人工合成色素对人体的危害及天然色素的应用前景

     汪文秀

    

    摘 要：食用色素按照来源可分为人工合成色素与天然色素。其中，人工合成色素作为科技发展的产物，具有价格低廉、稳定性好、不易褪色等优点。由于人工合成色素本身为化学合成物及其代谢产物，对人体健康存在不良影响。因此，本文就人工合成色素存在的安全性问题做出相应的研究与评价，并就天然色素的使用前景与存在的技术问题做出分析。

    关键词：人工合成色素? 天然色素? 安全性

    颜色是食品主要的感官质量指标之一，不同颜色的食品会引起人们对其味道的不同联想。因此，食品在制作过程中经常会使用一种食品添加剂——食用色素，其又分为人工合成色素与天然色素。同天然色素相比，尽管人工合成色素具有诸多优点，但是几乎所有的人工合成色素都不能为人体提供营养物质，违规使用甚至会危害人体健康[1]。因此，探讨如何安全合理地使用人工合成色素对保证百姓的日常食品安全具有重要意义。

    1 人工合成色素的使用现状

    在许多合成色素被证明对人体有害后，其使用规范已逐渐受到限制。1958年，全球允许使用的合成色素超过90种，时至今日，被允许使用的人工合成色素种类大幅减少——日本10种、英国6种、我国7种……就日本而言，其食品行业的天然色素年用量已经超过1.8万吨，为合成色素用量的10倍以上。目前，发达国家使用的食品着色剂大多以天然色素为主，合成色素为辅。在我国，天然色素的研发起步较晚。据调查显示，我国天然色素使用量不足20%，其余均为人工合成色素。当前，我国允许使用的人工合成色素主要分为四类：第一类为有机合成色素，包括新红、赤藓红、诱惑红、苋菜红、胭脂红、柠檬黄、亮蓝、日落黄和靛蓝及其铝色淀;第二类为无机合成色素，主要为合成氧化铁和二氧化钛;第三类为天然等同合成色素，主要有番茄红素和β-胡萝卜素;第四类为其他合成色素，主要是叶绿素铜钠（钾）盐[2]。

    2 食用合成色素的危害与安全性评价

    近年来，经国内外研究发现，人工合成色素的毒性表现可分为一般毒性、遗传毒性、致癌性及联合毒性。研究发现，一些人工合成色素能够引起机能亢进，如赤藓红、姜黄素[3]会对甲状腺造成损害。有研究显示，对五龄家蚕蚕体添加食用人工合成色素，会对其存活率、产量和茧质造成一定影响——苋菜红、日落黄、胭脂红、洋红和洋绿等食用色素均表现出不同毒性，其中毒性最大的是洋绿、洋红，其次为苋菜红，日落黄和苋菜红的毒性较弱[4]。此外，还有研究表明，不同剂量的柠檬黄对小鼠的神经行为也有一定影响[5]。

    遗传毒性方面，某些人工合成色素已被证实具有慢性毒性。曾盈[6]等研究发现，不同浓度的胭脂红会使体外培养的3T3细胞DNA的单链发生不同程度的断裂（SSBs），浓度越大，损伤越严重。

    致癌性方面，由于人工合成色素多由萘胺、硝酸、磺基、萘、萘酚及氨基苯磺酸等化合物组成，经人体代谢可能生成β-萘酚、α-氨基-1-萘酚等致癌物质。例如，苋菜红被多个国家广泛使用，但近年来有研究发现，苋菜红会引起动物肿瘤和畸胎。FDA的实验表明，在小鼠饲养过程中添加高浓度苋菜红饲料，会使小鼠的患癌率高达30%。除此之外，红2G、橙黄和赤藓红等合成色素对人体也存在较大危害，甚至可导致突变和患癌。

    联合毒性方面，目前大多数研究针对的是色素和其他添加剂相互作用的毒性，对色素之间的联合毒性研究甚少。笔者认为，其相互间的毒性影响并不仅仅是各种色素毒性的简单增加。因此，人工合成色素的联合毒性更应受到人们的重视。

