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食用香精香料的安全性评价现状及发展趋势

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【摘要】:
食用香精香料在食品的生产和消费中起着十分重要的作用,但是其安全性研究因受多种因素影响而不尽完善。随着人民生活水平的提高以及对食品安全的日益重视,香精香料安全性评价的重要性日益凸显。本文对食用香精香料特点、安全性问题以及国内外安全性研究现状进行介绍,提出目前安全性评价所面临的主要问题,并对今后的研究进行展望。  食用香精香料的安全性评价现状及发展趋势  程雷,孙宝国,宋焕禄,陈海涛,徐虹  (北京工

  食用香精香料在食品的生产和消费中起着十分重要的作用,但是其安全性研究因受多种因素影响而不尽完善。随着人民生活水平的提高以及对食品安全的日益重视,香精香料安全性评价的重要性日益凸显。本文对食用香精香料特点、安全性问题以及国内外安全性研究现状进行介绍,提出目前安全性评价所面临的主要问题,并对今后的研究进行展望。

  食用香精香料的安全性评价现状及发展趋势

  程雷,孙宝国,宋焕禄,陈海涛,徐虹

  (北京工商大学化学与环境工程学院,食品风味化学北京市重点实验室,北京100048)

  摘要:食用香精香料在食品的生产和消费中起着十分重要的作用,但是其安全性研究因受多种因素影响而不尽完善。随着人民生活水平的提高以及对食品安全的日益重视,香精香料安全性评价的重要性日益凸显。本文对食用香精香料特点、安全性问题以及国内外安全性研究现状进行介绍,提出目前安全性评价所面临的主要问题,并对今后的研究进行展望。

  关键词:食用香精香料;安全性;评价

  中图分类号:TS202.3文献标识码:A文章编号:1002-6630(2010)21-0409-04

  食品的风味对于消费者选择以及消费食品起着非常重要的作用。在食品的生产过程中,为了提高食品的香气以及特有的风味,往往会加入天然或人工合成的食用香精来达到目的。食用香精香料作为一类食品添加剂,几乎在所有加工食品中都有重要或特殊的地位。随着生活水平的不断提高,人们对于食品安全的重视日益加深。不仅如此,2009年6月1日起在我国开始实行的《中华人民共和国食品安全法》更是将食品安全的重要性上升到一个新的高度。因而,对于食品中普遍存在的添加剂包括香精香料的安全性便成为生产者和消费者密切关注的问题。

  1·食用香精香料的特点

  食用香精香料的种类繁多,结构复杂。目前已经发现的食品中存在的香味物质有1万多种,其中国际上允许食用的香料品种就多达2600多种[1]。不仅如此,随着食品工业和香料工业的发展,这一数目还在不断的增加。产品的多样性和复杂性给食用香料的安全性评价带来了巨大的挑战。当前,我国食用香精香料的应用非常广泛,在加工食品中,离不开食用香精香料[2],尤其在饮料冷饮、肉类加工食品、甜味品等食品的加工方面,食用香精香料更是必不可少。由于食用香精香料的适用范围越来越广,其安全性的影响也日益增大。然而一般食用香精香料的使用量较低,这一特点使其不同于其他常用的食品添加剂,如防腐剂、色素等。食用香精香料一致被认为是一种“自我限量”的添加物,它的添加量往往受到消费者的接受程度的控制[3-4],一般情况下不会出现超量使用的问题,因而其安全性问题更加容易被人所忽视,人们对食品香精香料安全性问题的重视远远低于色素、防腐剂等其他添加剂。但是,随着食品工业的发展,人们的食物结构发生了巨大变化,自给型食品消费比重逐年下降,一些方便、休闲的新型加工食品的消费量逐年增长[5]。今天市场上的加工食品与20年前相比已极为丰富,人们每日消费的含有各种香精香料的加工食品量是20年前的几倍甚至几十倍,尤其是一些年轻人由于工作繁忙而无暇下厨,更多选择以快餐或半成品来代替正餐。尽管食用香精香料具有自我限制性,在单一食品中的含量并不高,但是如果将它们在人们消费的各种食品中的量累加起来,这个总量便不容忽视。日积月累,这些香精香料的摄入对于人类尤其是幼儿和青少年(他们是各种零食的主要消费群体并且代谢器官尚未发育完全)的健康可能会造成潜在的危害。因此有必要比过去更加严格的控制香精香料的应用,并加深对于食用香精香料安全性的研究。

