Натрия фосфаты

Фосфаты в Продуктах Питания — Вред и Польза

Сегодня все чаще приходится слышать о фосфатах. О тех самых фосфатах, которые широко используют в сельскохозяйственной промышленности в качестве удобрений, а также в химической промышленности для производства стиральных порошков.

Вы удивитесь, но сегодня фосфаты, или, говоря научным языком, соли фосфорных кислот, широко используются и пищевой промышленностью, в результате чего более 80% пищевых продуктов, попадающих на наш стол, содержат эти соединения, о вреде и пользе которых ученые всего мира спорят уже более 50 лет!

Почему же такие сомнительные соединения используются в пищевом производстве, как они влияют на наш организм, и как снизить количество фосфатов в своей пище? На все эти вопросы ответим в данной статье.

Что такое фосфаты

Как мы уже сказали, фосфаты представляют собой соли фосфорных кислот. То есть, это основа фосфора – одного из ключевых макроэлементов, без которого просто невозможна жизнь человека. Макроэлементы – это это химические элементы, требуемая суточная доза потребления которых составляет более 200 мг, соответственно микроэлементы – менее 200 мг.

Ключевая роль этого вещества отводится метаболическим процессам, поддержанию функции нервной системы и выработке энергии. Достаточное количество фосфора позволяет своевременно восстанавливать и обновлять мышечную и костную ткань, а также клетки почек и печени.

Кроме того, под воздействием солей фосфорной кислоты образуются гормональные соединения и важные для желудка ферменты, нуклеиновые кислоты и витамины группы B.

[attention type=yellow]

Наконец, достаточное количество фосфора в организме чрезвычайно важно для хорошей наследственности, а значит, если вы хотите иметь здоровое потомство, в вашем рационе обязательно должны присутствовать продукты содержащие фосфаты.

[/attention]

К слову, природа позаботилась об обеспечении нашего организма солями фосфорной кислоты. Для этого необходимо достаточно регулярно употреблять различные виды мяса, рыбы и птицы, зерновые и бобовые культуры (особенно горох и чечевицу), а также всевозможную зелень.

При этом, по словам ученых, больше всего фосфора организму дают зерновые и бобовые культуры (оставляют 90% от изначального содержания фосфора), а также животные продукты (70%), а вот растительная пища, богатая клетчаткой, оставляет организму совсем мало фосфора (40%).

Фосфаты в сельскохозяйственной промышленности

О пользе, которую можно извлечь из фосфатов впервые задумались ученые, занятые разработками в сфере народного хозяйства.

Учитывая, что фосфор, наряду с калием и азотом, играет фундаментальную роль в развитии живых организмов, не было сомнений в том, что он способен обеспечить жизнедеятельность не только человеческого организма, но и растений. Это подтвердилось на практике.

Оказалось, что под действием удобрений, которые начали производить на основе фосфатов, растения гораздо лучше плодоносят и у них формируются здоровые семена.

Сегодня без применения фосфатов просто невозможно представить себе выращивание сельскохозяйственных культур. Нехватка солей фосфора отражается на состоянии растений и их урожайности. Да и в общем смысле недостаток фосфатов приводит к вымиранию полей, лесов и сельских угодий. Без этого макроэлемента земля становится бесполезным дерном!

Фосфаты в химической промышленности

Химическая промышленность тоже не обошла своим вниманием фосфаты.

Эти вещества стали одними из ключевых компонентов стиральных порошков, жидких мыл и шампуней, а все благодаря своей способности смягчать воду и продлевать тем самым жизнь бытовых приборов.

Более того, фосфаты нашли свое применение в составе зубных паст, так как этот компонент в разы увеличивал качество очистки зубов и их отбеливание.

Правда, с использованием фосфатов в производстве стиральных порошков и прочей бытовой химии, между учеными начались разногласия относительно влияния этих веществ на организм человека.

[attention type=red]

В 60-х годах прошлого века учеными СССР и их западными коллегами были проведены масштабные исследования, причем результаты исследований в точности совпали.

[/attention]

В результате на Западе либо ограничили применение фосфатов в продуктах бытовой химии, либо вообще запретили использовать эти вещества (как например, в порошках). А в СССР эти тревожные факты скрыли как от общества, так и от специалистов.

