чем вреден диоксид кремния

Диоксид кремния (Е551)

Кремнезем, по латыни Silicondioxide, silica – это двуокись кремния. Что же представляет собой такое соединение? Это твердые кристаллы без цвета, не имеющие запаха, они достаточно твердые, прочные, пластичные и тугоплавкие. В природе это самый обычный кварц, мельчайшие прозрачные песчинки, которые образуются при окислении кремния (Si).

SiO₂ – молекулярная (химическая) формула диоксида кремния.

Свойства диоксида кремния

Это соединение – высший, четырехвалентный кислотный оксид кремния. Он обладает идеальной устойчивостью к действию кислорода, различных кислот (при температуре плавления, равной 1 600 ºС, растворяется плавиковой кислотой, щелочами). Диоксид кремния не растворяется водой, является диэлектриком (не проводит ток).

Siliconiumdioxide- идеальный нейтрализатор щелочи.

Производство кремнезема для пищевой промышленности

В пищевой промышленности SiO₂ используют как добавку в пищу, которая имеет собственный индекс в европейской системе кодов – Е551.

Диоксид кремния в чистом виде не применяется в пищевой промышленности. В ней используют порошковый SiliconDioxide, другими словами, «белую сажу», аморфный кремнезем. Производство Е551 осуществляется на специализированных заводах двумя методами искусственного синтезирования: нагреванием Si в кислородной среде при температуре, равной пятистам градусам по Цельсию, происходит окислительная реакция, в результате которой получается белая сажа, и в специальных стерилизаторах при tº 1 000 ºС происходит реакция паров SiliconаTetrachloridа в пламени водорода (второй метод).

Синтезированный Silicondioxide относится к группе эмульгаторов, которые обеспечивают однородность смесям несмешивающихся веществ в природе, таких, как масло (растительного и животного происхождения) и жир с водой.

Применение эмульгатора Е551 в пищевом производстве разрешено во всех странах без исключения (в том числе в РФ, Беларуси, Украине, европейских странах) при условии, что его содержание в готовом продукте не превышает лимита, т.е. 30 гр/кг. Он не наносит вред здоровью, безопасен в употреблении.

Особые требования предъявляются к упаковке и условиям хранения пищевой добавки.

Для упаковки применяют мешки, изготовленные из прочного полиэтилена или специальной оберточной бумаги (kraft), а также полипропилена (обязательное присутствие вставки из полиэтилена).

Хранить пищевую добавку Е551 следует в сухом, закрытом помещении при установленном режиме влажности и определенной вентиляции.

Использование диоксида кремния

Пока уникальные свойства вещества не были изучены, оно главным образом применялось для изготовления строительных материалов, таких как бетон и цемент.

Но по мере исследования Siliconаdioxide учеными, медиками, физиологами, химиками стали известны и другие его признаки. Вещество стали применять в радиотехнике, в производстве огнеупорных материалов и резины.

Благодаря своим свойствам вещество нашло широкое применение в различных отраслях промышленности, в том числе пищевой, фармацевтической, косметологической.

В пищевой промышленности эмульгатор используют как антикоагулятор (стабилизатор) и нейтрализатор, а также как загуститель. Он помогает продуктам сохранять сыпучесть, предотвращает образование комков и слеживание:

Влияние на организм человека, польза и вред

До конца влияние на организм двуокиси кремния учеными не изучено, но из их исследований на сегодняшний день можно сделать вывод, что вещество не наносит вред здоровью при его правильном употреблении.

Диоксид кремния полностью выводится из организма, не всасывается в желудочно-кишечный тракт.

Помимо этого, Silicondioxide присутствует в организме, в крови и плазме.

Немецким физиологом на основе его практики было доказано, что кремнезем полезен для человека, он предупреждает и предотвращает атеросклероз, укрепляет и очищает сосуды. Вода кремния имеет не только абсорбирующие свойства, выводит шлаки и токсичные вещества из человеческого организма, но еще и антибактериальные.

Существует теория, что вещество оказывает положительное влияние на организм человека и сокращает риск дальнейшего развития такого заболевания, как болезнь Альцгеймера. Однако это лишь гипотеза, которую следует доказать ученым.

