食品及其包裝產(chǎn)品中著色劑研究進(jìn)展

郭旭東 宋梓鋒 熊小婷

（廣州質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院，廣東廣州 511447）

食品用著色劑也稱食用色素，主要用于賦予并改善食品色澤，提高食品價(jià)值。食品包裝用著色劑主要起到美化、裝飾、識(shí)別等作用，部分著色劑同時(shí)也能夠起到提高塑料包裝材料本身的力學(xué)性能和光學(xué)性能等作用。但是，著色劑在發(fā)揮作用的同時(shí)，也可能因自身性質(zhì)或生產(chǎn)過程中帶入的危害物質(zhì)，對(duì)消費(fèi)者產(chǎn)生健康和安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，各國(guó)對(duì)食品及其包裝產(chǎn)品中著色劑的使用有著嚴(yán)格規(guī)定，相關(guān)檢測(cè)研究也不斷涌現(xiàn)。本研究重點(diǎn)介紹了食品中著色劑的幾種主要檢測(cè)方法，為以后相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供參考，同時(shí)也為今后開展食品接觸材料相關(guān)產(chǎn)品中上述物質(zhì)的質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)和分析方法的建立提供了參考。

1 著色劑的分類

食品及其包裝產(chǎn)品中使用的著色劑根據(jù)來源主要分為兩大類：天然著色劑和合成著色劑。天然著色劑安全、成本高，且有些天然著色劑兼具保健、營(yíng)養(yǎng)等功效，更受消費(fèi)者歡迎。而合成著色劑價(jià)格便宜、著色力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、使用方便，被更多追求低成本的廠家選擇[1,2]。

天然著色劑指從動(dòng)植物組織等天然原料中提取并精制的產(chǎn)品，根據(jù)來源可分為植物色素、動(dòng)物色素和微生物色素，根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為吡咯類、異戊二烯類、多酚類、酮類、醌類等。目前我國(guó)允許使用的食用天然著色劑有柑橘黃等40 余種。天然著色劑的質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)主要來源于原料，比如植物中可能含有的重金屬、農(nóng)藥殘留等，但是總體而言安全性較高。

合成著色劑多以苯、甲苯等化工產(chǎn)品為原料，經(jīng)過磺化、硝化、偶氮化等一系列有機(jī)反應(yīng)化合而成。受原料和生產(chǎn)工藝影響，合成著色劑多具有不同程度毒性，主要為一般毒性、遺傳毒性、致癌性，即使是目前食品中允許使用的合成著色劑檸檬黃、日落黃、莧菜紅、胭脂紅等，近年來也有相關(guān)的毒性研究報(bào)道。如：對(duì)五嶺家蠶蠶體添加食品用人工合成色素，研究對(duì)其存活率、產(chǎn)量和繭質(zhì)的影響，結(jié)果顯示，日落黃、莧菜紅等著色劑均表現(xiàn)出不同毒性[3]。此外，也有研究顯示，檸檬黃對(duì)小鼠的神經(jīng)行為有一定影響[4]，胭脂紅在遺傳毒性方面具有慢性毒性[5]。此外，合成著色劑多為含有氮三鍵、苯環(huán)，且多數(shù)為偶氮化合物[6]。這類化合物在體內(nèi)分解后形成芳香胺化合物，芳香胺在體內(nèi)經(jīng)過代謝會(huì)與靶細(xì)胞作用從而可能引發(fā)癌癥。

2 相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

著色劑具有潛在的危害性，美國(guó)、日本、歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)以及我國(guó)都設(shè)有法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格規(guī)范食品及其包裝產(chǎn)品中著色劑的使用。

