Dioxidul de sulf este unul dintre cei mai frecvenți conservanți prezenți în produsele alimentare de astăzi și este în general considerat sigur (GRAS) de către Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente (FDA).

dioxidul

Termeni asociați:

  • Conservant
  • Amoniac
  • Sulf
  • Ozon
  • Aerosol
  • Acid sulfuric
  • Dioxid de carbon
  • Monoxid de carbon
  • Dioxid de azot

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Dioxid de sulf

Genotoxicitate

Dioxidul de sulf a produs creșteri slabe ale micronuclei după activarea într-un test de plante (Tradescantia spp.). Oocitele de mamifere (vacă, oaie) expuse la dioxid de sulf in vitro au avut apariții mai mari de aberații cromozomiale atunci când sunt expuse la SO2 fără activare metabolică. Expunerea la dioxid de sulf a fost, de asemenea, legată de creșterea micronuclei la plante și mutații genetice la Saccharomyces cerevisiae.

Au existat unele, dacă sunt limitate, dovezi ale efectelor clastogene la om după expunerea profesională la dioxid de sulf prin inhalare. S-au observat schimburi de cromatide surori și aberații cromozomiale la limfocitele de la lucrătorii expuși la 15,92 ppm dioxid de sulf într-o fabrică de îngrășăminte din India. Un alt studiu, care a implicat lucrătorii dintr-o fabrică chineză de acid sulfuric, a arătat rezultate similare în care concentrațiile de expunere au variat de la 0,13 la 4,57 ppm dioxid de sulf în aer. Trebuie remarcat faptul că alți poluanți prezenți în aceste medii de lucru ar fi putut contribui la efectele observate.

Atmosfere naturale: coroziune

1.3 Dioxid de sulf

Dioxidul de sulf este un produs obișnuit de ardere din arderea cărbunelui sau a produselor petroliere și, ca urmare, a contribuit major la coroziunea atmosferică în zonele urbane și industriale. Este moderat solubil în apă și formează acid sulfuros în apă:

Acidul sulfuros este un acid moderat puternic și, în plus, tinde să reacționeze cu aerul sau ozonul pentru a forma acid sulfuric:

Ambii acizi sunt foarte corozivi pentru metale, inclusiv oțelul, zincul și nichelul. S-au stabilit acum limite pentru emisiile de dioxid de sulf în mare parte a lumii, astfel încât efectul dioxidului de sulf a scăzut progresiv în majoritatea țărilor industrializate. Generarea de energie electrică este o sursă majoră de emisii de dioxid de sulf, în ciuda unei varietăți de tehnologii care reduc la minimum această problemă. Dioxidul de sulf este absorbit de rouă și tinde să mențină pH-ul rouei sub valoarea sa naturală de 5,2 (din CO2 din aer).

Dioxidul de sulf din aer poate fi măsurat prin tehnici convenționale, cum ar fi absorbția în infraroșu. De asemenea, este posibil să se utilizeze un absorbant de peroxid de plumb pentru a determina rata de depunere a dioxidului de sulf pe o suprafață. O versiune a acestei tehnici de absorbție este metoda plăcii de sulfatare descrisă în ASTM G91.

ISO a stabilit un sistem de clasificare a dioxidului de sulf în atmosferă. Acest lucru este prezentat în Tabelul 2. Clasificarea ISO este prezentată atât pentru ratele de depunere, cât și pentru concentrațiile atmosferice de dioxid de sulf. O relație de conversie pentru concentrația volumetrică la rata de depunere (prezentată în G91) este R = 2.22V unde R este rata de depunere a SO2 în mg SO2 m −2 d −1 și V este concentrația volumetrică a SO2 în ppb. Această relație presupune o temperatură specifică geometriei și viteza vântului și este doar aproximativ adevărată în situații generale.

