國內外食用色素比對分析

陳賢馳　曾豪威　汪寧　戚平

色澤、味道和形狀是構成食品感觀質量的三大要素，其中，色澤直接影響消費者的購買欲望。通常，顏色靚麗的食品能增強人的愉悅感，促進食欲，增加消化液分泌，更受消費者歡迎，具有更大的商業價值。人類利用色素改善食品感官品質已有數千年歷史，早在公元10世紀前，古人就開始利用植物性天然色素給食品著色，例如大不列顛的阿利克撒人用茜草植物色素為食品著色。我國自古就有用紅曲米釀酒、制紅腸和醬肉等習慣，至今在江南一帶還有用烏飯樹葉搗汁染糯米飯食用的傳統。在現代食品工業中，隨著食品種類的多樣化及加工技術的發展，更是普遍使用著色劑（食用色素）來改善食品色澤，消除加工中不同批次間的顏色差異，從而達到提高附加值，吸引消費者的目的。

然而，在工業化飛速發展的今天，受利益驅動，不法商販向食品中非法添加、超量、超范圍使用色素的現象時有發生，國內外已經報道了多起因色素引起的食品安全事故：2003年煙臺發生的“桃紅”染色五香花生米，浙江蒼南縣的“工業橙”染色“鄉巴佬”等鹵制品，杭州的“堿性品綠”染色“毒海帶”；2005年歐盟在辣椒、肉灌腸等制品中檢出蘇丹紅；2006年河北發現含蘇丹紅的紅心鴨蛋；2011年上海華聯超市被報道多年銷售“染色饅頭”，經查發現多個批次違規使用檸檬黃；2012年重慶又被報道花椒中非法添加羅丹明B，等等，這些事件嚴重危害了人民群眾的身體健康，無不引起社會輿論的關注和人民群眾的恐慌。因此，食品中合成色素的監管一直是食品安全的重點關注領域，系統研究合成色素的種類和性質，建立食品中合成色素的快速篩查和檢測技術，分析食品中合成色素可能的來源，采用技術手段降低交叉污染的水平，對改善我國食品安全現狀，減少合成色素對人體的危害，增強身體健康，具有十分重要的學術價值、社會意義和現實需要。

1 食用色素概述

食用色素按其來源可分為食用天然色素和食用合成色素。目前，我國GB 2760-2014《食品添加劑使用標準》中規定，可應用于食品中的色素有67種，其中合成色素為11種，天然色素為56種。

1.1 天然色素

食用天然色素主要是指從動、植物組織中提取的色素，其中絕大部分來自植物組織，特別是水果和蔬菜（如葉綠素、姜黃色素，茶黃色素、番茄紅等），還包括微生物色素（如紅曲色素等）、動物色素（如紫膠紅，胭脂蟲紅等）和無機色素（二氧化鈦，氧化鐵紅等）。目前，一些天然色素，如β-胡蘿卜素，已經采用人工合成的方法進行生產，它們的化學結構和生理作用與天然β-胡蘿卜素并無差別，所以也把這類色素等同認為是天然色素。

此外，由于焦糖色素是果糖、葡萄糖、轉化糖、蔗糖和淀粉的水解產物或部分水解的產物，原料都是食品，因此一般也將其歸入天然色素。如果按化學結構進一步歸類，食用天然色素還可分為葉啉類（如葉綠素）、異戊二烯類（如β-胡蘿卜素）、多酚類（如花色素苷）、酮類（如姜黃素）和醌類（如紫膠紅）、吡啶類（甜菜紅）等。

食用天然色素的使用歷史悠久，使用范圍廣，主要具有以下優點：①來自于天然原料，且多數是食品原料，安全性高；②有的色素能夠轉化成營養素（如β-胡蘿卜素），甚至本身就是營養素（如核黃素），具有營養作用；③色調較自然，能更好地模仿天然物的顏色。然而，天然色素也存在固有的缺點：①成本較高，保質期短；②著色易受金屬離子、水質、pH值、氧化程度、光照、溫度的影響，一般較難分散，染著性、著色劑間的相溶性較差，牢固度較差；③成分復雜，產品差異大，同一色素加工工藝不同，所含成分就不一致，給調色控制帶來困難。以上缺點限制了食用天然色素的廣泛應用，因此食品化學家又發明了食用合成色素，滿足食品工業的需求。

