Med. Weter. 2015, 71 (9), 553-556 553
Artykuł przeglądowy Review
Parabeny – substancje konserwujące stosowane
w żywności a bezpieczeństwo zdrowia konsumenta
MONIKA MAĆKOWIAK-DRYKA, WALDEMAR PASZKIEWICZ, ŁUKASZ DROZD
Katedra Higieny Żywności Zwierzęcego Pochodzenia, Wydział Medycyny Weterynaryjnej, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, ul. Akademicka 12, 20-033 Lublin
Otrzymano 02.04.2015 Zaakceptowano 30.04.2015
Maćkowiak-Dryka M., Paszkiewicz W., Drozd Ł.
Parabens: food preservatives and consumer safety Summary
Preservatives are particularly important among the generally utilized food additives. Their main purpose is to extend the shelf-life of the food products through slowing down the rotting process caused by the presence of bacteria. Among the numerous preservatives used for food p-hydroxybenzoic acid esters (parabens) and their sodium salts are also allowed. Parabens were synthesized in 1924 as an alternative preservative for salicylic and benzoic acids and they quickly gained acceptance not only in food processing but also in the pharmaceutical and cosmetic industries. Among the most commonly used parabens are the methyl, ethyl and propyl (and isopropyls) along with their sodium salts. What determined the popularity of parabens as preservatives was their powerful bactericidal and fungicidal properties, along with their resistance to the high temperatures used in food processing, and their ability to be combined with other preservatives (most often with sorbates and benzoates): such combinations allow for attaining the desired technological effect in smaller doses of the specific substances than when only one of them is used. Also significant was the general opinion that parabens did not affect the health of the consumers, which was supported by research on the metabolism and lack of their traces in the human body as well as their lack of accumulation in the tissues of experimental dogs. Nevertheless the results of investigations conducted on animals and people published in the first decade of the twentieth first century cast doubt on the safety of parabens as preservatives. From the results of research in vitro and in vivo it was concluded these compounds could modify the hormonal economy of the body through binding themselves with estrogen receptors. Despite low estrogen activity they were counted among factors that could act as endocrine disruptors (EDs), among which also belong dichlorodiphenyltrichloroethanes (DDT), dioxins, polychlorinated biphenyls (PCB), phthalates, perfluorooctanesulfonic acid (PFOS) and perfluorooctanoic acid (PFOA). The enumerated compounds are also called xenoestrogens, in other words estrogen substances that are created as a result of human actions. Alongside fito- and micoestrogens they are one of the three groups of estrogen compounds occurring in the environment. This was confirmed by research conducted on rats proposed by the Scientific Committee on Food (SCF), an advisory organ for the European Commission (EC), from 2003 incorporated as a part of the European Food Safety Authority (EFSA). On the basis of the results of this research, EFSA published a report in which it presented its opinion on the safety of using parabens. The acceptable daily intake (ADI) was established at 0-10 mg/kg m.c. only for sums of methanol and ethanol ester p-hydroxybenzoic acid as well as their sodium salts. The propyl esters of p-hydroxybenzoic acid were not taken into account in the ADI of this group since there was no observable adverse effect level (NOAEL). Simultaneously, a dose of 10 mg/kg was designated as the lowest observed adverse effect level (LOEAL) for the propyl ester of p-hydroxybenzoic acid. In the conclusion of the EC report it was stated that the danger for consumers from the use of parabens in food was not adequately evaluated. For this reason propyl esters of p-hydroxybenzoic acid and its sodium salts were removed from the list food additives and, in addition, the remaining esters were also banned from use in liquid dietary supplements. Despite the fact that parabens possess qualities of ideal preservatives the safety of their usage raises increasing doubts. Research on the influence of these compounds on the hormonal economy should explicate the remaining controversies connected with their usage. Moreover, research on the environment concerning the accumulation and synergistic action of compounds connected to the ED group seems justified. It should also be remembered that parabens are universally utilized in the cosmetic and pharmaceutical industries, especially taking into consideration reports on the topic of their presence in cancerous tumors of breast cancer in women as well as their being counted among the substances most commonly associated with allergies.
