食品及其包装产品中着色剂研究进展

郭旭东 宋梓锋 熊小婷

（广州质量监督检测研究院，广东广州 511447）

食品用着色剂也称食用色素，主要用于赋予并改善食品色泽，提高食品价值。食品包装用着色剂主要起到美化、装饰、识别等作用，部分着色剂同时也能够起到提高塑料包装材料本身的力学性能和光学性能等作用。但是，着色剂在发挥作用的同时，也可能因自身性质或生产过程中带入的危害物质，对消费者产生健康和安全风险。因此，各国对食品及其包装产品中着色剂的使用有着严格规定，相关检测研究也不断涌现。本研究重点介绍了食品中着色剂的几种主要检测方法，为以后相关标准的制定提供参考，同时也为今后开展食品接触材料相关产品中上述物质的质量安全风险监测和分析方法的建立提供了参考。

1 着色剂的分类

食品及其包装产品中使用的着色剂根据来源主要分为两大类：天然着色剂和合成着色剂。天然着色剂安全、成本高，且有些天然着色剂兼具保健、营养等功效，更受消费者欢迎。而合成着色剂价格便宜、着色力强、稳定性好、使用方便，被更多追求低成本的厂家选择[1,2]。

天然着色剂指从动植物组织等天然原料中提取并精制的产品，根据来源可分为植物色素、动物色素和微生物色素，根据化学结构可分为吡咯类、异戊二烯类、多酚类、酮类、醌类等。目前我国允许使用的食用天然着色剂有柑橘黄等40 余种。天然着色剂的质量安全风险主要来源于原料，比如植物中可能含有的重金属、农药残留等，但是总体而言安全性较高。

合成着色剂多以苯、甲苯等化工产品为原料，经过磺化、硝化、偶氮化等一系列有机反应化合而成。受原料和生产工艺影响，合成着色剂多具有不同程度毒性，主要为一般毒性、遗传毒性、致癌性，即使是目前食品中允许使用的合成着色剂柠檬黄、日落黄、苋菜红、胭脂红等，近年来也有相关的毒性研究报道。如：对五岭家蚕蚕体添加食品用人工合成色素，研究对其存活率、产量和茧质的影响，结果显示，日落黄、苋菜红等着色剂均表现出不同毒性[3]。此外，也有研究显示，柠檬黄对小鼠的神经行为有一定影响[4]，胭脂红在遗传毒性方面具有慢性毒性[5]。此外，合成着色剂多为含有氮三键、苯环，且多数为偶氮化合物[6]。这类化合物在体内分解后形成芳香胺化合物，芳香胺在体内经过代谢会与靶细胞作用从而可能引发癌症。

2 相关法规和标准规定

着色剂具有潜在的危害性，美国、日本、欧盟等发达国家和地区以及我国都设有法规和标准，严格规范食品及其包装产品中着色剂的使用。

在食品方面，美国、日本、欧盟对食品用着色剂的管理大相径庭，均要求批准后方可使用，并持续开展安全评估，评估结果显示着色剂存在较大风险时，会通过发布修改单或通告的形式，终止该着色剂的使用。美国主要依据FDA 法规21 CFR Part 73 和Part 74 分别对免于认证的色素添加剂和需要进行认证的色素添加剂进行管理。日本对于着色剂等食品添加剂的规格标准依据《食品添加剂公定书》及其修改单进行严格限制。欧盟通过食品添加剂法规（EC）No 1333/2008 以及后续相关修订法规对食品中的着色剂等添加剂进行管理，其中规定了可用于食品中的色素种类，并根据安全性评估结果对可使用色素种类进行调整。我国国家标准GB 2760-2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》明确规定了允许使用食品着色剂的品种、使用范围及使用限量或残留量，相应的质量规格要求也在逐步完善。