1.2 食用合成色素

食用合成色素主要是通過化學合成制得的有機色素，通?？煞譃榕嫉惿睾头桥嫉惿?。按化學結構進一步細分，可大致分為6類：①偶氮類（azo）：分子結構含有偶氮基（R1-N=N-R2）的一類色素，通常有單偶氮（mono-azo）、雙偶氮（di-azo）和多偶氮（poly-azo）類，偶氮結構具有優良的發色性能，通過調整偶氮結構的種類和比例可得到所需的顏色，因此種類最為龐大，常見的有檸檬黃、日落黃、偶氮玉紅、莧菜紅、胭脂紅、誘惑紅、亮黑、棕色HT等；②三芳基甲烷類（triarylmethane）：該類色素分子結構的特點是甲烷的4個氫中3個被苯取代，一般為綠色，通常有二芳甲烷和三芳甲烷類，常見的三芳甲烷色素主要有亮藍、專利藍V、綠色S、堅牢綠、孔雀石綠等；③氧雜蒽類（xanthene）：又稱二苯并吡喃類，代表色素是赤蘚紅；④熒光酮類（fluorone）：如熒光桃紅、孟加拉玫瑰紅；⑤喹啉衍生物（quinoline）：如喹啉黃；⑥靛系染料（indigoid）：如靛藍。此外，按溶解性又可分為油溶性色素和水溶性色素。油溶性色素毒性較大，現在各國基本不再將其用于食品著色，允許在食品中使用的合成色素幾乎都是水溶性色素。

食用合成色素著色能力強，色澤穩定，受環境影響小，生產成本低，是目前食品工業所用的主要色素添加劑。但是，食用合成色素通常以萘、苯、甲苯等為主要原料，經過一系列磺化、硝化、鹵化、偶氮化等有機反應合成得到，產物中多含苯環、氧雜蒽等結構，部分色素含有硝基，在人體經代謝后可生成具有致癌作用的R-萘胺，長期攝入這類物質會對人體產生毒害作用[1-4]。研究表明，大量攝入食用合成色素可能引起過敏、哮喘、喉頭水腫、鼻炎、蕁麻疹、皮膚瘙癢以及神經性頭痛等癥狀，尤其是兒童在成長期間，若長期過量攝入合成色素，對生長發育會造成極為不利的影響。因此，世界各國對合成色素的使用種類、使用范圍和使用量都做了嚴格限制，盡管它們都經過風險評估，安全系數相對較高，但是仍有一定風險，超量、超范圍使用都是違法行為。

2 主要國家食用色素監管現狀

食用色素又稱著色劑，是食品添加劑的一種。世界各國都十分重視食用色素的產品質量和使用安全，均按照食品添加劑進行管理，專門制定了法律法規管理食用色素的種類、質量、使用范圍和最大使用量，并隨著研究的不斷深入，一些安全可靠的食品色素被列入新批準的名單，而某些已獲批準的品種也會因安全問題被取消和禁用，因此各國的食用色素監管是一個相對穩定的動態過程。

2.1 中國食用色素監管現狀

GB 2760 《食品添加劑使用標準》是我國對食用色素的使用進行監管的主要法規，規定了允許使用的色素品種、使用范圍和最大使用量，以及在各類食品中按生產需要適量使用的品種。GB 2760于1996年12月29日發布，1997年2月1日正式實施，標準名稱為GB 2760-1996《 食品添加劑使用衛生標準》；2007年進行第一次修訂，于2007年8月22日發布，2008年6月1日起實施；2011年又進行第二次修訂，更名為GB 2760-2011《國家安全標準食品添加劑使用標準》，于2011年4月20日發布，2011年6月20日起實施；2014年進行第三次修改，標準名稱為GB 2760-2014《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》，2014年12月24日發布，2015年5月24實施；之后，衛生部以公告形式又陸續發布了批準新增加的食品添加劑品種或擴大部分食品添加劑使用范圍及用量等內容，作為GB 2760的補充。

