Citrati di sodio: proprietà, usi, pro, contro, sicurezza
I citrati di sodio sono i sali sodici dell’acido citrico e vengono utilizzati nell’industria alimentare soprattutto come correttori di acidità, sistemi tampone, sequestranti, stabilizzanti ed emulsifying salts.
Nell’Unione europea sono identificati complessivamente con il numero E 331, che comprende tre sostanze differenti: citrato monosodico E 331(i), citrato disodico E 331(ii) e citrato trisodico E 331(iii). Non è quindi corretto considerare “citrato di sodio” come una sola formula chimica universale.
Quando in un’etichetta alimentare compare, per esempio, “correttori di acidità: citrati di sodio”, l’indicazione si riferisce a uno o più di questi sali autorizzati.
Descrizione
I citrati di sodio derivano dall’acido citrico, un acido organico naturalmente presente in molti alimenti e anche nel metabolismo umano. Sostituendo uno, due o tutti e tre gli idrogeni acidi dell’acido citrico con ioni sodio si ottengono rispettivamente il citrato monosodico, disodico e trisodico.
Il diverso grado di neutralizzazione modifica soprattutto il comportamento acido-base. Il citrato monosodico mantiene un carattere maggiormente acido, il disodico è intermedio, mentre il trisodico è la forma maggiormente neutralizzata e viene spesso utilizzato come tampone per aumentare o stabilizzare il pH.
Le specifiche europee descrivono queste sostanze come polveri cristalline bianche o cristalli incolori, con titolo non inferiore al 99% calcolato sulla sostanza anidra.
I citrati di sodio sono generalmente molto solubili in acqua e possono quindi essere incorporati facilmente in bevande, prodotti lattiero-caseari, preparazioni alimentari liquide e numerosi altri sistemi acquosi.
Processo di produzione
Industrialmente vengono prodotti mediante neutralizzazione controllata dell’acido citrico con una fonte di sodio, generalmente idrossido di sodio o carbonato di sodio.
Variando il rapporto tra acido citrico e base è possibile ottenere la forma mono-, di- o trisodica desiderata.
Dopo la neutralizzazione, la soluzione viene normalmente concentrata e sottoposta a cristallizzazione. Seguono separazione dei cristalli, eventuale lavaggio, essiccamento e macinazione o classificazione granulometrica.
Per il trisodio citrato, la normativa statunitense descrive espressamente la produzione mediante neutralizzazione dell’acido citrico con sodio idrossido o sodio carbonato; il prodotto può essere ottenuto anidro oppure come diidrato.
Le forme idrate contengono acqua di cristallizzazione, che fa parte della struttura cristallina e non deve essere confusa con acqua aggiunta come ingrediente.
Principali sostanze contenute
I citrati di sodio di grado alimentare sono sostanze altamente purificate e non matrici alimentari complesse.
La parte predominante è costituita dal sale sodico dell’acido citrico specifico, con un titolo minimo del 99% sulla base anidra secondo le specifiche europee. Le forme commerciali possono contenere inoltre acqua di cristallizzazione quando si presentano come monoidrato, sesquidrato, diidrato o pentahidrato.
Non devono essere considerati fonti significative di proteine, grassi, fibre o vitamine. Dal punto di vista nutrizionale, l’elemento quantitativamente più rilevante introdotto dal sale è invece il sodio.
La quantità teorica di sodio dipende dalla forma. Il citrato monosodico anidro contiene circa 10,7% di sodio, il citrato disodico sesquidrato circa 17,5%, il citrato trisodico anidro circa 26,7% e il trisodico diidrato circa 23,5%. Questi valori derivano dalla composizione molecolare e non rappresentano necessariamente il contenuto analitico di ogni grado commerciale.
