متاسیلیکات سدیم چیست و در صنایع غذایی چه کاربردی دارد؟

متاسیلیکات سدیم 

متاسیلیکات سدیم (Sodium Metasilicate) ترکیبی معدنی با فرمول شیمیایی Na₂SiO₃ است که در دسته‌ی سیلیکات‌های قلیایی قرار می‌گیرد. این ماده به دلیل ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد مانند خاصیت قلیایی، خاصیت پاک‌کنندگی، بازدارندگی از خوردگی و توانایی امولسیون‌کنندگی، در صنایع مختلف به‌ویژه صنایع شوینده، کاغذ، نساجی، خودروسازی، و همچنین در برخی بخش‌های صنایع غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در این مقاله به معرفی دقیق این ماده، خواص فیزیکی و شیمیایی آن، نحوه عملکرد و کاربردهای آن در صنایع غذایی می‌پردازیم.

مشخصات شیمیایی و فیزیکی

فرمول شیمیایی: Na₂SiO₃

جرم مولی: 122.062 گرم بر مول

شکل ظاهری: بلورهای سفید یا پودر جامد

حلالیت: محلول در آب، نامحلول در الکل

طبیعت محلول آبی: قلیایی (pH بالا)

نقطه ذوب: حدود 1088 درجه سانتی‌گراد

اشکال متداول: بی‌آب، پنتاهیدرات، نوناهیدرات

نحوه تولید

متاسیلیکات سدیم به‌طور صنعتی از واکنش مستقیم سیلیس (SiO₂) و کربنات سدیم (Na₂CO₃) یا اکسید سدیم (Na₂O) در دمای بالا تولید می‌شود. محصول نهایی ممکن است به صورت جامد یا محلول آبی عرضه شود و بسته به میزان آب بلوری، به صورت پنتاهیدرات یا نوناهیدرات نیز قابل دسترسی است.

ویژگی‌های عملکردی

پاک‌کنندگی قوی: قادر به تجزیه چربی‌ها و پروتئین‌ها

ضدعفونی‌کنندگی: خاصیت ضد باکتری در محیط‌های قلیایی

ضدخوردگی: محافظت از فلزات در برابر زنگ‌زدگی

امولسیون‌کنندگی: حفظ ذرات چربی در محلول‌های آبی

کاهش سختی آب: مناسب برای فرمولاسیون شوینده‌ها و پاک‌کننده‌ها

کاربرد متاسیلیکات سدیم در صنایع غذایی

اگرچه استفاده‌ی مستقیم متاسیلیکات سدیم در محصولات غذایی انسانی رایج نیست، اما در فرایندهای غیرمستقیم صنایع غذایی، این ماده نقش مهمی ایفا می‌کند. کاربردهای آن به شرح زیر است:

1. پاک‌سازی و ضدعفونی تجهیزات غذایی

متاسیلیکات سدیم به عنوان یک جزء کلیدی در فرمولاسیون پاک‌کننده‌های صنعتی مورد استفاده برای شست‌وشوی تجهیزات فرآوری غذا (Clean-In-Place – CIP) استفاده می‌شود. ویژگی قلیایی قوی این ماده باعث تجزیه رسوبات چربی، پروتئین و سایر آلودگی‌های آلی روی تجهیزات می‌شود.

مزایا در این بخش:

حذف مؤثر چربی و مواد پروتئینی

عدم آسیب به سطوح فلزی

سازگار با سیستم‌های اتوماتیک تمیزکاری صنعتی

2. تثبیت‌کننده در فرآیند آماده‌سازی مواد غذایی

در برخی موارد خاص، متاسیلیکات سدیم به عنوان عامل بافر یا تنظیم‌کننده‌ی pH در خطوط فرآوری غذاهای کنسروی یا فرآورده‌های گوشتی به کار می‌رود. البته میزان مصرف آن باید تحت نظارت‌های سخت‌گیرانه‌ی ایمنی غذایی قرار گیرد و در بسیاری از کشورها به صورت مستقیم در مواد غذایی مجاز نیست.

3. کمک فرآوری در صنایع قند و شکر

در کارخانه‌های قند و شکر، از این ماده برای ته‌نشین کردن ناخالصی‌های محلول در شربت خام استفاده می‌شود. متاسیلیکات سدیم با افزایش قلیاییت، شرایطی را فراهم می‌کند که ذرات معلق و ناخالصی‌ها بهتر منعقد و ته‌نشین شوند.

