Діоксид сірки

Двоокис сірки - один із найпоширеніших консервантів, який сьогодні присутній у продуктах харчування, і, як правило, вважається безпечним (GRAS) Американською адміністрацією з контролю за продуктами та ліками (FDA).

Пов’язані терміни:

Консервант
Аміак
Сірка
Озон
Аерозоль
Сірчана кислота
Вуглекислий газ
Окис вуглецю
Діоксид азоту

Завантажити у форматі PDF

Про цю сторінку

Діоксид сірки

Генотоксичність

Діоксид сірки спричиняє слабке збільшення мікроядер після активації в аналізі рослин (Tradescantia spp.). Ооцити ссавців (корів, вівцематок), що зазнали дії діоксиду сірки in vitro, мали частіші випадки аберацій хромосом при дії SO2 без метаболічної активації. Вплив діоксиду сірки також пов’язують із збільшенням мікроядер у рослин та мутацією генів у Saccharomyces cerevisiae.

Існують деякі, хоча і обмежені, докази кластогенного впливу на людину після професійного впливу діоксиду сірки через вдихання. Обмін хроматидними сестрами та аберації хромосом спостерігались у лімфоцитах у робітників, які зазнали дії 15,92 ppm діоксиду сірки на заводі добрив в Індії. Ще одне дослідження, в якому брали участь працівники китайської фабрики сірчаної кислоти, показало подібні висновки, коли концентрація експозиції становила від 0,13 до 4,57 ppm діоксиду сірки в повітрі. Слід зазначити, що інші забруднюючі речовини, присутні в цих робочих умовах, могли сприяти спостерігається ефекту.

Природні атмосфери: корозія

1.3 Двоокис сірки

Двоокис сірки є загальним продуктом згоряння в результаті спалення вугілля або нафтопродуктів, і в результаті він вніс великий внесок у атмосферну корозію в міських та промислових районах. Він помірно розчиняється у воді і утворює у воді сірчисту кислоту:

Сірчана кислота є помірно сильною кислотою і, крім того, має тенденцію реагувати з повітрям або озоном, утворюючи сірчану кислоту:

Обидві ці кислоти дуже їдкі для металів, включаючи сталь, цинк та нікель. Зараз встановлені обмеження викидів діоксиду сірки у більшості країн світу, так що ефект діоксиду сірки поступово зменшується у більшості промислово розвинутих країн. Виробництво електроенергії є основним джерелом викидів діоксиду сірки, незважаючи на різноманітні технології для мінімізації цієї проблеми. Двоокис сірки поглинається росою і прагне утримувати рН роси нижче її природного значення 5,2 (від CO2 в повітрі).

Діоксид сірки у повітрі можна виміряти за допомогою звичайних методів, таких як інфрачервоне поглинання. Також можна використовувати абсорбент перекису свинцю для визначення швидкості осадження діоксиду сірки на поверхні. Однією з версій цієї техніки поглинання є метод сульфатування на пластинах, описаний у ASTM G91.

ISO створив систему класифікації діоксиду сірки в атмосфері. Це показано в таблиці 2. Класифікація ISO показана як для швидкості осадження, так і для атмосферних концентрацій діоксиду сірки. Коефіцієнт перерахунку для об'ємної концентрації до швидкості осадження (показаний у G91) становить R = 2,22 В, де R - швидкість осадження SO2 у мг SO2 m −2 d −1, а V - об’ємна концентрація SO2 у ppb. Це співвідношення передбачає певну геометрію температури та швидкості вітру і лише приблизно відповідає дійсності у загальних ситуаціях.

КОРИЧНІ | Ферментативно - технічні аспекти та аналізи

Двоокис сірки та її похідні

Двоокис сірки, який є антисептиком, що широко використовується у харчових продуктах, на сьогоднішній день є найефективнішим із дозволених хімічних інгібіторів побуріння. Він навіть діє в дуже низьких концентраціях і коштує недорого. Його також можна використовувати з певними фруктами для усунення небажаної червоної пігментації, як у випадку з вишнями Bigarreau Napoléon, що використовуються в кондитерських виробах, які попередньо потрібно знебарвити за допомогою сульфіту, щоб переконатися, що пігмент не набуває коричневого кольору під час термічної обробки.

Як інгібітор побуріння, діоксид сірки має три дії: утворення безбарвних продуктів додавання з (забарвленими) о-хінонами; відновлення о-хінонів до їх вихідних о-дифенолів (безбарвних); денатурація катехол-оксидази (див. BROWNING | Токсикологія неферментативного Браунінгу). Діоксид сірки також реагує з багатьма іншими хімічними складовими рослинних тканин (зокрема, кетонами та альдегідами). Міцність хімічних зв'язків, що утворюються, змінюється залежно від рН та типу задіяної молекули. Здається, такі продукти є причиною ненормальних ароматів, які іноді розвиваються, коли діоксид сірки використовується в занадто високій концентрації і згодом не усувається.