Med. Weter. 2015, 71 (9), 553-556 554
Do większości produkowanych obecnie środków spożywczych dodawane są substancje określane jako „dodatki do żywności” („food additives”), które istot-nie wpływają na jakość i trwałość żywności. Wśród tych związków szczególne miejsce zajmują substancje konserwujące (konserwanty), których funkcją jest wydłużenie okresu przydatności do spożycia produk-tów żywnościowych, poprzez spowolnienie rozkładu gnilnego powodowanego obecnością bakterii, a także
hamowanie rozwoju mikroorganizmów patogennych. Do stosowania w żywności dopuszczono wiele kon-serwantów, m.in.: azotyny i azotany, kwas sorbowy i sorbiniany, dwutlenek siarki, siarczyny oraz kwas benzoesowy i jego pochodne, a wśród nich benzoesa-ny i estry kwasu p-hydroksybenzoesowego (11, 13, 15). Estry kwasu p-hydroksybenzoesowego znane są w piśmiennictwie naukowym pod różnymi nazwami: parabeny, nipaginy, aseptiny, solbrole i tegosepty (20). W tab. 1 przedstawiono rodzaje tych związków wraz z nazwami i wzorami chemicznymi. Po raz pierwszy parabeny jako konser-wanty zostały użyte w przemyśle farmaceutycznym w połowie lat dwudziestych ubiegłego wieku (4, 14, 16), natomiast w prze-myśle spożywczym szczególny wzrost ich stosowania odnoto-wano w latach 1960-1970 (7, 16, 17). Aktualnie z wymienionych w tab. 1. parabenów do stosowa-nia w żywności na mocy zapisów rozporządzenia PE i Rady (WE) nr 1333/2008 (11) dopuszczone są p-hydroksybenzoesan etylu i metylu oraz ich sole sodowe (E 214, E 218, E 215, E 219). W tab. 2 przedstawiono wykaz środków spożywczych, do któ-rych można stosować parabeny oraz maksymalny poziom ich pozostałości w wym. rodzajach żywności.
Nipaginy zsyntetyzowano w 1924 r. jako alternatywny środek konserwujący dla kwasu salicylowego i benzoesowego (20). Otrzymano je w wyniku estryfikacji kwasu p-hydroksy-benzoesowego odpowiednimi alkoholami alifatycznymi. Mają one postać białego lub prawie białego krystalicznego proszku albo bezbarwnych kryształów. Nie posiadają wyczuwalnego zapachu ani smaku. Są oporne na działanie tlenu atmosfe-rycznego oraz niskie i wysokie temperatury stosowane w pro-cesach przetwórczych, w tym również na sterylizację (13). Wraz z wydłużeniem łańcucha alkilowego zmniejsza się ich rozpuszczalność w wodzie, przy jednoczesnym wzroście roz-puszczalności w tłuszczach (9). Dobrze rozpuszczalne w wodzie
Tab. 2. Wykaz środków spożywczych, do których dopuszczono łączne użycie p-hydro- ksybenzoesanów (PBH), sorbinianów i benzoesanów wraz z maksymalnym poziomem ich stosowania (mg/l lub mg/kg)
Kategorie żywności
Numer E Maksymalny poziom
Numer Nazwa
05.2 Pozostałe wyroby cukiernicze,
w tym pastylki i drażetki odświeżające oddech (z wyjątkiem kandyzowanych, krystalizowanych i lukrowanych owoców i warzyw)
E 200, 202, 203 E 210-213
E 214-215, 218-219 PHB ≤ 3001500 05.4 Dekoracje, powłoki i nadzienia, z wyjątkiem
nadzień owocowych
08.3.1 Produkty mięsne niepoddane obróbce cieplnej
*tylko na powierzchnię suszonych produktów mięsnych E 200, 202, 203 E 210-213
E 214-215, 218-219 quantum satis 08.3.2 Produkty mięsne poddane obróbce cieplnej
*tylko pasztety
*tylko na powierzchnię suszonych produktów mięsnych
E 200, 202, 203 E 214-215, 218-219 E 200, 202, 203 E 210-213 E 214-215, 218-219 1000 q.s.