BROWNING | Enzimatic - Aspecte tehnice și analize

Dioxidul de sulf și derivații săi

Dioxidul de sulf, care este un antiseptic utilizat pe scară largă în produsele alimentare, este de departe cel mai eficient dintre inhibitorii chimici autorizați în prezent de rumenire. Acționează chiar la concentrații foarte scăzute și este ieftin. Poate fi folosit și cu anumite fructe pentru a elimina pigmentarea roșie nedorită, ca în cazul cireșelor Bigarreau Napoléon, utilizate în cofetărie, care trebuie mai întâi decolorate folosind sulfit pentru a se asigura că pigmentul nu se rumeneste în timpul tratamentului termic.

Ca inhibitor al rumenirii, dioxidul de sulf are trei acțiuni: formarea de produse de adiție incolore cu o-chinone (colorate); reducerea o-chinonelor la o-difenolii lor originali (incolori); denaturarea catecol oxidazei (Vezi BROWNING | Toxicologia Browning Nonenzimatic). Dioxidul de sulf reacționează, de asemenea, cu mulți alți constituenți chimici ai țesuturilor plantelor (în special cetone și aldehide). Puterea legăturilor chimice formate variază în funcție de pH și de tipul de moleculă implicată. Se pare că astfel de produse sunt cauza aromelor anormale care se dezvoltă uneori când dioxidul de sulf este utilizat la o concentrație prea mare și nu este eliminat ulterior.

Dioxidul de sulf poate fi utilizat sub formă de gaz sau într-o soluție apoasă sub formă de sulfit de sodiu sau disulfit. Ca disulfit, acționează mai puțin rapid, dar este mai ușor de controlat și are ca rezultat câteva modificări de aromă.

Dintre produsele congelate, merele și caisele sunt cele mai potrivite pentru tratarea dioxidului de sulf. Feliile de fructe sau fructele înjumătățite sunt înmuiate timp de 3-4 minute în soluții care conțin 0,4-0,5% dioxid de sulf.

Dozele mari sunt uneori autorizate și utilizate pentru stabilizarea pastei de fructe destinate fabricării gemurilor de calitate standard (acțiune antiseptică) și pentru curățarea fructelor înainte de uscare (în special caise). Cu toate acestea, în acest caz, aceste produse semiprocesate vor pierde majoritatea compusului de tratament în timpul operațiilor ulterioare. Cu toate acestea, tendința reglementărilor naționale și internaționale este de a restricționa progresiv utilizarea dioxidului de sulf sau chiar de a-l interzice cu totul, deoarece s-a demonstrat că, ocazional, este implicat în tulburări severe la astmatici.

O evaluare toxicologică a sulfului ca pesticid

88.3 Toxicologia dioxidului de sulf

Dioxidul de sulf (SO 2) este utilizat ca fumigant datorită proprietăților sale antimicrobiene. Este un gaz incolor cu o solubilitate ridicată în apă. În soluție, se hidratează în acid sulfuric (H2SO3), care se disociază la rândul său pentru a forma ioni bisulfit (HSO 3 -) și sulfit (SO2-3). Ionul bisulfit este destul de reactiv prin intermediul mecanismelor ionice și ale radicalilor liberi (Shapiro, 1977). Dioxidul de sulf este utilizat în California pentru tratamentul strugurilor reținuți în frig pentru a controla ciuperca Botrytis cinerea. Rata de tratament recomandată este de până la o concentrație de gaz de 1% pentru până la 20 de tratamente cu intervale de 7 până la 10 zile între tratamente, în funcție de soiul de struguri. Principalele utilizări ale culturilor de SO2 în California sunt rezumate în Tabelul 88.3 .

