استخدام صوديوم ثلاثى الفوسفات فى تحسين جودة الغذاء

بقلم: الدكتور / السعيد محمد محمد سعفان

باحث أول بصحة الاغذية –معهد بحوث الصحة الحيوانية المنصورة

ثلاثى فوسفات الصوديوم

لا ينبغي الخلط بينه وبين فوسفات الصوديوم

ثلاثي فوسفات الصوديوم (STP) ، أيضا ثلاثي فوسفات الصوديوم (STPP) ، أو ثلاثي الفوسفات (TPP) ،

هو مركب غير عضوي له الصيغة  Na5P3O10 .

إنه ملح الصوديوم في خماسي الفوسفات متعدد الفوسفات ، وهو القاعدة المترافقة لحمض الفوسفوريك الثلاثي.

هو ثلاثي فوسفات الصوديوم (STPP) ، ملح الصوديوم في خماسي الفوسفات ، المعروف أيضا باسم ثلاثي فوسفات خماسي الصوديوم أو ثلاثي فوسفات الصوديوم (يختلف مع فوسفات ثلاثي الصوديوم) ، وهو مكون اصطناعي يستخدم بشكل رئيسي للاحتفاظ بالرطوبة في الأسماك واللحوم . رقم المضافات الغذائية الأوروبية لذلك هو E451.

يتم إنتاجه على نطاق واسع كمكون للعديد من المنتجات المنزلية والصناعية ، وخاصة المنظفات.

التركيب الكيميائي

ثلاثي فوسفات الصوديوم هو واحد مما يسمى الفوسفات المكثف لأنه يتكون من عدة وحدات فوسفات مرتبطة ببعضها البعض. في هذه الحالة ، يكون أيون ثلاثي البولي فوسفات عبارة عن فوسفات مكثف خطي لأنه يحتوي على بنية خطية تشبه السلسلة ، مع روابط الفوسفور والأكسجين والفوسفور (P – O – P).

التحضير والخصائص

يتم إنتاج ثلاثي فوسفات الصوديوم عن طريق تسخين خليط من فوسفات ثنائي الصوديوم ، Na2HPO4 ، وفوسفات أحادي الصوديوم ، NaH2PO4 ، في ظل ظروف يتم التحكم فيها بعناية

2 Na2HPO4 + NaH2PO4 → Na5P3O10 + 2 H2O

ويمكن أيضا الحصول عليها عن طريق التكلس المتحكم فيه (يعني التسخين عند درجة حرارة عالية جدا) من الصوديوم Na orthophosphate3PO4 مع كربونات الصوديوم Na2CO3 وحمض الفوسفوريك H3PO4.

وبهذه الطريقة ، يتم إنتاج ما يقرب من 2 مليون طن سنويا.

كيف يتم صنع STPP؟

يتكون البولي فوسفات من عدد من وحدات الفوسفات البسيطة المرتبطة ببعضها البعض ، ويحتوي ثلاثي فوسفات الصوديوم على ثلاث وحدات من هذا القبيل.

عمليات التصنيع الموجزة هي كما يلي :

1. يتم إنتاج STPP تجاريا عن طريق تحييد حمض الفوسفوريك مع هيدروكسيد الصوديوم لتشكيل خليط من فوسفات أحادي الصوديوم وفوسفات ثنائي الصوديوم.

2. ثم سخن الخليط إلى 500-550 درجة مئوية. فيما يلي معادلة التفاعل: NaH2PO4 + 2Na2HPO4 → Na5P3O10 + 2H2O

يوجد STPP من الدرجة الغذائية كشكلين ، ويتبع الصيغة الكيميائية المقابلة:

1. STPP اللامائي: Na5O10P3

2. STPP سداسي الهيدرات: Na5O10P3 · 6H2O

التسميات

– STPP (اختصار لثلاثي فوسفات الصوديوم الإنجليزي)

– ثلاثي فوسفات خماسي الصوديوم

– ثلاثي فوسفات الصوديوم (Na5P3O10)

رقم سجل المستخلصات الكيميائية 7758-29-4

خصائصه

الحالة الفيزيائية

ملح عديم اللون إلى أبيض بلوري صلب أو مسحوق حبيبي ، والذي يوجد في شكل لا مائي.