目前，現行的GB 2760-2014《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》允許使用的食用色素包括有11種人工合成色素和56種天然色素。色素的編排按照中文拼音首字母排序，并附有各種色素的國際編碼，用于代替復雜的化學結構名稱表述。允許使用的11種合成色素分別是檸檬黃、日落黃、亮藍、靛藍、胭脂紅、莧菜紅、赤蘚紅、誘惑紅、新紅、偶氮玉紅、喹啉黃；允許使用的天然色素分別是二氧化鈦、番茄紅、番茄紅素（合成）、柑橘黃、核黃素、黑豆紅、黑加侖紅、紅花黃、紅米紅、紅曲黃色素、紅曲紅、花生衣紅、姜黃、姜黃素、焦糖色（加氨生產、苛性硫酸鹽、普通法、亞硫酸銨法）、金櫻子棕、菊花黃浸膏、可可棕色、辣椒橙、辣椒紅、辣椒油樹脂、藍靛果紅、蘿卜紅、落葵紅、玫瑰茄紅、密蒙黃、葡萄皮紅、桑椹紅、沙棘黃、酸棗色、天然莧菜紅、橡子殼棕、胭脂蟲紅、胭脂樹橙（紅木素，降紅木素計）、楊梅紅、氧化鐵黑和氧化鐵紅、葉黃素、葉綠素銅、葉綠素銅鈉/鉀鹽、玉米黃、越橘紅、藻藍（淡、海水）、梔子黃、梔子藍、植物炭黑、紫草紅、紫膠紅、β-胡蘿卜素、高粱紅、天然胡蘿卜素、甜菜紅、紫甘薯色、β-阿樸-8-胡蘿卜素醛。

2.2 國際食品法典委員會（CAC）監管現狀

國際食品法典委員會（CAC）下設的食品添加劑法典委員會（Codex Committee on Food Additives，CCFA）是管理食品添加劑的主要機構，其制定了《食品添加劑通用法典標準》（Codex General Standard for Food Additives），規范了食品著色劑允許使用的種類、最大使用量、范圍、規格和純度等相關內容?，F行的《食品添加劑通用法典標準》于1995年被采納，并在2014年進行了第15次修改。CAC允許使用的色素有天然色素17種和合成色素7種，分別是天然色素：核黃素、β-胡蘿卜素、角黃素、焦糖色III（氨法）、焦糖色IV（亞硫酸氨法）、焦糖色I-普通法（苛性焦糖色）、類胡蘿卜素、葡萄皮提取物、碳酸鈣、葉綠素、葉綠素和葉綠酸的銅絡合物、胭脂蟲紅、胭脂樹提取物（以紅木素計）、氧化鐵、甜菜紅、二氧化鈦、番茄紅素；合成色素：赤蘚紅、日落黃、胭脂紅、堅牢綠、亮藍、靛藍、誘惑紅。

2.3 歐盟監管現狀

2008年12月16日，歐洲議會和理事會發布關于食品添加劑的法規“REGULATION （EC） No. 1333/2008 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL”，并規定了食品添加劑、食品酶和食品香料共同授權程序的法規“No.1331/2008 of the European Parliament and of the Council of 16 December 2008 Establishing a Common Authorisation Procedure for Food Additives， Food Enzymes and Food Flavorings”。該法規替代歐盟現行食品添加劑法規：如規定食品添加劑的通用要求與規定的框架指令89/107/EEC；1994年6月30日發布的關于食品使用甜味劑的指令94/35/EC；1994年6月30日發布的關于食品使用色素的指令94/36/EC；1995年2月20日發布的關于除色素和甜味劑以外的食品添加劑的指令95/2/EC。

