Dwutlenek tytanu, czyli zacznijmy od początku.

     Dwutlenek tytanu (TiO₂) jest bezwonnym biało-szarym ciałem stałym. Potocznie określa się go jako „biel tytanowa” (w produkcji barwników) lub „titanium”. W środowisku naturalnym występuje w trzech formach krystalicznych: rutyl, anataz, brukit.
     Historia TiO₂ rozpoczęła się w 1791 r. w Kornwalii, odkrył go Wiliam Gregor. Jednak dopiero w 1916 r. związek ten zaczął być produkowany na skalę komercyjną. Dwutlenek tytanu znalazł szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu (rys. 1).

Koniec ery dwutlenku tytanu.

     Dotychczas dwutlenek tytanu był traktowany jako dodatek do żywności¹ oraz podlegał pod Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1333/2008 z dnia 16 grudnia 2008 r. w sprawie dodatków do żywności, w którym w części B załącznika II przypisany był pod numer E 171, pełniąc funkcję barwnika.

     Komisja Europejska z dniem 14.01.2022 rozporządzeniem 2022/63 wprowadziła zakaz stosowania TiO₂ w żywności (zakaz stosowania czasowo nie obejmuje produktów leczniczych zgodnie z dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/35/W). Powodem zmian było poddanie wątpliwościom bezpieczeństwa spożycia E 171 jako dodatku do żywności, ze względu na jego potencjalną genotoksyczność.
     Ocena ogólnego profilu korzyści i ryzyka nagłego zaprzestania dwutlenku tytanu w lekach wykazała, że miałoby to negatywny wpływ na jakość, bezpieczeństwo i skuteczność produktów leczniczych. Czas potrzebny na przeformułowanie poszczególnego produktu może zająć kilka lat - spowodowałoby to znaczne niedobory leków na rynku unijnym. Suplementy diety w Unii Europejskiej są regulowane prawnie jako żywność i zgodnie z definicją EFSA (European Food Safety Authority) stanowią skoncentrowane źródło witamin i minerałów lub innych substancji o działaniu odżywczym bądź fizjologicznym, w związku z tym powinny być przede wszystkim bezpieczne. Dlatego dla tej grupy okres przejściowy na usunięcie TiO₂ ze składów produktów wyniósł tylko 6 miesięcy.

Jak teraz produkować?

     Barwa preparatów, to nie tylko aspekt wizualny i atrakcyjność, ale jest także istotną kwestią, aby konsument mógł odróżnić od siebie różne poziomy dawek produktów. Barwnik przede wszystkim chroni zawartość wnętrza tabletek bądź kapsułek przed bezpośrednim promieniowaniem słonecznym dbając o stabilność składników aktywnych.

     Rodzaj i ilość barwnika, którego można użyć na terenie Unii Europejskiej określa Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady nr 1333/2008, każdy z nich ma przydzielony swój numer E. Wyróżnić można cztery grupy barwników (Rys. 2), każda z nich charakteryzować się będzie innymi właściwościami i nie każda z nich sprawdzi się dla każdej formy i technologii suplementu. Naturalne barwniki mogą degradować z czasem, tracąc swoją barwę, a nawet ją zmieniając np. ciemniejąc.
     Wycofanie z użytku powszechnie znanego oraz stosowanego barwnika TiO₂ okazało się wyzwaniem dla producentów zarówno surowców jak i wyrobów gotowych wykorzystujących dotychczas E 171. Ze względu na swoją neutralność smaku i zapachu, obojętność chemiczną, nieprzeźroczystość, znakomite pokrycie głęboką bielą, a przy tym wysoką ochronę przed światłem UV, dwutlenek tytanu był popularnym składnikiem otoczek kapsułek twardych, miękkich, jak i również tabletek. Stosowany był on nie tylko w przypadku uzyskania śnieżnobiałej barwy, lecz także dla zwiększenia intensywności oraz nieprzeźroczystości innych kolorów otoczek. Zmniejszenie przepuszczalności światła przez warstwę powlekającą umożliwia uniknąć negatywnego wpływu na zawartość kapsułek czy tabletek, zapobiega to negatywnym procesom przez co wyrób gotowy może być dłużej przechowywany oraz stabilny.
     Nie jest łatwo znaleźć odpowiedni zamiennik E 171 zachowując jego wszystkie funkcjonalności z dotychczas obowiązujących barwników, zwykle producenci starają się uzyskać pożądany efekt stosując inne dozwolone substancje dodatkowe w różnych kombinacjach, w zależności od produktu docelowego. Należą do nich m.in. węglan wapnia, skrobia ryżowa, skrobia kukurydziana, czy sól sodowa oktenylobursztynianu skrobiowego.

Trudność – proces powlekania tabletek.