Tabelul 88.3. Utilizarea dioxidului de sulf (a.i.) în California, 1993-1995 a

Crop 1995 (lbs.) 1994 (lbs.) 1993 (lbs.)
Strugurii, masa144.000267.000194.000
Struguri, vin24.000110012.000
Fumigarea mărfurilor14.000Cel mai frecvent 11.700Cel mai frecvent 48.100
Alte fumigatii400055006000
Dăunători structurali13.400 e cel mai frecvent-15.100 e cel mai frecvent
Total (lbs.)200.000285.000276.000

Dioxidul de sulf este utilizat în Statele Unite ca aditiv alimentar sub autoritatea Food and Drug Administration în bere, vin, fructe și legume, sucuri de fructe, siropuri, carne și pește. Acționează ca un conservant în aceste alimente, fiind atât un antimicrobian, cât și un inhibitor al enzimelor care contribuie la procesul de decolorare. Dioxidul de sulf a fost utilizat în vinificație pentru a inhiba selectiv creșterea acidului acetic și a bacteriilor producătoare de acid lactic.

Înregistrările de produse pentru dioxidul de sulf din California sunt pentru gazul comprimat 100%. Etichetarea de precauție pentru aceste produse necesită cuvântul de avertizare „Pericol”, cu formularea inhalării care poate fi fatală sau poate provoca boli grave. Expunerea prelungită sau repetată poate provoca afectarea funcției pulmonare ... Expunerea la vapori lichizi sau excesivi poate provoca leziuni grave ale pielii și ochilor. Daunator daca e inghitit. " Când dioxidul de sulf este utilizat ca fumigant, este necesară protecție respiratorie, cu excepția cazului în care concentrația ambiantă este mai mică de 2 ppm, care este valoarea prag limită pentru expunerea profesională.

Studiile de caz pe pisici și câini hrăniți cu alimente proaspete pentru animale de companie conservate cu dioxid de sulf au dus la exemple de animale care suferă de deficit de tiamină (Studdert și Labuc, 1991). Aceste animale au demonstrat un sindrom de depresie, dilatare pupilară și ataxie, care ocazional a evoluat la convulsii și moarte subită cauzate de insuficiență cardiacă acută. În probele de alimente conservate în care conținutul de SO2 a fost mai mare de 800 mg/kg, nivelurile de tiamină au fost decisiv reduse. În prezența agenților de sulfitare, cum ar fi dioxidul de sulf, tiamina este scindată în fragmentele sale pirimidină și tiazol, făcând-o inactivă. Trebuie remarcat faptul că principalul efect toxic al sulfului elementar asupra sistemului nervos central (SNC) al rumegătoarelor este un efect direct al sulfului și nu un efect secundar care rezultă din deficitul de tiamină.

Alți anchetatori au examinat porci hrăniți cu orz cu un conținut ridicat de umiditate care au fost tratați cu dioxid de sulf (Gibson și colab., 1987). Tratamentul orzului (1% dioxid de sulf (greutate/greutate)) a demonstrat o conservare îmbunătățită a orzului cu o întârziere semnificativă înainte ca creșterea mucegaiului să devină evidentă. Cu toate acestea, conținutul de tiamină din orz a fost mult redus, rezultând un conținut de tiamină în carnea porcilor tratați, care a fost de 7,6% față de animalele martor. Aceste animale au prezentat dovezi ale hipertrofiei cardiace, împreună cu aportul redus de furaje și creșterea în greutate corporală. Din nou, este posibil ca efectele directe ale SO2 să fi contribuit la toxicitatea orzului la porci, mai degrabă decât acestea fiind consecințe pur secundare ale deficitului de tiamină. Organizația Mondială a Sănătății recomandă în mod specific ca alimentele care sunt surse semnificative de tiamină în dieta umană să nu fie tratate cu dioxid de sulf sau alți agenți de sulfitare.

