郭美娟,刘晓光,史国华,王红,张兰天,张会军*
河北省食品检验研究院,河北省食品安全重点实验室(石家庄 050000)
食用色素即着色剂,属于一类食品添加剂,是赋予食品色泽和改善食品色泽的物质[1]。食用色素包括人工食用色素、天然食用色素和其他色素。近年来,随着消费者对食品安全和健康饮食意识的增强,食用色素特别是人工食用色素的安全性受到社会各界的普遍关注,尽管人工食用色素在食品中加入的剂量微小,并且经过世界卫生组织等权威机构的评估,但学术界及消费者对人工食用色素的安全性仍存在争议[2-9]:有学者认为依据相关使用政策和标准,按照合理剂量使用人工食用色素对人体安全;也有学者研究认为各国允许使用的人工食用色素种类和剂量不尽相同,其毒理学数据并不全面,对于特殊群体如儿童、过敏体质者或患病人群摄入人工食用色素依然存在风险和安全隐患,可能会引起过敏、多动症、甚至致癌等不良反应和疾病。
针对人工食用色素的安全性,阐述各国规定食品中允许使用的人工食用色素种类和每日允许摄入量,论述学术界对人工食用色素安全性的最新研究进展,以及国际组织和各国政府对人工食用色素的使用政策,为人工食用色素的安全性研究和正确使用提供依据和参考。
天然色素来源于天然产物,如植物、动物体或其分泌物、微生物等,安全性相对较高,但性质不稳定,对光、热、氧化剂等敏感,制备成本高,应用并不广泛。人工食用色素来源于化工产品,也称焦油色素,是以苯、甲苯、萘等煤焦油成分为原料,经磺化、硝化、卤化、偶氮化等有机反应合成的。人工食用色素与天然色素相比,具有性质稳定,色彩鲜艳,着色牢固,价格低廉等优势,因此被广泛应用于饮料、糖果、调味料等食品行业中。
人工食用色素的种类繁多,各国政府和国际组织规定食品中使用人工食用色素的种类不尽相同。对各国允许使用的人工色素进行重新核对和归纳,共计25种,如表1所示,EEC、CNS、INS和CAS编号都是人工色素的标识,其中CNS是食品添加剂的中国编码,由食品添加剂的主要功能类别代码和在功能类别中的顺序号组成;EEC是欧盟规定的食品添加剂编码;INS编号是国际食品法典委员会规定的食品添加剂国际编码;CAS是美国化学文摘服务社为化学物质制定的唯一数字识别编码。
25种人工食用色素按结构分为偶氮类,共15个,如柠檬黄、日落黄等;氧杂蒽类,共4个,如赤藓红,孟加拉玫瑰红等;三苯基甲烷类,共4个,如亮蓝,绿色S等;喹啉衍生物1个,如喹啉黄;靛系类1个,如靛蓝。其中,偶氮类色素毒性较大,有研究表明,部分偶氮类色素易对人体造成致敏、致癌、神经毒性等[10-11]。
表1 人工食用色素的编号
中国在2011年6月20日实施的GB 2760—2011《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》中规定:食品中允许使用62种食用色素,其中天然色素48种、人工色素11种、其他色素3种。《食品添加剂使用卫生标准》历经6版,GBn50—1977、GB 2760—1981、GB 2760—1986、GB 2760—1996、GB 2760—2007、GB 2760—2011。1977、1981、1986这3个版本中规定8种人工食用色素的使用范围和使用量,1996版增加诱惑红,2007版和2011版增加偶氮玉红和喹啉黄。依据GB 2760—2011,中国大陆允许使用的人工食用色素包括:柠檬黄、日落黄、喹啉黄、苋菜红、偶氮玉红、胭脂红、诱惑红、赤藓红、新红、靛蓝、亮蓝,共计11种。
中国香港《染色料标准 L.N. 98 of 2008》规定:允许食品中使用的人工食用色素共16种,包括GB 2760—2011允许使用的10种(除新红外),还包括绿色S、专利蓝V、利索玉红、棕色FK、棕色HT、亮黑BN。中国澳门《食品添加剂 第223-2005号》法令规定:食品中允许使用的人工色素共11种,包括GB 2760—2011允许使用的10种(除偶氮玉红外),还包括监牢绿。中国台湾在《食品添加物使用范围及限量暨规格标准 第九章》中规定:食品中允许使用的人工色素共10种,包括GB 2760—2011允许使用的9种(除偶氮玉红、苋菜红外),还包括监牢绿。
国际食品法典委员会(Codex Alimentarius Commission,CAC)于1995年发布实施的《食品添加剂通用法典标准 CODEX STAN 192-1995》自发布后至今共修订13版,在2013年最新修订的版本中规定了食品中可以使用7种人工食用色素,包括GB 2760—2011允许使用的6种(除偶氮玉红、苋菜红、新红、柠檬黄、喹啉黄外),还包括监牢绿。
亚洲地区:韩国《食品添加剂法规》规定食品中可以使用的8种人工色素,包括GB 2760—2011允许使用的7种(除喹啉黄、偶氮玉红、胭脂红、新红外),还包括监牢绿。印度《食品安全和标准法规 食品标准和食品添加剂》第二部分规定食品中允许使用的8种人工色素,包括GB 2760—2011允许使用的7种(除喹啉黄、苋菜红、诱惑红、新红外),还包括监牢绿。日本《食品卫生法实施条例》规定食品中允许使用的12种人工色素,包括GB 2760—2011允许使用的8种(除喹啉黄、苋菜红、新红外),还包括监牢绿、酸性红52、荧光桃红和孟加拉玫瑰红。新加坡在《食品法规第50章 允许食品中使用的有机合成色素》中规定14种人工色素,包括GB 2760—2011允许使用的10种(除新红外),还包括绿色S、监牢绿、亮黑PN和棕色HT。