Dati di identificazione e specifiche
| Caratteristica | E 331(i) Citrato monosodico | E 331(ii) Citrato disodico | E 331(iii) Citrato trisodico |
|---|---|---|---|
| Denominazione alternativa | sodio diidrogeno citrato | sodio idrogeno citrato | sodio citrato |
| Formula principale | C₆H₇NaO₇; anche C₆H₇NaO₇·H₂O | C₆H₆Na₂O₇·1.5H₂O | C₆H₅Na₃O₇; anche C₆H₅Na₃O₇·2H₂O o ·5H₂O |
| Massa molare | 214,11 g/mol anidro; 232,23 g/mol monoidrato | 263,11 g/mol nella forma prevista UE | 258,07 g/mol anidro; 294,10 g/mol diidrato; 348,16 g/mol pentahidrato |
| CAS | 18996-35-5 | 144-33-2 | 68-04-2 |
| EC/EINECS | 242-734-6 | 205-623-3 | 200-675-3 |
| Titolo UE | ≥ 99% sulla base anidra | ≥ 99% sulla base anidra | ≥ 99% sulla base anidra |
| pH indicativo della soluzione all’1% | 3,5–3,8 | 4,9–5,2 | più alcalino delle altre due forme |
| Aspetto | polvere cristallina bianca o cristalli incolori | polvere cristallina bianca o cristalli incolori | cristalli incolori o polvere cristallina bianca |
| Codice alimentare | E 331(i) / INS 331(i) | E 331(ii) / INS 331(ii) | E 331(iii) / INS 331(iii) |
Proprietà chimico-fisiche e tecnologiche
L’utilità alimentare dei citrati di sodio deriva soprattutto dal sistema acido citrico/citrato, capace di assorbire variazioni di acidità e contribuire al controllo del pH.
Questa capacità è particolarmente importante nelle bevande, dove un citrato di sodio può essere utilizzato insieme ad acido citrico o acido malico per evitare un’acidità eccessivamente aggressiva e mantenere più stabile il profilo sensoriale.
I citrati sono anche capaci di legare alcuni ioni metallici, in particolare attraverso la formazione di complessi con calcio e altri cationi. Da questa proprietà deriva la loro funzione sequestrante.
Nel settore lattiero-caseario il trisodio citrato può inoltre contribuire a modificare gli equilibri del calcio nelle proteine del latte, proprietà sfruttata nella produzione di alcuni formaggi fusi e sistemi emulsionati.
Il Codex Alimentarius attribuisce ai citrati di sodio funzioni che comprendono acidity regulator, emulsifier, emulsifying salt, sequestrant e stabilizer, a seconda della forma e della categoria alimentare.
Impiego alimentare e valutazione
| Aspetto | Valutazione |
|---|---|
| Funzioni principali | regolazione dell’acidità, tamponamento del pH, sequestro di ioni metallici, stabilizzazione; in applicazioni specifiche anche emulsificazione/emulsifying salt |
| Bevande | utilizzati per modulare e stabilizzare l’acidità e rendere più equilibrato il gusto di formulazioni contenenti acidi organici |
| Prodotti lattiero-caseari | possono favorire stabilità ed emulsificazione modificando l’equilibrio del calcio |
| Formaggi fusi | il trisodio citrato può funzionare come sale emulsionante |
| Conserve, frutta e preparazioni vegetali | possono contribuire al controllo del pH e alla stabilità tecnologica nelle categorie autorizzate |
| Altri impieghi | dolciumi, preparazioni alimentari, prodotti proteici, uova liquide e numerose altre categorie secondo le specifiche autorizzazioni |
| Apporto nutrizionale | non utilizzati come nutrienti; contribuiscono però all’apporto di sodio |
| Glutine | assente |
| Allergeni | non sono di per sé allergeni compresi nell’elenco obbligatorio UE |
| Sicurezza JECFA | ADI di gruppo “not limited/not specified” per citrati e acido citrico |
| USA | sodio citrato riconosciuto in 21 CFR §184.1751; uso secondo current good manufacturing practice |
| UE | E 331 autorizzato in numerose categorie, spesso a quantum satis ma con limiti specifici in alcune applicazioni |
| UK | E 331 “Sodium citrates” attualmente autorizzato in England, Scotland e Wales |
Il Regolamento europeo sugli additivi mostra infatti che l’E 331 è autorizzato quantum satis in numerose categorie, ma non in tutte: esistono anche applicazioni con quantitativi massimi specifici. Non è quindi corretto affermare che l’E 331 sia utilizzabile senza limite quantitativo in qualsiasi alimento.
