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Il carbone vegetale è un prodotto industriale di grandi volumi, ma il suo utilizzo alimentare è molto ridotto. Si tratta di un pigmento derivato da materiale vegetale, solitamente torba, mediante combustione completa del carbonio residuo. Il colorante in polvere ha una dimensione delle particelle molto piccola, e di conseguenza molto volatile e molto difficile da maneggiare. Per questo, molto spesso viene venduto sotto forma di pasta viscosa, con il colorante sospeso in sciroppo di glucosio.
Reg.1333/2008 → colorante gruppo II
Natcol → Categoria N1*
* Il Carbone vegetale E153, rappresenta un’eccezione perchè sebbene sia presente in natura, si forma da un processo di riscaldamento che provoca la carbonizzazione del materiale di partenza naturale, ma è comunque diverso dagli altri colori delle categorie N1-N3 in quanto il colore non è già presente nel materiale di partenza. Viene comunque inserito nella categoria N1, perché per delineare le potenziali opzioni di etichettatura, l’E153 è considerato simile ai coloranti della categoria N1.
Il carbone vegetale attivo si ottiene dalla carbonizzazione di sostanze vegetali quali legno, residui di cellulosa, torba e gusci di noci di cocco o altri gusci. Il carbone attivo così prodotto è macinato con un mulino a rulli e la polvere di carbone altamente attivo risultante è trattata con un ciclone. La frazione fine proveniente dal ciclone è purificata
mediante lavaggio con acido cloridrico, neutralizzata e quindi essiccata. Il prodotto risultante è tradizionalmente noto come carbone vegetale. I prodotti con un più elevato potere colorante sono ottenuti dalla frazione fine mediante un ulteriore trattamento in ciclone o un’ulteriore macinazione, seguiti da lavaggio acido, neutralizzazione ed essiccazione. Il carbone vegetale è costituito essenzialmente da particelle fini di carbone e può contenere piccole quantità di prodotti azotati, idrogenati e ossigenati. Dopo la preparazione il carbone può assorbire umidità. Tenore: non inferiore al 95% del carbonio calcolato su base anidra e priva di ceneri.
Colour Index n. 77266* EINECS 231-153-3
*con questo C.I. sono indicati anche i carboni fabbricati a partire da fonti petrolchimiche con CAS 1333-86-4 e EINECS 215-609-9.
Il carbone vegetale è una polvere nera inodore e insapore. È insolubile sia in acqua che nei solventi organici.
Le indagini a raggi X mostrano che tutti i carboni attivi, incluso il carbone vegetale, sono principalmente sotto forma di cristalliti molto piccoli con una struttura simile alla grafite. Secondo la Natcol, il carbone vegetale (E 153) è sempre usato nella forma attivata. La forma attiva del carbone vegetale ha proprietà di adsorbimento complete e la fase di attivazione aiuta anche a rimuovere possibili impurità. L’attivazione del carbone vegetale viene effettuata utilizzando un processo fisico (attivazione termica con vapore, vedi Processo di fabbricazione ↓).
L’E153 essendo un pigmento insolubile, ha un potere colorante che dipende esclusivamente dalla dimensione delle particelle e viene espresso con un potere colorante relativo, cioè rispetto a un materiale di riferimento standardizzato. Come risultato del processo di fabbricazione si possono ottenere due prodotti con particelle di dimensioni diverse, e sempre secondo la Natcol, entrambi i prodotti sono utilizzati come additivi alimentari E153. La distribuzione granulometrica, ottenuta mediante diffrazione laser, per il materiale fine (con maggiore intensità di colore) mostra un’intervallo dei valori D90* compreso tra 6 e 163 μm, mentre per il materiale più grossolano (con una forza di colore inferiore) l’intervallo dei valori D90 riportati è compreso tra 9 e 356 μm. Le proprietà coloranti del carbone vegetale vengono influenzate maggiormente dalla proporzione delle particelle piccole che si trovano in D10 e D50. Secondo i risultati presentati dell’analisi di vari lotti, si è concluso che:
il carbone vegetale standard ha un potere colorante relativo di 25 e la distribuzione granulometrica è tipicamente del 10% < 2 μm, del 50% < 5 μm e del 90% < 55 μm, senza particelle inferiori a 275 nm.
