Метабісульфіт натрію. Сульфітація

Натрій метабісульфіт (натрію дисульфіт, Na2S2O5) містить не менше 95,0 % і не більше 100,5 % Na2S2O5. Кристалічний порошок білого або майже білого кольору або безбарвні кристали, з запахом двоокису сірки та кисло-солоним смаком. Натрій метабісульфіт має такі властивості: pH 3,5–5,0 (для 5% водного розчину при 20 °C); Tпл — плавиться з розкладанням при температурі менш ніж 150 °C; осмолярність — 1,38% (водний розчин є ізотонічним до сироватки); малорозчинний в етиловому спирті (95%), легкорозчинний у гліцерині, розчинний у воді при 20 °C (1:1,9), при 100 °C (1:1,2).

Зберігають у щільно закупореному оригінальному пакуванні, у захищеному від світла місці.

Ідентифікація

До 0,4 мл розчину калію йодиду йодованого додають 8 мл води дистильованої і 1 мл розчину, розведеного в 10 разів водою дистильованою; одержаний розчин безбарвний і дає реакцію на сульфати. Розчин дає реакцію на натрій.

Випробування на чистоту

Розчин. 5,0 г субстанції розчиняють у воді, вільній від вуглецю діоксиду, приготованій із води дистильованої, і доводять тим самим розчинником до 100 мл.

Прозорість розчину. Розчин має бути прозорим.

Кольоровість розчину. Розчин має бути безбарвним.

рН. Від 3,5 до 5,0.

Тіосульфати. До 5 мл розчину додають 5 мл кислоти хлористоводневої розведеної; розчин має залишатися прозорим протягом не менше 15 хв.

Арсен. Не більше 0,0005 % (5 ррm). У чашці змішують 0,20 г субстанції з 2 мл води і краплями додають 1,5 мл кислоти азотної. Суміш упарюють насухо на водяній бані, потім нагрівають на полум'ї до припинення виділення парів. Одержаний залишок розчиняють у 25 мл води. Розчин має витримувати випробування на арсен.

Важкі метали. Не більше 0,002 % (20 ррm). 40 мл розчину поміщають у кварцовий тигель, додають 10 мл кислоти хлористоводневої і упарюють насухо. Одержаний залишок розчиняють у 19 мл води і додають 1 мл розчину 40 г/л натрію фториду. 12 мл розчину мають витримувати випробування на важкі метали. Еталон готують із використанням еталонного розчину свинцю (2 ррm Pb).

Залізо. Не більше 0,002 % (20 ррm). 10 мл розчину мають витримувати випробування на залізо.

Кількісне визначення

0,200 г субстанції розчиняють у 50,0 мл 0,05 М розчину йоду, додають 5 мл кислоти хлористоводневої розведеної і титрують 0,1 М розчином натрію тіосульфату, використовуючи наприкінці титрування як індикатор 1 мл розчину крохмалю. 1 мл 0,05 М розчину йоду відповідає 4,753 мг Na2S2O5.
 

Застосування

• харчові продукти та безалкогольні напої - збільшення терміну придатності, стерилізація, рафінування цукру

• алкогольні напої (пиво, сидр, вино) - стерилізація під час ферментації

• фотографічна хімія - у рецептурах проявлювачів і фіксаторів

• текстиль, хімчистки - знебарвлюючі та антихлорні засоби

• шкіра - дублення (кислотний агент), розчинник танінів, редукція хромовмісних розчинів

• мінеральна екстракція – підвищує флотацію руди

• гума – антикоагулянт латексу

• очищення води в басейнах

• косметика – консервант

• реактив в органічному синтезі

Сірчиста кислота і її препарати, консерванти, що мають широку антимікробну властивість (пригнічують ріст цвілевих грибів, дріжджів і аеробних бактерій, що розвиваються з доступом кисню) широко застосовуються в плодоовочевій промисловості. Найбільш чутливі до діоксиду сірки плісняві гриби і бактерії, включаючи оцтові і молочнокислі. Крім того, діоксид сірки ігібірує деякі ферменти в рослинній сировині і тим самим попереджає їх побурінню при зберіганні.

Консервування із застосуванням препаратів сірчистої кислоти називається сульфітацією. Препарати сірчистої кислоти (сірчистий ангідрид, бісульфіт натрію, метабісульфіт натрію) відносяться до речовин середньої токсичності, в організмі людини піддаються швидкому окисленню з утворенням нешкідливих сульфатів, легко виводяться з організму з сечею. Однак ці препарати, особливо сірчистий ангідрид, руйнують вітаміни тіамін і біотин, чим знебарвлюють продукт. Тому сірчистий ангідрид не рекомендується використовувати для консервування продуктів харчування, що є головним постачальником тіаміну (м'ясо, зерно злаків, молочні продукти та інші). Сульфітовані продукти при переробці зазнають десульфітацію, у результаті якої летучі сполуки сірчаної кислоти відділяються. Десульфітації сприяє теплова обробка та контакт із повітрям, однак частина сірчистого ангідриду в продукті залишається.

