Fosfat

Fosfater finns i alla djur- och växtceller, i livsmedel, i kosmetisk kemi, tvättmedel, mediciner och gödningsmedel. De används inom många industrigrenar – bilindustri, konstruktion, petrokemi, textil, etc. Men vilka är dessa kemiska föreningar? Vilka egenskaper har de och används fosfater uteslutande oralt?

Vad är fosfater och vilka egenskaper har de?

När vi pratar om fosfater menar vi oftast ortofosfater , alltså derivat av fosforsyra (V) med den kemiska formeln H ₃ PO ₄ . Tre väteatomer kan ersättas med metallkatjoner eller ammoniumjoner (salter bildas) eller av organiska grupper (då bildas estrar). Fosforsyra kan uttorkas, vilket resulterar i:

• Pyrofosforsyra H4P2O7 (dess derivat är pyrofosfater);
• Metafosforsyror (HPO3)ₙ, som bildar cykliska eller linjära polymera syror (metafosfater eller polyfosfater);

• Polyfosforsyror Hₙ+2PₙO3ₙ+1 (polyfosfater).

Det är dock värt att tillägga att fosfor också bildar andra syror , där det skiljer sig åt i graden av oxidation – trioxofosforsyra (III) H ₃ PO ₃ (fosfonsyra) och hypofosforsyra (I) H ₃ PO ₂ (fosfinsyra). De finner också användning inom industrin, men i mycket mindre utsträckning än ortofosfater. På grund av den mångskiftande strukturen har fosfater olika fysikalisk-kemiska egenskaper, som används inom specifika industrigrenar. Den bredaste användningen finns av fosfater med kelatbildande förmåga (bindning av metalljoner), buffrande förmåga (pH-stabilisering), emulgerande förmåga , såväl som de som är hygroskopiska och termiskt stabila (beständiga mot höga temperaturer).

Applicering av fosfater i livsmedelsindustrin

Fosfater är mycket vanliga livsmedelstillsatser , som främst fungerar som surhetsreglerande medel, stabilisatorer, emulgeringsmedel, antioxidanter, konserveringsmedel och jäs- och klumpförebyggande medel. På etiketter ska de letas efter under beteckningarna E338 till E452 . Serien börjar med fosforsyra (E338) och sedan natriumfosfater, kaliumfosfater, kalciumfosfater, difosfater, trifosfater och polyfosfater. De finns till exempel som huvudingrediens i kolsyrade drycker. Fosfater i jordbruket – en nyckelkomponent i gödselmedel I jordbruket finns fosfater i konstgödsel som en källa till lätt assimilerbar fosfor, en av de tre grundläggande näringsämnena (tillsammans med kväve och kalium). Fosfor är viktigt för utvecklingen av rötter och bildandet av blommor och frukter. Växten använder det i alla metaboliska processer – det är en komponent i ATP , den grundläggande energibäraren. I gödselmedel omvandlas innehållet av detta element till mängden P ₂ O ₅ . De viktigaste typerna av fosfatgödselmedel är (P ₂ O ₅ -halt inom parentes):

• Enkelt superfosfat (16-20%),
• Anrikat superfosfat (40-50%),
• Ammoniumfosfat, DAP (46%) – ger också kväve, varför det är ett mycket effektivt gödningsmedel,
• Monoammoniumfosfat, MAP (50-55%),
• Termofosfater.

Fosfaternas roll i industriella kemikalier

Fosfater används också i stor utsträckning i industrikemikalier . De tillsätts plaster, textilier och industrimaterial som flamskyddsmedel, tillsatser till färger och emaljer, mjukgörare, termiska stabilisatorer och vattenbehandlingsmedel (sekvestreringsmedel och kalkinhibitorer).

Fosfaters påverkan på miljön – utmaningar och regleringar

Den största utmaningen i samband med användningen av fosfater är deras påverkan på miljön, särskilt vatten. Överanvändning av dessa föreningar leder till övergödning av vatten, dvs överdriven blomning av alger och cyanobakterier, och följaktligen – syrebrist och vattenlevande organismers död. Den huvudsakliga källan till fosfater är jordbruket samt kommunalt och industriellt avloppsvatten, varför EU-reglerna ganska strikt reglerar deras användning.

Alternativ till fosfater – är de möjliga?

Naturligtvis finns det alternativ till fosfater som används inom livsmedelsindustrin (t.ex. citrater, bikarbonater), tvättmedel (t.ex. zeoliter, polykarboxylater) eller jordbruk (organiska gödselmedel, återvunna gödselmedel eller struvit). Även om de är biologiskt nedbrytbara och stödjer en ekonomi med sluten krets, inkluderar deras främsta nackdelar bland annat lägre effektivitet, högre kostnader eller begränsad tillgänglighet.

Standarder och föreskrifter gällande användning av fosfater

Användningen av fosfater som livsmedelstillsatser är strikt reglerad av EU-lagstiftningen. De viktigaste rättsakterna är förordning (EG) 1333/2008 och kommissionens förordningar (EU) om ändring av dess bilagor (nr 1129/2011, 2017/871 och 2018/74). Dessa föreskrifter är avsedda att säkerställa att konsumenternas konsumtion av fosfater inte överstiger 70 mg/kg kroppsvikt (uttryckt som fosfor) – i enlighet med rekommendationen från Vetenskapliga kommittén för livsmedel. Standarderna för innehållet av fosfor i tvätt- och rengöringsmedel anges i Europaparlamentets och rådets förordning (EU) nr 259/2012. De utgör 0,5 %fosfor i tvättmedel och 0,3 g fosfor i en standarddos av maskindiskmedel. När det gäller konstgödsel anger inte Europaparlamentets och rådets förordning (EU) 2019/1009 det maximala innehållet av fosfor, utan tar främst upp frågan om föroreningar (t.ex. kadmium) och främjar användningen av organiska och återvunna gödselmedel.