Metabisolfito di sodio è il sale sodico dell'acido solforoso. e appartiene al gruppo dei solfiti, componenti a base di zolfo che rilasciano  anidride solforosa SO₂, un composto attivo conservante.

Il nome definisce la struttura della molecola:

Metabisolfito si riferisce al gruppo di anioni metabisolfito (SO2), che sono agenti riducenti e conservanti. "Di Sodio" indica la presenza di ioni di sodio (Na+), che si legano agli anioni metabisolfito per formare il composto. Questo composto è utilizzato per le sue proprietà antimicrobiche e conservanti, oltre che come agente sbiancante in alcune applicazioni.

Le materie prime principali per la sua produzione sono:

• Bisolfato di Sodio, un sale di sodio dell'acido solforoso, agisce come la base per la produzione di metabisolfito di sodio.
• Diossido di Zolfo (SO₂), un gas che reagisce con il bisolfato di sodio per formare metabisolfito di sodio.

Sintesi Chimica Industriale

• Preparazione: La miscela viene preparata combinando bisolfato di sodio con acqua per formare una soluzione.
• Reazione con il Diossido di Zolfo: Il diossido di zolfo viene introdotto nella soluzione di bisolfato di sodio. La reazione produce metabisolfito di sodio e acqua.
• Raffreddamento e Cristallizzazione: Dopo la reazione, la soluzione viene raffreddata. Questo porta alla cristallizzazione del metabisolfito di sodio.
• Separazione e Asciugatura: I cristalli di metabisolfito di sodio vengono separati dalla soluzione e asciugati per rimuovere l'umidità residua.

Si presenta in forma di polvere bianca cristallina stabile con un leggero odore di anidride solforosa. Solubile in acqua. Incompatibile con forti agenti ossidanti, acidi forti. Al contatto con acidi forti rilascia un gas velenoso..

Il gruppo dei solfiti comprende:

A cosa serve e dove si usa

E' un conservante, usato dall'industria alimentare ed etichettato con il numero E223 nella lista degli additivi alimentari europei 

Viene usato in alimenti come agente sbiancante e per prevenire le reazioni di imbrunimento (1).

Cosmetica

E' un ingrediente soggetto a restrizioni III/99 e V/9 come Voce pertinente negli allegati del regolamento europeo sui cosmetici n. 1223/2009

Agente antiossidante. Ingrediente che contrasta lo stress ossidativo e che evita danni cellulari. I radicali liberi, i processi infiammatori patologici, le specie reattive dell'azoto e le specie reattive dell'ossigeno sono responsabili del processo di invecchiamento e di molte malattie causate dall'ossidazione.

Conservante. Qualsiasi prodotto contenente composti organici, inorganici, acqua, ha necessità di essere preservato dalla contaminazione microbica. I conservanti agiscono contro lo sviluppo dei microrganismi dannosi e contro l'ossidazione del prodotto.

Agente riducente. Ingrediente che agevola l'ondulazione permanente dei capelli con un livello di pH ottimale.

Sicurezza

E' stato dichiarato componente sicuro per la salute umana dal 1959 (Gunnison and Jacobsen, 1987; Kencebay et al.2013).

Dermatite allergica da contatto causata da un sistema di catetere contenente metabisolfito di sodio (2).

I sintomi riconducibili ad una sensibilità ai solfiti possono essere di varia natura e importanza. I più diffusi sono il mal di testa e prurito o gonfiore generalizzato, ma si sono verificati casi di nausea, broncocostrizione, diarrea, ipotensione, shock (3).

Il Gruppo di esperti scientifici dell'EFSA sugli additivi alimentari e gli aromatizzanti ha valutato il rischio per gli elementi tossici presenti nel biossido di zolfo-solfito (E 220-228), sulla base dei dati presentati dagli operatori economici interessati, e ha concluso che i limiti massimi delle specifiche UE per arsenico, piombo e mercurio dovrebbero essere abbassati e dovrebbe essere introdotto un limite massimo per il cadmio (4).

Allergene oftalmico (5).

