رباعي فوسفات الصوديوم Tetrasodium Pyrophosphate – TSPP أو مايعرف بـ”بيروفوسفات الصوديوم” هو مركب كيميائي ينتمي إلى مجموعة الفوسفات (Phosphates) ويصنّف تحت الرمز الغذائي E450iii ويتميز بخصائصه المضادة للتكتل (Anti-Caking Agent) والمنظِّمة للحموضة (pH Regulator) والعوامل المخلبية (Chelating Agent) التي ترتبط بأيونات الكالسيوم والمغنيسيوم وتمنع ترسبها في المنتجات الفموية ومعالجات المياه ويُعتبر هذا المركب أحد المكونات الشائعة في معاجين الأسنان لمنع تشكُّل الجير (Calculus) وفي معالجات المياه (Water Treatment) للحد من ترسّب الأملاح المعدنية وفي الأغذية المصنعة لضبط الحموضة وتحسين القوام ومنع التكتل وتكمن فعاليته في التحكم بالبيئات الكيميائية (Chemical Environments) ومنع الترسّبات التي قد تؤثر على جودة المنتج أو فعاليته..
الخصائص الكيميائية والفيزيائية:
- الصيغة الكيميائية:
- Na₄P₂O₇. المصدر: CAMEO Chemicals – NOAA
- الشكل والمظهر:
- بيروفوسفات الصوديوم يوجد عادةً على هيئة مسحوق بلوري أبيض (White Crystalline Powder) قابل للذوبان في الماء ولكنه غير قابل للذوبان في المذيبات العضوية.
- التفاعل الكيميائي:
- يتحلل جزئيًا في البيئات الحمضية إلى فوسفات أحادية وثنائية ويعمل كعامل مخلب (sequestrant) عبر تكوين معقدات مع أيونات Ca²⁺ وMg²⁺ مانعًا ترسب كربونات وفسفات الكالسيوم (Calcium Ions) والمغنيسيوم (Magnesium Ions) على الأسطح المعرضة للترسبات. المصدر: ResearchGate
- الاستقرار الكيميائي:
- يتمتع بيروفوسفات الصوديوم باستقرار عالي في الظروف القلوية (Alkaline Conditions) ولكنه قد يتحلل في البيئات الحمضية (Acidic Environments) لإطلاق أيونات الفوسفات.
- الجوانب البيئية والسلامة:
- يعتبر غير سام عند مستويات الاستخدام الاستهلاكية ولكن التعرض المفرط قد يسبب اضطرابًا معويًا خفيفًا وتوصيات السلامة تعتمد على حدود التعرض المهني الموصى بها من هيئات الصحة العالمية.
وظائف وأهمية بيروفوسفات الصوديوم:
- في طب الأسنان:
- يُستخدم بيروفوسفات الصوديوم في معاجين الأسنان (Toothpaste) لمنع تكون الجير عن طريق تثبيط ترسب الكالسيوم والفوسفات على سطح الأسنان.
- يساعد أيضًا في تنظيم درجة الحموضة (pH Regulation) في المنتجات السنية لضمان كفاءة المواد النشطة الأخرى مثل الفلوريد (Fluoride).
- تُضاف عادةً بنسب 0.5–1% من وزن التركيبة؛ أثبتت تجربة إكلينيكية أنها تقلل تكون البلاك والترسبات السطحية بنحو 40–60% خلال 6–8 أسابيع مقارنة بمعجون ضابط خالٍ منها. المصدر: BioMed Central
- في صناعة الأغذية:
- يُضاف كعامل مضاد للتكتل في الأطعمة المجففة مثل الجبن واللحوم المصنعة لتحسين الملمس ومنع التكتل.
- يُستخدم أيضًا كمنظم للحموضة في المشروبات الغازية والعصائر لتحسين الطعم والاستقرار.
- معترف به من قِبل FDA كـGRAS (Generally Recognized As Safe) ويُستخدم بنسبة أقل من 1% في منتجات الجبن المجفف واللحوم المصنعة لمنع التصاق الجسيمات وتنظيم pH في المشروبات لتعزيز الاستقرار والنكهة. المصدر: CAMEO Chemicals
- في معالجة المياه:
- يُستخدم لمنع تكون الترسبات الكلسية (Scale Prevention) في أنظمة المياه الصناعية والأنابيب (Pipes) من خلال مهاجمة الأيونات المعدنية التي تؤدي إلى الترسبات.
