Исследование, посвященное справочному материалу по окраске пищевых продуктов

Food Coloring is a food additive that is used to give or improve the color of food [1]. It can be divided into synthetic food coloring иnatural food coloring according to its source. Food Coloring can beautify the color of food, increase the pleasing appearance of food, enhance consumer appetite, promote food sales and increase the economic value of food. Some natural pigments are used in the pharmaceutical industry because of their good biological activity. In addition, some Food Coloring can also be used in animal production, environmental protection, food packaging and other fields [2-5]. According to statistics, in 2019, the total production and sales volume of Food Coloring in China reached 472,900 tons, with total sales of 4.347 billion yuan and exports of 112,170 tons. The Food Coloring industry По состоянию на 31 декабряa whole is showing a steady development trend [6].

Однако частые проблемы безопасности пищевых продуктов, вызванные незаконным или чрезмерным использованием пищевой окраски, такие как незаконное использование желтого заката в сушеных мясах и чрезмерное использование окраски в напитках [7], ставят под сомнение безопасность пищевой окраски. Поэтому точное определение типа и содержания пищевой окраски является основой для определения того, используется ли пищевая окраска стандартизированным образом, что способствует обеспечению продовольственной безопасности и защите прав и интересов потребителей. Для стандартизации метода определения окраски пищевых продуктов и обеспечения точности и надежности результатов испытаний необходимо использовать справочные материалы/стандарты (RM).

В зависимости от регулирующего органа рм в китае подразделяется на эталонные вещества (GBW) и эталонные образцы (GSB), которые утверждаются и управляются соответственно национальным метрологическим органом и административным департаментом, отвечающим за стандартизацию при государственном совете. Оба в основном одинаковы с точки зрения процесса и характеристик развития. На международном уровне не проводится различия между эталонными веществами RM и эталонными образцами RM [8]. Согласно определению, содержащемуся в руководстве 30 международной организации по стандартизации (исо), эталонным материалом является материал или вещество с одним или несколькими достаточно однородными и хорошо характеризуемыми значениями, которые используются для калибровки измерительных приборов, оценки методов измерения или присвоения значений материалам [9]. В соответствии с определением China's стандарт JJF 1005-2016 "общие положения и определения для справочных материалов", эталонный материал представляет собой материал с особыми свойствами, которые являются достаточно однородными и стабильными и свойства которого пригодны для предполагаемого использования при измерении или проверке номинальных свойств. Заверенный справочный материал — это справочный материал, к которому прилагается документ, выданный авторитетным органом, содержащий одну или несколько имущественных ценностей с неопределенностью и отслеживаемостью, полученных с использованием действующих процедур [10]. Сертифицированные справочные материалы могут быть разделены на первичные справочные материалы (номера GBW) и вторичные справочные материалы (номера GBW (E)). Первичные исходные материалы отличаются высокой точностью и используются главным образом для исследования стандартных методов измерения или присвоения значений вторичным исходным материалам. Вторичные справочные материалы используются главным образом непосредственно в качестве рабочих стандартов.

Эталонными материалами для окраски пищевых продуктов являются материалы или вещества с одним или более достаточно однородными характерными значениями, которые используются в ходе испытаний на окраску пищевых продуктов для калибровки измерительных приборов, оценки методов измерения или присвоения значений материалам. Справочные материалы по окраске пищевых продуктов являются важной материальной основой для контроля качества окраски пищевых продуктов, исследований и разработки методов испытаний и работы по стандартизации. Они играют важную роль в обеспечении сопоставимости, надежности и отслеживаемости результатов испытаний, поддержании продовольственной безопасности и стабильности рынка, а также устранении торговых барьеров.

1. Состояние исследований пищевых красочных справочных материалов в стране и за рубежом

1.1 состояние исследований по пищевым красительным справочным материалам в китае

GB 2760-2014 "национальный стандарт безопасности пищевых продуктов: стандарты использования пищевых добавок" определяет виды, сферу применения и максимальные уровни использования 67 видов пищевой окраски, разрешенных для использования в китае. Среди них 20 видов синтетической пищевой окраски и 47 видов натуральной пищевой окраски [11].