Ясно одно, что существенный вред здоровью может нанести пыль диоксида кремния при ее вдыхании (только на промышленных производствах). Она может послужить развитию таких заболеваний, как силикоз легких. Умеренное использование пищевой добавки Е551 безопасно для здоровья.

Источник

Чем вреден диоксид кремния

В последнее время особый интерес представляют наноматериалы из наноструктурированных частиц диоксида кремния (SiO2-нч) в виде аморфной (кремнезем) и кристаллической (кварц) модификации [2, 4-9]. Форма частиц близка к сферической, а размер с учетом условий получения варьирует от 5 до 80 нм. При попадании в организм SiO2-нч они биодеградируют в почках до орто-кремниевой кислоты и выводятся с мочой [9]. Поэтому SiO2-нч рассматриваются как перспективный, биосовместимый и биодеградируемый материал способный проникать в внутрь клетки, для разработки на его основе лекарственных препаратов и диагностических средств [2].

С другой стороны, достижения в клеточных технологиях позволили в последнее время получать в достаточном количестве аутологичные мультипотентные мезенхимальные стволовые клетки (ММСК). ММСК обладают противовоспалительной активностью, способны стимулировать процессы неоангиогенеза в зоне ишемии органов и тканей, способны к цитодифференцировке в адипогенном, остеогенном, хондрогенном и миогенном направлениях, а функциональная активность ММСК регулируется различными факторами внешней и внутренней среды [3].

В тоже время, нет единого мнения о токсичности SiO2-нч, в частности при концентрациях свыше 190 мкг/мл отмечен токсический эффект на эпителиальную клеточную линию человека, а при внутрибрюшинном введении SiO2-нч в дозе 50 мкг/кг мышам отмечается активация перитонеальных макрофагов [7].

С учетом вышеизложенного, целью исследования стало изучение влияния прекондиционирования с SiO2-нч на морфофункциональные свойства костномозговых ММСК крыс Wistar.

Материалы и методы исследования

Коллоидный диоксид кремния (энтеросорбент «Полисорб», Россия) подвергали механической обработке в шаровой мельнице (энергонапряженность 1g) для получения большего количества мелкодисперсных (менее 5 мкм) SiO2-нч. Эксперименты на 5 крысах-самках линии Wistar с массой 300-350 г. проведены в соответствии с соблюдением принципов Хельсинской декларации BMA (2000). Ядросодержащие клетки костного мозга получали при помощи перфузии бедренных костей лабораторных животных и использовали для выделения ММСК. Для этого ядросодержащие клетки костного мозга ресуспендировали в среде DMEM (Биолот, СПб) и пропускали через фильтр (размер пор 80 мкм) для удаления клеточного дебриса, подсчитывали количество жизнеспособных клеток. Далее ядросодержащие клетки костного мозга инкубировали в пластиковых флаконах (TPP, Швейцария) в среде DMEM (Биолот, СПб), дополненной 100 мкг/мл гентамицина сульфата (Дальхимфарм, Хабаровск), 2 мM L-глютамина (ICN, США) и 15 % FCS при 37°С в атмосфере 5 % СО2. Через 48 часов неприкрепленные к пластику клетки удаляли, а прилипающую фракцию клеток культивировали до получения конфлюэнтного слоя. Снятие ММСК при пассировании осуществляли с использованием 0,25 % раствора трипсина/0,02 % раствора ЭДТА (ICN, США). Адгезию ММСК к пластику при кондиционировании с различными дозами SiO2-нч (2, 20 и 200 мкг/мл) оценивали под инвертированным микроскопом Olympus (Япония). На проточном цитофлуориметре FACS Canto II (BD, США) изучали влияние кондиционирования ММСК с SiO2-нч на клеточный цикл. Пролиферативный потенциал ММСК изучали по включению по включению 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенил-2Н-тетразолиум бромида – МТТ (Sigma, США) при длине волны 492 нм на спектрофотометре (Stat Fax 2100, США) через 48 часов при со-культивировании с различными дозами SiO2-нч и выражали в условных единицах оптической плотности. Индекс влияния SiO2-нч высчитывали по формуле: ИВ= (1 – опыт/контроль) х 100 %. Уровень продукции стойких метаболитов оксида азота (mNO) ММСК при кондиционировании с различными дозами SiO2-нч оценивали с помощью реактива Грейсса. Статистическую обработку данных проводили с использованием программы Statistica 6.0, меры центральной тенденции и рассеяния описаны медианой (Ме), нижним (Lq) и верхним (Hq) квартилями; достоверность различия рассчитывалась по U-критерию Манна-Уитни, и принималась при значениях p 2N

