Пирофосфаты: виды, свойства, польза и вред, применение

В пищевой промышленности пирофосфаты известны под индексом Е450. Пирофосфаты – это соли и эфиры пирофосфорной кислоты, объединенные в одну большую группу. Выглядят добавки как порошок из белых или прозрачных кристаллов, хорошо растворяющихся в теплой воде и не растворяющихся в спирте. Вкус слабо выраженный, с легкой кислинкой, запах полностью отсутствует.

Пирофосфаты считаются одними из наиболее распространенных добавок в пищевой промышленности, многие продукты содержат эти вещества. Их производят исключительно посредством химического синтеза, в природе вещества встретить невозможно. Пирофосфатам характерно сильное антимикробное действие.

Содержание

Что представляют собой пирофосфаты: их особенности
Классификация пирофосфатов и их свойства
Получение пирофосфатов
Воздействие пирофосфатов на человеческий организм
- Польза пирофосфатов
- Вред пирофосфатов
Сферы применения пирофосфатов
Где можно купить пирофосфаты
Класс опасности пирофосфатов и правила их хранения
Заключение

Что представляют собой пирофосфаты: их особенности

Согласно всемирной классификации добавок, применяющихся на предприятиях пищевой промышленности, пирофосфаты принадлежат к категории веществ, главной задачей которых является стабилизация эмульсий. Они представляют собой синтезированные в химической лаборатории соединения, состоящие из различных солей пирофосфорной кислоты.

Несмотря на то, что согласно классификации пирофосфаты принадлежат к группе эмульгаторов, их применение намного шире. Например, использовать эти пищевые добавки можно в качестве разрыхлителя для теста, стабилизатора, регулятора кислотности и даже влагоудерживающего агента.

Классификация пирофосфатов и их свойства

Рассмотрим 8 разновидностей пирофосфатов – они имеют разные индексы в классификации пищевых добавок и разные свойства, применяются в производстве различной продукции продукции.

Код

Наименование и формула

Физические свойства

Химические свойства

Е450 I

Пирофосфат динатрия

Na₂H₂P₂O₇

Состояние – бесцветные или белые небольшие кристаллы.

Молярная масса – 221,9 г/моль.

Плотность – 1,9 г/см³.

Температура плавления -220˚С.

При постепенном нагревании вещества, оно отщепляет воду, превращаясь в другие фосфаты:

Na₂H₂P₂O₇ → 2NaPO₃ + H₂O

При попадании в горячую воду пищевая добавка преобразуется в дигидрофосфат натрия:

Na₂H₂P₂O₇ + H₂O → 2NaH₂PO₄

E450 II

Пирофосфат тринатрия

Na₃HP₂O₇

Состояние – твердые белые кристаллы.

Молярная масса – 243 г/моль.

Плотность – 1,86 г/см³.

Температура плавления -250˚С.

При взаимодействии с водой добавка образует кристаллогидрат вида Na₃HP₂O₇*9H₂O

E450 III

Пирофосфат тетранатрия

Na₄P₂O₇

Состояние – твердые белые кристаллы.

Молярная масса – 265 г/моль.

Плотность – 2,45 г/см³.

Температура плавления – 890˚С.

При кипячении раствора вещества происходит его преобразование в фосфорнокислый двухзамещенный натрий.

При взаимодействии с водой реагент образует кристаллогидраты.

E450 IV

Пирофосфат дикалия

K₂P₂O₇

Состояние – твердые белые кристаллы без запаха.

При повышении температуры вещества до 253˚С, происходит его разложение на метафосфат калия и обычную воду.

E450 V

Пирофосфат калия

K₄P₂O₇

Состояние – твердые бесцветные кристаллы.

Молярная масса – 330,3 г/моль.

Плотность – 2,56 г/см³.

Температура плавления – 1104˚С.