欧洲地区:欧盟食品安全局(European Food Safety Authority,EFSA)于1996年1月1日实施的指令94/36/EC中规定食品中允许使用的17种人工食用色素,2013年6月1日实施的Regulation(EU)1129/2011重新规定食品中允许使用的15人工食品色素,包括除新红以外的GB 2760—2011允许使用的10种,还包括绿色S、专利蓝V、亮黑PN、立索玉红和棕色HT。另外,欧盟食品添加剂法规(EC)No 133-2008种规定:日落黄、喹啉黄、偶氮玉红、诱惑红、柠檬黄、胭脂红必须在欧盟成员国出售的食品标签中标注“可能对儿童的注意力和专注力有不良影响”。
美洲地区:美国在《着色剂补充法案》和《联邦法典》中规定了食品中允许使用9种人工色素,包括GB 2760—2011允许使用的6种(除偶氮玉红、喹啉黄、苋菜红、新红、胭脂红外),还包括橙色B、橘红2号和监牢绿。加拿大《食品添加剂标准》规定食品中允许使用10种人工色素,包括GB 2760—2011允许使用的7种(除偶氮玉红、新红、喹啉黄、胭脂红外),还包括丽春红SX、橘红2号、监牢绿、。
非洲地区:南非在《食用色素法规》中规定食品中允许使用14种人工色素,包括GB 2760—2011允许使用的9种(除新红、苋菜红外),还包括专绿色S、利蓝V、棕色FK、亮黑PN、棕色HT。
图1 人工色素化学结构图
大洋洲地区:新西兰和澳大利亚在《食品标准法典》中规定了食品中允许使用12种人工色素,包括GB 2760—2011允许使用的8种(除赤藓红、苋菜红、新红外),还包括监牢绿、绿色S、棕色HT、亮黑PN。
人工食用色素的毒理学研究是保证其安全使用的基础,作用是从毒理学的角度,检验和评价人工食用色素的安全性或安全范围,研究方法包括体外试验、体内试验、临床研究和流行病研究等[12]。人工色素的毒理学研究随着分子生物学技术的发展而迅速展开,研究学者对人工色素的毒理学研究多集中在致过敏、神经毒性、细胞毒性等领域,且研究结果存在争议性。
致过敏:Inomata等[13]对5岁女童食用糖果中的偶氮类色素如柠檬黄研究发现,偶氮类色素是导致儿童发生过敏反应的重要原因。Bhatia等[14]研究发现柠檬黄能引起人体的过敏反应,而Elhkim等[15]研究认为柠檬黄与人体的过敏反应并无直接联系。
神经毒性:人工色素对儿童行为的影响研究已经超过30年,大部分研究成果表明人工色素的食用与儿童多动症有直接关系[16-19]。Lau等[20-21]研究发现亮蓝与L-谷氨酸,喹啉黄与阿斯巴甜均对神经毒性具有协同作用,能协同抑制小鼠NB2a神经细胞的神经突生长,理论上摄入血液中亮蓝与L-谷氨酸,喹啉黄与阿斯巴甜的浓度能够达到协同作用。Park等[22]研究显示,部分人工色素如柠檬黄和亮蓝对中枢神经细胞和海马神经的增值具有协同作用。Bateman等[23]研究证明,去除食品中的偶氮类色素后,3岁左右儿童的多动症症状明显改善。英国南安普敦大学研究结果显示[24],包括柠檬黄和日落黄在内的7种人工色素可能会导致儿童智商下降。然而Tanaka等[25-26]通过对小鼠的实验研究认为在ADI值剂量内,柠檬黄与神经毒性和生殖毒性并无直接联系。
细胞毒性:Shimada等[27]研究发现偶氮类色素苋菜红、诱惑红和胭脂红会对小鼠和大鼠细胞造成DNA损伤,最大剂量为10 mg/kg。Macioszek等[28]采用微核技术和彗星试验研究发现喹啉黄和亮黑两种色素均对小鼠细胞具有一定细胞毒性和基因毒性。Sasaki等[29]研究发现苋菜红、诱惑红和日落黄在接近ADI的剂量下对小鼠的胃、结肠、膀胱细胞均造成一定的DNA损伤。Poul等[30]利用小鼠的体内微核测定研究认为苋菜红、日落黄和柠檬黄对小鼠的DNA损伤是暂时性的,并不稳定,不能断定色素的基因毒性。Mahmoud[31]通过检测大鼠的血清活性研究发现亮蓝色素可以导致大鼠肝细胞损伤,肾衰竭和精子减少。Mahmoud[32]利用原生动物细胞研究发现柠檬黄可以加剧DNA复制。
其他作用:Osman等[33-34]研究发现喹啉黄、赤藓红、日落黄均能抑制红细胞中胆碱脂酶的活性。其中,喹啉黄的抑制作用最强,赤藓红的抑制作用可逆,相对较弱。Saeed等[35]研究人工色素与蛋白的结合功能,结果表明,偶氮玉红、日落黄、赤藓红、苋菜红、柠檬黄、喹啉黄、亮蓝均能与蛋白在不同的活性位点结合,能够阻止正常生理活性酶如水解蛋白酶与蛋白的结合。
现有研究结果表明,在安全剂量下,普通成人食用含人工色素的食品相对安全,而对于儿童和体质过敏人群,仍需要尽量避免食用含人工色素的食品。随着科学研究的不断进步,人工色素的安全性研究将更加深入,政府及相关部门应科学制定相关政策和法规,保障人民群众的生命健康和安全。