     Dodatkowym aspektem przy procesie powlekania rdzeni tabletek jest wartość przyrostu otoczki, dla której tabletka zostanie całkowicie powleczona. Stosując TiO₂ byliśmy w stanie uzyskać pożądany efekt już przy ~2% przyrostu masy, w zależności od rodzaju rdzenia oraz wielkości tabletki. Jak wspomniano dwutlenek tytanu jest wysoce kryjący, zatem proces przebiegał stosunkowo krótko oraz sprawnie. Natomiast powlekając taki sam rodzaj rdzeni otoczką bez dwutlenku tytanu jesteśmy w stanie uzyskać zadowalający efekt przy nawet dwukrotnie wyższych ilościach środka powlekającego. Proces przez to trwa zdecydowanie dłużej, co generuje koszty surowcowe, energetyczne oraz produkcyjne. Łatwiej jest uzyskać efekt plamek i nierównomiernego kolorytu, dlatego wysoce ważne jest, aby operator zachował czujność podczas prowadzenia procesu, by uniknąć uzyskania złej jakości produktu. Warto zaznaczyć, że żadna ilość otoczki bez TiO2 nie będzie miała tak głębokiej i jednolitej barwy jak ta zawierająca go, biel także nie będzie śnieżnobiała.
     Jako Europharma Alliance mieliśmy już kilka zmian formulacji otoczek do powlekania tabletek. Razem z wieloletnimi dostawcami testowaliśmy różne propozycje zamienników, jeszcze zanim Komisja Europejska zakazała stosowania E 171 w żywności. Na rys. 3 efekty kilku z nich.

Kłopoty – otoczki kapsułek twardych.

     Na rynku otoczek kapsułek twardych możemy wyróżnić, ze względu na rodzaj głównego składnika, dwie najpopularniejsze grupy: żelatynowe oraz HPMC (hydroksypropylometylocelulozowe). Każda z nich ma inne właściwości, inaczej się zachowuje na maszynie oraz oddziałuje ze składnikami wypełnienia. Bez względu na główny materiał te barwione TiO₂ były białe i nieprzeźroczyste, nawet pomimo ciemnego wypełnienia. Na ten moment żaden zamiennik E 171 nie odda takich samych właściwości co pierwowzór, przedstawia to Rys. 4. Pozbywając się ze składu otoczki dwutlenku tytanu tracimy na nieprzeźroczystości i ciemne wypełnienia mogą się odznaczać.
     Producenci otoczek kapsułek twardych zapewniają, że węglan wapnia (CaCO₃) jest najbardziej zbliżoną alternatywą dla poprzedniego białego barwnika. Zachowuje on właściwości funkcjonalne m.in. ochronę przed światłem, pomimo półprzeźroczystości. Warto nadmienić, że CaCO₃ zalecany jest głównie do otoczek HPMC, w przypadku otoczek żelatynowych może dochodzić do uszkodzeń i ukruszeń kapsułek. W różny sposób producenci otoczek żelatynowych próbują je barwić, tak aby nie utracić ich właściwości oraz sprostać wszystkim wymaganiom. Głównie są to własne, indywidualne receptury każdego z nich.
     Aby w pełni chronić suplement w postaci kapsułek twardych (szczególnie wrażliwych na środowisko zewnętrzne składników, takich jak witamina K) często rekomendujemy naszym Klientom nieprzeźroczyste opakowania jednostkowe tj. nieprzeźroczyste słoiczki czy białe folie blistrów PVC/PVDC.

‍

‍A co z kapsułkami miękkimi?

     Jeżeli chodzi o kapsułki miękkie, to producentem otoczek jesteśmy sami dla siebie. Masa żelatynowa przed etapem kapsułkowania płynów powinna być zdecydowanie świeża, o odpowiedniej temperaturze i wytwarzana na miejscu, zatem jako producenci kapsułek miękkich mamy wpływ na to, jaki barwnik w składzie wykorzystamy. Nie produkujemy kapsułek miękkich barwionych TiO₂, ponieważ wprowadzając do użytku nową linię kapsułkującą braliśmy już pod uwagę nadchodzące wycofanie dwutlenku tytanu z użytku. Z tej samej grupy barwników zawiesinowych, do której należał dwutlenek tytanu - w pełni kryjących - chętnie wykorzystujemy tlenki żelaza (czerwony, czarny, brązowy czy też żółty), jednak na życzenie klientów możemy również stosować inne barwniki.

‍‍

Czas podsumowań

     Uważany do tej pory, za idealny i uniwersalny składnik otoczek kapsułek i tabletek – dwutlenek tytanu (E 171) - został zakazany do użytku w Unii Europejskiej. Pomimo trudności odnalezienia analogicznej alternatywy jesteśmy w stanie znaleźć dla niego odpowiedni zamiennik. Podstawowym wyróżnikiem poszukiwań jest forma preparatu, dla którego szukamy alternatywy TiO₂. W zależności, czy to będą tabletki, kapsułki twarde CZY miękkie, rozwiązanie będzie niejednoznaczne. Dodatkowym sposobem na ochronę zawartości produktu może być także zmiana rodzaju opakowania jednostkowego. Niemniej jednak konsumenci muszą liczyć się z tym, że dotychczas kupowany produkt może się zmienić nie tylko wizualnie, lecz przede wszystkim pod względem składu – celem tych zmian jest bezpieczeństwo wyrobu gotowego.

‍

‍

¹”DODATEK DO ŻYWNOŚCI oznacza każdą substancję, która w normalnych warunkach ani nie jest spożywana sama jako żywność, ani nie jest stosowana jako charakterystyczny składnik żywności, bez względu na swoją ewentualną wartość odżywczą, której celowe dodanie, ze względów technologicznych, do żywności w trakcie jej produkcji, przetwarzania, przygotowywania, obróbki, pakowania, przewozu lub przechowywania powoduje, lub można spodziewać się zasadnie, że powoduje, iż substancja ta lub jej produkty pochodne stają się bezpośrednio lub pośrednio składnikiem tej żywności.” [Rozporządzenie nr 1333/2008]