Altri usi

• In agricoltura è utilizzato come fertilizzante chimico, erbicida e pesticida.
• Agente di lavorazione dei metalli non ferrosi, coagulatore nei processi di lavorazione della gomma con funzioni di agente sbiancante, mordente, riducente.
• Agente di trattamento delle acque reflue, depuratore d'acqua, agente di purificazione del gas.
• Inibitore di corrosione scavenger di ossigeno nell'industria petrolifera e del gas. 
• Reagente per analisi cromatografica.
• Conservante e agente riducente per coloranti.
• Agente di declorazione dopo lo sbiancamento del cotone e additivo per la lavorazione a caldo del cotone.

Studi sul Metabisolfito di sodio

Solfiti, studi

Caratteristiche tipiche del prodotto commerciale  Sodium metabisulfite

Appearance	White powder
pH	4.0-4.6
Melting Point	150°C
Density	1.48
PSA	189.898254
LogP	0.27220
Water Solubility	540 g/L (20 ºC)
Water insoluble	0.01% max
Fe	0.002% max
As	0.00006% max
Heavy Metals(Pb)	0.0003% max
Safety

• Formula molecolare : Na₂O₅S₂  Na₂S₂O₅ 
• Peso molecolare : 190.095 g/mol
• Massa esatta   189.898254
• CAS : 7681-57-4  7757-74-6
• UNII    4VON5FNS3C
• EC Number   231-673-0
• DSSTox Substance ID  
• IUPAC  Sodium metabisulfite
• InChI=1S/2Na.H2O5S2/c;;1-6(2)7(3,4)5/h;;(H,1,2)(H,3,4,5)/q2*+1;/p-2 
• InChl Key      HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L
• SMILES   [O-]S(=O)S(=O)(=O)[O-].[Na+].[Na+]
• MDL number  MFCD00167602
• PubChem Substance ID    329824616
• ChEBI  114786
• NACRES NA.21 
• RXCUI     36696
• RTECS   UX8225000
• UN   1759
• ICSC   1461  

Sinonimi : 

• Sodium disulfite
• Sodium bisulphite
• Sodium pyrosulfite
• Sodium bisulfite anhydrous
• Natrium pyrosulfit
• Disodium disulfite
• Disodium disulphite
• disodium oxido(oxo)-kappa(4)-sulfanesulfonate

Bibliografia________________________________________________________________

(1) Dalefield RR, Mueller U. Gastric mucosal irritation following oral exposure to sodium metabisulphite: A reproducible effect? Regul Toxicol Pharmacol. 2016 Oct;80:277-82. doi: 10.1016/j.yrtph.2016.07.005.

(2) Grosch E, Mahler V.  Allergic contact dermatitis caused by a catheter system containing sodium metabisulfite.  Contact Dermatitis. 2017 Mar;76(3):186-187. doi: 10.1111/cod.12675.

(3) Gunnison AF, Jacobsen DW. Sulfite hypersensitivity. A critical review. CRC Crit Rev Toxicol. 1987;17(3):185-214. doi: 10.3109/10408448709071208. 

Abstract. Sulfiting agents (sulfur dioxide and the sodium and potassium salts of bisulfite, sulfite, and metabisulfite) are widely used as preservatives in foods, beverages, and pharmaceuticals. Within the past 5 years, there have been numerous reports of adverse reactions to sulfiting agents. This review presents a comprehensive compilation and discussion of reports describing reactions to ingested, inhaled, and parenterally administered sulfite. Sulfite hypersensitivity is usually, but not exclusively, found within the chronic asthmatic population. Although there is some disagreement on its prevalence, a number of studies have indicated that 5 to 10% of all chronic asthmatics are sulfite hypersensitive. This review also describes respiratory sulfur dioxide sensitivity which essentially all asthmatics experience. Possible mechanisms of sulfite hypersensitivity and sulfur dioxide sensitivity are discussed in detail. Sulfite metabolism and the role of sulfite oxidase in the detoxification of exogenous sulfite are reviewed in relationship to the etiology of sulfite hypersensitivity.

