E450 – Пірофосфати

Загальна інформація

Пірофосфати включають у себе групу добавок E450 — солей і естерів пірофосфорної кислоти. Загальна хімічна формула пірофосфатів: P₂O₇⁴⁻.

У міжнародній системі класифікації та нумерації харчових добавок існує дев'ять типів пірофосфатів, що застосовуються у виробництві харчових продуктів. При зазначенні конкретного типу в назві добавки Е450 використовується нижній індекс у вигляді римських цифр:

• E450(i) – Пірофосфат натрію однозаміщений
• E450(ii) – Моногідропірофосфат натрію
• E450(iii) – Пірофосфат натрію
• E450(iv) – Дигідропірофосфат калію
• E450(v) – Пірофосфат калію
• E450(vi) – Пірофосфат кальцію
• E450(vii) – Дигідропірофосфат кальцію
• E450(viii) – Пірофосфат димагнію
• E450(ix) – Дигідрофосфат магнію

Для отримання цих сполук використовують ортофосфорну кислоту (H₃PO₄) у реакції з гідроксидами або оксидами відповідних металів — гідроксидом натрію (NaOH), гідроксидом калію (KOH), оксидом кальцію (CaO), гідроксидом кальцію (Ca(OH)₂) або оксидом магнію (MgO). Отримані солі ортофосфорної кислоти (гідроортофосфати) піддають дегідратації — процесу видалення молекул води при нагріванні, що призводить до утворення пірофосфатів, які є солями дифосфорної кислоти (H₄P₂O₇).

Кожен тип пірофосфату має свої властивості. Наприклад, натрієві та калієві пірофосфати (Е450(i–v)) широко застосовуються як емульгатори, стабілізатори та агенти, що утримують вологу в м'ясних і рибних продуктах. Вони допомагають зберегти соковитість, покращити текстуру і запобігти утворенню осаду.

Кальцієві та магнієві пірофосфати (Е450(vi–ix)) частіше використовуються як розпушувачі в хлібобулочних і кондитерських виробах, а також як джерело кальцію та магнію у функціональних продуктах. Крім того, пірофосфати можуть виконувати роль буферних речовин, стабілізуючи pH і покращуючи реакції з іншими інгредієнтами — наприклад, з білками або йонами металів.

Пірофосфати калію й натрію добре розчиняються у воді, але не розчиняються в спирті. Пірофосфати кальцію у воді не розчиняються, але добре розчиняються у соляній та азотній кислотах.

Основні параметри добавки Е450:

• Колір – білий, прозорий.
• Запах – нейтральний.
• Смак – кислуватий.
• Консистенція – гранули, кристалічний порошок дрібної або середньої фракції.

Вплив на організм

Шкода добавки Е450

Короткочасне надмірне вживання пірофосфатів може викликати розлади шлунка та порушення роботи ШКТ. У складі косметичних засобів пірофосфати можуть викликати алергічний висип і подразнення слизових.

Ряд досліджень показує, що при систематичному надмірному споживанні фосфатних добавок можуть спостерігатися наступні побічні ефекти:

• Гіперфосфатемія (підвищений рівень фосфатів у крові)
  Надлишкове надходження фосфатів із їжею призводить до їх накопичення в крові, що порушує мінеральний баланс і може спричинити системні ускладнення.
• Кальцифікація судин і артерій
  Фосфати сприяють відкладенню кальцію в стінках судин, викликаючи їх жорсткість і зниження еластичності, що підвищує ризик атеросклерозу та ішемічної хвороби серця.
• Підвищений ризик серцево-судинних захворювань
  Високий рівень фосфатів у крові пов’язаний із підвищенням кількості серцево-судинних інцидентів, включаючи інфаркти та серцеву недостатність, навіть у людей без захворювань нирок.
• Підвищена смертність (у тому числі серед здорових людей)
  Епідеміологічні дослідження показали, що навіть "високо-нормальні" рівні фосфатів у крові асоціюються з підвищеною загальною смертністю, особливо у людей із серцево-судинними захворюваннями.
• Порушення фосфорно-кальцієвого обміну
  Надлишковий фосфор порушує всмоктування та метаболізм кальцію, що може призвести до дефіциту кальцію в кістках і надлишку — в м’яких тканинах.
• Підвищене навантаження на нирки
  При надлишку фосфатів нирки змушені працювати з підвищеним навантаженням для їх виведення, що особливо небезпечно для людей із хронічною нирковою недостатністю (ХНН).
• Захворювання суглобів (включаючи пірофосфатну артропатію)
  Відкладення кристалів пірофосфату кальцію в тканинах суглобів може викликати запалення та біль, подібно до подагри — цей стан відомий як пірофосфатна артропатія.
• Остеопороз через дисбаланс фосфору і кальцію
  При порушенні співвідношення кальцію та фосфору відбувається вимивання кальцію з кісток, що послаблює їхню структуру та підвищує ризик переломів.
• Підвищення рівня ЛПНЩ-холестерину ("поганого" холестерину)
  Дослідження показують, що високе споживання фосфатів може бути пов’язане з ростом рівня ЛПНЩ, що сприяє утворенню атеросклеротичних бляшок і підвищує ризик інсульту та інфаркту.
• Погіршення засвоєння кальцію та відкладення його з фосфором у нирках
  Нерозщеплені комплекси фосфору й кальцію можуть накопичуватись у нирках, утворюючи відкладення (каміння), що підвищує ризик ниркової недостатності та остеопорозу.

