第二节 安全评估与应用要求
一、评估意义
在食品加工中，食品添加剂虽是重要的原材料之一，但就其属性分析，除个别物种外，食品添加剂既不属于食品中固有的自然成分，也不属于加工食品的主料，仅是带有技术目的而使用的外加辅料而已。作为食品加工使用的辅料，必须对其质与量及其应用有相应的要求和限制。这是科学使用食品添加剂的基本原则，也是食品添加剂安全性的重要内容所在。
早期由于人类对物质世界认识能力的局限性，对食品添加剂类物质的使用往往更偏重于使用效果，却忽略其安全性，尤其对非表观毒理现象或亚急性毒性情况更是无所适从。注重添加效果，忽视添加剂的毒理安全性不仅是早期在添加剂使用方面的最大缺欠，同时也是现代社会中出现的食品安全隐患的重要原因之一。
食品添加剂的安全性评估内容包括对各类添加剂物种毒理（性）及使用剂量与使用范围的认定。通过适当的毒理学（Toxicology）实验进行评价，确定不同添加剂物种的毒性大小级别，再结合可能适用的加工食品以及统计用量评估分析，最终确定其使用的限量和适用范围。
二、毒理学分析
多数食品添加剂并非天然产物。许多物种在合成或分离过程中会残留有害的原料或杂质。有些食品添加剂本身就是化学合成的制剂。因此为确保食品添加剂的安全使用，对添加剂安全性评估是非常必要的。缺乏毒理学评价、毒性不确定的任何物种不能作为食品添加剂使用。确定食品添加剂的毒性级别和安全性是毒理学评价的主要内容，也是制定使用限量标准的重要依据。
（一）毒理学评价内容
毒理学评价除做必要的分析检验外，通常采用动物试验进行毒性评价。评价程序依次分别包括急性经口毒性试验、遗传毒性试验、亚慢性毒性试验28d经口毒性试验、90d经口毒性试验、致畸试验、生殖毒性试验和生殖发育毒性试验、毒物动力学试验、慢性毒性试验和致癌试验、慢性毒性和致癌合并试验。
1.急性经口毒性试验（Acute Toxicity Study）
急性经口毒性试验是经口一次性给予或24h内多次给予受试物（Test Substances）后，在短时间内观察动物所产生的毒性反应，包括中毒体征和死亡，致死剂量通常用半数致死量（LD50）来表示。
（1）试验目的 测定LD50，了解受试物的急性毒性强度、性质和可能的靶器官，为进一步进行毒性试验的剂量和毒性观察指标的选择提供依据，并根据LD50进行毒性剂量分级（表1-1）。
（2）结果判定 如LD50剂量小于人的推荐（可能）摄入量[2]的100倍，则放弃该受试物用于食品，不再继续其他毒理学试验。
表1-1 急性毒性（LD50）剂量分级表
2.遗传毒性试验（Genetic Toxicity Study）
（1）主要内容 遗传毒性试验的组合应该考虑原核细胞与真核细胞、体内试验与体外试验相结合的原则。根据受试物的特点和试验目的，推荐系列遗传毒性试验组合：①细菌回复突变试验；哺乳动物红细胞微核试验或哺乳动物骨髓细胞染色体畸变试验；小鼠精原细胞或精母细胞染色体畸变试验或啮齿类动物显性致死试验。②细菌回复突变试验；哺乳动物红细胞微核试验或哺乳动物骨髓细胞染色体畸变试验；体外哺乳类细胞染色体畸变试验或体外哺乳类细胞TK基因突变试验。③其他备选遗传毒性试验：果蝇伴性隐性致死试验、体外哺乳类细胞DNA损伤修复（非程序性DNA合成）试验、体外哺乳类细胞HGPRT基因突变试验。
（2）试验目的 了解受试物的遗传毒性以及筛查受试物的潜在致癌作用和细胞致突变型。
（3）结果判定 ①如遗传毒性试验组合中两项或以上试验阳性，则表示该受试物很可能具有遗传毒性和致癌作用，一般应放弃该受试物应用于食品；②如遗传毒性试验组合中一项试验为阳性，则再选两项备选试验（至少一项为体内试验）。如再选的试验均为阴性，则可继续进行下一步的毒性试验；如其中有一项试验阳性，则应放弃该受试物应用于食品；③如三项试验均为阴性，则可继续进行下一步的毒性试验。
3.28d经口毒性试验
（1）试验目的 在急性毒性实验的基础上，进一步了解受试物毒作用性质、剂量-反应关系和可能的靶器官，得到28d经口未观察到有害作用剂量，初步评价受试物的安全性，并为下一步较长期毒性和慢性毒性试验剂量、观察指标、毒性终点的选择提供依据。
（2）结果判定 对只需要进行急性毒性、遗传毒性和28d经口毒性试验的受试物，如试验未发现有明显毒性作用，综合其他各项试验结果可做出初步评价；如试验中发现有明显毒性作用，尤其是有剂量-反应关系时，则考虑进行进一步的毒性试验。
