نیتریت سدیم چیست – کاربرد نیترات سدیم در صنعت

نیتریت سدیم چیست؟

نیتریت سدیم یک پودر کریستالی سفید تا کمی زرد رنگ است که در آب بسیار محلول است. یک ترکیب معدنی با فرمول شیمیایی NaNO2 است. از نظر صنعتی مهمترین نمک نیتریت است. این ترکیب پیش ماده انواع ترکیبات آلی مانند داروها، رنگ‌ها و سموم دفع آفات است، اما احتمالاً این ماده به عنوان یک افزودنی غذایی شناخته می‌شود که در گوشت‌های فرآوری شده و (در برخی کشورها) در محصولات ماهی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سدیم نیتریت یک نمک  آنتی اکسیدانی است که در تولید فرآورده‌های گوشتی مانند ژامبون، بیکن و هات داگ استفاده می‌شود. نیتریت کاربرد حیاتی در بهداشت عمومی دارد: رشد باکتری‌های ایجاد کننده بوتولیسم را مسدود می‌کند و مانع از فساد می‌شود.

همچنین رنگ و طعم خاصی به فرآورده‌های گوشتی می‌دهد. علاوه بر این، تحقیقات انجام شده توسط وزارت کشاورزی ایالات متحده (USDA) نشان می‌دهد که نیتریت می‌تواند در جلوگیری از رشد باکتری‌های مضر در محیط زیست، موثر باشد.

ویژگی های فیزیکی و شیمیایی نیترات سدیم

مزایای سدیم نیترات برای سلامتی

شواهد زیادی وجود دارد که نشان می‌دهد نیتریت فواید زیادی برای سلامتی دارد. مطالعات نشان داده‌اند که nitrite بخشی از چرخه سلامتی نیتروژن بدن است. بدن با تبدیل نیترات به نیتریت، فشار خون را تنظیم کرده، باعث بهبودی زخم‌ها، از بین بردن عوامل بیماری‌زا در روده و حتی حفظ سلامتی در دوران بارداری می‌شود.

دانشمندان موسسه ملی بهداشت (NIH) طی چند سال گذشته طی تحقیقات گسترده‌ای که انجام داده‌اند، فواید نیتریت سدیم برای سلامتی را به اثبات رسانده‌اند. دانشمندان نتیجه گرفته‌اند که نیتریت می‌تواند یک درمان جدید بالقوه در پیوند اعضای بدن، سکته قلبی، بیماری‌های سلولی و مشکلات عروقی پا باشد.

می‌توان نتیجه گرفت نیتریت مورد استفاده در گوشت و محصولات گوشتی بی‌خطر است، زیرا “مزایای شناخته شده آن از خطرات احتمالی اش بالاتر است.”

کاربرد نیتریت سدیم در صنایع مختلف

عمده‌ترین کاربرد نیتریت سدیم برای تولید صنعتی ترکیبات نیتروژن‌دار آلی است. این ماده برای تبدیل آمین‌ها به ترکیبات دی آزو، که پیش ماده‌های اصلی بسیاری از رنگ‌ها، مانند رنگ‌های دی آزو هستند، معرف هستند. ترکیبات نیتروزو از نیتریت‌ها تولید می‌شوند. اینرترکیبات در صنعت لاستیک استفاده می‌شوند. سدیم نیتریت در انواع کاربردهای متالوژی، برای فسفاته کردن استفاده می‌شود.

نیتریت یک بازدارنده مؤثر در خوردگی است و به عنوان یک ماده افزودنی در گریس‌های صنعتی، به عنوان محلول آبی در سیستم‌های خنک کننده مدار بسته و در حالت مذاب به عنوان واسطه انتقال حرارت استفاده می‌شود.

نیتریت راهی آسان برای دادن سایه صورتی به گوشت‌های فرآوری شده است. همچنین با میوگلوبین گوشت واکنش نشان می‌دهد و باعث تغییر رنگ می‌شود، ابتدا به نیتروز میوگلوبین (قرمز روشن) تبدیل می‌شود، سپس در گرم کردن، به نیتروزو هموکروم (یک رنگدانه صورتی) تبدیل می‌شود. در صنعت بسته‌بندی گوشت از سدیم نیتریت برای جلوگیری از بوتولیسم استفاده می‌شود.

