Pirosiarczyn potasu (PMBS lub KMBS) lub pirosiarczyn potasu, jest pochodną dwutlenku siarki, która może być stosowana jako konserwant, przeciwutleniacz, stabilizator i środek wybielający w żywności z europejskim dodatkiem do żywności o numerze E224. Jest powszechnie stosowany w produkcji wina, cydru, soków i warzenia piwa.
Jak powstaje pirosiarczyn potasu?
Ogólnie rzecz biorąc, pirosiarczyn potasu można otrzymać w reakcji dwutlenku siarki z węglanem potasu w temperaturach od 50°C do 80°C i przy pH od 4 do 7,5. ()
Poniżej przedstawiono krótkie trzy etapy procesów produkcyjnych:
Potraktuj roztwór wodorotlenku potasu i/lub węglanu potasu gazowym dwutlenkiem siarki, aby otrzymać siarczyn potasu. Oto równanie reakcji chemicznej:K2CO3 + SO2 + H2O =K2SO3 + H2CO3
Wciąż przepuszczaj dwutlenek siarki do powyższego roztworu wodnego aż do osiągnięcia nasycenia. W tym procesie siarczyn potasu jest przekształcany w wodorosiarczyn potasu. Równanie reakcji:K2SO3 + SO2 + H2O =2KHSO3
Wreszcie pirosiarczyn potasu (K2S2O5) jest wytwarzany przez schłodzenie mieszaniny reakcyjnej, a następnie proces filtracji lub wirowania. Równanie reakcji:2KHSO3 =K2S2O5+H2O
Właściwości
| Inne nazwy | Dwusiarczyn potasu, pentaoksodisiarczan potasu |
| Numer CAS | 16731-55-8 |
| Wzór chemiczny | K2S2O5 |
| Masa cząsteczkowa | 222,33 |
Wygląd
Bezbarwny lub biały krystaliczny proszek/granulki.
Rozpuszczalność
Rozpuszczalny w wodzie (250 g/L 0°C i 44,9 g/100 ml 20°C); nierozpuszczalny w etanolu. Stopniowo utlenia się do siarczanu potasu (K2SO4) i uwalnia gazowy dwutlenek siarki (SO2) w powietrzu.
Wytwarza wodorosiarczyn (HSO3−) po rozpuszczeniu w wodzie, a wodny roztwór jest kwaśny o pH 3,4-4,5 (1% roztwór wodny).
Oto równanie oddziaływania z wodą:K2S2O5 + H2O –> 2 KHSO3
Jakie są zastosowania pirosiarczynu potasu?
Pirosiarczyn potasu klasy spożywczej działa jako konserwant, przeciwutleniacz i środek wybielający w żywności, zwłaszcza w żywności kwaśnej, takiej jak wino, sok, cydr, piwo i inne napoje fermentowane. Może być również stosowany jako środek odkażający sprzęt do naczyń fermentacyjnych i butelek wina. Czasami jest używany do usuwania chloraminy w wodzie z kranu.
Jak działa pirosiarczyn potasu?
Uwalnia SO2 po rozpuszczeniu w wodzie i to właśnie SO2 pełni rolę konserwującą, przeciwutleniającą i wybielającą, przedłużając w ten sposób okres przydatności do spożycia żywności.
Inne siarczyny o podobnych funkcjach to pirosiarczyn sodu, dwutlenek siarki (E220), siarczyn sodu (E221), wodorosiarczyn sodu (E222), siarczyn wapnia (E226), wodorosiarczyn wapnia (E227) i wodorosiarczyn potasu (E228).
Mechanizm, który za tym stoi
Dodatnia wartościowość atomu siarki w dwutlenku siarki wynosi 4, podczas gdy maksymalna wartościowość wynosi 6.
Oznacza to, że dwutlenek siarki jest środkiem redukującym, który może reagować z utleniaczami, zwiększając dodatnią wartościowość atomu siarki z 4 do 6.
SO2 to dodatek do żywności o wielu funkcjach.