Источник

Пищевая добавка Е551: влияние на организм человека

В составах косметических средств, зубной пасты, в некоторых пищевых продуктах, в медицинских препаратах встречается химическое вещество – кремнезем. Добавка относится к разряду эмульгаторов, но даже превышение допустимой нормы не оказывает отрицательного действия. Влияние на организм человека диоксида кремния давно известно. Потребителю стоит знать, к какому классу опасности относится эмульгатор Е551, в каком количестве он содержится в популярных продуктах.

Что за добавка Е551 (Диоксид кремния)

Бесцветные кристаллы, обладающие высокой прочностью, тугоплавкие (температура плавления около 1600 градусов Цельсия) и твердые – в таком виде производители добавляют диоксид кремния в различные товары в ходе изготовления. Химическое соединение Е551 записывают формулой SiO2. Кислотный оксид является диэлектриком, под действием высоких температур и давления кремнезем модифицируется в иные формы (в опал, коэсит и стишовит, в кварцин, в кварцевое стекло).

Самое распространенное название вещества – диоксид кремния, продукт Е551 относится к классу эмульгаторов по коду европейской цифровой системы пищевых добавок. Но существуют и другие наименования. Аэросил или коллоидный диоксид используется в медицинской сфере, белая сажа – в пищевой промышленности, силикагель – при производстве косметической продукции, кремнезем – фабричный продукт, который используется во всех отраслях.

В натуральном виде данное химическое соединение Е551 используется только в строительстве, а также в стекольном производстве. Для пищевой промышленности диоксид кремния синтезируют до аморфного состояния (высокая степень чистоты).

Диоксид кремния обладает следующими свойствами:

На фабриках диоксид кремния Е551 расфасовывают в крафтовые пакеты или в полиэтиленовые мешки. Эмульгатор разрешено использовать в пищевой промышленности.

Из чего делают антислеживающий агент Е551

Вещество изготавливают на кварцевых заводах. Для этого нагревают кремний в атмосфере кислорода, для такой окислительной реакции требуется температура свыше 500 градусов. Также используют процесс гидролиза, для которого устанавливают специальные автоклавы, поддерживающие температуру около 1000 градусов.

Получение эмульгатора Е551 возможно путем воздействия кислот на силикат натрия. При таком искусственном синтезировании выходит белая сажа – аморфный диоксид кремния, который можно использовать везде, в том числе в промышленной отрасли.

В природе возможно получение диоксида кремния Е551 при естественной температуре и давлении. Всего таких кристаллических модификаций три вида – тридимит, кварц и кристобалид. При высоких температурах образуются природные соединения стишовит и коэсит. Стишовит впервые обнаружили в метеоритном кратере в 1962 году, позже ученые выяснили, что минерал выстилает значительную часть мантии нашей планеты.

Польза и вред коллоидного диоксида кремния

Ученые изучили известное всему миру химическое соединение и пришли к выводу, что оно не приносит организму вреда при правильном употреблении. Официально подтвержденные исследования доказали, что диоксид кремния Е551 полностью выводится из организма, не расщепляется и не всасывается в пищеварительной системе. Вещество не находится в крови и плазме человека, значит, не приносит вреда.

По неподтвержденным данным кремниевый оксид снижает риски заболевания болезнью Альцгеймера, оказывает положительное влияние на организм и процессы жизнедеятельности. Разрешено употреблять продукты, содержащие оксид кремния во время беременности и лактации.

В ХХ веке один из немецких физиологов работал над изучением воздействия кремнезема Е551 на человеческий организм. Исследования Кюне доказали, что химическое вещество препятствует развитию атеросклероза и восстанавливает сосуды.

