диоксид железа что это такое
Оксид железа (Е172)
Оксид железа используется в продуктах питания, реализуемых и изготовляемых на территории ряда стран бывшего Советского Союза, достаточно редко. Е172 используется для того, чтобы подкрасить готовое изделие в красный, черный или желтый цвета. Но в Российской Федерации чаще всего такую добавку применяют, чтобы закрасить икру искусственного происхождения в черный цвет.
Намного шире используется этот красный краситель в европейских государствах. Там он прошел сертификацию по вопросам качества и безопасности. Местные производители применяют его для того, чтобы подкрасить кондитерские изделия вроде шоколада, готовых для массового потребителя пирожных и леденцов.
Главные сведения
Оксид можно часто встретить в составе целого вороха косметических средств разной направленности. Его признали относительно нетоксичным, а за счет своего влагостойкого качества средство успешно справляется с пролонгацией срока хранения изготовленных с его помощью продуктов.
Эксперты отмечают, что красители, которые вырабатываются химическими способами, имеют целый ряд преимуществ, ведь их порог чувствительности к различным факторам внешнего негативного влияния гораздо выше. Кроме этого, подобные вариации славятся более насыщенным тоном, который хорошо сохраняется без угнетения цветовой сочности.
Если сравнивать Е172 с различными натуральными аналогами, то последние померкнут на его фоне из-за слабого противостояния молекулам кислорода. Для добавок естественного происхождения подобная встреча является фатальной – продукт быстро поддается порче.
Сфера использования
Чаще всего оксид железа встречается на заводах из сферы тяжелой промышленности. Здесь без него не обходится выработка чугуна, ведь вещество выступает сырьем для получения крепкого сплава. Также средство выступает аммиачным катализатором, когда необходимо провести ряд реакций в производственных масштабах.
Помимо этого добавка необходима при создании керамических изделий, чтобы придать конечному изделию нужный тон. Не обходится без компонента в строительной области, где он выступает в роли подкрашивающего помощника на стадии производства цементного раствора.
За счет того, что подобный краситель синтетического происхождения не имеет характерного вкуса или запаха, его применяют в пищевых отраслях производства, хотя многие компании стараются заменить его натуральным аналогом.
Объясняется это тем, что вещество не несет никакой практической пользы, но при этом может оказаться токсичным.
Чтобы не подвергать свое тело лишней нагрузке ядовитыми ингредиентами, эксперты настаивают на использовании строгой суточной дозы. Она составляет около 0,2 мг. Если же превышать установленный показатель, то риски получить инфаркт или инсульт возрастают в несколько раз.
Влияние на организм пищевой добавки Е172 (оксид железа): опасен этот краситель или нет?
Что это такое?
Пищевая добавка Е172 представляет собой группу красителей природного и синтетического происхождения. К ним относятся оксиды и гидроксиды железа.
Пищевая добавка Е172 — оксид железа
Всего существует 16 разновидностей оксидов, но в качестве пищевого красителя используются только 3 формы:
Производство
Несмотря на то, что оксиды железа существуют в естественной среде в виде минералов, для пищевой промышленности их получают химическим путем для исключения попадания примесей в добавку.
Черный пигмент получают путем взаимодействия железа с водяным паром при высоких температурах либо прокаливанием оксидов железа II и III.
Желтый пигмент получают осаждением солей железа щелочью.
Красный пигмент получается при прокаливании желтого оксида железа.
Оксид железа производят на заводах по всему миру. Среди производителей можно выделить:
В России производством пищевой добавки занимаются:
Применение
Пищевой краситель Е172 применяется не только в пищевой, но и других различных сферах производства.
Пищевая промышленность
В производстве продуктов питания добавка Е172 применяется для придания желтой, красной, оранжевой, коричневой и черной окраски. Искусственные красители дают яркие, насыщенные цвета, а также менее чувствительны к различным видам воздействия, поэтому цвет сохраняется даже после термообработки.
В Российской Федерации согласно нормативным документам оксиды железа разрешено использовать для всех пищевых продуктов, кроме некоторых, таких как молоко, яйца, мясо сырое, мука, крупы, сахар, чай, кофе, какао-продукты, фрукты и овощи, детское питание, специи, солодовые напитки, вино, хлеб.
Несмотря на то, что пищевую добавку разрешено использовать, ее редко применяют в России. В основном только для окрашивания искусственной черной икры.
