E450 – Пирофосфаты

Общая информация

Пирофосфаты включают в себя группу добавок E450 — солей и эфиров пирофосфорной кислоты. Общая химическая формула пирофосфатов: P₂O₇⁴⁻.

В международной системе классификации и нумерации пищевых добавок существуют девять типов пирофосфатов, используемых в производстве продуктов питания. При указании конкретного типа в названии добавки Е450 используется нижний индекс в виде римских цифр:

• E450(i) – Дигидропирофосфат натрия
• E450(ii) – Моногидропирофосфат натрия
• E450(iii) – Пирофосфат натрия
• E450(iv) – Дигидропирофосфат калия
• E450(v) – Пирофосфат калия
• E450(vi) – Пирофосфат кальция
• E450(vii) – Дигидропирофосфат кальция
• E450(viii) – Пирофосфат димагния
• E450(ix) – Дигидрофосфат магния

Для получения этих соединений используют ортофосфорную кислоту (H₃PO₄) в реакции с гидроксидами или оксидами соответствующих металлов — гидроксидом натрия (NaOH), гидроксидом калия (KOH), оксидом кальция (CaO), гидроксидом кальция (Ca(OH)₂) или оксидом магния (MgO). Образовавшиеся соли ортофосфорной кислоты (гидроортофосфаты) подвергаются дегидратации — процессу удаления молекул воды при нагревании, что приводит к образованию пирофосфатов, представляющих собой соли дифосфорной кислоты (H₄P₂O₇).

Каждый тип пирофосфата обладает особыми свойствами. Например, натриевые и калиевые пирофосфаты (E450(i–v)) широко применяются как эмульгаторы, стабилизаторы и агенты, удерживающие влагу в мясных и рыбных продуктах. Они помогают сохранить сочность, улучшить текстуру и предотвратить образование осадка.

Кальциевые и магниевые пирофосфаты (E450(vi–ix)) чаще используются как разрыхлители в хлебобулочной и кондитерской продукции, а также в качестве источника кальция и магния в функциональных продуктах. Кроме того, пирофосфаты могут играть роль буферных веществ, стабилизируя pH и улучшая реакции с другими ингредиентами — например, с белками или ионами металлов.

Пирофосфаты калия и натрия хорошо растворяются в воде, но нерастворимы в спирте. Пирофосфаты кальция в воде не растворяются, но хорошо растворимы в соляной и азотной кислотах.

Основные параметры добавки Е450:

• Цвет – белый, прозрачный.
• Запах – нейтральный.
• Вкус – кисловатый.
• Консистенция – гранулы, кристаллический порошок мелкой или средней фракций.

Влияние на организм

Вред добавки Е450

Крактовременное чрезмерное употребление пирофосфатов может вызывать расстройство желудка и нарушение работы ЖКТ. В составе косметических средств пирофосфаты могут вызывать аллергическую сыпь и раздражение слизистых. 

Ряд исследований показывает, что при систематическом избыточном потреблении фосфатных добавок могут наблюдаться следующие побочные эффекты:

• Гиперфосфатемия (повышенный уровень фосфатов в крови)
  Избыточное поступление фосфатов из пищи приводит к их накоплению в крови, что нарушает минеральный баланс и может провоцировать системные осложнения.
• Кальцификация сосудов и артерий
  Фосфаты способствуют отложению кальция в стенках сосудов, вызывая их жесткость и снижение эластичности, что увеличивает риск атеросклероза и ишемической болезни сердца.
• Повышенный риск сердечно-сосудистых заболеваний
  Высокий уровень фосфатов в крови связан с увеличением числа сердечно-сосудистых инцидентов, включая инфаркты и сердечную недостаточность, даже у людей без заболеваний почек.
• Увеличенная смертность (в том числе среди здоровых людей)
  Эпидемиологические исследования показали, что даже "высоко-нормальные" уровни фосфатов в крови ассоциированы с повышенной общей смертностью, особенно у людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями.
• Нарушение фосфорно-кальциевого обмена
  Избыточный фосфор нарушает всасывание и метаболизм кальция, что может привести к дефициту кальция в костях и избытку в мягких тканях.
• Повышенная нагрузка на почки
  При избытке фосфатов почки вынуждены работать с повышенной нагрузкой для их выведения, что особенно опасно для людей с хронической почечной недостаточностью (ХПН).
• Болезни суставов (включая пирофосфатную артропатию)
  Отложение кристаллов пирофосфата кальция в тканях суставов может вызывать воспаления и боль, аналогично подагре — это состояние известно как пирофосфатная артропатия.
• Остеопороз из-за дисбаланса фосфора и кальция
  При нарушении соотношения кальция и фосфора происходит вымывание кальция из костей, что ослабляет их структуру и увеличивает риск переломов.
• Повышение уровня ЛПНП-холестерина (плохого холестерина)
  Исследования показывают, что высокое потребление фосфатов может быть связано с ростом ЛПНП-холестерина, что способствует образованию атеросклеротических бляшек и увеличивает риск инсульта и инфаркта.
• Ухудшение усвоения кальция и отложение его с фосфором в почках
  Нерасщеплённые комплексы фосфора и кальция могут накапливаться в почках, образуя отложения (камни), что повышает риск почечной недостаточности и остеопороза.

