Etude sur les colorants alimentaires

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 Et en plusnatural 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 En tant quea whole is showing a steady development trend [6].

Cependant, les problèmes fréquents de salubrité des aliments causés par l’utilisation illégale ou excessive de colorants alimentaires, comme l’utilisation illégale du jaune du soleil dans la viande séchée et l’utilisation excessive de colorants dans les boissons [7], ont mis en question la sécurité des colorants alimentaires. Par conséquent, la détection précise du type et du contenu du colorant alimentaire est la base pour déterminer si le colorant alimentaire est utilisé de manière normalisée, ce qui contribue à assurer la sécurité alimentaire et à protéger les droits et les intérêts des consommateurs. Afin de normaliser la méthode de détection des colorants alimentaires et d’assurer l’exactitude et la fiabilité des résultats des tests, il est nécessaire d’utiliser des matériaux/normes de référence (RM).

Selon l’organisme de réglementation, la mr en Chine est divisée en substances de référence (GBW) et échantillons de référence (GSB), qui sont approuvés et gérés par l’autorité nationale de métrologie et le département administratif en charge de la normalisation sous le conseil d’état, respectivement. Les deux sont fondamentalement les mêmes en termes de processus de développement et d’attributs. À l’échelle internationale, il n’y a pas de distinction entre les substances de référence mr et les échantillons de référence mr [8]. Selon la définition du Guide 30 de l’organisation internationale de normalisation (ISO), un matériau de référence est une matière ou une substance ayant une ou plusieurs valeurs suffisamment homogènes et bien caractérisées qui est utilisée pour calibrer les dispositifs de mesure, évaluer les méthodes de mesure ou attribuer des valeurs aux matériaux [9]. Selon la définition de China' S norme JJF 1005-2016 «termes généraux et définitions des matériaux de référence», un matériau de référence est un matériau dont les propriétés spécifiques sont suffisamment homogènes et stables, et dont les propriétés conviennent à l’utilisation prévue pour la mesure ou l’inspection des propriétés nominales. Un document de référence certifié est un document de référence qui est accompagné d’un document délivré par un organisme faisant autorité, fournissant une ou plusieurs valeurs de propriété avec incertitude et traçabilité obtenues selon des procédures valides [10]. Les matériaux de référence certifiés peuvent être divisés en matériaux de référence primaires (numéros GBW) et matériaux de référence secondaires (numéros GBW (E)). Les matériaux de référence primaires ont une grande précision et sont principalement utilisés pour rechercher des méthodes de mesure standard ou attribuer des valeurs aux matériaux de référence secondaires. Les matériaux de référence secondaires sont principalement utilisés directement comme normes de travail.

Les matériaux de référence pour colorants alimentaires sont des matériaux ou des substances ayant une ou plusieurs valeurs caractéristiques suffisamment homogènes qui sont utilisés dans les essais de colorants alimentaires pour calibrer les dispositifs de mesure, évaluer les méthodes de mesure ou attribuer des valeurs aux matériaux. Les matériaux de référence pour les colorants alimentaires sont une base essentielle pour le contrôle de la qualité des colorants alimentaires, la recherche et le développement de méthodes d’essai et les travaux de normalisation. Ils jouent un rôle important pour assurer la comparabilité, la fiabilité et la traçabilité des résultats des tests, maintenir la salubrité des aliments et la stabilité du marché, et éliminer les obstacles au commerce.

1. Statut de recherche des matériaux de référence colorants alimentaires au pays et à l’étranger

1.1 état de la recherche sur les matériaux de référence pour colorants alimentaires en Chine

GB 2760-2014 «National Food Safety Standard: Food Additive Use Standards» stipule les types, le champ d’application et les niveaux d’utilisation maximaux de 67 types de colorants alimentaires autorisés pour une utilisation en Chine. Parmi ceux-ci, il y a 20 types de colorants alimentaires synthétiques et 47 types de colorants alimentaires naturels [11].

À l’heure actuelle, la pureté des colorants alimentaires synthétiques produits en Chine est relativement faible, ce qui affecte la qualité des colorants et pose des risques potentiels pour la santé humaine [12-13]. Les normes relatives à l’utilisation des additifs alimentaires précisent leur champ d’application et leur utilisation maximale. Par conséquent, la purification des colorants alimentaires synthétiques et le développement de matériaux de référence pour les colorants alimentaires synthétiques sont d’une grande importance pour améliorer la qualité des colorants, assurer la sécurité alimentaire et protéger la santé des consommateurs. Selon les informations publiées par la plate-forme nationale Standard de partager les ressources matérielles, en décembre 2021, la Chine a développé cinq types de matériaux standards nationaux de premier niveau (numéro GBW) pour les pigments synthétiques alimentaires, 23 types de matériaux standards nationaux de deuxième niveau (numéro GBW (E)) pour les pigments synthétiques, et quatre types de matériaux standards de niveau de travail (numéro NIM-RM) pour l’étalonnage des instruments. Pour plus de détails, voir le tableau 1.