В настоящее время чистота синтетической пищевой окраски, производимой в китае, относительно низка, что влияет на качество продуктов окраски и создает потенциальную опасность для здоровья человека [12-13]. Стандарты использования пищевых добавок определяют их сферу применения и максимальное использование. Таким образом, очистка синтетической пищевой окраски и разработка синтетических пищевых справочных материалов имеет большое значение для повышения качества продуктов окраски, обеспечения безопасности пищевых продуктов и защиты здоровья потребителей. Согласно информации, опубликованной национальной платформой обмена стандартными материальными ресурсами, по состоянию на декабрь 2021 года Китай разработал пять типов национальных стандартных материалов первого уровня (GBW номер) для пищевых синтетических пигментов, 23 типа национальных стандартных материалов второго уровня (GBW (E) номер) для синтетических пигментов и четыре типа стандартных материалов рабочего уровня (ni-rm номер) для калибровки приборов. Подробную информацию см. в таблице 1.

Анализируя таблицу 1, эти 32 стандартных вещества для синтетических пищевых цветов охватывают только 7 видов синтетических пищевых цветов, а именно: амарант, кармин, лимонный желтый, закат желтый, блестящий синий, эритросин и алура красный. Основными разработчиками являются национальный институт метрологии, Китай, тяньцзинский центр по контролю и профилактике заболеваний, тяньцзинь био-технологии развития Co., ооо, Пекин центр мониторинга и оценки безопасности пищевых продуктов и Пекин кост хонменг стандартных материалотехнологий Co., ооо. В дополнение к национальным стандартным веществам, которые были выпущены, некоторые исследователи также работают над разработкой стандартных веществ для съедобных синтетических цветов. He Guihua и другие разработали стандартные вещества для azo carmine с чистотой 99,23 ± 0,38 %, новый красный стандартный материал с чистотой 99,59 %, и indigo стандартный материал с чистотой 98,26 % [14-16]; Су сихуэй и др. разработали стандартный материал для лимонно-желтого цвета с чистотой 99,87% и стандартный материал для блестящего синего цвета с чистотой 99,87% [12, 17]. Однако сообщений о стандартных веществах для синтетической пищевой окраски, таких, как диоксид титана, пигмент красных дрожжей, цвет карамели (производимый с использованием аммиака), цвет карамели (caustic sulfate), цвет карамели (обычный метод), цвет карамели (метод сульфата аммония), хинолин желтый, оксид железа и хлорофиллин меди натрия (калий), не поступало.

Since 1992, China has advocated the preferential use of natural pigments [18], but at present, the amount of natural pigments used in food in China is less than 20% compared with synthetic pigments [19]. In addition to the function of coloring food, some natural pigments also have the functions of lowering blood lipids, anti-cancer, and anti-oxidation [20-22]. As of December 2021, China has only promulgated one national secondary standard material and one working-level standard material for edible natural pigments. For details, see Table 2. They are GBW (E) 100269 Riboflavin (Vitamin B2) Purity Standard Material and NIM-RM3601 Riboflavin (Vitamin B2) Purity Standard Material, respectively. The development and declaration of national standard substances for food natural pigments is still in its infancy. At present, most of the standard substances for food natural pigments used in China are self-made by scientific research institutes or purchased from domestic and foreign reagent companies. However, some standard substances for natural pigments have problems in the development process, such as low extraction efficiency, difficulty in separation and purification, instability of pigments, and high price.

