Фоторазлагаемые пищевые красители

Доступ к безопасной питьевой воде является одним из основных прав человека, признанным Организацией Объединенных Наций, однако достижению всеобщего доступа в развивающихся странах препятствует недостаточная инфраструктура очистки воды и отсутствие постоянного технического обслуживания. По состоянию на 2015 г. 844 миллиона человек в странах с низким уровнем дохода и уровнем дохода ниже среднего (СНСД) не имели доступа к улучшенным источникам питьевой воды, а 159 миллионов человек напрямую использовали неочищенную поверхностную воду, что ежегодно приводило к гибели 502 тысяч человек из-за диареи. болезней из загрязненной патогенами воды. Поскольку неравенство в отношении питьевой воды и связанная с этим смертность несоразмерно обременяют сельские развивающиеся страны, предоставление усовершенствованных технологий очистки воды в точках использования (POU), которые являются недорогими, простыми и требуют минимальной инфраструктуры, имеет решающее значение для обеспечения повсеместного доступа к безопасной питьевой воде. вода.

В настоящее время в СНСД применяются несколько методов очистки воды POU (например, солнечная дезинфекция (SODIS), гранулированная фильтрация или фильтрация в керамических горшках, хлорирование и т. д.). Хотя они эффективны против бактерий, большинство из них относительно плохо удаляют вирусы, и все технологии POU демонстрируют более низкую эффективность в полевых условиях из-за ухудшения исходного качества воды и эксплуатации относительно неквалифицированными пользователями. В то время как технологии POU способствовали снижению бактериального и паразитарного гастроэнтерита, случаи вирусного гастроэнтерита не уменьшились, при этом вирусные агенты наблюдаются в 43% случаев диареи в развивающихся странах.

Одной из разрабатываемых технологий POU, которая продемонстрировала потенциал инактивации вирусов в питьевой воде, является нанесение пищевого фотосенсибилизирующего красителя на воду для дезинфекции. При воздействии солнечного света фотосенсибилизирующий краситель вырабатывает синглетный кислород, активные формы кислорода (АФК), способные инактивировать широкий спектр вирусов. Эритрозин, одобренный FDA краситель, доказал свою способность дезинфицировать питьевую воду, достигая 4-логарифмической инактивации бактериофага MS2 менее чем за 10 минут воздействия солнечного света. Кроме того, краситель фотообесцвечивается под воздействием света, и сопутствующее отчетливое изменение цвета (например, с эритрозинового красного на прозрачный) происходит со скоростью, сравнимой с дезинфекцией, что является показателем безопасности, что дезинфекция завершена, а это очень необходимая функция, отсутствующая в другие технологии POU. При общей стоимости $0,002-0,003 на литр очищенной воды, это дешевле, чем кипячение воды в некоторых развивающихся странах, и является финансово жизнеспособной технологией обеззараживания воды.

Эритрозин, также известный как FD&C Red No. 3 в США, одобрен FDA для использования в пищевых продуктах, лекарствах и косметике с допустимой суточной дозой (ДСП) 2,5 мг/кг массы тела/день. Концентрация, рекомендуемая в литературе для дезинфекции питьевой воды, составляет 5,0 мкМ эритрозина или приблизительно 4,4 мг/л. Поскольку средний американец потребляет 2,38 л питьевой воды и напитков в день, ожидается, что ежедневная экспозиция составит 10,5 мг эритрозина в день. Если предположить, что общее потребление воды в день в СНСД соответствует потреблению в Америке (2,38 л), то человек весом 60 кг будет получать суточную дозу эритрозина 0,17 мг/кг массы тела в день, что значительно ниже установленной FDA ADI.

Мотивация исследования воздействия эритрозина на здоровье человека связана с неизвестным поведением продуктов фотодеградации. В то время как молекулярная структура эритрозина будет изменяться при окислении синглетным кислородом, типичными реакциями синглетного кислорода являются реакции присоединения, которые обычно не приводят к расщеплению молекулярной структуры. В результате не ожидается, что скорость поглощения эритрозина значительно изменится при окислительном фотообесцвечивании. Однако эти окислительные продукты ранее не тестировались на токсичность и должны быть исследованы, прежде чем разрешить дальнейшее развитие дезинфекции воды на основе эритрозина. Недавние тесты пытались охарактеризовать продукты фотоокисления эритрозина, но они не дали результатов.

Кроме того, в предыдущей литературе говорилось, что ~ 19% йода в молекулярной структуре эритрозина высвобождается в раствор после воздействия света и окисления синглетным кислородом. При соблюдении предыдущих параметров водоподготовки (5,0 мкМ эритрозин, 2,38 л воды/день, 60 кг на особь) ежедневное потребление йода, высвобождаемого из эритрозина, составит 1,1 мг йода в день. Самый низкий наблюдаемый уровень побочных эффектов (LOAEL) и уровень отсутствия наблюдаемых побочных эффектов (NOAEL) для йода составляют 1,7 мг I/день и 1,0-1,2 мг йода. мг I/день, в результате чего допустимый верхний уровень потребления (UL) составляет 1,1 мг I/день. Если данные о высвобождении йода из эритрозина верны, то экспозиция находится на уровне UL для йода. Из-за плохой абсорбции эритрозина в желудочно-кишечном тракте не ожидается, что йод, который остается связанным с эритрозином, существенно не повлияет на общее потребление йода. Хотя не ожидается, что обработка воды на основе эритрозина приведет к неблагоприятным последствиям из-за воздействия фотопродуктов эритрозина или чрезмерного воздействия йода, важно придерживаться осторожного подхода и проверить его влияние, прежде чем разрешать дальнейшую разработку технологии, которая будет ежедневно потребляться людьми в развивающихся странах.