Диоксид титана (е171)

Описание добавки

Химический состав Е171: двуокись титана (отвечает за отбеливание) и титановые белила. Во время нагревания вещество окрашивается в бледно желтый цвет. Это инертное вещество, которое не растворяется в воде, подсолнечном и оливковом маслах, спирте.

В природе титановый диоксид содержится в некоторых минералах, например, бруките, рутиле и анатазе. Краситель представляет собой беленький порошок без отличительного вкуса и аромата. Характеризуется длительной устойчивостью к воздействию солнечных лучей, кислотной среде, щелочей и температурных колебаний.

Белые кристаллы в дробном виде используются в промышленных отраслях. Их получают двумя самыми распространенными способами. Первый – сульфатный из ильментированого концентрата, второй – хлоридный из титанового тетрахлорида.

• Описание добавки
• Titanium oxide в косметологии
• Титана диоксид в пищевом производстве
• Титановый диоксид в медицине
• Титановый диоксид в других сферах
• Как влияет Е171 на здоровье?

Главные свойства диоксида титана: он вовсе не токсичен, имеет химическую стойкость, не меняет запах (только меняется оттенок во время нагревания), отличается высокой влагостойкостью, полностью совместим с абсолютно любыми пленочными изделиями, имеет высокую отбеливающую и в тот же момент красящую способность.

На самом ли деле этикетка отражает состав пищевой добавки?

Контроль качества растительного препарата определяется идентичностью действующего вещества:

• номенклатурой — ботанический источник лекарственного растительного происхождения;
• чистотой оценка загрязнения;
• количественной оценкой химических соединений;
• качественным и количественным составом;
• загрязнением готового растительного препарата — тяжелые металлы, пестициды, радиоактивные вещества.

В большинстве случаев стабильность сырья и активных соединений не оценивается при регистрации растительной пищевой добавки, и не предоставляется подробная информация об отдельных этапах производственного процесса (от сбора сырья, обработки, приготовления препарата). 

Из-за нарушений в процессе изготовления некоторые травяные добавки могут быть опасными или даже токсичными, вызывать печеночную или почечную недостаточность, взаимодействовать с лекарствами и искажать их действие, вызывать аллергические, анафилактические реакции. Например, пищевые добавки из грибов могут вызывать перекрестные аллергические реакции у пациентов с аллергией на пенициллины. 

Токсичность растительных добавок к пище определяется несколькими факторами: 

• использование неидентифицированных растений;
• выбор неправильной части растения;
• неправильное хранение растительного сырья;
• загрязнение растительного сырья микроорганизмами, химическими веществами, тяжелыми металлыами;
• фальсификация пищевых добавок и неправильная маркировка конечного продукта, когда содержание пищевой добавки не соответствует информации на этикетке или количество активного вещества не указано. 

Пищевые добавки могут содержать запрещенные вещества, например, гормональные препараты — эти добавки очень популярны у спортсменов. В растительных добавках были обнаружены варфарин, диэтилстильбестрол, индометацин, кофеин, ацетоминофен, гидрохлоротиазид, эфедрин, хлорфенирамин, метилтестостерон, преднизолон, фенацетин. 

Риск для здоровья, последствия и осложнения

Отмечается, что диоксид титана, как и другие добавки, часто становится источником аллергии у детей из-за добавления большого количества красителей в детское питание. Поэтому рекомендуется до 6 месяцев поддерживать грудное вскармливание, а при введении прикорма избегать продуктов с добавками и красителями.

Особенно, если у ребенка или его родителей есть склонность к гиперчувствительной реакции. При обследовании взрослых-аллергиков обнаружено, что у 27% больных есть непереносимость пищевых красителей, в том числе диоксида титана. Такой показатель указывает на то, что белый краситель является аллергенным и астмогенным.

Часто диоксид титана вызывает реакцию у больных бронхиальной астмой. Особенно, если пациент вынужден принимать на постоянной основе лекарственные средства. Результаты исследований говорят о потенциальной опасности добавки для определённых групп людей.

Повод для беспокойства появился после проведения опытов с крысами. Выяснилось, что Е171 влияет на наследственность. При попадании в организм, наночастицы блуждают по нему, не скапливаясь в одном месте.

Таким образом добавка воздействует на хромосомы. Еще замечено, что наночастицы, попадая в клетки, нарушали их работу, возникало воспаление. Таким образом диоксид титана провоцировал возникновение злокачественных образований.

