Харчовий барвник Е171: чим небезпечний?

Діоксид титану, або харчовий барвник Е171, широко застосовується у харчовій промисловості. Титанові білила, барвник Е171, діоксид титану – так виробники на етикетках продуктів позначають одну й ту саму речовину з хімічною формулою TiO₂. Основний ефект Е171 полягає у покращенні органолептичних властивостей продуктів, зокрема, він відповідає за білий колір майонезу, жувальних гумок, кондитерських виробів, сиру, рибних консервів тощо.

Наразі групою дослідників з Массачусетського університету у місті Амхерст виявлено, що звичайна харчова добавка Е171, нещодавно заборонена у Франції, але дозволена у США та багатьох інших країнах, значно впливає на мікробіоту кишечнику мишей, викликаючи запалення у товстій кишці та зміни експресії білка у печінці. Професор, стипендіат з харчових наук та провідний автор статті, опублікованій у щотижневому рецензованому міждисциплінарному журналі «Small» Ханг Сяо наголошує на тому, що результати дослідження підтвердили тісний взаємозв’язок між наявністю у продуктах харчування наночастинок TiO₂ та розвитком несприятливих наслідків для здоров’я людини.

Необхідно розуміти, що кишкова мікробіота належить до різноманітної та складної спільноти мікроорганізмів. Дисбаланс мікробіоти пов’язаний із цілою низкою наслідків, включаючи запальні кишкові, серцево-судинні захворювання та ожиріння. Побоювання викликає той факт, що дрібніші за 100 нм нанорозмірні частинки TiO₂ здатні накопичуватися у тканинах, на відміну від більш крупних частинок, які з легкістю абсорбуються. У своєму дослідженні Х. Сяо із колегами годували дві групи мишей раціоном, до складу якого входили як харчові добавки Е171, так і нанорозмірні частинки TiO₂. Одна популяція мишей отримувала висококалорійний раціон, подібний до раціону багатьох американців, інша – низькокалорійний. Перша популяція, як очікувалося, набувала ознак ожиріння. Вчені виявили, що нанорозмірні частинки TiO₂ знижують рівень коротколанцюгових жирних кислот, які, у свою чергу, необхідні для нормального функціонування товстої кишки. Разом із тим нанорозмірні частинки ініціювали підвищення рівнів прозапальних імунних клітин і цитокінів, що напряму вказує на розвиток запальної реакції. Група вчених також провела досліди із трансплантацією мікрофлори. Вони вносили зразки мікрофлори, забрані у мишей, що отримували раціон із додаванням TiO₂, мишам, кишечник яких був попередньо оброблений антибіотиками. Як наслідок, у оброблених мишей розвивалося запалення товстої кишки.

Нагадаємо, що раніше спеціалісти з університету Сіднея виявили наступне: харчова добавка Е171 стимулює вироблення у кишечнику бактеріальних біоплівок, накопичення яких пов’язують із запальними захворюваннями та навіть розвитком раку.

• ScienceDaily (2020) Common food additive causes adverse health effects in mice
  (https://www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200625162252.htm)

Катерина Приходько-Дибська

ТИТАН ДІОКСИД

ТИТАН ДІОКСИД (ДФУ), Titanii dioxidum (PhEur), Titanium dioxide (BP, USP), Titanium oxide (JP, CAS № 13463-67-7); син.: Anatase titanium dioxide; brookite titanium dioxide; color index number 77891; E171; Kronos 1171; pigment white 6; rutile titanium dioxide; Tioxide; TiPure; titanic anhydride; Tronox — білий аморфний негігроскопічний порошок без смаку та запаху.

Рисунок. Кристали Т.д. при збільшенні 1200×

Отримують прожарюванням гідроксиду, що утворюється при гідролізі сульфатних розчинів (при сульфатній переробці титанових концентратів); спалюванням ТіСl₄ (при 1200–1700 °С); прямою комбінацією титану та кисню; реакцією летких неорганічних сполук титану з киснем. TiO₂ високої чистоти можна отримати гідролізом титанорганічних сполук Ti(OС₄Н₉) з наступним прожарюванням. У природі зустрічається у вигляді трьох кристалічних форм: рутил, анатаз і брукіт, які різняться деякими фізичними характеристиками. Також штучно отримані дві модифікації високого тиску — ромбічна IV і гексагональна V. Для комерційних потреб виробляється у вигляді агрегатів розміром 100 мкм у діаметрі. Т.д. має такі властивості: насипна густина до усадки — 0,40–0,62 г/см 3 , після усадки — 0,625–0,830 г/см 3 ; щільність — 4,235 г/см 3 (рутил), 4,05 г/см 3 (анатаз), 4,12 г/см 3 (брукіт); діелектрична константа — 48 (анатаз), 114 (рутил); Т_пл — 1855 °С; рефракційний індекс — 2,55 (анатаз) та 2,46 (рутил); питома поверхня — 9,90–10,77 м 2 /г; вологість 0,44%; середній розмір часток — 1,05 мкм.

