1．食品护色剂的定义、作用机理和最大允许用量

      护色剂(colorfixatives)又称发色剂，是指在肉制品加工过程中，能与肉中的呈色物质作用，使之在食品加工、保藏等过程中不被分解、破坏，并呈现良好色泽的物质。根据GB2760—2007的规定，仅有硝酸盐(钠和钾)和亚硝酸盐(钠和钾)可以作为护色剂使用，而且仅能用于部分肉制品中。

     硝酸盐的呈色机理足硝酸盐在细菌硝酸盐还原酶的作用下，还原成亚硝酸盐，业硝酸盐在酸性条件下生成亚硝酸，并进一步产生亚硝基(NO)，与肌红蛋白反应生成稳定、鲜艳、亮红色的、亚硝化肌红堡白，因此可以使肉保持稳定的鲜艳色泽。在硝酸盐和亚硝酸盐的使用过程中，还常常使用异抗坏血酸及其钠盐作为发色助剂，因为它作为还原性物质能防止肌红蛋白氧化，且可把氧化型的褐色高铁肌红蛋白还原为红色的还原型肌红蛋白。但是，亚硝酸盐的急性毒性较强，小鼠经口LD.50为200mg／kg，人中毒剂量为0．3～0．5g，致死量为3g，它可以使血红蛋白变成高铁血红蛋白，失去携带氧的能力，导致组织缺氧；其次，亚硝酸盐为亚硝基化合物的前体物，其致癌性也引起了广泛关注。在这种情况下，红曲色素作为亚硝酸盐替代品受到了广泛关注。红曲色素的原理是直接染色，它具有与硝酸盐或亚硝酸盐相似的赋予肉制品良好的外观色泽和风味，抑制有害微生物的生长，延长保存期和防止食物中毒等功能，并且能赋予肉制品特有的“肉红色”，使产品的颜色更自然。在腌制类肉产品中添加红曲色素后，可减少60％～70％亚硝酸盐的用量，而其感观特性和可储藏性不受影响。亚硝酸盐用量的大幅度减少，可使产品中亚硝基残留导致的亚硝胺类致癌物出现概率大大下降，对消费者的健康更有利。

     但是由于着色机理的不同，红曲色素并不能完全替代亚硝酸盐，更重要的是亚硝酸盐除了有发色功能外，还对肉毒梭状芽孢杆菌(Clostridium botulinum)有很强的抑制作用，所以目前在肉制品中一般是将红曲色素与硝酸盐和／或亚硝酸盐同时使用。为了控制硝酸盐残留危害，目前世界各国都规定了硝酸盐在肉制品中的最大使用量，并对其残留量有严格要求。FAO／WHO联合食品添加剂专家委员会建议肉制品中亚硝酸盐的残留量不得大于0．125g／kg，日本规定肉制品中最大残留量为0.07g／k，我国规定的残留量为0.03～0.07g／kg，低于日本及国际上规定的残留限量。

     2．食品着色剂的定义、分类与最大允许用量

    食品着色剂又称食用色素，是使食品着色和改善食品色泽的物质。食用色素按其性质和来源，可分为合成色素和天然色素两大类。

    合成色素(syntheticplgreent)是通过化学反应人工合成的化学物质。它具有色彩鲜艳、性质稳定、着色力强而牢固、可涮配任意色彩、成本低、使用方便等特点。合成色素多为含有R—N=N—R键的苯环或氧杂蒽结构的化合物，它们对人体存在一定的不安全性。研究发现某些食用合成色素可能与人类的膀胱癌、脾肉瘤、肝痂、淋巴瘤以及哺乳类动物细胞染色体异常相关联。某些合成色素还可损伤人体的亚细胞结构，干扰多种酶的正常功能，引起腹胀、腹痛、消化不良等症状。例如，柠檬黄等可引起支气管哮喘、荨麻疹、血管性浮肿。为此，合成食用色素需要进行严格的毒理学评价，主要包括：①分析色素的化学结构、理化性质、纯度、食品中存在的形式以及降解过程和降解产物；②分析随同食品被机体吸收后，在组织器官内的分布、代谢转变和排泄状况；③色素本身及其代谢产物在机体内引起的生物学变化，及其对机体可能造成的毒害作用与其作用机理，包括急性毒性、慢性毒性、对生育繁殖的影响、胚胎毒性、致畸性、致突变性、致癌性、致敏性等。