在食品方面，美國(guó)、日本、歐盟對(duì)食品用著色劑的管理大相徑庭，均要求批準(zhǔn)后方可使用，并持續(xù)開展安全評(píng)估，評(píng)估結(jié)果顯示著色劑存在較大風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，會(huì)通過發(fā)布修改單或通告的形式，終止該著色劑的使用。美國(guó)主要依據(jù)FDA 法規(guī)21 CFR Part 73 和Part 74 分別對(duì)免于認(rèn)證的色素添加劑和需要進(jìn)行認(rèn)證的色素添加劑進(jìn)行管理。日本對(duì)于著色劑等食品添加劑的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《食品添加劑公定書》及其修改單進(jìn)行嚴(yán)格限制。歐盟通過食品添加劑法規(guī)（EC）No 1333/2008 以及后續(xù)相關(guān)修訂法規(guī)對(duì)食品中的著色劑等添加劑進(jìn)行管理，其中規(guī)定了可用于食品中的色素種類，并根據(jù)安全性評(píng)估結(jié)果對(duì)可使用色素種類進(jìn)行調(diào)整。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2760-2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》明確規(guī)定了允許使用食品著色劑的品種、使用范圍及使用限量或殘留量，相應(yīng)的質(zhì)量規(guī)格要求也在逐步完善。

在食品包裝方面，美國(guó)FDA 法規(guī)21 CFR 178.3297 規(guī)定與食品接觸的聚合物的著色劑遷移到食品中的量不會(huì)造成食品在肉眼上的任何呈色影響，著色劑必須在藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（GMP）條件下使用，其用量不得超過為達(dá)到著色效果的合理需求量，并且在允許使用的物質(zhì)列表中給出了塑料制品中允許使用的著色劑及其最高用量。日本厚生省告示第370 號(hào)關(guān)于食品、器具及容器包裝規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，任何用于接觸食品的包裝材料和容器使用的著色劑必須通過勞動(dòng)厚生省的批準(zhǔn)。歐盟理事會(huì)在AP（89）1 決議中規(guī)定食品接觸用塑料最終產(chǎn)品和食品接觸的塑料材料或者相應(yīng)材料中的著色劑都不應(yīng)有明顯的溶出物或析出物，此外，歐盟法規(guī)（EU）No.10/2011中明確了食品接觸用塑料制品中重金屬遷移限制，并且在規(guī)定在塑料材料和制品中初級(jí)芳香胺的特定遷移限量為不得超過0.01 mg/kg，而重金屬和初級(jí)芳香胺的重要來源之一就是塑料原料中使用了某些含有偶氮染料組分的色粉等物質(zhì)，在一定條件下偶氮組分發(fā)生分解而形成。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 9685-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸材料及制品用添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定了食品接觸材料及制品中允許使用的著色劑類型，并針對(duì)鹽酸可溶出物中銻等8 種重金屬含量、多氯聯(lián)苯、芳香族伯胺提出了著色劑純度要求。此外，標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了溶劑紅149、溶劑黃163、溶劑橙63、溶劑黃98 等多種著色劑的特定遷移限量（SML）要求。

3 檢測(cè)技術(shù)研究

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)食品中著色劑的檢測(cè)研究報(bào)道較多，對(duì)于食品包裝產(chǎn)品中著色劑的檢測(cè)研究報(bào)道較少。近年來針對(duì)食品中著色劑的檢測(cè)研究報(bào)道較多的檢測(cè)方法主要是高效液相色譜法和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法。其中，隨著高分辨質(zhì)譜在檢測(cè)行業(yè)的應(yīng)用越來越廣，采用液相色譜與高分辨質(zhì)譜聯(lián)用對(duì)食品中著色劑進(jìn)行分析的研究也有報(bào)道。

3.1 高效液相色譜法

高效液相色譜法具有高效、高速、高靈敏度、應(yīng)用范圍廣、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，是目前著色劑檢測(cè)中應(yīng)用最廣的一種方法。