В других странах краситель добавляют в паштеты, драже, конфеты, шоколад, пирожные.
Производство косметики
В косметической промышленности пигмент используют для придания нужного оттенка средствам. Его можно найти в составе краски для ресниц, пудры, тонального крема, грима, а также туалетного мыла.
Кроме этого, краситель Е172 продлевает сроки хранения товаров, имеющих в своем составе данную добавку, так как он влагостойкий и не токсичный.
Лекарственные препараты
В США и странах Европы Е172 используется в качестве красителя для фармпрепаратов: драже, капсул, порошков и кремов.
В России запрещено применять в составе лекарств.
Другое
Оксид железа помимо пищевого также применяется и на других видах производства:
Влияние на организм
Несмотря на то, что железо является жизненно необходимым элементом для здоровья человека, употребление добавки в виде оксида железа имеет неоднозначное влияние.
Польза
Применение железа полезно в небольших количествах, так как поддерживает уровень гемоглобина в крови. А он в свою очередь отвечает за перенос кислорода к тканям организма. Но оксиды железа почти не растворимы в воде, поэтому они не поглощаются организмом, а выводятся в неизменном виде. Поэтому пищевая добавка Е172 не сможет удовлетворить потребность организма в железе, а значит, не принесет никакой пользы.
Передозировка железа в организме может нанести ощутимый вред здоровью. Высокая концентрация этого микроэлемента образует скапливание свободных радикалов, которые могут привести к серьезным болезням сердца, например, инсультам, к диабету и даже к раку. Так как накопление железа происходит в печени, чрезмерное его употребление может привести к ее увеличению и спровоцировать рак печени. Особенно подвержены этому люди с генетическим заболеванием гемохроматоз. Но так как оксиды железа практически не всасываются организмом, употребление пищевой добавки не причинит никакого вреда.
Допустимое суточное потребление
Допустимое суточное потребление оксида железа Е172 составляет 0,5 мг/кг веса человека.
Как определить добавку в продукте?
Е172 может иметь следующие обозначения на упаковке:
Чем можно заменить?
Так как добавка Е172 признана безопасной, замена ее другими не обоснована.
В каких странах разрешена, а в каких запрещена?
В большинстве стран мира разрешено использовать добавку Е172 в пищевой промышленности, например, России, Украине, странах Евросоюза. Однако, в некоторых странах есть ограничение по норме употребления оксида железа. В Японии можно употреблять добавку не более 0,1% от массы тела человека, а в Соединенных Штатах — не более 5 мг/кг тела человека.
Влияние оксида железа (3) на здоровье
Основные пути воздействия
Вдыхание
Исследования для оксидов железа показали, что пыль остается в легких в течение длительного периода времени, в зависимости от специфических свойств присутствующих частиц. Небольшое количество растворимых ионов железа может присутствовать в легких долгое время и в дальнейшем поглощаться клетками.
Кожа
Надежных данных о количестве кожного всасывания оксида железа III нет. Поскольку железо ежедневно поступает в организм с пищей и подвергается гомеостазу, дополнительное воздействие на кожу не должно приводить к системным последствиям.
Пищеварительный тракт
Небольшая часть доли оксидов железа, которая транспортируется в желудок с помощью мукоцилиарного клиренса, становится биодоступной.
Можно предположить, что частицы, удаленные из дыхательных путей с помощью слизистых механизмов очистки, попадают в пищеварительный тракт, и, после растворения в желудочной кислоте, поглощаются. Поглощение железа из желудочно-кишечного тракта обычно составляет около 10% и происходит в основном через тонкую кишку в виде ионов железа (II).
По мере того как доза добавленных ионов железа увеличивается, поглощенный процент уменьшается, но общее поглощенное количество продолжает увеличиваться. При преобладающем значении рН 5-7 в тонкой кишке ионы железа (II) более растворимы и более биологически активны, чем ионы железа (III).
Острая токсичность
Информации об острых последствиях у людей и животных не имеется.
Кожа и слизистые оболочки
При высоких концентрацияз пыли, оксиды железа оказывали раздражающее действие на слизистые оболочки глаз крыс из-за механических воздействий. В эксперименте на животных (кролики) (частично окисленный магнетит) наблюдалась временная механически индуцированная реакция конъюнктивы.