Примечательно, что, по словам западных исследователей, причина вредного влияния чистящих средств на здоровье человека кроется именно в наличии фосфатов, которые вызывают дерматологические заболевания, изменяют процентное содержание гемоглобина в крови, снижают плотность костной ткани, да к тому же нарушают функцию печени, почек (в том числе, образуются камни в почках и желчном пузыре), работу желудочно-кишечного тракта и скелетных мышц!

Фосфаты в пищевой промышленности

Наконец, на фосфаты обратили внимание специалисты, занятые разработками в пищевой промышленности. И здесь данный макроэлемент получил широчайшее распространение, а все благодаря своим уникальным свойствам.

На сегодняшний день фосфаты используют в изготовлении практически любых продуктов. Судите сами:

• в производстве хлеба – используются в качестве загустителей и стабилизаторов;
• в производстве сахара – используются для осветления;
• в масле и маргарине – увеличивают срок хранения продуктов;
• в плавленых сырках – обеспечивают мягкую консистенцию;
• в заморозке овощей – сохраняют яркую окраску овоща после размораживания;
• в консервировании овощей и фруктов – сохраняют плотность и внешний вид продукта;
• в газированных и слабоалкогольных напитках – используются как подкислители;
• в сгущенном молоке – препятствуют кристаллизации;
• в колбасах и сосисках – обеспечивают однородность структуры, препятствуют потере влаги и высыханию;
• в мясных и рыбных продуктах – удерживают необходимую влагу, консистенцию и объем (мясо с фосфатами, после размораживания дает на 200 г больше веса с каждого килограмма, за счет удержания влаги).

Чем вредны фосфаты для человека

Как мы уже разобрались, без фосфатов невозможна жизнь человека на нашей планете.

Это, безусловно, так, но есть одно «но»! Современная промышленность применяет соли фосфорной кислоты буквально везде, что в конечном итоге приводит к избытку этих минеральных веществ в организме человека.

Анализ рациона современного человека показал, что на сегодняшний день каждый из нас получает дозу фосфатов, превышающих допустимую норму в 7–10 раз!

Такое избыточное содержание фосфатов неминуемо приводит к смещению баланса фосфора и кальция в организме, который в идеале должен находиться в соотношении 1:1. Чтобы восстановить соотношение, организм начинает забирать недостающий кальций из ближайших источников, в частности, из костей и зубов.

Все это вызывает ослабление костной ткани и развитие серьезных заболеваний (у детей – рахит, у взрослых – остеопороз). Именно по причине избыточного количества фосфатов кости человека становятся ломкими и он все чаще подвергается переломам.

Это подтверждают и научные исследования, говорящие о том, что более 60% подростков в возрасте до 14 лет имеют низкую плотность костной ткани.

Со временем проблема затрагивает и нервную систему. Особенно это касается подростков, у которых на фоне избытка данных веществ развивается импульсивность, моторное беспокойство, гиперактивность, агрессивность и нарушение концентрации внимания.

Еще одним симптомом дисбаланса кальция и фосфора становится нарушение сна, в частности проблемы с засыпанием у подростков.

Родители склонны считать такие изменения в психике ребенка наступлением «переходного возраста», в то время как достаточно изменить рацион питания, чтобы подросток стал таким, как прежде!

[attention type=green]

В результате недавних исследований  выяснилось, что чем больше фосфатов находится в крови, тем выше риск инфаркта и возрастает смертность от сердечных болезней.

[/attention]

Под действием избытка фосфора развивается кальцификация – отложение на стенках сосудов плотных бляшек из кальция.

Опыты на животных показали, что избыток этих веществ в пище негативно влияет на развитие плода и приводит к патологии легких и печени.

Излишки фосфора выводятся из организма почками, а при развитии болезней почек, этот процесс накопления избытка в организме фосфора ускоряется.

Причины избытка фосфора в организме

Как мы уже выяснили, переизбыток фосфатов в организме вызывает много проблем с работой почек и печени, состоянием костной системы, нарушением работы желудочно-кишечного тракта, нервной системы и т.д. К причинам избытка фосфора можно отнести:

• избыток употребления белковой пищи;
• употребление большого количества консервов, газированных сладких напитков, лимонадов;
• нарушение обмена фосфора;
• длительный контакт с фосфорорганическими соединениями.

