Ultimo aggiornamento: 23/04/2025 • 23:34
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Tag: #tio2

Biossido di titanio: EFSA lancia l’allerta per l’additivo presente in chewing-gum e dentifrici

Posted on by Redazione Scienza&Salute

L’E171 è un additivo alimentare meglio conosciuto come biossido di titanio (TiO2). Da decenni viene utilizzato nella preparazione di prodotti come gomme da masticare, caramelle, dentifrici, cosmetici e farmaci. L’applicazione di E171 negli alimenti è però diventata oggetto di dibattito, in quanto è possibile che alteri la barriera intestinale. 

  1. Le funzioni dell’E171
  2. Cos’è il Biossido di titanio?
  3. Possibili vie di ingestione
  4. Gli studi condotti
  5. Cosa affermano l’IARC e ECHA
  6. Le considerazioni dell’EFSA
  7. Conclusioni

Le funzioni dell’E171 

La funzione principale di questo colorante artificiale è quella di rendere i prodotti visivamente più attraenti ravvivandone il colore originale. Alla luce delle ultime ricerche, l’EFSA, (l’Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare) proporrà alla UE di vietarne l’utilizzo.

https://citynews-today.stgy.ovh

Cos’è il Biossido di titanio?

Il biossido di titanio è un composto chimico che si presenta come una polvere cristallina in una pigmentazione tendente al bianco. Viene considerato un pigmento poichè è anche usato per ottenere il colore bianco o sfumare altri pigmenti.
Lo sbiancamento si ottiene mediante particelle di TiO2 in un intervallo di dimensioni di 200-300 nm. Si trova in natura in tre distinte strutture cristalline (anastasio, rutilo e brookite), ma solo l’anastasio e il rutilo sono ammessi come additivi alimentari.
L’assunzione di E171 varia tra i diversi gruppi di età e Paesi. Il gruppo più esposto è quello dei bambini a causa della loro massa corporea, inferiore a quella di un adulto, e del consumo spropositato di prodotti contenenti E171, come per esempio gli omogeneizzati.

https://primochef.it/

Possibili vie di ingestione

Le più alte concentrazioni di E171 si trovano in gomme da masticare, creme al caffè, caramelle e guarnizioni di zucchero in polvere, come ad esempio le glasse. L’ingestione accidentale di dentifricio, durante la cura dell’igiene dentale, è un’altra via di assunzione di E171. Se viene ingerito il 10% di dentifricio, si è sottoposti ad una esposizione pari al  0,15 a 3,9 mg/giorno al TiO2.
La quotidiana assunzione di E171 può raggiungere diverse centinaia di milligrammi, di cui almeno il 10-40% sotto forma di TiO2 nanoparticelle. L’esposizione a lungo termine solleva preoccupazioni riguardo al rischio di un potenziale accumulo negli organi e agli effetti potenzialmente dannosi sulla salute umana.
L’Unione Europea consente l’uso di E171 ( nelle forme di anatasio e rutilo) in quanto basta (senza limitazioni), in base al suo basso assorbimento e conseguente bassa tossicità, inerzia e solubilità.
Tuttavia, la bassa tossicità e inerzia sono fonte di dibattito. 

https://gift.kleecks-cdn.com/

Gli studi condotti

Studi di inalazione, effettuati in un arco di tempo di due anni, hanno mostrato lo sviluppo di tumori polmonari nei topi a seguito di esposizioni ad alte concentrazioni di TiO2.
L’esperimento prevedeva la somministrazione orale ripetuta di E171 nei topi a un livello di dose paragonabile all’esposizione alimentare umana.
Nel corso dell’esperimento si osservava la deposizione di TiO2 nell’apparato digerente e negli organi interni.
La somministrazione di E171 è avvenuta mediante gocciolamento nella bocca dell’animale, con conseguente osservazione di un significativo accumulo di titanio nell’intestino e nel fegato, dove venivano riscontrati focolai necroinfiammato.
Tre giorni dopo l’ultima dose, sono stati osservati un aumento della produzione di superossido e dell’infiammazione nello stomaco e nell’intestino.
Nel complesso lo studio condotto indica che il rischio per la salute umana associato all’esposizione alimentare all’E171 deve essere considerato con attenzione.

https://www.mdpi.com/

Cosa affermano l’IARC e l’ECHA

L’Agenzia Internazionale per la Ricerca e il Cancro (IARC) ha classificato il TiO2 come “possibilmente cancerogeno per l’uomo dopo inalazione“. L’IARC sottolinea come la cancerogeneità non sia una conseguenza dell’ingestione di alimenti contenenti E171, piuttosto la pericolosità è dovuta alla sua inalazione.
Il 18 Febbraio 2020, l’UE ha acquisito il parere dell’ECHA (Agenda Europea per le sostanze chimiche) e ha pubblicato la classificazione del TiO2 come sospetto cancerogeno (categoria 2) per inalazione sotto forma di polvere con almeno l’1% di particelle con diametro aerodinamico ≤10μm. 

Le considerazioni dell’EFSA

Nella commissione europea del Marzo 2020 L’EFSA ha aggiornato la propria valutazione della sicurezza dell’additivo alimentare biossido di titanio (E171).
Il prof. Maged Younes, presidente del gruppo di esperti EFSA sugli additivi e aromatizzanti alimentari, ha affermato: “Tenuto conto di tutti gli studi e i dati scientifici disponibili, il gruppo scientifico ha concluso che il biossido di titanio non può più essere considerato sicuro come additivo alimentare. Un elemento fondamentale per giungere a tale conclusione è che non abbiamo potuto escludere timori in termini di genotossicità connessi all’ingestione di particelle di biossido di titanio. Dopo l’ingestione l’assorbimento di particelle di biossido di titanio è basso, tuttavia esse possono accumularsi nell’organismo umano“. 

Conclusioni

In conclusione, per l’E171 non è possibile stabilire una dose giornaliera accettabile (DGA).
I gestori del rischio presso la Commissione europea e gli Stati membri dell’UE sono stati informati riguardo alle conclusioni prese dall’EFSA e rifletteranno sulle misure più appropriate da assumere per garantire la tutela dei consumatori. Essi si riuniranno nuovamente il 1° Ottobre 2021 per trarre le conclusioni riguardo la sua effettiva capacità cancerogena, dopo un periodo di transizione di 18 mesi. 

Elena Fortuna

Fonti:

Nuove tecnologie per un mondo sempre più green: TiO2 e fotocatalisi

Posted on by Redazione Scienza&Salute

Le proprietà fotocatalitiche del TiO2 possono rivoluzionare il settore rinnovabile, grazie alle loro capacità di decontaminazione

 

Al giorno d’oggi, una delle più grandi sfide che il mondo si trova ad affrontare è il passaggio da uno sfruttamento intensivo delle risorse terrestri ad un utilizzo “green” di ciò che la Terra ci offre.

Così il mondo della ricerca ha ideato vari dispositivi per sfruttare le energie rinnovabili, quali celle solari (delle quali abbiamo parlato in un precedente articolo), pale eoliche, reattori nucleari, ecc. Ma una conversione green passa anche attraverso la pulizia dell’acqua che utilizziamo e dell’aria che respiriamo.

Per venire incontro a queste esigenze, gli scienziati si sono affidati ai materiali fotocatalitici. Cosa sono? E soprattutto, cos’è la fotocatalisi?

La fotocatalisi

La fotocatalisi, secondo la Treccani, è “l’azione in virtù della quale alcuni materiali semiconduttori […] sotto l’azione della luce possono dar luogo a reazioni di riduzione o di ossidazione di sostanze indesiderate presenti anche in piccole quantità”.

Può anche essere definita come l’accelerazione della velocità di processo di una fotoreazione per la presenza di un catalizzatore (materiale che modifica la velocità di una reazione chimica, senza rientrare nei prodotti finali).

Un fotocatalizzatore, nella fattispecie, diminuisce l’energia di attivazione di un determinato processo, in modo che sia più semplice che inizi.

La fotocatalisi eterogenea avviene quando scegliamo come sistema fotocatalizzatore un insieme di particelle di semiconduttore aventi proprietà fotocatalitiche, poste a contatto con l’acqua o il gas con i quali vogliamo che reagiscano. Quando il fotocatalizzatore viene esposto alla luce, vengono generati degli stati eccitati capaci di dare il via a reazioni redox o trasformazioni molecolari.

Cosa avviene nel dettaglio?

Ricordando la struttura a bande dei semiconduttori (che abbiamo spiegato nel precedente articolo), quando un fotone di energia superiore all’energy gap colpisce il semiconduttore, viene prodotta una coppia elettrone – lacuna, con l’elettrone che passa quindi dalla banda di valenza alla banda di conduzione. Nei semiconduttori alcune di queste coppie elettone fotoeccitato – lacuna diffondono sulla superficie della particella catalitica, prendendo parte alla reazione chimica con le molecole assorbite: donatore o accettore.

Uno dei più utilizzati e promettenti semiconduttori, avente una forte attività fotocatalitica (grazie all’assorbimento diretto di fotoni, può partecipare a reazioni chimiche di superficie), è il biossido di Titanio (TiO2), o più semplicemente la Titania. Possiede infatti delle proprietà uniche:

  1. Alto indice di rifrazione e alto grado di trasparenza nella regione dello spettro visibile, che lo rendono ideale nell’energy storage, nonostante assorba solo il 5% della radiazione solare incidente;
  2. alta porosità;
  3. alta affinità superficiale;
  4. bassi costi e facile produzione in grandi quantità (che lo rendono quindi scalabile per le aziende);
  5. inerzia chimica;
  6. non tossicità;
  7. biocompatibilità.

La Titania si presenta in 3 forme cristalline (rutilo e anatasio, le quali sono le forme più diffuse in natura, e la brookite) e in fase amorfa. La fase rutilo è più stabile rispetto all’anatasio, ma la seconda possiede una maggiore attività fotocatalitica.

 

Nell’immagine possiamo vedere le strutture delle fasi a) anatasio e b) rutilo

 

Ma quali applicazioni ha il TiO2?

DECONTAMINAZIONE

Abbiamo detto che, se un fotone ha una energia maggiore dell’energy gap, produce una coppia elettrone-lacuna.

Una delle caratteristiche degli ossidi dei metalli semiconduttori è il forte potere ossidante delle loro lacune. Queste possono, ad esempio, reagire con l’acqua assorbita sulla loro superficie: si ha così la formazione di un radicale ossidrile molto reattivo (OH). Lacune e gruppi ossidrili possono ossidare la maggior parte dei contaminanti organici, riuscendo così a decontaminare l’acqua.

Quando una molecola di ossigeno presente nell’aria reagisce con un elettrone, invece, si comporta come accettore di elettroni per formare uno ione super-ossido, particelle fortemente reattive capaci di ossidare materiali organici inquinanti.

Queste due applicazioni rendono il TiO2 ideale per l’applicazione nella decontaminazione di acqua e aria.

PRODUZIONE DI MATERIALI AUTOPULENTI

Uno strato sottilissimo di Titania è utilizzato anche come copertura nelle lastre di vetro. Quando un fotone incidente colpisce questo strato di TiO2 si producono, come è noto, elettroni e lacune. Attraverso i meccanismi precedentemente descritti, molte sostanze organiche adsorbite dalle superfici vengono decomposte e, grazie all’idrofilia foto-indotta, vengono fatte scorrere dall’acqua sulle superficie, che porta con sé i materiali inquinanti.

La caratteristica idrofila della superficie avviene grazie alle reazioni redox che avvengono a seguito della irradiazione di fotoni. In questo processo viene espulso ossigeno, creando quindi una vacanza. Queste vacanze vengono colmate dall’acqua producendo gruppi ossidrilici adsorbiti e quindi siti idrofili superficiali, mentre il resto della superficie mantiene caratteristiche idrofobiche. Maggiore è l’esposizione alla radiazione solare, maggiori saranno i siti idrofili che si formeranno. L’acqua piovana, quindi, tenderà a formare un fil continuo, piuttosto che raccogliersi in gocce, rendendo più facile il trasporto di inquinanti.

 

Fonte: Tribuna di Treviso

 

ABBATTIMENTO DELL’INQUINAMENTO CITTADINO DA NOx

Immaginiamo di dotare le pavimentazioni stradali e le pareti delle varie strutture cittadine di coperture composte da TiO2. I gas inquinanti prodotti dalle automobili, come il NOx, filtrano attraverso la superficie porosa e si legano alle particelle di TiO2. Quando i fotoni incidono la Titania, vengono prodotte le solite coppie elettrone-lacuna, si ottiene la fotoattivazione e quindi la decomposizione di gas nocivi quali NO e NO2, adsorbite nelle particelle e trasformati in acido nitrico (HNO3). L’acqua piovana porta con sé quindi l’acido nitrico come ioni nitrati, del tutto innocui, oppure il carbonato di calcio alcalino contenuto nei materiali può neutralizzare l’acido. Questo processo è quindi simile a quello che avviene nelle piante e negli alberi grazie alla fotosintesi clorofilliana.

 

Fonte: materialidesign.it

 

AZIONE ANTIMICROBICA

Batteri e funghi, anche molto resistenti, come l’Escherichia coli e lo Staphylococcus, vengono decomposti grazie al forte potere ossidante della Titania. Il TiO2 è molto più forte di altri agenti antimicrobici, perché agisce anche quando le superficie sono coperte da cellule e quando i batteri si stanno attivamente propagando.

 

Conclusioni

Il TiO2 continua a stupire i ricercatori grazie alle sue proprietà fotocatalitiche. In futuro, un suo largo utilizzo potrebbe garantire una notevole decontaminazione di materiali inquinanti e batteri, rendendo sempre più “green” le città in cui viviamo.

 

 

Giovanni Gallo