  2·食用香精香料存在的安全性问题

  2.1原材料的安全性问题

  食用香精香料的原材料是影响其安全性的最主要因素之一[6]。香料的生产绝不能使用未经许可的品种,更不能使用化工原料的香料单体来替代食品级香料,以降低成本或提高产品的留香效果。然而,一些不法生产者为了谋取暴利,采用伪劣原料或非食品级的原料进行生产致使食用香精香料的安全性问题日益凸显,成为制约食用香精香料发展和推广的首要问题[7]。

  2.2加工工艺的安全性问题

  加工工艺是影响食用香精香料安全性的又一可能因素。自从2002年瑞典国家食物管理局(Swedish NationalFood Administration)和斯德哥尔摩大学(StockholmUniversity)的科学家报道油炸马铃薯和焙烤食品中含有丙烯酰胺以及丙烯酰胺的潜在危害以来[8],德国、比利时、中国、日本等国科学家相继发现热反应体系会产生丙烯酰胺这一安全性问题[9-12]。自20世纪60年代以来,丙烯酰胺一直作为聚丙烯酰胺的原料应用于饮用水的净化和其他工业用途,在食品中的存在一直未被人所重视[13]。丙烯酰胺对人体具有神经毒系、生殖毒性以及潜在的致癌性,会对大脑以及中枢神经造成损害,并被国际癌症研究机构(IARC)列为“可能对人致癌物质”[14-15]。目前,对食品中丙烯酰胺形成机制的研究并没有确切结论,然而由氨基酸和还原糖在高温加热条件下通过美拉德反应生成丙烯酰胺这一反应机理已经得到了确认[16-17]。对于肉味香精来说,热反应是制备香精的重要加工工艺,但是对于绝大部分热反应型香精的安全性评价以及各种成分的毒性分析数据却很少[18],因而热反应类香精在生产过程中是否有可能生成丙烯酰胺以及其中丙烯酰胺的含量等问题还需要学者进行进一步的研究。

  对于一些以肉类为原料制备得到的热加工型肉类香精来说,其可能产生的毒害物质不仅包括丙烯酰胺,还有杂环胺类物质。杂环胺主要是肉类在热加工过程中产生的一类致癌致突变物质[19],可导致多种器官肿瘤的生成[20]。因而如何通过改善加工工艺避免或者降低杂环胺类在热加工肉类香精中的含量也是香精香料生产面临的安全性问题之一。

  不仅如此,随着植物水解蛋白(HVP)作为天然调味香料[21]在食品中的大量使用,其自身带来的安全性问题也逐渐引起人们的重视。传统的水解植物蛋白的生产工艺,是将植物蛋白质用浓盐酸在109℃回流酸解,在这过程中,为了提高氨基酸的得率,需要加入过量的盐酸。此时如果原料中还留存脂肪和油脂,则其中的三酰甘油就同时水解成丙三醇,并进一步与盐酸反应生成氯丙醇。氯丙醇具有生殖毒性、致癌性和致突变性,是继二噁英之后食品污染领域又一热点问题,被列为食品添加剂联合专家委员会(JECFA)优先评价项目[22]。因此如何优化工艺而降低植物水解蛋白中氯丙醇的生成也是食用香精香料安全甚至食品添加剂安全领域亟需解决的问题。

  2.3储藏过程中的安全性问题

  食品在储藏过程中会遇到不同的安全性问题,例如受微生物污染而引起的变质等,食用香精香料同样面临着相同的安全隐患。食用香精香料储藏时受到的微生物污染主要受环境、包装以及形态等因素影响。食用香精香料的形态主要包括精油、酊剂、浸膏、粉末等,不同的物质形态在储藏过程中受微生物污染程度的差别很大。有实验证明,在相同条件下粉末状香精的大肠菌群生成量要低于浸膏[23],因而粉末状香精香料的保质期应当更长,安全隐患也更小。这主要是因为液态及膏状香精的含水量大大高于粉末状香精,其中的水分活度更高,更适于微生物的生长。因此,在香精香料的储藏过程中不可忽视微生物污染问题,应根据产品的种类采用适宜的储藏方式和储藏条件,以最大限度的减少微生物污染的影响,防止食品安全事故的发生。

  2.4使用过程中的安全性问题

  虽然食用香精香料被认为是可“自我限量”的添加物质[3-4],但是随着食品工业的日益发展,香精香料使用的逐渐普遍,消费者的味蕾对于香味的识别阈值也在逐年提高,从而可能造成食用香精香料在使用过程中逐渐增量。

