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Nitrito de sodio

El nitrito de sodio es un compuesto inorgánico con la fórmula química Na N O 2 . Es un polvo cristalino de color blanco a ligeramente amarillento que es muy soluble en agua y es higroscópico . Desde una perspectiva industrial, es la sal de nitrito más importante . Es un precursor de una variedad de compuestos orgánicos, como productos farmacéuticos, colorantes y pesticidas, pero probablemente sea más conocido como un aditivo alimentario utilizado en carnes procesadas y (en algunos países) en productos pesqueros. [4]

Usos

Química industrial

El nitrito de sodio se utiliza principalmente en la producción industrial de compuestos organonitrógenos. Es un reactivo para la conversión de aminas en compuestos diazoicos , que son precursores clave de muchos colorantes, como los colorantes diazoicos . Los compuestos nitrosos se producen a partir de nitritos y se utilizan en la industria del caucho. [4]

Se utiliza en una variedad de aplicaciones metalúrgicas, para fosfatar y desestañar. [4]

El nitrito de sodio es un inhibidor de corrosión eficaz y se utiliza como aditivo en grasas industriales, [5] como solución acuosa en sistemas de enfriamiento de circuito cerrado y en estado fundido como medio de transferencia de calor. [6]

Aditivo alimentario y conservante

El nitrito de sodio se utiliza para acelerar el curado de la carne, [7] inhibir la germinación de las esporas de Clostridium botulinum y también impartir un atractivo color rosa. [8] [9] El nitrito reacciona con la mioglobina de la carne para provocar cambios de color, primero convirtiéndose en nitrosomoglobina (rojo brillante) y luego, al calentarla, en nitrosohemocromo (un pigmento rosa). [10]

Históricamente, la sal se ha utilizado para la conservación de la carne. El producto cárnico conservado con sal era generalmente de color marrón grisáceo. Cuando se añade nitrito de sodio a la sal, la carne adquiere un color rojo y luego rosado, que se asocia con carnes curadas como el jamón, el tocino, los perritos calientes y la mortadela. [11]

A principios del siglo XX, el curado irregular era algo común. Esto condujo a una mayor investigación en torno al uso del nitrito de sodio como aditivo en los alimentos, estandarizando la cantidad presente en los alimentos para minimizar la cantidad necesaria y maximizar su papel como aditivo alimentario. [12] A través de esta investigación, se ha descubierto que el nitrito de sodio da sabor y color a la carne e inhibe la oxidación de lípidos que conduce a la rancidez, con diversos grados de eficacia para controlar el crecimiento de microorganismos causantes de enfermedades . [12] La capacidad del nitrito de sodio para abordar los problemas mencionados anteriormente ha llevado a la producción de carne con una vida útil prolongada y ha mejorado el color y el sabor deseables. Según los científicos que trabajan para la industria de la carne, [13] el nitrito ha mejorado la seguridad alimentaria . [12] Esta opinión es discutida a la luz de los posibles efectos cancerígenos causados ​​por la adición de nitritos a la carne. [7]

El nitrito tiene el número E E250. El nitrito de potasio (E249) se utiliza de la misma manera. Su uso está aprobado en la Unión Europea, [14] [15] EE. UU., [16] y Australia y Nueva Zelanda. [17]

En el procesamiento de la carne, el nitrito de sodio nunca se utiliza en estado puro, sino siempre mezclado con sal común . Esta mezcla se conoce como sal nitrada, sal de curado o sal de curado nitritada. En Europa, la sal de curado nitritada contiene entre un 99,1% y un 99,5% de sal común y entre un 0,5% y un 0,9% de nitrito. En los EE. UU., la sal de curado nitritada se dosifica al 6% y debe volver a mezclarse con sal antes de su uso. [18]

