從甜菜紅看美國FDA對於生物合成類食品著色劑的審批要求與申請流程

美國食品法規與標準
2026年3月2日

近日,美國食品藥品監督管理局(FDA)根據Phytolon, Ltd.提交的申請(CAP 4C0326),修訂了食品著色劑法規,批准甜菜紅(Beetroot Red)作為一種免於批次認證的著色劑用於人類食品中。該項修訂被收錄於美國聯邦法規21 CFR Part 73,並新增了§ 73.39章節。該指令於2026年2月6日正式發佈,並於發佈後45天生效。具體詳見:美國FDA發佈食品「無人工色素」標籤聲稱新規:行業將迎來哪些機遇與變局?

應用範圍和限制條件

甜菜紅可安全地用於人類食品的著色,使用量需符合良好生產規範(GMP)。但存在以下使用限制:

禁止範圍:不得用於美國農業部(USDA)管轄的肉類、禽肉和蛋類產品,也不得用於嬰兒配方奶粉。

身份標準限制:對於根據《聯邦食品、藥品和化妝品法案》第401條已發佈「身份標準」(Standards of Identity)的食品,除非該標準明確授權使用添加色素,否則不得使用甜菜紅。

生產製程技術

甜菜紅是一種紅紫色的液體或粉末,其主要顯色成分是甜菜苷(betanin),具體生產步驟如下:

1.     建置生產菌株:透過基因工程改造釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),使其能夠表達源自紅甜菜等石竹目植物的甜菜苷生物合成基因。

2.     受控發酵:使用該改良菌株進行受控發酵,產生甜菜苷。

3.     分離純化:透過過濾等程序從發酵液中去除生產用的酵母菌株。

4.     加工成型:透過水分蒸發製成液體形式,或者選擇性地透過乾燥程序製成粉末形式。

FDA開展的安全評估

FDA採用了「證據權重(weight-of-evidence)」法,評估了甜菜紅在預期用途下的安全性:

歷史安全性:確認了甜菜苷在紅甜菜等天然膳食來源中的長期安全食用史。甜菜苷是紅甜菜和紫火龍果等現有膳食來源中的天然成分。FDA早在1967年就批准了含有甜菜苷的脫水甜菜(甜菜粉)的使用,且由於沒有顯著的安全擔憂,當時並未規定每日最高攝入量。

生產菌株釀酒酵母的安全性:FDA確認釀酒酵母在各種食品應用中具有長期的安全使用史。經評估,用於生產甜菜紅的特定改良菌株被認定為無毒性且無致病性。

毒理學研究:

  • 遺傳毒性:多項試驗顯示,甜菜紅在實驗條件下不具致突變性或遺傳毒性。測試項目包括:細菌回變試驗(Ames Test)、體外哺乳動物染色體畸變試驗、體外哺乳動物細胞微核試驗、體內哺乳動物紅血球 Pig-a 基因突變試驗。

  • 亞慢性毒性:在90天的大鼠研究中確定了未觀察到有害作用劑量(NOAEL),雄性大鼠為3,581 mg/kg bw/d,雌性大鼠為4,055 mg/kg bw/d(均為測試的最高劑量),證實了其安全性。

  • 膳食暴露量評估:FDA估算了美國人口(包括兒童)的預計攝入量,並認為這種色素的使用屬於對現有甜菜粉用途的替代,不會增加膳食中甜菜苷的整體暴露水準。

  • 致敏性評估:生物資訊學分析顯示,該產品中引入的蛋白質序列與已知過敏原沒有顯著的一致性,不存在明顯的致敏風險。

  • 物理化學指標:FDA規定了嚴格的規格,限制了鉛、砷、汞、鎘等重金屬的含量。

綜合上述證據,FDA得出結論:甜菜紅按照預期用途(一般用於人類食品,並符合良好生產規範)使用是安全的。

色素添加劑申請流程

在美國,色素添加劑申請(Color Additive Petition,CAP)是向美國食品藥品監督管理局(FDA)提交的一種正式法律程式,旨在請求批准一種新的色素添加劑,或者為已批准的色素添加劑申請新的使用範圍。

根據美國聯邦法律,所有用於食品、藥物、化妝品及部分醫療器材的色素添加物(除煤焦油染髮劑外),都必須經過 FDA 的安全性評估並正式列入法規後方可使用。當 CAP 申請獲得批准後,FDA 會在聯邦公報(Federal Register)上發布「最終規則(Final Rule)」,標誌著該色素正式合法。

批准後的色素會根據其性質被列入美國聯邦法規第21卷(21 CFR)的相關章節:

21 CFR Part 73:免於批次認證的顏色添加劑(通常為天然來源,如本次獲批的甜菜紅)。

21 CFR Part 74:須經批次認證的顏色添加劑(通常為合成色素,如 FD&C Red No. 40)。

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