08.3.3 Osłonki i powłoki oraz dekoracje mięsa *tylko żelowe powłoki produktów mięsnych
– parzonych, peklowanych lub suszonych E 200, 202, 203E 214-215, 218-219 1000 11.4.1 Słodziki stołowe w postaci płynnej
*przy zawartości wody wyższej niż 75% E 200, 202, 203 E 210-213
E 214-215, 218-219 500 15.1 Przekąski na bazie ziemniaków, zbóż, mąki lub skrobi
E 200, 202, 203
E 214-215, 218-219 PHB ≤ 3001000 15.2 Przetworzone orzechy
*tylko orzechy powlekane
– Dodatki do żywności w enzymach spożywczych(1): w preparatach enzymów spożywczych
w gotowej żywności (z wyjątkiem napojów) w napojach
(1)Zał. III, cz. 3, rozp. 1333/2008
E 214-215, 218-219
200 2 1 Tab. 1. Estry kwasu p-hydroksybenzoesowego
Nazwa zwyczajowa Nazwa systematyczna Wzór sumaryczny Wzór strukturalny Metyloparaben 4-hydroksybenzoesan metylu C8H8O3
Etyloparaben 4-hydroksybenzoesan etylu C9H10O3
Propyloparaben 4-hydroksybenzoesan propylu (oraz 4-hydroksybenzoesan izopropylu) C10H12O3
Med. Weter. 2015, 71 (9), 553-556 555 są natomiast sole sodowe tych estrów. Estry kwasu
p-hydroksybenzoesowego hamują rozwój bakterii, drożdży i pleśni. Hamowanie rozwoju mikroorga-nizmów odbywa się poprzez wejście parabenów w miejsce metabolitów komórkowych (20). Związki te wykazują silniejsze działanie bakteriostatyczne w odniesieniu do bakterii Gram-dodatnich (Staphylo-coccus aureus, Bacillus cereus) niż Gram-ujemnych (Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Kleb-siella pneumoniae). Są również szczególnie aktywne w stosunku do drożdży Candida albicans i pleśni Aspergillus niger (1, 6, 8, 17). Hamowanie rozwoju mikroorganizmów wzrasta wraz z długością łańcucha alkilowego parabenów i utrzymuje się w zakresie pH od 3 do 8 (9, 18).
Przez dziesięciolecia parabeny uważne były za bezpieczne konserwanty. Przy podaniu per os ulegają szybkiemu wchłanianiu z przewodu pokarmowego i osiągają wysokie stężenie w osoczu, jednak rów-nie szybko zostają wydalone z moczem w postaci wolnego kwasu p-hydroksybenzoesowego, kwasu p-hydroksyhipurynowego i innych metabolitów (10). Wydalanie z moczem niezmienionych estrów kwasu p-hydroksybenzoesowego jest bardzo niskie, zazwy-czaj mniejsze niż 1% podanej dawki. W badaniach przeprowadzonych na psach nie wykazano kumulacji związku macierzystego ani jego metabolitów w tkan-kach (14).
Celem zwiększenia działania konserwującego sto-suje się zazwyczaj mieszaniny parabenów bądź też łączy się je z innymi substancjami konserwującymi, wykorzystując ich właściwości synergistyczne (13, 15). Dzięki temu przy znacznie niższych dawkach po-szczególnych konserwantów można osiągnąć podobny efekt (zapobieganie psuciu się produktu), jak przy pojedynczym użyciu tych związków. Parabeny mogą być łączone z sorbinianami (kwas sorbowy, sorbinian potasu i wapnia – E 200, 202 i 203) i benzoesanami (kwas benzoesowy, benzoesan sodu, potasu i wapnia – E 210, 211, 212 i 213).
Opublikowane w pierwszej dekadzie obecnego wie-ku wyniki badań przeprowadzonych na zwierzętach i ludziach podważyły przekonanie o parabenach jako bezpiecznych środkach konserwujących. Z badań in vitro i in vivo wynika, iż związki te mogą modulować lub zakłócać gospodarkę hormonalną organizmu po-przez wiązanie się z receptorami estrogenowymi (2, 5, 18). Mimo iż wykazują one niską aktywność estroge-nową, zalicza się je do grupy związków określanych w piśmiennictwie jako czynniki zaburzające funkcje endokrynne (endocrine disruptors – EDs lub endocrine disrupting chemicals – EDCs). Do tych czynników obok parabenów należą również: dichlorodifenylotri-chloroetan (DDT), dioksyny, polichlorowane bifenyle (PCB), ftalany, sulfonian perfluorooktanu (PFOS) i kwas perfluorooktanowy (PFOA). Wymienione związki określane są również mianem ksenoestro-genów, czyli substancji estrogennych powstających