Color y sabor

La apariencia y el sabor de la carne son un componente importante de la aceptación del consumidor. [12] El nitrito de sodio es responsable del color rojo deseable (o rosa sombreado) de la carne. [12] Se necesita muy poco nitrito para inducir este cambio. [12] Se ha informado que se necesitan tan solo de 2 a 14 partes por millón (ppm) para inducir este cambio de color deseable. [19] Sin embargo, para extender la vida útil de este cambio de color, se necesitan niveles significativamente más altos. [19] El mecanismo responsable de este cambio de color es la formación de agentes nitrosantes por el nitrito, que tiene la capacidad de transferir óxido nítrico que posteriormente reacciona con la mioglobina para producir el color de la carne curada. [19] El sabor único asociado con la carne curada también se ve afectado por la adición de nitrito de sodio. [12] Sin embargo, el mecanismo subyacente a este cambio en el sabor aún no se comprende completamente. [19]

Inhibición de patógenos microbianos

Junto con los niveles de sal y pH, el nitrito de sodio reduce la capacidad de las esporas de Clostridium botulinum de crecer hasta el punto de producir toxina. [9] [20] Algunos productos cárnicos curados en seco se elaboran sin nitritos. Por ejemplo, en 2018 se informó que el jamón de Parma , que se produce sin nitrito desde 1993, no había causado ningún caso de botulismo. Esto se debe a que el interior del músculo es estéril y la superficie está expuesta al oxígeno. [7]

El nitrito de sodio ha demostrado diversos grados de eficacia para controlar el crecimiento de otros microorganismos causantes de enfermedades o deterioro. [12] Aunque los mecanismos inhibidores no son bien conocidos, su eficacia depende de varios factores, incluidos el nivel de nitrito residual, el pH , la concentración de sal, los reductores presentes y el contenido de hierro . [19] El tipo de bacteria también afecta la eficacia del nitrito de sodio. [19] En general, se acepta que el nitrito de sodio no es eficaz para controlar patógenos entéricos gramnegativos como Salmonella y Escherichia coli . [19]

Otros aditivos alimentarios (como el lactato y el sorbato ) proporcionan una protección similar contra las bacterias, pero no proporcionan el color rosado deseado. [21] [22]

Inhibición de la peroxidación lipídica

El nitrito de sodio también es capaz de retrasar eficazmente el desarrollo de la rancidez oxidativa . [19] La peroxidación lipídica se considera una de las principales razones del deterioro de la calidad de los productos cárnicos (rancidez y sabores poco apetitosos). [19] El nitrito de sodio actúa como antioxidante en un mecanismo similar al responsable del efecto colorante. [19] El nitrito reacciona con las proteínas hemo y los iones metálicos, neutralizando los radicales libres mediante óxido nítrico (uno de sus subproductos). [19] La neutralización de estos radicales libres termina el ciclo de oxidación lipídica que conduce a la rancidez. [19]

Medicamento

El nitrito de sodio se utiliza como medicamento junto con el tiosulfato de sodio para tratar el envenenamiento por cianuro . [26] Se recomienda solo en casos graves de envenenamiento por cianuro y ha sido reemplazado en gran medida por el uso de hidroxocobalamina . [27] La ​​hidroxocobalamina , una forma de vitamina B12 , pero administrada en dosis mucho más altas que las necesarias nutricionalmente, ha reemplazado en gran medida el uso de NaNO 2 como antídoto CN − . [28] En aquellos que tienen envenenamiento por cianuro y envenenamiento por monóxido de carbono , generalmente se recomienda el tiosulfato de sodio por sí solo si la instalación no tiene suficiente hidroxocobalamina [29] [30] Se administra mediante una inyección lenta en una vena . [26]

Los efectos secundarios del NaNO 2 están relacionados principalmente con la creación de metahemoglobinemia y vasodilatación. Los efectos secundarios pueden incluir presión arterial baja , dolor de cabeza , dificultad para respirar , pérdida de conciencia y vómitos. [26] Se debe tener mayor cuidado en personas con enfermedad cardíaca subyacente. [26] Los niveles de metahemoglobina del paciente deben controlarse regularmente durante el tratamiento. [26] Si bien no se ha estudiado bien durante el embarazo, existe cierta evidencia de daño potencial al bebé. [31] El nitrito de sodio funciona creando metahemoglobina, donde el átomo de hierro en el centro del grupo hemo está en el estado férrico oxidado ( Fe 3+ ), que se une al cianuro con mayor afinidad que su unión a la citocromo C oxidasa, y por lo tanto lo elimina del bloqueo de la función metabólica de las mitocondrias . [31]

