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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, muy soluble en agua y 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 uso principal del nitrito de sodio es para la producción industrial de compuestos organonitrogenados. Es un reactivo para la conversión de aminas en compuestos diazo , que son precursores clave de muchos tintes, como los tintes diazo . Los compuestos nitrosos se producen a partir de nitritos. 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 eficaz de la corrosión y se utiliza como aditivo en grasas industriales, [5] como solución acuosa en sistemas de refrigeración 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 rosado. [8] [9] El nitrito reacciona con la mioglobina de la carne para provocar cambios de color, convirtiéndose primero en nitrosomioglobina (rojo brillante) y luego, al calentarse, en nitrosohemocrome (un pigmento rosado). [10]

Históricamente, la sal se ha utilizado para la conservación de la carne. El producto cárnico conservado en sal solía tener un color gris parduzco. Cuando se agrega nitrito de sodio a la sal, la carne adquiere un color rojo y luego rosado, que se asocia con embutidos como el jamón, el tocino, las salchichas y la mortadela. [11]

A principios del siglo XX, el curado irregular era algo común. Esto llevó a más investigaciones sobre el uso de nitrito de sodio como aditivo en los alimentos, estandarizando la cantidad presente en los alimentos para minimizar la cantidad necesaria y maximizando su función 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 efectividad para controlar el crecimiento de microorganismos que causan 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 cárnica, [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. Del mismo modo se utiliza el nitrito de potasio (E249). Está aprobado para su uso en la Unión Europea, [14] [15] EE. UU., [16] y Australia y Nueva Zelanda. [17]

En el procesamiento de carnes, el nitrito de sodio nunca se utiliza en estado puro sino siempre mezclado con sal común . Esta mezcla se conoce como sal nitritada, sal de curado o sal de curado nitritada. En Europa, la sal de curación 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 deseable color rojo (o rosado sombreado) de la carne. [12] Se necesita muy poco nitrito para inducir este cambio. [12] Se ha informado que se necesita 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 nitrosilantes 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 gusto 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 para crecer hasta el punto de producir toxina. [9] [20] Algunos productos cárnicos curados en seco se fabrican 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 que causan deterioro o enfermedades. [12] Aunque los mecanismos inhibidores no se conocen bien, su eficacia depende de varios factores, incluido 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 ) brindan una protección similar contra las bacterias, pero no brindan el color rosado deseado. [21] [22]

Inhibición de la peroxidación lipídica.

El nitrito de sodio también puede retrasar eficazmente el desarrollo de 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 apetecibles). [19] El nitrito de sodio actúa como antioxidante en un mecanismo similar al responsable del efecto colorante. [19] El nitrito reacciona con proteínas hemo e iones metálicos, neutralizando los radicales libres mediante óxido nítrico (uno de sus subproductos). [19] La neutralización de estos radicales libres pone fin al ciclo de oxidación de lípidos que conduce a la rancidez. [19]

Medicamento

El nitrito de sodio se utiliza como medicamento junto con el tiosulfato de sodio para tratar la intoxicación por cianuro . [26] Se recomienda sólo en casos graves de intoxicación por cianuro y ha sido reemplazado en gran medida por el uso de hidroxocobalamina . [27] La ​​hidroxicobalamina , 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 contra los CN- . [28] En aquellos que tienen intoxicación por cianuro y monóxido de carbono, generalmente se recomienda el tiosulfato de sodio solo si la instalación no tiene suficiente hidroxicobalamina [29] [30] Se administra mediante 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 del conocimiento y vómitos. [26] Se debe tener mayor cuidado en personas con enfermedades cardíacas subyacentes. [26] Los niveles de metahemoglobina del paciente deben controlarse periódicamente 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 actúa creando metahemoglobina, donde el átomo de hierro en el centro del grupo hemo está en estado ferroso oxidado ( Fe 3+ ), que se une al cianuro con mayor afinidad que su unión a la citocromo C oxidasa, y así evita que bloquee la función metabólica de las mitocondrias . [31]

El nitrito de sodio entró en uso médico 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 de 2020 y 2021 han analizado la toxicidad del nitrito de sodio y un aparente aumento reciente de suicidios con nitrito de sodio que se había pedido en línea. [35] El uso de nitrito de sodio como método suicida se ha debatido intensamente en foros sobre suicidio, principalmente en Sanctioned Suicide . [36] El nitrito de sodio también fue el punto focal del estudio de McCarthy et al. v Demanda de Amazon que alega que Amazon ayudó conscientemente en la muerte de niños sanos vendiéndoles "kits de suicidio", ya que la función " frecuentemente comprados juntos " de Amazon recomendaba comprar nitrito de sodio, un antiemético y un libro de instrucciones sobre 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, se ha introducido legislación en los Estados Unidos con el objetivo de considerar 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 azul de metileno inmediatamente . [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 180 mg/kg y en humanos la LD Lo es 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, produce hipoxia sistémica , acidosis metabólica y cianosis . [50] Los [51] signos informados de intoxicación por nitrito de sodio son los siguientes:

"Los síntomas de la 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 parecer un poco pálidas y sentirse cansadas. La intoxicación de moderada a grave está asociada con cianosis (color azulado de la piel), confusión, pérdida del conocimiento, convulsiones, ritmos cardíacos anormales y muerte".