在食品包装方面，美国FDA 法规21 CFR 178.3297 规定与食品接触的聚合物的着色剂迁移到食品中的量不会造成食品在肉眼上的任何呈色影响，着色剂必须在药品生产质量管理规范（GMP）条件下使用，其用量不得超过为达到着色效果的合理需求量，并且在允许使用的物质列表中给出了塑料制品中允许使用的着色剂及其最高用量。日本厚生省告示第370 号关于食品、器具及容器包装规格标准中规定，任何用于接触食品的包装材料和容器使用的着色剂必须通过劳动厚生省的批准。欧盟理事会在AP（89）1 决议中规定食品接触用塑料最终产品和食品接触的塑料材料或者相应材料中的着色剂都不应有明显的溶出物或析出物，此外，欧盟法规（EU）No.10/2011中明确了食品接触用塑料制品中重金属迁移限制，并且在规定在塑料材料和制品中初级芳香胺的特定迁移限量为不得超过0.01 mg/kg，而重金属和初级芳香胺的重要来源之一就是塑料原料中使用了某些含有偶氮染料组分的色粉等物质，在一定条件下偶氮组分发生分解而形成。我国国家标准GB 9685-2016《食品安全国家标准 食品接触材料及制品用添加剂使用标准》中规定了食品接触材料及制品中允许使用的着色剂类型，并针对盐酸可溶出物中锑等8 种重金属含量、多氯联苯、芳香族伯胺提出了着色剂纯度要求。此外，标准中明确规定了溶剂红149、溶剂黄163、溶剂橙63、溶剂黄98 等多种着色剂的特定迁移限量（SML）要求。

3 检测技术研究

目前，国内外对食品中着色剂的检测研究报道较多，对于食品包装产品中着色剂的检测研究报道较少。近年来针对食品中着色剂的检测研究报道较多的检测方法主要是高效液相色谱法和液相色谱-质谱联用法。其中，随着高分辨质谱在检测行业的应用越来越广，采用液相色谱与高分辨质谱联用对食品中着色剂进行分析的研究也有报道。

3.1 高效液相色谱法

高效液相色谱法具有高效、高速、高灵敏度、应用范围广、操作简便等优点，是目前着色剂检测中应用最广的一种方法。

冉单等[7]采用高效液相色谱法建立了测定保健食品胶囊壳中柠檬黄、新红、苋菜红、靛蓝、丽春红S 等20 种着色剂含量的方法。试样用甲醇/氨水溶液提取，混合型弱阴离子反相固相萃取柱净化，甲醇/20 mmol/L 乙酸铵为流动相梯度洗脱，二极管阵列检测器多波长检测，方法检出限为0.5 mg/kg。

邹沫君等[8]采用高效液相色谱法建立了测定了果汁饮料中7 种合成色素的方法。试样经无水乙醇-氨水溶液-水（体积比7∶2∶1）提取，Cleanert PWAX固相萃取SPE柱富集和净化后，采用Nvcleodur C18 柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），以0.02 mol/L 乙酸铵-甲醇为流动相进行梯度洗脱，采用二极管阵列检测器，方法检出限为0.025 mg/kg～0.097 mg/kg。

张楠楠等[9]建立了奶糖中7 种合成着色剂含量的高效液相色谱测定方法。样品经沉淀剂沉淀蛋白，甲醇∶水∶10%氨水溶液（7 ∶2 ∶1）溶液提取，poly-sery PWAX 固相萃取柱净化富集，以C18 色谱柱分离，采用二极管阵列检测器检测，检出限为0.03 mg/kg。

张敏等[10]采用高效液相色谱法建立了碳酸饮料中7 种合成着色剂含量的测定方法。样品经poly-sery PWAX 固相萃取柱净化富集，以甲醇-0.02 moL/L 乙酸铵为流动相进行梯度洗脱。7 种着色剂的方法检出限分别为0.01 mg/kg 和0.02 mg/kg。

王婷等[11]采用高效液相色谱法测定了食品中9 种合成着色剂的含量。样品经超声提取、聚酰胺净化、浓缩、定容、过膜,经Shim-pack GIST C18 色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm)分离,以甲醇和0.02 mol/L 乙酸铵为流动相,梯度洗脱分离进二极管阵列检测器检测，方法检出限为0.5 mg/kg。