الوزن الجزيئي

367.86 جم / مول.

نقطة الانصهار

622 درجة مئوية.

كثافة

2.52 جم / سم3

الذوبان

قابل للذوبان في الماء: 20 جم / 100 مل عند 25 درجة مئوية و 86.5 جم / 100 مل عند 100 درجة مئوية.

غير قابل للذوبان في الإيثانول

الرقم الهيدروجيني

يحتوي محلول 1٪ من ثلاثي فوسفات الصوديوم على درجة حموضة 9.7-9.8.

Sodium Tri PolyPhosphate

ما هي استخدامات STPP؟

 ثلاثي فوسفات الصوديوم (E451i ، STPP)

مع القدرة على الحفاظ على المياه ، فإن الاستخدامات الأساسية لثلاثي فوسفات الصوديوم من الدرجة الغذائية هي تحسين جودة الأكل في معالجة الأغذية ، وخاصة في منتجات اللحوم والأسماك. يتم تطبيقه أيضا في أغذية الحيوانات الأليفة (مثل طعام القطط والكلاب) لغرض ربط المياه والحفاظ على الأعلاف الحيوانية طازجة.

ويمكن أيضا أن تستخدم كمعدل نشا الطعام.

مع وظائف استخلاب أيونات المعادن ، والتعليق ، والتشتت ، والاستحلاب ، والتخزين المؤقت لدرجة الحموضة ، وما إلى ذلك ، يستخدم STPP من الدرجة الفنية على نطاق واسع في إنتاج منظفات الغسيل ومنظفات غسل الصحون ، ومنعم المياه الصناعي ، والمنظف الصناعي ، ومزيل الشحوم ، وعامل ما قبل دباغة الجلود ، وعامل مساعد الصباغة .

الطعام

STPP هو مادة حافظة للمأكولات البحرية واللحوم والدواجن والأعلاف الحيوانية. وهو شائع في إنتاج الأغذية مثل E رقم E451. في الأطعمة ، يستخدم STPP كمستحلب وللاحتفاظ بالرطوبة. تنظم العديد من الحكومات الكميات المسموح بها في الأطعمة ، حيث يمكن أن تزيد بشكل كبير من وزن بيع المأكولات البحرية على وجه الخصوص. تدرج إدارة الغذاء والدواء الأمريكية STPP على أنها معترف بها عموما على أنها آمنة.

الاسماك

STPP هو عنصر شائع يضاف إلى الأسماك (مثل سمك السلمون) قبل تجميده والغرض الأساسي منه هو تقليل كمية الماء الذائب (أو الحفاظ على الماء) وجعل المأكولات البحرية تبدو أكثر صلابة وسلاسة. قد تجده أيضا في المأكولات البحرية المجمدة الأخرى ، مثل الإسكالوب والروبيان وجراد البحر.

الطعم والرائحة والملمس والعصارة هي خصائص مهمة للمأكولات البحرية ولكن معظم المأكولات البحرية تتلف بسهولة بسبب بلورات الجليد وتمسخ البروتين أثناء تخزين التجميد.

البروتين الموجود في لحوم الأسماك هو الذي يحدد أداء الاحتفاظ بالماء. البولي فوسفات هو عامل الاحتفاظ بالماء يستخدم على نطاق واسع للمأكولات البحرية لمنع تمسخ البروتين أثناء التجميد.

في إنتاج شرائح الأسماك المجمدة ، تنقع شرائح السمك في محلول ثلاثي فوسفات الصوديوم بتركيز معين قبل التجميد.

يرتبط مستوى أداء الاحتفاظ بالماء ارتباطا وثيقا بجودة المنتجات السمكية مثل الملمس وقابلية التقطيع والمرونة والذوق. إذا كان بدون ثلاثي فوسفات الصوديوم ، عند إذابته ، فإن معظم المأكولات البحرية عرضة لفقدان الوزن (الماء) وتوليد مظهر أغمق وكذلك جعل الجسم هشا.