وفي سياق طب الأسنان وصحة الفم يعتبر بيروفوسفات الصوديوم مكونًا أساسيًا في العديد من منتجات العناية بالأسنان. على سبيل المثال:
- مكافحة الجير:
- يعمل بيروفوسفات الصوديوم على منع تكون الجير عن طريق تثبيط ترسب المعادن مثل الكالسيوم والفوسفات على سطح الأسنان بعد التعرض لللعاب (Saliva Exposure).
- التطبيقات الوقائية:
- يُستخدم في معاجين الأسنان لتوفير حماية طويلة الأمد ضد تراكم الجير والبلاك (Plaque) مما يقلل من خطر أمراض اللثة مثل التهاب اللثة (Gingivitis).
- التوازن البيولوجي:
- يساعد في الحفاظ على درجة حموضة مناسبة في الفم مما يعزز فعالية المواد النشطة الأخرى مثل الفلوريد في تقوية المينا (Enamel) وحمايتها من التسوس.
الأرقام والبيانات العلمية:
- فعالية منع الجير: تشير الدراسات إلى أن بيروفوسفات الصوديوم يمكن أن يقلل من تكوين الجير بنسبة 50-70% عند استخدامه بانتظام في معاجين الأسنان.
- الاستخدام العالمي: يُستخدم بيروفوسفات الصوديوم في حوالي 60-70% من معاجين الأسنان التجارية حول العالم.
- التأثير الغذائي: يُضاف بيروفوسفات الصوديوم إلى أكثر من 80% من الأطعمة المصنعة كعامل مضاد للتكتل أو منظم للحموضة.
- معالجة المياه: يعتمد حوالي 40-50% من أنظمة معالجة المياه الصناعية على بيروفوسفات الصوديوم لمنع الترسبات الكلسية.
توضيح بعض المصطلحات:
- الفوسفات (Phosphates): أملاح أو استرات حمض الفوسفوريك وتلعب أدواراً حيوية في الكيمياء العضوية والبيولوجيا والصناعة.
- الرمز الغذائي E450iii: نظام ترقيم أوروبي للمضافات الغذائية ويشير إلى بيروفوسفات الصوديوم كأحد المواد المضافة المعتمدة في الأغذية.
- عامل مضاد للتكتل (Anti-Caking Agent): مادة تُضاف للمساحيق لمنع تكتل الجزيئات معاً والحفاظ على تدفقها الحر.
- منظِّم الحموضة (pH Regulator): مادة تُستخدم للحفاظ على درجة حموضة معينة (pH) في المنتج مما يؤثر على خصائصه واستقراره.
- عامل مخلبي (Chelating Agent) / Sequestrant: مادة ترتبط بالأيونات المعدنية (مثل الكالسيوم والمغنيسيوم) وتكوّن معها معقدات قابلة للذوبان مما يمنعها من الترسب أو التفاعل بشكل غير مرغوب فيه.
- أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم (Calcium Ions & Magnesium Ions): جسيمات مشحونة كهربائياً من عنصري الكالسيوم والمغنيسيوم موجودة في اللعاب والماء وغيرها.
- الجير (Tartar): طبقة صلبة متكلسة تتكون على الأسنان نتيجة ترسب المعادن من اللعاب والبلاك.
- البلاك (Plaque): طبقة لزجة عديمة اللون تتكون باستمرار على الأسنان وتحتوي على البكتيريا وبقايا الطعام.
- هيئة الغذاء والدواء (FDA): وكالة حكومية أمريكية مسؤولة عن حماية الصحة العامة من خلال تنظيم الأغذية والأدوية وغيرها.
- GRAS (Generally Recognized As Safe): تصنيف من FDA لمادة غذائية تعتبر آمنة بشكل عام للاستهلاك البشري بناءً على تاريخ استخدامها أو الأدلة العلمية.
بــبسـاطـة: بيروفوسفات الصوديوم هو “حارس الأسنان” اللي يمنع الجير والتكتلات فـ تخيل إنك بتضيف مادة صغيرة تعمل زي الدرع اللي يحمي الأسنان والمنتجات ⇠ فهو اللي يوقف أيونات الكالسيوم قبل ما يكوّنوا جير أو ترسبات في الأكل أو الأنابيب الصناعية حيث يرتبط بالأيونات المعدنية ويمنعها من التجمع مثل درع واقي يوقف الفوضى قبل بدايتها ⇠ في معجون الأسنان؟ يمنع الجير ⇠ وفي الأكل؟ يحافظ على النعومة⇠ وفي الأنظمة الصناعية؟ يخلي الأنابيب نظيفة.
