E450 o Difosfato disodico (Disodium diphosphate) è un composto chimico, solido anidro, un polimero lineare formato da unità di fosfato collegate tra loro dalla condivisione di atomi di ossigeno.

Il nome definisce la struttura della molecola:

• "Di-" è un prefisso che significa "due". In questo caso, si riferisce ai due atomi di sodio (Na) presenti nel composto.
• "Il sodio è un elemento chimico con il simbolo Na (dal latino "natrium").
• Il termine "difosfato" si riferisce all'anione pirofosfato (P₂O₇^4-), che consiste in due gruppi fosfato (PO₄) legati da un legame di fosfoanidride.

Il procedimento di sintesi si svolge in diverse fasi:

• Il carbonato di sodio reagisce con l'acido fosforico per produrre fosfato monosodico, anidride carbonica e acqua. Si tratta di una reazione acido-base in cui il carbonato di sodio (la base) reagisce con l'acido fosforico (l'acido) per produrre un sale (fosfato monosodico), acqua e anidride carbonica.
• Quando viene riscaldato, il fosfato monosodico subisce una reazione di disidratazione, ovvero perde acqua. Questa reazione produce il difosfato disodico. In questa reazione, due molecole di fosfato monosodico si uniscono, perdono una molecola d'acqua e formano una singola molecola di difosfato disodico.

Si presenta come una polvere bianca fine o granulare.

Si chiama anche Pirofosfato di sodio oppure Pirofosfato acido di sodio, SAPP ecc. ed è composto da sodio, potassio, calcio e fosfati.

A cosa serve e dove si usa

Alimentazione

Ingrediente inserito nella lista degli additivi alimentari europei come E450, emulsionante, agente lievitante.

Gli E450 si suddividono in :  

• E450 (i) Di-fosfato di-sodico
• E450 (ii) Di-fosfato tri-sodico
• E450 (iii) Piro-fosfato tetra-sodico
• E450 (v) Piro-fosfato tetra-potassico
• E450 (vi) Idrogeno di-fosfato calcico

Proprietà: Usato come agente lievitante, agente sequestrante, agente tampone, può essere usato in cibo in scatola, carne, prosciutto, lievito in polvere e così via.

Cosmetica

• Anticorrosivo. Ingrediente che previene e/o inibisce la corrosione del materiale di imballaggio.
• Agente tampone. E' un ingrediente che può portare una soluzione alcalina o acida a un determinato livello di pH e impedirne la modifica, in pratica uno stabilizzatore di pH che può resistere efficacemente all’instabilità ed all'eventuale cambiamento del pH.
• Agente chelante. Ha la funzione di evitare reazioni instabili e migliorare la biodisponibilità di componenti chimici all'interno di un prodotto, elimina i cationi di calcio e magnesio che possono causare una velatura nei liquidi limpidi.

Sicurezza, studi

Due studi sono stati condotti in volontari sani per confermare il coinvolgimento e il meccanismo di interazione dell'eccipiente Pirofosfato acido di sodio nell'alterazione del transito gastrointestinale. 
Tempi del transito gastrointestinale, determinato mediante scintigrafia, sono stati confrontati tra i vari trattamenti. Il tempo di svuotamento gastrico è rimasto invariato, ma il tempo del transito intestinale era diminuito al 56% in presenza del Pirofosfato acido di sodio (1).

Viene ritenuto un componente sicuro per la salute umana "quando sono utilizzati a livelli che sono ora in corso o sia ragionevole attendersi in futuro" scrive la FDA (U.S. Food & Drug Administration) (2)e questi livelli prevedono un'assunzione massima giornaliera di 70 mg/kg di peso corporeo (3).

Sono stati studiati gli effetti di due livelli di pH (5,55 o 5,85) in combinazione con 0,4% di Pirofosfato acido di sodio (SAPP), NaH2PO4 X H2O, Na2HPO4 X 7H2O o NaCl sulla crescita e tossicità di Clostridium botulinum 52A.  I risultati suggeriscono che la produzione o la funzione effettiva della proteasi responsabile dell'attivazione della tossina potrebbe essere stata inibita dalla presenza di SAPP (4).

L'incorporazione del fosfato nella carne macinata prima della cottura aiuta a ridurre l'ossidazione nel prodotto cotto e immagazzinato, sebbene possa essere necessario un periodo di tempo più lungo prima che il trattamento termico possa avere effetti significativi sul fosfato incapsulato (5).