Как бороться с избытком фосфатов в организме

Традиции питания людей, проживающих на постсоветском пространстве, таковы, что мы едим больше мяса, чем молочной продукции, а значит, фосфора в наш организм поступает больше, а вот кальция всегда не хватает. Но производители не решают, а лишь усугубляют проблему.

К примеру, в 100 г куска говядины содержится примерно 200 мг фосфора, однако на деле, 100 г порция мяса, обработанного фосфатами, содержит сразу 100 мг фосфатов! И это лишь увеличивает баланс фосфора и кальция.

А что будет, если запить такой мясной бифштекс бутылочкой «Кока-Кола», дающей организму 40–50% суточной нормы фосфора в день?

А ведь если разобраться, ГОСТа, который бы регламентировал количество фосфатов в продуктах питания, на сегодняшний день не существует. Это значит, что производители и дальше будут «пичкать» этими веществами продукты питания, руководствуясь исключительно увеличением прибыли!

Основной способ снизить количество солей фосфорной кислоты, поступающих в организм – отказаться или хотя бы снизить потребление продуктов, богатых этими веществами. В этом плане всегда смотрите состав продукта, и если окажется, что в нем фосфора более 0,25 мг, не сомневайтесь, фосфаты в него добавили извне.

Снизить количество избытка соединений фосфора помогут продукты, богатые магнием. Этим элементом богаты: черный шоколад, отруби, какао, гречневая крупа, овсянка, сухофрукты (чернослив, финики и изюм), соя и фасоль, и т.д.

Смогут помочь и продукты, богатые гемовым железом. К таким продуктам относится нежирное красное мясо – телятина, язык, телячья печень. Только употреблять их нельзя с ржаным хлебом, так как в нем содержатся вещества, препятствующие усвоению железа.

Для нейтрализации негативного влияния на баланс кальция в организме полезно употреблять больше молочных и кисломолочных продуктов.

[attention type=yellow]

Вред от переедания белковой пищей можно снизить употреблением достаточного количества овощей и соблюдением питьевого режима (не менее 2-х литров чистой воды в день).

[/attention]

К слову есть и еще одна зацепка. Все фосфаты имеют специальные коды, по которым можно вычислить, какое именно обозначение имеет тот или иной фосфат. С такими знаниями вам будет гораздо проще распознавать присутствие солей фосфорной кислоты в продуктах питания.

1. Добавка E339 (фосфат натрия) – используется в качестве стабилизатора, регулятора кислотности, антиоксиданта и разрыхлителя. Ее можно обнаружить в хлебе и всевозможных сладостях, мясе, сырах, сухом молоке и продуктах быстрого приготовления.

2. Добавка E340 (фосфат калия) – применяется в качестве влагоудерживающего агента, эмульгатора, регулятора кислотности и фиксатора окраски.

Благодаря своим свойствам добавка нашла широкое применение в изготовлении сосисок, колбас и ветчины, а также в обработке куриных окорочков.

Кроме того, ее применяют для изготовления чипсов, растворимого кофе и кондитерских изделий, а также для изготовления зубных паст.

3. Добавка E341 (ортофосфат кальция) – применяется в качестве разрыхлителя, стабилизатора, фиксатора краски и регулятора кислотности. Обнаружить добавку можно в спортивных напитках и энергетиках, овощных и фруктовых консервах, плавленом сыре, сухом молоке и сливках.

4. Добавка E342 (фосфат аммония) – является регулятором кислотности, благодаря чему используется в производстве дрожжей.

5. Добавка E343 (фосфат магния) – считается отличным загустителем, стабилизатором консистенции и связующим агентом. Чаще всего добавку применяют для производства сливок и сухого молока.

6. Добавка E450 (пирофосфаты) – зарекомендовала себя в качестве средства, увеличивающего мышечную массу. Благодаря такой особенности добавка широко применяется в изготовлении мясных продуктов и плавленых сыров.