冉單等[7]采用高效液相色譜法建立了測(cè)定保健食品膠囊殼中檸檬黃、新紅、莧菜紅、靛藍(lán)、麗春紅S 等20 種著色劑含量的方法。試樣用甲醇/氨水溶液提取，混合型弱陰離子反相固相萃取柱凈化，甲醇/20 mmol/L 乙酸銨為流動(dòng)相梯度洗脫，二極管陣列檢測(cè)器多波長(zhǎng)檢測(cè)，方法檢出限為0.5 mg/kg。

鄒沫君等[8]采用高效液相色譜法建立了測(cè)定了果汁飲料中7 種合成色素的方法。試樣經(jīng)無水乙醇-氨水溶液-水（體積比7∶2∶1）提取，Cleanert PWAX固相萃取SPE柱富集和凈化后，采用Nvcleodur C18 柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），以0.02 mol/L 乙酸銨-甲醇為流動(dòng)相進(jìn)行梯度洗脫，采用二極管陣列檢測(cè)器，方法檢出限為0.025 mg/kg～0.097 mg/kg。

張楠楠等[9]建立了奶糖中7 種合成著色劑含量的高效液相色譜測(cè)定方法。樣品經(jīng)沉淀劑沉淀蛋白，甲醇∶水∶10%氨水溶液（7 ∶2 ∶1）溶液提取，poly-sery PWAX 固相萃取柱凈化富集，以C18 色譜柱分離，采用二極管陣列檢測(cè)器檢測(cè)，檢出限為0.03 mg/kg。

張敏等[10]采用高效液相色譜法建立了碳酸飲料中7 種合成著色劑含量的測(cè)定方法。樣品經(jīng)poly-sery PWAX 固相萃取柱凈化富集，以甲醇-0.02 moL/L 乙酸銨為流動(dòng)相進(jìn)行梯度洗脫。7 種著色劑的方法檢出限分別為0.01 mg/kg 和0.02 mg/kg。

王婷等[11]采用高效液相色譜法測(cè)定了食品中9 種合成著色劑的含量。樣品經(jīng)超聲提取、聚酰胺凈化、濃縮、定容、過膜,經(jīng)Shim-pack GIST C18 色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm)分離,以甲醇和0.02 mol/L 乙酸銨為流動(dòng)相,梯度洗脫分離進(jìn)二極管陣列檢測(cè)器檢測(cè)，方法檢出限為0.5 mg/kg。

3.2 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS）法是以液相色譜儀作為進(jìn)樣系統(tǒng)，利用質(zhì)譜作為檢測(cè)器進(jìn)行定性和定量分析的一種方法，LC-MS 因具有定性可靠，檢出限低，靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)，可有效排除假陽性等優(yōu)點(diǎn)，使用最為廣泛，對(duì)于規(guī)范市場(chǎng)上色素的標(biāo)注和含量提供了技術(shù)支持。近年來，隨著高分辨質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展，液相色譜串聯(lián)高分辨質(zhì)譜技術(shù)也在食品中著色劑的篩查和定量分析中應(yīng)用。

林子豪等[12]建立了同時(shí)測(cè)定調(diào)味醬中85 種酸性合成色素的液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜分析方法。樣品經(jīng)甲醇提取，C18 凈化后，用水進(jìn)行稀釋。在優(yōu)化的條件下，方法檢出限為8.08 μg/kg～885.2 μg/kg，定量限為26.94 μg/kg～2 950.7 μg/kg。

張春娥等[13]建立了同時(shí)測(cè)定谷類食品中日落黃、莧菜紅、胭脂紅、誘惑紅和亮藍(lán)等5 種合成著色劑的液相色譜–串聯(lián)質(zhì)譜分析方法。樣品通過添加食用小蘇打的甲醇水溶液提取谷類食品中的合成著色劑，通過固相萃取柱Strata X-AW SPE 凈化，5 種合成著色劑的檢出限范圍為0.07 μg/g～0.50 μg/g。