2011年11月11日，歐盟發布法規（EU） No. 1129/2011、（EU） No .1130/2011 and （EU） No .1131/2011，對（EC） No .1333/2008的附件II和附件III做了修訂。上述3個新法規已于2013年6月1日生效，其中（EU） No. 1129/2011（EU）是歐盟在食用色素使用方面的詳細規定，允許使用的色素有二氧化鈦、碳酸鈣、氧化鐵、氫氧化鐵、鋁、金、銀、姜黃色素、核黃素、核黃素、5-磷酸酯、橘黃、胭脂蟲紅、胭脂酸紅，葉綠素、葉綠酸、葉綠素銅鹽、焦糖色（普通）、焦糖色（苛性亞硫酸鹽）、焦糖色（氨法）、焦糖色（亞硫酸銨法）、亮黑色、植物炭黑、混合胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、胭脂樹橙、辣椒提取物、辣椒紅、辣椒紅素、番茄紅素、β-阿樸-8-胡蘿卜素醛、β-阿樸-8-胡蘿卜酸乙酯、葉黃素、角黃素、甜菜紅、花色苷、拉脫玉紅、棕色FK（CAS：8062-14-4）、棕色HT（CAS：4553-89-3）、綠色S（CAS：3087-16-9）、專利藍V、靛藍、亮藍、偶氮玉紅、莧菜紅、胭脂紅、赤蘚紅、誘惑紅、檸檬黃、喹啉黃、紅色2G（CAS：3734-67-6）、日落黃。另外，鋁只用作蛋糕和餡餅裝飾糖果的外被膜；金、銀只能用于糖果、巧克力、糕點的裝飾品和利口酒。

2.4 美國監管現狀

美國聯邦法典（CFR）第21卷是食品和藥物行政法規，每年CFR中的各卷會進行修訂，第21卷的修訂一般于每年4月1日完成。第70～74章、第80～82章是關于色素的法規規定，其中第73、74、82章規定了允許使用的色素添加劑名單、每種色素添加劑的化學規格使用和限制規定標簽要求和鑒定要求，第71章描述了新的色素添加劑或者已批準的色素添加劑新的使用范圍及上市前的批準程序，第80章規定了色素添加劑的鑒定內容。1960年，美國國會通過了《著色劑補充法案》（Color Additive Amendments of 1960），將色素從食品添加劑中劃分出來單獨管理，規定食品、藥品、化妝品及某些在醫療設備中使用的色素在上市前必須經FDA批準，只有經過進一步測試證實其安全性之后，才能繼續使用法案頒布前已使用的色素；并將色素分為有證及無證兩種，前者是人工合成色素，后者是天然色素[5]。

目前，美國允許使用9種合成色素——檸檬黃、亮藍、靛藍、誘惑紅、日落黃、赤蘚紅、固綠FCF、橙色B（紅色2G）、柑橘紅2號，其中柑橘紅2號僅允許用于橙子表面，其限量為2mg/kg，橙色B允許用于香腸表面，其限量150mg/kg；免除證書的色素有30多種，主要是：胭脂樹紅提取物、蝦青素、群青色、β-阿樸-8-胡蘿卜醛、β-胡蘿卜素、脫水甜菜（甜菜粉）、斑蝥黃、焦糖色、胭脂蟲提取物、葉綠素銅鈉、二氧化鈦、烘烤的部分脫脂煮棉子粉、葡萄糖酸亞鐵、乳酸亞鐵、合成氧化鐵、胡蘿卜油、藏紅花、姜黃、紅辣椒粉、紅辣椒油樹脂、核黃素、姜黃油樹脂、葡萄色素提取物、葡萄皮提取物、番茄紅素提取液和濃縮劑、葡萄糖提取物（脫糖葡萄花青素）、紅球藻屬海藻粉、水果汁、蔬菜汁、藻類干粉、玉米胚芽油、法夫（Phaffia）酵母，以上均為天然色素[6-7]。