7. Добавка E451 (трифосфаты) – чаще всего используется в качестве эмульгатора жира, благодаря чему ее можно встретить в составе макарон и сухих круп, пастеризованного молока, выпечки и тортов, а также в рыбном фарше и при обработке свежей рыбы.

8. Добавка E452 (полифосфаты кальция, калия и натрия) – вещества, используемые в качестве стабилизаторов и замедлителей химических реакций. Участвуют в производстве чипсов, пакетированного кофе, сосисок, колбас, окорочков и ветчины.

Как можно заметить, список продуктов, которые изобилуют солями фосфорной кислоты, просто огромен.

Если регулярно употреблять эти продукты, вы неминуемо столкнетесь с нервными расстройствами и ослаблением костной ткани.

Чтобы избежать этого, постарайтесь исключить вредные продукты из своего рациона, а в дополнение к этому, пейте больше молока и кисломолочных продуктов.
Крепкого вам здоровья!

Фосфаты натрия (Е339)

Соли, добываемые из гидроксида натрия и ортофосфорной кислоты, получили общее название фосфатов натрия. Эта пищевая добавка имеет полностью синтетическое происхождение и ни в каком виде не встречается в живой природе.

В продуктах питания чаще всего используется как антиоксидант и консервант, хотя имеет также свойства эмульгатора и стабилизатора. Кроме того, вещество выступает и регулятором кислотности, так как влияет на установление и поддержание определённого уровня кислой среды в продукте. Также оказывает влагоудерживающее действие.

Встретив в составе выбираемой пищи код Е339, покупатель может определить для себя, что продукт подвергался обработке фосфатами натрия, и решить, стоит ли его покупать и употреблять. Согласно мировым стандартам и нормам, вещество относится к пищевым добавкам низкой степени опасности.

Способы получения фосфатов натрия в лабораторных условиях

На сегодняшний день существует несколько технологий добычи фосфатов натрия: с использованием термической фосфорной кислоты, суперфосфата или кислоты, полученной сернокислотным методом.

Один из способов предполагает проведение реакции нейтрализации 25-процентной фосфорной кислоты раствором кальцинированной соды. Полученную смесь фильтруют, выпаривают до определённой плотности и кристаллизуют. Если фосфорная кислота имеет насыщенность более 40%, реакцию нейтрализации проводят при температуре 85-95 градусов Цельсия.

Суперфосфаты обрабатывают раствором сульфата натрия. Полученное вещество – мононатрийфосфат, который в кислом растворе отфильтровывают от нерастворимого остатка и выделившегося сульфата кальция, а далее также выпаривают или гранулируют в распылительной сушилке.

Химические свойства вещества

Добавка имеет вид белого порошка в гранулах или кристаллах. Она не чувствительна к термическому воздействию и хорошо растворима в воде.

Вещество Е339 используют в качестве загустителя, так как оно имеет свойство регулирования вязкости смеси, улучшения её текстуры.

[attention type=red]

Как стабилизатор, добавка Е339 участвует в формировании консистенции продукта, способствует её улучшению и сохранению в неизменном виде, предохраняет пищу от пригорания в процессе термической обработки.

[/attention]

Также фосфаты натрия нашли своё применение как эмульгаторы, так как одним из их свойств является способность создавать смеси вместе с изначально несмешиваемыми веществами, например, смесь масла и воды.

Разновидности пищевой добавки

В пищевой промышленности обычно используются такие виды фосфатов натрия;

• ортофосфат натрия 1-замещённый (Е339i);
• ортофосфат натрия 2-замещённый (Е339ii);
• ортофосфат натрия 3-замещённый (Е399iii).

Их химические формулы отличаются между собой, однако вещества оказывают аналогичное действие. Поэтому, увидев на упаковке продукта одно из этих обозначений, можно быть уверенным, что в нём использовались фосфаты натрия.

Применение в производстве

Основное предназначение вещества – улучшение свойств пищевых продуктов, поэтому именно пищевая промышленность является основным “потребителем” этого компонента. Его можно встретить в составах:

• хлебобулочных и кондитерских изделий;
• молочной продукции и сухого молока;
• безалкогольных напитков;
• сухих супов, соусов, паст, бульонных кубиков и других продуктов быстрого приготовления;
• сыров и плавленых сыров;
• мясных и рыбных продуктов;
• сухих разрыхлителей и смесей для выпечки;
• бисквитов и коржей.