از نظر تاریخی از نمک برای حفظ گوشت استفاده شده است. فرآورده‌های گوشتی حاوی نمک معمولاً به رنگ قهوه‌ای مایل به خاکستری بود. وقتی این ماده به همراه نمک اضافه شود، گوشت قرمز و سپس صورتی رنگ ایجاد می‌کند که با گوشت‌های فرآوری شده مانند ژامبون، بیکن، هات داگ و بولونیا همراه است.

کاربرد نیتریت سدیم

تحقیقات بیشتر پیرامون استفاده از سدیم نیتریت به عنوان یک افزودنی در مواد غذایی جهت استاندارد کردن مقدار موجود در غذاها برای به حداقل رساندن مقدار مورد نیاز انجام شد. این نوع ترکیب باعث مهار اکسیداسیون لیپیدها که منجر به حساسیت می‌شود و مهار رشد میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا می‌شود.

توانایی این نوع ترکیب در پرداختن به موارد فوق باعث تولید گوشت با ماندگاری طولانی مدت شده و باعث بهبود رنگ / طعم مطلوب شده است. به گفته محققان مشغول در صنعت گوشت، نیتریت، ایمنی مواد غذایی را بهبود بخشیده است.

خرید مواد اولیه صنایع غذایی از دکتر کمیکال با بالاترین کیفیت و مناسب‌ترین قیمت

نیتریت سدیم سال‌هاست که به عنوان بازدارنده خوردگی در سیستم‌های آب مدار بسته استفاده می‌شود. همچنین این ماده به عنوان یک بازدارنده خوردگی آندی به همان روش کرومات و مولیبدات عمل می‌کند. به عنوان یک nitrite بازدارنده خوردگی آندی کار می‌کند تا یک فیلم محافظ اکسید آهن گاما را بر روی سطح فلز تشکیل دهد.

این لایه با واکنش نیتریت تشکیل شده و اکسیژن را حل می کند و سپس توسط این ماده به تنهایی در ترمیم قرار می‌گیرد. از آنجایی که نیاز به این فیلم کم است، nitrite به میزان عملی مصرف نمی‌شود. این فیلم است که سطح فلز را در برابر حمله خوردگی محافظت می‌کند.

نیتریت  برای فلزات آهنی محافظت خوبی در برابر خوردگی دارد. عملکرد نیتریت در محدوده pH 9.0-10.5 بهتر است و در فرمولاسیون برای سیستم‌های بسته اغلب از بافرهای بوراتی استفاده می‌شود.

علاوه بر تنظیم pH در محدوده مورد نظر، بورات‌ها با تسهیل در جذب اکسیژن، باعث تقویت فیلم می‌شوند و همچنین میکروبیولوژیکی سیستم را مهار می‌کند. غلظت این ترکیب شیمیایی مورد نياز براي بازدارندگی با دما افزايش می‌يابد. سدیم نیتریت یک بازدارنده خوب خوردگی برای آلیاژهای مس یا مس نیست.

کاربرد نیترات سدیم در سیستم های مدار بسته آبی

نیتریت برای محافظت فلز از حمله بیشتر، یک فیلم اکسید تشکیل می‌دهد. این لایه با عمل ترکیبی از نیتریت و اکسیژن محلول تشکیل شده و سپس توسط نیتریت به تنهایی در محافظت از فلز شکل می‌گیرد.

محدوده  غلظتی نیتریت سدیم: 300-2000 ppm به عنوان NO2. غلظت موردنیاز است با درجه حرارت افزایش می‌یابد.

Sodium nitrite و مهار بیماری بوتولیسم

بوتولیسم امروزه بسیار نادر است، زیرا از روش‌های تولید جدید و مواد نگهدارنده‌ای مانند سدیم نیتریت استفاده می شود. در حقیقت، از زمانی که چنین ترکیب شیمیایی در تولید فرآورده‌های گوشتی در سال 1925 به کار گرفته شد ، هیچ موردی از بوتولیسم با گوشت‌های تجاری شده مشاهده نشده است. همچنین فواید ایمنی مواد غذایی را برای مصرف کنندگان فراهم می‌کند.

