Диоксид титана, что это?

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.

Где применяется диоксида титана

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

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.

Диоксид титана для лица и кожи: как обозначается в косметике, вреден или нет

Диоксид титана в косметике считается одной из распространенных добавок. Компонент имеет узкий спектр воздействия, но хорошо себя зарекомендовал в производственной технологии. Цена компонента напрямую будет зависеть от степени очистки. Чем она выше, тем вещество стоит дороже, но по качествам будет превосходить дешевые ингредиенты.

Как обозначается диоксид титана в косметологии

Диоксид титана относится к продуктам титановой промышленности. В средствах он выступает как краситель, стабилизатор консистенции. Проявляет отбеливающие свойства.

В производстве компонент принято еще называть двуокисью титана. На упаковке косметических средств вещество можно обозначаться по-разному: TITANIUM DIOXIDE, MICRONIZED TITANIUM DIOXIDE, MICROTIO2, NANO TIO2, NANO TITANIUM DIOXIDE, CI 77891.

Если говорить о внешних характеристиках компонента, то выпускают его в виде порошкообразной или кристаллической массы. Отличается беловатым оттенком. При нагревании становится желтым. Не имеет запаха и вкуса. Не сочетается с водой.

У двуокиси титана есть несколько названий, но основная формула — TiO2

Для чего применяется диоксид титана в косметике

Большинство декоративных, уходовых и очищающих средств имеют в своем составе диоксид титана. Он выступает в качестве дополнительного компонента и не является действующим из-за инертности. Ингредиент не устраняет кожные проблемы и не изменяет характеристики кожи.

Вещество не обладает увлажняющим, стимулирующим и антиоксидантным эффектом, так как не проникает в глубокие слои кожного покрова. Но польза диоксида титана для кожи все-таки есть.

Обычно этот компонент добавляют в состав косметики, чтобы придать лицу и телу приятный оттенок. Также он защищает от неблагоприятного воздействия солнечных лучей.

Применяется в качестве красителя. Добавка хорошо отбеливает любые вещества, поэтому часто присутствует в составе тональных кремов, пудры, румян. Диоксид титана позволяет создать нужный оттенок при сочетании с другими видами красителей.

Диоксид титана способствует лучшему сгущению смесей. Он делает массу более вязкой. Производители утверждают, что данный компонент удерживает влагу и помогает замаскировать некоторые дефекты кожного покрова.

Внимание! Специалисты признали двуокись титана безопасным веществом. Он выступает в качестве гипоаллергенного продукта. Хорошо взаимодействует с живыми клетками. Не впитывается во внутренние слои кожного покрова.

Польза и вред диоксида титана

До сих пор идут споры о вреде и пользе диоксида титана. Полностью исключить этот компонент из жизни не удастся, так как он входит в состав многих косметических средств. Вещество считается безопасным, поэтому не запрещено в России и других странах.

Двуокись титана значительно улучшает характеристики продукта. Он отбеливает смеси, тем самым придавая им белоснежный оттенок. Компонент добавляют в состав тональных кремов и пудры, чтобы придать особый оттенок. Обычно их содержание не превышает 10-15%.

Несмотря на такую пользу, от диоксида титана есть и вред. При нанесении на кожу он закупоривает поры, что ведет к появлению прыщей. Чтобы этого избежать, необходимо позаботиться о тщательном очищении кожного покрова.

Добавляют вспомогательный компонент и в состав антиперспирантов. Аэрозоли с его содержанием представляют опасность для организма. Все дело в том, что вещество находится в смеси в измельченном состоянии. Частички во время распыления попадают в дыхательные пути, а затем в легкие. Злоупотребление аэрозольными антиперспирантами может привести к негативному воздействию на ДНК и состояние клеток.

Добавку можно обнаружить и в солнцезащитных средствах. Первые составы после нанесения на кожу оставляли белый след. Чтобы избавиться от такой проблемы, производители стали использовать наночастицы. Это придало крему прозрачную структуру. Но фильтрующая способность косметического средства ухудшилась. Теперь смесь стала фотокатализатором, поэтому в некоторых случаях может усиливать повреждающее действие ультрафиолетовых лучей.

Врачи же утверждают, что диоксид титана опасен для здоровья человека. Они проводили много исследований, особенно с теми людьми, которые страдают от заболеваний поджелудочной железы. Удалось выяснить, что у больных в тканях органа было обнаружено много монокристаллов двуокиси титана. Возможно, это и стало причиной развития сахарного диабета.

