Calcium aluminium silicate: proprietà, usi, pro, contro, sicurezza

Calcium aluminium silicate è un alluminosilicato inorganico a base di calcio e alluminio, usato sia come polvere funzionale in cosmetica sia, storicamente, come additivo alimentare antiagglomerante identificato come E556. In pratica, è un materiale minerale la cui prestazione dipende soprattutto da granulometria, morfologia particellare, porosità/superficie specifica e purezza.

Sinonimi: calcium aluminosilicate; silicato di calcio e alluminio (descrittivo); anorthite (inquadramento mineralogico frequente).

INCI / funzioni: ingrediente cosmetico inorganico; funzioni tipiche di classe in formulazione includono bulking, assorbente, opacizzante, anti-caking e, in alcuni contesti, abrasivo (dipende da forma/particella e claim del fornitore).

Definizione

Calcium aluminium silicate è un composto (o, più spesso, una famiglia di materiali affini) riconducibile agli alluminosilicati contenenti calcio. Dal punto di vista applicativo non si comporta come un “attivo”, ma come un modificatore fisico: aumenta corpo e scorrevolezza delle polveri, può assorbire parte della fase oleosa/sebo superficiale e contribuisce alla resa ottica (soft-focus/opacità) in funzione dell’indice di rifrazione e della distribuzione dimensionale delle particelle.

Essendo un materiale inorganico, è generalmente stabile in un ampio intervallo di condizioni cosmetiche; le criticità reali sono più spesso legate a polverosità respirabile, contaminanti minerali e variabilità particellare, piuttosto che a instabilità chimica “classica”.

Usi principali

Alimentazione
È noto come additivo E556 con funzione antiagglomerante per migliorare flusso e stoccaggio di prodotti alimentari in polvere o granulari. Nel quadro UE, però, è essenziale la nota regolatoria: l’impiego come E556 risulta non più autorizzato nell’Unione a partire dal 1 febbraio 2014 (cessazione dal 31 gennaio 2014). In pratica, ciò significa che l’associazione “E556 = antiagglomerante” resta corretta come funzione, ma l’uso in alimenti nell’UE è vincolato allo stato autorizzativo corrente e alle eventuali eccezioni/transitori storici. 

Altri usi

• produzione del vetro
• idratazione del cemento Portland

Dati di identificazione e specifiche

Proprietà chimico-fisiche (indicative)

Ruolo funzionale e meccanismo d’azione

In formula, Calcium aluminium silicate agisce principalmente per effetto particellare: migliora il “pay-off” e la stendibilità delle polveri, contribuisce a un tocco più asciutto e può aumentare la percezione di pelle “levigata” grazie alla diffusione della luce. Se ben selezionato per dimensione e trattamento superficiale, supporta anche la stabilità sensoriale (riduzione lucidità e “creasing” del make-up), senza introdurre un film pesante come alcune cere.

Il comportamento reale è altamente dipendente dal grado: un materiale più fine e poroso tende a dare maggiore assorbimento e mattità, mentre particelle più grandi o lamellari possono privilegiare scorrevolezza e resa ottica.

Compatibilità formulativa

È generalmente compatibile con la maggior parte delle basi cosmetiche, soprattutto anidre o a bassa acqua. In emulsione, può essere usato come fase disperdibile/polvere sospesa, ma richiede una buona gestione della bagnabilità e della stabilità della sospensione. Le incompatibilità più frequenti sono di tipo fisico: sedimentazione in sistemi fluidi, agglomerazione se la bagnabilità è scarsa, e instabilità di viscosità se interagisce con strutturanti/polimeri non idonei.

Linee guida d’uso (indicative)

L’impiego pratico è guidato dal tipo di prodotto (loose powder, pressed powder, stick, emulsione) e dal target sensoriale. In sviluppo, è utile definire in modo esplicito: granulometria desiderata, requisito “matt”, compatibilità con pigmenti e oli, e resistenza a stress meccanici (compattazione, trasporto). Per prodotti polverulenti, la valutazione dovrebbe includere anche il profilo di polverosità e la gestione del rischio di inalazione accidentale (soprattutto in spray o loose powder molto volatili).

Qualità, gradi e specifiche

I controlli più rilevanti sono: distribuzione granulometrica (D10/D50/D90), contenuto di impurità minerali, metalli in tracce secondo specifiche applicabili, microbiologia (in genere non critica per inorganici secchi, ma dipende dalla filiera), e prove applicative standardizzate (scorrevolezza, opacità, oil-absorption, compattabilità). L’eventuale trattamento superficiale (ad esempio idrofobizzazione) deve essere dichiarato e gestito come parte integrante della specifica.

Sicurezza, normativa e ambiente

In uso cosmetico, la sicurezza è tipicamente legata a due aspetti pratici: purezza/contaminanti e rischio da inalazione di frazioni respirabili in prodotti polverulenti o aerosolizzati. Sulla pelle, i silicati inorganici sono generalmente considerati materiali a bassa reattività; tuttavia, per prodotti che possono essere inalati incidentalmente, la valutazione deve considerare dimensione particellare e scenario d’uso. A livello di processo, misure di contenimento polveri e ventilazione sono rilevanti per la tutela degli operatori.

