三聚磷酸鈉
無定形水溶性線狀聚磷酸鹽
三聚磷酸鈉(sodium tripolyphosphate)為一類無定形水溶性線狀聚磷酸鹽,兩端以Na2PO4終止,化學式Na5P3O10,相對分子質量367.86,常用於食品中,作水分保持劑、品質改良劑、pH調節劑、金屬螯合劑。
又稱三磷酸鈉。有無水物及六水合物兩種,是一種具有鏈狀結構的縮合磷酸鹽。
無水物分為高溫型(Ⅰ型)及低溫型(Ⅱ型)。白色結晶或結晶性粉末。相對分子質量367.86,相對密度2.49,熔點662℃。易溶於水(25℃時14.5g/100g、80℃時23.25g/100g)。水溶液呈弱鹼性,1%的水溶液pH=9.7。在水溶液中會逐漸水解,生成焦磷酸鹽或正磷酸鹽。對鹼土金屬及重金屬離子有絡合作用,能軟化水。也具有離子交換能力,能使懸浮液變成溶液,分散性強。Ⅰ型較Ⅱ型水解速度大,所以Ⅱ型又稱為緩水解型。Ⅱ型在417℃時轉變為Ⅰ型。
六水合物Na5P3O10·6H2O為三斜正交晶系白色稜柱狀結晶,能風化,相對密度1.786。熔點53℃,溶於水。本品在再結晶過程中可分解。即使密封,在室溫下仍能分解變成二磷酸鈉。加熱至100℃,分解變成二磷酸鈉及原磷酸鈉,因此,本品不能保存,現制現用。
工業品三聚磷酸鈉含量為:一級品≥90%,二級品≥85%,三級品≥80%。
三聚磷酸鈉主要用作合成洗滌劑的添加劑,肥皂的增效劑,工業用水的軟水劑,鑽井泥漿的分散劑,有機合成的催化劑,還用於製藥、提鍊石油產品及合成橡膠等方面。
本品應貯存於乾燥、通風的庫房內,避免受潮,防止日晒。
我國《食品添加劑使用衛生標準》(GB2760-2014)規定的使用範圍以及最大使用量或殘留量見下表:
食品分類號 | 食品名稱 | 最大使用量(g/kg) | 備註 |
---|---|---|---|
01.0 | 乳及乳製品(01.01.01、01.01.02、13.0涉及品種除外) | 5.0 | 01.01.01巴氏殺菌乳和01.01.02滅菌乳除外。可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
01.03.01 | 乳粉和奶油粉 | 10.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
01.05.01 | 稀奶油 | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
01.06.04 | 再制乾酪 | 14.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
02.02 | 水油狀脂肪乳化製品 | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
02.03 | 02.02類以外的脂肪乳化製品,包括混合的和(或)調味的脂肪乳化製品 | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
02.05 | 其他油脂或油脂製品(僅限植脂末) | 20.0 | 僅限植脂末。可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
03.0 | 冷凍飲品(03.04食用冰除外) | 5.0 | 03.04食用冰除外。可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
04.02.02.04 | 蔬菜罐頭 | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
04.05.02.01 | 熟制堅果與籽類(僅限油炸堅果與籽類) | 2.0 | 僅限油炸堅果與籽類。可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
05.0 | 可可製品、巧克力和巧克力製品(包括代可可脂巧克力及製品)以及糖果 | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
06.02.03 | 米粉(包括湯圓粉等) | 1.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
06.03 | 小麥粉及其製品 | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
06.03.01 | 小麥粉 | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
06.03.02.01 | 生濕面製品(如麵條、餃子皮、餛飩皮、燒麥皮) | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
06.03.02.04 | 麵糊(如用於魚和禽肉的托麵糊)、裹粉、煎炸粉 | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計,可按塗裹率增加使用量 |
06.04.01 | 雜糧粉 | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
06.04.02.01 | 雜糧罐頭 | 1.5 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
06.04.02.02 | 其他雜糧製品(僅限冷凍薯條、冷凍薯餅、冷凍土豆泥、冷凍紅薯泥) | 1.5 | 僅限冷凍薯條、冷凍薯餅、冷凍土豆泥、冷凍紅薯泥。可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
06.05.01 | 食用澱粉 | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
06.06 | 即食穀物,包括碾軋燕麥(片) | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
06.07 | 方便米面製品 | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