    3 天然色素的使用现状

    最初，人們使用的色素基本上为天然色素。在我国，天然色素的使用更是有着悠久历史——自商朝起便被女性广泛使用的胭脂就是将红蓝花花瓣进行色素提取而制成。天然色素在应用上存在一定的局限性——稳定性与着色度等不如人工合成色素，且成本高昂。但是，当今发达国家使用的食品着色剂大多以食用天然色素为主，人工合成色素为辅。由于我国针对天然色素的研发起步较晚，当前尚处于天然色素与合成色素并存的状况，因此开发和使用天然食用色素是未来食品工业发展的重要方向之一。目前，已经被我国列入食品添加剂使用标准的天然食用色素达30余种。

    4 天然色素的分类与安全评价现状

    天然食用色素根据其来源可分为植物色素（如叶绿素、类胡罗卜素和花青素等）、动物色素（如血红素、卵黄和虾壳中的类胡罗卜素等）和微生物色素（如红曲色素）。天然色素根据其化学结构可分为吡咯类、异戊二烯类、多酚类、酮类和醌类等。常见的天然色素中，吡咯类色素有叶绿素和血红素等;异戊二烯类色素有类胡罗卜素和辣椒红色素等;多酚类有花青素和花黄素等;酮类有红曲色素和姜黄素等;醌类有虫胶色素和胭脂虫红素等。此外，按照溶解性质的不同，还可以将食品色素分为水溶性色素与脂溶性色素——人工合成色素大多是水溶性色素，而天然色素大多为脂溶性色素。

    天然色素大多来源于动物与植物，除藤黄外，其余天然色素基本对人体无毒害。但是，天然不等于完全无毒害。判断某一种物质的毒性大小，国际上常用的计算方法是制定出每人每天每公斤体重最大允许摄入量（以毫克计），即ADI值，ADI值越大，则毒性越小[7]。表1列举了几种天然色素与人工合成色素的ADI值比较。

    由表1可见，天然色素相较于人工合成色素而言总体上是安全的。我国允许使用的人工合成色素中，苋菜红和赤藓红的ADI值较小，其他几种人工合成色素的ADI值均在2.5以上，在一定使用范围内是安全的。

    除此之外，一些可食用的动植物本身也含有某些有害物质。例如，一些植物中含有黄曲霉毒素、重金属、农药残留等，这些问题在人们食用时也应该时刻注意。

    5 总结

    我国幅员辽阔，拥有许多富含天然色素的植物资源。因此，充分利用我国的自然资源优势，进一步挖掘可用于天然色素提取与利用的特色植物资源，加强色素的稳定性技术研究，有助于提高天然色素的稳定性。此外，利用生物技术生产天然色素，降低天然食用色素的成本和开发多功能天然色素，必定是天然色素未来发展的方向和工作重点。笔者相信，在不久的将来，天然色素可以克服种种技术上的限制，广泛应用于我国的食品、医药和化妆品等行业中。

    参考文献：

    [1] 葛宇.食品中人工合成色素使用法规及检测标准进展[J].质量与标准化，2011（9）：31-35.

    [2] 李玲巧，田晶.食用合成色素的安全性评价及对策[J].食品工业，2017，38（11）：268-271.

    [3] Mattes J A， Gittelman R. Effects of artificial food colorings in children with hyperactive symptoms[J]. Archives of General Psychiatry. 1981， 38（6）： 714-718.

    [4] 陈玉银，杜鑫，靳远祥.食用色素对家蚕毒性的试验[J].蚕桑通报.2005，36（3）：27-34.

    [5] Tanaka T， Takahashia O， Oishia S， et al. Effects of tartrazine on exploratory behavior 54 n a three-generation toxicity study in mice[J]. Reproductive Toxicology. 2008， 26（2）：156-163.

    [6] 曾盈，蔡智鸣，王振等.胭脂红对3T3细胞DNA损伤的SCGE检测[J].同济大学学报（医学版）.2008，29（1）：41-44.

    [7] 高彦祥，许正虹.食用天然色素安全性研究进展[J].食品科学.2005（S1）.