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Différents producteurs tels que les viticulteurs ainsi que les industries agro-alimentaires ont recours au dioxyde de soufre pour traiter les aliments et leurs vins. Il serait mieux alors de connaitre les caractéristiques, les rôles ainsi que les sources de cet additif. Les consommateurs méritent également de savoir ses effets sur la santé.
Le dioxyde de soufre, ainsi appelé anhydride sulfureux de formule chimique SO2 est un gaz appartenant à la famille des sulfites. Ce gaz incolore à odeur pénétrante et suffocante qui irrite la voie respiratoire et les yeux est un conservateur très convoité. Le gaz dioxyde de soufre est puissant antimicrobien protégeant les aliments contre les micro-organismes. Comme l’acide propionique, il inhibe ou inactive la croissance des moisissures et des bactéries.
En présence d’eau et d’humidité, le dioxyde de soufre est extrêmement corrosif. Cet additif, plus couramment appelé soufre ou sulfites, codé E220 est naturellement produit par les activités des volcans. Ce gaz est considéré comme polluant pour l’atmosphère, mais protecteur de qualité pour les aliments.
L'anhydride sulfureux est un oxyde dont la formule moléculaire est SO2. C'est un gaz incolore irritant pour les muqueuses, avec une odeur caractéristique, qui sent mauvais et a un goût amer. Cette substance réductrice devient, avec le temps, et en contact avec l'air et l'humidité, du trioxyde de soufre. La vitesse de cette réaction dans des conditions normales est faible.
Dans l'eau, le dioxyde de soufre se dissout pour former une solution acide. Il peut être conçu comme l'anhydride d'un (hypothétique) acide sulfureux H2SO3, ceci par analogie avec ce qui se passe avec l'acide carbonique pour le dioxyde de carbone. L'anhydride sulfureux est instable dans les solutions acides mais forme des sels, des sulfites et des hydrogénosulfites.
Le dioxyde de soufre est très soluble (physiquement) dans l'eau pure et forme très peu d'acide sulfurique avec l'eau. Entre autres choses, il est produit par la combustion de combustibles fossiles contenant du soufre, tels que le charbon ou les produits pétroliers, qui contiennent jusqu'à 4 % de soufre.
Le dioxyde de soufre présent dans l’atmosphère résulte principalement des combustions de charbon et de pétrole ainsi que de l’activité volcanique. Les teneurs moyennes de l’atmosphère en dioxyde de soufre (SO2) observées, en France métropolitaine et DOM, en 2016, sont de 2,8 µg.m-3 en zone industrielle et 1,9 µg.m-3 en zone urbaine avec un maximum de 15 µg.m-3 en milieu industriel et 12 µg.m-3 en milieu urbain.
Les émissions totales, dans le monde, de SO2 étaient estimées, en 2005, à 135 millions de t, dont 115 millions de t dues aux émissions anthropogéniques (humaines). Émissions naturelles : par les volcans, estimées, en moyenne, à 4 millions de t/an et par les eaux côtières (par oxydation du diméthylsulfure produit par des bactéries). L’émission dans l’atmosphère par le volcan Pinatubo (Philippines), du 11 au 15 juin 1991, a été estimée à 20 millions de t de SO2.
Après une augmentation régulière des émissions depuis la révolution industrielle, la diminution des émissions est générale depuis 1980, sauf en Chine où la décroissance a commencé en 2007 et en Inde où la croissance se poursuit. Aux États-Unis, en 2016, 44 % des émissions provient de la production d’électricité, principalement à partir de charbon.
Le dioxyde de soufre est principalement un produit intermédiaire dans l’élaboration de l’acide sulfurique (voir ce chapitre). La présence simultanée de SO2 et de fines particules (fumées noires) en suspension dans l’air, à des teneurs supérieures à 500 µg.m-3 pour chacun des polluants peut causer des troubles graves de la respiration. SO2 joue un rôle essentiel dans la formation des smogs acides.
Les recommandations de l’O.M.S. Diminution de la teneur en soufre des combustibles. Fixation du SO2 formé, dès la combustion, en injectant dans le foyer de combustion du calcaire ou de la chaux. Le traitement de désulfuration des gaz de combustion est, en général, associé à une filtration qui élimine en grande partie les poussières émises. Les conséquences de ces traitements ne peuvent qu’être bénéfiques pour la santé humaine.
Toutefois, la diminution importante des émissions de poussières (en général basiques) qui neutralisent l’acidité du SO2 nécessite une élimination d’autant plus importante des émissions de SO2 pour que celles-ci soient sans effet sur l’acidification des lacs et le dépérissement des forêts. Par ailleurs, le SO2 présent dans l’atmosphère, fixé ou non sur des poussières, a un effet bénéfique sur les cultures, en particulier sur des sols très calcaires.