Опасна или нет пищевая добавка Е551

Диоксид кремния имеет низкий класс опасности. Вещество разрешено использовать в пищевой промышленности в России и странах Запада, не запрещен белый кристаллический порошок в США. Добавка полностью выводится из организма человека, но определенную опасность все же имеет. Пострадать от белой сажи могут рабочие на предприятиях. Порошок опасно вдыхать, он может вызвать приступ аллергической реакции вплоть до развития серьезных воспалений в легких. В остальном кремниевое соединение приносит лишь пользу.

Применение диоксида кремния

Вещество Е551 используют в различных сферах деятельности. Аморфный оксид применяют в качестве эмульгатора в пищевой промышленности. Встречается Е551 на этикетках зубных паст, на косметических и медицинских препаратах. В чистом виде добавка входит в состав стекла и других строительных элементов. Силиконовый компонент применяют в радиотехнике, в производстве резины, различных огнеупорных материалов, оптоволоконных кабелей, абразивов.

Диоксид кремния в косметике

Вспомогательное вещество Е551 как эмульгатор добавляют в косметические кремы, эмульсии, лосьоны и скрабы для различных видов кожи. Встречается химическое соединение под названием аэросил в пудре для лица. Компонент помогает выровнять поверхность кожи, устраняет жирный блеск, разглаживает мелкие морщины, удаляет ороговевшие клетки и очищает эпидермис.

Наибольшую пользу диоксид кремния несет для зубов. Зубные пасты содержат Е551 – безопасный абразив с хорошими отбеливающими функциями, который не навредит организму при случайном проглатывании.

Диоксид кремния в пищевой промышленности

Вспомогательное вещество Е551 высокой степени очистки добавляют в продукты питания. Полезных функций у белого порошка немало:

Эмульгатор Е551 часто встречается в кондитерских изделиях. Его используют для обработки поверхностей различных десертов, чтобы предотвратить слипание, продлить срок годности продукта, предупредить ломкость.

Диоксид кремния в медицине

Вещество является основой некоторых популярных лекарств. Препараты с содержанием диоксида кремния:

В аптеках продается коллоидный кремнезем, полученный в промышленных условиях из двуокиси кремния. Такое вещество называется Аэросил, он применяется при острых кишечных инфекциях, при пищевых и алкогольных отравлениях, в период аллергических реакций, при эндогенных интоксикациях и гнойно-воспалительных инфекциях кожных покровов. В зависимости от тяжести заболевания врач назначает лечение. Коллоидный диоксид кремния внутрь употребляют за час до приема пищи. Препарат накладывают на раны, закрывая сухой аптечной повязкой. Иногда врачи назначают фракционные проточные промывания, при которых аптечный порошок разводят в водной взвеси.

Химическое вещество стабилизирует эмульсии и усиливает их действие. Препараты с диоксидом кремния в составе обладают противовоспалительными свойствами, хорошо распределяются по поверхности кожи, не вызывают аллергических реакций.

Заключение

Отрицательное влияние на организм человека диоксида кремния официально не подтверждено. Поэтому вещество является частым ингредиентом в составе зубных паст, пищевых продуктов, медицинских препаратах и косметических средств.

Источник

Диоксид кремния (E551) – влияние вещества на организм

Диоксид кремния — соединение с массовым использованием в медицине, косметологии, пищевой и фармакологической сферах. Влияние диоксида кремния является безопасным для человека, потому вещество является полностью разрешенным в любой стране. Относится к одним из самых распространенных эмульгаторов и применяется для устранения слёживания. E551 считается достаточно изученным,

Химические свойства

Silicondioxide, диоксид кремния или е551 (индекс соединения) — это кристаллическое бесцветное вещество без запаха и с высокой твердостью. Представляет собой двуокись кремния. Его основная польза заключается в стойкости перед кислотами и водой, что объясняет широкую область применения диоксида кремния.

В естественных условиях встречается в большинстве горных пород, а именно:

При повышении температуры свыше обычной вещество вступает в реакцию с щелочными структурами, а также имеет свойство растворяться в плавиковой кислоте.

В природе существует три вида диоксида кремния:

В своем аморфном состоянии вещество является кварцевым стеклом. Но с повышением температуры диоксид кремния меняет свойства, после чего превращается в коэсит или стишовит. В индустрии питания и медицине может применяться в разном виде, в зависимости от продукта и назначения.