En analysant le tableau 1, ces 32 substances standard pour les colorants alimentaires synthétiques ne couvrent que 7 types de colorants alimentaires synthétiques, à savoir l’amarante, le carmin, le jaune citron, le jaune coucher de soleil, le bleu brillant, l’érythrosine et le rouge allure. Les principaux développeurs sont l’institut National de métrologie, en Chine, Tianjin Center for Disease Control and Prevention, Tianjin Bio-Technology Development Co., Ltd., Beijing Food Safety Monitoring and Risk Assessment Center et Beijing Coast Hongmeng Standard Material Technology Co., Ltd. En plus des substances normalisées nationales qui ont été rejetées, certains chercheurs travaillent également à l’élaboration de substances normalisées pour les colorants synthétiques comestibles. He Guihua et d’autres ont mis au point des substances standard pour le carmin azoïque d’une pureté de (99,23 ± 0,38)%, le nouveau matériau standard rouge d’une pureté de 99,59 %, et le matériau standard indigo d’une pureté de 98,26 % [14-16]; Su Xihui et al. ont développé un matériau standard pour le jaune citron avec une pureté de 99,87% et un matériau standard pour le bleu brillant avec une pureté de 99,87% [12,17]. Cependant, aucune substance standard n’a été signalée pour les colorants alimentaires synthétiques comme le dioxyde de titane, le pigment rouge de levure, le colorant caramel (produit avec l’ammoniac), le colorant caramel (sulfate caustique), le colorant caramel (méthode ordinaire), le colorant caramel (méthode du sulfite d’ammonium), le jaune de quinoléine, l’oxyde de fer et la chlorophylline de cuivre, de sodium (potassium).

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 état des recherches sur les matériaux de référence pour colorants alimentaires au Royaume-Uni

En 2011, l’union européenne a publié le règlement (ue) n ° 1129/2011, qui stipule le colorant alimentaire autorisé à être utilisé dans les aliments, y compris 24 colorants alimentaires synthétiques et 16 colorants alimentaires naturels. Actuellement, le Royaume-Uni se conforme toujours à ce règlement [23-24]. Le laboratoire du chimiste du gouvernement (LGC) est la principale institution au Royaume-Uni engagée dans le développement de matériaux de référence et le monde ' S plus grand fournisseur de matériaux de référence [25-26]. Selon le site web du LGC, il peut fournir 25 types de colorants alimentaires de référence, dont 13 sont des matériaux de référence de pigments synthétiques alimentaires, y compris la Tartrazine, le jaune quinoléine, le jaune couché FCF, l’azorubine, l’amarante, le rouge cochiné A, le rouge Allura AC, le bleu Patent V, l’indigotine, le bleu brillant FCF, le noir brillant BN, le bêta-apo-8 ’-carotène (C 30), le dioxyde de titane. Les 12 colorants alimentaires naturels de référence sont la curcumine, les riboflavines, la cochenille, les chlorophylles, le lycopène, la lutéine, la canthaxanthine, les anthocyanes, le carbonate de calcium, l’aluminium, l’argent et l’or.

1.3 progrès de la recherche sur les matériaux de référence américains pour colorants alimentaires

Selon le Code Codeof Federal Regulations des États-Unis, titre 21, colorant alimentaire américain est divisé en colorant alimentaire exempté et colorant alimentaire certifié. Parmi eux, les colorants alimentaires exemptés sont généralement des pigments naturels d’origine végétale ou minérale, soit un total de 39 sortes, et les colorants alimentaires certifiés sont des pigments synthétiques, soit un total de 9 sortes [27]. Les États-Unis sont le premier pays au monde à mettre au point des matériaux de référence, et l’institution nationale responsable du développement des matériaux de référence est le national Institute of Standards and Technology (NIST) [28].