w wyniku działalności człowieka. Obok fito- i mi-koestrogenów są one jedną z trzech grup związków estrogennych występujących w środowisku (7, 19). W 1994 r. Komitet Naukowy ds. Żywności (Scientific Committee on Food – SCF), jeden z pięciu komitetów naukowych doradzających Komisji Europejskiej (KE) w sprawach żywności, ocenił bezpieczeństwo para-benów i założył tymczasowe dopuszczalne dzienne pobranie (acceptable daily intake – ADI) na poziomie 0-10 mg/kg masy ciała jako sumę metylo-, etylo- i propyloparabenów i ich soli sodowych. Parabeny te dopuszczono do stosowania na zasadach określonych zapisami dyrektywy PE i Rady Nr 95/2/WE (3) dla wa-runkowo dozwolonych konserwantów. Ponieważ ADI zostało podane jako tymczasowe, a dostępne wyniki badań toksykologicznych tych związków wykazy-wały pewne nieścisłości, SCF (od 2003 r. włączony w strukturę Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności – EFSA) w kolejnych latach wnioskował o ponowne przebadanie tych konserwantów i wydanie opinii na temat ich bezpieczeństwa. W związku z wpro-wadzeniem zmian w dyrektywie 95/2/WE KE oraz EFSA zweryfikowali warunki stosowania w żywności wym. parabenów. W lipcu 2004 r. EFSA opublikował raport (10), w którym przedstawił opinię nt. bezpie-czeństwa stosowania tych konserwantów. Ustalono w niej wartość ADI w wysokości 0-10 mg/kg m.c. tylko dla sumy estrów metylowego i etylowego kwa-su p-hydroksybenzoesowego oraz ich soli sodowych. Ester propylowy kwasu p-hydroksybenzoesowego nie został uwzględniony w ADI dla tej grupy ze względu na brak określonego najwyższego poziomu bez ob-serwowanego działania toksycznego (no observable adverse effect level – NOAEL). Okazało się bowiem, że w przeciwieństwie do dwóch pozostałych estrów kwasu p-hydroksybenzoesowego wpływa on negatyw-nie na męskie organy rozrodcze i regulację hormonalną u szczurów. W doświadczeniu, w którym młode samce szczurów rasy Wistar żywiono przez cztery tygodnie dietą zawierająca propyloparaben w dawkach 10, 100 i 1000 mg/kg m.c./dobę, zaobserwowano zmniejszenie dziennej produkcji plemników w jądrach u osobników we wszystkich grupach. Przy wyższych dawkach tej substancji odnotowano zaburzenia spermatogenezy, a liczba plemników w grupie, gdzie zastosowano naj-wyższą dawkę, wynosiła ok. 50% wartości uzyskanej w grupie kontrolnej. Przy wym. dawce odnotowano również spadek poziomu testosteronu w surowicy. Natomiast w żadnej z grup doświadczalnych nie odno-towano wzrostu masy narządów rozrodczych. Dawka 10 mg/kg m.c./dobę została więc uznana za najniż-szy poziom działania toksycznego (lowest observed adverse effect level – LOAEL) dla propylparabenu. W konkluzji raportu KE stwierdziła, że zagrożenie konsumentów wynikające ze stosowania parabenów w żywności nie zostało właściwie ocenione. Z tego powodu skreślono ester propylowy kwasu p-hydroksy-benzoesowego (E 216) i jego sól sodową (E 217) z listy
Med. Weter. 2015, 71 (9), 553-556 556
substancji dodatkowych dozwolonych do stosowania w żywności, a ponadto zakazano również stosowania pozostałych estrów w płynnych suplementach diety.
Mimo iż parabeny posiadają cechy idealnego kon- serwantu, bezpieczeństwo związane z ich użyciem budzi coraz więcej wątpliwości. Badania nad wpływem tych związków na gospodarkę hormonalną powinny wyjaśnić powstałe kontrowersje na temat ich stosowa-nia. Zasadne wydaje się również prowadzenie badań środowiskowych dotyczących akumulacji i działań synergistycznych związków należących do grupy EDs, w tym także parabenów. Należy także pamiętać o powszechnym wykorzystaniu nipagin jako konser-wantów w przemyśle kosmetycznym i farmaceutycz-nym. Badania przeprowadzone w Wielkiej Brytanii wykazały obecność nipagin w guzach nowotworo-wych gruczołu sutkowego u kobiet, co dało asumpt przypuszczeniom o związku przyczynowym między używaniem kosmetyków zawierających parabeny a zwiększoną częstotliwością występowania raka piersi u kobiet (2, 5). Stwierdzono również, że estry kwasu p-hydroksybenzoesowego, mimo że są bardzo słabymi alergenami kontaktowymi, to jednak ze wzglę-du na powszechną obecność w kosmetykach należą do najczęściej uczulających kontaktowo substancji. Z tego powodu są składnikiem wszystkich testowych zestawów alergenów przeznaczonych do rozpoznawa-nia przyczyn wyprysku, atopowego zapalerozpoznawa-nia skóry i zapalenia spojówek (12).