(4) EFSA Panel on Food Additives and Flavourings (FAF); Younes M, Aquilina G, Castle L, Engel KH, Fowler PJ, Frutos Fernandez MJ, Fürst P, Gundert-Remy U, Gürtler R, Husøy T, Manco M, Mennes W, Moldeus P, Passamonti S, Shah R, Waalkens-Berendsen I, Boon P, Cheyns K, Crebelli R, FitzGerald R, Lambré C, Mirat M, Ulbrich B, Vleminckx C, Mech A, Rincon AM, Tard A, Horvath Z, Wright M. Follow-up of the re-evaluation of sulfur dioxide (E 220), sodium sulfite (E 221), sodium bisulfite (E 222), sodium metabisulfite (E 223), potassium metabisulfite (E 224), calcium sulfite (E 226), calcium bisulfite (E 227) and potassium bisulfite (E 228). EFSA J. 2022 Nov 24;20(11):e07594. doi: 10.2903/j.efsa.2022.7594. 

Abstract. Sulfur dioxide-sulfites (E 220-228) were re-evaluated in 2016, resulting in the setting of a temporary ADI of 0.7 mg SO2 equivalents/kg bw per day. Following a European Commission call for data, the present follow-up opinion assesses data provided by interested business operators (IBOs) and additional evidence identified in the publicly available literature. No new biological or toxicological data addressing the data gaps described in the re-evaluation were submitted by IBOs. Taking into account data identified from the literature search, the Panel concluded that there was no substantial reduction in the uncertainties previously identified in the re-evaluation. Therefore, the Panel considered that the available toxicity database was inadequate to derive an ADI and withdrew the current temporary group acceptable daily intake (ADI). A margin of exposure (MOE) approach was considered appropriate to assess the risk for these food additives. A lower confidence limit of the benchmark dose of 38 mg SO2 equivalents/kg bw per day, which is lower than the previous reference point of 70 mg SO2 equivalents/kg bw per day, was estimated based on prolonged visual evoked potential latency. An assessment factor of 80 was applied for the assessment of the MoE. At the estimated dietary exposures, when using a refined exposure scenario (Data set D), MOEs at the maximum of 95th percentile ranges were below 80 for all population groups except for adolescents. The dietary exposures estimated using the maximum permitted levels would result in MOEs below 80 in all population groups at the maximum of the ranges of the mean, and for most of the population groups at both minimum and maximum of the ranges at the 95th percentile. The Panel concluded that this raises a safety concern for both dietary exposure scenarios. The Panel also performed a risk assessment for toxic elements present in sulfur dioxide-sulfites (E 220-228), based on data submitted by IBOs, and concluded that the maximum limits in the EU specifications for arsenic, lead and mercury should be lowered and a maximum limit for cadmium should be introduced.

(5) Herbst RA, Uter W, Pirker C, Geier J, Frosch PJ. Allergic and non-allergic periorbital dermatitis: patch test results of the Information Network of the Departments of Dermatology during a 5-year period. Contact Dermatitis. 2004 Jul;51(1):13-9. doi: 10.1111/j.0105-1873.2004.00334.x. 

Abstract. Periorbital dermatitis is common and can be due to the external use of ophthalmic drugs. We evaluated patch test results of the Information Network of the Departments of Dermatology. During a 5-year period (1995-99), of a total 49,256 patch-tested patients, 1053 (2.1%) were eventually diagnosed as allergic periorbital contact dermatitis (APD) and 588 (1.2%) as non-allergic periorbital dermatitis (NAPD). Patient characteristics between APD, NAPD and other cases (OCs) differed with respect to sex (19.7% male in both periorbital groups versus 36.3% in OCs), atopic dermatitis (10.4% in APD versus 60.2% in NAPD versus 16.9% in OCs) and age, APD being substantially more often (68.2%) aged 40 and above than NAPD (52.6%). Several of the top allergens in OCs [such as fragrance mix, Myroxylon pereirae resin (balsam of Peru), lanolin alcohol and potassium dichromate] caused significantly fewer positive test reactions in both periorbital groups. In contrast, thimerosal, phenylmercuric acetate, sodium disulfite, gentamicin sulfate, phenylephrine hydrochloride and benzalkonium chloride tested positively significantly more often in APD but not in NAPD, verifying them as true ophthalmic allergens. Finally, in 42 cases (4%) of APD patients, additional allergens were identified by testing of the patients' own substances (mostly beta-blockers, oxybuprocaine and dexpanthenol), supporting the necessity of testing with ophthalmic drugs as is where individual substances are not readily available.