У крыс, подвергшихся воздействию сопоставимых оксидов железа, раздражения кожи не наблюдалось. Исследования острой кожной токсичности у людей отсутствуют.
В отдельных клинических наблюдениях было обнаружено сенсибилизирующее действие различных оксидов железа на кожу. Эффекты, которые имели место, часто были вызваны реакциями на соли никеля (примеси) или неспецифическими реакциями на неподходящие тестируемые препараты. В экспериментах на животных не было обнаружено, что сопоставимый оксид железа (III) сенсибилизирует кожу. Из-за небольшого числа случаев и экспериментов на животных был сделан вывод, что контактная аллергическая реакция на оксиды железа очень редка.
Дыхательная система
Временная воспалительная реакция (обратимая в течение 4 дней) произошла у людей после однократной внутрилегочной инстилляции 5 мг сопоставимых синтетических частиц оксида железа (III) (коллоидный оксид железа диаметром 2,6 мкм, изготовленный из хлорида железа (III)) с увеличением числа нейтрофилов и макрофагов и повышенными уровнями общего белка. В экспериментах на животных (крысах) было показано, что однократное внутритрахеальное воздействие низкой дозы 0,8 мг / кг массы тела частиц оксида железа (III) (размер частиц: 280 нм) или наночастицы (размер частиц 22 нм) приводят к цитологическим изменениям в легких и окислительному стрессу.
После однократного 4-часового ингаляционного воздействия (аэрозоль через нос) 5,05 мг оксида железа (III) / л воздуха в виде наночастиц у крыс не было обнаружено признаков токсичности.
У одной женщины темно-красные изменения цвета были замечены в нижнечелюстных лимфатических узлах, которые рассматривались как отложения оксида железа (III).
Пищеварительный тракт
Об острых отравлениях из-за перорального поглощения оксидов железа не сообщалось. В экспериментах на крысах острая оральная токсичность сопоставимых оксидов железа была низкой (5 г / кг массы тела).
В целом, оральное отравление солями железа у людей хорошо документировано из-за его использования в качестве терапевтических агентов. Тем не менее, можно только оценить токсические эффекты от дозы для приема внутрь, поскольку необходимо принимать во внимание различные факторы.
На степень всасывания влияют рвота и диарея, вызванные поступлением соли железа. Поскольку за токсический эффект ответственны только «свободные», то есть ионы железа несвязанные с трансферрином, токсические эффекты возникают только тогда, когда железо-связывающая способность трансферрина в сыворотке крови превышена.
Принимая во внимание эти ограничения, следующие соотношения доза-ответ могут быть изложены в упрощенном виде:
В дополнение к местному раздражающему действию в желудочно-кишечном тракте (главным образом с растворимыми солями железа) системно-токсический эффект проявляется в случае когда перегрузочная способность железа вызывает повреждение митохондрий, особенно в печени, что приводит к нарушению дыхания клеток и тем самым к метаболическому ацидозу.
Гемодинамические эффекты возникают при расширении кровеносных сосудов, снижении кровообращения, повышенной проницаемости кровеносных капилляров и падении кровяного давления. В тяжелых случаях возникают судороги, гипергликемия, шок и кома, повреждение печени с нарушениями свертываемости крови и почечная недостаточность. В тяжелых случаях повреждение желудочно-кишечного тракта и полиорганная недостаточность могут возникать через несколько недель после приема.
Хроническая токсичность
У рабочих длительное (от 6 до 10 лет) воздействие пыли с высоким содержанием оксида железа (III), составляющей 10–700 мг / м³, или сварочных паров / газов может привести к осаждению частиц оксида железа (III) в интерстициальной ткани легких, который называется сидероз (в рентгеновских лучах как диффузно распределенная узловатая тень по всем легким). Что может сопровождаться небольшой степенью фиброза, но обычно без явной потери функции в легких. Если механизм самоочищения легких не поврежден, частицы оксида железа могут быть удалены из легких после окончания воздействия даже в течение длительного времени. Доброкачественный сидероз является предшественником легочного фиброза (сидерофиброза) у сварщиков, которые подвергаются экстремальному и длительному воздействию сварочных газов.
Экспериментальные исследования показали, что многократное вдыхание биоустойчивых частиц оксида железа в легких может привести к накоплению, с последующим высвобождением ионов железа (внеклеточно или внутриклеточно после фагоцитоза), образованию активных форм кислорода и возникающих в результате воспалительных реакций.
