В каких продуктах содержится титан
Титан – химический элемент, довольно широко распространённый в природе. Это металл, серебристо-серый и твёрдый; он входит в состав многих минералов, и добывать его можно почти везде – Россия занимает второе место в мире по добыче титана.
Много титана в титанистом железняке – ильмените, относящемся к сложным оксидам, и золотисто-красном рутиле, являющемся полиморфной (многообразной и способной существовать в разных кристаллических структурах) модификацией двуокиси титана – химикам известно три таких природных соединения.
Титан часто встречается в горных породах, но в почвах, особенно песчаных, его ещё больше. Среди титаносодержащих горных пород можно назвать перовскит – он считается довольно распространённым; титанит – силикат титана и кальция, которому приписываются лечебные и даже магические свойства; анатаз – также полиморфное соединение – простой оксид; и брукит – красивый кристалл, часто встречающийся в Альпах, а у нас, в России – на Урале, Алтае и в Сибири.
Заслуга открытия титана принадлежит сразу двоим учёным – немцу и англичанину. Английский учёный Уильям Мак-Грегор не был химиком, но минералами очень интересовался, и однажды, в конце XVIII века, выделил из чёрного песка Корнуэлла неизвестный металл, и вскоре написал о нём статью.
Эту статью читал и известный немецкий учёный, химик М.Г. Клапрот, и он через 4 года после Мак-Грегора обнаружил оксид титана (так он назвал этот металл, а англичане называли его менаккином – по названию места, где он был найден) в красном песке, распространённом в Венгрии. Когда учёный сравнил соединения, найденные в чёрном и красном песке, они оказались оксидами титана – так что этот металл был открыт обоими учёными независимо.
Кстати, название металла не имеет никакого отношения к древнегреческим Богам Титанам (хотя есть и такая версия), а назвали его в честь Титании – царицы фей, о которой писал Шекспир. Это название связывается с лёгкостью титана – его необычно низкой плотностью.
После этих открытий многие учёные не раз пытались выделить чистый титан из его соединений, но в XIX веке это удавалось плохо — даже великий Менделеев считал этот металл редким, и потому интересным только для «чистой» науки, а не для применения в практических целях. Но учёные XX века поняли, что титана в природе много – около 70 минералов содержат его в своём составе, и сегодня известно множество таких месторождений. Если говорить о металлах, широко используемых человеком в технике, то можно найти только три, которых в природе больше, чем титана – это магний, железо и алюминий. Химики ещё говорят, что, если количественно объединить все запасы меди, серебра, золота, платины, свинца, цинка, хрома и ещё некоторых металлов, которыми богата Земля, то титана получится больше, чем их всех.
Выделять из соединений чистый титан химики научились только в 1940 году – это сделали американские учёные.
Многие свойства титана уже изучены, и он применяется в разных сферах науки и промышленности, но мы здесь не будем подробно рассматривать эту сторону его применения – нам интересно биологическое значение титана.
Использование титана в медицине и пищевой промышленности тоже нас интересует – в этих случаях титан поступает непосредственно в организм человека, или контактирует с ним. Одно из свойств этого металла очень радует: учёные, в том числе и медики, считают титан безопасным для человека, хотя при его избыточном поступлении в организм могут возникать хронические лёгочные заболевания.
Титан в продуктах
Титан есть в морской воде, тканях растений и животных, а значит, и в продуктах растительного и животного происхождения.
Растения получают титан из почвы, на которой растут, а животные получают его, поедая эти растения, однако вначале – уже в XIX веке — химики открыли титан в организме животных, а уже потом в растениях. Эти открытия снова были сделаны англичанином и немцем – Г. Ризом и А. Адергольдом.
В организме человека титана около 20 мг, и поступает он обычно с продуктами питания и водой. Титан есть в яйцах и молоке, в мясе животных и растениях – их листьях, стеблях, плодах и семенах, но вообще в продуктах питания его немного. Растения, особенно водоросли, содержат больше титана, чем ткани животных; много его в кладофоре – кустистой ярко-зелёной водоросли, часто встречающейся в пресных водоёмах и морях.
