可证着色剂的安全性已受到公众的极大关注，造成这种关注的根源部分应归结于人们不适当地将合成色素与原名为“煤焦油”的染料联系在一起。公众心目中的煤焦油为一种黑色黏稠物质，它不适用于食品。事实上用于合成色素的原料在使用前已高度纯化，其最终产品为一种特定的化学品，它与所称的煤焦油几乎毫不相干。

需许可证的合成色素可分为四类基本化学类别：它们分别为含氮类、三苯基甲烷类、黄嘌呤类或靛蓝类合成色素。表9-13所示的色素为FD&C合成色素、化学类别及其部分性质。其化学结构如图9-42所示。表9-14所示为EEC合成色素的溶解度和稳定性数据。

一种典型的需许可证色素的净含量为86%～96%，此类基础色素总含量有2%～3%的差异，但在实际使用时不会有很大影响，因为这种差异不会对产品的最终颜色产生显著影响。合成色素粉剂中的水分含量为4%～5%，其盐（灰分）含量约为5%。造成高灰分含量的原因是采用盐析法结晶色素。虽然在技术上有可能除去所使用的氯化钠，但是这些步骤或许成本过于昂贵，收益很小。

所有水溶性FD&C含氮色素为酸性物质，其物理性质十分相似。化学性质为遇强还原剂时易还原，因而对氧化剂敏感。FD&C三苯基甲烷类合成色素（FD&C绿色3号和FD&C蓝色1号）结构类似，唯一的区别仅为一个羟基，因而其溶解度和稳定性差别很小。用磺酸基取代羟基可改善任何一个此类色素的见光稳定性和对碱的抵抗力。三苯基甲烷类色素的碱脱色过程涉及生成无色醇式碱（图9-43）。邻位取代的磺酸基在空间上阻碍氢氧根离子接近中央碳原子，因而防止形成醇式碱。

图9-42 目前允许在美国正常使用的需许可证着色剂的结构式

图9-43 由三苯基甲烷染料形成无色醇式碱

表9-13 需许可证的着色剂及其理化性质

注：①In，不溶解。

②1=褪色；2=相当严重褪色；3=明显褪色；4=轻微褪色；5=略微褪色；6=无变化；01=色调变蓝；02=色调变黄。

表9-14 常见EEC染料的理化性质

注：1=褪色；2=相当严重褪色；3=明显褪色；4=少量褪色；5=略微褪色；6=无变化。

一般而言，存在还原剂或重金属、见光、过热或暴露于酸或碱中很可能造成需许可证类色素的褪色或沉淀。许多引起色素失效的条件在应用于食品时可以预防，但还原剂最棘手。含氮及三苯基甲烷类色素生色团的还原反应见图9-44。含氮色素可被还原为无色叠氮类，有时还原为伯胺类化合物，而三苯基甲烷类色素则被还原为无色的隐色素碱。存在于食品中的常见还原剂为单糖（葡萄糖、果糖）、醛、酮及抗坏血酸。

游离金属可与许多色素结合，从而造成颜色损失。最令人关注的金属为铁和铜，钙及/或镁可导致不溶盐的形成并产生沉淀。

图9-44 偶氮或三苯基甲烷染料还原为无色产物

（四）需许可证合成色素的应用

使用合成色素有很多实用价值。总体说来，它们是一类着色能力很强的粉末，所以只需要很少一点用量就可以着出理想的颜色，这就使成本降低。此外，与天然色素相比，在加工和贮藏过程中它们更为稳定。另外它们还有水溶性的（染料），和水不溶性（色淀）的形式。如果将水溶性色素首先溶于水中，它可与食品结合的更加均匀。为防止生成沉淀，应使用蒸馏水。各类液态色素均可自制造商购得，为防止着色过浓，此类制剂中色素浓度通常不超过3%。通常在液态制剂中加入柠檬酸和苯甲酸钠以防止微生物腐败。

许多食品所含的水分较低，这就很难使色素完全溶解及均匀分散，结果使得着色力降低及/或引起色斑。这一问题可能存在于硬糖制品中，因为它的水分＜1%。可采取加入溶剂（如甘油或丙烯醇）而不是水的方法以避免这一问题（表9-13）。解决低水分食品中分散性差这一问题的第二个方法是使用“色淀”，色淀以分散体而不是以溶液的形式存在于食品中。它们的浓度范围为1%～40%，高浓度的色素未必能呈现高强度的颜色。色淀的粒径很关键，粒径越小，分散越好，颜色越深。色素制造商利用特殊的研磨技术可使所制成的色淀的平均粒径小于1µm。

与色素一样，需要将色淀预先分散于甘油、丙烯醇或食用油中。预分散有助于防止颗粒的结块，因而有利于均色并可降低色斑产品的发生率。色淀分散体中的色素浓度在15%～35%范围内。一种典型的色淀分散体可含有20%FD&C色淀A、20%FD&C色淀B、30%甘油以及30%丙烯醇，最终的色素浓度为16%。