Репродуктивная токсичность
Информация по конкретным веществам недоступна. Прием железа беременными часто приводит к передозировке. Благодаря активному насыщенному транспорту железа через плаценту плод защищен от чрезмерного поступления железа, но не от вторичных эффектов токсичности.
В исследовании 8-го поколения, в котором крысы подвергались воздействию оксида железа с предполагаемым потреблением железа приблизительно 25 мг / день, никаких репродуктивных эффектов не наблюдалось.
Мутагенность
Недостаточно информации. In vitro оксиды железа не были мутагенными для бактерий. Исследования мутаций генов in vitro на клетках млекопитающих и сравнимых оксидах железа (железо (III) и оксид железа (II, III)) показали как положительный, так и отрицательные результаты теста.
Положительные результаты in vitro не были подтверждены в исследованиях in vivo с оксидом железа (III) после эндотрахеального или перорального применения у крыс.
Канцерогенность
Для вдыхаемой фракции биодоступных оксидов железа (за исключением ультрадисперсных частиц и сварочного дыма, которые должны оцениваться отдельно) существует разумное подозрение на канцерогенный потенциал этих частиц.
В отдельных случаях повышенный риск был обнаружен в результате доступных эпидемиологических исследований риска рака легких у рабочих, подвергшихся воздействию пыли, содержащей оксид железа. Из-за одновременного преобладающего смешанного воздействия (например, кварц и полициклические ароматические углеводороды) сделать окончательные выводы не представляется возможным.
В эпидемиологических исследованиях было установлено, что связь между высоким пероральным потреблением железа (высоким запасом железа) напрямую связана с повышенным риском образования опухолей.
Предполагается, что возможным механизмом действия является образование реактивных кислородных радикалов, которые повреждают ДНК в результате окислительного стресса и, таким образом, могут оказывать канцерогенное действие.
У хомяков внутритрахеальное применение оксидов железа до 50 мг / животное не приводило к увеличению частоты опухолей. Однако имеются признаки канцерогенного эффекта от нескольких экспериментов на животных (крысах) с оксидами железа (магнетит и / или гематит). Внутритрахеальное применение 15-150 мг / животное или 60-600 мг / кг массы тела вызывало значительно более высокую частоту опухолей легких (25-68%) у крыс по сравнению с диоксидом титана (5%). Следовательно, эффект, индуцирующий опухоль, обусловлен не только общим эффектом частиц, но также вызван биодоступными оксидами / ионами железа.
Таким образом, возможный генотоксический или канцерогенный эффект зависит от присутствия свободных или каталитически активных ионов железа (перегрузка железом), которые могут возникать из частиц оксида железа.
Метаболизм и выведение
Железо является важным элементом для человека, который является биокатализатором и компонентом многих ферментов, а также гемоглобина и миоглобина.
Последствиями хронического дефицита железа являются истощение запасов в печени, костном мозге и мышцах (недостаток запасенного железа), за которыми следуют низкие уровни железа в плазме в случае латентного дефицита железа и, в конечном итоге, снижение уровня гемоглобина, что может привести к железодефицитной анемии.
Тело взрослого человека содержит около 3-5 г (45-60 мг / кг массы тела) железа, из которых около 60% связано с гемоглобином и около 10-15% с миоглобином.
Как симптомы дефицита (железодефицитная анемия), так и чрезмерно высокий уровень железа (гемохроматоз), особенно с генетической предрасположенностью, приводят к ярким клиническим симптомам.
Активное выведение железа с мочой, желчью или потом невозможно. Ежедневная экскреция соответствует приблизительно 1 мг через отслоившиеся эпителиальные клетки в желудочно-кишечном тракте и коже.
Пищевая добавка Е172
Ц вет — один из главных критериев, на который обращает внимание потребитель при выборе продукта. Это заложено в человеческой психике отчасти самой природой — спелые и пригодные для употребления в пищу плоды выглядят привлекательно. Но в современном мире, где большинство продуктов питания являются ненатуральными (это касается даже отчасти и растительной пищи), цвет продукта стал одной из составляющих манипуляцией потребителем. С этой целью применяются различные красители — как условно безвредные, так и опасные для здоровья. Одной из таких пищевых добавок является пищевая добавка Е172.