朱慧敏等[14]建立了檢測(cè)水果罐頭中的檸檬黃、日落黃、誘惑紅、莧菜紅、胭脂紅、亮藍(lán)和赤蘚紅7 種合成著色劑的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜分析方法。樣品經(jīng)乙醇-水溶液振蕩渦旋處理，以乙酸銨溶液（0.02 mol/L）+0.2% 甲酸-甲醇溶液為流動(dòng)相，梯度洗脫進(jìn)行分離。

李瑋等[15]建立了超高效液相色譜-四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜法測(cè)定辣椒中蘇丹紅Ⅰ、蘇丹紅Ⅱ、蘇丹Ⅲ等23 種禁用著色劑含量的方法。樣品采用乙腈和正己烷提取，QuEChERS 法凈化，結(jié)果表明，蘇丹紅Ⅰ、蘇丹紅Ⅱ、蘇丹Ⅲ等23 種著色劑的方法定量限為10 μg/kg～100 μg/kg。

林慧等[16]建立了液相色譜-串聯(lián)四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜快速篩查食品中102 種著色劑（包括16 種可食用色素和86 種違禁工業(yè)染料）的方法。研究建立了102 種著色劑的一級(jí)和二級(jí)質(zhì)譜譜庫，同時(shí)分離了8組相近中性分子量著色劑。該方法快速、準(zhǔn)確、靈敏，適合篩查食品中未知違禁添加的著色劑，并可以快速分離定量。

4 結(jié)束語

著色劑的質(zhì)量對(duì)相關(guān)食品及其包裝材料質(zhì)量安全具有一定影響，特別是合成著色劑通常具有不同程度毒副作用，需嚴(yán)格按照法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求規(guī)范使用。目前，國(guó)內(nèi)相關(guān)檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)主要針對(duì)食品，食品包裝中著色劑相關(guān)的檢測(cè)方法報(bào)道較少，尚未見對(duì)食品包裝中著色劑遷移量的檢測(cè)研究報(bào)道。我國(guó)食品接觸材料及制品用添加劑相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)部分著色劑有特定遷移限量要求，但是目前尚無相關(guān)檢測(cè)方法研究報(bào)道，相關(guān)研究工作有待開展。建立一種簡(jiǎn)單易行、實(shí)行成本較低、易于推廣的檢測(cè)方法，使該方法能夠覆蓋塑料類品接觸材料及制品，實(shí)用性強(qiáng)，以達(dá)到有效彌補(bǔ)現(xiàn)有檢測(cè)手段不足的目的，分析方法的建立，可為檢測(cè)機(jī)構(gòu)針對(duì)該類化合物遷移量的測(cè)定提供技術(shù)參考，同時(shí)也可為相關(guān)測(cè)定方法標(biāo)準(zhǔn)的制定提供方法參考，應(yīng)用所建方法對(duì)實(shí)際樣品進(jìn)行檢測(cè)，掌握不同類型中食品接觸材料中著色劑可能遷移至食品中的情況，為科學(xué)、合理地評(píng)估食品接觸用塑料材料及制品中著色劑遷移量的風(fēng)險(xiǎn)狀況提供數(shù)據(jù)支持和科學(xué)依據(jù)，為今后開展食品接觸材料相關(guān)產(chǎn)品中該類物質(zhì)的質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)及監(jiān)督抽查工作提供技術(shù)支持。通過加強(qiáng)對(duì)不同類型食品接觸材料及制品中著色劑進(jìn)入食品的情況的研究，進(jìn)一步掌握不同類型食品接觸材料中著色劑可能遷移至食品中的情況，可為監(jiān)管部門實(shí)施相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)管提供數(shù)據(jù)支持和科學(xué)依據(jù)，有助于加強(qiáng)相關(guān)食品接觸材料及其制品產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管、提高產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，也可為相關(guān)企業(yè)改進(jìn)配方、提高生產(chǎn)工藝等方面提供一定的參考，有利于促進(jìn)食品接觸材料相關(guān)行業(yè)健康、有序的發(fā)展，為保證消費(fèi)者的健康和安全提供相應(yīng)的保障。