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焦糖色素与食品安全 　　摘要 焦糖色素作为食品添加剂，广泛地使用在食品生产与加工中，从化学的角度分析生产焦糖色素时产生致癌物质4-甲基咪唑的可能途径，有助于人们丰富食品化学知识、增强食品安全意识。 　　关键词 焦糖色素 4-甲基咪唑 食品安全 　　2012年3月6日，美国研究机构“公共利益科学中心”（CSPI）发布报告称，在可口可乐、百事可乐、健怡可乐和百事轻怡等4种产品中均发现了一种名为4-甲基咪唑的化学物质，这种物质可能产生于产品配料“焦糖色素”中，它能导致动物长肿瘤，有可能会给人体带来致癌风险。该组织已向美国监管机构施压，要求其禁止使用这种着色添加剂，可乐是否致癌引发了全球的争议。因此，有必要从化学的角度阐明焦糖色素在生产过程中可能产生4-甲基咪唑的这一事实，通过对这一过程的了解，对于提高人们食品化学知识、增强食品安全意识、促进人类健康有一定的现实意义。 　　1.焦糖色素的性质及发展 　　焦糖色素（caramel pigment）是一种浓黑褐色粘稠物质，可溶于水，不溶于常用的有机溶剂，有一种烧焦的糖的气味，具有明显的焦香味，并有某种苦味，其原料多为果糖、葡萄糖、蔗糖和淀粉等脱水缩合反应的产物。它被广泛用于食品、医药、调味品、饮料等行业。1940年美国食品药品管理局（FDA）就发布了有关焦糖色素的规定。由于4-甲基咪唑的毒性问题使焦糖色素的发展受到了阻碍，后来经过一系列的深入研究和实验，联合国粮食与农业组织（FAO）、世界卫生组织（WHO）和国际食品添加剂联合专家委员会（JECFA）均认为，焦糖色素作为食用色素是安全的，但对4-甲基咪唑作了限量的规定。国外焦糖色素的生产历史悠久，美国1863年就首次商业化生产。我国20世纪70年代河南等地就有以红薯为原料生产焦糖的小作坊式工厂，生产设备极其落后，产品色率极低。80年代后期，重庆引进美国威廉生公司的生产技术，极大地推动了我国焦糖色素工业的发展。90年代中期，以恒泰、红双喜为龙头的焦糖色素生产企业相继形成，主要产品为氨法焦糖。2001年我国根据焦糖色素工业迅猛发展的形势，在原标准的基础上又制定了GB8817-2001标准和GB2760-2011标准。 　　2.焦糖色素的种类及应用 　　根据催化剂的不同，焦糖色素的生产方法可分为普通法、亚硫酸盐法、氨法、亚硫酸铵法4种。 　　普通焦糖色素（Ⅰ类），这类焦糖色素在制造中用DE值70以上的葡萄糖浆在160℃左右的温度下，不采用含铵化物或亚硫酸盐作为催化剂。它的色率较低，但红色指数可达6以上，氮硫含量均较低，在75%的酒精中也能稳定。 　　苛性亚硫酸盐焦糖色素（Ⅱ类），苛性亚硫酸盐焦糖的制造方法与普通焦糖相似，但必须用亚硫酸盐作催化剂，催化剂的用量较高，亦能在酒精中稳定。一般采用葡萄糖与亚硫酸钠控制加热制作，使用范围很小，只用于一些特殊要求的食品或药品。GB8817-2001国家标准规定中允许使用的焦糖色素生产方法中并没有此法。 　　氨法焦糖色素（Ⅲ类），这类焦糖色素指没有用含亚硫酸盐作为催化剂，而只采用氨作催化剂生产的焦糖色素，常采用高当量的葡萄糖或果糖与氨在高温下制成。这类焦糖耐盐性较好，主要用于酱油、醋、酱料等调味品的着色，带有正电荷。焦糖的耐酒精性使它能够在酒中使用，通常能分散于50%浓度以下的乙醇溶液中。啤酒含有带正电荷的蛋白质，需选用带正电荷的Ⅲ类焦糖。 　　亚硫酸铵法焦糖色素（Ⅳ类），这类焦糖色素是采用亚硫酸铵盐作为催化剂，葡萄糖和蔗糖作为原料，在酸性条件下催化而成。在软饮料中，这类焦糖色素的使用量最大，它不仅着色力强，而且在酸陛饮料中十分稳定。这种焦糖色素带负电荷，而饮料中所用的香料，含有少量带负离子的胶体物质，这样二者就能相溶，不会形成混浊或絮凝现象。焦糖在使用前部分氢化，可进一步减少产品贮藏中芳香成分的损失，这对使用阿力甜的低糖可乐型饮料尤其显著。黄酒中含有大量负电荷的蛋白质、多糖的胶体，且产品pH一般在3.8～4.6，故要求使用pI在1.5以下，酒精下稳定的Ⅳ类焦糖。有些产品如发酵葡萄酒、樱桃酒，在生产中已基本去除了蛋白质，加上本身带有酸性，可以使用耐酸性焦糖。 　　焦糖色素也可用来增加焙烤食品外观的吸引力，可选用高浓度的液体或粉末状焦糖色素来弥补特制面包“表面装饰”及曲奇饼精制配料的不充足和不均匀的着色力。此外，焦糖色素也能广泛地应用于其他食品中，如罐装肉和炖肉、餐用糖浆、医药制剂，以及植物蛋白为原料的模拟肉中。肉制品中可以用正负电荷的焦糖色素，选择时应考虑红色指数问题。固化焦糖色素一般用于混合粉末调味料中，如把固化焦糖与淀粉或糊精混合于方便面调味包中，保证汤料用热水冲调后速溶的同时加强汤料的色泽和风味。 　　3.焦糖色素与4-甲基咪唑生成的可能途径 　　焦糖色素的制造是一种褐变反应（