Wino
Pirosiarczyn potasu jest używany do produkcji wina na całym świecie. Być może zauważyłeś na etykiecie wina składnik o nazwie dwutlenek siarki, ale w przeciwieństwie do wielu innych składników, nie jest on powszechnie dodawany bezpośrednio do wina, ale wytwarzany przez dodanie pirosiarczynu sodu lub pirosiarczynu potasu.
SO2 lub jego pochodne (siarczyn, pirosiarczyn, wodorosiarczyn) odgrywają rolę w konserwacji, sterylizacji i stabilności w procesach zbierania winogron, warzenia, przechowywania i butelkowania.
Pirosiarczyn potasu jest ciałem stałym, po dodaniu do wina uwalnia dwutlenek siarki. Poniżej przedstawiono mechanizm reakcji z wodą w winie.
- K2S2O5 + H2O <===> 2K+ + 2(HSO3)-
- HSO3- + H+ <===> H2O + SO2
Dwutlenek siarki występuje w winie głównie w dwóch postaciach:w stanie wolnym i stanie złożonym. Tylko wolny dwutlenek siarki ma działanie bakteriobójcze i przeciwutleniające.
Połączony SO2 składa się głównie z dwóch jonów rodnikowych kwasowych:HSO3- (wodorosiarczyn) i SO32- (siarczyn). Wolny SO2 to rozpuszczony SO2 lub kwas siarkowy (H2SO3), który ma nieprzyjemny zapach „siarki”.
Cele SO2 w produkcji wina
Część wina mająca kontakt z powietrzem jest najbardziej podatna na utlenianie i psucie się. Dlatego zwiększenie zawartości wolnego dwutlenku siarki w powierzchni wina jest kluczem do zapewnienia przechowywania wina.
1. Konserwant
SO2 może hamować rozwój szkodliwych mikroorganizmów (np. dzikich drożdży, bakterii kwasu mlekowego, bakterii kwasu octowego), a tym samym zapobiegać wpływowi tych mikroorganizmów na jakość wina.
2. Przeciwutleniacz
SO2 może być stosowany jako środek redukujący do usuwania tlenu, nadtlenku wodoru i wolnych rodników w winie, dzięki czemu spowalnia starzenie wina spowodowane utlenianiem (np. brązowienie, utrata aromatu, gorycz) oraz zachowuje smak i kolor.
W porównaniu z innymi składnikami wina, SO2 najprawdopodobniej reaguje z tlenem i utlenia się do kwasu siarkowego lub siarczanu, hamując w ten sposób lub opóźniając utlenianie innych składników.
SO2 może również hamować aktywność oksydazy polifenolowej i peroksydazy oraz utratę witaminy C, a także reakcję Maillarda.
Ponadto SO2 może łączyć się ze związkami karbonylowymi w celu poprawy smaku wina, takimi jak aldehyd octowy, kwas pirogronowy, kwas 2-hydroksyglutarowy itp.
Kiedy dodać wodorosiarczyn potasu?
Jeśli robisz wino ze świeżych winogron lub owoców, SO2 jest potrzebne w prawie każdym procesie, przed fermentacją, zakończeniem fermentacji, podczas przechowywania i dojrzewania oraz butelkowania.
W rozdrobnieniu dodaje się go przed włożeniem drożdży, aby zniszczyć dzikie drożdże, pleśnie i bakterie z moszczu obecnego na winogronach lub owocach. SO2 zostanie utracony podczas fermentacji i zostanie uwolniony razem z CO2, dlatego należy go dodać pod koniec fermentacji.
Podobne cele w przechowywaniu i butelkowaniu, w celu zahamowania psucia się powodowanego przez mikroorganizmy, a także wychwytywania tlenu.
Inny konserwant, sorbinian potasu, można dodać tuż przed butelkowaniem. Ten składnik nie może być stosowany przed lub podczas fermentacji, ponieważ hamuje dalsze namnażanie się naturalnych drożdży, chociaż nie może ich zabić.
Ile wodorosiarczynu potasu użyć?
Zawartość wolnego dwutlenku siarki wymagana podczas produkcji, przechowywania i butelkowania wina jest ściśle związana z wartością pH wina.