Исследования продолжаются, поэтому добавка разрешена по сегодняшний день. Высокая опасность диоксида титана отмечена лишь для людей, чья профессиональная деятельность связана с постоянным контактом с веществом.

Диоксид титана – распространенная добавка, которая применяется во многих сферах жизни человека. Чтобы понять, насколько опасно ее влияние на организм, нужны масштабные исследования, которые займут не один год. На данный момент нет однозначного мнения о ее безопасности.

Оформление статьи: Владимир Великий

В чем содержится диоксид титана

Е171 используют при производстве медикаментозных препаратов, косметических средств. Добавку включают в состав пищевых продуктов. Вещество придает продуктам презентабельный вид. Существенное значение имеет получение Е171 из природных источников.

Диоксид титана Е171 в лекарствах

Титана диоксид содержится в лекарствах. Это связано с его основными свойствами. Существенное значение имеет относительная безопасность вещества.

Диоксид титана включают в таблетки с целью:

• придания оболочке белого цвета;
• улучшения внешнего вида пилюль;
• продления срока годности.

Вещество добавляют в суспензии, кремы, пасты. Диоксид титана также содержится в витаминах.

Диоксид титана в пищевой промышленности

Добавку используют в пищевой отрасли. Примечательно, что объем использования с каждым годом возрастает. Но она не играет первостепенной роли. Белые кристаллы (дробные) получают 2 способами:

• сульфатным из ильментированного концентрата;
• хлоридным из титанового тетрахлорида.

Добавку начали использовать в 1994 году в качестве природного красителя за счет отбеливающего эффекта. Е 171 применяют при производстве:

• сухих смесей;
• завтраков (быстрого приготовления);
• молочных продуктов.

Диоксид титана добавляют в жевательные резинки и крабовые палочки как натуральный отбеливатель. Е 171 используют в различных пищевых отраслях. В частности, диоксид титана широко применяется в кулинарии при изготовлении:

• булочек;
• печенья;
• конфет.

Диоксид титана добавляют в шоколад. Это следует учитывать при наличии противопоказаний к употреблению вещества.

Принцип «неуловимого Джо»

Почему так долго используемая добавка, считавшаяся безвредной, стала вдруг опасной? Все дело в принципе «неуловимого Джо» — вред диоксида титана активно не искали, так как по своим качествам он отвечал критериям для безвредных веществ. Это вещество было нерастворимым, и следовательно, оно не всасывалось в кишечнике, и проходило через пищеварительный тракт транзитом. А какой от этого вред? Никакого.

Но когда мейнстримом в науке стали наночастицы, на титановые белила посмотрели иначе. Дело в том, что значительная часть диоксида титана представлена наночастицами, их так и обозначают TiO2-NP (NP — английская аббревиатура для наночастиц). Таково свойство этого вещества, они образуются при его получении из титаносодержащих руд.

Никаких наполнителей и пищевых добавок? Правда и мифы о советских продуктах

Добыча и производство

Мировое производство диоксида титана на конец 2004 года достигло приблизительно 5 миллионов тонн.

Основные производители и экспортёры диоксида титана:

• (Пори, Финляндия, Дуйсбург и Крефельд, Германия)
• «Крымский Титан» (Армянск, север Крыма)
• «Сумыхимпром» (Сумы, Украина)
• (Норденхам, Германия)
• (Оклахома-Сити, США)
• DuPont (, штат Миссисипи, , штат Теннесси, , штат Делавэр, США; Альтамира, Мексика; , Тайвань; Убераба, Бразилия)

В последние годы чрезвычайно быстро растет производство диоксида титана в Китае.

Сумской государственный институт минеральных удобрений и пигментов (МИНДИП) в своих научно-исследовательских работах особое место уделяет технологиям получения оксида титана (IV) сульфатным способом: исследование, разработка новых марок, модернизация технологии и аппаратурного оформления процесса.

Существуют два основных промышленных метода получения TiO₂: из ильменитового (FeTiO₃) концентрата и из тетрахлорида титана. Поскольку запасов ильменита для удовлетворения нужд промышленности явно недостаточно, значительная часть TiO₂ производится именно из тетрахлорида титана.

Производство диоксида титана из ильменитового концентрата

Первый завод по производству титановых белил из природного титанового минерала ильменита FeTiO₃ был построен в Норвегии в 1918 г., однако первые промышленные партии белил имели жёлтый цвет и плохо подходили для живописи, так что фактически белые титановые белила стали использоваться художниками лишь в 1922—1925 гг. При этом следует указать, что до 1925 г. были доступны лишь композитные титановые пигменты на базе барита или кальцита.