Двоокис сірки можна використовувати у вигляді газу або у водному розчині як сульфіт натрію або дисульфіт. Як дисульфіт, він діє менш швидко, але легше контролюється і призводить до кількох змін смаку.

З глибоко заморожених продуктів яблука та абрикоси найбільше підходять для обробки діоксидом сірки. Скибочки фруктів або навпіл плоди замочують на 3–4 хв у розчинах, що містять 0,4–0,5% діоксиду сірки.

Іноді дозволяють застосовувати високі дози для стабілізації м’якоті плодів, призначеної для приготування джемів стандартної якості (антисептична дія) та для очищення фруктів перед сушінням (зокрема, абрикосів). Однак у цьому випадку ці напівперероблені продукти втратять більшу частину сполуки для обробки під час наступних операцій. Тим не менше, тенденція національних та міжнародних норм поступово обмежує вживання діоксиду сірки або навіть забороняє її взагалі, оскільки іноді було показано, що вона причетна до тяжких розладів у астматиків.

Токсикологічна оцінка сірки як пестициду

88.3 Токсикологія діоксиду сірки

Двоокис сірки (SO 2) використовується як фумігант через його антимікробні властивості. Це безбарвний газ з високою розчинністю у воді. У розчині він гідратується до сірчаної кислоти (H2SO3), яка, в свою чергу, дисоціює, утворюючи іони бісульфіту (HSO 3 -) та сульфіту (SO2–3). Біонсульфітний іон є досить реактивним за допомогою іонних і вільнорадикальних механізмів (Шапіро, 1977). Діоксид сірки використовується в Каліфорнії для лікування винограду, який зберігається в холодних сховищах для боротьби з грибком Botrytis cinerea. Рекомендована швидкість обробки становить до 1% концентрації газів до 20 обробок з інтервалом 7–10 днів між обробками залежно від сорту винограду. Основні види використання SO2 в Каліфорнії наведені в таблиці 88.3 .

Таблиця 88.3. Використання діоксиду сірки (ін.) У Каліфорнії, 1993–1995 рр

Урожай 1995 (фунтів) 1994 (фунтів) 1993 (фунтів)

Виноград, стіл	144000	267 000	194 000
Виноград, вино	24000	1100	12000
Фумігація товару	14000	11 700	48100
Інше обкурювання	4000	5500	6000
Структурні шкідники	13400	-	15 100
Всього (фунтів)	200 000	285 000	276 000

Двоокис сірки використовується в США як харчова добавка під керівництвом Управління з контролю за продуктами та ліками в пиві, вині, фруктах та овочах, фруктових соках, сиропах, м'ясі та рибі. Він діє як консервант у цих продуктах, будучи одночасно протимікробною речовиною та інгібітором ферментів, що сприяють процесу знебарвлення. Двоокис сірки використовується у виноробстві для вибіркового пригнічення росту оцтової кислоти та бактерій, що виробляють молочну кислоту.

Реєстрація продуктів на діоксид сірки в Каліфорнії стосується 100% стисненого газу. Попереджувальне маркування цих продуктів вимагає сигнального слова „Небезпека” із формулюванням „вдихання може призвести до летального результату або спричинити серйозні захворювання. Тривалий або багаторазовий вплив може спричинити порушення функції легенів…. Рідкий або надмірний вплив пари може спричинити серйозні травми шкіри та очей. Шкідливий при ковтанні ". Коли діоксид сірки використовується як фумігант, необхідний захист органів дихання, якщо концентрація навколишнього середовища не менше 2 ppm, що є пороговим граничним значенням для професійного впливу.

Тематичні дослідження котів та собак, яких годували свіжими кормами для домашніх тварин, консервованими діоксидом сірки, привели до прикладів тварин, які страждають від дефіциту тіаміну (Studdert and Labuc, 1991). Ці тварини продемонстрували синдром депресії, розширення зіниць та атаксії, який іноді прогресував до судом та раптової смерті, спричиненої гострою серцевою недостатністю. У консервованих зразках харчових продуктів, у яких вміст SO2 перевищував 800 мг/кг, рівень тіаміну був рішуче знижений. У присутності сульфітуючих агентів, таких як діоксид сірки, тіамін розщеплюється до складових частин піримідину та тіазолу, роблячи його неактивним. Слід зазначити, що основною токсичною дією елементарної сірки на центральну нервову систему (ЦНС) жуйних є прямий вплив сірки, а не вторинний ефект, що виникає внаслідок дефіциту тіаміну.