4.90d经口毒性试验
（1）试验目的 观察受试物以不同剂量水平经长期喂养后对实验动物的毒作用性质、剂量-反应关系和靶器官，得到90d经口未观察到有害作用剂量，为慢性毒性试验剂量选择和初步制定人群安全接触限量标准提供科学依据。
（2）结果判定 根据试验所得的未观察到有害作用剂量进行评价，原则是：①未观察到有害作用剂量小于或等于人的推荐（可能）摄入量的100倍表示毒性较强，应该放弃该受试物用于食品；②未观察到有害作用剂量大于100倍而小于300倍者，应进行慢性毒性试验；③未观察到有害作用剂量≥300倍者则不必进行慢性毒性试验，可进行安全性评价。
5.致畸试验
（1）试验目的 了解受试物是否具有致畸作用和发育毒性，并可得到致畸作用和发育毒性的未观察到有害作用剂量。
（2）结果判定 根据实验结果评价受试物是不是实验动物的致畸物。若致畸试验结果阳性，则不再继续进行生殖毒性试验和生殖发育毒性试验。在致畸试验中观察到的其他发育毒性，应结合28d和（或）90d经口毒性试验结果进行评价。
6.生殖毒性试验和生殖发育毒性试验
（1）试验目的 了解受试物对实验动物繁殖及对子代的发育毒性，如性腺功能、发情周期、交配行为、妊娠、分娩、哺乳和断乳及子代的生长发育等，得到受试物的未观察到有害作用剂量水平，为初步制定人群安全接触限量标准提供科学依据。
（2）结果判定 根据试验所得的未观察到有害作用剂量进行评价，原则是：①未观察到有害作用剂量小于或等于人的推荐（可能）摄入量的100倍表示毒性较强，应该放弃该受试物用于食品；②未观察到有害作用剂量大于100倍而小于300倍者，应进行慢性毒性试验；③未观察到有害作用剂量大于或等于300倍者则不必进行慢性毒性试验，可进行安全性评价。
7.慢性毒性试验和致癌试验
（1）试验目的 了解经长期接触受试物后出现的毒性作用以及致癌作用；确定未观察到有害作用剂量，为受试物能否用于食品的最终评价和制定健康指导值提供依据。
（2）结果判定 根据慢性毒性试验所得的未观察到有害作用剂量进行评价，原则是：①未观察到有害作用剂量小于或等于人的推荐（可能）摄入量的50倍者，表示毒性较强，应该放弃该受试物用于食品；②未观察到有害作用剂量大于50倍而小于100倍者，经安全性评价后，决定该受试物可否用于食品；③未观察到有害作用剂量大于或等于100倍者则可考虑允许适用于食品。
根据致癌试验所得的肿瘤发生率、潜伏期和多发性等进行致癌试验结果判定的原则是：凡符合下列情况之一（表1-2），可认为致癌试验结果阳性；若存在剂量—反应关系，则判断阳性更可靠。
表1-2 致癌试验结果的几种现象
8.其他
若受试物掺入饲料的最大添加量（原则上最高不超过饲料的10%）或液体受试物经浓缩后仍达不到未观察到有害作用剂量为人的推荐（可能）摄入量的规定倍数时，综合其他的毒性试验结果和实际食用活饮用量进行安全性评价。
（二）食品添加剂的毒理学评价
（1）物种毒性的确定 对任何未曾在食品中使用、缺乏任何毒理学资料的物种，在使用之前须按毒理学评价程序依次对测试物种进行毒理试验，通过实验测试确定物质的LD50、NOAEL、毒性分级等毒理学参数，否则未经毒理学评价的物种不能作为食品添加剂使用。
（2）评价要求
①凡属毒理学资料比较完整，世界卫生组织已公布日容许量或不需规定日容许量者或多个国家批准使用，如果质量规格与国际质量规格标准一致，则要求进行急性经口毒性试验和遗传毒性试验；若质量规格标准不一致，则需增加28d经口毒性试验，根据试验结果考虑是否进行其他相关毒理学试验。
②凡属有一个国家批准使用，世界卫生组织未公布日容许摄入量或资料不完整的，则可先进行急性经口毒性试验、遗传毒性试验、28d经口毒性试验和致畸试验，根据试验结果判定是否需进行进一步的试验。
③对于由动、植物或微生物制取的单一组分，高纯度的添加剂，凡属新品种的，需要进行急性经口试验、遗传毒性试验、90d经口毒性试验和致畸试验，经初步评价后，决定是否需进行进一步试验，凡属国外有一个国际组织或国家已批准使用的，则进行急性经口毒性试验、遗传毒性试验和28d经口毒性试验，经初步评价后，决定是否需进行进一步试验。
三、应用要求
