天然和合成色素在食品和饮料中起着多种作用。这里主要介绍美国是如何管理色素使用的。颜色是食品最显著的特征，它经常预先决定或者“增色”我们的期望。我们既可以利用颜色作为一种识别食品的途径，也可以此来判断食品质量。
    色素不仅可以增加食品本身的色彩，而且也可以确保不同季节、不同批次食品的一致性。生产商也给“那些无色的食品”添加色素，如红色的悬钩子冰冻果子露；或者给“休闲食品”提供生动的颜色，如糖果和节日宴会用食品。
    直到十八世纪中期，用于食品的唯一外用色素均来源于自然界：动物、蔬菜和矿物，包括藏红花、胡萝卜、桑葚、花以及铜、铁矿石。最早的合成染料是从有机煤焦油中提取出来的，在十九世纪晚期进入艺术颜料领域，并首先应用于黄油和奶酪中。
    当加工食物越来越多时，人们对色素的品种、稳定性和鲜艳度的要求就越来越高。冷冻、罐头制造、脱水、烟熏、瓶装、暴露于阳光、空气、湿度和极端的温度都会改变食品自然的色泽，这些能使食品恢复到期望色彩的色素变成了热门商品。不过，食品色素很容易被不道德的生产商们不安全使用，或者故意利用它们欺骗性的颜色来掩盖产品的品质低劣，以及发生以假充真的现象。
    认证的（合成）色素
    第一个人工合成的有机染料是一种略带紫色的丁香花色素，由William Henry Perkin在1856年合成，被人称为“紫红色（mauve）”。在此后的50年间，许多苯胺类的各色有机染料被开发出来，并且大量被用作食品色素，但当时人们并没有过多地考虑它们的安全问题。由于早期的苯胺类和煤-焦油类染料具有很强的毒性，这促使管理者开展了食品色素的毒性检测工作。
    在1907年销售的80种人工合成的食品色素中，只有16种被确认为是“基本”无害的。而到了1907年底，只有7种合成色素最终通过了毒性“批次认证”，被认为是无害或含有限的毒性杂质。在随后的几十年间，这份“认证食用色素”清单得到了扩充和归类，目前9类认证食用色素按其化学组成分成4个家族：分别是含氮类、氧杂蒽/荧光素类、三苯甲烷类和磺化靛蓝类。
    已被认证的合成色素仍然是最流行的食用色素种类，因为它们更为亮丽、一致，更具特色且着色力更强；它们包含了一系列的色调，而且比直接从自然界中提取更为便宜。对已经被认证的合成色素，要明白消费者对于配料标签上合成色素的消费心理障碍；需要通过良好作业规范（GMP）来限制添加量。
    为保护公众健康免受有毒杂质侵袭，每一批色素都必须接受严格的检验并取得“认证”。在没有取得认证之前，它不能用于食品，还必须和已经取得认证的色素分开贮存。通过认证后，食品和药品管理局（FDA）会签发有一列独特数字构成的认证书，允许按照强制的联邦食品、药品和化妆品条例来改变色素的工业名称或者普通名称，诸如FD&C 红色素40号。
    国内外制造商都要遵守这个“认证”制度，FDA要求制造商对每批色素都要提交一批样品，并利用尖端技术深入分析这些样品，以确定它们符合制定的规范，分析指标包括残余污染物、重金属、杀虫剂和未反应的污染物。
    如果一种色素还没有取得证书认证就应用于食物中，该食物将被认定不合格而遭到查封。
    2004 年，超过1720多万合成食用色素通过了FDA认证(FDA, 2004)。在FD&C黄色素5号之后，FD&C 红色素40号是最流行的取得认可的食用色素。缩略词FD&C表明这些色素已经取得FDA认可，可以被用于食品、药品和化妆品。在更多限制的种类中，D&C被公认为是安全的药品和化妆品色素。第三种类的色素，即Ext. D&C，只能作为药品和化妆品的外用色素，而不能够被口服或应用于粘膜。