Poluarea mediului înconjurător a fost o problemă majoră de sănătate ca urmare a expunerilor excesive la dioxid de sulf și fum, de exemplu în Valea Meuse din Belgia în 1936, în Donora, Pennsylvania în 1948 și la Londra în 1952. La Londra, unde 4000 de decese și numeroase incidențe de boală au fost atribuite expunerii, nivelurile atmosferice de dioxid de sulf au atins o medie zilnică de până la 1,34 ppm. Efectele pulmonare manifestate prin expunerea la dioxid de sulf sunt atribuite iritării sale. Expunerea numai la dioxid de sulf are ca rezultat efecte directe asupra nazofaringiilor și traheei cu transport redus al stratului mucos fie datorită încetării mișcării ciliare într-o expunere acută, fie a unei îngroșări excesive a mucoaselor ca urmare a expunerii cronice. Răspunsul pulmonar acut este tipic unui efect iritant cu restricție bronșică care duce la creșterea rezistenței la curgere. Efectul cronic este similar cu cel al bronșitei cronice fără implicarea unei infecții bacteriene. Aceste efecte au fost bine analizate de Costa și Amdur (1996) .

ANTIOXIDANȚI | Antioxidanți sintetici

Dioxid de sulf, sulfiți, bisulfiți și metabisulfiți

Dioxidul de sulf este un gaz incolor (un lichid sub -10 ° C sau sub presiune) cu un miros caracteristic, înțepător, mai solubil la rece decât în ​​apă fierbinte. În medii umede, se formează acid sulfuric, care reacționează lent cu oxigenul. Această reacție este accelerată la creșterea valorilor pH-ului. Dioxidul de sulf gazos este un iritant coroziv și sever. Unele persoane sunt extrem de sensibile la efectele dioxidului de sulf, în timp ce lucrătorii cu experiență se pot adapta la proprietățile sale iritante, de exemplu, au fost observate cazuri de aclimatizare la 20-30 μg g - 1. Expunerea la concentrații mari (de exemplu, 1000 μg g - 1) timp de câteva minute produce paralizie respiratorie și edem pulmonar cu risc de deces. Dioxidul de sulf lichid produce arsuri ale pielii prin efectul de îngheț al evaporării rapide.

Sulfitii de sodiu, potasiu și calciu, sulfitii de hidrogen (bisulfiți) și metabisulfiții prezintă proprietăți de conservare și antioxidante aproape identice cu dioxidul de sulf. Astfel, sulfitul de sodiu anhidru este relativ stabil, dar reacționează rapid cu oxigenul în prezența umidității; tot oxigenul dizolvat este îndepărtat în câteva secunde. Bisulfitul de sodiu comercial este format în principal din metabisulfit de sodiu. Metabisulfitii de sodiu și potasiu sunt iritanți și posibili sensibilizatori.

La nivelurile utilizate în alimente, dioxidul de sulf, sulfiții, bisulfitii și metabisulfiții sunt în general recunoscuți ca fiind siguri (GRAS); cu toate acestea, s-a constatat că un mic segment al populației dezvoltă urticarie, greață, diaree, dificultăți de respirație sau chiar șoc fatal după consumul acestor substanțe. Din acest motiv, utilizarea sa pe fructe și legume proaspete pentru a fi vândute sau servite crude consumatorilor sau pentru a fi prezentate consumatorilor ca proaspete, a fost interzisă de Food and Drug Administration (FDA) (182.3862, 3766, 3637, 3616). În plus, aceste substanțe descompun vitamina B1 și, prin urmare, nu pot fi utilizate în alimente recunoscute ca sursă de vitamina B1.

Dioxidul de sulf a fost folosit la fabricarea vinului de mii de ani pentru a distruge bacteriile, mucegaiurile și drojdiile sălbatice fără a afecta drojdiile utilizate în fermentație. Dioxidul de sulf, sulfiții, bisulfitii și metabisulfiții sunt folosiți ca antiseptici și agenți de înălbire în fabricile de bere și alte industrii de fermentație și sunt folosiți pentru a întârzia deteriorarea cărnii, gălbenușurilor, cerealelor, fructelor uscate și proaspete și a altor produse. Sulfitul de sodiu este permis ca agent de înălbire pentru gelatină, zaharuri de sfeclă și amidon alimentar (FDA 73.85), iar sulfitii de sodiu și potasiu pot fi folosiți pentru a ajuta caramelizarea (FDA 73.85).