До 1940-х гг. двуокись титана выпускалась в кристаллической модификации — анатаз (β-TiO₂) тетрогональной сингонии с показателем преломления ~2,5

Технология производства состоит из трёх этапов:

• получение растворов сульфата титана (путём обработки ильменитовых концентратов серной кислотой). В результате получают смесь сульфата титана и сульфатов железа (II) и (III), последний восстанавливают металлическим железом до степени окисления железа +2. После восстановления на барабанных вакуум-фильтрах отделяют растворов сульфтов от шлама. Сульфат железа(II) отделяют в вакуум-кристаллизаторе.
• гидролиз раствора сульфатных солей титана. Гидролиз проводят методом введения зародышей (их готовят осаждая Ti(OH)₄ из растворов сульфата титана гидроксидом натрия). На этапе гидролиза образующиеся частицы гидролизата (гидратов диоксида титана) обладают высокой адсорбционной способностью, особенно по отношению к солям Fe3+, именно по этой причине на предыдущей стадии трёхвалентное железо восстанавливается до двухвалентного. Варьируя условия проведения гидролиза (концентрацию, длительность стадий, количество зародышей, кислотность и т. п.) можно добиться выхода частиц гидролизата с заданными свойствами, в зависимости от предполагаемого применения.
• термообработка гидратов диоксида титана. На этом этапе, варьируя температуру сушки и используя добавки (такие, как оксид цинка, хлорид титана и используя другие методы можно провести рутилизацию (то есть перестройку оксида титана в рутильную модификацию). Для термообработки используют вращающиеся барабанные печи длиной 40—60 м. При термообработке испаряется вода (гидроксид титана и гидраты оксида титана переходят в форму диоксида титана), а также диоксид серы.

Производство диоксида титана из тетрахлорида титана

В 1938—1939 гг. способ производства изменился — появился так называемый хлорный метод производства белил из тетрахлорида титана, благодаря чему титановые белила стали выпускаться в кристаллической модификации рутил (α-TiO₂) — также тетрагональной сингонии, но с другими параметрами решётки и несколько бо́льшим по сравнению с анатазом показателем преломления 2,61.

Существуют три основных метода получения диоксида титана из его тетрахлорида:

• гидролиз водных растворов тетрахлорида титана (с последующей термообработкой осадка)
• парофазный гидролиз тетрахлорида титана (основан на взаимодействии паров тетрахлорида титана с парами воды)при 400 °C.
• термообработка тетрахлорида (сжигание в токе кислорода)Процесс обычно ведётся при температуре 900—1000 °C

Последние исследования свойств диоксида титана

Стоит отметить, что исследования в области токсичности пищевых добавок, а именно в отношении E171, проводятся в США уже с 1969 года. Одно из последних опубликовано в выпуске EFSA Journal 28 июня 2016 г. Результат изучения подтвердил безопасность диоксида титана при текущем уровне потребления.

Однако есть и тревожные данные. Так, а 2015 году американские учёные опубликовали результаты экспериментов на лабораторных мышах — их поили специально приготовленной мелкодисперсной суспензией диоксида титана. Итоги опытов таковы — поражение митохондрий в клетках головного мозга. Основная функция митохондрий — выработка энергии для поддержания клеточных процессов. В результате — нарушения функций центральной нервной системы.

А также общественное мнение тревожно отреагировало на недавно опубликованные результаты опытов учёных INRA (Французский национальный институт сельскохозяйственных исследований). Изыскания проводились на трёх группах крыс и морских свинок, которые получали пищевой краситель в воде. Доза соответствовала суточному потреблению E171 человеком. Длился эксперимент 100 дней. Результаты исследования можно обобщить следующими фактами:

• у крыс, имеющих предраковые заболевания кишечника, площадь поражения выросла на 20%;
• у здоровых животных выявлены признаки озлокачествления в 40%;
• в третьей группе, где животные не получали диоксида титана изменений не последовало.

Исследования диоксида титана французскими учёными

https://youtube.com/watch?v=fJtRZYFtfB0

Учёные на основании результатов сделали следующие выводы:

• наночастицы E171 всасываются в кишечнике;
• развивается поражение лимфатической системы с последующими нарушениями иммунной реакции;
• образуются участки воспаления слизистой стенки кишечника с возможным озлокачествлением.

Ещё одно исследование — группа американских учёных из Калифорнийского университета в подобных опытах на крысах получили данные о деформации цепочек ДНК.