    所有三类取得认证的色素可以被用作染料或转换为色淀。染料溶解于水后，可以被制成粉剂、颗粒型或者液态型。色素经常被用于液体饮料、固体混合物、糖果和乳制品。另一方面，还可以通过将可溶解的合成染料沉淀到批准的不溶物基质上，或者是溶液的底层来制备色淀。对于FD&C色素，氢氧化铝是基质，铝离子是沉淀剂，这种色素可以吸附到氢氧化铝的表面，然后干燥并研磨到适当的细度。这种色淀令食品生产商心动的优点是它们不溶于大多数的非水溶剂。由于它们不透明，可以用于干性产品，同时它们具有很好的耐光耐热性，它们是唯一适合用于脂肪、树胶、蜡、植物油和食品包装材料的色素。不像那些在溶液中通过吸附和附着方式给食品染色的色素，色淀是通过分散于媒介中而着色的。
    天然色素
    天然色素永远是食物的一部分，它们被分离出来后又重新添加到食品中。与合成色素一样，使用天然色素也是为了使产品具有一致性和吸引力。当我们每天摄入各类食品时，也摄入了叶绿素类、类胡罗卜素类和花青素。通常天然色素包括：胭脂树橙、藏红花、红辣椒、葡萄皮、氧化锌、焦糖色、甜菜根、胭脂虫红和姜黄。FDA用“免除的色素”这个术语来表明天然色素可以免除认证过程。
    天然色素使用量一般比合成色素高。由此引发的结果是它们可能引起食品的质地、气味和风味发生出乎意料的改变。天然色素稳定性和一致性较差，这些导致消费者有时会不接受使用天然色素的食品。天然色素的颜色常常更暗淡、更柔和，并且更容易受食品的基料、pH、盐、维生素、香精和其它因素的影响。天然色素也更容易受微量金属、杀虫剂、除草剂和细菌的污染。
    然而，消费者认为天然色素比来自石油（煤焦油）的合成色素对健康的危害更少，比如象酒石黄、靛蓝和赤藓红之类的名称。天然色素使市场买卖的食品增添了“天然”和“有机”的标记，这些正是越来越多有健康意识的购物者所追求的。
    天然来源的色素大多具有生物活性，这是它们的一个有趣的辅助用途。许多绿色、红色、黄色、蓝色或橙色的水果蔬菜的抗氧化作用来自于它们自身的、极其鲜艳的生物活性色素，譬如虾青素、番茄红素、叶黄素、花青素和β-胡罗卜素。
    在将来，许多植物来源的色素会被分离出来，并加入到功能性抗氧化剂和色素的队伍中。有一点必须声明：虽然认证的合成色素允许在各类食品中使用，且这些色素可以巧妙地添加，但每种食品的生产必须基于良好作业规范（GMP）。相反，天然色素或许只允许使用在特定的食品中，例如葡萄糖酸亚铁可以用于黑橄榄中，而氧化铁可以用在香肠肠衣。
    标签
    色素是这样一些物质，“它是一种染料/色素，通过合成过程（或相似的方法）、或通过提取分离技术，或另外来源于（有或者没有媒介）蔬菜、动物、矿物和其它来源，最终改变或没有改变特性的物质。当它们添加或应用于食品、药品或化妆品，或人体及人体的部分时，能够（单独或通过与其它物质的反应）给予这些产品颜色的物质” 。
    FDA规则也要求认证的和天然的色素，必须在食品标签上宣称是“人工色素”或“人工着色剂”。如果使用“着色剂”这个术语，就是指一种染料、色素，或者是那些能使食品接触的物质染色和颜色改变的、但不能大量进入到食品中的其它物质，它们能赋予食品肉眼可见各种颜色(CFR, 2004b)。
    尽管大多数食品公司和色素生产商都愿意把食用色素分为两大阵营，即听起来感觉良好的“天然”和带有轻蔑口吻的“人工”，但FDA明智地避免了这种分类。
    因为免除的色素来自于天然，一般通过溶剂提取和化学蒸馏，许多使用了合成的稳定剂和防腐剂（一些β-胡罗卜素的制备完全是通过人工合成的工艺），所以它们不再是象每天食用的果蔬汁的“压榨物”那样无害。FDA规定免除的色素，尽管我们认为它们是天然的，也必须在标签上标注为“