El nitrito de sodio comenzó a utilizarse con fines médicos en las décadas de 1920 y 1930. [32] [33] Está en la Lista de Medicamentos Esenciales de la Organización Mundial de la Salud . [34]

Suicidio

Varias publicaciones académicas en 2020 y 2021 han discutido la toxicidad del nitrito de sodio y un aparente aumento reciente en los suicidios con nitrito de sodio que se había pedido en línea. [35] El uso de nitrito de sodio como método de suicidio ha sido ampliamente discutido en foros de suicidio, principalmente Sanctioned Suicide . [36] El nitrito de sodio también fue el punto focal de la demanda McCarthy et al. v Amazon alegando que Amazon ayudó a sabiendas en la muerte de niños sanos al venderles "kits de suicidio" como la función " comprados juntos con frecuencia " de Amazon recomendaba comprar nitrito de sodio, un antiemético y un libro de instrucciones para el suicidio juntos. [37] Esta demanda fue desestimada en junio de 2023. [38] El mercado en línea eBay ha prohibido globalmente la venta de nitrito de sodio desde 2019. [39] Algunos vendedores en línea de nitrito de sodio han sido procesados ​​por ayudar al suicidio. [40] [41] Además, en los Estados Unidos se ha introducido una legislación con el objetivo de considerar los productos de nitrito de sodio con una concentración de nitrito de sodio superior al 10% en volumen como productos de consumo prohibidos en virtud de la Ley de Seguridad de Productos de Consumo . [42] En casos de sospecha de suicidio que involucren nitrito de sodio, es fundamental que las personas que respondan administren inmediatamente azul de metileno . [43] [44] [45] El azul de metileno es el antídoto contra la metahemoglobinemia causada por la ingestión intencional de nitrito de sodio como agente suicida. [46]

Toxicidad

El nitrito de sodio es tóxico. [47] La ​​LD 50 en ratas es de 180 mg/kg y en humanos la LD Lo es de 71 mg/kg. [48] El mecanismo por el cual el nitrito de sodio causa la muerte es la metahemoglobinemia . [49] La metahemoglobinemia a menudo grave que se encuentra en los casos de intoxicación por nitrito de sodio da como resultado hipoxia sistémica , acidosis metabólica y cianosis . [50] Los signos informados [51] de intoxicación por nitrito de sodio son los siguientes:

"Los síntomas de intoxicación por [nitrito] pueden variar según la cantidad y la duración de la exposición. Las personas con metahemoglobinemia muy leve pueden no presentar ningún síntoma o pueden estar un poco pálidas y sentirse cansadas. La intoxicación moderada a grave se asocia con cianosis (coloración azulada de la piel), confusión, pérdida de conciencia, convulsiones, ritmos cardíacos anormales y muerte".

Con una acción rápida, la intoxicación por nitrito de sodio es reversible utilizando un antídoto, el azul de metileno . [44] Se ha informado [52] que la intoxicación por nitrito de sodio también se puede detectar post mortem:

"La detección post mortem de [metahemoglobinemia] se establece normalmente mediante técnicas de detección, como la evidencia en la escena que sugiere el consumo fatal de una sal tóxica, además de la lividez gris-violeta característica observada en el cuerpo. El diagnóstico se puede establecer mediante análisis de sangre post mortem que demuestre una saturación elevada de metahemoglobina. Además, hemos confirmado que la resonancia magnética post mortem en casos de [metahemoglobinemia] demuestra una señal T1 brillante (hiperintensa) de la sangre; tanto en la sangre intracardíaca en las resonancias magnéticas de tórax como en las muestras de sangre post mortem en tubos".