Токсикологи считают, что диоксид титана может оказывать канцерогенное действие, проникая через дыхательные пути. Особое беспокойство научного сообщества вызывает природа наночастиц. Учёные говорят о новом механизме проявления токсичности в виде физико-химической реакции. Это позволяет TiO₂ накапливаться в различных тканях и вызывать окислительный стресс.

С другой стороны, статистические данные подтверждают быстрое увеличение темпов промышленности, основанной на применении наноразмерных систем. Предполагаемый рост расширения внутреннего рынка диоксида титана в ряде стран, в том числе и в России составляет от 4 до 9% ежегодно.

Какой можно сделать вывод? Диоксид титана — это химическое соединение, которое имеет уникальные свойства. Практически нет такой области, где бы вещество ни использовалось. Медицинские специалисты различных стран уже более 50 лет проводят исследования на предмет выявления канцерогенного действия на организм человека. И не только тех людей, кто занят на производстве с использованием диоксида титана. Ведь TiO₂ входит в состав зубной пасты, косметических средств, лекарственных препаратов, используется как пищевая добавка E171. Однако пока нет однозначного вывода учёных о вреде этого химического соединения. Ведь результаты, полученные на крысах, нельзя однозначно экстраполировать на человека. Они лишь указывают направление для дальнейших многоцентровых рандомизированных исследований. Точные ответы на тревожные вопросы можно получить, лишь объединив усилия мирового сообщества.

7+

Опасна или нет пищевая добавка Е171

Диоксид титана используют в различных отраслях, что связано со свойствами вещества. Добавка разрешена к использованию во многих странах мира.

Влияние пищевой добавки e171 на организм изучено недостаточно. Использование вещества в продуктах питания считают относительно безопасным.

Доказано, что вещество не накапливается и не усваивается организмом. Его выведение осуществляется через несколько часов. Существует мнение, что Е171 отрицательно воздействует на клеточные элементы. Вещество не является естественным. Его использование опасно появлением передозировки.

Внимание! Суточная норма добавки составляет 1%. Употребление диоксида титана, например, в конфетах, не рекомендуют при патологиях печени, почек, иммунной системы

Вдыхание порошка может провоцировать развитие злокачественных опухолей. Употребление продуктов, содержащих титана диоксид, при беременности не рекомендуется. Это обусловлено отсутствием данных о полной безопасности красителя

Употребление диоксида титана, например, в конфетах, не рекомендуют при патологиях печени, почек, иммунной системы. Вдыхание порошка может провоцировать развитие злокачественных опухолей. Употребление продуктов, содержащих титана диоксид, при беременности не рекомендуется. Это обусловлено отсутствием данных о полной безопасности красителя.

Добавление диоксида титана в еду может быть безопасным только в минимальных дозировках. Специалисты полагают, что продукт может вступать в реакции с другими биологическими компонентами внутри организма и провоцировать различные осложнения:

• слабоумие у людей преклонного возраста;
• повышенная возбудимость;
• расстройства неврологического характера;
• двигательные нарушения у детей;
• головные боли;
• анемию;
• патологии печени и почек;
• выведение фосфора и кальция;
• воздействие на жизнедеятельность клеточных элементов.

Диоксид титана диабет. Диабет и пищевая добавка Е171.