Хоть добавка и признана гипоаллергенной, косметические средства могут привести к развитию аллергических реакций. Поэтому до 1 года солнцезащитные средства запрещено наносить на кожу.

Зачастую неблагоприятные симптомы при использовании двуокиси титана возникают у людей, страдающих бронхиальной астмой.

Беспокойство у врачей и вызвал эксперимент, проведенных на крысах. Из исследований выяснилось, что наночастички плохо сказываются на генетическом уровне. Они блуждают по всему телу, но при этом не скапливаются в одном месте.

Также было замечено, что при попадании частиц в клетки наблюдалось нарушение их функциональности. Это приводило к воспалительным процессам.

Вспомогательное вещество представлено в порошкообразной форме

Применение диоксида титана в косметике

Большое содержание добавки было обнаружено в декоративных и уходовых средствах. Все дело в том, что вещество обладает окрашивающими свойствами. Его добавляют в тональные кремы, пудру, румяна, консилеры. Вспомогательный компонент хорошо сочетается с другими красителями.

Есть в составе солнцезащитных средств, благодаря чему повышается SPF-защита. Он оберегает кожу от вредного воздействия, но в умеренной степени.

Добавка улучшает консистенцию состава, поэтому она является хорошим загустителем.

Диоксид титана в креме для лица

Двуокись титана признана гипоаллергенным компонентом. У взрослых добавка редко вызывает аллергические реакции. Поэтому часто присутствует в составе кремов для лица.

Вспомогательный компонент придает косметическому средству белоснежный цвет и вязкую структуру. При нанесении кремы не растекаются. Внутри кожи сохраняется влага, что предотвращает ее пересушивание.

Диоксид титана в помаде

Добавка есть в составе помад и блесков для губ. Это позволяет декоративной косметике сохранить вязкость. Они равномерно наносятся на область губ, не растекаются. Диоксид титана служит не только загустителем. Он позволяет красителям хорошо сочетаться между собой. Благодаря наночастицам пигменты выглядят ярче и надолго сохраняют свой цвет.

Диоксид титана в тональном креме

Практически любая женщина хоть раз в жизни пользовалась тональными средствами. И это неспроста, ведь они помогают скрыть некоторые недостатки и придать лицу здоровый и ухоженный вид. Они подстраиваются под цвет кожи благодаря наличию в составе диоксида титана.

Но если косметические средства не убирать с лица, это приведет к закупориванию пор и появлению прыщей.

Добавка есть в любом тональном креме

Вреден ли диоксид титана в пудре

Пудры разных оттенков тоже содержат добавку. Только в состав таких косметических средств добавляют порошок, который состоит из наночастичек. Благодаря этому пудра ложится ровно, но при этом не закупоривает поры.

Производители утверждают, что диоксид титана абсолютно безвреден при нанесении на кожу. Но врачи говорят, что мелкие частицы, наоборот, представляют большую опасность. Это объясняется тем, что наночастицы попадают в дыхательные пути, а затем в легкие. Хоть они и не оседают на поверхности тканей, начинают мигрировать по всему организму, механически влияя на ДНК клеток.

Диоксид титана в солнцезащитном креме

Чаще всего вспомогательное вещество добавляют в солнцезащитные кремы. Чем больше его будет в составе, тем SPF-защита выше. Двуокись титана придает консистенции прозрачность. Крем кладется равномерно, не оставляя белые следы на коже.

Злоупотребление солнцезащитными средствами может привести к обратному эффекту. При больших количествах вспомогательный компонент начинает выступать в качестве фотокатализатора. Тогда кожа под воздействием солнечных лучей начинает сгорать быстрее. Поэтому к выбору косметического средства нужно подходить с осторожностью, изучая состав.

Советы косметологов

Диоксид титана можно найти в косметике как синтетического, так и натурального происхождения. Добавка хорошо сгущает состав, делает консистенцию вязкой. При нанесении косметики на кожу происходит задержка влаги на поверхности. Но может сработать и обратный эффект. Польза может превратиться во вред. Кремы закупоривают поры, особенно если наносить толстым слоем. На фоне этого появляются высыпания различного характера.

Косметологи говорят – чтобы предотвратить развитие неблагоприятных процессов, нужно каждый раз снимать макияж и тщательно очищать кожу. Периодически лицо нужно протирать водой или травяными настоями.

