Диоксид титана — влияние на организм человека

Научный прогресс улучшает качество жизни, делает её более яркой, разнообразной, комфортной. Однако радикальные изменения привычного мира вокруг нас, вызывают у общества тревогу. Одна из потенциальных опасностей, которая беспокоит учёных и медицинских специалистов — широкое применение пищевых добавок. Так, недавние публикации о вреде диоксида титана для организма человека, породили множество вопросов.

Что это за вещество? Насколько хорошо изучен диоксид титана? Где он содержится и применяется? Почему учёное сообщество заговорило о нём именно сейчас? Есть ли риск навредить здоровью, используя продукты с его содержанием? Давайте разбираться.

Что такое диоксид титана

Другие названия этого вещества — оксид титана (IV), двуокись титана, титановые белила, титановый ангидрид, а также пищевой краситель E171. Это химическое соединение в виде мелкодисперсного кристаллического порошка белого цвета, не имеющего запаха. При нагревании диоксид титана меняет цвет на жёлтый. В воде, кислотах, щелочах не растворяется.

Формула диоксида титана — TiO2. В природе он находится в составе минералов — рутил, анатаз и брукит. На территории Российской Федерации самое крупное месторождение находится в Тамбовской области.

Физические свойства диоксида титана:

• высокая способность отбеливания материалов различного происхождения;
• влагостойкость, устойчивость к влиянию факторов внешней среды (ультрафиолету);
• химическая стабильность соединения;
• оптимальное взаимодействие с плёнкообразователями;
• светорассеивающие свойства;
• пожаровзрывобезопасный — не горит и не поддерживает огонь.

До недавнего времени специалисты оценивали токсичность диоксида титана как низкую. Инертность этого химического соединения препятствует выделению ядовитых веществ в окружающую среду, не оказывает вредного воздействия на человека при непосредственном контакте.

По степени влияния на организм диоксид титана относится к 4 классу опасности, то есть является малоопасным.

На основании приведённых данных, титановый ангидрид во всём мире используется в продукции, произведённой для людей, как безопасное соединение.

Влияние на организм человека

Российские эксперты оценивают вопрос об опасности диоксида титана, как требующий более систематических научных изысканий. Они сходятся во мнении, что пока не существует многоцентровых рандомизированных исследований, доказывающих опасность диоксида титана как канцерогена, способного вызывать развитие рака.

Благодаря своей химической инертности вещество не вступает во взаимодействие с желудочным соком. То есть диоксид титана не подвергается процессу пищеварения и в неизмененном виде выводится из организма. Его способность к биоаккумуляции (накапливанию в тканях) оценивается как слабая.

Согласно ДСТУ ГОСТ 30333:2009, в данных паспорта безопасности диоксида титана, отмечается отсутствие у него патологического действия:

• сенсибилизирующего — вызывающего аллергическую реакцию;
• эмбриотоксического — оказывающего влияние на плод при беременности;
• гонадотоксического — способствующего половой дисфункции;
• тератогенного — нарушающего развитие эмбриона.

Канцерогенное действие считается недоказанным по причине недостаточного количества данных.

По мнению экспертов, вредное влияние диоксида титана на здоровье, может быть только у сотрудников, которые заняты на производстве с использованием его сырья. Например, при вдыхании пыли, содержащей TiO₂, раздражается слизистая дыхательных путей, что проявляется кашлем. Медицинские специалисты расценивают этот факт не как токсическое действие, а в качестве защитной реакции организма.

На промышленных объектах предусмотрены меры профилактики отравлений диоксидом титана. Для предохранения органов дыхания применяют противопылевые респираторы, маски. При производстве продукта в обязательном порядке используют защитные костюмы, рукавицы, каски, обувь, очки. Проводится регулярный контроль опасного воздействия.

Применение

О популярности диоксида титана говорит тот факт, что ежегодно в мире его производится более пяти миллионов тонн.

В пищевой промышленности

Международная классификации пищевых добавок определяет диоксид титана индексом E171. В России использование этих компонентов в производственном масштабе регламентируют Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.3.2.1293–03 (с изменениями, внесёнными в 2010 году).

Для чего используется диоксид титана? В каких продуктах он содержится? Можно выделить несколько направлений.

Его применяют в качестве отбеливателя при изготовлении следующих блюд и компонентов:

• продукты на основе молока — йогурт, кефир, сметана, майонез, сухое и сгущённое молоко, брынза, сыворотка, мороженое, молочные коктейли, смеси для детского питания;
• сахар-рафинад;
• джемы;
• мука.