Диоксид титана не является нормальным компонентом ни одной из здоровых тканей человеческого организма. Да, наше тело содержит немало солей, в состав которых входят такие металлы как натрий, калий, кальций, железо и магний, а также менее распространённые кобальт и молибден, но не титан. Тем не менее команда исследователей из Техасского университета в Остине обнаружила кристаллические частицы диоксида титана в образцах поджелудочной железы больных диабетом второго типа.С середины двадцатого века, когда диоксид титана заменил собой высокотоксичные свинцовые пигменты, его производство неуклонно растёт. Так, это вещество (пищевая добавка Е171) является, чуть ли не самым распространённым белым красителем, используемым при изготовлении продуктов питания. Его применяют при производстве сыров, мороженого, карамели, жевательных резинок, сухих завтраков и даже сухого молока. Кроме того, диоксид титана добавляют в зубную пасту, декоративную косметику, бумагу, химические волокна, некоторые лекарственные препараты и многие другие продукты, которыми люди пользуются каждый день. Известно, что многие кристаллические микро- и наночастицы провоцируют воспалительные заболевания различных органов и тканей. Например, накопление урата натрия, цистина, дигидрата оксалата кальция и дигидрата пирофосфата кальция связано с хроническими дегенеративными заболеваниями суставов, почек и мочевыводящих путей. А такие заболевания лёгких, как силикатоз и асбестоз, являются результатом вдыхания кристаллического кремнезёма и асбеста. Очевидно, что при столь широком распространении диоксид титана неминуемо будет оказываться внутри человека, причём именно в кристаллическом виде. Значит, ли это что и он вызывает какие-то болезни?Руководствуясь такой логикой, всемирно известный специалист по изучению диабета Адам Хеллер (Adam Heller ) и его коллеги решили провести небольшое разведывательное исследование, для которого были взяты образцы тканей поджелудочной железы восьми пациентов, больных диабетом второго типа, и трёх здоровых людей. Поясним, что именно вследствие воспалительных процессов в этом органе возникают проблемы с выработкой инсулина, что напрямую связано с диабетом.Согласно результатам анализа, подробно описанным авторами работы в статье, опубликованной в издании Chemical Research in Toxicology, в поджелудочной железе всех больных содержались монокристаллы диоксида титана (средний размер около 110 нанометров). При этом количество кристаллических частиц измерялось в десятках и сотнях миллионов единиц на грамм ткани!»Наши предварительные данные повышают вероятность того, что диабет второго типа может быть хроническим воспалительным заболеванием поджелудочной железы, подобным силикатозу и асбестозу», — подводит итоги в пресс-релизе университета Хеллер.Учитывая тот факт, что именно в последние десятилетия число больных диабетом второго типа неуклонно растёт, равно как и увеличивается неизбежное потребление человеком частиц диоксида титана, беспокойство исследователей выглядит более чем обоснованным. По крайней мере, планирование масштабного исследования этого вопроса учёные уже ведут полным ходом.Напомним также, что нынешнее исследование является не первым «тревожным звонком», оповещающим мир о потенциальном вреде диоксида титана. Ранее авторы проекта «Вести.Наука» (nauka.vesti.ru) уже писали о негативном влиянии этого вещества на работу кишечника и о попадании его наночастиц в организм из татуировок.

Применение

Теперь, пожалуй, о самом интересном: о применении диоксида титана, который при маркировке обозначается как добавка E 171. Оказывается, с этим химическим соединением рядовому потребителю приходится иметь дело ежедневно:

• В пищевой промышленности – диоксид титана служит «отбеливателем» для сыров, мороженого, карамели, сухого молока и молочных смесей, сгущенного молока, жевательной резинки и т. д. В составе 90 % продуктов, имеющихся на прилавках магазинов, присутствует добавка E 171.
• В фармакологии – в качестве пигмента и наполнителя некоторых лекарственных форм (таблеток, капсул, порошков).
• В косметической промышленности – диоксид титана входит в состав мыла, шамуней, зубных паст, антиперсперантов, гелей для душа и пен для ванн. Признанный одним из лучших веществ, защищающих от ультрафиолетового излучения, он является обязательным компонентом солнцезащитных кремов и лосьонов.
• В производстве лакокрасочной продукции – благодаря диоксиду титана повышается устойчивость изделий к выцветанию и старению.

Также диоксид титана применяется в процессах очистки воздуха методом фотокатализа, ведутся исследования его использования в виде микрочастиц в сфере нанотехнологий. Спрос на добавку растет и, соответственно, рождает предложение. По последним данным в развитых странах потребление диоксида титана составляет около 2 кг на одного человека в год и продолжает расти.

Состав диоксида титана

Добавка включает следующие компоненты:

• двуокись титана;
• белила титановые.

Известно, что двуокись титана отвечает за процесс отбеливания. Вещество отличается инертностью. Краситель не растворяется в следующих средах:

• масло растительное (оливковое и подсолнечное);
• спирт.

Диоксид титана также нерастворим в воде и кислотах. Это свойство используют в промышленности. Растворение происходит в условиях фтороводородной среды. Добавка отличается практически полным отсутствием взаимодействия со значительным количеством химических соединений.

Краситель отличается повышенным коэффициентом преломления. Он отклоняет, отражает ультрафиолетовые лучи.

Важно! Некоторые минералы природного происхождения содержат титановый диоксид. Вещество получают посредством выделения из руд, содержащих титан

Молекулярная формула представлена ТIО2.

Добавка относится к катализаторам. Краситель добывают из природных естественных залежей. Он встречается исключительно в комбинации с оксидами кремния и алюминия, которые считаются токсическими соединениями.