Особенно часто он встречается в колбасе и сосисках, мясе и рыбе: вещество работает как влагоудерживающий компонент, поэтому таким способом удаётся сохранить продукцию без потерь влаги и, соответственно, веса.

Кроме того, до 1960-х годов его масштабно использовали в производстве моющих средств и порошков.

Однако, из-за избыточного попадания в водоёмы соединений азота и фосфора, качество отработанной воды, попадающей далее в водопроводы и выбрасываемой в природную среду, начало значительно ухудшаться, что могло нанести вред водной экосистеме.

По этой причине начали появляться ограничения и запреты на применение вещества в подобной продукции, и сегодня их практически не используют в изготовлении порошков и моющей продукции.

Фосфаты натрия используют и в фармацевтической промышленности – их добавляют в слабительные препараты, так как вещество имеет соответствующий эффект при определённой дозировке.

Воздействие на организм человека, возможный вред от употребления

Слабительное действие вещества известно и медикам, и химикам. Продукты, которые содержат его в своём составе, должны присутствовать в рационе человека в ограниченном количестве, чтобы не спровоцировать соответствующую реакцию пищеварительного тракта.

Что касается других возможных опасностей пищевой добавки Е339, к ним относят вероятность появления заболеваний органов желудочно-кишечного тракта: гастрита, язвы, панкреатита. Однако на сегодняшний день связь между употреблением вещества и этими нарушениями официально не подтверждена.

Результаты исследований, проведённых на лабораторных животных, говорят о том, что фосфаты натрия способствуют нарушению усвоения кальция в организме, вымыванию его из костной ткани и эмали зубов.

В некоторых случаях моющие средства и порошки с содержанием Е339 становятся причиной аллергических реакций в виде кожной сыпи и покраснений.

У детей употребление продуктов с этим компонентом в составе может вызывать нервные расстройства: нарушение концентрации, агрессию, беспокойство, гиперактивность, моторное беспокойство. Для них следует ограничить количество пищи с добавкой Е339.

[attention type=green]

По некоторым неподтверждённым данным, фосфаты натрия обладают онкогенным эффектом, то есть могут вызывать онкологические заболевания органов пищеварительного тракта. Кроме возможной терапии от запоров, на сегодняшний день ничего не известно о пользе вещества для здоровья человека.

[/attention]

Пока производители идут по пути удешевления себестоимости выпускаемой пищевой продукции, на этикетках разнообразной пищи будут обозначаться добавки с кодом “Е”, в том числе, Е339.

Компонент используется как антислёживатель, эмульгатор, антиоксидант и загуститель: с его помощью улучшают вкусовые и текстурные характеристики пищи, при этом он является дешёвым и выгодным для производителей ингредиентом.

Фосфаты натрия относятся к веществам с крайне низким уровнем опасности для человека, их использование разрешено в Украине, России и странах Европейского союза.

Кроме угрозы нарушения кальциевого обмена в организме, никакая другая информация о возможном вреде здоровью пока не подтверждена официально.

Тем не менее исследования по вопросам влияния фосфатов натрия на человека продолжаются и сегодня.

Фосфат натрия Na3PO4

Фосфат натрия Na3PO4– средняя соль ортофосфорной кислоты H3PO4 и гидроксида натрия NaOH. Пищевая добавка с индексом Е542, принадлежит к группе эмульгаторов, регуляторов pH и веществ против слеживания.

Синонимы

Ортофосфат натрия, тринатрийфосфат, натрий фосфорнокислый

Формула

Na3PO4

Физические свойства

СвойствоОписание

Внешний вид	Кристаллическое вещество белого цвета
Молярная масса	163,941 г/моль
Плотность	2,536 г/см3
Температура плавления	1340°С
Cтандартная мольная энтальпия образования при 298К ΔGDelta GΔG °298, кДж/моль	-1922,8
Cтандартная мольная энергия Гиббса образования при 298 К ΔDeltaΔ кДж/моль	-1819
Стандартная мольная энтропия при 298 К S°298, Дж/(моль•К)	224,7
Растворимость в воде, 100 г	при 0°С — 5,4 при 25°С — 14,5 при 100°С — 94,6

Химические свойства

В водных растворах гидролизуется по аниону:

Na3P04 + H2O = Na2HP04 + Na0H.