Аэрозольные антиперспиранты лучше заменить на шариковые. При распылении человек вдыхает наночастицы, в результате чего они попадают в легкие, а потом и в другие органы.

Косметику с лица и тела нужно убирать тщательно, иначе это приведет к закупориванию пор

Диоксид титана в косметике выступает лишь в качестве вспомогательного компонента. Поэтому его содержание в средствах не так велико, как кажется на первый взгляд. Без этой добавки не может обойтись ни одно косметическое средство. Она улучшает структуру помад, солнцезащитных и тональных кремов. Но чрезмерное применение средств может неблагоприятно сказаться на организме. Поэтому перед использованием стоит тщательно изучать состав.

Диоксид титана: применение в кулинарии

Современные кондитеры предпочитают не ограничиваться созданием уникальных вкусов и ароматов, так как пытаются поразить своих поклонников еще и привлекательным внешним видом. Оформить готовые десерты, торты и сладости яркими цветами позволяют пищевые красители, которые только добавляют кремам, тесту или мастике желаемый оттенок, но не меняют вкус, аромат и запах продукта, а также не оказывают негативного воздействия на человека.

Для получения каждого из цветов используется краситель с собственным маркером. Добиться белоснежного оттенка помогает кондитерский диоксид титана, который можно свободно добавлять в кондитерские продукты, но только при условии соблюдения рецептуры и рекомендуемой дозировки.

Что это такое?

Диоксид титана является безопасной пищевой добавкой, которая имеет маркировку Е171 и окрашивает продукты питания в белый цвет. Производители предлагают диоксид титана для кондитера в виде полностью прозрачного порошка с мелкими кристаллами, которые постепенно желтеют в момент нагревания. В природной среде вещество встречается в нескольких состояниях, но для изготовления красителей используются только две определенные структуры.

Пищевой краситель белого цвета был разрешен к использованию в кулинарии в 1994 году, после чего началось производство добавки в промышленных масштабах. В заводской упаковке традиционно расфасован диоксид титана в чистом виде, но в некоторых случаях добавляются незначительные примеси диоксида кремния или оксида алюминия. Диоксид титана имеет свойства, достаточно выгодные для кондитерского искусства:

  • Высокие отбеливающие способности до достижения насыщенного и ослепительного белоснежного цвета;
  • Устойчивость к воздействию химических веществ позволяет смешивать продукты с содержанием красителя со сложными по химическому составу ингредиентами;
  • Стойкость к влиянию влажной среды, благодаря чему компонент не теряет свои свойства при соединении с жидкими продуктами питания;
  • Отсутствие риска появления токсических соединений в пищевой продукции.

Как добавлять/разводить?

Прежде чем растворить диоксид титана в тесте, креме или мастике, стоит уточнить тот факт, что краситель не оказывает влияния на вкус и аромат продукции. Главная задача компонента заключается только в создании насыщенного белого цвета у любых продуктов питания.

Для диоксида титана пропорции в большинстве случаев являются стандартными: для получения белого цвета у различных продуктов питания минимальной концентрацией красителя является диапазон от 0,1 до 1%. Для различных кондитерских ингредиентов обычно используют около 5 г красителя на каждые 200 г продукта.

В креме

Диоксид титана для крема торта поможет отбелить готовую массу. Большинство кремов на основе белого шоколада или сливочного масла даже при соблюдении четкой рецептуры склонны к стойкому желтому оттенку, а некоторые кондитеры в момент приготовления могут добавить слишком много красителя и получить чрезмерно яркий оттенок.

Пищевая добавка поможет добиться белоснежного цвета или немного осветлить массу до нужного оттенка. Добавлять краситель в пищевую продукцию можно в сухом виде или в формате пасты после разведения с незначительным количеством жидкости.

Для глазури

Диоксид титана в глазури позволяет создать массу белоснежного оттенка или добиться зеркального блеска поверхности. В составе продукта обычно присутствуют сахарный сироп, сахар, сгущенное молоко, шоколад, желатин, вода и пищевой краситель. На 500 г жидких ингредиентов принято добавлять 0,5 ч л диоксида титана. Предварительно краситель рекомендуется смешать с 3 ч л водки, после чего можно смело добавлять в массу.

Для тортов

Диоксид титана для тортов дозируется в зависимости от требуемой белизны готового теста. Концентрация красителя должна составлять примерно 1 г на каждый килограмм муки. Достаточное количество добавки предварительно вносится в сухую массу еще до момента добавления жидких ингредиентов и тщательно перемешивается до равномерного распределения красителя в муке.