У 2019 році Комітет з харчових добавок EFSA повторно оцінював безпечність фосфатів, включаючи пірофосфати (Е450), і встановив допустиме добове споживання на рівні 40 мг/кг маси тіла (в перерахунку на фосфор). Комітет висловив занепокоєння щодо перевищення норми у дітей і рекомендував переглянути допустимі рівні у продуктах, особливо тих, що часто вживаються дітьми. Також зазначена необхідність контролю споживання фосфорвмісних добавок у людей із захворюваннями нирок.

Користь добавки Е450

Харчова добавка Е450 (пірофосфати) не має прямої користі для здоров’я людини — вона не є вітаміном, мінералом або нутрієнтом, необхідним організму. Водночас у багатьох країнах харчова добавка Е450 визнана безпечною за умови дотримання допустимих норм споживання.

Використання

Пірофосфати широко застосовуються в харчовій промисловості (особливо в м’ясо- та рибопереробній). Їх основне призначення — збільшення об’єму м’язової тканини, що, своєю чергою, підвищує вихід готової продукції.

Також пірофосфати покращують різні органолептичні показники, консистенцію продукту, стабілізують його колір і сповільнюють перебіг окисних процесів.

Добавка Е450 застосовується у виробництві харчових продуктів як емульгатор або сіль-плавитель. Вона активно використовується під час консервування різних м’ясних продуктів, при приготуванні плавлених сирів. Добавка може міститися в деяких молочних продуктах.

Пірофосфати можуть виконувати роль антиоксидантів, оскільки сповільнюють окислення жирів, продовжуючи термін придатності продукту.

Основні сфери застосування добавки Е450:

• Виробництво фаршу, ковбас, консервів — пірофосфати додаються в процесі термообробки продукту для набухання білків: це допомагає утримати вологу, покращити структуру, підвищити соковитість і збільшити вихід.
• Виготовлення молодих і плавлених сирів — добавка виступає як емульгуюча сіль, запобігаючи розшаруванню емульсії, зморщуванню готового продукту.
• Виробництво кондитерських цукрових і борошняних виробів, концентрованих сиропів — пірофосфати діють як зволожувачі, допомагаючи зберегти консистенцію, попередити висихання й кристалізацію сахарози.
• Виготовлення рослинних вершків, молочних десертів, бутербродних спредів, соусів, рідких текстур — пірофосфати виступають як текстуратори, створюючи гомогенізовану масу.
• Виробництво концентратів, сухих сумішей, молочних, яєчних, пекарських порошків.
• Виготовлення безалкогольних напоїв (ароматизованих, мінералізованих), фруктових виробів, сухих чаїв, ягідного морозива — пірофосфати виступають регуляторами кислотності.
• Виробництво макаронних і хлібобулочних виробів — добавка Е450 покращує якість борошна й структуру тіста.
• Виготовлення шоколадних, ячмінних молочних напоїв — пірофосфати стабілізують помутніння, запобігають осіданню часток і розшаруванню рідини.
• Виробництво замороженої картоплі — добавка Е450 уповільнює потемніння продукту, зберігає його структуру під час приготування.
• Виготовлення протеїнових коктейлів для спортивного харчування — пірофосфати застосовуються як емульгатор.

Інші сфери застосування:

• використовується у виробництві мийних засобів та інсектицидів;
• застосовується як добавка до фарб, бурових рідин і як інгібітор корозії;
• використовується у медичній промисловості завдяки бактерицидній дії.

Законодавство

Пірофосфати дозволені до застосування в харчових продуктах практично в усіх країнах. У Кодексі Аліментаріус добавка Е450 дозволена в стандартах на м’ясну та рибну продукцію, плавлені сири, сухі бульйони, заморожені овочі (від 1 до 9 г/кг).