Con una acción inmediata, 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] generalmente se establece mediante técnicas de detección, como evidencia en la escena que sugiere el consumo fatal de una sal tóxica, además de la característica lividez gris-púrpura observada en el cuerpo. El diagnóstico se puede establecer mediante análisis de sangre post mortem que demuestren niveles elevados de metahemoglobina. Además, hemos confirmado que la resonancia magnética postmortem en casos de [metahemoglobinemia] demuestra una señal T1 brillante (hiperintensa) de la sangre tanto dentro de la sangre intracardíaca en las resonancias magnéticas de tórax como en muestras de sangre postmortem en tubos".

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

Presencia en hortalizas.

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 nitritos suficientes para el curado comercial de carne. [61] Hervir verduras no afecta los niveles de nitritos. [62]

La presencia de nitrito en el tejido animal es consecuencia del metabolismo del óxido nítrico , un importante neurotransmisor. [63] El óxido nítrico se puede crear de novo a partir de óxido nítrico sintasa utilizando arginina o a partir de 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 los cerdos salvajes y los jabalíes . [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 desmayará y se desmayará, y luego morirá de manera humana después de quedar inconsciente por primera vez. [67] El Departamento de Parques y Vida Silvestre de Texas opera un centro de investigación en el Área de Manejo de Vida Silvestre de Kerr, donde examinan las preferencias de alimentación de los jabalíes y las tácticas de cebo para administrar nitrito de sodio. [68]

Cáncer

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

Se ha demostrado que agregar 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 realizada por la Organización Mundial de la Salud en 2015 concluyó que había evidencia suficiente de que las "carnes procesadas" causaban cáncer, particularmente cáncer de colon; [7] la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) de la OMS clasificó las "carnes procesadas" como cancerígenas para los seres humanos ( Grupo 1 ); "carne procesada", que 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 las carnes, cuando se cocina la 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 las 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 en Estados Unidos resultó en una disminución del 69% en el contenido promedio de nitrito. Este evento precedió al comienzo de una dramática disminución 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 utilizan ácido eritórbico , un isómero del ácido ascórbico más barato pero igualmente eficaz . Además, los fabricantes pueden incluir α-tocoferol (vitamina E) para inhibir aún más la producción de nitrosamina. El α-tocoferol, el ácido ascórbico y el ácido eritórbico inhiben la producción de nitrosamina 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 de nitrito de sodio, reduce el nitrosonio a óxido nítrico. [73] El ion nitrosonio formado en soluciones ácidas de nitrito comúnmente [74] [75] se denomina erróneamente anhídrido nitroso , un óxido de nitrógeno inestable que no puede existir in vitro. [76]

La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) ha clasificado la ingestión de nitrito en condiciones que resultan en nitrosación endógena como "probablemente cancerígeno para los humanos". [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 ingesta muy frecuente de carnes curadas con sal rosa y la EPOC , una forma de enfermedad pulmonar . [80] [81] Los investigadores del estudio sugieren que la gran cantidad de nitritos en las carnes fue la responsable; sin embargo, el equipo no demostró la teoría de los nitritos. Además, el estudio no prueba que los nitritos o la carne curada causen tasas más altas de EPOC, sino simplemente 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 limaduras de chatarra para reducir el nitrato. [4] [84]

NaNO3 + Pb → NaNO2 + PbO

Un método más comúnmente utilizado implica la reacción general de óxidos de nitrógeno en una solución acuosa alcalina, con la adición de un catalizador . Las condiciones exactas dependen de qué óxidos de nitrógeno se utilizan y cuál es el oxidante, ya que las condiciones deben controlarse cuidadosamente para evitar la sobreoxidación 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 mediante exposición al calor, la luz, la radiación ionizante, metales, hidrógeno y 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 luego, en condiciones normales, se descompone:

2 HNO 2 → NO 2 + NO + H 2 O

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

2 NO 2 + H 2 O → HNO 3 + HNO 2

Marcado de isótopos 15 N

NaNO2 enriquecido con isótopos 15N

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

Los productos obtenidos llevan el isótopo 15 N y, por tanto, la RMN de nitrógeno se puede llevar a cabo de manera eficiente. [89]

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Fuentes

Otras lecturas

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