3.2 液相色谱-质谱联用法

液相色谱-质谱联用（LC-MS）法是以液相色谱仪作为进样系统，利用质谱作为检测器进行定性和定量分析的一种方法，LC-MS 因具有定性可靠，检出限低，灵敏度高，抗干扰能力强，可有效排除假阳性等优点，使用最为广泛，对于规范市场上色素的标注和含量提供了技术支持。近年来，随着高分辨质谱技术的发展，液相色谱串联高分辨质谱技术也在食品中着色剂的筛查和定量分析中应用。

林子豪等[12]建立了同时测定调味酱中85 种酸性合成色素的液相色谱串联质谱分析方法。样品经甲醇提取，C18 净化后，用水进行稀释。在优化的条件下，方法检出限为8.08 μg/kg～885.2 μg/kg，定量限为26.94 μg/kg～2 950.7 μg/kg。

张春娥等[13]建立了同时测定谷类食品中日落黄、苋菜红、胭脂红、诱惑红和亮蓝等5 种合成着色剂的液相色谱–串联质谱分析方法。样品通过添加食用小苏打的甲醇水溶液提取谷类食品中的合成着色剂，通过固相萃取柱Strata X-AW SPE 净化，5 种合成着色剂的检出限范围为0.07 μg/g～0.50 μg/g。

朱慧敏等[14]建立了检测水果罐头中的柠檬黄、日落黄、诱惑红、苋菜红、胭脂红、亮蓝和赤藓红7 种合成着色剂的液相色谱-串联质谱分析方法。样品经乙醇-水溶液振荡涡旋处理，以乙酸铵溶液（0.02 mol/L）+0.2% 甲酸-甲醇溶液为流动相，梯度洗脱进行分离。

李玮等[15]建立了超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱法测定辣椒中苏丹红Ⅰ、苏丹红Ⅱ、苏丹Ⅲ等23 种禁用着色剂含量的方法。样品采用乙腈和正己烷提取，QuEChERS 法净化，结果表明，苏丹红Ⅰ、苏丹红Ⅱ、苏丹Ⅲ等23 种着色剂的方法定量限为10 μg/kg～100 μg/kg。

林慧等[16]建立了液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱快速筛查食品中102 种着色剂（包括16 种可食用色素和86 种违禁工业染料）的方法。研究建立了102 种着色剂的一级和二级质谱谱库，同时分离了8组相近中性分子量着色剂。该方法快速、准确、灵敏，适合筛查食品中未知违禁添加的着色剂，并可以快速分离定量。

4 结束语

着色剂的质量对相关食品及其包装材料质量安全具有一定影响，特别是合成着色剂通常具有不同程度毒副作用，需严格按照法规和标准要求规范使用。目前，国内相关检测方法标准和文献主要针对食品，食品包装中着色剂相关的检测方法报道较少，尚未见对食品包装中着色剂迁移量的检测研究报道。我国食品接触材料及制品用添加剂相关国家标准中对部分着色剂有特定迁移限量要求，但是目前尚无相关检测方法研究报道，相关研究工作有待开展。建立一种简单易行、实行成本较低、易于推广的检测方法，使该方法能够覆盖塑料类品接触材料及制品，实用性强，以达到有效弥补现有检测手段不足的目的，分析方法的建立，可为检测机构针对该类化合物迁移量的测定提供技术参考，同时也可为相关测定方法标准的制定提供方法参考，应用所建方法对实际样品进行检测，掌握不同类型中食品接触材料中着色剂可能迁移至食品中的情况，为科学、合理地评估食品接触用塑料材料及制品中着色剂迁移量的风险状况提供数据支持和科学依据，为今后开展食品接触材料相关产品中该类物质的质量安全风险监测及监督抽查工作提供技术支持。通过加强对不同类型食品接触材料及制品中着色剂进入食品的情况的研究，进一步掌握不同类型食品接触材料中着色剂可能迁移至食品中的情况，可为监管部门实施相关产品的质量安全风险监管提供数据支持和科学依据，有助于加强相关食品接触材料及其制品产品质量监管、提高产品质量。同时，也可为相关企业改进配方、提高生产工艺等方面提供一定的参考，有利于促进食品接触材料相关行业健康、有序的发展，为保证消费者的健康和安全提供相应的保障。