2.5 日本監管現狀

日本將食品添加劑分為指定的食品添加劑、現存的食品添加劑、天然調味劑原料和通常作為食品也可作為食品添加劑的物質[8]，色素在使用要注明色素添加劑的名稱和種類類別[5]。目前，允許使用的合成色素僅為12種，即胭脂紅及胭脂紅鋁色淀、亮藍及亮藍鋁色淀、靛藍及靛藍鋁色淀、堅牢綠及堅牢綠鋁色淀、莧菜紅及莧菜紅鋁色淀、赤蘚紅及赤蘚紅鋁色淀、誘惑紅及誘惑紅鋁色淀、檸檬黃及檸檬黃鋁色淀、日落黃及日落黃鋁色淀、熒光桃花（CAS：18472-87-2）、孟加拉玫瑰紅（CAS：632-68-8），酸性紅（CAS：3502-42-1）。此外，日本允許使用的天然色素有：梔子藍、梔子紅、梔子黃、葡萄皮色素、紅球藻色素、日本柿子色素、高粱色素、鱗蝦色素、紫膠色素、洋蘇木色素、萬壽菊色素、紅曲色素、紅曲黃色素、桑色素、橙色素、紅辣椒色素、紫玉米色素、梔子藍、梔子紅、梔子黃、葡萄皮色素、紅球藻色素、日本柿子色素、高粱色素、鱗蝦色素、紫膠色素、洋蘇木色素、萬壽菊色素、紅曲色素、紅曲黃色素、桑色素、橙色素、紅辣椒色素、紫玉米色素、二氧化鈦、β-胡蘿卜素、核黃素、核黃素-5-磷酸鈉、四丁酸核黃素、葉綠素銅鈉、葉綠素鐵鈉等[9]。

3 中國與歐盟、美國、日本食用色素的對比分析

國家間飲食習慣和消費水平的差異，導致各國的食品添加劑法規，允許使用的合成色素在種類、使用范圍以及使用限量上都存在差異。如大多數國家允許使用的胭脂紅，在美國則不被允許使用，而美國允許使用的固綠FCF、紅色2G、柑橘紅2號在中國則不被允許使用；同樣，歐盟允許使用的專利藍、綠色S和亮黑PN，日本允許使用的孟加拉玫瑰紅，在我國均為被禁止使用的合成色素。甚至同一種色素，不同國家或組織允許使用的食品種類也不相同，如胭脂紅，國際食品法典委員會（CAC）制定的《食品添加劑通用法典標準》允許在魚子、壽司中使用，而我國則完全禁止在肉質品中使用。主要國家允許使用的食品合成色素匯總對比見表1[7，13]。

隨著經濟的發展和人們健康意識的提高，限制合成色素在食品中的使用已成為一種趨勢，一些曾經被作為食用色素使用的合成色素被禁止作為食用色素使用，如美國1960年允許使用的食用合成色素有35種，現在允許使用的食用合成色素為9種（包括僅用于橙子表面著色的色素——柑橘紅2號和香腸腸衣著色的色素——紅色2G）[7，8]。

英國食品標準局也于2008年4月制定法令[9]，鼓勵企業加入到禁止在兒童食品中使用檸檬黃、日落黃、喹啉黃、胭脂紅、誘惑紅、偶氮玉紅等6種合成色素的行列，因為有研究表明，食用這些合成色素和兒童患多動癥有關[10-11]；歐盟食品安全局也開展對相關物質的風險評估研究[12]。

各國對食用色素都有比較嚴格的規定，通過對比中國與歐盟、美國和CAC關于合成色素使用限量標準的差異可發現，中國對合成色素的最大使用限量、使用范圍和種類與國外基本一致，有些色素甚至更為嚴格。目前，食品安全中合成著色劑的風險主要在超量超范圍的濫用，如2011年4月上海華聯等超市被指多年銷售“染色饅頭”，經調查多個批次的玉米饅頭違規使用檸檬黃，引起市民強烈譴責。

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基金項目：國家自然科學基金（21605028）；廣州市產學研重大民生項目（2014J4100196）。