В шоколаде

Начинающим и опытным кондитерам стоит точно знать, как отбелить шоколад диоксидом титана, чтобы получить массу безупречно белого цвета. Для начала стоит растопить какао-масло или шоколад до температуры +35 °С. При соблюдении такого температурного режима необходимо добавить краситель в дозировке около 5 г на каждые 200 г продукта, после чего нужно тщательно перемешать массу.

В мастике

Чтобы создать торт с белоснежной поверхностью или украсить десерты белыми фигурками, кондитерам необходимо знать, как красить мастику диоксидом титана. В момент замешивания массы еще перед раскатной и нарезкой достаточно добавить около 6 г красителя на каждые 200 г мастики.

Оксид титана IV

Оксид титана IV (диоксид титана, двуокись титана, титановые белила, пищевой краситель E171) TiO2 — амфотерный оксид четырёхвалентного титана. Является основным продуктом титановой индустрии (на производство чистого титана идёт лишь около 5 % титановой руды).

Строение


Обработанное электронное изображение нанотрубок диоксида титана, полученных анодированием металлического титана. Диаметр трубки 70 нм, длина 1000 нм
Диоксид титана в рутильной форме
Серым цветом обозначены атомы титана, красным — кислорода

Оксид титана существует в виде нескольких модификаций. В природе встречаются кристаллы с тетрагональной сингонией (анатаз, рутил) и ромбической сингонией (брукит). Искусственно получены ещё две модификации высокого давления — ромбическая IV и гексагональная V.

Характеристики кристаллической решётки

Модификация/Параметр Рутил Анатаз Брукит Ромбическая IV Гексагональная V
Параметры элементарной решётки, нм a 0,45929 0,3785 0,51447 0,4531 0,922
b 0,9184 0,5498
c 0,29591 0,9486 0,5145 0,4900 0,5685
Число формульных единиц в ячейке 2 4 8
Пространственная группа P4/mnm I4/amd Pbca Pbcn

При нагревании и анатаз, и брукит необратимо превращаются в рутил (температуры перехода соответственно 400—1000 °C и около 750 °C). Основой структур этих модификаций являются октаэдры TiO6, то есть каждый ион Ti4+ окружён шестью ионами O2−, а каждый ион O2− окружён тремя ионами Ti4+.

Октаэдры расположены таким образом, что каждый ион кислорода принадлежит трём октаэдрам. В анатазе на один октаэдр приходятся 4 общих ребра, в рутиле — 2.

Нахождение в природе

В чистом виде в природе встречается в виде минералов рутила, анатаза и брукита (по строению первые два имеют тетрагональную, а последний — ромбическую сингонию), причём основную часть составляет рутил.

Третье в мире по запасам рутила месторождение находится в Рассказовском районе Тамбовской области. Крупные месторождения находятся также в Чили (Cerro Bianco), канадской провинции Квебек, Сьерра-Леоне.

Свойства

Физические, термодинамические свойства

Чистый диоксид титана — бесцветные кристаллы (желтеют при нагревании). Для технических целей применяется в раздробленном состоянии, представляя собой белый порошок. Не растворяется в воде и разбавленных минеральных кислотах (за исключением плавиковой).

  • Температура плавления для рутила — 1870 °C (по другим данным — 1850 °C, 1855 °C)
  • Температура кипения для рутила — 2500 °C.
  • Плотность при 20 °C:

для рутила 4,235 г/см³ для анатаза 4,05 г/см³ (3,95 г/см³) для брукита 4,1 г/см³

  • Температура разложения для рутила 2900 °C

Температура плавления, кипения и разложения для других модификаций не указана, так как они переходят в рутильную форму при нагревании (см. выше).

Вследствие более плотной упаковки ионов в кристалле рутила увеличивается их взаимное притяжение, снижается фотохимическая активность, увеличиваются твёрдость (абразивность), показатель преломления (2,55 — у анатаза и 2,7 — у рутила), диэлектрическая постоянная.

Химические свойства

Диоксид титана амфотерен, то есть проявляет как осно́вные, так и кислотные свойства (хотя реагирует главным образом с концентрированными кислотами).