Piśmiennictwo
1. Aalto T. R., Firman M. C., Rigler N. E.: p-hydroxybenzoic acid esters as preservatives. I. Uses, antibacterial and antifungal studies, properties and determination. J. Am. Pharmac. Ass. 1953, 42, 449-457.
2. Darbre P. D., Aljarrah A., Müller W. R., Coklham N. G., Sauer M. J., Pope
G. S.: Concentrations of parabens in human breast tumours. J. Appl. Toxicol.
2004, 24, 5-13.
3. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady Nr 95/2/WE z dn. 20 lutego 1995 r. w sprawie dodatków do żywności innych niż barwniki i substancje słodzące. Dz. U. L 61 z 18.03.1995,1.
4. Goyal S., Amar S. K., Kushwaha H. N., Singh J., Srivastav A. K., Dubey D.,
Chopra D., Ray R. S.: Toxicological potential of parabens – a widely used
preservative. Glob. J. Multidisc. Studies. 2014, 4, 77-84.
5. Harvey P. W., Everett D. J.: Significance of the detection of esters of p-hy-droksybenzoic acid (parabens) in human breast tumours. J. Appl. Toxicol. 2004, 24, 1-4.
6. Merkl R., Hrádková I., FilipV., Šmidrkal J.: Antimicrobial and Antioxidant Properties of Phenolic Acids Alkyl Esters. Czech J. Food Sci. 2010, 28, 275-279.
7. Minta M., Szypuła-Trębas S.: Związki hormonalnie aktywne w środowisku a zagrożenia zdrowia publicznego. Med. Weter. 2010, 66, 525-529. 8. Mizuba S., Sheikh W.: Antimicrobial efficacy of potassium salts of four
parabens. J. Industr. Microbiol. 1987, 1, 363-369.
9. Nikonorow M.: Toksykologia żywności. Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa 1979.
10. Opinion of the Scientific Panel on Ford Additives, Flavourings, Processing Aids and Materiale in Contact with Ford on a Request from the Commision related to para hydroxybenzoates (E 214-219). EFSA Journal 2004, 83, 1-26. 11. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1333/2008
z dnia 16 grudnia 2008 r. w sprawie dodatków do żywności. Dz. U. L 354 z 31.12.2008 r.,16.
12. Rudzki E.: Interpretacja prób płatkowych z najczęściej uczulającymi lekami zewnętrznymi (cz. II). Alergia 2000/2001; 4/7, 33-37.
13. Rutkowski A., Gwiazda S., Dąbrowski K.: Kompendium dodatków do żyw-ności. Hortimex Sp. z o. o. ZPCHr., Konin 2003.
14. Sabalitschka T.: Application of ethyl p-hydroxybenzoate in maintenance of sterility, in sterilization and in disinfection. Arch. Pharm. 1930, 268, 653-673. 15. Sikorski Z.: Chemia żywności. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa
1999.
16. Soni M. G., Carabin I. G., Burdock G. A.: Safety assessment of p-hydroxy-benzoic acid (parabens). Food Chem. Toxicol. 2005, 43, 985-1015. 17. Soni M. G., Taylor S. L., Greenberg N. A., Burdock G. A.: Evaluation of the
health aspects of methyl paraben: a review of the published literature. Food Chem. Toxicol. 2002, 40, 1335-1373.
18. Tavares R. S., Martins F. C., Oliveira P. J., Ramalho-Santos J., Peixoto F. P.: Parabens in male infertility – Is there a mitochondria connection? Reprod. Toxicol. 27, 2009, 1-7.
19. Wałkuska G., Wojciechowski M.: Czy stosowanie parabenów jako konser-wantów jest bezpieczne? Mat. konf. nauk.-szkol. pt.: „Nowe kierunki badań w farmakologii i toksykologii weterynaryjnej” Kościelisko k. Zakopanego, 8-11.12.2011 r., s. 25.
20. Wątróbska-Świetlikowska D.: Badanie dystrybucji środków konserwujących w fazach nowoczesnych submikronowych układów dyspersyjnych. Rozprawa doktorska. Akademia Medyczna, Gdańsk 2008.
Adres autora: lek. wet. Monika Maćkowiak-Dryka, ul. Akademicka 12, 20-033 Lublin; e-mail: monika.mackowiak@up.lublin.pl