4. عامل ضدکف

در برخی خطوط تولید مواد غذایی که ایجاد کف می‌تواند مشکل‌ساز باشد (مانند فرآوری نوشیدنی‌ها یا محلول‌های غلیظ کنسانتره)، متاسیلیکات به عنوان عامل ضدکف (Antifoam agent) عمل می‌کند.

5. نگهداری غیرمستقیم از تخم‌مرغ

در گذشته از محلول رقیق متاسیلیکات سدیم برای پوشش‌دهی تخم‌مرغ‌ها و جلوگیری از نفوذ اکسیژن و باکتری به داخل پوسته استفاده می‌شد. این روش نوعی افزایش مدت ماندگاری بود، اما امروزه کمتر کاربرد دارد و روش‌های نوین جایگزین آن شده‌اند.

ملاحظات ایمنی و قانونی

متاسیلیکات سدیم یک ماده خورنده و قلیایی قوی است؛ در تماس مستقیم می‌تواند به پوست، چشم و دستگاه گوارش آسیب برساند.

استفاده مستقیم از آن در مواد غذایی در بسیاری از کشورها مجاز نیست، مگر در کاربردهای پردازشی غیرمستقیم.

در ایالات متحده و اتحادیه اروپا، متاسیلیکات به عنوان افزودنی مجاز غذایی در فهرست E-numbers ثبت نشده، ولی ممکن است در برخی کشورها با محدودیت‌هایی مجاز باشد.

سوالات متداول درباره متاسیلیکات سدیم

1. متاسیلیکات سدیم چیست و چه ویژگی‌هایی دارد؟

متاسیلیکات سدیم ترکیبی معدنی با فرمول شیمیایی Na₂SiO₃ است که به‌صورت پودر یا کریستال سفیدرنگ دیده می‌شود. این ماده خاصیت قلیایی قوی، قابلیت حل شدن در آب و کاربرد گسترده‌ای در صنایع مختلف مانند شوینده‌ها، کاغذسازی، و صنایع غذایی دارد.

2. آیا متاسیلیکات سدیم در صنایع غذایی استفاده می‌شود؟

بله، متاسیلیکات سدیم در صنایع غذایی به صورت غیرمستقیم برای شست‌وشوی تجهیزات، بهبود فرآیند تصفیه، و کنترل pH در برخی فرآیندهای تولیدی کاربرد دارد. استفاده مستقیم آن در خود محصول غذایی معمولاً مجاز نیست.

3. آیا متاسیلیکات سدیم برای انسان ضرر دارد؟

متاسیلیکات سدیم به‌عنوان یک ماده قوی قلیایی می‌تواند در تماس مستقیم با پوست، چشم و سیستم تنفسی آسیب‌زا باشد. بنابراین، هنگام استفاده صنعتی باید از تجهیزات ایمنی مانند دستکش و عینک محافظ استفاده شود.

4. چه نوع متاسیلیکات‌هایی در صنعت استفاده می‌شود؟

متاسیلیکات سدیم معمولاً به شکل‌های بی‌آب، پنتاهیدرات (Na₂SiO₃·5H₂O) و نوناهیدرات (Na₂SiO₃·9H₂O) در صنعت استفاده می‌شود. هرکدام از این اشکال کاربردهای خاص خود را در صنایع مختلف دارند.

5. آیا استفاده از متاسیلیکات سدیم در پاک‌سازی تجهیزات صنایع غذایی ایمن است؟

بله، در صورتی که طبق دستورالعمل‌های ایمنی و بهداشتی مورد استفاده قرار گیرد و پس از شست‌وشو کاملاً آبکشی شود، متاسیلیکات سدیم یکی از مواد موثر و ایمن برای پاک‌سازی تجهیزات در صنایع غذایی به شمار می‌رود.

جمع‌بندی

متاسیلیکات سدیم یک ماده شیمیایی مهم در صنایع فرآوری است که بیشتر در نقش عامل کمک فرآوری، پاک‌کننده صنعتی و تنظیم‌کننده شرایط فرآیندی در صنایع غذایی کاربرد دارد. با وجود اثرات مفید آن در حذف آلودگی‌ها و بهبود شرایط تولید، استفاده‌ی مستقیم آن در ترکیب مواد غذایی به‌دلیل خاصیت خورندگی و قلیایی بودن بالا محدود است و تنها در موارد خاص با نظارت شدید مجاز می‌باشد.

در صنایع غذایی، نقش این ماده بیشتر در پشت صحنه تولید و بهداشت خط فرآوری معنا پیدا می‌کند تا در ترکیب نهایی محصولی که به دست مصرف‌کننده می‌رسد.

  گرد آوری:بخش علمی موزستان