В 2019 году Комитет по пищевым добавкам EFSA повторно оценил безопасность фосфатов, включая пирофосфаты (Е450), и установил допустимое суточное потребление на уровне 40 мг/кг массы тела (в пересчёте на фосфор). Комитет выразил обеспокоенность превышением нормы у детей и рекомендовал пересмотреть допустимые уровни в продуктах, особенно тех, что часто потребляют дети. Также отмечена необходимость контроля потребления фосфоросодержащих добавок у людей с заболеваниями почек.

Польза добавки Е450

Пищевая добавка Е450 (пирофосфаты) не обладает прямой пользой для здоровья человека — она не является витамином, минералом или нутриентом, необходимым организму. В то же время во многих странах пищевая добавка Е450 признана безопасной при соблюдении допустимых норм потребления. 

Использование

Пирофосфаты широко применяются в пищевой промышленности (особенно в мясо- и рыбоперерабатывающей). Их основное назначение — увеличение объема мышечной ткани, что в свою очередь повышает выход готовой продукции.

Также пирофосфаты улучшают различные органолептические показатели, консистенцию продукта, стабилизируют его цвет и замедляют течение окислительных процессов. 

Добавка Е450 применяется в производстве пищевых продуктов в качестве эмульгатора или соли-плавителя. Она активно используется при консервировании различных мясных продуктов, при приготовлении плавленных сыров. Добавка может содержаться в некоторых молочных продуктах.

Пирофосфаты могут играть роль антиоксидантов, поскольку замедляют окислительные процессы жиров, продлевают срок годности продукта. 

Основные сферы применения добавки Е450: 

• Производство фарша, колбас, консервов – пирофосфаты добавляются в процессе термической обработки продукта для набухания белков: это помогает удержать влагу в продукте, улучшить его структуру, повысить сочность, увеличить выход изделия.
• Изготовление молодых и плавленных сыров – добавка выступает в роли эмульгирующей соли, предотвращая расслаивание эмульсии, сморщивание готового продукта.
• Производство кондитерских сахарных и мучных изделий, концентрированных сиропов – пирофосфаты выступают в роли влагоудерживающего агента помогая сохранить консистенцию продукта, предупредить его высыхание, замедлить процесс кристаллизации сахарозы.
• Изготовление сливок на растительной основе, молочных десертов, бутербродных спредов, соусов, жидкого текста – пирофосфаты выступают в качестве текстуратора позволяя создать гомгенизированную массу.
• Производство концентратов, сухих смесей, молочных, яичных, пекарских порошков.
• Изготовление безалкогольных напитков (ароматизированных, минерализированных), изделий из фруктов, сухих чаев, ягодного мороженого – пирофосфаты служат в качестве регулятора кислотности.
• Производство макаронных и хлебных изделий – добавка Е450 помогает улучшить качество муки и структуры теста.
• Изготовление шоколадных, ячменных молочных напитков – пирофосфаты работают, как стабилизаторы замутнения, предотвращают осаждение частиц, расслоение жидкости.
• Производство замороженного картофеля – пищевая добавка Е450 замедляет потемнение продукта, сохраняет его структуру в процессе приготовления.
• Изготовление протеиновых коктейлей для спортивного питания – пирофосфаты, применяются, как эмульгатор. 

Другие сферы применения:

• применяется в производстве моющих средств и инсектицидов;
• используется в качестве добавки к краскам, жидкостям для бурения и в виде ингибитора коррозии;
• применяется в медицинской промышленности, так как имеет бактерицидное действие.

Законодательство

Пирофосфаты разрешены к применению в пищевых продуктах практически во всех странах. В Кодексе Алиментариус добавка Е450 разрешена в стандартах на мясную и рыбную продукцию, плавленые сыры, сухие бульоны, замороженные овощи (от 1 до 9 г/кг).