从甜菜红看美国FDA对于生物合成类食品着色剂的审批要求与申请流程

近日，美国食品药品监督管理局（FDA）根据Phytolon, Ltd.提交的申请（CAP 4C0326），修订了食品着色剂法规，批准甜菜红（Beetroot Red）作为一种免于批次认证的着色剂用于人类食品中。该项修订被收录于美国联邦法规21 CFR Part 73，并新增了§ 73.39章节。该指令于2026年2月6日正式发布，并于发布后45天生效。具体可详见：美国FDA发布食品“无人工色素”标签声称新规：行业将迎来哪些机遇与变局？

应用范围和限制

甜菜红可安全地用于人类食品的着色，使用量需符合良好生产规范（GMP）。但存在以下使用限制：

禁止范围： 不得用于美国农业部（USDA）管辖的肉类、禽肉和蛋类产品，也不得用于婴儿配方奶粉。

身份标准限制： 对于根据《联邦食品、药品和化妆品法案》第401条已发布“身份标准”（Standards of Identity）的食品，除非该标准明确授权使用添加色素，否则不得使用甜菜红。

生产工艺

甜菜红是一种红紫色的液体或粉末，其主要显色成分是甜菜苷（betanin），具体生产步骤如下：

1. 构建生产菌株： 通过基因工程改造酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），使其能够表达源自红甜菜等石竹目植物的甜菜苷生物合成基因。

2. 受控发酵： 使用该改良菌株进行受控发酵，产生甜菜苷。

3. 分离纯化： 通过过滤等工艺从发酵液中去除生产用的酵母菌株。

4. 加工成型： 通过水分蒸发制成液体形式，或者选择性地通过干燥工艺制成粉末形式。

FDA开展的安全评估

FDA采用了“证据权重（weight-of-evidence）”法，评估了甜菜红在预期用途下的安全性：

历史安全性： 确认了甜菜苷在红甜菜等天然膳食来源中的长期安全食用史。甜菜苷是红甜菜和紫火龙果等现有膳食来源中的天然成分。FDA早在1967年就批准了含有甜菜苷的脱水甜菜（甜菜粉）的使用，且由于没有显著的安全担忧，当时并未规定每日最高摄入量。

生产菌株酿酒酵母的安全性：FDA确认酿酒酵母在各种食品应用中具有长期的安全使用史。经评估，用于生产甜菜红的特定改良菌株被认定为无毒性且无致病性。

毒理学研究：

• 遗传毒性：多项试验表明，甜菜红在实验条件下不具致突变性或遗传毒性，包括细菌回复突变试验、体外哺乳动物染色体畸变试验、体外哺乳动物细胞微核试验、体内哺乳动物红细胞Pig-a基因突变试验。

• 亚慢性毒性： 在90天的大鼠研究中确定了未观察到有害作用剂量（NOAEL），雄性大鼠为3,581 mg/kg bw/d，雌性大鼠为4,055 mg/kg bw/d（均为测试的最高剂量），证实了其安全性。

• 膳食暴露量评估：FDA估算了美国人口（包括儿童）的预计摄入量，并认为这种色素的使用属于对现有甜菜粉用途的替代，不会增加膳食中甜菜苷的整体暴露水平。

• 致敏性评估： 生物信息学分析显示，该产品中引入的蛋白质序列与已知过敏原没有显著的一致性，不存在明显的致敏风险。

• 物理化学指标：FDA规定了严格的规格，限制了铅、砷、汞、镉等重金属的含量。

综合上述证据，FDA得出结论：甜菜红按照预期用途（一般用于人类食品，并符合良好生产规范）使用是安全的。

色素添加剂申请流程

在美国，色素添加剂申请（Color Additive Petition, CAP） 是向美国食品药品监督管理局（FDA）提交的一种正式法律程序，旨在请求批准一种新的色素添加剂，或者为已批准的色素添加剂申请新的使用范围。

根据美国联邦法律，所有用于食品、药品、化妆品及部分医疗器械的色素添加剂（除煤焦油染发剂外），都必须经过FDA的安全性评估并正式列入法规后方可使用。当CAP申请获得批准后，FDA会在联邦公报（Federal Register）上发布最终规则（Final Rule），标志着该色素正式合法。

批准后的色素会根据其性质被列入美国联邦法规第21卷（21 CFR）的相关章节：

21 CFR Part 73： 免于批次认证的颜色添加剂（通常为天然来源，如本次获批的甜菜红）。

21 CFR Part 74： 须经批次认证的颜色添加剂（通常为合成色素，如 FD&C Red No. 40）。

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