Медленно растворяется в концентрированной серной кислоте, образуя соответствующие соли четырёхвалентного титана:

TiO2 + 2H2SO4 → Ti(SO4)2 + 2H2O

При сплавлении с оксидами, гидроксидами, карбонатами образуются титанаты — соли титановой кислоты (амфотерного гидроксида титана TiO(OH)2)

TiO2 + BaO → BaTiO3 TiO2 + 2NaOH → Na2TiO3 + H2O TiO2 + K2CO3 → K2TiO3 + CO2

C пероксидом водорода даёт ортотитановую кислоту:

TiO2 + 2H2O2 → H4TiO4 + O2

При нагревании с аммиаком даёт нитрид титана:

4TiO2 + 4NH3 → 4TiN + 6H2O + O2

При нагревании восстанавливается углеродом и активными металлами (Mg, Ca, Na) до низших оксидов.

При нагревании с хлором в присутствии восстановителей (углерода) образует тетрахлорид титана.

Нагревание до 2200 °C приводит сначала к отщеплению кислорода с образованием синего Ti3O5 (то есть TiO2·Ti2O3), а затем и тёмно-фиолетового Ti2O3.

Гидратированный диоксид TiO2·nH2O в зависимости от условий получения может содержать переменные количества связанных с Ti групп ОН, структурную воду, кислотные остатки и адсорбированные катионы. Полученный на холоде свежеосажденный TiO2·nH2O хорошо растворяется в разбавленных минеральных и сильных органических кислотах, но почти не растворяется в растворах щелочей. Легко пептизируется с образованием устойчивых коллоидных растворов.

При высушивании на воздухе образует объёмистый белый порошок плотностью 2,6 г/см³, приближающийся по составу к формуле TiO2·2H2O (ортотитановая кислота). При нагревании и длительной сушке в вакууме постепенно обезвоживается, приближаясь по составу к формуле TiO2·H2O (метатитановая кислота). Осадки такого состава получаются при осаждении из горячих растворов, при взаимодействии металлического титана с HNO3 и т. п. Их плотность ~ 3,2 г/см³ и выше. Они практически не растворяются в разбавленных кислотах, не способны пептизироваться.

При старении осадки TiO2·nH2O постепенно превращается в безводный диоксид, удерживающий в связанном состоянии адсорбированные катионы и анионы. Старение ускоряется кипячением суспензии с водой. Структура образующегося при старении TiO2 определяется условиями осаждения. При осаждении аммиаком из солянокислых растворов при рН < 2 получаются образцы со структурой рутила, при рН 2—5 — со структурой анатаза, из щелочной среды — рентгеноаморфные. Из сульфатных растворов продукты со структурой рутила не образуются.

Кроме того, под воздействием ультрафиолетовых лучей способен разлагать воду и органические соединения.

Токсические свойства, физиологическое действие, опасные свойства

Регистрационный номер ООН — UN2546

При вдыхании

TLV (предельная допустимая концентрация): как TWA (средневзвешенная во времени концентрация, США) — 10 мг/м³ A4 (ACGIH 2001).

ПДК в воздухе рабочей зоны — 10 мг/м³ (1998)

IARC (МАИР) относит оксид титана к группе 2B (потенциально канцерогенный) в случае вдыхания наночастиц.

В качестве пищевой добавки E171

Оценки безопасности пищевой добавки E171 (Оксид титана) со стороны EFSA: разрешен к пищевому применению директивой 94/36/EEC (в отдельных формах), ADI не установлен, MoS 2250 мг/кг.

В конце 2010-х появилось несколько публикаций INRA об исследовании оксида титана на мышах или на малом числе пациентов. Агентство EFSA направило авторам статей ряд вопросов и не нашло причин для переоценки рисков на основании данных публикаций, остается в силе мнение 2016 года.

В США по данным FDA допускается использование красителя — пищевой добавки E171 (Оксид титана) в пищевых продуктах (на уровне не более 1% по массе), в косметике, в составе лекарственных препаратов, что подтверждается CFR Title 21 (Food and Drugs) Chapter I Subchapter A Part 73 (LISTING OF COLOR ADDITIVES EXEMPT FROM CERTIFICATION) — §73.575 Titanium dioxide.

По данным Роспотребнадзора пищевая добавка E171 разрешена для применения на территории России.

Сферы применения диоксида титана

Краситель е171 (диоксид титана) – пищевой пигмент белого цвета, не растворимый в воде и растворах кислот, широко используется в различных отраслях промышленности. Добавка, называемая также титановыми белилами и двуокисью титана (TiO2, titanium dioxide), выпускается в виде порошка из прозрачных, но желтеющих в процессе нагревания, кристаллов.