Wartość pH ma wpływ na stosunek trzech form dwutlenku siarki, oto wzór bilansu chemicznego:H2O + SO2⇌H2SO3⇌H+ + HSO3 –
Możemy się dowiedzieć, że wina o niskim pH potrzebują mniej SO2 w porównaniu z winami o wyższym pH.
Piwo
Pirosiarczyn potasu może być również stosowany do eliminacji wolnego tlenu i hamowania wzrostu dzikich drożdży i bakterii w warzeniu piwa, ale nie jest powszechnie stosowany. Stosowane stężenie wynosi około 5%-10% tego w winie.
Sok
Możesz to również zobaczyć na liście składników soku z cytryny. Wyekstrahowany sok z cytryny jest bogaty w kwas cytrynowy, jabłkowy, winowy, garbniki, cukier, minerały i inne składniki.
Sok będzie łatwo zanieczyszczony mikroorganizmami pochodzącymi z samych owoców oraz z zakładu produkcyjnego.
Po wyciskaniu, traktowanie soku pirosiarczynem potasu, aby zapobiec brązowieniu soku (działa jako przeciwutleniacz) oraz jako środek przeciwdrobnoustrojowy hamujący wzrost dzikich drożdży i bakterii.
Czy pirosiarczyn potasu jest bezpieczny do spożycia?
Tak, pirosiarczyn potasu prawie nie ma skutków ubocznych (być może alergii wywołanej przez dwutlenek siarki), a bezpieczeństwo zostało zatwierdzone przez władze.
Jest ogólnie uznawany za bezpieczny (GRAS), gdy jest stosowany jako chemiczny środek konserwujący przez FDA, ale nie może być stosowany w mięsie; w żywności uznanej za źródło witaminy B1; na świeżych lub surowych owocach i warzywach. ()
Pirosiarczyn potasu (E224) jest wymieniony w Rozporządzeniu Komisji (UE) nr 231/2012 jako dopuszczony dodatek do żywności i jest sklasyfikowany w kategorii „dodatki inne niż barwniki i substancje słodzące” ().
Jego bezpieczeństwo zostało ponownie ocenione przez EFSA w 2016 r., a EFSA stwierdził, że obecne ADI dla grupy wynoszące 0,7 mg wyrażone jako ekwiwalent SO2/kg masy ciała na dzień dla E220-E228 było tymczasowe i zostanie poddane ponownej ocenie ze względu na niepewność i ograniczenia w Baza danych. ()
Oprócz zastosowania w winie, piwie, cydrze, soku, następujące produkty spożywcze mogą go zawierać o maksymalnym poziomie użycia „10-2000 mg/kg” ():
- Świeże, obrane, pokrojone i rozdrobnione, mrożone, suszone owoce i warzywa
- Dżemy, galaretki i sosy
- Suche herbatniki
Jest również zatwierdzony przez JECFA jako przeciwutleniacz i konserwant () z dopuszczalnym dziennym spożyciem:ADI „0-0,7 mg/kg mc” ustalonym w 1998 r. ()
Często zadawane pytania
Pirosiarczyn sodu a pirosiarczyn potasu?
Ten ostatni jest preferowany, ponieważ nie dodaje sodu. Teoretyczna wydajność SO2 (%) pirosiarczynu potasu wynosi 57,6%, udział procentowy pirosiarczynu sodu wynosi 67,4%.
Zobacz szczegółowe porównanie w artykule pirosiarczyn sodu.
Czy to wegańskie?
Tak, jest wegańskie jako surowce i proces produkcyjny bez użycia materiałów zwierzęcych lub produktów pochodzenia zwierzęcego.
Wniosek
Teraz możesz mieć wiedzę na temat przeciwutleniacza i środka konserwującego – pirosiarczynu potasu (E224), z następujących aspektów:
- Proces produkcji
- Zastosowania w winie, piwie, soku
- Bezpieczeństwo
- Najczęściej zadawane pytania
W jakich etykietach żywności znalazłeś ten dodatek? Lub jeśli masz jakieś pytania lub uwagi dotyczące tego dodatku, daj mi znać w komentarzach.