Т.д. практично не розчиняється в розведених мінеральних кислотах (крім плавикової), розбавлених розчинах лугів, органічних розчинниках і воді; розчиняється у фтористоводневій кислоті та гарячій концентрованій сульфатній кислоті; при нагріванні з NН₃ утворює ТіN; при сплавлянні або спіканні з оксидами, карбонатами металів утворюються титанати та подвійні оксиди; з воднем, вуглецем, активними металами (Mg, Ca, Na) Т.д. при нагріванні відновлюється до нижчих оксидів; з Cl₂ при нагріванні за наявності відновників (вугілля) утворює ТіСl₄. Брукіт за всіх умов метастабільний. Анатаз і брукіт при нагріванні необоротно перетворюються на рутил відповідно при 400–1000˚С та ≈750˚С. В основі структур цих модифікацій — октаедри ТіО₆. Завдяки фотокаталітичному ефекту Т.д. може вступати в реакції взаємодії з деякими АФІ (напр. фамотидин).

Т.д. завдяки високому значенню показника заломлення має світлорозсіювальні властивості. Діапазон світла, що розсіюється, залежить від розміру часток пудри. Напр., Т.д. із середнім розміром часток (230 мкм) розсіює видиме світло, тоді як Т.д. із середнім розміром часток (60 мкм) легко розсіює ультрафіолет і відбиває видиме світло.

Використовується Т.д. у фармацевтичній, косметичній та харчовій промисловості як пігмент та скаламутнювач. Входить до складу фармацевтичних препаратів окремо або в комбінації з іншими пігментними речовинами як компонент суспензій плівкового та дражованого покриття таблеток і капсул; як пігмент у виробництві фарб (титанові білила), синтетичних волокон, пластмаси, гумових виробів, керамічних діелектриків, білої емалі, термостійкого та оптичного скла (у т.ч. для волоконної оптики) і т.д.

Т.д. є неподразливою та нетоксичною речовиною при пероральному вживанні у складі ЛП. Пил Т.д. чинить подразнювальну дію, може викликати бронхіт, пневмосклероз та інші захворювання легенів; ГДК у повітрі робочої зони — 10 мг/м 3 , в атмосферному повітрі — 0,5 мг/м 3 , у воді — 0,1 мг/л. Т.д. надзвичайно стійкий в умовах високих температур завдяки міцному зв’язку між тетравалентним іоном титану та двовалентними іонами кисню. Проте внаслідок взаємодії з променистою енергією відбувається втрата незначної кількості кисню, що може призвести до істотних змін в оптичних і електричних властивостях пігменту.

Т.д. зберігають у щільно закритих контейнерах із світлозахисних матеріалів у сухому, прохолодному місці.

Химическая энциклопедия: В 5 т. / Редкол.: Н.С. Зефиров (гл. ред.) и др. — М., 1995. — Т. 2; Handbook of Pharmaceutical Excipients / Ed. by R.C. Rowe, P.J. Shesky, S.C. Owen — London–Chicago, 2006; Hsu E.R., Gebert M.S., Becker N.T., Gaertner A.L. Effects of plasticizers and titanium dioxide on the properties of poly(vinyl alcohol) coatings // Pharm. Dev. Technol. — 2001. — № 6; Sayre R.M., Dowdy J.C. Titanium dioxide and zinc oxide induce photooxidation of unsaturated lipids // Cosmet. Toilet. — 2000. — № 115.

Інші статті автора

• ОЛІЯ КУКУРУДЗЯНА
• ОЛІЯ ЛЬОНУ
• ОЛІЯ КОНОПЕЛЬ
• ОЛІЯ ГОРІХА ВОЛОСЬКОГО
• ЦУКОР СФЕРИЧНИЙ
• ТРИОЛЕЇН
• ТРИГЛІЦЕРИДИ СЕРЕДНЬОГО ЛАНЦЮГА
• ТРИАЦЕТИН