  不仅如此,某些特殊的香精香料例如苯甲酸的使用安全性问题也日益突出。苯甲酸又名安息香酸,具有微弱香脂气味,属于芳香族酸。它既是食品工业中普遍使用的防腐剂也可以作为香料使用[24],尤其常在巧克力、柠檬等口味的食品中作为香精使用。防腐剂是食品安全监督非常受关注的一种食品添加剂,而苯甲酸既是防腐剂又是香料的特殊性使其使用会受到多方的限制,也较容易出现安全性问题,并有可能因为将苯甲酸用作香精而导致不知情地扩大了苯甲酸适用范围或者超量使用,例如近年来出现的冰淇淋、面包以及乳制品中苯甲酸过量的问题就属于香精使用过程中的问题。尽管一般情况下苯甲酸被认为是安全的,但有研究显示苯甲酸类有叠加毒性作用,对于包括婴幼儿在内的一些特殊人群而言,长期过量摄入苯甲酸也可能带来哮喘、荨麻疹、代谢酸性中毒等不良反应,在一些国家已被禁止在儿童食品中使用[24]。因而香精香料使用过程中的安全性问题同样不容忽视。

  3·食用香精香料安全性的一般评价程序

  由于安全性是食品的命脉,因而食用香精香料的使用范围以及最大使用量,需要通过安全性评价来进行预测。根据我国卫生部1994年公布的GB 15193.1—1994《食品安全性毒理学评价程序》[25]及欧盟香精香料专家委员会编写的《热反应香精安全评价系统指南》[26]及相关文献的介绍,食用香精香料的安全性评价可包括以下几个部分:

  第一部分:化学结构与毒性关系的确定[4];

  第二部分:特殊组分例如砷、铅、镉等重金属元素和丙烯酰胺以及杂环胺类等有毒特殊成分的测定[16];

  第三部分:进行必要的毒理学实验,包括急性毒性实验、联合急性实验、基因诱变实验[例如艾姆斯氏试验(Ames Test)]、试管中染色体破损实验和90d啮齿动物喂给实验等,必要时还应包括慢性毒性实验(包括致癌实验)[27];

  第四部分:根据现有的测定数据和毒理学数据对该香精香料进行评价。

  通过以上程序,可以对某种香精香料的安全性进行有效评价,为产品的生产以及消费者的消费有良好的指导作用。

  4·国内外食用香精香料的安全性评价现状

  1958年,美国对其1938年制订的《食品、药品、化妆品法案》进行了修订,该修订法案建立了食品添加剂包括食用香精香料在内的准许使用系统,并且明确了生产商对于食用香精香料安全性的相关责任。1958年的食品修订法案同样提出了“公认安全”(generally rec-ognized as safe,GRAS)的概念来为食用香料的“肯定表”(positive list)进行评价[28]。这一任务随后交给了美国食用香料和提取物制造者协会(FEMA),该组织的专家组自1960年以来根据化学结构、结构毒性关系、人体暴露量(human exposure)、已知成分毒性等因素连续对食用香料的安全性进行评价,并于1965年公布第一批FEMA GRAS名单[1]。多年以来,FEMA专家组成员致力于食用香料的评估,将结果编录成文献供美国食品药品管理局(FDA)使用。随后,专家组将所有公开文献作为继续进行GRAS安全评估的数据的一部分发表于国家技术信息咨询杂志(NTIS)。截止到2009年,FEMA的GRAS名单已经公布到24,它对每个经专家组评价为安全的食用香料都给予一个FEMA编号,编号从2001号开始,目前已达4666号,即允许使用的食用香精香料已达2600多种[1]。FEMA的GRAS得到了FDA的认可并作为国家标准执行,而已通过的2600多种食用香料也以“肯定表”的形式进行公布。

  欧盟并没有真正意义上的法规来规定食用香精香料的安全性名单,仅有一个欧洲理事会蓝皮书(Council ofEurope blue book),每种食用香精香料都有对应的一个COE编号,共1700多种[1]。与美国不同的是,欧盟对天然和天然等同香料采用“否定表”(negative list)形式加以管理,对人造香料采用“肯定表”形式加以管理。尽管在欧盟范围内并没有一个真正意义上的食用香料法规,但是欧盟一向重视食品安全特别是食用香精香料的安全,欧盟各成员国也都执行各国自己的法规来规范和指导食用香精香料的生产和使用。欧洲对于食用香料的第一个管理规章是在1988年发布的欧洲委员会指令88/388(Europe Council Directive 88/388)。随后,欧洲委员会又相继发布了指令89/107,并且于1996年在欧洲议会委员会NO.2232/96法规中声明了对于食用香精香料的使用以及安全性评价的规则。这些指令和规章为食用香精香料的生产、食用以及安全性评价提供了有效的管理框架。不仅如此,2002年欧盟公布了Food Law Regula-tion 178/2002,并于2002年1月28日起正式生效,这一法规的建立,填补了欧盟层面上食品法规的空白,也为欧盟乃至世界的食品质量与安全问题研究提供了参考与指导。