Раствор имеет щелочную реакцию.

При взаимодействии с кислотами образует кислые соли:

Na3P04 + HСl = Na2HP04 + NaCl,

Na3P04 + H2SO4 = NaH2P04 + Na2SO4.

Вступает в реакции обмена с образованием нерастворимых фосфатов:

2Na3P04 + 3CaCl2 = 6NaCl + 2Ca3(P04)2↓,

Na3P04 + AlCl3 = 3NaCl + AlP04↓,

Na3P04 + 3AgNO3 = 6NaCl + Ag3P04↓.

Последняя реакция является качественной реакцией на растворимые фосфаты щелочных металлов и аммония. При добавлении к их раствором раствора нитрата серебра AgNO3 выпадает осадок фосфата серебра Ag3P04 желтого цвета. А натрий можно определить окрашиванию пламени в желтый цвет.

Лабораторные способы получения

Фосфат натрия получают взаимодействием фосфорной кислоты с гидроксидом или карбонатом натрия:

H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O;
2H3PO4 + 3Na2CO3 =2Na3PO4 + 3H2O + 3CO2↑.

Получение фосфата натрия в промышленности

В промышленности фосфат натрия получают в два этапа.

Сначала взаимодействием кальцинированной соды Na2CO3 с фосфорной кислотой H3PO4 получают гидрофосфат натрия Na2HP04:

Н3Р04 + Na2C03 = Na2HP04 + С02↑+ Н20,

а затем взаимодействием едкого натра NaOH с полученным гидрофосфатом натрия Na2HP04 получают фосфат натрия Na3PO4:

Na2HP04 + Na0H = Na3P04 + H20.

После охлаждения нейтрализованных растворов до 30°С фосфат натрия кристаллизуются в виде Na3PO4·12H2O. Он плавится при 70°С. Чтобы получить безводный фосфат натрия, кристаллогидрат прокаливают 2 часа при температуре 120°С, а затем 30 мин при температуре 800°С.

Применение

Фосфат натрия в быту используют как чистящее средство, так как он прекрасно отмывает жир. Благодаря этому свойству он также входит в состав моющих средств. Кроме того, фосфат натрия смягчает воду, переводя соли жесткости в нерастворимые фосфаты:

3Ca(HCO3)2 + 2Na3P04 = 6NaHCO3 + Ca3(P04)2↓,
3Mg(HCO3)2 + 2Na3P04 = 6NaHCO3 + Mg3(P04)2↓.
Применяется он также и в стекольной промышленности для получения оптических стекол.

В строительстве фосфат натрия используют для упрочнения бетона. Его добавка увеличивает также влагостойкость бетона, так как он становится менее пористым.

В медицине фосфат натрия изредка применяют как слабительное и средство от изжоги.

[attention type=yellow]

В пищевой промышленности он известен как пищевая добавка Е339(iii). Фосфат натрия используют в качестве эмульгатора, стабилизатора, влагоудерживающего агента.

[/attention]

Добавляют его в майонезы и кетчупы, плавленные сыры и хлебобулочные изделия, правда чаще применяют гидрофосфат (пищевая добавка Е339(i)) и дигидрофосфат натрия (пищевая добавка Е339(iii)).

Фосфатом натрия обрабатывают куриные окорочка, мясо и рыбу, чтобы удержать воду и сохранить вес.

Относится к малоопасным веществам (4 класс опасности), но при передозировке в пищевых продуктов приводит к расстройствам пищеварения, а у детей нередко вызывает возбуждение и гиперактивность.

Пример решения задачи

Сколько фосфата натрия получится при нейтрализации фосфорной кислотой 240 г едкого натра?

Решение.

240 г – х г

H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O.

3 моля – 1 моль

3 * (23+16+1) = 120 г

3 * 23+31+4 * 16 = 164 г

Составляем пропорцию:

120 г NaOH – 164 г Na3PO4,

240 г NaOH – х г Na3PO4.

Отсюда:

х= (240 * 164)/120 = 328 г.

Ответ: 328 г.