В природе встречается три разновидности диоксида титана: брукит и рутил с анатазом, но только кристаллическая структура последних двух позволяет получать из них вещество, пригодное к использованию. Основным его востребованным свойством является уникальная отбеливающая способность, которая в сочетании с нетоксичностью, повышенной химической, атмосферо- и влагостойкостью делает его таким ценным для потребителя.

А возможность придавать идеальную белизну, более привлекательный внешний вид съедобным продуктам без влияния на их вкус и запах обусловила широкое применение этой добавки в пищевой индустрии. Потребительская форма диоксида титана, являясь основным продуктом титановой переработки, обычно представляет собой почти чистое вещество с незначительными вкраплениями оксида алюминия с диоксидом кремния для улучшения технологических характеристик продукта.

Основные сферы применения диоксида титана

Вещество эталонной чистоты до 99,99%, получаемое в процессе термического гидролиза, используют для изготовления максимально прозрачных стекол, применения в радиоэлектронике, волоконной оптике, медицине и пьезокерамике. Для удовлетворения широкого потребительского спроса производство диоксида титана в качестве пигментного красителя возможно в нескольких различных фракциях, адаптированных для конкретной области применения, от которой зависят размер и форма кристаллов и вид обработки их поверхности (органическая или неорганическая).

В промышленности титановые белила используют для изготовления лакокрасочной продукции с улучшенными укрывными свойствами, которая защищает окрашенные поверхности от действия ультрафиолета, старения и пожелтения пленки. Также их добавляют в изделия из пластика (оконные конструкции, детали мебели, бытовой техники и автомобилей), что помимо придания высокой интенсивности белому цвету повышает их сопротивляемость негативным воздействиям.

В производстве керамики, стекла и резины двуокись титана нередко используют в качестве катализатора химических реакций или инертного базового материала, что позволяет эксплуатировать продукцию из них в условиях повышенных температур. Этой же добавкой повышают стойкость к выцветанию типографской краски, матируют скрученные волокна при изготовлении синтетических тканей, улучшают структуру бумажной пульпы с ее отбеливанием в бумажно-картонной индустрии. Известно также положительное воздействие диоксида титана, направленное на защиту древесины от радиации солнечных лучей, очищение воздуха и повышение эффективности сварочных флюсов.

Использование TiO2 в косметике и фармацевтике

Наибольшее распространение получило применение диоксида титана в косметике, пищевой промышленности и фармацевтике. В последнем производстве он добавляется в качестве пигмента, придающего медикаментам белизну высокой степени и укрывистость оболочкам таблеток.

В косметике вещество TiO2 применяют как средство защиты от ультрафиолета, считающееся одним из лучших для нейтрализации УФ-лучей при изготовлении солнцезащитных кремов, как белый пигмент или наполнитель в декоративных косметических средствах (пудре, губной помаде, тенях для век), антиперспирантах, мыле и зубной пасте.

Зная, как разводить диоксид титана,поклонники натуральной косметики изготавливают мыло ручной работы с особыми свойствами даже на дому. Помимо нужного оттенка цвета он придает продуктам светонепроницаемость и укрывистость. С его помощью также получают другие виды пигментов для косметического сырья, например, титанированную слюду (перламутр).

Добавка нашла широкое применение в пищевой промышленности

Использование добавки е171 получило наибольшее распространение в пищевой промышленности. Ее применяют как для придания определенных свойств продуктам, так и для защиты их пластиковой упаковки от выцветания и ультрафиолетового излучения. Это особенно актуально при производстве порошкообразных продуктов, быстро приготовляемых полуфабрикатов, сухого молока и т.п.

Благодаря использованию диоксида титана изделия из рыбы, соусы (с тертым хреном, майонез и другие), кондитерские глазури, конфеты и белый шоколад получают оптически привлекательный внешний вид. Еще с ее помощью осветляется мука для изготовления пельменей и других полуфабрикатов из теста, а также паштеты, колбасы и шпик в процессе переработки мяса.

Официально разрешенный санитарными нормами и правилами пищевой компонент е171, не растворяясь желудочным соком и не всасываясь в кишечнике, не остается в тканях и полностью выводится из организма. На сегодня не зарегистрирован клиническими исследованиями использования диоксида титана вред от приема его в пищу, но для снижения цены продукции, некоторые производители пытаются применять альтернативные пигменты, не настолько безопасные для здоровья.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *