Kwas sorbowy (E200) i sorbinian potasu (E202)

Kwas sorbowy (nazwa chemiczna: kwas 2,4-heksadienowy) to nienasycony kwas karboksylowy o charakterystycznym zapachu, znany dodatek do żywności. Naturalnie występuje w owocach jarzębiny, jednak na skalę przemysłową jest wytwarzany syntetycznie. Ze względu na jego niekorzystne właściwości fizykochemiczne (cierpki smak i słabą rozpuszczalność w wodzie) funkcję konserwantu przejęła jego sól – sorbinian potasu (E202). Sorbinian potasu swoje cenne właściwości zawdzięcza m.in. budowie chemicznej. Dzięki obecności grupy karboksylowej oraz wiązaniom nienasyconym wyróżnia się reaktywnością, która zapewnia mu silne działanie antybakteryjne. Ponadto sorbinian potasu jest zdolny do inhibicji wzrostu pleśni i grzybów (np. Candida, Cryptococcus, Saccharomyces) poprzez zmianę ich morfologii, integralności i metabolizmu. Kwas 2,4-heksadienowy i sorbinian potasu są szeroko stosowane jako substancje konserwujące w przemyśle spożywczym (m.in. do konserwowania wyrobów piekarniczych, napojów czy żywności na bazie warzyw i owoców), kosmetycznym (produkty do makijażu, pasta do zębów, kremy) i farmaceutycznym. Obecne przepisy europejskie definiują kwas sorbinowy i sorbinian potasu jako dodatki do żywności, które są stosowane w ilościach mieszczących się w zakresie od 20 mg do 6000 mg. W 2019 r. Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności ustalił limit dopuszczalnego dziennego spożycia dla kwasu sorbowego i sorbinianu potasu na 11 mg/kg masy ciała.

Kwas sorbowy oraz sorbinian potasu są uznawane za jedne z najbardziej bezpiecznych konserwantów stosowanych w przemyśle spożywczym i kosmetycznym. Choć nie wykazano ich istotnie szkodliwego działania w odpowiednich dawkach, mogą przyczyniać się do występowania alergii. W badaniu angażującym 20 dzieci, którym podawano majonez, będący źródłem sorbinianu potasu, zaobserwowano, że aż u 90% pojawiła się pokrzywka wokół ust. Osoby wykazujące nadwrażliwość na te składniki powinny zatem unikać stosowania produktów, w których są obecne.

Glutaminian sodu (E621) i benzoesan sodu (E211)

Glutaminian sodu, inaczej sól kwasu glutaminowego, to niezwykle popularna substancja smakowo-zapachowa, stosowana w przemyśle spożywczym do wzmacniania smaku i zapachu różnego rodzaju wyrobów, np. wędlin, konserw mięsnych, wywarów mięsno-warzywnych, zupek chińskich. Na skalę przemysłową jest produkowany syntetycznie, ale jego naturalnym źródłem są m.in. pomidory i brokuły. Optymalne walory smakowe otrzymuje się przy ilości 0,2-0,8% glutaminianu sodu w masie produktu.

Z kolei benzoesan sodu to znany konserwant, dodawany do żywności, kosmetyków i farmaceutyków w celu hamowania rozwoju mikroorganizmów. W produktach spożywczych, takich jak jogurty owocowe, dżemy, sosy, majonez, napoje gazowane i inne, jego stężenie wynosi ok. 0,1%. Co więcej, stanowi on istotny składnik aktywny syropów wykrztuśnych, skutecznych w przypadku bakteryjnego zapalenia oskrzeli. W przemyśle kosmetycznym jest dodawany np. do szamponów, kremów, lakierów do paznokci w zakresie 0,2-0,4%. Benzoesan sodu przyswajany powyżej wartości dziennego bezpiecznego spożycia (5mg/kg masy ciała) może wywoływać niekorzystne skutki u osób wrażliwych, np. potęgować objawy astmy i alergii oraz podrażniać przewód pokarmowy. Wyniki badań, związanych ze spożywaniem wysokich dawek tego konserwantu, wskazują uszkodzenie nerek, wątroby i układu nerwowego jako skutki jego „przedawkowania”. Ponadto duże ilości benzoesanu sodu są skorelowane ze wzrostem częstości występowania objawów nadpobudliwości u nastolatków. Warto wspomnieć, iż w połączeniu z kwasem askorbinowym tworzy związek rakotwórczy – benzen. W reakcji tej powstają jednak jego bardzo niewielkie ilości. Światowa roczna produkcja benzoesanu sodu została określona na ok. 60 tys. ton, natomiast jako największych producentów podaje się Stany Zjednoczone i Chiny.

W artykule z 2018 r. opisano przypadek 42-letniej kobiety, skarżącej się na nawracającą pokrzywkę skóry twarzy i dekoltu. Pacjentka zaobserwowała korelację pomiędzy spożyciem niektórych produktów, m.in. wędlin i konserw, a nasileniem objawów choroby. Po szczegółowym wywiadzie i przeprowadzeniu DBPCFC (double-blind placebo-controlled food challenge) wykazano, że zmiany te są spowodowane nietolerancją przez pacjentkę takich dodatków do żywności jak glutaminian sodu i benzoesan sodu.

Koszenila (E120)

Koszenila to czerwony barwnik pochodzenia zwierzęcego, który jest pozyskiwany z wysuszonych i rozdrobnionych pancerzy pluskwiaka czerwca kaktusowego. Znalazła zastosowanie w produkcji tkanin i rzemiosła, w przemyśle kosmetycznym (szczególnie jako dodatek do cieni do powiek i różu do policzków), farmaceutycznym oraz spożywczym (w przypadku takich produktów jak napoje, kisiel, słodycze, sosy, lody czy marynaty). Dopuszczalne dzienne spożycie substancji zostało oszacowane na 2,5 mg/kg masy ciała. Badania określają koszenilę jako barwnik alergizujący, zdolny do wywołania nawet wstrząsu anafilaktycznego czy ataku astmy. Znany jest przypadek kobiety, u której po użyciu szminki z dodatkiem koszenilii wystąpiło zapalenie warg. Z tego względu dodawanie E120 do kosmetyków i farmaceutyków, mających kontakt z oczami, zostało zakazane. Szczególną ostrożność wobec tego barwnika powinny zachować osoby ze skłonnością do alergii, astmatycy oraz małe dzieci i kobiety w ciąży.

Tartrazyna (E102)

Tartrazyna jest sztucznym barwnikiem, nadającym żółty lub pomarańczowy kolor, który znalazł zastosowanie w przemyśle spożywczym (gumy do żucia, napoje, makarony, płatki kukurydziane, chipsy, galaretki czy musztarda), kosmetycznym i farmaceutycznym, a także przy barwieniu tkanin i kredek. Produktami, będącymi źródłem tartrazyny w przemyśle farmaceutycznym, są: syropy, otoczki pastylek, żele czy balsamy. W kosmetyce tartrazynę stosuje się jako pigment do wyrobu produktów makijażowych, np. cieni do powiek, podkładów i szminek. Jest także obecna w mydłach, pastach do zębów, szamponach czy żelach antybakteryjnych. Zalecenia Światowej Organizacji Zdrowia z roku 2016 określają dzienny limit spożycia tartrazyny dla zdrowej osoby dorosłej na 10 mg/kg masy ciała. Substancja ta należy do związków azowych, zawierających w swojej budowie pierścienie aromatyczne. Spożycie lub kontakt z tartrazyną może wywołać reakcje alergiczne, takie jak pokrzywka czy duszności. Co więcej, istnieje ryzyko spowodowania u dzieci objawów nadpobudliwości (jak w przypadku ADHD) oraz osłabienia ich koncentracji.

Azotyn potasu (E249)

Azotyn potasu jest nieorganicznym związkiem chemicznym z grupy azotynów, który stanowi popularny konserwant spożywczy mięs i przetworów rybnych. Chroni wyroby przed Clostridium botulinum – bakterią powodującą zatrucie jadem kiełbasianym, a także nadaje mięsom walory sensoryczne. Dopuszczalne dzienne spożycie tej substancji wynosi do 0,1 mg/kg masy ciała. Pomimo ważnej funkcji ochronnej wobec żywności, azotyn potasu nie należy do bezpiecznych dla zdrowia konserwantów. Stanowi bowiem prekursor szkodliwych nitrozoamin o właściwościach mutagennych, teratogennych i embriotoksycznych. Ponadto jego wysokie stężenia mogą sprzyjać wiązaniu się z hemoglobiną. Azotyny i nitrozaminy określono jako czynniki zwiększające ryzyko wystąpienia nowotworów żołądka i jelita grubego u ludzi i zwierząt.