При взаимодействии с медью происходит реакция замещения с образованием фосфата меди и освобождением калия:

K₄P₂O₇ + 2Cu → Cu₂P₂O₇ + 4K

E450 VI

Пирофосфат кальция

CaP₂O₇

Состояние – твердые белые кристаллы.

Молярная масса – 254,1 г/моль.

Плотность – 3,1 г/см³.

Температура плавления – 1230˚С.

При взаимодействии добавки с парами воды при температуре 280˚С, пирофосфат кальция гидролизуется:

3CaP₂O₇ + 3H₂O → 2Ca₃(PO₄)₂ + 2H₃PO₄

E450 VII

Пирофосфат дикальция

CaH₂P₂O₇

Состояние – твердые белые кристаллы.

Молярная масса – 254,05 г/моль.

Плотность – 3,1 г/см³.

Температура плавления – 1230˚С.

При воздействии на реагент повышенными температурами происходит его разложение.

E450 VIII

Пирофосфат димагния

Mg₂P₂O₇

Состояние – твердые бесцветные кристаллы.

Молярная масса – 222,55 г/моль.

Плотность – 2,56 г/см³.

Температура плавления – 1359˚С.

При взаимодействии с водой реагент образует кристаллогидраты состава Mg₂P₂O₇*nH₂O, где n = 1, 2, 3, 3,5 и 6

Получение пирофосфатов

Пирофосфат динатрия (Е450 I)

Рассматриваемое соединение образуется в ходе смешивания карбоната натрия с фосфорной кислотой и последующим нагреванием реагентов до 220 С.

Возможны и другие методы получения вещества:

NaH₂PO₄ →Na₂H₂P₂O₇+ H₂O

(постепенное нагревание дигидрофосфата натрия с последующим его разложением на пирофосфат динатрия и воду)

H₂P₂O₇ + 2NaOH → Na₂H₂P₂O₇ + 2H₂O

(пирофосфат динатрия образуется в ходе нейтрализации раствора пирофосфорной кислоты слабым раствором гидроксида натрия)

Na₂P₂O₇+ 2CH₃COOH → Na₂H₂P₂O₇ + 2CH₃COONa

(высококонцентрированный раствор пирофосфата натрия смешивают с уксусной кислотой, получая пирофосфат динатрия).

Пирофосфат тринатрия (E450 II)

Получают вещество посредством воздействия разбавленной соляной кислотой на насыщенный раствор пирофосфата натрия:

Na₄P₂O₇ + HCl → Na₃HP₂O₇ + NaCl

Пирофосфат тетранатрия (E450 III)

Основным сырьем для получения добавки E450 III служат ортофосфорная кислота с формулой H₃PO₄ и карбонат натрия с формулой Na₂CO₃.

Пирофосфат тетранатрия

Пирофосфат калия (E450 V)

Рассматриваю добавку получают посредством разложения гидроортофосфата калия при воздействии на него повышенными температурами:

2K₂HPO₄ → K₄P₂O₇ + H₂O

Пирофосфат кальция (E450 VI)

Существует два основных метода получения пирофосфата кальция. Разложение гидроортофосфата кальция посредством воздействия на него высокими температурами:

2CaHPO₄ → Ca₂P₂O₇ + H₂O

Обменная реакция между пирофосфатом натрия и хлоридом калия:

Na₄P₂O₇ + 2CaCl₂ → Ca₂P₂O₇ + 4NaCl

Пирофосфат дикальция (E450 VII)

Пирофосфат кальция можно получить посредством смешивания пирофосфата натрия с двумя молекулами нитрата кальция:

Na₄P₂O₇ + 2Ca(NO₃)₂ → Ca₂P₂O₇*4H₂O + 4NaNO₃

Пирофосфат димагния (E450 VIII)

Добавку получают посредством нагревания гидроортфофосфата магния до температуры 250 С в присутствии воды:

2MgHPO₄ → Mg₂P₂O₇

Воздействие пирофосфатов на человеческий организм

Согласно нормативной документации, пирофосфаты считаются полностью безопасными для человеческого организма, если содержатся в продуктах в допустимых нормах. Однако существует ряд противопоказаний к их употреблению. Например, с осторожностью относиться к продуктам, включающим в свой состав различные искусственные добавки необходимо людям, склонным к аллергии.