Il carbone più fine ha un potere colorante relativo di 40 e la distribuzione granulometrica è tipicamente del 10% < 1 μm, del 50% < 4 μm e del 90% < 10 μm, sempre con assenza di particelle inferiori a 275 nm.
A seguito di questo, l’Efsa nella sua rivalutazione dell’E153 ( vedi↓), ha concluso che la presenza di carbone vegetale in forma nano nei prodotti attualmente sul mercato può essere esclusa. Tuttavia, l’Efsa non escludendo una produzione futura di carbone vegetale di dimensioni inferiori ha ritenuto che, qualora la distribuzione granulometrica del carbone vegetale dovesse cambiare, includendo un contenuto significativo di particelle inferiore a 275 nm, il suo uso come additivo alimentare richiederebbe una nuova valutazione.
* D10, D50 e D90 sono punti importanti sulla curva della distribuzione granulometrica e rappresentano valori di diametri delle particelle per i quali rispettivamente il 10%, il 50% e il 90% delle particelle sono più piccoli.
Il carbone vegetale non è ammesso sotto forma di lacca di alluminio, tuttavia Natcol ha dichiarato che il carbonio vegetale può contenere alluminio come contaminante alle seguenti concentrazioni: alluminio totale 300-400 mg / kg, alluminio estraibile con acido 50-100 mg / kg e alluminio estraibile in acqua < 0,25 mg / kg. Efsa ritiene che un livello massimo di alluminio dovrebbe essere incluso nelle specifiche del Reg.231/2012. Oltre a questo, potrebbe essere necessario modificare le specifiche CE per il carbonio vegetale (E 153) anche per includere una restrizione della dimensione delle particelle (< 100 nm) al fine di escludere la presenza di nanoparticelle.
In base alle informazioni riportate da Natcol, il carbone vegetale attivo viene prodotto mediante attivazione a vapore di materie prime di origine vegetale (selezionate da torba, legno, residui di cellulosa, gusci di cocco o altri gusci) in un forno rotante. Il carbone vegetale attivo così prodotto viene macinato da un laminatoio e il carbone in polvere risultante, altamente attivo, viene trattato da un ciclone. Il ciclone è un dispositivo che utilizza forze centrifughe per separare le particelle più piccole da quelle più grandi, producendo così due prodotti con diverse dimensioni delle particelle. La frazione fine del ciclone viene purificata mediante lavaggio con acido cloridrico, neutralizzata e quindi asciugata. Il prodotto risultante è ciò che è noto tradizionalmente come carbone vegetale. I prodotti con un maggiore potere colorante sono prodotti dalla frazione fine (del primo trattamento ciclonico) mediante un ulteriore trattamento ciclonico o mediante macinazione extra, seguita da lavaggio, neutralizzazione ed essiccazione acida (Natcol, 2007).
Il carbone vegetale, ad eccezione degli ultimi anni, dove ha riscosso un maggiore successo, è sempre stato piuttosto una tonalità di nicchia in molte applicazioni. La sua tonalità o grado di nero, dipende molto dal dosaggio. A dosaggi più bassi, si possono ottenere sfumature di colore più grigiastre che nere. Soprattutto in alcune applicazioni come nel gelato che ha una base bianca e un elevato overrun, sono necessari dosaggi relativamente elevati per produrre un nero puro. Il pigmento è costituito da particelle insolubili in grado di resistere anche a forti esposizioni al calore e alla luce. Oltre che per la colorazione nera, il carbone viene spesso utilizzato in combinazione con pigmenti rossi, gialli o marroni per fornire una maggiore intensità del colore.
Attualmente, in Europa il carbone vegetale E153 è un colorante alimentare, autorizzato nel Quantum Satis (QS) in tutti i prodotti alimentari, con poche eccezioni in cui l’uso di coloranti alimentari è specificamente vietato o limitato a coloranti alimentari diversi dal carbone vegetale.