Akrylamid

Akrylamid, inaczej akryloamid (AA), to reaktywny związek organiczny, który w wyniku różnych reakcji chemicznych prowadzi do powstawania poliakrylamidów. Jest on wymieniany jako potencjalne zagrożenie dla zdrowia człowieka, obecne m.in. w żywności przetwarzanej. Międzynarodowa Agencja do Badań nad Rakiem uznała akrylamid za związek (najprawdopodobniej) kancerogenny oraz wykazujący działanie neurotoksyczne i mutagenne. Badania wykazały, że długotrwała ekspozycja na działanie akrylamidu może prowadzić do uszkodzenia centralnego lub obwodowego układu nerwowego ludzi i zwierząt poprzez m.in. bezpośrednie zahamowanie neuroprzekaźnictwa, prowadząc do zaburzeń neurologicznych i motorycznych. Przeprowadzony eksperyment, obejmujący 374 kobiet po menopauzie, sugeruje istotną zależność pomiędzy spożywaniem akrylamidu a wystąpieniem raka piersi u płci żeńskiej, co najprawdopodobniej skorelowane jest ze zdolnością tego związku do tworzenia połączeń z hemoglobiną. Akrylamid przenika do organizmu poprzez skórę, drogi oddechowe oraz przewód pokarmowy. Początkowo sugerowano, że źródłem toksycznej substancji jest poliakrylamid, dodawany do nawozów sztucznych w celu hamowania erozji gleby. Ostatecznie wykazano jednak, że dostaje się on do organizmu głównie poprzez żywność. AA od ponad 50 lat jest popularną substancją na rynku, od dawna podlega produkcji na skalę przemysłową (głównie w USA, Europie Zachodniej i Japonii) jako substrat do syntezy polimerów poliakryloamidowych, mających zastosowanie na wielu płaszczyznach, m.in. do produkcji tworzyw sztucznych, tekstyliów, barwników czy kosmetyków. W wątrobie człowieka, pod wpływem działania enzymów wątrobowych, zachodzi zarówno usuwanie, jak i biotransformacja akrylamidu, m.in. do jego reaktywnej pochodnej – glicydamidu, który wykazuje genotoksyczność na skutek wiązania się do DNA. W żywności akrylamid powstaje głównie w produktach bogatych w węglowodany, poddawanych działaniu bardzo wysokiej temperatury (ponad 120^oC, np. podczas smażenia, pieczenia czy suszenia), zawierających jego prekursory. Przykładem produktów o istotnej zawartości AA są chipsy i frytki, a jego ilość jest uzależniona od różnych czynników, m.in. surowcowych (np. odmiana ziemniaka) i technologicznych (np. temperatura). Obecność tego związku wykazano także w innych wyrobach (tabela poniżej).

Źródło: Żyżelewicz D., Nebesny E., Oracz J., „Akrylamid – powstawanie, właściwości fizykochemiczne i biologiczne”, „Bromatologia i chemia toksykologiczna”, 2010. 

Szacuje się, że ponad 30% produktów żywnościowych, spożywanych przez społeczeństwa USA i Europy, jest źródłem toksycznego akrylamidu, co wydaje się istotnym zagrożeniem dla zdrowia populacji. Autorzy badań naukowych zwracają także uwagę na korelację pomiędzy paleniem tytoniu, będącym istotnym źródłem akrylamidu, a wzmożonym narażeniem na jego negatywne oddziaływanie. Ze względu na to, iż akryloamid nie jest dodatkiem (z symbolem E), a powstaje w sposób naturalny, nie ustalono jego najwyższego, dopuszczalnego stężenia w żywności. Niemniej rozporządzenie Komisji (UE) 2017/2158 z dnia 20 listopada 2017 r. określa pewne zalecenia, mające na celu zmniejszenie zawartości akrylamidu na różnych etapach przetwórstwa spożywczego (dotyczą one m.in. doboru parametrów procesów technologicznych).

Substancje konserwujące wytwarzane syntetycznie znalazły szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, m.in. kosmetycznym. W zależności od budowy mogą być zaliczane do różnych grup, np. kwasów organicznych, aldehydów, pochodnych fenoli, alkoholi i innych. Ze względu na tę klasyfikację pełnią w produktach różne funkcje i poprzez poszczególny mechanizm działania mogą również powodować odmienne skutki niepożądane, najczęściej reakcje alergiczne i podrażnienia skóry.

Źródło: Deska M., Girek T., Herman B., „Środki konserwujące w preparatach kosmetycznych i bezpieczeństwo ich stosowania”, „Technika, Informatyka, Inżynieria Bezpieczeństwa”, 2016. 

Patomechanizm reakcji, związany ze stosowaniem dodatków do żywności i kosmetyków, często pozostaje niejasny. Sugeruje się jednak, że ich negatywne oddziaływanie ma głównie podłoże alergiczne, immunotoksyczne lub toksyczne.