Selon le site web du NIST, parmi les 48 colorants alimentaires autorisés aux États-Unis, le NIST a développé trois types de colorants alimentaires naturels de référence: bleu outremer, carbonate de calcium et curcumine. Voir le tableau 3 pour plus de détails. Parmi elles, SRM 324, SRM 915, SRM 915a et SRM 915b sont des normes de pureté utilisées pour l’analyse et l’évaluation normalisées des méthodes utilisées. SRM 3300 est pour la détection et l’analyse de la racine de curcuma. Outre l’agence gouvernementale de normalisation et de mesure NIST, la société commerciale américaine Sigma-Aldrich fournit la plupart des matériaux de référence pour les colorants alimentaires et a joué un rôle important dans la construction du système de matériaux de référence pour les colorants alimentaires aux États-Unis.

1.4 progrès de la recherche sur les colorants alimentaires de référence au Japon

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 β-carotène, 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. État actuel des applications des matériaux standard pour colorants alimentaires

2.1. Exigences nationales d’essai standard

Depuis la consommation de colorant alimentaire synthétique est nocif pour la santé humaine, et la quantité de colorant alimentaire naturel ajouté aux aliments n’est pas nécessairement bénéfique, China' S GB2760-2014 «National Food Safety Standard Food Additive Use Standards» [11] a certains règlements sur la quantité de divers colorants alimentaires ajoutés. Tester les colorants alimentaires dans les aliments est d’une grande importance pour la supervision de la sécurité alimentaire en Chine. Actuellement, la Chine a publié des normes nationales pour la détection de certains colorants alimentaires, comme le montre le tableau 4. Comme le montre l’analyse du tableau 4, la Chine a actuellement formulé des normes nationales pour la détection de 26 colorants alimentaires, et les échantillons d’essai couvrent les aliments, les aliments de santé, les produits carnés, les aliments pour animaux et les produits à base de fruits cuits.

Différentes méthodes d’essai sont utilisées selon la nature des différents colorants alimentaires, y compris la chromatographie liquide à haute performance, la spectrométrie à émission atomique plasmatique couplée inductivement, la colorimétrie diazobenzylméthane, la chromatographie liquide à haute performance et la spectrométrie de masse, la spectrophotométrie à fluorescence, la spectrophotométrie, la colorimétrie et la chromatographie sur papier. Parmi ces méthodes, la chromatographie liquide à haute performance est la principale méthode de détection des colorants alimentaires en raison de sa vitesse d’analyse rapide, de son efficacité de séparation élevée, de sa sensibilité élevée et de sa vaste gamme d’application [32] [traduction]. Ces méthodes de détection fournissent des moyens techniques pour la détection et l’analyse de colorants alimentaires, répondant aux besoins de la Chine pour la détection de certains colorants alimentaires. Ces méthodes standard nécessitent l’utilisation de colorants alimentaires standard. Les matériaux standard de colorant alimentaire sont utilisés dans le processus de détection pour le jugement qualitatif et l’analyse quantitative, qui peuvent assurer l’exactitude et la fiabilité des résultats, fournir des normes de traçabilité, contrôler la qualité des aliments, assurer la sécurité alimentaire et la stabilité du marché.

2.2 mise au point et validation de méthodes analytiques

Les substances standard pour colorants alimentaires peuvent également être utilisées pour mettre au point des méthodes analytiques efficaces pour le colorant alimentaire et pour vérifier les différences entre les différentes méthodes d’essai [33]. Li Xing et al. [34] ont établi une méthode analytique qui peut quantifier avec précision 10 colorants alimentaires synthétiques dans les aliments à l’aide de colorants alimentaires synthétiques mis au point par Dr. Ehrenstorfer GmbH, une filiale du laboratoire chimiste du gouvernement du Royaume-Uni (LGC). Fu Dayou et al. [35] ont optimisé les conditions analytiques à l’aide des substances normalisées nationales que sont le jaune citron, le rouge d’amarante et le carmin en Chine, et ont établi une méthode de détection convenant à l’ajout illégal de pigments synthétiques dans le vin.

Song Xin et al. [36] ont utilisé cinq types de solution de colorant alimentaire synthétique matériaux standard développés par le National standard Material Research Center pour explorer l’effet d’application de la méthode polarimétrique oscillographique pour la détermination de colorant alimentaire synthétique, et l’ont comparé à la méthode HPLC. Il n’y avait aucune différence significative entre les deux méthodes de détermination. Guo Yuanheng et al. [37] ont utilisé l’acide carmin mis au point par Sigma aux États-Unis comme échantillon standard, et ont mesuré la surface de crête par chromatographie liquide à haute performance et l’absorbance par spectrophotométrie, et ont analysé quantitativement 10 échantillons de pigments à l’aide des deux méthodes. Les résultats ont montré qu’il n’y avait pas de différence significative entre les deux méthodes.

3 Conclusion et perspective

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' système standard S.

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