1.2 состояние исследований, касающихся справочных материалов по окраске пищевых продуктов в соединенном королевстве

В 2011 году европейский союз издал постановление (EU) No. 1129/2011, которое предусматривает пищевую окраску, разрешенную для использования в продуктах питания, включая 24 синтетических пищевых цвета и 16 натуральных пищевых цветов. В настоящее время соединенное королевство по-прежнему соблюдает эти правила [23-24]. Лаборатория государственного химика (LGC) является основным учреждением в великобритании, занимающимся разработкой справочных материалов и мир ' крупнейший поставщик справочных материалов [25-26]. По данным сайта LGC, он может предоставить 25 видов пищевых колоритных справочных материалов, 13 из которых являются пищевыми синтетическими пигментными эталонными материалами, включая тартразин, хинолин желтый, закат желтый FCF, азорубин, амарант, Cochineal красный A, Allura красный AC, патент синий V, индиготин, блестящий синий FCF, блестящий черный BN, бета -apo-8 '- каротин (C 30), диоксид титана. 12 натуральных пищевых красителей эталонными веществами являются куркумин, рибофлавины, кохинеаль, хлорофилы, ликопен, лютейн, кантаксантин, антоцианин, карбонат кальция, алюминий, серебро и золото.

1.3 прогресс в исследовании американских пищевых красителей справочных материалов

В соответствии с разделом 21 кодекса федеральных правил соединенных штатов америки окраска пищевых продуктов подразделяется на исключение окраски пищевых продуктов и сертифицированную окраску пищевых продуктов. Среди них исключение составляют натуральные пигменты растительного или минерального происхождения, всего 39 видов, а сертифицированные пищевые пигменты — синтетические пигменты, всего 9 видов [27]. Соединенные Штаты являются первой страной в мире, разработавшей справочные материалы, а национальным учреждением, ответственным за разработку справочных материалов, является национальный институт стандартов и технологии (нист) [28].

Согласно веб-сайту нист, из 48 пищевых окрасок, разрешенных для использования в соединенных штатах, нист разработал три вида природных пищевых колорирующих справочных материалов: ультраморской синий, карбонат кальция и куркумин. Подробную информацию см. в таблице 3. Среди них: SRM 324, SRM 915, SRM 915a и SRM 915b являются стандартами чистоты, используемыми для стандартизированного анализа и оценки используемых методов. SRM 3300 предназначен для обнаружения и анализа корня турмерия. В дополнение к государственному агентству стандартов и измерений NIST, американская коммерческая компания Sigma-Aldrich обеспечивает большую часть пищевой раскраски эталонных материалов и играет важную роль в строительстве пищевой раскраски эталонных материалов системы в соединенных штатах.

1.4 прогресс в области исследований справочных материалов по окраске пищевых продуктов в японии

Japan classifies food additives into four categories: “designated additives”, “existing food additives”, “natural flavorings” and “substances used as food additives” [29]. At present, there are 103 kinds of food coloring in Japan, including 22 kinds of “designated additives”, such as - о, каротин, brilliant blue and aluminum lake; 47 kinds of “existing food additives”, such as gardenia red and gardenia blue; and 34 kinds of “substances used as food additives”, such as cherry red and strawberry red [30]. The main national institution for the development of Japanese reference materials is the National Metrology Institute of Japan (NMIJ). According to the NMIJ official website, NMIJ has not yet developed Food Coloring reference materials. Kanto Chemical Co., Ltd. and Fuji Film Wako Pure Chemical Corporation are well-known comprehensive reagent manufacturers in Japan, which can provide more than 30 kinds of Food Coloring reference materials for pigment composition analysis and scientific research.

2. Текущее состояние применения стандартных материалов для окраски пищевых продуктов

2.1. Национальные стандартные требования к испытаниям

Поскольку потребление синтетической пищевой окраски вредно для здоровья человека, и количество натуральной пищевой окраски добавил к пище не обязательно полезно, China's GB2760-2014 «национальные стандарты безопасности пищевых добавок» [11] содержит определенные правила по количеству различных пищевых красителей. Тестирование окраски пищевых продуктов в пищевых продуктах имеет большое значение для контроля безопасности пищевых продуктов в китае. В настоящее время Китай ввел национальные стандарты для обнаружения некоторых пищевых окрасок, как это показано в таблице 4. Как видно из анализа таблицы 4, Китай в настоящее время сформулировал национальные стандарты для обнаружения 26 пищевых окрасок, и испытательные образцы охватывают продукты питания, продукты питания для здоровья, мясные продукты, корма и готовые фруктовые продукты.