  因为世界各国尤其是美国和欧盟国家对于食品添加剂的法规和标准并不完全一致,为了统一标准和控制食品添加剂的安全,食品法典委员会(CAC)、联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)成员国的专家于1956年共同成立了食品添加剂专家委员会(JECFA)。最初,该组织主要研究食用添加剂和最新有毒物质的安全性评价[28]。然而随着世界贸易组织合约的签署和食用香精香料国际范围内的发展,JECFA意识到食用香精香料的安全性评价势在必行,并且食用香精香料的安全性评价不同于其他食品添加剂。在过去的30多年中,JECFA组织先后公布了食用香精香料安全性评价的基本准则,并强调食用香精香料的安全性评价应当区别于其他食品添加剂的安全性评价过程,采用更为合理和灵活的评估方法[29]。对于食用香精香料的安全性评价,JECFA开发了一种叫做“调查得每日最大摄入量”(the maximisedsurvey-derived daily intake,MSDI)的方法[30]。MSDI主要用来进行食品中香味成分的安全评价,以及与ADIs(acceptable daily intakes)等之前所用阈值的比较。该方法以香精香料工业的生产量为基础,计算公式为:

  较之以往的方法,该方法更为保守和实用[31]。

  由于我国的食品工业起步较晚,因而关于食品特别是食用香料的安全性规范和立法就相应的滞后。1977年,我国卫生部根据实际情况,参照国际上的规定,将我国使用的食用香精香料进行分类管理,公布了第一批允许使用的名单共149种。GB 2760—2007《食品添加剂食用卫生标准》中列入的2000多种允许食用的食品添加剂中,有1900多种属于食用香精香料。2009年6月1日起实行的《中华人民共和国食品安全法》对食品添加剂的生产、流通、使用、风险评估等方面有明确的条款,是行业在生产、加工和应用添加剂产品时必须遵守的法律,也为食品包括食用香精香料在内的安全性提供了新的指导框架。

  5·目前安全性评价所面临的主要问题与未来发展趋势

  尽管现在世界各国对于食用香精香料的安全性日益重视,各国也相继推出新的法律法规来规范食用香精香料的生产和使用,但是关于其安全性评价的研究资料和报道还是非常稀少的,大都停留在综述层面。我国的食用香精香料业是新兴行业,因此该行业的法律法规还存在着漏洞和空白,尽管GB 2760—2007《食品添加剂食用卫生标准》对于食品添加剂的使用进行了规定,允许使用的食用香料已达1900多种,但是具有国家或企业标准的香精香料仅62种[32]。食用香精香料的标准及细则却迟迟没有出台,也没有规范的行业标准,绝大部分的食用香料仅停留在是否允许使用的层面上,对于其更深一步的毒理病理学研究以及最大暴露量的研究却不够完善和深入,也没有明确规范各种食用香料的适用范围和使用量。这就导致了相当一部分企业私自生产、经销、使用未经国家批准的食用香料,或者使用劣质香料,以牟取暴利[7]。这些法律、标准以及研究的缺失大大制约了我国食用香精香料工业的发展以及新产品的推广和使用,也为消费者的身体健康带来了潜在的风险。

  不仅如此,由于食用香精香料的种类繁多,因而进行安全性评价的成本较高,耗时较长。据统计,如果对世界范围内所有的允许使用的香料进行常规安全性评价实验的话,将会花费至少40亿美元的资金[3]。因而如何确立一种方便快捷的评估方法,也是食品香精香料安全性评价面临的重大问题之一。

  安全评价是一个动态的过程,因此今后的研究要根据科学技术的发展和食用香料业的变化进行调整,采用更简便迅速的评估方法。今后的研究重点,应放在各种香料的暴露量和使用范围。在进行研究的同时,还应注意搜集国内外食用香精香料安全信息,加快标准的制定和相关法律的推行。