L'aggiunta di calcio ad una soluzione di polifosfato di sodio comporta la separazione di fase e la formazione di un polisfato coacervato meglio descritto come un materiale viscoelastico ricco polimerico. Polifosfato coacervato è un candidato interessante come un biomateriale basato sulla sua capacità di legarsi con diversi cationi e di essere caricato con farmaci. Qui, la degradazione in vitro e le proprietà emostatiche del polifosfato coacervato vengono valutate esaurientemente. Il polifosfato coacervato degrada e si dissolve rapidamente, perdendo metà della massa originale in una settimana e trasformandosi in pirofosfato dopo 4 settimane. Questa fase di dissoluzione si verifica prima per il coacervato preparato da polifosfato a catena molto corta, ma in generale utilizzando catene polifosfatiche più lunghe non aumenta significativamente la longevità della coacervazione. La sostituzione di Ca con Sr o Ba non influisce sull'idrolisi dei coacervati, ma rallenta la loro dissoluzione nei media. In un test di coagulazione del sangue, diminuisce profondamente il tempo di coagulazione, specialmente quando si utilizzano polifosfati a catena molto lunga. Mentre la lunghezza della catena di coacervazione e il tipo di catione divalente sono stati trovati a influenzare significativamente il tempo di protrombina e il tempo di tromboplastina rispetto al controllo, non sono state osservate tendenze discernibili. Le piastrine aderiscono in gran numero alle coacervazioni, specialmente quelle contenenti polifosfato a catena lunga, ma la morfologia cellulare osservata suggerisce che potrebbero non essere completamente attivate. Complessivamente, il polifosfato a catena lunga coacervato ha un grande potenziale come agente emostatico riassorbibile. Le aggiunte di cationi polivalenti a una soluzione di polifosfato di sodio si traducono in poliacosphate coacervati o in materiali altamente viscosi come gel, con un grande potenziale nelle bio-applicazioni come il rilascio di farmaci e l'emostasi. Poiché questi coacervati si degradano in ambienti acquosi, è stata necessaria una valutazione completa per comprendere meglio l'impatto della lunghezza della catena polifosfata e della sostituzione di cationi bivalenti su questa risposta idrolitica al fine di prevedere meglio il comportamento di degradazione nel corpo. Inoltre, vi è un grande interesse per il ruolo dei polifosfati nell'emostasi in seguito a recenti pubblicazioni che dimostrano che le piastrine secernono polifosfati con la stimolazione della trombina. In questo articolo, viene valutato il potenziale emostatico del polifosfato coacervato come costrutto di massa, dimostrando che effettivamente questi materiali hanno un grande potenziale come agente emostatico degradabile (6).

 E450 Difosfato disodico studi

Caratteristiche tipiche ottimali del prodotto commerciale Difosfato disodico

• Formula molecolare:   Na₂H₂P₂O₇   H₂Na₂O₇P₂
• Peso molecolare: 221.94
• CAS: 7758-16-9
• UNII: O352864B8Z
• EC Number: 231-835-0  272-808-3

Sinonimi:

• Pirofosfato di sodio
• Pirofosfato acido di sodio
• SAPP
• Disodium diphosphate
• Disodium pyrophosphate
• Disodium dihydrogen pyrophosphate
• Diphosphoric acid, disodium salt
• Sodium acid pyrophosphate
• Disodium dihydrogen diphosphate
• Disodium acid pyrophosphate
• Sodium polyphosphate
• Disodium dihydrogenpyrophosphate
• Diphosphoric Acid Disodium Salt
•  Pyrophosphoric acid, disodium salt

Bibliografia_________________________________________________________________________

(1) Koch KM, Parr AF, Tomlinson JJ, Sandefer EP, Digenis GA, Donn KH, Powell JR  Effect of sodium acid pyrophosphate on ranitidine bioavailability and gastrointestinal transit time. -  Pharm Res. 1993 Jul

(2) http://www.fda.gov     GRAS Substance : 182.1087

(3) Wageningen University, Food-info, E450

(4) Wagner MK, Busta FF. Inhibition of Clostridium botulinum 52A toxicity and protease activity by sodium acid pyrophosphate in media systems.  Appl Environ Microbiol. 1985 Jul;50(1):16-20.

(5) Sickler ML, Claus JR, Marriott NG, Eigel WN, Wang H. Antioxidative effects of encapsulated sodium tripolyphosphate and encapsulated sodium acid pyrophosphate in ground beef patties cooked immediately after antioxidant incorporation and stored.  Sickler ML, Claus JR, Marriott NG, Eigel WN, Wang H.  Meat Sci. 2013 Jul;94(3):285-8. doi: 10.1016/j.meatsci.2013.03.011. Epub 2013 Mar 16.

(6) Momeni A, Filiaggi MJ Degradation and hemostatic properties of polyphosphate coacervates.  Acta Biomater. 2016 Sep 1;41:328-41. doi: 10.1016/j.actbio.2016.06.002. Epub 2016 Jun 2.