نیترات سدیم در مواد غذایی و پخت گوشت

در دهه‌های قبل، نیترات سدیم – “پسرعموی شیمیایی” نیتریت! – به عنوان ماده عمل آورنده مورد استفاده قرار می‌گرفت. Sodium nitrite، حتی اگرچه هنوز به عنوان یک ماده غذایی مجاز است، اما به ندرت برای عمل آوری گوشت و فقط در برخی فرآورده‌های گوشتی خاص استفاده می‌شود.

آیا تولید فرآورده های گوشتی بدون نیترات سدیم امکان پذیر است؟

گوشت‌های فرآوری شده طبق دستورالعمل USDA باید شامل نیتریت سدیم باشد. این ماده همان عنصری است که به محصولی مانند ژامبون رنگ و طعم می‌بخشد. همچنین در صورت حذف آن ماندگاری آن نیز به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد.

امروزه برخی در محصولات غیرفراوری شده از موادی مانند چغندر یا آب کرفس یا نمک دریای طبیعی برای تهیه رنگ و عطر و طعمی مشابه گوشت‌های فرآوری شده، استفاده می‌کنند.

چغندر، کرفس و نمک دریایی حاوی نیترات هستند و این ماده موجود در کرفس، چغندر و نمک دریایی و سایر سبزیجات حاوی آن ممکن است باعث ایجاد نوع خاصی از باکتری در این محصولات گردد، به این ترتیب که نیترات به نیتریت تبدیل می‌شود که در نتیجه ویژگی‌های محصول مشابه محصولات گوشتی فرآوری شده، می‌شود. میزان نیتریت موجود در این نوع محصولات مشابه محصولات گوشتی است که با روش‌های قدیمی فرآوری شده‌اند.

آیا گوشت های فرآوری شده منبع اصلی نیتریت هستند؟

کمتر از 5% از مصرف روزانه نیتریت از طریق فراورده‌های گوشتی است. تقریبا 93 درصد از nitrite از سبزیجات برگی ، ریشه‌ای و بزاق خود ما تهیه می‌شود. سبزیجات حاوی نیترات هستند که هنگام تماس با بزاق دهان به این ماده تبدیل می‌شوند. در حقیقت میزان سدیم نیترات موجود در بعضی از سبزیجات می‌تواند بسیار زیاد باشد. به عنوان مثال اسفناج ممکن است حاوی 500 تا 1900 قسمت در میلیون (پی پی ام) حاوی نیترات باشد.

تربچه ممکن است حاوی 1500 تا 1800 پی پی ام  و کاهو حاوی 600 تا 1700 پی پی ام نیترات باشد. تبدیل نیترات به نیتریت از طریق خوردن سبزیجات 85 درصد از میانگین دریافت نیتریت رژیم غذایی انسان را تشکیل می‌دهد.

در مقابل، مقدار نیتریت مجاز توسط USDA برای افزودن به گوشت‌های فرآوری شده نباید بیش از 156 ppm باشد. در بیشتر موارد مقدار اضافه شده 120 ppm یا کمتر است و پس از پردازش مقدار باقیمانده در محصول نهایی به طور معمول 10 ppm یا کمتر است. این میزان تقریباً یک پنجم میزان مورد استفاده در 25 سال پیش است.

منبع دیگری از نیتریت در بدن وجود دارد. نیتریک اکسید نیتریک یک ماده شیمیایی شگفت‌انگیز است که بدن از آن برای کنترل فشار خون، از بین بردن سلول‌های توموری و بهبود زخم‌ها استفاده می‌کند. هنگامی که اکسید نیتریت در بدن عمل کند، فراورده جانبی آن سدیم نیتریت است. بنابراین به وضوح، این ماده چیزی است که توسط بدن به عنوان بخشی از فرایندهای طبیعی و سالم آن ساخته می‌شود.

آیا سدیم نیتریت سرطان زا است؟

تحقیقات علمی متعددی نیترات سدیم را مورد ارزیابی قرار داده‌اند و نتیجه همه‌ آن‌ها یکسان است: نیتریت نه تنها ایمن است، بلکه یک ابزار اساسی برای سلامت عمومی است زیرا سابقه موثری در جلوگیری از بوتولیسم داشته است.