В зависимости от характера различных пищевых окраски используются различные методы испытаний, включая высокопроизводительную жидкую хроматографию, индуктивно соединенную плазменно-атомную спектрометрию выбросов, диазобензилметановую колориметрию, высокопроизводительную жидкую хроматографию-массовую спектрометрию, флюоресцентную спектрофотометрию, спектрофотометрию, колориметрию и бумажную хроматографию. Среди этих методов высокопроизводительная жидкостная хроматография является основным методом определения окраски пищевых продуктов из-за ее быстрой скорости анализа, высокой эффективности разделения, высокой чувствительности и широкого диапазона применения [32]. Эти методы обнаружения обеспечивают технические средства для обнаружения и анализа окраски пищевых продуктов, удовлетворяя потребности китая в выявлении некоторых видов окраски пищевых продуктов. Эти стандартные методы требуют использования стандартных материалов для окраски пищевых продуктов. Стандартные материалы окраски пищевых продуктов используются в процессе выявления для качественной оценки и количественного анализа, которые могут обеспечить точность и надежность результатов, обеспечить стандарты прослеживаемости, контролировать качество пищевых продуктов, обеспечить безопасность пищевых продуктов и стабильность рынка.

2.2 разработка и проверка достоверности аналитических методов

Стандартные вещества пищевой окраски могут также использоваться для разработки эффективных аналитических методов пищевой окраски и для проверки различий между различными методами тестирования [33]. Li Xing et al. [34] разработали аналитический метод, который позволяет точно определить 10 синтетических пищевых цветов в продуктах питания с использованием синтетических пищевых цветов, разработанных Dr. Ehrenstorfer GmbH, филиалом химической лаборатории правительства великобритании (LGC). Фу дау и др. [35] оптимизировали аналитические условия с использованием национальных стандартных веществ лимонно-желтого, амарант-красного и кармин в китае и установили метод обнаружения, пригодный для незаконного добавления синтетических пигмента в вино.

В работе Song Xin et al. [36] использовались пять видов синтетических пищевых растворов для окраски стандартных материалов, разработанных национальным центром стандартных материалов для изучения прикладного эффекта осциллографического поляриметрического метода для определения синтетической пищевой окраски, и сопоставлялись с методом HPLC. Между этими двумя методами определения нет существенных различий. Го юанхенг и др. [37] использовали карминную кислоту, разработанную сигма в соединенных штатах, в качестве стандартной пробы и измеряли пиковую площадь с помощью высокоэффективной жидкой хроматографии и абсорбцию спектрофотометрией, а также количественно анализировали 10 образцов пигмента с использованием этих двух методов. Результаты показали, что между этими двумя методами нет существенных различий.

3. Заключение и перспективы

There are few certified Food Coloring reference materials available from developed countries abroad, and most are provided by large commercial companies. The development of reference materials for synthetic and natural food colors is a work in progress. At present, the development of Food Coloring reference materials in China is generally lagging behind, and the choice of reference materials is still very limited. The certified Food Coloring reference materials developed in China involve only 7 types of pigments, and the Food Coloring reference materials developed in China involve only 1 type of pigment. In the future, China should be guided by the scientific research and testing needs of food coloring, overcome the difficulties of developing natural food coloring, which is difficult and costly, and continue to enrich the types of food coloring reference materials to meet the demand for reference materials for food coloring analysis and testing, so as to promote the development of food coloring testing technology and methods and strengthen the construction of China' стандартная система.

Справочные материалы:

[1] Лу сюэхуа, чэн цзянь, бай вейдун. Текущая ситуация и контрмеры China' пищевая промышленность [J]. Китай условия, 2010, 35(5): 35-39.

[2] ван цзиньпин, ту йицин, ван вэньи. Исследования по всему процессу управления рисками пищевой цепочки [J]. Китай приправы, 2021, 46(7): 171-175.

