Substancje barwiące: Szóstka z Southampton

Wymienione barwniki nadają produktom żywo czerwony lub żółty, atrakcyjny, kolor. Być może dlatego są chętnie stosowane do barwienia produktów takich jak napoje i słodycze. Jak wynika z przedstawionej krótkiej charakterystyki „barwników Southampton” większość z nich są to tzw. barwniki azowe, czyli substancje organiczne, syntetyczne, zawierające w strukturze cząsteczek grupę azową -N=N-. Zostały one otrzymane w 1858 roku przez P. J. Greissa z odkrytych przez niego związków diazoniowych. Większość barwników azowych zawiera jedną grupę azową, ale niektóre nawet dwie lub trzy takie grupy. Jest to jedna z najważniejszych i najliczniejszych grup barwników syntetycznych stosowanych w przemyśle żywnościowym i tekstylnym (w produkcji farb i lakierów włókienniczych), a także w analizie chemicznej (jako wskaźniki, np. oranż metylowy lub czerń eriochromowa T). Stanowią ponad połowę wszystkich barwników stosowanych w tych branżach. Barwniki azowe mogą być wytwarzane w pełnych kolorach tęczy (por. rys.), ale najbardziej rozpowszechnione są barwniki żółte i czerwone. Ich synteza jest bardzo prosta i niekosztowna (polegająca na wykorzystaniu dwóch reakcji chemicznych, cząsteczki wyjściowe reakcji są łatwo dostępne i tanie, reakcja zachodzi w wodzie w temperaturze zbliżonej do otoczenia, szkodliwość reakcji na środowisko jest niewielka), co tym bardziej zachęca do ich stosowania w wielu branżach przemysłowych. Barwniki azowe można znaleźć w tekstyliach, butach, wyrobach skórzanych, klejach, niektórych farbach drukarskich, papierze, a także w żywności, środkach leczniczych i kosmetykach.

Trwałość i stabilność barwników azowych jest większa niż naturalnych barwników występujących w żywności. Są to barwniki średnio lub wysoko oporne na działanie ciepła, światła, tlenu i wilgoci, stabilne w pełnym zakresie pH żywności, a więc są idealne do produkcji atrakcyjnej żywności. Jedyną ich wadą jest nierozpuszczalność w tłuszczu, co sprawia, że ich stosowanie jest limitowane do płynnych produktów, lub gdy barwnik zostanie dyspergowany w postaci bardzo małych cząstek w fazie tłuszczowej produktu spożywczego.

Bezpieczeństwo

Do barwienia żywności stosowane są tylko nieliczne barwniki azowe: tartrazyna, żółcień 2G, żółcień pomarańczowa, azorubina, amarant, czerwień koszenilowa, czerwień Allura, czerń brylantowa, brąz FK, brąz HT i czerwień litolowa. O niekorzystnym wpływie niektórych z tych barwników na samopoczucie osób z alergiami lub astmą wiadomo było od dawna. Coraz częściej mówi się o innym ich negatywnym wpływie na organizm człowieka, szczególnie, gdy któryś z tych barwników występuje w produkcie razem z konserwantem, np. benzoesanem sodu.

Badania nad związkiem między spożyciem barwników azowych i nadpobudliwością trwają już od lat 70. ubiegłego stulecia. Większość tych badań jest jednak kwestionowana, m.in. ze względu na wzajemną sprzeczność wyników, brak jasnych wyróżników nadpobudliwości, korzystanie z nieobiektywnych opinii rodziców, a nawet opieranie się na opisowych wskaźnikach fizjologicznych. W większości badań nie znajdywano wpływu samych barwników azowych, a najsilniejsze skutki obserwowano u dzieci, którym podawano barwniki azowe i kwas benzoesowy.

W 2007 roku badacze z Uniwersytetu w Southampton (Wielka Brytania) odkryli związek pomiędzy spożyciem produktów zawierających barwniki (żółcień pomarańczowa, żółcień chinolinowa, azorubina/karmoizyna, czerwień Allura, tartrazyna, pąs 4R) dopuszczone do stosowania żywności i występowaniem objawów podobnych do ADHD u dzieci, w tym trudności w skupieniu i nadmierna pobudliwość. Doświadczenia (tzw. badania z Southampton) przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Southampton zrealizowano na 153 dzieciach 3-letnich oraz 144 dzieciach 8- i 9-letnich. Dzieciom podawano napoje zawierające benzoesan sodu oraz jeden lub dwa barwniki (albo placebo). Badania były w pełni kontrolowane i przygotowane do analizy pod kątem statystycznym. Wyniki badań wykazały, że spożycie napoju zawierającego mieszaninę barwników i konserwantu było związane z wystąpieniem nadaktywności w obu grupach wiekowych dzieci. Zaobserwowano objawy takie jak przerywanie cudzych wypowiedzi lub gadatliwość, wiercenie się, impulsywność, niepokój, nadpobudliwość ruchowa i problemy z koncentracją. Wyniki badań opublikowano w renomowanym czasopiśmie naukowym „Lancet” w tym samym roku. Powyższe badania były następnie analizowane przez dwie niezależne organizacje naukowe: Komitet Toksykologiczny Wielkiej Brytanii oraz Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA). Obie organizacje nie stwierdziły nieprawidłowości w przeprowadzonych badaniach.

Niektóre badania sugerują, że wybrane barwniki azowe mają działanie mutagenne. Toksyczność i rakotwórczość mogą być efektem bezpośredniego działania samej cząsteczki barwnika, albo tworzenia wolnych rodników i amin aromatycznych. W 2002 r. Sasaki i wsp. wykazali, że już dawka

10 mg/kg mies. tartrazyny, podawana drogą pokarmową, indukuje u myszy uszkodzenia w cząsteczce DNA polegające na rozerwaniu jednej nici łańcucha DNA. Należy zauważyć, że takie uszkodzenie pojedynczej nici DNA nie oznacza od razu właściwości rakotwórczych lub mutagennych. Dowody dotyczące rakotwórczości barwników azowych nie są jednak wystarczające lub nie są jednoznaczne, zatem trudno wnioskować bez wahania o niebezpieczeństwie tych substancji. Tym bardziej że wielu badaczy dowodzi braku rakotwórczego działania tych barwników u badanych szczurów, myszy, chomików, ani na komórki szpiku kostnego utrzymywanych w hodowlach tkankowych. Przykładowo, Ould Elhkim i wsp. w 2007 r. wykazali, że tartrazyna nie ma działania rakotwórczego u szczurów i myszy, a jednocześnie wskazali, że jest ona enzymatycznie metabolizowana w jelicie grubym gryzoni przez mikroflorę jelitową do amin aromatycznych. Enzymem katalizującym rozkład barwników azowych jest azoreduktaza występująca w różnych organach wewnętrznych ssaków (np. w wątrobie, nerkach i śledzionie), a także u bakterii jelitowych. Po rozerwaniu wiązania azowego, jeden z powstałych składników, aminy aromatyczne, jest wydalany w moczu. Dlatego ostre zatrucia barwnikami azowymi należą do rzadkości. Większość barwników azowych stosowanych do barwienia żywności ma wielkość LD50 mieszczącą się w zakresie 250-2000 mg/kg masy ciała. Okazuje się, że nie ma ryzyka przekroczenia bezpośredniej, toksycznej dawki tych związków spożywając produkty żywnościowe zawierające takie barwniki. Aby nastąpiło zatrucie, przeciętny zdrowy dorosły człowiek musiałby spożyć ponad 100 kg produktów barwionych barwnikami azowymi w ciągu jednego dnia.