1.限量
正确使用食品添加剂首先要符合对其使用的限量要求，这是对食品添加剂安全性的保证。这其中包括对不同食品种类的使用范围和在食品中的添加剂量。除源于传统食物成分或被证实无需限量要求的部分物种之外，所有食品添加剂均有明确的限量标准和要求。
2.日容许摄入量（Acceptable Daily Intake Estimation，ADI）
日容许摄入量是指人类每日摄入某物质直至终生，而不产生可检测到的对健康产生危害的量。以每千克体重可摄入的量表示，即mg/（kg体重·d）。不同添加剂物种的ADI是将其未见有害作用水平（NOAEL）除以安全系数[3]计算得出的。
3.限量确定
使用限量是食品添加剂在食品中的最大使用量。目前，有些国家是依据JECFA推荐的丹麦预算法（DBM）[4]来推算的。这种方法虽然部分国家有些争议，但目前仍得到一些国家的认可和采用。我国对食品添加剂使用限量的确定基本采用安全系数推算法。具体内容如下：
（1）确定NOAEL（mg/kg） 通过毒理学实验得到添加剂物种相应的NOAEL值（mg/kg）。NOAEL的确定取决于测试系统的选择、剂量设计、测试指标代表性及方法灵敏度。
（2）ADI（mg/kg） 动物数据用于人体时，考虑个体或品种的差异，通过安全系数校正，即ADI=NOAEL÷100。
（3）日人均容许用量A（mg） 对于标准体重（60kg）的日人均用量为：A=ADI×60。
（4）统计确定相关食物总用量Mn（kg） 通过膳食调查统计确定，需要含有该添加剂的各种食品，每日人均摄入总量：Mn=M1+M2+M3+…=∑Mi。
（5）摄入总食物中平均容许含量C（mg/kg）
总食品中平均含量：
（6）食品添加剂的最大用量E（mg/kg） 根据不同食品占总食品的比例，计算单种食品中添加剂的最大用量：
4.范围要求
不同的食品添加剂在不同的食品中使用应有明确的要求，这也是食品添加剂使用安全性的基本内容。食品添加剂在不同食品中的应用及其范围的扩展，应根据不同食品添加剂的功能及其毒理性质所决定。因此，为加强对食品添加剂的使用管理，近年来许多国家的有关标准和法规中不仅列出添加剂的性质和功能，而且还刻意标出不同添加剂所限定应用的食品范围。
（1）依加工食品需要选择添加剂类别物种 不同类型的食品添加剂具有不同的使用功能；不同物种也会表现出不同使用效果。根据对不同食品的加工和处理需要，选择相宜类别的添加剂物种，以避免盲目性地使用情况发生，使食品添加剂更有效地发挥其使用功能和添加效果。
（2）毒理学性质决定应用范围及使用剂量 不同食品添加剂的应用范围和使用效果依赖于不同的物种及其特殊性能，但在同类添加剂应用到不同的食品种类和添加剂量时，不得不考虑其毒理性质的差异和影响。因为食品添加剂的性能仅影响加工食品的添加效果，而物种的毒理性质则影响加工食品的安全性。
（3）扩展使用范围须完成申报 随着应用和研发进展，食品添加剂的物种及其应用范围也会出现不断的扩展和变化。但所有更新内容应符合现有相关的标准和规定，否则必须完成必要的测试实验与申报程序。
四、使用原则
大多数食品添加剂并非为食品的自然成分，而仅为食品加工和处理过程中添加和使用的辅料。对添加剂的使用应有相应的要求和限制，这是科学使用食品添加剂的基本要求。因此，对食品添加剂的正确使用不仅监管者清楚，使用者也应该非常明确。首先对其选择和使用须遵循以下的基本原则。
①使用添加剂不应对消费者产生任何健康危害；
②不应掩盖食品腐败变质；
③不应掩盖食品本身或加工过程中的质量缺陷或以掺杂、掺假、伪造为目的而使用食品添加剂；
④不应降低或影响其营养价值；
⑤在达到预期的效果下尽可能降低在食品中的用量。
食品添加剂的认识和使用以及效果评判，必须要有量与度的观念和意识。没有量与度的概念，就难以正确认识和了解食品添加剂；而无范围和限量意识，同样不会恰当地运用添加剂和发挥其应有作用。无指标、无剂量、无阈值的评判难以进行量化比较、质量鉴别及效果说明，也是不科学的评判。
总之，食品添加剂使用目的是提高和改善食品的品质与加工条件，但其安全性却是首要目标和基本准则。食品添加剂的安全性涉及食品添加剂的物种圈限、毒理学性质（LD50、ADI）、限用剂量和应用范围等方面，这些是在选择和使用食品添加剂之前必须考虑的重要内容。