Вміст сірчистої кислоти у варенні, кондитерських виробах, у фруктових соках і сухих фруктах допускається до 100 мг/кг продукту, у томат-пюре – до 1500 мг/кг за умови уварювання до 50 %.

Безпечна добова доза метабісульфіту натрію становить до 0,7 мг / кг маси тіла. При потраплянні в організм добавка E-223 окислюється в печінці до безпечного сульфату і виводиться з організму з сечею. Проте потрібно звертати увагу на індивідуальне несприйняття організмом, може викликати алергічні реакції.

Максимальний вміст Піросульфіту натрію в харчових продуктах

• у цукерках з фруктово-ягідним наповненням, повидлах та джемах становить 20 мг/кг або мг/л;
• у вині плодоягідному, соці виноградному десульфітованому, крохмалі та желатині – 50 мг/кг або мг/л; у консервах, пастилах, мармеладі, фруктах глазурованих, желейних кондитерських виробах, галетах, печиві, родзинках – 100 мг/кг або мг/л;
• у апельсинових, грейпфрутових, яблучних та ананасових соках – 170 мг/л; у вині виноградному столовому (напівсухому, напівсолодкому) та гірчиці – 200 мг/кг або  мг/л;
• у вині виноградному (кріпленому, десертному, лікерному) та ферментаційному оцті – 250 мг/л та 300 мг/л відповідно; у сухофруктах, що належать термічній обробці та фруктових пюре – 1000 мг/кг або мг/л.

При надходженні цієї харчової добавки до організму людини в дозах, що значно перевищують гранично допустимі концентрації, виникає подразнення кишково-шлункового тракту, тахікардія, цианоз. Згідно з Наказом №222 Міністерства охорони здоров’я України, максимальний вміст Сульфур (IV) оксиду у виноградних винах може становити 200 мг/л.  

Визначення вмісту сірчистої кислоти здійснюють двома стандартизованими методами: стандартним і прискореним. Визначення масової частки сірчистої кислоти стандартним методом засноване на виділенні із продукту діоксиду сірки при нагріванні під дією соляної кислоти в струмі діоксиду вуглецю Виділений діоксид сірки окислюється розчином пероксиду водню в сірчану кислоту, яку визначають або ваговим методом шляхом осадження її у вигляді барієвої солі, або об'ємним – шляхом титрування сірчаної кислоти, що утворилася, розчином гідроксиду натрію або калію. Прискорений метод заснований на окисненні сірчистої кислоти йодом. При визначенні розчин продукту попередньо обробляють послідовно розчином гідроксиду калію або натрію та сірчаною кислотою для перетворення зв'язаної сірчистої кислоти у вільну.

Консервування метабісульфітом натрію

За технологічними інструкціями допустимі норми внесення сірчистого ангідриду залежно від виду сировини, що забезпечує його збереження. Для пюре із яблук, слив і аличі допускається масова доля ангідриду 0,1-0,18% (до маси продукту); для суниці, малини та інших ягід – 0,1-0,15; для абрикосів, персиків, динь – 0,12-0,2; для вишні і смородини (цілі плоди) –0,2 та для цілих плодів сливи і абрикосів – 0,15%.

Об’єм робочого розчину, що вноситься в пюре, визначають за розрахованою кількістю сірчистого ангідриду в грамах, що необхідно внести у відповідності з технологічними інструкціями. Фруктові напівфабрикати часто сульфітують в крупних стаціонарних басейнах, цистернах місткістю 10, 25, 50 т і більше. При цьому готове гаряче пюре охолоджують у вакуум-апараті до температури 30-400 °С.

Охолоджене пюре подають у змішувач-сульфітатор певної місткості, заповнюючи його на 20-25%, після чого в змішувач надходить сірчистий ангідрид із балону, який встановлений на вагах. Включають мішалку для рівномірного розподілу сірчистого ангідриду в продукті. Розраховують масу сірчистого ангідриду на 1 т пюре, кг: для яблучного і сливового – 1-1,8; для ягідного – 1-1,5; для персикового, абрикосового та ін – 1,2-2.

У процесі сульфітації сірчиста кислота взаємодіє із забарвлюючими речовинами, у т.ч. антоціанами рослинної сировини, викликаючи знебарвлення плодів та овочів. Крім того встановлено руйнування вітаміну В1 під дією SO2. Позитивний вплив на споживчі якості напівфабрикатів заклечається у тому, що завдяки високій відновлювальній активності SO2 запобігає окислювальним процесам на поверхні очищеної або подрібненої сировини і реакції ферментативного окислення фенольних сполук, які викликають потемніння продукції, яка переробляється, а також знижує втрати вітаміна С.