Из списка понятно, что диоксид титана активно используют в кулинарии. В кондитерской промышленности примером может служить сахарная глазурь, пудра, зефир, белый шоколад. Продолжают список:

• жевательная резинка;
• быстрые завтраки;
• мясные продукты — курица, свиные и говяжьи языки, молочные поросята;
• рыба и её полуфабрикаты — филе, фарш, тушки кальмаров, мясо криля, крабовые палочки, паштеты (сурими).

Е171 применяют как пищевой краситель. Для придания аппетитного цвета и вида его добавляют в мясной фарш. Жирорастворимый диоксид титана используют в качестве красителя для придания нужного оттенка шоколаду, глазури.

Кроме того, двуокись титана входит в состав упаковочной плёнки, которая защищает продукты от действия ультрафиолета. Это его качество называется укрывистость.

Е171 не привносит в состав продуктов полезные свойства. Назначение пищевой добавки — улучшить их внешний вид, сделать его более привлекательным, а значит востребованным.

В производстве косметики

В индустрии красоты применяют высокоочищенный диоксид титана мелкодисперсной структуры. Раздроблённый до мельчайших частиц порошок используют для изготовления защитных кремов, тональных основ, пудры. Свойство светонепроницаемости позволяет защитить кожу от агрессивного действия солнечных лучей.

Важна и визуальная функция вещества. В качестве пигмента диоксид титана входит в состав помады, придавая ей густоту, вязкость, а также пудры, обеспечивая осветляющий эффект и игру оттенков.

Диоксид титана химически инертен и не влияет на здоровье кожи. Кремы для лица и тональные основы с его содержанием — гипоаллергенные. Но, преимущество двуокиси титана в виде мелкодисперсности, может стать причиной поражения кожи. При низком качестве косметического продукта мелкие частицы способны сыграть роль фотокатализатора. Вместо защиты, они усиливают действие ультрафиолета на кожу.

Интересный факт — после нанесения солнцезащитного средства, неприятный эффект липкости объясняется присутствием в составе диоксида титана. В более качественных косметических средствах этот эффект нейтрализуется его применением в размельчённом состоянии до наночастиц.

Важно знать, что у людей с жирной и проблемной кожей, средства с диоксидом титана могут вызывать высыпание прыщей.

В производстве мыла E171 применяют для достижения эффекта белоснежности. Мелкодисперсные частицы не проникают внутрь кожных покровов и не задерживаются на её поверхности.

В зубной пасте

Диоксид титана в составе зубной пасты выполняет несколько функций:

• обеспечивает эффект белоснежных зубов, не проникая внутрь эмали;
• оказывает отбеливающее действие за счёт удаления пигментов с поверхностных слоёв эмали, мягкого зубного налёта (например, в зубной пасте Lacalut White немецкого производства или отечественной Splat White Plus).

Какая зубная паста не содержит диоксид титана? Например, Rembrandt «Антитабак и кофе», специально созданная для курильщиков и людей, которые часто употребляют крепкий чай и кофе.

В медицине

Диоксид титана использует в производстве витаминов, микроэлементных комплексов, таблетированных средств, добавляют мелкодисперсный порошок в состав кремов, суппозиториев, паст. Ничтожно малое количество вещества не влияет на структуру препарата, при этом придаёт ему белизну и продлевает срок действия.

Если есть показания во время беременности медицинские специалисты назначают витаминные комплексы, в составе которых также есть диоксид титана.

В других отраслях промышленности

Двуокись титана называют чудо-материалом. Его применяют в различных отраслях производства многих стран. Мировой рынок титанового ангидрида в последние годы оценивался приблизительно в 5 млн тонн.

Основные области применения, следующие.

1. Около 60% производимого диоксида титана используется для изготовления краски, эмали, лака и покрытий на их основе. К этой категории товаров относятся фасадные покрытия, цветные водно-дисперсионные краски, ремонтные автоэмали, средства для аэрокосмической промышленности.
2. В производстве пластика используют свойство диоксида титана придавать изделиям белизну, укрывистость, защищать от ультрафиолетового облучения и появления желтизны. Это важно для изготовления пластиковых окон, садовой мебели, предметов быта, деталей для автомобилей.
3. Полиграфическая промышленность использует TiO₂ для производства печатной краски, бумаги, картона.
4. Изготовление синтетических волокон и тканей.
5. Производство стекла и керамики.
6. Успешно применяют при окрашивании бетона и тротуарной плитки.
7. Диоксид титана марки ОСЧ используют как эталон чистоты в производстве оптически прозрачных стёкол, в волоконной оптике, радиоэлектронике, медицинского оборудования.
8. Новое слово в применении — титаноксидные наносистемы. Актуальны в альтернативной энергетике (солнечные батареи), производстве огнеупорных, высокотехнологичных керамических и оптических материалов.

В последнее время на рынке появился новый продукт — цветные титановые пигменты. Они не содержат диоксида титана, при этом сохраняют конкурентоспособность.

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.

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.