Диоксид титана — насколько опасен E171, в каких продуктах и лекарствах содержится, почему его запрещают

Диоксид титана — одно из наиболее широко используемых промышленных хим. соединений, применяющихся в пищевой, фармацевтической, косметической и других отраслях. Оксид титана содержится в солнцезащитных кремах, конфетах, зубных пастах, «жвачках» и даже лекарственных и витаминных препаратах. Однако, уже десять лет существует контроверза относительно его влияния на наше здоровье: есть мнения, что это вещество канцерогенно, поэтому во многих странах оно запрещено.

В этой статье разберемся, насколько опасна добавка E171 и чем можно ее заменить.

Что такое титан и оксид титана?

Титан — один из наиболее распространенных элементов и компонентов (0,6% по весу) в земной коре, встречающийся в природе в минералах: рутиле (диоксид), ильмените (титанат) и сфене. В мировом производстве оксид титана используется с 1923 г. Другие его названия: диоксид титана, титановые белила, E171, TiO2, Cl77891.

Химическое соединение TiO2 представляет собой неорганический кристаллический химически и биологически инертный материал. Вещество термически стабильно, негорючее и практически нерастворимо в воде, кислотах и органических растворителях. ДТ чрезвычайно устойчив к свету, имеет высокий показатель преломления и — при оптимальном распределении частиц по размерам в диапазоне 0,2-0,35 мкм — также обладает очень высокой светорассеивающей способностью. 

Таким образом, с точки зрения цвета, он имеет самый высокий коэффициент покрытия среди всех белых пигментов, а также отличную осветляющую способность для цветных сред. Другие известные белые пигменты пока не могут достичь столь же превосходных свойств, поэтому десятилетиями TiO2 использовали везде, где требовалось качественное осветление и отбеливание. 

Его можно встретить в качестве ингредиента в продуктах питания, лекарствах и косметике (особенно солнцезащитного крема), в строительстве, например, в красках (титановые белила), в средствах личной гигиены и т. д. Яркий белый цвет в жевательных резинках, конфетной глазури, таблетках и капсулах витаминов — все это заслуга E171.

Диоксид титана может использоваться в виде наночастиц, размером менее 100 нм. Такая форма молекулы повышает проницаемость: чем меньше размер, тем легче он усваивается. Это одновременно и плюс, и минус.

Где больше всего содержится диоксида титана?

В качестве добавки в пище TiO2 обозначается как E171 (Европа) и INS171 (США). Его использование было одобрено в шестидесятых годах прошлого века и в США, и в странах ЕС. Поэтому сейчас легче перечислить продукты, где это вещество не используется. 

Наибольшим содержанием E171 отличаются:

• Продукты. Этот элемент содержит вся кондитерка с белой глазурью, а также консервированные супы, бульоны, соусы, салаты и майонезы, белые сыры (моцарелла), творог и другие молочные продукты, хлебобулочные изделия. E171 противостоит этилена, участвующего в созревании снятых овощей и фруктов, поэтому его используют в сельско-хозяйственном производстве.
• Питьевая вода. Диоксид титана часто используют для нетермического обеззараживания пищевых продуктов и бутилированной питьевой воды.
• Косметика. Диоксид титана можно найти в тональных кремах, тенях для век, кремах, в т. ч. солнцезащитных, так как это соединение, благодаря своим фотокаталитическим свойствам, надежно защищает любые поверхности от излучения UVA и UVB.
• Лекарства, витамины, БАДы. Практически все капсулированные препараты, требующие особой защитной оболочки, но при этом быстро разлагающейся и хорошо проникающей в организм. Также Cl77891 может применяться для отбеливания таблеток.
• Краски. Большинство белых красок, особенно на масляной основе.

Также диоксид титана незаменим при изготовлении бытовой техники, пластмассовых изделий, упаковки, автомобильных товаров, предметов для отдыха, обуви и одежды.

Влияние оксида титана на здоровье

Ещё в начале этого века Евросоюз не считал Cl77891 опасным для здоровья, но после 2010 года, когда появились результаты новых исследований, некоторые ученые забили тревогу. Оказалось, что это вещество не такое безобидное. Ученые назвали сразу четыре основных пути воздействия диоксида титана на человека: пероральный, всасывание в легкие (в основном при вдыхании), кожное воздействие и инъекция. Наиболее изученный и реальный вариант — пероральный.

Вредное действие Cl77891 основано на выработке кислородных радикалов, вызывающих окислительный стресс – действующих генотоксично. Генотоксичностью называют способность хим. в-ва повреждать ДНК, генетический материал клеток, приводя к канцерогенным эффектам. Окислительный стресс вызывает повреждение клеток, воспаление, иммунные реакции и т. д. Это главная причина старения человека.

