کاربرد نیتریت سدیم در صنایع مختلف

نیتریت سدیم چیست؟

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

نیتریت سدیم یک نمک  آنتی اکسیدانی است که در تولید فرآورده های گوشتی مانند ژامبون ، بیکن و هات داگ استفاده می شود. نیتریت کاربرد حیاتی در بهداشت عمومی دارد: رشد باکتری های ایجاد کننده بوتولیسم را مسدود می کند و مانع از فساد می شود. نیتریت همچنین رنگ و طعم خاصی به فرآورده های گوشتی می دهد. علاوه بر این ، تحقیقات انجام شده توسط وزارت کشاورزی ایالات متحده (USDA) نشان می دهد که نیتریت می تواند در جلوگیری از رشد باکتری های مضر در محیط زیست، موثر باشد.

ویژگی های فیزیکی و شیمیایی نیتریت سدیم

کاربرد نیتریت سدیم در صنایع مختلف

عمده ترین کاربرد نیتریت سدیم برای تولید صنعتی ترکیبات نیتروژن دار آلی است. این ماده برای تبدیل آمین ها به ترکیبات دی آزو، که پیش ماده های اصلی بسیاری از رنگ ها، مانند رنگ های دی آزو هستند، معرف هستند. ترکیبات نیتروزو از نیتریت ها تولید می شوند. اینرترکیبات در صنعت لاستیک استفاده می شوند.

نیتریت سدیم در انواع کاربردهای متالوژی، برای فسفاته کردن استفاده می شود.

نیتریت سدیم یک بازدارنده موثر در خوردگی است و به عنوان یک ماده افزودنی در گریس های صنعتی، به عنوان محلول آبی در سیستم های خنک کننده مدار بسته و در حالت مذاب به عنوان واسطه انتقال حرارت استفاده می شود.

نیتریت راهی آسان برای دادن سایه صورتی به گوشت های فرآوری شده است. نیتریت با میوگلوبین گوشت واکنش نشان می دهد و باعث تغییر رنگ می شود، ابتدا به نیتروز میوگلوبین (قرمز روشن) تبدیل می شود، سپس در گرم کردن، به نیتروزو هموکروم (یک رنگدانه صورتی) تبدیل می شود. در صنعت بسته بندی گوشت از نیتریت برای جلوگیری از بوتولیسم استفاده می شود.

از نظر تاریخی از نمک برای حفظ گوشت استفاده شده است. فرآورده های گوشتی حاوی نمک معمولاً به رنگ قهوه ای مایل به خاکستری بود. وقتی نیتریت سدیم به همراه نمک اضافه شود، گوشت قرمز و سپس صورتی رنگ ایجاد می کند که با گوشت های فرآوری شده مانند ژامبون، بیکن، هات داگ و بولونیا همراه است.

تحقیقات بیشتر پیرامون استفاده از نیتریت سدیم به عنوان یک افزودنی در مواد غذایی جهت استاندارد کردن مقدار موجود در غذاها برای به حداقل رساندن مقدار مورد نیاز انجام شد. نیتریت سدیم باعث مهار اکسیداسیون لیپیدها که منجر به حساسیت می شود. و مهار رشد میکروارگانیسم های بیماری زا می شود. توانایی نیتریت سدیم 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 سدیم، ایمنی مواد غذایی را بهبود بخشیده است.

نیتریت سدیم سال هاست که به عنوان بازدارنده خوردگی در سیستم های آب مدار بسته استفاده می شود. نیتریت سدیم به عنوان یک بازدارنده خوردگی آندی به همان روش کرومات و مولیبدات عمل می کند. به عنوان یک نیتریت بازدارنده خوردگی آندی کار می کند 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 نیتریت به تنهایی در ترمیم قرار می گیرد. از آنجایی که نیاز به این فیلم کم است، نیتریت به میزان عملی مصرف نمی شود. این فیلم است که سطح فلز را در برابر حمله خوردگی محافظت می کند.

نیتریت سدیم برای فلزات آهنی محافظت خوبی در برابر خوردگی دارد. عملکرد نیتریت در محدوده pH 9.0-10.5 بهتر است و در فرمولاسیون برای سیستم های بسته اغلب از بافرهای بوراتی استفاده می شود. علاوه بر تنظیم pH در محدوده مورد نظر، بورات ها با تسهیل در جذب اکسیژن، باعث تقویت فیلم می شوند و همچنین میکروبیولوژیکی سیستم را مهار می کند. غلظت نيتريت سدیم مورد نياز براي بازدارندگی با دما افزايش مي يابد.

نیتریت سدیم یک بازدارنده خوب خوردگی برای آلیاژهای مس یا مس نیست.

کاربرد نیتریت سدیم در سیستم های مدار بسته آبی

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

محدوده  غلظتی نیتریت سدیم: 300-2000 ppm به عنوان NO2. غلظت مورد نیاز است با درجه حرارت افزایش می یابد.

نیتریت سدیم و مهار بیماری بوتولیسم

بوتولیسم امروزه بسیار نادر است زیرا از روش های تولید جدید و مواد نگهدارنده ای مانند نیتریت سدیم استفاده می شود. در حقیقت ، از زمانی که نیتریت سدیم در تولید فرآورده های گوشتی در سال 1925 به کار گرفته شد ، هیچ موردی از بوتولیسم با گوشت های تجاری شده مشاهده نشده است. نیتریت سدیم فواید ایمنی مواد غذایی را برای مصرف کنندگان فراهم می کند.

آیا از نیترات در پخت گوشت استفاده می شود؟

در دهه های قبل ، نیترات سدیم – “پسرعموی شیمیایی” نیتریت! – به عنوان ماده عمل آورنده مورد استفاده قرار می گرفت. نیترات سدیم ، حتی اگرچه هنوز به عنوان یک ماده غذایی مجاز است ، اما به ندرت برای عمل آوری گوشت و فقط در برخی فرآورده های گوشتی خاص استفاده می شود.