Кристаллическая форма — самая широко распространенная, если речь идет о добыче в природных условиях. Содержится во многих минералах. В основном применяется в строительной сфере, при выплавке стекла или керамики. Добавляется в бетон для укрепления структуры, повышения однородности и вязкости. В строительстве, где используется кристаллическая форма, чистота диоксида не играет особой роли.

Порошкообразная или аморфная форма — в природе встречается крайне редко. Преимущественно как кизельгур, который образуется на морском дне. Для современного производства вещество синтезируется в искусственных условиях.

Коллоидная форма — массово используется в медицине. Чаще всего применяется как энтеросорбент и загуститель. Также массово используется в косметологической сфере и продуктах питания.

Польза и вред вещества

Чаще всего соединение применяется для предотвращения комков в разных субстанциях. Благодаря его свойствам, оно нейтрализует щелочь. После растворения в плавиковой кислоте создает цельную и однородную массу, из-за чего диоксид кремния используется в химической промышленности и на производстве пищевых продуктов.

Важно понимать, что польза и вред е551 все еще исследуется наукой, потому в этом плане нельзя делать окончательных выводов. Но все текущие исследования доказывают безопасность соединения, благодаря чему оно разрешено к использованию во всех странах.

При попадании в воду соединение не растворяется, вместо этого отдавая свои ионы. Это усиливает полезные свойства воды и очищает ее на молекулярном уровне, что объясняет положительное влияние на организм диоксида кремния. По некоторым исследованиям, постоянное употребление такой воды позволяет продлевать молодость и стать мощным инструментом для предотвращения болезни Альцгеймера и атеросклероза, но эти свойства требуют большего изучения и на текущий момент больше относятся к теории.

То же касается и вреда диоксида кремния. Доказано, что он проходит кишечник без особых изменений и выводится в полной мере. Тем не менее, некоторые исследования показывают возможные негативные последствия от поступления вещества в организм. Из-за свойства не растворяться в воде, e551 может оставлять осадок и взаимодействовать с другими веществами в организме. Некоторые ученые выступают с критикой и полагают, что это может стать причиной возникновения камней в почках и даже онкологических заболеваний. Но подобные заявления на данный момент не имеют научного доказательства и могут являться коммерческими манипуляциями.

Применение E551 в различных сферах

Применение диоксида кремния по-настоящему массовое. Он используется во многих сферах. Многие косметические или пищевые продукты содержат вещество в своём составе. По некоторым данным, оно присутствует в большинстве продуктов, снеков, сладостей, сыров, специй, полуфабрикатов и тд. В современном производстве его применяется даже в муке или сахаре, а также в других порошковых субстанциях.

Среди непищевых продуктов, соединение включено в зубные пасты, сорбенты, лекарства и прочие товары. Также соединение до сих пор применяется в производстве резины, для создания огнеупорных поверхностей и других видах промышленности

Использование в медицине

E551 используется в медицине многие годы. В основном выступает в роли энтеросорбента. Применяется, как белая порошковая субстанция без запаха. Может иметь бело-голубой оттенок, что также считается нормой. Состоит как в препаратах для наружного, так и внутреннего применения. Особенно часто встречается в лекарствах, направленных на ускорение регенерации кожи и за заживление гнойных ран, лечении маститов и флегмон. Помимо основных действующих компонентов, вещество само по себе способно устранять гнойные и воспалительные процессы, усиливая действие лекарств.

Отдельно в составе добавок Silicondioxide применяется в качестве энтеросорбента. В таком случае он может ускорять вывод из организма шлаков, токсинов и даже солей тяжелых металлов. Часто присутствует в составе лекарств и эмульсий, направленных на снижение метеоризма, что также усиливает действие лекарства.

Из-за абсорбирующего и антимикробного свойства диоксид добавляется почти во все мази, гели и кремы. Особенно лекарства, направленные на лечение маститов, воспалений, гнойных и прочих ран.

В целом, из-за положительного влияния е551 на организм человека, вещество стало массовым в фармакологии. Не вызывает аллергии. Нередко применяется как отдельная добавка. Чаще выпускается в порошковой форме, хотя фирма Eidon Mineral Supplements выпускает «Ionic Minerals Silica» в жидком виде. Добавку можно смешивать с любой жидкостью, что достаточно удобно.