Пищевая добавка Е172: что это
Пищевая добавка Е172 — оксиды железа, то есть соединение кислорода и железа. В пищевой промышленности оксид железа применяется в качестве красителя, который придаёт продуктам жёлтую, оранжевую, красную, коричневую и чёрную окраску. Несмотря на то, что оксид железа имеет природную структуру, то есть является естественным химическим компонентом, который встречается в природе, — для использования в пищевой промышленности его получают лабораторным способом. Оксид железа получают методом обработки железа водяным паром либо же методом прокаливания минералов гематита и вюстита.
В пищевой промышленности оксид железа применяется в качестве красителя. Особенно широко пищевая добавка Е172 применяется в мясоперерабатывающей промышленности. Уже ни для кого не секрет, что разного рода паштеты и мясные консервы производятся из отходов мясной промышленности — в ход идёт сало, хвосты, уши, рога, копыта, кости, хрящи и даже волосяной покров и гениталии животных. Это позволяет сделать мясоперерабатывающее производство практически безотходным. Но чтобы продукт, производимый из подобных «деликатесов», был хотя бы по внешним признакам похож на полноценный мясной, его щедро сдабривают различными вкусовыми добавками, а также красителями. Именно в этой роли в подобных продуктах применяется оксид железа — он придаёт продукции типичную мясную окраску и тем самым создаёт иллюзию полноценного продукта, который можно продать по более высокой цене. Основная сфера применения — это мясные, а также рыбные паштеты, которые также производятся из отходов, что остаются после переработки рыбы.
Ещё одной сферой применения Е172 является производство различных искусственных «мясных» продуктов — это может быть, к примеру, соевое мясо или искусственная рыбная икра. Эти рафинированные продукты без должной обработки красителями и усилителями вкуса являются весьма непривлекательными для потребителя. И чтобы сделать их конкурентоспособными относительно полноценных мясных продуктов, производители применяют оксид железа в качестве красителя.
Также оксид железа широко применяется в кондитерской промышленности. Это могут смеси для выпечки, а также сладости. В большинстве случаев при производстве конфет используются самые дешёвые сорта шоколада, а то и вовсе его синтетические аналоги, поэтому чтобы придать шоколаду, конфетам, тортам и пирожным, которые претендуют на звание шоколадных изделий, естественный вид шоколада, применяется Е172, который даёт продукции характерную насыщенную коричневую окраску. Без применения данного красителя, искусственный или низкосортный шоколад выглядел бы бледноватым и имел бы недостаточно насыщенный цвет, что заставило бы усомниться в качестве шоколада.
Пищевая добавка Е172: польза или вред
Что касается аргументов в защиту данной пищевой добавки, то можно услышать о том, что, дескать, железо полезно для организма и является важным компонентом гармоничного его функционирования. Однако, как говорится, слишком хорошо — тоже нехорошо. В малых дозах железо необходимо для организма, оно регулирует уровень гемоглобина, который отвечает за перенос кислорода к тканям и органам. Однако избыток железа приводит к накоплению в организме так называемых свободных радикалов, которые согласно «свободнорадикальной теории старения», предложенной в 50-х годах прошлого века учёным Дэнхемом Харманом, являются причиной старения и разрушения организма. Позже было доказано, что свободные радикалы могут стать причиной сердечного приступа и инсульта. Также избыток железа в организме может приводить к онкологическому перерождению печени.
Таким образом, вопрос безвредности пищевой добавки Е172 — это вопрос соблюдения дозировки. Однако с определением безопасной дозы тоже получается дело скверное. К примеру, в США эта норма находится на отметке 5 мг/кг веса человека, а в Японии — 0,1 % от веса тела человека, что же касается Германии, то там пищевая добавка Е172 и вовсе входит в список запрещённых. Также стоит отметить опасность оксида железа непосредственно для людей, которые работают на производстве, — вдыхание этого порошка может нанести серьёзный вред здоровью.
Несмотря на неоднозначность данной пищевой добавки, она разрешена во многих странах мира, в том числе России и Украине. Особенно данной пищевой добавкой злоупотребляют в Европе. Для любителей экзотики там на полках магазинов можно встретить, к примеру, шоколад красного цвета, который как раз и окрашен с помощью Е172.
Оксид железа (II,III)