Доказательства генотоксического действия носителя диоксида титана, вводимого перорально, были представлены учеными, исследовавшими влияние одновременного воздействия диоксида титана и линкомицина на амниоциты человека. Результаты научной работы продемонстрировали, что воздействие наночастиц диоксида титана вызывало увеличение разрыва цепи и потерю стабильности ДНК,  апоптоза (гибели) и снижения жизнеспособности клеток. Воздействие линкомицина само по себе не оказывало токсического воздействия на амниотические клетки.

Токсикологические исследования показывают, что неблагоприятные эффекты преимущественно вызывают наночастицы TiO2. Например, ОТ, содержащийся в креме, вступает в реакцию со светом, становясь полупроводником. Реакция в тканях кожи и приводит к образованию самого сильного из свободных радикалов в природе.

Ученые из Туринского университета утверждают, что оксид титана также приводит к деградации нервных клеток, нарушая функционирование мозга. А французские и люксембургские ученые, установили, что краситель Е171 обладает канцерогенным действием и повышает риск предраковой гиперплазии пищеварительной системы на 40%. 

Кстати, Франция стала первой страной, запретившей пищевую добавку E171 из-за ее возможного вредного воздействия на человека и отсутствия научных данных, подтверждающих ее безопасность. Ограничения вступили в силу в 2020 г. Остальные страны, поддержавшие мнение ученых, сделали это несколько позже.

Почему диоксид титана запретили не сразу и не везде?

При первых тревожных результатах была собрана комиссия EFSA, которая пришла к выводу, что абсорбция и биодоступность перорального микро- и нанодиоксида титана довольно низкие. Большая часть принятой внутрь дозы диоксида титана выводится с калом в неизмененном виде, за исключением небольшого количества (до 0,1%), которое всасывается лимфоидной тканью кишечника и распределяется по различным органам.

На этом основании до прошлого года TiO2 было одобрено ЕС в качестве пищевой добавки, но с оговоркой: ингредиент E171  может быть использован только в дозе «квантового удовлетворения», т.е. в минимально возможной дозе, необходимой для достижения намеченной технологической цели. 

И все-таки последние исследования EFSA (2021 г.), посвященные оценке риска использования диоксида титана в качестве вещества, добавляемого в пищу, показали, что его нельзя считать безопасным, так как минимальная доза TiO2, не оказывающая негативного влияния на здоровье человека, не может быть установлена. Поэтому рекомендации большинства ученых были однозначны: соединение должно быть исключено из списка пищевых добавок.

Понимая, что запрет на добавки TiO2 в пищевую продукцию лишь вопрос времени, многие европейские дистрибьюторы уже тогда отказались сотрудничать с производителями продуктов питания, содержащих Е 171, и были правы.

С 2022 г. в соответствии с Регламентом Комиссии (ЕС) 2022/63 использование диоксида титана в пищевых продуктах было запрещено во всех государствах-членах ЕС и в Северной Ирландии. Исключение из этого правила — некоторые лекарственные средства.

Продукты, содержащие диоксид титана, можно увидеть на рынке ЕС до сих пор. Это не нарушение норм, а скорее распродажа остатков. Такие товары разрешили оставить до истечения минимального срока годности. Продукты, произведенные после 7 августа 2022 года, категорически не должны содержать диоксид титана.

Важно понимать, что заключение EFSA касается только безопасности диоксида титана, используемого в качестве добавки Е171, и не касается других применений этого вещества, так как специалисты пока не выявили каких-либо эффектов, свидетельствующих об его острой токсичности, которые оправдывали бы немедленный запрет на его использование во всех товарах, включая, например, краски.

Некоторые страны, например, Великобритания, по-прежнему разрешают использование диоксида титана. Не запрещено это вещество и в России. Поэтому вы вправе самостоятельно решать, стоит ли его избегать или хотя бы ограничить, или понадеяться на русский авось.

Диоксид титана в лекарствах — почему его не запретили?

Пероральное воздействие диоксида титана связано не только с попаданием Е171 с пищей, но и с потреблением фармацевтических препаратов. Это популярное фармацевтическое вспомогательное вещество, широко используемое в технологии создания различных форм лекарств, вводимых перорально.

В лекарствах диоксида титана:

• Позволяет получать широкий спектр цветов. ДТ осветляет другие пигменты оболочек таблеток или капсул.
• Обеспечивает стабильность лекарственных форм. E171 поглощает видимый и ультрафиолетовый свет и, таким образом, защищает светочувствительные ингредиенты от разложения, продлевая срок годности.  
• Улучшает биодоступность В наноформе может использоваться в качестве эффективного носителя антибиотиков, усиливающего или продлевающего действие препарата, не влияя на свойства активных веществ.