Отдельно следует рассматривать использование диоксида кремния, как лекарства для укрепления сердечно-сосудистой системы, профилактики атеросклероза и Альцгеймера. Гипотезу о том, что вещество способно помогать и даже предотвращать развитие этих заболеваний выдвинул немецкий физиолог. Тем не менее, данные свойства вещества на текущий момент находятся на стадии исследований и требуют больше подтверждений, потому относятся к категории недоказанных.

Применение в косметологии

Из-за влияния е551 на другие соединения и положительных свойств, вещество добавляют во многие косметические средства. Например, диоксид содержится почти во всех зубных пастах, так как обеспечивает мощный отбеливающий эффект. При попадании внутрь, он не наносит никакого вреда. Помимо зубных паст, диоксид массово применяется в пудрах, скрабах, и прочих товарах. Более того, его выраженным преимуществом считается универсальность е551 и влияние на все типы кожи. Вещество помогает убрать блеск от выделения кожного сала, разглаживает неровности и морщины. Также способствует лучшей очистке дермы от отмерших клеток.

Использование в пищевой промышленности

Из-за того, что диоксид кремния не опасен и обеспечивает многим продуктам нужную консистенцию, вещество можно найти почти во всех категориях пищевых товаров. Эмульгатор исключает формирование комков, улучшает растворяемость. Из-за улучшения сыпучести продукта, добавляется в сахар, соль, муку и тд. E551 состоит в большинстве готовых продуктов, таких как чипсы, орешки и других снеках. Вещество играет важную роль и способствует улучшению аромата. Диоксид также добавляется в сыры для стабилизации текстуры продукта, особенно при нарезании на тонкие слайсы.

Silicondioxide массово применяется в жидких и спиртных напитках. Например, в пиве он необходим для улучшения стойкости и осветлению напитка. В водке, коньяке и других крепких спиртных напитках диоксид необходим для нейтрализации щелочи и стабилизации кислотности продукта.

Эмульгатор также включен почти во все сладкие продукты, от печенья до пирожных и тортов. Наличие e551 существенно увеличивает сохранность продукта. Также повышается вязкость (плотность) и минимизируется липкость.

Интересно! Одним из немногих продуктов, в которых не используется e551, является шоколад.

В чистом виде SiO₂ почти никогда не используется, кроме строительной сферы. В медицине и пищевой промышленности применяется, как порошок или просто «белая сажа». Это аморфное соединение. Создание E551 производится искусственным путем в заводских условиях. Для этого используется несколько методов синтеза: нагреванием до 500 градусов по Цельсию для окисления, а также стерилизации при 1000 градусах с обработкой пара.

Противопоказания и побочные явления

Несмотря на безопасность и даже положительное влияние на организм, е551 в некоторых случаях необходимо ограничивать. Это касается не только использования, как отдельной добавки, но и продуктов с высокой концентрацией. Основными противопоказаниями являются:

Гранулы диоксида нельзя применять в чистом виде, особенно на открытые раны. Они приведут к появлению обволакивающей корки, которая препятствует нормальному заживлению.

При переизбытке использования вещества или содержащих его продуктов возможно появление запоров и несварения желудка.

Выводы

E551 является массовым соединением, которое широко используется в индустрии. Его свойства позволяют делать многие продукты более безопасными и качественными, также улучшать структуру и сроки хранения. E551 не опасен для организм, что доказано многими исследованиями. Более того, Silicondioxide имеет ряд положительных свойств, благодаря чему может применяться в качестве добавки. Он очищает сосуды, имеет омолаживающий эффект при постоянном применении. В косметологии и медицинской сфере вещество не только улучшает структуру мазей, гелей и прочих товаров, но и усиливает их действие. Особенно это касается обеззараживающих и заживляющих свойств.

Вещество подвергалось некоторой критике, но без каких-либо доказанных обоснований. На текущий момент нет подтверждения тому, что Silicondioxide способен провоцировать онкологические заболевания или связываться с другими соединениями в организме, приводя к негативным явлениям. Потому с учетом массовости, избежать его попадания в организм практически невозможно.

Источник