La muerte por ingestión de nitrito de sodio puede ocurrir en dosis más bajas que la DL50 Lo . [53] [54] El nitrito de sodio se ha utilizado para homicidios [55] [56] y suicidios. [57] [58] Para prevenir la intoxicación accidental, el nitrito de sodio (mezclado con sal) que se vende como aditivo alimentario en los EE. UU. se tiñe de un color rosa brillante para evitar que se confunda con sal común o azúcar. En otros países, la sal de curado nitrificada no se tiñe, pero está estrictamente regulada. [59]

Presencia en vegetales

Los nitritos no se encuentran naturalmente en las verduras en cantidades significativas, [60] pero la fermentación deliberada del jugo de apio , por ejemplo, con un nivel naturalmente alto de nitratos, puede producir niveles de nitrito suficientes para el curado comercial de carne. [61] Hervir las verduras no afecta los niveles de nitrito. [62]

La presencia de nitrito en el tejido animal es una consecuencia del metabolismo del óxido nítrico , un importante neurotransmisor. [63] El óxido nítrico se puede crear de novo a partir de la óxido nítrico sintasa utilizando arginina o a partir del nitrito ingerido. [64]

Cerdos

Debido al alto nivel de toxicidad del nitrito de sodio para los cerdos ( Sus scrofa ), ahora se está desarrollando en Australia para controlar a los cerdos salvajes y al jabalí . [65] [66] El nitrito de sodio induce metahemoglobinemia en los cerdos, es decir, reduce la cantidad de oxígeno que se libera de la hemoglobina, por lo que el animal se sentirá débil y se desmayará, y luego morirá de manera humana después de haber quedado inconsciente. [67] El Departamento de Parques y Vida Silvestre de Texas opera una instalación de investigación en el Área de Manejo de Vida Silvestre de Kerr, donde examinan las preferencias de alimentación de los cerdos salvajes y las tácticas de cebo para administrar nitrito de sodio. [68]

Cáncer

La carcinogenicidad es la capacidad o tendencia de una sustancia química a inducir tumores, aumentar su incidencia o malignidad o acortar el tiempo de aparición de los tumores. [69]

Se ha demostrado que añadir nitritos a la carne genera carcinógenos conocidos como las nitrosaminas ; la Organización Mundial de la Salud (OMS) advierte que 50 g (1,8 oz) de "carnes procesadas" al día aumentarían el riesgo de contraer cáncer de intestino en un 18% a lo largo de la vida, y comer cantidades mayores aumenta aún más el riesgo. La revisión de más de 400 estudios de la Organización Mundial de la Salud concluyó, en 2015, que había pruebas suficientes de que las "carnes procesadas" causaban cáncer, en particular cáncer de colon; [7] la Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC) de la OMS clasificó las "carnes procesadas" como cancerígenas para los seres humanos ( Grupo 1 ); "carne procesada" significa carne que ha sido transformada mediante salazón, curado, fermentación, ahumado u otros procesos para realzar el sabor o mejorar la conservación. [7] [70]

Las nitrosaminas se pueden formar durante el proceso de curado utilizado para conservar carnes, cuando se cocina carne tratada con nitrito de sodio, y también a partir de la reacción del nitrito con aminas secundarias en condiciones ácidas (como ocurre en el estómago humano). Las fuentes dietéticas de nitrosaminas incluyen carnes curadas estadounidenses conservadas con nitrito de sodio, así como el pescado seco salado que se come en Japón. En la década de 1920, un cambio significativo en las prácticas de curado de carne de EE. UU. resultó en una disminución del 69% en el contenido promedio de nitrito. Este evento precedió al comienzo de una disminución dramática en la mortalidad por cáncer gástrico. [71] Alrededor de 1970, se descubrió que el ácido ascórbico (vitamina C), un antioxidante , inhibe la formación de nitrosaminas. [72] En consecuencia, se requiere la adición de al menos 550 ppm de ácido ascórbico en las carnes fabricadas en los Estados Unidos. Los fabricantes a veces usan en su lugar ácido eritórbico , un isómero más barato pero igualmente efectivo del ácido ascórbico. Además, los fabricantes pueden incluir α-tocoferol (vitamina E) para inhibir aún más la producción de nitrosaminas. El α-tocoferol, el ácido ascórbico y el ácido eritórbico inhiben la producción de nitrosaminas por sus propiedades de oxidación-reducción. El ácido ascórbico, por ejemplo, forma ácido deshidroascórbico cuando se oxida , que cuando está en presencia de nitrosonio , un potente agente nitrosante formado a partir del nitrito de sodio, reduce el nitrosonio a óxido nítrico. [73] El ion nitrosonio formado en soluciones ácidas de nitrito es comúnmente [74] [75] mal etiquetado como anhídrido nitroso , un óxido de nitrógeno inestable que no puede existir in vitro. [76]