[3] Huazhengchang, Tong Yucui, Cheng Qiang и др. Физиологическая активность куркумина и прогресс в его исследованиях в области животноводства и птицеводства [J]. Кормовая промышленность, 2022, 43(3): 35-40.

[4] лю ясин, ян хуа, тан линг и др. Прогресс в проведении исследований по комплексному применению красной свеклы и беталейнов [J]. Китайский сельскохозяйственный научный бюллетень, 2022, 38(13): 157-164.

[5]Roy S,Rhim J W. Anthocyanin food colorant и его применение В ph-отзывчивых индикаторных фильмах изменения цвета [J]. В важнейших проблемных областях Обзоры в Food Science and Nutrition,2021,61(14): 2297-2325.

[6] China Food Additives and Ingredients Association Coloring Agents Professional Committee. Протокол ежегодного отраслевого заседания профессионального комитета ассоциации пищевых добавок и ингредиентов китая 2019 года и конференции по инновациям в области здравоохранения сажистого углерода в промышленности [J]. Пищевые добавки китая, 2019, 30 (9): 194-196.

[7] чжу хайин. Исследование проблем и контрмер в отношении пищевых синтетических пигментов в контексте закона о безопасности пищевых продуктов [D]. Ухань: вуханский технологический институт, 2011.

[8] вей ся. Правильное использование справочных материалов/стандартов [J]. Химический анализ и измерение, 2014, 23(3): 85 — 88.

[9] руководство I S. 30 (2015) справочные материалы — избранные термины и определения [J]. Исо, Женева, 2015 год.

[10] общее управление контроля качества, инспекции и карантина людей#39; китайская республика. Общие положения и определения для справочных материалов: JJF 1005-2016 [S]. Пекин: China Standards Press, 2017.

[11] министерство здравоохранения#39; китайская республика, управление по стандартизации китая. Гигиенический стандарт при использовании пищевых добавок: гб 2760-2007 [с]. Пекин: China Standards Press, 2008.

[12] су сихуэй, чжао хуэй. Исследование по очистке стандартной пробы синтетических пищевых продуктов Пищевые добавки китая, 2011 (2): 208-211.

[13] линь зихао, мао сину, чжоу циньцюнь и др. Одновременное определение 85 кислотных синтетических пигментов в опытном соусе с помощью жидкой хроматографии-тандема масс-спектрометрии [J]. Наука и техника пищевой промышленности, 2022, 43 (5): 270-279.

[14] He Guihua, Han Huamei, Zheng Xinhua, et al. Разработка стандартной выборки синтетического азорубина цвета [J]. Исследования и разработки в пищевой промышленности, 2016, 37(8): 144 — 147.

[15] He Guihua, Zheng Xinhua, Geng Yanling и др. Разработка стандартного образца синтетического цвета нового красного [J]. Исследования и разработки в пищевой промышленности, 2016, 37(6): 141 — 144.

[16] He Guihua, Zheng Xinhua, Han Huamei, et al. Разработка стандартной выборки синтетического пигмента индиго [J]. Исследования и разработки в области продовольствия, 2013, 34(22): 11 — 13.

[17] су сихуэй, чжао хуэй. Исследование процесса очистки при подготовке стандартных образцов лимонно-желтого красителя [J]. Исследования и разработки в области продовольствия, 2011, 32(4): 70-72.

[18] сунь сяоша, жэнь шуньчэн. Прогресс в исследовании естественной окраски пищевых продуктов [J]. Исследования и разработки в пищевой промышленности, 2016, 37(18): 198201.

[19] ван вэньсюй. Вред синтетической пищевой окраски для организма человека и перспективы применения природной окраски [J]. Вестник продовольственной безопасности, 2019 (25): 72-73.

[20] варгас-синистерра а ф, рамирес-кастрильон м. - дрожжи. Каротеноиды: производство and  Деятельность организации объединенных наций as  Противомикробные препараты Биомолекула [J]. Архивы микробиологии,2021,203(3): 873-888.