Польза пирофосфатов

Пирофосфаты полезны для производителей пищевой продукции, но не для ее потребителей. Полезные свойства у пищевых добавок рассматриваемой группы полностью отсутствуют. Рассматривая добавку, стоит скорее говорить о ее безвредности, чем о полезности.

Так, при употреблении пищевых добавок в разумных объемах, ваш организм вряд ли ощутит какое-либо воздействие.

Вред пирофосфатов

При употреблении слишком больших объемов продуктов, содержащих пищевые добавки группы Е450 (в частности – консервов), возможны следующие негативные последствия:

рост количества холестерина в крови;
отклонения в работе ЖКТ и, как следствие, нарушение пищеварительных процессов, дискомфорт в области желудка, проблемы с кожей и весом, отеки;
ухудшение качества ногтей и зубов вследствие недостатка кальция, который организм не может усвоить;
нарушение кальциево-фосфорного баланса;
возникновение остеопороза;
нарушение работы мочевыводящей системы;
отклонения в работе системы кровообращения.

Сферы применения пирофосфатов

Пищевая промышленность

Пирофосфаты чаще всего применяются в производстве пищевой продукции – их добавляют в изделия из мяса и рыбы, сыры, различные консервы и выпечку. Пищевые добавки рассматриваемой группы могут одновременно выполнять роль стабилизатора, разрыхлителя, эмульгатора, влагоудержателя, вещества, отвечающего за сохранение цвета.

В колбасы и консервы пищевые добавки E450 вводят на стадии термической обработки для лучшего набухания белков и удержания влаги в продукте. Это позволяет улучшить консистенцию готового изделия, сделать его более аппетитным.

Пирофосфаты незаменимы в производстве сыров – они применяются как эмульгирующие соли. Пищевые добавки группы пирофосфатов не позволяют сыру менять свой цвет в процессе хранения.

В хлебобулочных и кондитерских изделиях пирофосфаты выполняют роль влагоудерживающих агентов, препятствующих очерствению выпечки.

Встретить пирофосфаты можно на производстве сладких газированных и негазированных безалкогольных напитков, а также фруктового льда – в их составе добавки применяются в роли регуляторов кислотности.

Косметическая промышленность

Помимо пищевой промышленности, добавки применяются также в косметологии – их вводят в состав средств для ухода за ротовой полостью, используют как компонент гелеобразной продукции добавка отвечает за сохранение правильной консистенции, препятствует расслоению.

Бытовая химия

В составе средств бытовой химии пирофосфаты выполняют роль противоокислительного, обезжиривающего и антибактериального средства. Они содержатся в составе как твердого, так и жидкого мыла, различных моющих средств.

Строительство

Обнаружить пирофосфаты можно и на строительной площадке – они присутствуют в составе лаков и красок, а также средств, предназначенных для защиты металлических конструкций от коррозионных процессов.

Сельское хозяйство

Пирофосфаты вводят в состав различных кормовых добавок и средств для обработки почвы с целью защиты растений.