Бісульфіти і сульфіти сірчаної кислоти ефективні при консервуванні сировини із рН нижче 3,5, за якої відбуваються реакції із органічними кислотами сировини і виділяють SO2.

Сульфітовані продукти токсичні і в їжу їх не використовують. Велика перевага консервування діоксидом сірки – можливість проведення десульфітації. При нагріванні сульфітованого продукту діоксид сірки практично повністю вивітрюється. Десульфітацію проводять у двохстінних котлах або дерев’яних чанах, в які по барботеру подають пар, тим самим нагріваючи продукт. У процесі десульфітації відновлюється первинне забарвлення, втрачене при сульфітації. В готовій продукції обов’язково визначають залишковий уміст сірчистого ангідрида. Сульфітовані напівфабрикати не використовують в дієтичному і дитячому харчуванні, у виробництві напоїв.

Білі шампанські вина

На переробку для отримання білого шампанського виноматеріалу направляють виноград з цукристістю 180-200 г/л. Із автомашини виноград поступає на завод до бункер-живильника. Подрібнення відбувається на валковій дробарці гребневідокремлювачі. Гребені направляють на утилізацію транспортером. Мизгу шнековим насосом, до теплообмінника. В потік сусла подають метабісульфіт у кількості 50-75 мг/л. З метою покращення якості білих шампанських виноматеріалів  проводять охолодження та відстоювання у резервуарі. Для підтримки температури у охолоджувальну сорочку подають холодоагент. Мизга шнековим м’язго-насосом подається на мембранний прес. Сусло-самоплив і перший  тиск насосом перекачується у резервуар для освітлення. Перед освітленням сусло сульфітують метабісульфітом в кількості 50-75 мг/л. Освітлення проводять протягом 12-24 год при температурі 10-12 °С. Температуру підтримують шляхом подавання холодоагента в охолоджувальну сорочку.  Сусло відцентровим насосом закачують у бродильний апарат. Із резервуарат  АСД задають розводку активних сухих дріжджів. Зброджене сусло відцентровим насосом перекачують у резервуар для освітлення, звідки знімають дріжджовий осад. Далі виноматеріал перекачують у резервуар для зберігання  та на егалізацію для витримки (подають холодоагент та інертний газ).  

При переробці винограду для отримання білих шампанських  виноматеріалів користуються такими допоміжними матеріалами як метабісульфіт. Норми витрат 50-75 мг/л. Дуже важливо контролювати вміст діоксиду вуглецю для попередження окиснення. Масова концентрація вільного метабісульфіту повинна бути в межах 15-20 мг/л.

Яблучний сидр

Етап 1. Яблучний сік отримують пресуванням. Далі сік освітлюють відстоюванням. Щоб сік при відстоюванні не псувався, в нього додають метабісульфіт (піросульфіт) натрію з розрахунку 50 мг на 1 л. Відстоювання проводять при температурі 1-6 °С  12-24 год.

Етап 2. Переливають сік у бродильні ємності і піддають хімічному та мікробіологічному аналізу. Титрована кислотність має бути в межах 5-7 г на 1 л. Для отримання шипучого сидру вміст цукру перед бродінням -10%. Яблучний сік для ігристого сидру не підцукровують, природна цукристість - 8%.

Етап 3. У період бродіння можливий розвиток небажаної мікрофлори, тому в сусло додають метабісульфіт натрію до вмісту 75-100 мг сірчистого ангідриду на 1 л сусла. Замість цього можна провести пастеризацію сусла при 80-85 °С протягом 2 хв, потім охолодити його і поставити на бродіння.

Етап 4. Бродіння. Підготовлене сусло зброджують закритим способом в бродильних резервуарах за температури 20-25 °С, додають 3% розчин чистої культури дріжджів. Тривалість бродіння 10 днів.

Етап 4. Зброджений матеріал зливають. За необхідністю освітлюють.

Етап 5. Для уповільнення процесів окиснення та старіння сидру знову додають метабісульфіт натрію - 30 мг на 1 л.

Етап 6. Розливають у посуд для зберігання, наприклад, дерев'яні бочки, закриті емальовані резервуари. Температура зберігання нижче 10 °С.

Визначення вмісту ароматичних речовин у хлібі

Аромат хліба визначається не тільки леткими альдегідами, а також значною мірою нелетким альдегідом оксіметилфурфуролом, що володіє приємним медовим запахом.

У результаті перевірки деяких існуючих способів визначення ароматичних речовин у хлібі розроблений метод, що заснований на зв’язуванні альдегідів та деяких кетонів натрію гідросульфітом:
CH3COH + NaHSO3 → CH3CHOH∙SO3Na

Для цього 0,15 % розчин Натрію гідросульфіту (готують таким чином: 0,75 г безводного Натрію метабісульфіту (піросульфіту) Na2S2O5 розчиняють в 400 мл H2O. Потім підкислюють розчин 2 н розчином оцтової кислоти.