آیا گوشت های فرآوری شده منبع اصلی نیتریت هستند؟

کمتر از پنج درصد از مصرف روزانه نیتریت از طریق فراورده های گوشتی است. تقریبا 93 درصد از نیتریت از سبزیجات برگی ، ریشه ای و بزاق خود ما تهیه می شود. سبزیجات حاوی نیترات هستند که هنگام تماس با بزاق دهان به نیتریت تبدیل می شوند.

در حقیقت میزان نیترات موجود در بعضی از سبزیجات می تواند 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 می دهد.

در مقابل ، مقدار نیتریت مجاز توسط USDA برای افزودن به گوشت های 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 شگفت انگیز است که بدن از آن برای کنترل فشار خون ، از بین بردن سلول های توموری و بهبود زخم ها استفاده می کند. هنگامی که اکسید نیتریت در بدن عمل کند، فرآورده جانبی آن نیتریت است. بنابراین به وضوح ، نیتریت چیزی است که توسط بدن به عنوان بخشی از فرایندهای طبیعی و سالم آن ساخته می شود.

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

گوشت های فرآوری شده طبق دستورالعمل USDA باید شامل نیتریت سدیم باشد. نیترات سدیم همان عنصری است که به محصولی مانند ژامبون رنگ و طعم  می بخشد. همچنین در صورت حذف نیتریت سدیم ماندگاری آن نیز به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

امروزه برخی در محصولات غیرفرآوری شده از موادی مانند چغندر یا آب کرفس یا نمک دریای طبیعی برای تهیه رنگ و عطر و طعمی مشابه گوشت های فرآوری شده، استفاده می کنند. چغندر ، کرفس و نمک دریایی حاوی نیترات هستند. و نیترات 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 می شود که در نتیجه ویژگی های محصول مشابه محصولات گوشتی فرآوری شده، می شود. میزان نیتریت موجود در این نوع محصولات مشابه محصولات گوشتی است که با روش های قدیمی فرآوری شده اند.

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) می تواند منجر به خوردگی بیشتر از زمانی که نیتریت وجود ندارد، بشود. این امر به این دلیل اتفاق می افتد که غلظت نیتریت برای ترمیم شکاف های فیلم منفعل بر روی سطح فلز خیلی کم است. در یک واکنش گالوانیک، از دست دادن فلز در آند رخ می دهد. از آنجا که نیتریت یک بازدارنده آندی است، از بین رفتن فلز در این شکاف های فیلم متمرکز می شود و می تواند باعث گود شدن شود.

غلظت بیش از حد بالا: غلظت های بسیار زیاد نیتریت می تواند به انسداد مکانیکیشود و به واشر و شلنگ آسیب برساند. نیتریت یک اکسیدان ملایم است. مقادیر بالای نیتریت می تواند واشرها و شیلنگ ها را اکسید و تخریب کند. مقادیر بالای نیتریت (> 4000 پی پی ام NO2) نیز به محتوای جامدات محلول در آب می افزاید. آبی که باعث می شود درزگیر مکانیکی روی پمپ قرار گیرد، تبخیر می شود و مواد جامد محلول را باقی می گذارد.

اثرات میکروبیولوژیکی نیتریت سدیم

باکتری های نیتریته کننده و دفع کننده نیتریت توسط نیتریت ها تغذیه می شوند و می توانند 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 باقی مانده باشد، اما سطح نیتریت سیستم کاهش یابد، این می تواند نشانه فعالیت میکروبیولوژیکی باشد.

اثرات دما

بیش از 608 درجه فارنهایت تجزیه می شود.

اثرات pH

نیتریت ها در بازه pH 8-10 بهترین عملکرد را دارند و هرگز نباید از 7 پایین بیایند. از بافرهای بوراتی اغلب در فرمولاسیون های نیتریت برای حفظ pH بی خطر استفاده می شوند.

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 می شود. کلریدها و سولفات ها باعث کاهش کارایی می شوند مگر اینکه دوز افزایش یابد.

آیا سدیم نیتریت سرطان زا است؟

تحقیقات علمی متعددی نیترات سدیم را مورد ارزیابی قرار داده اند و نتیجه همهآن ها 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 زیرمجموعه ای 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 هیأت متخصصان تصویب شد ، مشخص شد که نیتریت در مقادیر مورد استفاده ایمن است. در مطالعه ای 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 نمی کند.

مزایای نیتریت سدیم برای سلامتی

شواهد زیادی وجود دارد که نشان می دهد نیتریت فواید زیادی برای سلامتی دارد. مطالعات نشان داده اند که نیتریت بخشی از چرخه سلامتی نیتروژن بدن است. بدن با تبدیل نیترات به نیتریت، فشار خون را تنظیم کرده، باعث بهبودی زخم ها ، از بین بردن عوامل بیماری زا در روده و حتی حفظ سلامتی در دوران بارداری می شود.

دانشمندان موسسه ملی بهداشت (NIH) طی چند سال گذشته طی تحقیقات گسترده ای که انجام داده اند، فواید نیتریت سدیم برای سلاکمتی را به اثبات رسانده اند. دانشمندان نتیجه گرفته اند که نیتریت  می تواند یک درمان جدید بالقوه در پیوند اعضای بدن ، سکته قلبی ، بیماری های سلولی و مشکلات عروقی پا باشد.

می توان نتیجه گرفت نیتریت مورد استفاده درگوشت و محصولات گوشتی بی خطر است زیرا “مزایای شناخته شده آن از خطرات احتمالی اش بالاتر است.”

مقالات مرتبط