In Gran Bretagna, il registro della Food Standards Agency indica Sodium citrates – E 331 come additivo autorizzato per England, Scotland e Wales.
Negli Stati Uniti il sodio citrato è disciplinato da 21 CFR §184.1751 e può essere utilizzato negli alimenti senza altra limitazione oltre alle current good manufacturing practices, secondo le condizioni stabilite dalla norma.
Alimentazione
Dal punto di vista nutrizionale i citrati di sodio non vengono aggiunti agli alimenti per fornire energia o nutrienti essenziali. La loro funzione è principalmente tecnologica.
Il citrato, dopo ingestione e dissociazione del sale, entra nei normali percorsi metabolici dell’organismo. Il citrato è infatti un intermedio naturale del ciclo dell’acido citrico o ciclo di Krebs.
Lo ione sodio entra invece nel normale pool di sodio dell’organismo. Di conseguenza, se un alimento contiene quantità significative di citrati di sodio, questi contribuiscono al contenuto complessivo di sodio del prodotto.
Questo aspetto è particolarmente importante quando si valuta una bevanda o un alimento nella sua interezza: il sodio non deriva soltanto dal cloruro di sodio, ma può provenire anche da ingredienti come citrati di sodio, bicarbonato di sodio, fosfati di sodio e altri sali sodici.
Pro
I citrati di sodio permettono di controllare il pH senza conferire necessariamente la stessa acidità sensoriale che deriverebbe dall’aggiunta di ulteriore acido citrico. Sono altamente solubili, tecnologicamente versatili e possono migliorare la stabilità di bevande, prodotti lattiero-caseari e altri alimenti.
La capacità di sequestrare ioni metallici può inoltre limitare alcune reazioni indesiderate e contribuire alla stabilità della formulazione.
Sono additivi ampiamente utilizzati e valutati a livello internazionale. JECFA ha stabilito per il sodio citrato e per il gruppo dell’acido citrico e dei suoi sali un’ADI non limitata / not specified, sulla base delle ben note vie metaboliche del citrato.
Contro
Il principale elemento da considerare non è il citrato in sé, ma il sodio associato.
Il trisodio citrato, soprattutto nella forma anidra, può contenere in peso una quota importante di sodio. In formulazioni nelle quali vengono impiegati diversi sali sodici, il loro contributo complessivo deve quindi essere considerato nel calcolo del contenuto di sodio e, conseguentemente, del sale dichiarato in etichetta secondo le regole nutrizionali applicabili.
Un altro limite è tecnologico: un dosaggio eccessivo può modificare eccessivamente il pH, alterare il gusto, conferire note saline o alcaline e modificare l’equilibrio di minerali e proteine della formulazione.
“ADI not specified” non significa inoltre che qualsiasi quantità sia appropriata. Gli additivi devono comunque essere utilizzati esclusivamente negli alimenti e nei livelli consentiti dalla normativa e nella quantità tecnologicamente necessaria.
Sicurezza
JECFA ha concluso che l’acido citrico e i suoi sali di calcio, potassio e sodio non rappresentano un pericolo tossicologico significativo alle condizioni previste di impiego alimentare, attribuendo al gruppo un’ADI non limitata/not specified.
Il citrato monosodico è anch’esso incluso nella group ADI for citric acid and bases, con ADI “not limited”.
Questa valutazione è coerente con il fatto che il citrato è un normale componente metabolico dell’organismo. La sicurezza del prodotto alimentare deve tuttavia considerare anche la quantità di sodio apportata e la composizione complessiva della dieta.