به طور خاص، برنامه ملی سم شناسی، به عنوان زیرمجموعه‌ای از وزارت بهداشت و خدمات انسانی ایالات متحده و یک نهاد برجسته در زمینه ایمنی سم شناسی مواد شیمیایی، یک مطالعه چند ساله برای ارزیابی ایمنی سدیم نیتریت انجام داده است.

در این مطالعه که در ماه مه سال 2000 توسط هیات متخصصان تصویب شد، مشخص شد که نیتریت در مقادیر مورد استفاده ایمن است. در مطالعه‌ای که در ژوئن سال 2000 توسط دفتر ارزیابی سلامت محیط زیست کالیفرنیا انجام شد، همچنین تعیین کرد که نیتریت در سطوح مورد استفاده خطری برای رشد جنین ایجاد نمی‌کند.

نگهدارنده نیتریت سدیم

نیتریت سدیم یک نمک سدیم معدنی است که به عنوان نگهدارنده مواد غذایی و پادزهر مسمومیت با سیانید استفاده می‌شود.

آیا تا به حال فکر کرده‌اید که گوشت‌های فرآوری شده چرا به رنگ صورتی-قرمز هستند؟

نیتریت‌ها با پیوند با میوگلوبین، رنگدانه‌ای که اکسیژن را در سلول‌ها ذخیره می‌کند، گوشت را قرمز نگه می‌دارند. این نیتریت‌ها به عنوان جایگزینی برای اکسیژن عمل می‌کنند و اجازه می‌دهند رنگ ماندگاری بیشتری داشته باشد. Sodium nitrite به عنوان یک عامل رنگ دهنده و همچنین نگهدارنده در مواد غذایی و به عنوان عامل ضد میکروب در گوشت و ماهی و برخی پنیرها استفاده می‌شود.

در واقع این نوع ماده یک افزودنی غذایی چند منظوره است که علاوه بر تنظیم رنگ و طعم گوشت‌های پخته شده، از رشد میکروارگانیسم‌های مخرب نیز جلوگیری می‌کند. مکانیسم دقیق مهار باکتری بوتولینال توسط نیتریت شناخته نشده است. با این حال، اثربخشی آن به مواردی مانند PH، نمک، دمای عملیات، زمان نگهداری، و ترکیب ماده غذایی بستگی دارد.

این ماده در مقادیر بالا می‌تواند برای انسان سمی باشد و باعث متهموگلوبینمی شود. سدیم نیتریت از نظر نام و کاربرد مشابه نیترات سدیم است. نمک‌های نیتریت و نیترات معمولاً برای پخت گوشت و سایر محصولات فاسد شدنی استفاده می‌شود. این ماه در فرآورده‌های گوشتی از رشد یک باکتری مضر به نام کلستریدیوم بوتولینوم جلوگیری می‌کند.

عوارض نیتریت سدیم

شایع‌ترین عوارض نیتریت سدیم شامل تاری دید، کما، سرگیجه و سردرد، افت فشار خون، تپش قلب، تشنج و سنگکوب است. در طول سال‌ها، این ماده نگرانی‌هایی را در مورد ایمنی غذاها ایجاد کرده است، اما همچنان در حال استفاده است.

اگرچه به طور کلی آن یک ماده بی‌خطر و یک ابزار بهداشت عمومی ضروری به شمار می‌رود، زیرا تاثیر بسیار مطلوبی در پیشگیری از  بیماری بوتولیسم دارد. اما سدیم نیتریت یک عامل اکسید کننده قوی است که باعث کاهش فشار خون می‌شود و از طریق تشکیل متهموگلوبین، حمل و نقل و تحویل اکسیژن در بدن را محدود می‌کند.

در نتیجه عوارض استفاده از دوز بالای چنین ماده‌ای می‌تواند شامل تغییر سطح هوشیاری و حتی مرگ باشد. علائم بالینی سمیت نیترات زمانی رخ می‌دهد که غلظت متهموگلوبین خون بین 30 تا 40 درصد باشد. شایع‌ترین علائم غیرطبیعی تنگی نفس، ضعف و تشنج است. مرگ در اثر مصرف دوز بالای سدیم نیتریت زمانی اتفاق می‌افتد که غلظت متهموگلوبین خون از 80 تا 90 درصد فراتر رود.