اللحوم

يستخدم الفوسفات على نطاق واسع في معالجة اللحوم وأغراضه الرئيسية هي كما يلي:

1. احتباس الماء ، استقرار الاستحلاب ، العصير والحنان

2. تأخير معدل التلف التأكسدي

3. تحسين اللون والحفاظ على النكهة

تشمل الفوسفات المستخدمة عادة في إنتاج اللحوم بولي فوسفات الصوديوم وبيروفوسفات الصوديوم وسداسي ميتافوسفات الصوديوم.

البوليفوسفات هي إضافات شائعة الاستخدام في معالجة اللحوم.

تعمل إضافة STPP إلى اللحوم على تحسين الملمس واللون ، وتقليل فقدان الطهي ، وزيادة إنتاجية المنتج. ويعتقد أن مثل هذه الآلية من خلال زيادة درجة الحموضة، وتعزيز الطاقة الأيونية، وتخليب أيونات المعادن.

يتفاعل STPP مع الأحماض الأمينية أو مجموعات الهيدروكسيل في البروتينات ، وبالتالي تحسين الاحتفاظ بالماء وقوة هلام اللحوم.

وفي الوقت نفسه ، يمكن أن يقلل مزيجه مع كلوريد الصوديوم من محتوى الصوديوم في اللحوم مقارنة باستخدام كلوريد الصوديوم فقط. يحتوي كلوريد الصوديوم على 39.3٪ من الصوديوم ، بينما في ثلاثي فوسفات الصوديوم (اللامائي) يكون محتوى الصوديوم 31.3٪ فقط.

للاستخدام البيطري

يستخدم ثلاثي فوسفات الصوديوم كمكمل غذائي في المحاليل السائلة كمصدر للفوسفور للماشية.

كما أنه يعمل على منع حصوات الكلى في القطط ، والتي تدار عن طريق الفم لهذه الحيوانات. ومع ذلك ، ينبغي إيلاء الاهتمام للجرعة لأنها يمكن أن تسبب الإسهال.

في الطب

تم استخدام ثلاثي فوسفات الصوديوم في تحضير الجسيمات النانوية لنقل وتسليم أدوية العلاج الكيميائي ضد السرطان بشكل صحيح. كما تم استخدامه في الجسيمات النانوية لعلاج الالتهابات الفطرية في الرئتين.

في صناعة المواد الغذائية

يتم استخدامه في منتجات الألبان مثل الحلويات والقشدة المخفوقة والقشدة الحامضة والجبن.

في الأطعمة الأخرى ، يتم استخدامه كعازل للأيونات ، لإعطاء الملمس ، كمثخن وكمادة حافظة.

هل ثلاثي فوسفات الصوديوم آمن للأكل؟

نعم ، STPP من الدرجة الغذائية هو مكون متعدد الأغراض معترف به عموما على أنه آمن (GRAS) عند استخدامه في الأغذية وفقا لممارسات التصنيع الجيدة من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA). يعتبر مركبات ثلاثي الفوسفات من المضافات الخطرة ، وبالتالي فإن الحد الأقصى المسموح به من كمية المواد في اليوم هو 70 مجم / كجم من وزن جسم الإنسان

كما تمت الموافقة على سلامة STPP من قبل الهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية (EFSA) وهي مضافات غذائية معتمدة في الاتحاد الأوروبي (EU) ويمكن استخدامها كناقل في مستحضرات الأنثوسيانين الملون ، والتي يتم تطبيقها أيضا في الأسماك المملحة من عائلة Gadidae  ، وكذلك من قبل لجنة الخبراء المشتركة بين منظمة الأغذية والزراعة ومنظمة الصحة العالمية المعنية بالمضافات الغذائية (JECFA) كمادة عازلة ،  المنسوجات ، ومثخن.

ومع ذلك ، يعتقد بعض المستهلكين أنه سيء لصحتنا لأنه مادة كيميائية تستخدم في المنظفات التي لا يمكن تناولها ، جنبا إلى جنب مع الآثار الجانبية المحتملة الأخرى ، مثل ردود الفعل الحساسية.