06.08 | 冷凍米面製品 | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
06.09 | 穀類和澱粉類甜品(如米布丁、木薯布丁)(僅限穀類甜品罐頭) | 1.0 | 僅限穀類甜品罐頭。可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
07.0 | 焙烤食品 | 15.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
08.02 | 預製肉製品 | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
08.03 | 熟肉製品 | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
09.02.01 | 冷凍水產品 | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
09.02.03 | 冷凍魚糜製品(包括魚丸等) | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
09.03 | 預製水產品(半成品) | 1.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
09.05 | 水產品罐頭 | 1.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
10.03.02 | 熱凝固蛋製品(如蛋黃酪、松花蛋腸) | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
11.05 | 調味糖漿 | 10.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
12.10 | 複合調味料 | 20.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
12.10.01.03 | 其他固體複合調味料(僅限方便濕面調味料包) | 80.0 | 僅限方便濕面調味料包。可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
12.10.01.03 | 其他固體複合調味料 | 20.0 | 除方便濕面調味料包外的其他固體複合調味料。可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
13.01 | 嬰幼兒配方食品 | 1.0 | 僅限使用磷酸氫鈣和磷酸二氫鈉,可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
13.02 | 嬰幼兒輔助食品 | 1.0 | 僅限使用磷酸氫鈣和磷酸二氫鈉,可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
14.0 | 飲料類(14.01包裝飲用水除外) | 5.0 | 14.01包裝飲用水除外。可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計,固體飲料按稀釋倍數增加使用量 |
16.01 | 果凍 | 5.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計,如用於果凍粉,按沖調倍數增加使用量 |
16.06 | 膨化食品 | 2.0 | 可單獨或混合使用,最大使用量以磷酸根計 |
15.02 | 配製酒 | 5.0 | 僅限磷酸。最大使用量以磷酸根計計[國家衛生計生委關於批准β-半乳糖苷酶為食品添加劑新品種等的公告(2015年 第1號)]。 |
09.04 | 熟制水產品(可直接食用) | 5.0 | 僅限焦磷酸鈉和六偏磷酸鈉。可單獨或二者混合使用,最大使用量以磷酸根計[國家衛生計生委關於批准β-半乳糖苷酶為食品添加劑新品種等的公告(2015年 第1號)]。 |
13.01.03 | 特殊醫學用途嬰兒配方食品 | 1.0 | 僅限使用磷酸氫鈣、磷酸二氫鈉、磷酸,可單獨或混合使用,即食狀態,最大使用量以磷酸根計。 磷酸由關於食品工業用酶製劑新品種果糖基轉移酶(又名β-果糖基轉移酶)和食品添加劑單,雙甘油脂肪酸酯等7種擴大使用範圍的公告(2018年 第2號) |
三聚磷酸鈉用於火腿原料肉的腌制,每100kg肉加3號混合鹽(精鹽91.65%、砂糖8%、亞硝酸鈉0.35%)2.2kg、三聚磷酸鈉85g,充分攪拌均勻,在0~4℃冷庫中腌制48~72h,效果良好。用於蠶豆罐頭生產,可使豆皮軟化。許多果蔬有堅韌的外皮,隨著果蔬的成熟,外皮愈加堅韌,在果蔬加工熱燙或浸泡用水中,加入聚磷酸鹽,可絡合鈣,從而降低外皮的堅韌度。
①由磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉混合加熱至110℃脫水,繼續加熱至540~580℃脫水,可製得無水物的Ⅰ型。
②用與①相同的原料,在帶蓋的鉑皿中,在低於400℃的溫度下脫水,可製得無水物的Ⅱ型。
③將氫氧化鈉水溶液加到環狀三磷酸鈉中,加熱,反應完成後,過濾除雜質,冷卻,加入乙醇,在40℃以下真空蒸發,可析出無水物(Ⅱ型)。
Na3P3O9+2NaOH+5H2O→無水物(Ⅱ型)
④將Ⅰ型及Ⅱ型無水三磷酸鈉的冷水溶液(濃度為15%~16%),過濾后,加入乙醇,析出結晶,將結晶用乙醇洗滌后風乾,可製得無水物(Ⅱ型)。
⑤ 以濕法磷酸為原料,與氫氧化鈉中和,中和按鈉:磷摩爾比為5:3進行,生成物經噴霧乾燥,加熱至400℃以上脫水,可製得無水物。
三聚磷酸鈉具有螯合、懸浮、分散、膠溶、乳化、pH緩衝等作用,可用作合成洗滌劑主要助劑、工業水軟水劑、製革預鞣劑、染色助劑、有機合成催化劑、醫藥工業分散劑和食品添加劑等。除出口STPP外,國內STPP消費主要集中在洗滌劑行業,食品、陶瓷等。
在水處理中,主要用作軟水劑,三聚磷酸鈉具有離子交換劑的性能,可與水中的鈣、鎂和鐵離子生成可溶性絡合物 Na3MP3O10(M為金屬離子),起到屏蔽鈣、鎂硬鹽作用,防止形成鈣、鎂沉垢,另外,因其還具有表面活性作用和強烈的緩衝作用(pH4~14範圍內的緩衝效果最佳),還可用作緩蝕劑。