سدیم نیتریت فرمول

سدیم نیتریت یک نمک معدنی با فرمول شیمیایی NaNO2 است. یک جامد بی‌بو، سفید یا کمی زرد، رطوبت گیر و حساس به هوا است که هم خاصیت کاهنده و هم اکسید کننده دارد. نیتریت در مجاورت هوا به آرامی به نیترات سدیم اکسید می‌شود. در شکل زیر ساختار مولکولی سدیم نیتریت نشان داده شده است:

سدیم نیتریت که یکی از افزودنی‌های خوراکی به شمار می‌رود در محلول‌های خنثی یا قلیایی پایدار است، اما در محلول‌های اسیدی تجزیه می‌شود. این ترکیب معدنی دارای نقطه ذوب 519. 271.1 درجه سانتی‌گراد است. همچنین توسط چندین واکنش شیمیایی از جمله کاهش نیترات سدیم، سنتز شده است. تولید صنعتی آن نیز از طریق جذب اکسیدهای نیتروژن به کربنات سدیم آبی یا هیدروکسید سدیم انجام می‌شود.

اثرات میکروبیولوژیکی نیتریت سدیم

باکتری‌های نیتریته کننده و دفع کننده نیتریت توسط نیتریت‌ها تغذیه می‌شوند و می‌توانند آن‌ها را به نیترات، آمونیاک و ازت تبدیل کنند. باید از بایوسایدهای غیر اکسید کننده استفاده شود. اگر اتلاف آب وجود نداشته باشد و رسانایی و سایر پارامترهای آزمایش شده یکسان باقیمانده باشد، اما سطح سدیم نیتریت سیستم کاهش یابد، این می‌تواند نشانه فعالیت میکروبیولوژیکی باشد.

اثرات دما: بیش از 608 درجه فارنهایت تجزیه می‌شود.

اثرات PH: نیتریت‌ها در بازه pH 8-10 بهترین عملکرد را دارند و هرگز نباید از 7 پایین بیایند. از بافرهای بوراتی اغلب در فرمولاسیون‌های نیتریت برای حفظ PH بی‌خطر استفاده می‌شوند.

ناسازگاری: بایوسایدهای اکسید کننده نباید استفاده شود. فقط بایوسایدهای غیر اکسید کننده باید استفاده شوند. از کاهنده هایی مانند سولفیت سدیم یا هیدرازین نباید استفاده شود، زیرا باعث کاهش نیتریت به نیترات می‌شود. کلریدها و سولفات‌ها باعث کاهش کارایی می‌شوند مگر اینکه دوز افزایش یابد.

اثرات غلظت نیتریت سدیم

غلظت خیلی کم:

نیتریت گاهی اوقات می تواند یک بازدارنده خوردگی “خطرناک” تلقی شود، زیرا غلظت بیش از حد کم (کمتر از 300 ppm) می‌تواند منجر به خوردگی بیشتر از زمانی که نیتریت وجود ندارد، بشود.

این امر به این دلیل اتفاق می‌افتد که غلظت نیتریت برای ترمیم شکاف‌های فیلم منفعل بر روی سطح فلز خیلی کم است. در یک واکنش گالوانیک، از دست دادن فلز در آند رخ می‌دهد. از آنجا که نیتریت یک بازدارنده آندی است، از بین رفتن فلز در این شکاف‌های فیلم متمرکز می‌شود و می‌تواند باعث گود شدن شود.

غلظت بیش از حد بالا:

غلظت‌های بسیار زیاد سدیم نیتریت می‌تواند به انسداد مکانیکیشود و به واشر و شلنگ آسیب برساند. نیتریت یک اکسیدان ملایم است. مقادیر بالای nitrite می‌تواند واشرها و شیلنگ‌ها را اکسید و تخریب کند. مقادیر بالای آن (> 4000 پی پی ام NO2) نیز به محتوای جامدات محلول در آب می‌افزاید. آبی که باعث می‌شود درزگیر مکانیکی روی پمپ قرار گیرد، تبخیر می‌شود و مواد جامد محلول را باقی می‌گذارد.

برای خرید و فروش مواد شیمیایی می‌توانید با کارشناسان بخش فروش دکتر کمیکال ارتباط برقرار کنید.