     目前，我国允许使用的合成色素有苋菜红、胭脂红、赤藓红(樱桃红)、新红、诱惑红、柠檬黄、日落黄、亮蓝、靛蓝和它们各自的铝色淀，以及化学合成的β一胡萝卜素、叶绿素铜钠和二氧化钛等。不同食品着色剂在不同食品品种中的最大使用量，详见GB27602007《食品添加剂使用卫生标准》。

    天然色素(naturalpigment)是从动植物组织中提取，或通过微生物发酵产生的呈色物质。其中，大多数是从动植物组织中提取的，由微生物产生的食用色素很少，只有红曲色素和微生物发酵法生产的β一胡萝卜素。目前我国批准使用的食用天然色素有β一胡萝卜素(发酵法)、甜菜红、姜黄、红花黄、虫胶红、越橘红、辣椒红、辣椒橙、焦糖色(普通法)、焦糖色(亚硫酸铵法)、焦糖色(加氨生产)、红米红、栀子黄、菊花黄浸膏、黑豆红、高梁红、玉米黄、萝卜红、可可壳色、红曲米、红曲红、落葵红、黑加仑红、栀子蓝、沙棘黄、玫瑰茄红、橡子壳棕、NP红、多穗柯棕、桑葚红、天然苋菜红、金樱子棕、姜黄素、酸枣色、花生衣红、葡萄皮红、蓝锭果红、藻蓝、植物炭黑、蜜蒙黄、紫草红、茶黄素、茶绿素、柑橘黄和胭脂树橙(红木素)。

    从总体上说，天然色素是安全的，所以一般都没有规定其在食品中的最大使用量，只是规定了其使用范围。但是，由于天然色素的结构复杂，提取过程繁琐，因此，在提取过程中，可能导致化学结构发生变化，产生一些副产物。另外，在生产过程中还可能被其他物质污染，故不能认为天然色素就一定是绝对安全的。

    3．食品中护色剂与着色剂含量的分析

    与食品中其他残留物质的分析一样，对食品中护色剂和着色剂的分析，首先也必须对样品进行前处理。目前常用的前处理技术主要包括聚酰胺吸附法、液液分配法、阴离子交换分离法、溶剂分离与柱色谱组合法、季铵滤柱法、基质固相分散法、蛋白酶一固相萃取法、助滤剂柱色谱法和阴离子交换树脂液液分配法等。其中，在我国使用最广泛的是聚酰胺吸附法，它是在加热的样品溶液中加入聚酰胺粉，搅拌均匀后，加柠檬酸溶液调节pH至4，过滤，水洗去除水溶性杂质，甲醇和甲酸洗涤除去天然色素。当水洗至中性后，以氨水一乙醇解吸色素，溶液蒸发除去氨后定容，进行色谱分析。此方法对酸性含有单偶氮结构的合成色素日落黄、柠檬黄、胭脂红、苋菜红、新红、诱惑红、三苯甲烷族的亮蓝、靛族的靛蓝有较强的吸附能力，但对氧杂蒽结构的赤藓红吸附后，用甲醇一甲酸洗涤除去天然色素杂质时，赤藓红会损失约40％，所以应特别注意。

    亚硝酸盐的测定方法主要有分光光度法、荧光光度法、化学发光法、离子色谱分析法、高效液相色谱法。另外，近年来也产生了一些新方法，例如，共振光散射法、气相色谱质谱联用法、毛细管电泳法和流动注射一毛细管电泳紫外法等。食品着色剂最常用的检测技术是色谱技术，色谱技术最早发现时就是用于色素的分离分析的。迄今为止，除使用方便的纸色谱(目前通常也被称为平面色谱)仍在被广泛使用外，薄层色谱和高效液相色谱也大量被采用，其中高效液相色谱由于具有分离能力强、检测波长可以调整等特点，所以具有更强的针对性。此外，尚有卡尔曼滤波光度分析法、导数光度法、示波极谱法等。

    关于上述样品前处理与分析方法的详细说明及其他更多方法请参阅本书第二章和其他相关书籍。

    国家标准中食品着色剂和护色剂的检测方法包括：食品中合成着色剂的测定(GB／T5009．35—2003)、食品中栀子黄的测定(GB／T5009．149—2003)、食品中红曲色素的测定(GB／T5009．150—2003)、食品中诱惑红的测定(GB／T5009．141一2003)、肉制品胭脂红着色剂的测定(GB／T9695.6—2008)和食品中硝酸盐与亚硝酸盐的测定(GB／T5009．33—2003)。

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