Значение титана для организма человека
Зачем титан нужен организму человека? Учёные говорят, что его биологическая роль не выяснена, но он участвует в процессе образования эритроцитов в костном мозге, в синтезе гемоглобина и в процессе формирования иммунитета.
Титан есть в головном мозге человека, в слуховом и зрительном центрах; в женском молоке он есть всегда, причём в определённых количествах. Концентрации титана в организме активизируют обменные процессы, и улучшают общий состав крови, снижая в ней содержание холестерина и мочевины.
В сутки человек получает около 0,85 мг титана, с водой и продуктами питания, а также с воздухом, но в желудочно-кишечном тракте он всасывается слабо – от 1 до 3%.
Для человека титан нетоксичен или малотоксичен, и о летальной дозе у медиков тоже нет данных, но при регулярном вдыхании двуокиси титана он накапливается в лёгких, и тогда развиваются хронические заболевания, сопровождающиеся одышкой и кашлем с мокротой – трахеит, альвеолит и др. Накопление титана вместе с другими, более токсичными элементами, вызывает воспаления и даже гранулематоз – тяжёлое заболевание сосудов, опасное для жизни.
Избыток и недостаток титана
Чем может объясняться избыточное поступление титана в организм? Поскольку, как уже сказано, титан применяется во многих областях науки и промышленности, избыток титана и даже отравление им часто грозит рабочим разных производств: машиностроительных, металлургических, лакокрасочных и т.д. Наиболее токсичен хлорид титана: достаточно отработать на таком производстве около 3-х лет, не особенно соблюдая технику безопасности, и хронические заболевания не замедлят проявиться.
Лечат такие заболевания обычно антибиотиками, пеногасителями, кортикостероидами, витаминами; больные должны находиться в покое и получать обильное питьё.
Дефицит титана – как у человека, так и у животных, не выявлен и не описан, и в этом случае можно предположить, что его действительно не бывает.
В медицине титан необыкновенно популярен: из него делают превосходные инструменты, и при этом доступные и недорогие – титан стоит от 15 до 25 долларов за килограмм. Любят титан ортопеды, стоматологи и даже нейрохирурги – и неудивительно.
Оказывается, у титана есть ценное для медиков качество – биологическая инертность: это означает, что конструкции из него прекрасно себя ведут в организме человека, и абсолютно безопасны для мышечных и костных тканей, которыми они обрастают со временем. Структура тканей при этом не меняется: титан не подвержен коррозии, а его механические свойства очень высоки. Достаточно сказать, что в морской воде, которая по составу очень близка к лимфе человека, титан может разрушаться со скоростью 0,02 мм за 1000 лет, а в растворах щелочей и кислот он по устойчивости похож на платину.
Среди всех используемых в медицине сплавов титановые отличаются чистотой, и примесей в них почти нет, чего нельзя сказать о кобальтовых сплавах или нержавеющей стали.
Внутренние и наружные протезы, изготовленные из титановых сплавов, не разрушаются и не деформируются, хотя всё время выдерживают рабочие нагрузки: механическая прочность титана в 2-4 раза выше, чем у чистого железа, и в 6-12 раз выше, чем у алюминия.
Пластичность титана позволяет делать с ним всё, что угодно – резать, сверлить, шлифовать, ковать при низких температурах, прокатывать – из него получается даже тонкая фольга.
Температура его плавления, однако, довольно высока – около 1670°C.
Электропроводность у титана очень низкая, и он относится к немагнитным металлам, поэтому пациентам с титановыми конструкциями в организме можно назначать физиотерапевтические процедуры – это безопасно.
В пищевой промышленности используется диоксид титана – в качестве красителя, обозначающегося как Е171. Им окрашивают конфеты и жвачку, кондитерские изделия и порошковые продукты, лапшу, крабовые палочки, изделия из фарша; им же осветляют глазури и муку.