Nell’Unione europea la rivalutazione scientifica degli additivi già autorizzati continua nel quadro previsto dalla normativa. Nel 2026 EFSA ha incluso acido citrico E 330, citrati di sodio E 331, citrati di potassio E 332 e citrati di calcio E 333 in una richiesta di dati analitici e livelli d’uso destinata al processo di rivalutazione. Questo significa che la rivalutazione europea è ancora oggetto di aggiornamento scientifico e non che sia emerso uno specifico nuovo problema di sicurezza.
Allergeni e glutine
I citrati di sodio puri non contengono glutine e non appartengono alle categorie di allergeni alimentari soggetti a dichiarazione obbligatoria nell’Unione europea.
La materia prima commerciale deve comunque essere valutata sulla base delle specifiche del produttore quando siano rilevanti possibili contaminazioni crociate derivanti dall’impianto produttivo.
L’origine industriale dell’acido citrico impiegato nella produzione non implica automaticamente la presenza nel prodotto finale degli eventuali substrati utilizzati nella fermentazione: il citrato alimentare è successivamente purificato e trasformato nel relativo sale.
Conservazione
I citrati di sodio devono essere conservati in ambiente asciutto, in contenitori ben chiusi e protetti da umidità e contaminazioni.
La loro elevata solubilità in acqua e, per alcune forme, la tendenza ad assorbire umidità rendono importante mantenere il prodotto lontano da ambienti molto umidi.
In condizioni adeguate sono sostanze chimicamente stabili e presentano normalmente una lunga shelf life come materie prime alimentari.
Ambiente
La produzione dei citrati di sodio dipende principalmente dalla filiera dell’acido citrico e dalla produzione dei composti sodici impiegati nella neutralizzazione.
L’acido citrico industriale viene oggi prodotto soprattutto mediante processi fermentativi a partire da materie prime contenenti carboidrati. Il prodotto viene successivamente purificato e neutralizzato per ottenere il sale desiderato.
L’impatto ambientale dipende pertanto dall’origine delle materie prime, dall’efficienza della fermentazione, dal consumo di energia e acqua, dai processi di purificazione, dalla produzione della base sodica e dalla gestione degli effluenti.
Conclusione
I citrati di sodio sono sali dell’acido citrico impiegati come additivi alimentari e identificati nell’Unione europea con il codice E 331.
Il gruppo comprende tre sostanze: citrato monosodico E 331(i), citrato disodico E 331(ii) e citrato trisodico E 331(iii), caratterizzate da differente grado di neutralizzazione e quindi da diverso comportamento acido-base.
Sono prodotti principalmente mediante neutralizzazione dell’acido citrico con composti del sodio, seguita da cristallizzazione e purificazione. Nei gradi conformi alle specifiche europee il titolo è almeno 99% sulla base anidra.
La loro funzione negli alimenti è soprattutto tecnologica: vengono utilizzati per regolare e tamponare l’acidità, stabilizzare le formulazioni, sequestrare ioni metallici e, in determinate applicazioni, favorire l’emulsificazione. Il Codex riconosce queste funzioni per le diverse forme di E 331.
Nelle bevande contenenti acidi come acido citrico o acido malico, i citrati di sodio sono particolarmente utili perché permettono di controllare il pH e modulare l’acidità percepita.
Dal punto di vista della sicurezza, JECFA ha assegnato ai citrati una ADI non limitata/not specified, in considerazione delle normali vie metaboliche del citrato.
L’elemento nutrizionale più rilevante è invece il sodio: soprattutto il trisodio citrato può contribuire in misura non trascurabile al sodio totale di un alimento o di una bevanda. Per una corretta valutazione del prodotto finito è quindi opportuno considerare insieme quantità di E 331 utilizzata, forma specifica del citrato, apporto totale di sodio, pH e presenza di altri acidificanti o sali sodici.