Інші дослідники досліджували свиней, яких годували ячменем з високим вмістом вологи, оброблених діоксидом сірки (Gibson et al., 1987). Обробка ячменю (1% діоксиду сірки (мас./Мас.)) Продемонструвала посилене збереження ячменю із значним затримкою часу до того, як став очевидним ріст цвілі. Однак вміст тіаміну в ячмені значно знизився, в результаті чого вміст тіаміну в м'ясі оброблених свиней становив 7,6% від вмісту контрольних тварин. Ці тварини свідчили про гіпертрофію серця поряд із зменшенням споживання корму та збільшенням маси тіла. Ще раз, можливо, прямий вплив SO2 сприяв токсичності ячменю для свиней, а не суто вторинним наслідком дефіциту тіаміну. Всесвітня організація охорони здоров’я спеціально рекомендує не обробляти продукти харчування, які є значним джерелом тіаміну в раціоні людини, діоксидом сірки або іншими сульфідуючими агентами.

Забруднення навколишнього середовища викликало серйозне занепокоєння внаслідок надмірного впливу діоксиду сірки та диму, наприклад у Бельгійській долині Маас в 1936 році, в Донорі, штат Пенсільванія, в 1948 році та в Лондоні в 1952 році. У Лондоні, де 4000 випадків смерті та численні випадки захворювань були пов’язані з експозицією, рівень діоксиду сірки в атмосфері досягав середньодобових значень до 1,34 ppm. Легеневі ефекти, що проявляються під впливом діоксиду сірки, пояснюються його подразнюванням. Вплив лише діоксиду сірки призводить до прямого впливу на носоглотки та трахею зі зменшеним транспортом слизового шару або через припинення руху циліарних тканин при гострому впливі, або через надмірне потовщення слизової як результат хронічного впливу. Гостра легенева реакція характерна для подразнюючої дії з бронхіальним обмеженням, що призводить до збільшення опору потоку. Хронічний ефект подібний до ефекту хронічного бронхіту без участі бактеріальної інфекції. Ці ефекти добре розглянули Коста та Амдур (1996) .

АНТИОКСИДАНТИ | Синтетичні антиоксиданти

Двоокис сірки, сульфіти, бісульфіти та метабісульфіти

Двоокис сірки - це безбарвний газ (рідина нижче −10 ° C або під тиском) з характерним різким запахом, більш розчинний у холоді, ніж у гарячій воді. У вологих середовищах утворюється сірчана кислота, яка повільно реагує з киснем. Ця реакція прискорюється при збільшенні значень рН. Газ діоксиду сірки є їдким і сильним подразником. Деякі особи надзвичайно чутливі до впливу діоксиду сірки, тоді як досвідчені працівники можуть пристосуватися до його подразнюючих властивостей, наприклад, спостерігались випадки акліматизації при 20–30 мкг g − 1. Вплив високих концентрацій (наприклад, 1000 мкг г − 1) протягом декількох хвилин викликає параліч дихання та набряк легенів з ризиком смерті. Рідкий діоксид сірки призводить до опіків шкіри від замерзаючого ефекту швидкого випаровування.

Сульфіти натрію, калію та кальцію, сульфіти водню (бісульфіти) та метабісульфіти мають майже однакові збережуючі та антиоксидантні властивості як діоксид сірки. Таким чином, безводний сульфіт натрію є відносно стабільним, але швидко реагує з киснем у присутності вологи; весь розчинений кисень видаляється за кілька секунд. Комерційний бісульфіт натрію складається в основному з метабісульфіту натрію. Метабісульфіти натрію та калію є подразниками та можливими сенсибілізаторами.

На рівні, що використовується в їжі, діоксид сірки, сульфіти, бісульфіти та метабісульфіти загалом визнані безпечними (GRAS); однак у невеликої частини населення було виявлено кропив'янку, нудоту, діарею, задишку або навіть смертельний шок після споживання цих речовин. З цієї причини його використання на свіжих фруктах та овочах для продажу чи подачі в сирому вигляді споживачам або для подання споживачам у свіжому вигляді було заборонено Управлінням з контролю за продуктами та ліками (FDA) (182.3862, 3766, 3637, 3616). Крім того, ці речовини розкладають вітамін В1, тому їх не можна використовувати в їжі, визнаній джерелом вітаміну В1.

Двоокис сірки використовується у виробництві вина протягом тисячоліть для знищення бактерій, цвілі та диких дріжджів, не завдаючи шкоди дріжджам, що використовуються при бродінні. Двоокис сірки, сульфіти, бісульфіти та метабісульфіти використовуються як антисептики та відбілюючі речовини на пивоварних заводах та інших ферментаційних виробництвах і використовуються для запобігання псуванню м’яса, яєчних жовтків, зерен, сухофруктів та свіжих фруктів та інших продуктів. Сульфіт натрію дозволений як відбілюючий засіб для желатину, цукрових буряків та харчового крохмалю (FDA 73,85), а сульфіти натрію та калію можуть бути використані для сприяння карамелізації (FDA 73,85).