В фармакологии диоксидом титана окрашивают лекарства, а в косметологии – кремы, гели, шампуни и другие средства.
Гатаулина Галина
для женского журнала InFlora.ru
При использовании и перепечатке материала активная ссылка на женский онлайн журнал InFlora.ru обязательна
Среди множества пищевых добавок, обозначаемых буквами «Е» есть одна чрезвычайно распространённая, но потенциально весьма опасная. Е171. Она же титановые белила, диоксид титана, TiO2, Titanium Dioxide. Это краситель, который призван сделать продукты, в которые он добавляется, идеально белыми.
Что самое плохое, потребители во всём мире при выборе того или иного товара отдадут предпочтение именно сияющей белизне, а не невзрачному серому цвету. Из-за этого пищевые добавки Е171 используются в огромном количестве где только возможно, в том числе в России:
- зубные пасты:
- широкий спектр кондитерских изделий:
- многочисленные лекарства, таблетки, оболочки капсул;
- жевательные резинки;
- мука, сухое молоко, сахар и другие сыпучие продукты;
- соусы (майонезы и т.п.);
- морепродукты (крабовые палочки и т.п.);
- косметические средства.
И это далеко не полный перечень всех областей применения добавки Е171, которая до недавнего времени считалась абсолютно безвредной. Всё изменилось в 2016 году, когда вышли научные работы, косвенно говорящие о возможном вреде диоксида титана для организма млекопитающих, и в том числе человека.
Опыты на крысах были проведены французским Национальным институтом сельскохозяйственных исследований (INRA) и опубликованы в научном журнале Scientific Reports. В течение ста дней грызунам давали с водой пищевой краситель Е171 в концентрациях, схожих с теми, что потребляют обычные покупатели.
Их результаты указывают на то, что диоксид титана инициирует процессы новообразований и способствует развитию рака в кишечнике животных. Также имелось негативное влияние на иммунную и репродуктивную системы.
Это сообщение имело эффект разорвавшейся бомбы — потребление Е171 огромно, эта добавка разрешена для применения практически по всему миру и прибыли корпораций производящих или использующих титановые белила просто не поддаются исчислению. После этого вышло ещё несколько исследований, говорящих об опасности диоксида титана для живых организмов.
После этого началось хождение по рунету конспирологичской портянки о том, что россиян специально травят зубной пастой. Но надо понимать, что диоксид титана используются широко во всех странах, он не является чем-то особенным, продуктом второго сорта для развивающегося мира. И риску при потреблении добавки подвергаются все жители планеты.
Думаете, Е171 запретили к применению?
Не тут-то было. Мировая бюрократия не стала ограничивать потребление Titanium Dioxide. Во-первых, вред именно для человеческого организма по-прежнему не доказан (а кто будет ставить такие опыты?), во-вторых, во всех проведённых исследованиях были найдены недочёты, которые позволяют ставить под сомнение полученные выводы о вреде именно Е171. По мнению экспертов, требуются дополнительные эксперименты, чтобы поставить окончательную точку в этом вопросе.
Наибольший вред вызывают частицы наименьшего (нано) размера, и возможно производителей заставят просто соблюдать определённый процентный уровень фракций в готовом порошке диоксида титана.
Некоторые страны заявляли о своей готовности полностью запретить использование Е171 в пищевой промышленности, под давлением общественности американская корпорация Dunkin ‘Donuts перестала добавлять эту добавку в свою сахарную пудру.
Пройдёт ещё немало времени, прежде чем учёные окончательно определятся с тем, опасен ли диоксид титана для человека. Ну а пока что тем, кто доверяет уже проведённым исследованием, следует самостоятельно выбирать в магазинах те товары, в которых не содержится Е171. Серый цвет должен нас не смущать, а наоборот вызывать доверие как более натуральный — ведь в природе очень мало белых продуктов.