E' da considerare anche il rischio del cumulo di assunzione di alluminio, che può rappresentare un pericolo per la salute umana, non può essere escluso in quanto questo ingrediente può trovarsi in prodotti alimentari a largo consumo (1).

L’adozione di GMP (good manufacturing practice, buone pratiche di fabbricazione; beneficio: riduce variabilità e contaminazioni) è utile per mantenere costante la qualità particellare e il profilo impurezze.

Troubleshooting formulativo

Sedimentazione o separazione in formule fluide.
Causa tipica: bagnabilità insufficiente o densità elevata delle particelle. Intervento: ottimizzare bagnanti/disperdenti, aumentare struttura della fase continua o usare gradi con morfologia più “sospendibile”.

Agglomerazione e “puntinatura” in applicazione.
Causa tipica: dispersione incompleta o umidità/impaccamento della polvere. Intervento: migliorare pre-dispersione, controllare umidità e scegliere granulometria più adatta.

Conclusione

Calcium aluminium silicate è un ingrediente inorganico usato soprattutto come polvere funzionale in cosmetica per modulare texture, opacità e scorrevolezza. È anche storicamente noto in alimentazione come E556 con funzione antiagglomerante, ma nel contesto UE è fondamentale la precisazione temporale: l’autorizzazione risulta cessata dal 31 gennaio 2014. La gestione tecnica più importante resta la qualifica del grado (granulometria, purezza, performance) e, per prodotti polverulenti, la corretta valutazione del profilo di polverosità e dello scenario d’uso. 

Mini-glossario

Alluminosilicato: famiglia di materiali inorganici a base di alluminio, silicio e ossigeno, spesso con cationi (es. calcio).
Granulometria: distribuzione delle dimensioni delle particelle; influenza sensorialità, opacità e stabilità delle sospensioni.
Anti-caking: funzione di riduzione dell’impaccamento/aggregazione delle polveri.
GMP: good manufacturing practice; beneficio: migliora controllo qualità e riduce contaminazioni/variabilità.

• Formula molecolare      Al₂CaO₈Si₂
• Peso molecolare     278.21 
• CAS  1302-54-1
• UNII  98139KV0X6
• EC Number   253-476-9

Bibliografia_____________________________________________________________________

(1) Wong, W.W., Chung, S.W., Kwong, K.P., Yin Ho, Y. and Xiao, Y., 2010. Dietary exposure to aluminium of the Hong Kong population. Food Additives and Contaminants, 27(4), pp.457-463.

Abstract. A total of 256 individual food samples were collected in Hong Kong for aluminium testing. Most of food samples were analysed in ready-to-eat form. High aluminium levels were found in steamed bread/bun/cake (mean: 100-320 mg kg(-1)), some bakery products such as muffin, pancake/waffle, coconut tart and cake (mean: 250, 160, 120 and 91 mg kg(-1), respectively), and jellyfish (ready-to-eat form) (mean: 1200 mg kg(-1)). The results demonstrated that aluminium-containing food additives have been widely used in these food products. The average dietary exposure to aluminium for a 60 kg adult was estimated to be 0.60 mg kg(-1) bw week(-1), which amounted to 60% of the new PTWI established by JECFA. The main dietary source was "steamed bread/bun/cake", which contributed to 60% of the total exposure, followed by "bakery products" and "jellyfish", which contributed to 23 and 10% of the total exposure, respectively. However, the estimation did not include the intake of aluminium from natural food sources, food contact materials or other sources (e.g. drinking water). Although the results indicated that aluminium it is unlikely to cause adverse health effect for the general population, the risk to some populations who regularly consume foods with aluminium-containing food additives cannot be ruled out.

Bratakos, S.M., Lazou, A.E., Bratakos, M.S. and Lazos, E.S., 2012. Aluminium in food and daily dietary intake estimate in Greece. Food Additives and Contaminants: Part B, 5(1), pp.33-44.

Abstract. Aluminium content of foods, as well as dietary aluminium intake of the Greek adult population, was determined using graphite furnace atomic absorption spectroscopy after microwave sample digestion and food consumption data. Al content ranged from 0.02 to 741.2 mg kg⁻¹, with spices, high-spice foods, cereal products, vegetables and pulses found to be high in Al. Differences in aluminium content were found between different food classes from Greece and those from some other countries. Aluminium intake of Greeks is 3.7 mg/day based on DAFNE Food Availability Databank, which uses data from the Household Budget Surveys. On the other hand, according to the per capita food consumption data collected by both national and international organisations, Al intake is 6.4 mg day⁻¹. Greek adult population has an Al intake lower than the Provisional Tolerable Weekly Intake of 7 mg kg⁻¹ body weight established by EFSA. Cereals and vegetables are the main Al contributors, providing 72.4% of daily intake.