[21] чжэн и Кью, чжан и чэнь D. Д. С, и, и Al. Monascus pigment rubroпункtatin: потенциальный двойной агент для раковой химиотерапии и фототерапии [J]. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии,2016,64(12):2541 — 2548.

[22] сёдзи м, накагава к, ватанабе а и др. сравнение Влияние куркумина и куркумина глюкуронида на человека Гепатоцеллюлярный Рак клеток гепг2 [J]. Пищевая химия, 2014,151 :126 — 132.

[23] Го мейхуан, лю сяогуанг, ши гохуа и др. Безопасность искусственной окраски пищевых продуктов [J]. Пищевая промышленность, 2020, 41(3): 332-336.

[24] комиссия ес. Постановление комиссии (EU)No 1129/2011 От 11 ноября 2011 года о внесении поправок в приложение II к постановлению 1333/2008 европейского парламента и совета Путем составления профсоюзного списка пищевых добавок [J]. Official Journal of the European Union L,2011,295(4):12.11.     

[25] лин юнцзянь, ли юцзе, сюй даньмин и др. Прогресс в области исследований основных эталонных стандартов для испытаний на безопасность пищевых продуктов [J]. Журнал безопасности и качества пищевых продуктов, 2022, 13(10): 3164-3171.

[26] ли энчжун, сюй дацзюнь, фэн чэнь и др. Исследование принципов классификации и методов наименования справочных материалов в китае [J]. Китайская стандартизация, 2021(22): 6-14, 20.

[27] США - продукты питания И управление по наркотикам. Код на английском языке Федеральных правил: глава 21 Подраздел 73-74 [EB/ OL]. (2023-09-19) [2023-09-21] https://www.ecfr.gov/current/ title-21/ chapteri /subchapter-A.

[28] ełbasa A,Gadzał A-kopciuch R,Buszewski B. справочные материалы: значимость, общие требования и спрос [J]. Критические обзоры в аналитической химии,2016,46 (3):224-235.

[29] Sato K. Trend in food additives administration of Japan [J]. Наука о пищевой гигиене и безопасности: шокухин эйсейгаку засси,2010,51(6):331 — 335.

[30] японский фонд исследований в области пищевой химии. Перечень обозначенных добавок [EB/OL]. (2023-07-26) [2023-09-21] https://www.ffcr.or.jp/tenka/list/post-11.html.

[31] Japan Food Chemical Research Foundation. Перечень веществ, которые, как правило, предназначены для употребления в пищу или питья в качестве пищевых продуктов и которые используются в качестве пищевых добавок [EB/OL]. (2015- 03-30) [2023-09-21]

[32] Ин вэйвай, Мэн фантонг. Методы определения и прогресс витаминов в национальных стандартах безопасности пищевых продуктов [J]. Пищевая промышленность, 2021, 42(1): 256-259.

[33] Recknagel S,Bresch H,Kipphardt H,et al. Trends in selected fields of reference material production [J]. Аналитическая и биоаналитическая химия,2022,414 (15):4281 — 4289.

[34] Li Xing, Jiang Feng, Wang Huixia и др. Определение 10 синтетических пигментов в пигментах путем экстракции твердой фазы-сверхвысокопроизводительная жидкостная хроматография [J]. Пищевая промышленность, 2018, 39(10): 325 — 328.

[35] фу даю, юань дун, чжан сяофан. Одновременное определение синтетических пигментов в вине с помощью высокопроизводительной жидкостной хроматографии [J]. Исследования и разработки в пищевой промышленности, 2016, 37(22): 134 — 138. [36] сон синь, чжи шуангли, ян ли и др. Применение осциллографической поляриметрии при определении цвета синтетических пищевых продуктов [J]. Китайский журнал пищевой гигиены, 2009, 21(5): 422-423.

[37] го юанхенг, ма лийи, чжэн хуа и др. Сравнительный количественный анализ карминовой кислоты по высокоэффективной жидкостной хроматографии и спектрофотометрии [J]. Наука о еде, 2009, 30(18): 303-306.