______
Читайте также другие статьи:
О мёде О блинах О бананах О рисе О яйцах О микроволновках
Подписывайтесь на канал, будет много интересного 🙂
В природе такой химический элемент как титан распространен достаточно широко. Титан — твердый, серебристо-серый металл есть в составе многих минералов, что позволяет добывать его практически везде – по добыче титана Россия восседает на втором месте.
Большое количество титана содержится в титанистом железняке – это ильменит, который относится к сложным оксидам, а также в золотисто-красном рутиле, который является полиморфной модификацией двуокиси титана. Она способна существовать в различных кристаллических структурах, как минимум, три таких природных соединения известно химикам.
В горных породах также есть титан. Но все же в почвах, в частности, песчаных, этот элемент встречается чаще. К горным титаносодержащим породам относится достаточно распространенный перовскит; титанит, являющийся силикатом кальция и титана, которому приписывают даже магические и лечебные свойства; полиморфное соединение анатаз, являющееся простым оксидом; красивый кристалл брукит, который распространен в Альпах, в России встречается в Сибири, Алтае и на Урале.
Сразу двое ученых – англичанин и немец открыли титан. Ученый Уильям Мак-Грегор из Англии химиком не был, но интересовался минералами. Потому как-то, в конце XVIII века, из черного песка Корнуэлла выделил неизвестный металл. А еще спустя время написал статью о своем открытии.
Известный химик М. Г. Клапрот, немецкий ученый, читал эту статью. Спустя 4 года после открытия Мак-Грегора, он сумел в красном песке установить оксид титана – такое название дал сам ученый, хотя англичане употребили поначалу менаккин – созвучно с названием места, где был найден металл. Кстати, в Венгрии красный песок достаточно распространен. Затем ученый сравнил соединения, которые были найдены в красном и черном песке – оба они представляли собой оксид титана. Потому получается, что оба ученых независимо открыли этот металл.
Название металла никак не относится к Титанам, древнегреческим Богам (впрочем, есть такая версия), металл получил название в честь Титании, являющейся царицей фей (о ней когда-то писал Шекспир). Название ассоциируется с легкостью титана – у него чрезвычайно низкая плотность.
Когда были совершены эти открытия, многие ученые предпринимали попытки выделить из соединений чистый титан. Впрочем, в XIX веке сделать это было трудно – великий Менделеев и тот считал титан редким металлом. Соответственно, он представлял титан интересным для «чистой» науки, применять металл в практических целях не собирались. А в XX веке ученые поняли как много в природе титана – примерно в 70 минералах он есть в составе. На сегодняшний день открыто много месторождений. Среди широко используемых человеком в природе существует только три металла, которых больше, чем титана – железо, алюминий и магний. Химики же подчеркивают, что если сложить все запасы серебра, меди, платины, золота, цинка, свинца, хрома и некоторых прочих металлов на нашей планете, то титан количественно опередит их все.
Американские химики в 1940 году научились выделять из соединений, встречающихся в природе, чистый титан.
Титан очень популярен в медицине – его используют для производства отличных и доступных инструментов. Недорогих, потому что стоимость килограмма титана составляет 15-25 долларов. Титан используют стоматологи, ортопеды и даже нейрохирурги.
Еще одно качество титана, которое ценят медики – это его биологическая инертность. То есть титановые конструкции превосходно проявляют себя в организме человека, они безопасны для костных и мышечных тканей, которые со временем обрастают вокруг пластин. При этом структура тканей не меняется, поскольку металл не подвергается коррозии, сохраняя высокие механические свойства. Приведем сравнение: в близкой по составу к лимфе человека морской воде титан разрушается за 1000 лет на 0,02 миллиметра. При помещении его в растворы кислот и щелочей он столь же устойчив как и платина.
Титановые, по сравнению с другими сплавами, используемыми в медицине, чистые – в них практически нет примесей, тогда как нержавеющая сталь и кобальтовые сплавы примеси содержат.
Наружные и внутренние протезы из титановых сплавов не деформируются и не разрушаются. При этом они постоянно выдерживают рабочие нагрузки: в сравнении с чистым железом в 2-4 раза больше механическая прочность титана, в сравнении с алюминием – в 6-12 раз.