Все плюсы не отменяют вышесказанного: диоксид титана может быть опасным. Но почему же тогда его не запретили в фармпромышленности?

Европейское агентство по лекарственным средствам (EMA) представило Комиссии научный анализ технической цели использования диоксида титана в лекарственных средствах, возможности его замены и времени поиска замены. Ученые не предложили равноценную альтернативу Е171. Также специалисты не смогли определиться с временными рамками переходного периода для его замены в лекарственных средствах, поскольку время, необходимое для изменения состава каждого отдельного препарата может занять несколько лет, в зависимости от сложности изменения и необходимых исследований.

Наконец, учитывая масштабы использования TiO2 в качестве вспомогательного в-ва в лекарствах, физический и количественный объем препаратов, где он использовался, а также глобальные цепочки поставок, EMA подчеркнуло, что требование замены диоксида титана приведет к значительному дефициту лекарств на рынке ЕС, чего нельзя допустить. Поэтому здравый смысл и хладнокровная оценка не позволили запретить это вещество немедленно или с небольшой отсрочкой.

Все понимают, что рано или поздно запрет на ДТ будет наложен. Поэтому более расторопные компании, дорожащие репутацией и заботящиеся о потребителе, активно ищут альтернативу.

Например, российский бренд Zolten Tabs, занимающийся производством витаминов и минеральных комплексов, перешел на желатиновые капсулы и сохранил доступные цены для потребителей.

Как известно, производство желатиновых капсул более дорогостоящее за счет сырьевых материалов, дополнительных технологических процессов и оборудования.

Зато это самый безопасный и очень удобный для хранения и употребления вариант, который обеспечивает хорошую переносимость и усвояемость витаминов и минералов.

Для кого особенно опасен диоксид титана?

Давайте рассмотрим результаты исследований.

В 2014 г. исследования желудочных эпителиальных клеток продемонстрировали, что наночастицы титана индуцируют опухолеподобные фенотипы. Ученые наблюдали увеличение пролиферации клеток и снижение их апоптоза. Они также обнаружили повышенный уровень глутатиона, являющегося маркером токсичности, связанной с окислительным стрессом, а также повреждения ДНК. 

Степень и тип негативного воздействия во многом зависят от физико-химических свойств наночастиц TiO2, определяющих биологическую доступность и реакционность. Однако основываясь на исследованиях, все частицы TiO2 были классифицированы как «потенциально канцерогенные для людей». Это означает, что исключений в плане безопасности нет.

Ученые все-таки выделили группу пациентов с повышенным риском канцерогенного воздействия. В нее вошли дети, больные с патологиями ЖКТ и пожилые пациенты, принимающие много лекарств.

Особенно опасен ДТ для детей: они получают его в 4 раза больше, чем взрослые. Этот факт объясняется любовью к сладостям. Ежедневное потребление Е171 в этой группе может достигать нескольких сотен миллиграммов, более трети которых находится в нанодиапазоне. 

Что касается людей с больным ЖКТ, то они должны учитывать, что воздействие Е171 может ухудшать ранее существовавшие кишечные расстройства. В образцах анализов крови на уровни титана, ученые обнаружили его повышение в образцах больных с язвенным колитом и ВЗК. Это означает что воздействие Е171 категорически противопоказано пациентам с ранее существовавшим воспалением или нарушенной барьерной функцией кишечника.

Стоит ли паниковать, увидев в составе Е171?

Большинство исследований, проведенных на животных и в лабораториях, были сфокусированы на высоких концентрациях TiO2, редко встречающиеся в реалиях. Обычно концентрация диоксида титана в организме намного ниже, и его применение регулируется соответствующими органами и стандартами безопасности.

Но до тех пор, пока не будут получены полноценные данные о токсикологии и следствии воздействия на человеческий организм, позволяющие провести качественную оценку риска, все-таки стоит относиться к Е171 с осторожностью.

Источники

• Регламент (ЕС) о пищевых добавках No 1333, 2008.
• Регламент Комиссии (ЕС) 2022/63.
• EFSA. Диоксид титана: E171 в качестве пищевой добавки больше не считается безопасным, 2021.
• Управление по БПП Ирландии. Диоксид титана запрещен в качестве добавки в пищу в ЕС с 7 августа 2022 года, 2022.
• Космала К., Шиманьска Р.: Наночастицы оксида титана (IV). Подготовка, свойства и применение, 2016.