En général, les vins sont traités à l’aide de dioxyde de soufre en cours de vinification puis pour leur conservation. Il préserve les composants du vin de l’oxydation, en particulier celle de polyphénols et d’éléments de l’arôme. Pour un vin de pH 2,8, 10 % du SO2 n’est pas ionisé en HSO3-. A pH 3,8 seulement 1 % du SO2 reste « libre ». Par ailleurs, une partie du SO2 introduit réagit avec divers constituants du vin (éthanol, sucres…). Des doses trop fortes donnent l’odeur piquante et irritante caractéristique du SO2 et neutralisent le bouquet du vin.
Le dioxyde de soufre est un réducteur utilisé dans la purification de l'eau, qui aide à éliminer les métaux lourds tels que le chrome hexavalent, le mercure et le plomb. Le dioxyde de soufre détruit la vitamine B1; de même, les tests de laboratoire montrent des preuves de la destruction des vitamines B12. Dans l'UE, il est également approuvé comme additif alimentaire numéro E220 pour les produits "biologiques". Dans la sulfochloration, il sert à la production de tensioactifs.
L’émission du gaz SO2 provient généralement de la combustion des produits fossiles contenant des composés soufrés. Mais pour les usages alimentaires, il est fabriqué par la combustion du soufre, de sulfure d’hydrogène et par grillage de minéraux sulfurés. Le dioxyde de soufre est principalement utilisé en industrie pour produire de l’acide sulfurique. Ce dernier présente de nombreuses utilisations. Il contribue à la fabrication des additifs alimentaires, notamment l’acidifiant sulfate de sodium qui est un sel de sodium de l’acide sulfurique.
Le dioxyde de soufre peut être produit (surtout par combustion) par différentes méthodes :
Le dioxyde de soufre est très utilisé dans le raffinage de pétrole, fabrication d’engrais et de textile. C’est aussi un conservateur largement employé en industrie agro-alimentaire notamment pour conserver des fruits et des légumes comme l’acide sorbique. L’utilisation du dioxyde de soufre lors de l’élaboration du vin est également très indispensable. Son caractère antioxydant et antiseptique agit pour la protection de la couleur et des arômes du vin.
En plus de sa fonction de conservateur, le dioxyde de soufre est aussi un antioxydant et un stabilisateur de couleur. Il est utilisé comme agent blanchissant dans la farine. En effet, il freine le brunissement et la décoloration des aliments notamment les fruits et les légumes.
Les aliments et boissons qui peuvent contenir de l’E220 sont :
L’étiquetage du produit doit contenir la mention « contient des sulfites » si la teneur en dioxyde de soufre contenu dans le produit est supérieur à 10 mg/litre ou par kg de produit fini.
Comme tous les sulfites dont il fait partie, le E220 ou anhydride sulfureux est largement utilisé dans l’industrie alimentaire mais suscite la vigilence des autorités sanitaires. Ce groupe d’additifs serait en effet responsable de réactions d’intolérances, potentiellement sérieuses chez certaines personnes sensibles. Aussi appelé dioxyde de soufre, l’anhydride sulfureux, connu sous le code E220, est un additif utilisé en industrie alimentaire. Il appartient à la famille des sulfites, qui comprennent tous les additifs allant du E220 au E228.
L’anhydride sulfureux peut être utilisé dans les vins bios, mais en quantité bien plus faible que dans le vin conventionnel. Il est également utilisé pour protéger les fruits secs du brunissement lors du séchage, mais il est strictement interdit à cet usage dans les produits issus de l’agriculture biologique.
En outre, le dioxyde de soufre est un réactif important pour la production de trioxyde de soufre, suivi de l'acide sulfurique concentré, avec la méthode de contact.
Le dioxyde de soufre est également utilisé dans la fabrication de nombreux produits chimiques, médicaments et colorants, ainsi que dans le blanchiment du papier et des textiles. Cela fait disparaître l'encre.
En outre, il est utilisé comme gaz protecteur, par exemple, pour empêcher l'oxydation du métal en fusion dans une fonderie.
Molécule de dioxyde de soufre
Le contact direct avec le dioxyde de soufre est très toxique pour la peau et les yeux. Toutefois, son adjonction aux denrées alimentaires est autorisée par la réglementation française. La Dose Journalière Admissible (DJA) prescrite est de 0,7 mg/kg de masse corporelle.
Les études ont rapporté que la consommation des aliments contenant du dioxyde de soufre ne présente pas des effets néfastes sur la santé, sauf pour les personnes allergiques ou sensibles. Le dioxyde de soufre appartient à la famille des sulfites. Ces derniers protègent les aliments de l'altération en inactivant ou en inhibant la croissance de bactéries ou de moisissures. Ce sont également des antioxydants et des stabilisateurs de couleur.
Lors des évaluations de l'Autorité européenne de sécurité alimentaire (Efsa), le groupe de travail a noté des preuves d'effets nocifs sur le système nerveux central, tels qu'une réponse retardée des cellules nerveuses aux stimuli, un signe précoce de dysfonctionnement du système nerveux. Cependant, l’absence de données suffisantes sur la toxicité des sulfites a été pointé et il n'a pas été possible d'établir une dose journalière admissible (DJA). Les apports estimés pour les grands consommateurs dépassent potentiellement ce qui serait considéré comme un apport sûr, jusqu'à 12,5 % pour les enfants (3-10 ans) et jusqu'à 60 % pour les adultes.
Des manifestations de type « allergique » ont par ailleurs été rapportées : plaques cutanées, symptômes respiratoires, dermatites, urticaires, etc. Les asthmatiques et les personnes allergiques à l'aspirine doivent tout particulièrement éviter les sulfites. L'étiquetage de la mention « contient des sulfites » est obligatoire dès lors que leur concentration (exprimée en SO32-) dépasse 10 mg/kg ou /litre de produit fini.
Il est estimé que 3 à 10 % des personnes asthmatiques sont sensibles aux sulfites. La dose journalière admissible (DJA) de 0,7 mg/kg de poids corporel par jour pour les sulfites (E220 à E228), établie en 2016 par l’EFSA (Autorité européenne de sécurité Alimentaire), a été retirée en 2022. Cette décision fait suite à une réévaluation approfondie qui a conclu que les données toxicologiques disponibles étaient insuffisantes pour confirmer la sécurité de cette DJA.
En l’absence de données disponibles fiables sur les humains, l’EFSA n’a pas pu établir de nouvelle DJA. Elle a cependant identifié une valeur de référence pour comparer les niveaux d’exposition et calculé des marges d’exposition (ME), qui correspond au rapport entre la dose minimale estimée à laquelle un effet nocif est observé et le niveau d’exposition à la substance. Dans le cas des sulfites, ce ME a été fixé à 80, ce qui signifie qu’un rapport inférieur à cette valeur pourrait indiquer un problème de sécurité.
Les résultats ont soulevé des préoccupations de sécurité, notamment pour certains groupes de la population, en particulier les grands consommateurs d’aliments contenant des sulfites.
Jusqu'en 1986, la Food and Drug Administration (FDA) classait les sulfites dans les additifs alimentaires non toxiques. Les commissions d'experts de l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) déclaraient alors qu'un homme de 60 kg pouvait ingérer quotidiennement jusqu'à 42 mg de sulfites sans danger. Cependant, dès 1981, un nombre croissant de rapports montre que certains aliments traités pouvaient provoquer des allergies chez certains sujets asthmatiques.
Les aliments traités aux sulfites contiennent du dioxyde de soufre (SO2). Ce gaz serait susceptible de provoquer une constriction bronchique lorsqu'il est présent dans les aliments ingérés. D'autres effets tels que des chocs anaphylactiques, urticaires, nausées ou diarrhées ont été observés cliniquement chez certains sujets, mais les liens avec l'ingestion des aliments traités ne sont pas clairement établis. En outre, des cas d'intoxication dus aux dégagements gazeux de dioxyde de soufre, au cours du traitement de crevettes, ont été relevés.
Dès 1986, la FDA prend une série de mesures visant à contrôler de plus en plus sévèrement l'utilisation des sulfites dans l'alimentation. Ainsi, depuis 1996, les traitements aux sulfites sont interdits sur les fruits et légumes servis ou vendus frais aux consommateurs. Ils restent autorisés sur divers produits comme les crevettes, les fruits et légumes secs et les vins.
La présence de sulfites doit être déclarée sur l'étiquetage au delà de 10 ppm de dioxyde de soufre résiduel totaux, et ne doit pas dépasser 100 ppm. En Europe, une directive de 1995 (95/2/EU) limite leur utilisation sur les pommes de terres pelées et/ou découpées. Un arrêté d'octobre 1997 a abaissé les quantités maximales de sulfites autorisées dans les crustacés, les fruits séchés et certains jus de fruits.
| Aliment/boisson | Contient potentiellement du E220 |
|---|---|
| Fruits et légumes secs | Oui |
| Spiritueux | Oui |
| Vin | Oui |
| Bière | Oui |
| Crustacés | Oui |
| Fruits confits | Oui |
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