С титаном можно делать все – его пластичность позволяет резать, шлифовать, сверлить, прокатывать (можно делать даже тонкую фольгу), ковать при низкой температуре.
При этом температура плавления титана достаточно высокая – примерно 1670°C.
Титан обладает низкой электропроводностью, является немагнитным металлом – это позволяет пациентам, в организме которых есть титановые конструкции принимать физиотерапевтические процедуры.
Диоксид титана применяется в пищевой промышленности – это краситель, который обозначают как Е171. Диоксидом титана можно осветлять муку и глазурь, а также окрашивать жвачки, конфеты, порошковые продукты, кондитерские изделия, крабовые палочки, лапшу, изделия из фарша.
Диоксид титана используют также для окрашивания лекарств в фармакологии, а также гелей, кремов, шампуней и прочих средств в косметологии.
Большинство свойств титана изучено, что позволяет применять металл во всевозможных сферах промышленности и науки. Впрочем, в статье больше акцентируется внимание на биологическом значении титана, а не на его применении.
Интересно и использование титана в пищевой промышленности и медицине – ведь это подразумевает контакт с титаном или его поступление в организм человека. Важно, что ученые и, в частности, медики считают этот металл безопасным для человека. Впрочем, избыточное поступление в организм этого металла может спровоцировать возникновение хронических легочных болезней.
Ежесуточно человек получает примерно 0,85 миллиграмм титана с продуктами питания, водой и даже с воздухом. Тем не менее, желудочно-кишечный тракт его всасывает слабо: всего 1-3%.
Биологическая роль
Зачем организму человека нужен титан? По мнению ученых, биологическая роль металла не ясна, но в процессе возникновения эритроцитов в костном мозге титан участие принимает, как ив формировании иммунитета, и в синтезе гемоглобина.
У человека титан присутствует в головном мозге, в зрительном и слуховом центрах; в определенных количествах он есть в женском молоке. Титан способен активизировать обменные процессы, улучшать состав крови, снижая содержание мочевины и холестерина.
Симптомы передозировки и дефицита титана
Титан малотоксичен или вовсе нетоксичен для организма. Что касается летальной дозы, то врачи не располагают такими данными. Известно только, что регулярное вдыхание двуокиси титана способствует накоплению его в легких. А это вызывает хронические болезни с кашлем с мокротой и одышкой – альвеолит, трахеит и прочее. Воспаление, вплоть до тяжелого заболевания сосудов, опасного для жизни – гранулематоза, вызывает накопление титана с более токсичными элементами.
Как в организм поступает избыточное количество титана? Этот металл применяется в разных областях промышленности и науки, потому избыток или отравление им грозит рабочим производств: металлургических, машиностроительных, лакокрасочных и прочих. Самым токсичным является хлорид титана: если даже 3 года отработать на производстве, не особо придерживаясь техники безопасности, то хронические заболевания появятся.
Как правило, такие болезни лечат антибиотиками, кортикостероидами, пеногасителями, витаминами. Обильное питье и покой – также обязательные условия для выздоровления.
Дефицит титана ни у человека, ни и у животных никак не выявлен. Есть основания предположить, что такого состояния просто нет.
Содержание в продуктах питания
Титан можно встретить в морской воде, в тканях животных и растений, следовательно, и в продуктах животного и растительного происхождения. В растения титан поступает из почвы, животные съедают растения и так же получают титан.
Примерно 20 миллиграмм титана содержится и в организме человека – как правило, он поступает с водой и продуктами питания. Есть титан также в молоке и яйцах, в мясе животных, в листьях, плодах, стеблях и семенах растений. Хотя в продуктах питания титана немного. В тканях животных титана меньше, чем в растениях, в частности, в водорослях. В достаточно больших количествах элемент содержится в кустистой кладофоре – ярко-зеленой водоросли, которая встречается в пресных морях и водоемах.