Il carbone vegetale è un pigmento insolubile, precipita in bevande, o comunque i prodotti liquido con densità intorno a 1.
Il gruppo di esperti scientifici dell’EFSA nel 2012 ha fornito un parere scientifico che riesamina la sicurezza del carbonio vegetale (E 153). Il carbonio vegetale era stato precedentemente valutato dall’SCF (Scientific Committee for Food) nel 1977, e nel 1983 e dal JECFA nel 1970, 1977, 1987. Nessuno dei due comitati ha stabilito una DGA per il carbonio vegetale, ma l’SCF ha concluso che il carbonio vegetale potrebbe essere utilizzato negli alimenti.
Il gruppo di esperti scientifici ha osservato che la banca dati tossicologica disponibile sul carbonio vegetale è scarsa e ha pertanto ritenuto che non potesse derivare una DGA. considerando:
⊃ il mancato assorbimento di carbonio vegetale,
⊃ la considerazione che il carbonio vegetale non desta preoccupazione per quanto riguarda la genotossicità e la cancerogenicità, a condizione che il materiale in commercio contenga meno di 1,0 μg/kg di PAHs cancerogeni residui espressi come benzo[a]pirene, utilizzando un metodo analitico convalidato di sensibilità appropriata,
⊃ l’anamnesi di uso sicuro in medicina che dimostri l’assenza di effetti tossicologicamente rilevanti in caso di esposizione a carbone vegetale o equivalente preparati di carbonio per uso farmaceutico a livelli da 18 a 300 volte superiori all’esposizione alimentare media stimata al carbonio vegetale derivante dal suo uso come colorante alimentare, e
⊃ il fatto che i margini di esposizione per gli PAHs derivanti dall’uso di carbone vegetale come colorante alimentare sono molto maggiori di quelli stimati per gli IPA derivanti dalla dieta,
il gruppo di esperti scientifici ha concluso che il carbonio vegetale (E 153) agli usi e ai livelli d’uso riportati non desta preoccupazioni per la sicurezza.
Negli USA il Carbone Vegetale non è ammesso.
Nel 1970, quando l’elenco GRAS era in fase di revisione, sono stati richiesti dati tossicologici in vista della possibilità teorica di contaminazione con ammine eterocicliche. Apparentemente, il costo per ottenere i dati era superiore all’intera vendita annuale di Carbone Vegetale alimentare, quindi i test non sono mai stati fatti. Il Carbone vegetale non è attualmente consentito negli Stati Uniti.
IPA → Idrocarburi Policiclici Aromatici
Gli Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA) o o PAH (polycyclic aromatic hydrocarbons) sono una classe di composti chimici che si trovano naturalmente nel carbone, petrolio greggio e derivati. Derivano dalla combustione di carbone, petrolio, gas naturali, legno, immondizia e tabacco. Hanno attratto l’attenzione della comunità scientifica, degli enti di controllo e degli operatori del settore alimentare a livello globale. La ragione principale di questo interesse è la loro presenza pervasiva nell’ambiente e la potenziale tossicità per la salute umana. Di IPA ne esistono oltre 100 tipologie diverse, ma gli IPA più dannosi per l’uomo e per gli animali, oltre al benzoEpirene ed al benzoApirene, sono i seguenti:
Acenaftene;
Acenaftilene;
Antracene;
Benzo(a)antracene;
Nel 1987, questi idrocarburi, sono stati inseriti dallo IARC (International Agency for Research on Cancer) nelle classi 2A o 2B (potenziali cancerogeni per l’essere umano). Nel 2008, il benzo(a)pirene è stato riclassificato nel gruppo 1 come sostanza cancerogena per l’uomo.
Essi possono causare danni al DNA e promuovere lo sviluppo di tumori. L’esposizione a lungo termine può aumentare il rischio di sviluppare malattie respiratorie, cardiovascolari e cutanee.
Dibenzo(a,h)antracene.
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