La ingestión de nitrito en condiciones que dan lugar a nitrosación endógena ha sido clasificada como "probablemente cancerígena para los seres humanos" por la Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC). [77] [78]

El consumo de nitrito de sodio también se ha relacionado con el desencadenamiento de migrañas en personas que ya las padecen. [79]

Un estudio ha encontrado una correlación entre la ingestión muy frecuente de carnes curadas con sal rosada y la forma de enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) . [80] [81] Los investigadores del estudio sugieren que la alta cantidad de nitritos en las carnes fue la responsable; sin embargo, el equipo no demostró la teoría de los nitritos. Además, el estudio no demuestra que los nitritos o la carne curada causaran tasas más altas de EPOC, solo un vínculo. Los investigadores ajustaron muchos de los factores de riesgo de la EPOC, pero comentaron que no pueden descartar todas las posibles causas o riesgos no mensurables de la EPOC. [82] [83]

Producción

La producción industrial de nitrito de sodio sigue uno de dos procesos: la reducción de sales de nitrato o la oxidación de óxidos de nitrógeno inferiores .

Un método utiliza nitrato de sodio fundido como sal y plomo que se oxida, mientras que un método más moderno utiliza virutas de hierro para reducir el nitrato. [4] [84]

NaNO3 + Pb → NaNO2 + PbO

Un método más común consiste en la reacción general de óxidos de nitrógeno en una solución acuosa alcalina, con la adición de un catalizador . Las condiciones exactas dependen de los óxidos de nitrógeno que se utilicen y del oxidante, ya que las condiciones deben controlarse cuidadosamente para evitar la oxidación excesiva del átomo de nitrógeno. [4]

2 NaOH + NO 2 + NO → 2 NaNO 2 + H 2 O
2 NaOH + N 2 O 3 → 2 NaNO 2 + H 2 O

El nitrito de sodio también se ha producido mediante la reducción de sales de nitrato por exposición al calor, la luz, la radiación ionizante, los metales, el hidrógeno y la reducción electrolítica. [85]

NaNO 3 + CaSO 3 → NaNO 2 + CaSO 4

Reacciones químicas

En el laboratorio, se puede utilizar nitrito de sodio para destruir el exceso de azida de sodio . [86] [87]

2 NaN 3 + 2 NaNO 2 + 4 H + → 3 N 2 + 2 NO + 4 Na + + 2 H 2 O

Por encima de 330 °C, el nitrito de sodio se descompone (en el aire) en óxido de sodio , óxido nítrico y dióxido de nitrógeno . [88]

2 NaNO 2 → Na 2 O + NO + NO 2

El nitrito de sodio también se puede utilizar en la producción de ácido nitroso :

2 NaNO 2 + H 2 SO 4 → 2 HNO 2 + Na 2 SO 4

El ácido nitroso, en condiciones normales, se descompone:

2HNO2 → NO2 + NO + H2O

El dióxido de nitrógeno resultante se hidroliza a una mezcla de ácidos nítrico y nitroso:

2 NO 2 + H 2 O → HNO 3 + HNO 2

Marcado de isótopos15norte

NaNO2 enriquecido con isótopos 15N

En la síntesis orgánica, se puede utilizar nitrito de sodio enriquecido con isótopos- 15 N en lugar del nitrito de sodio normal, ya que su reactividad es casi idéntica en la mayoría de las reacciones.

Los productos obtenidos contienen el isótopo 15 N y, por lo tanto, la RMN de nitrógeno se puede realizar de manera eficiente. [89]

Referencias

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Fuentes

Lectura adicional

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