فى الدستور الغذائى مسموح به كملح مستحلب فى الاجبان المصنعة حتى 9جم /كجم , فى اللحوم ومنتجات الاسماك من 3الى 5 جم /كجم , يصل إلى 100 مجم / كجم مسموح به كمثبت تناسق ، ومستحلب ، ومكثف ، ومركب ، وعامل ربط ، ودقيق ومحسن خبز في البطاطس المقلية والمجمدة ؛ فى المشروبات المتخصصة للرياضيين ، المشروبات الغازية الممعدنة صناعياً بكمية تصل إلى 500 مجم/كجم, فى الحليب المعقم ، والحليب المركز الذي يحتوي على مواد صلبة أقل من 28 ٪ ، والآيس كريم (باستثناء الحليب والقشدة) ، وثلج الفاكهة ، والسمك المفروم “سوريمي” ، والمشروبات الكحولية بكمية تصل إلى 1جم / كجم , في الحليب المركز الذي يحتوي على مواد صلبة أكثر من 28٪ بكمية تصل إلى 1.5 جم / كجم ؛ في الحليب الجاف والخالي من الدسم ، تصل إلى 2.5 جم / كجم . في منتجات اللحوم بكمية تصل إلى 5 جم / كجم من اللحوم النيئة .

الاستنتاج

الآن قد يكون لديك معرفة جيدة بالمضافات الغذائية – ثلاثي فوسفات الصوديوم (E451i ، STPP) ، من الإنتاج ، والاستخدامات في الأسماك واللحوم ، والسلامة المعتمدة ، والآثار الجانبية المحتملة وما إلى ذلك.

هل لاحظت هذا المكون في متاجر الأسماك ومطاعم المأكولات البحرية ، أو في ملصقات أنواع أخرى من عبوات الطعام؟

الآثار الصحية

تم تحديد ارتفاع تركيز فوسفات المصل كمؤشر على أحداث القلب والأوعية الدموية والوفيات. في حين أن الفوسفات موجود في الجسم والغذاء في أشكال عضوية ، فإن الأشكال غير العضوية من الفوسفات مثل ثلاثي فوسفات الصوديوم يتم امتصاصها بسهولة ويمكن أن تؤدي إلى ارتفاع مستويات الفوسفات في المصل. أملاح أنيونات البولي فوسفات مزعجة بشكل معتدل للجلد والأغشية المخاطية لأنها قلوية معتدلة.

الأثر البيئي

تم تحديد استخدام منتجات الفوسفات كأحد المساهمين في إغناء المياه بالمغذيات على هذا الكوكب.

التخثر هو النمو المبالغ فيه والمتسارع للطحالب وأنواع النباتات المائية التي تؤدي إلى انخفاض حاد في الأكسجين المتاح في الماء ، مما يؤدي إلى تدمير النظام البيئي المتأثر (موت معظم الأنواع الحيوانية فيه).

نشأ الجدل في 1980s أن استخدام ثلاثي فوسفات الصوديوم فيِ المنظفات كان يساهم في التخثر.

من المعروف اليوم أن الحد من استخدام المنظفات مع ثلاثي فوسفات الصوديوم لن يفعل الكثير للقضاء على التخثر ، لأن الفوسفات يأتي بكميات أكبر من مصادر زراعية وصناعية أخرى.

في الواقع ، هناك بلدان تعتبر ثلاثي فوسفات الصوديوم مكونا صديقا للبيئة للمنظفات وتشجع استخدامه.

المخاطر

الصوديوم تريبوليفوسفات هو مهيج للجلد والعين. يمكن أن يسبب ملامسة العينين ضررا للعينين. التلامس المطول مع الجلد يمكن أن يسبب التهاب الجلد.

إذا تم تناوله بكميات كبيرة ، فقد يسبب الغثيان والقيء والإسهال ، مما يؤدي أيضا إلى انخفاض خطير في أيون الكالسيوم في الدم. في الحيوانات تسبب في انخفاض الكالسيوم في العظام.

يعتبر مركبا آمنا طالما يتم اتباع معايير التصنيع للمنتج الذي يستخدم فيه.