Где наиболее часто применяются пирофосфаты, какие продукты их содержит

Код пирофосфата	Применение
Е450 I	Наиболее часто пищевая добавка применяется в пищевой и косметической промышленности. Содержится в таких продуктах: в рыбных консервах (отвечает за сохранение цвета продукта), различной выпечке (служит источником кислоты, который необходим для реакции с содой), мясных продуктах (для удержания жидкости), полуфабрикатах из картофеля. Динатрий пирофосфат содержится в составе красок для волос и зубных паст.
Е450 II	Наиболее широко добавка применяется в производстве мясной и рыбной продукции, она незаменима при производстве фарша – в его составе соединение способствует увеличению сочности. Реагент применяется в изготовлении жировых эмульсий для обеспечения их стойкости. Пищевая добавка входит в состав сыра.
Е450 III	Добавка замедляет процессы окисления в пищевых продуктах, поэтому ее часто добавляют в состав соков для предотвращения их помутнения. В производстве изделий из мяса пищевая добавка применяется в роли влагоудерживающего агента. В составе продуктов из молока пищевая добавка применчется в роли стабилизатора, предотвращающего изменение цвета сыров. Помимо пищевой промышленности, добавка применяется также в нефтедобывающей отрасли, где выполняет роль компонента бурового раствора, защищающего механизмы от образования ржавчины.
Е450 IV	Чаще всего вещество применяется в сельскохозяйственной промышленности – его используют для производства фосфорных удобрений и различных подкормок для растений. Встретить реагент можно и в фармацевтической промышленности.
Е450 V	Промышленный пирофосфат калия широко применяется в производстве лакокрасочных покрытий и моющих средств, он содержится в составе средств бытовой химии для удаления накипи. Помимо этого, реагент незаменим в бурении нефтяных скважин, в текстильной промышленности и производстве керамики. В пищевой промышленности пирофосфат калия выполняет роль эмульгатора и усилителя. Е450 V отвечает за сохранение цвета консервированных фруктов и ягод, влагоудерживающую способность мясных и рыбных продуктов, защищает сыр от старения и улучшает вкус макаронных изделий.
Е450 VI	Пирофосфат кальция применяется не так широко, как его предшественники. Наиболее часто содержится в составе зубных порошков и жидких моющих средств в качестве мягкого абразива.
Е450 VII	Наиболее часто добавка применяется в качестве соли-плавителя, присутствующей в составе различных плавленых сыров. Также вещество соджержится в составе средств бытовой химии и зубных паст.
Е450 VIII	Наиболее часто встречается в сырах и молочной продукции, может присутствовать в зубных пастах и порошках в качестве мелкого абразива.

Где можно купить пирофосфаты

Проще всего приобрести пирофосфат на предприятиях, специализирующихся на его производстве. Это можно сделать как в офлайн, так и в онлайн режиме. Стоимость килограмма пирофосфата может варьироваться в пределах 110 – 150 рублей.

Класс опасности пирофосфатов и правила их хранения

Пирофосфаты, применяющиеся в пищевой промышленности не токсичны, полностью пожаро- и взрывобезопасны. По степени воздействия на человеческий организм они принадлежат к 4 классу опасности – малоопасным химическим веществам. Соединения данной категории оказывают минимальное воздействие на человека и на состояние окружающей среды.

Согласно правилам безопасности, работу с большими объемами пирофосфатов необходимо производить с применением индивидуальных средств защиты – масок, перчаток, халатов, очков. Все помещения, в которых осуществляются работы с пирофосфатами, должны быть оборудованы исправной системой приточно-вытяжной вентиляции.

Хранить пищевые пирофосфаты рекомендуется в помещениях с температурой не более 18 С и относительной влажностью, не превышающей 40%.

Заключение

Пирофосфаты – это неорганические соединения, нашедшие широкое применение в пищевой промышленности. Они хорошо растворяются в воде, но не изменяются при попадании в спирт. Запаха рассматриваемые реагенты не имеют, но обладают слабым кисловатым вкусом.

В мировой классификации они указаны как эмульгаторы под индексом Е450, однако соединения способны выполнять и другие функции: удерживать влагу, сохранять цвет, регулировать уровень кислотности. Встретить пирофосфаты можно в составе мясных и рыбных изделий, различных консервов, сыров, макаронных и хлебобулочных изделий, картофельных полуфабрикатов, порошков и безалкогольных напитков.

Пищевые добавки группы пирофосфатов относительно безвредны, полезных свойств не имеют. При употреблении слишком большого количества пирофосфатов возможны отклонения в работе пищеварительной системы, увеличение уровня холестерина в крови, отклонения в работе системы кровообращения.

Читайте также: