Food chemical safety. / Volume 2, Additives

List of contributors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi Part I General issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 D. Watson, Food Standards Agency, London 1.1 Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2 Controls on additives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.3 Future work on additives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.4 Acknowledgement and dedication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.5 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2 The regulation of additives in the EU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 D. W. Flowerdew, Consultant (formerly Leatherhead Food RA) 2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.2 The key directives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3 Future developments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.4 Sources of further information and advice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.5 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Appendix: List of E numbers of permitted additives . . . . . . . . . 32 3 The regulation of additives in the USA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 P. Curtis, North Carolina State University, Raleigh 3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.2 Food additive laws and amendments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3.3 Federal agencies responsible for enforcement . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Contents 3.4 Generally recognized as safe (GRAS) substances . . . . . . . . . . . . 46 3.5 Prior sanctioned substances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.6 Color additives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.7 Pesticide residues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 3.8 Setting tolerance levels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 3.9 The approval process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3.10 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Part II Analysing additives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 4 Risk analysis of food additives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 D. R. Tennant, Consultant, UK 4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 4.2 Hazard identification in the food chain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 4.3 Dose-response characterisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 4.4 Exposure analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 4.5 Risk evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 4.6 Methods for risk management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 4.7 Risk communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.8 Future trends. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.9 Conclusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 4.10 Sources of further information and advice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 4.11 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 5 Analytical methods: quality control and selection . . . . . . . . . . . . . . 79 R. Wood, Food Standards Agency, Norwich 5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 5.2 Legislative requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 5.3 FSA surveillance requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 5.4 Laboratory accreditation and quality control . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 5.5 Proficiency testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 5.6 Analytical methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 5.7 Standardised methods of analysis for additives . . . . . . . . . . . . . . 99 5.8 The future direction for methods of analysis . . . . . . . . . . . . . . . . 102 5.9 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Appendix: Information for potential contractors on the analytical quality assurance requirements for food chemical surveillance exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 6 New methods in detecting food additives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 C. J. Blake, Nestle´ Research Centre, Lausanne 6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 6.2 Reference or research methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 6.3 Rapid or alternative methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 6.4 Future trends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 vi Contents 6.5 Sources of further information and advice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 6.6 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 7 Adverse reactions to food additives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 M. A. Kantor, University of Maryland 7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 7.2 Consumer attitudes about food additives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 7.3 Reporting adverse reactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 7.4 Controversial food additives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 7.5 Summary and conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 7.6 Future trends and directions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 7.7 Sources of further information and advice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 7.8 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 Part III Specific additives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 8 Colorants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 F. Jack Francis, University of Massachusetts, Amherst 8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 8.2 Food, drug and cosmetic colorants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 8.3 Carotenoid extracts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 8.4 Lycopene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 8.5 Lutein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 8.6 Annatto and saffron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 8.7 Paprika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 8.8 Synthetic carotenoids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 8.9 Anthocyanins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 8.10 Betalains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 8.11 Chlorophylls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 8.12 Tumeric . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 8.13 Cochineal and carmine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 8.14 Monascus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 8.15 Iridoids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 8.16 Phycobilins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 8.17 Caramel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 8.18 Brown polyphenols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 8.19 Titanium dioxide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 8.20 Carbon black . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 8.21 Miscellaneous colorants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 8.22 Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 8.23 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 Contents vii 9 Safety assessment of flavor ingredients . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 K. R. Schrankel and P. L. Bolen, International Flavors & Fragrances, Union Beach and R. Petersen, International Flavors & Fragrances, Dayton 9.1 Introduction: definition and use of flavoring substances . . . . . 207 9.2 The range and sources of flavoring ingredients . . . . . . . . . . . . . . 208 9.3 Basic principles of safety evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 9.4 Regulatory groups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 9.5 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 10 Sweeteners 228 G. von Rymon Lipinski, Nutrovina Nutrition Specialities and Food Ingredients GmbH, Frankfurt 10.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 10.2 Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 10.3 Functionality and uses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 10.4 The available sweeteners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 10.5 Sweetener safety testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 10.6 Case study: Acesulfame K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 10.7 Other sweeteners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 10.8 Regulatory status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 10.9 Analytical methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 10.10 Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 10.11 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 10.12 Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 10.13 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 11 Food additives, other than colours and sweeteners . . . . . . . . . . . . . 249 Brian Whitehouse, Consultant, UK 11.1 Introduction: classifying the range of additives . . . . . . . . . . . . . . 249 11.2 The regulatory background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 11.3 Acceptable daily intake (ADI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 11.4 JECFA safety evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 11.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 Appendix 1: Specifications for food additives . . . . . . . . . . . . . . . . 258 Appendix 2: Acceptable daily intake (ADI) values and references by additive category . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 Appendix 3: Acceptable daily intake (ADI) values and references by additive name . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 11.6 Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 12 Case study: antioxidant preservatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 K. M‎´kova´ , Institute of Chemical Technology, Prague 12.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 12.2 Toxicological aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 viii Contents 12.3 The Codex Alimentarius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 12.4 The regulation of antioxidants in the EU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 12.5 The regulation of antioxidants in the USA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 12.6 The regulation of antioxidants in Australia . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 12.7 The regulation of antioxidants in Japan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 12.8 Future trends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 12.9 Sources of further information and advice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 12.10 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300