Tag Archives: E452

Stabiliseringsmedel: Natriumpolyfosfat (i), kaliumpolyfosfat (ii), natriumkalciumpolyfosfat (iii), kalciumpolyfosfat (iv) (E452)

En introduktion till fosfater som tillsats i mat.

Polyfosfater är salter eller estrar av polymeriska oxoanjoner som bildats av tetraedriska fosfatstrukturenheter som länkats samman med delade syreatomer. När två hörn delas kan polyfosfaten få en linjär kedjestruktur eller en cyklisk ringstruktur. Inom biologin är polyestrarna AMP, ADP och ATP involverade i energiöverföring.

Dessa ämnen är salter av natrium, kalium, kalcium och ammonium. (i) var tidigare känt som E450c(i), (ii) var tidigare känt som E450c(ii).

De fungerar som stabiliseringsmedel, konsistensmedel och vattenbindande medel i till exempel glass, soppor och såser, kött- och fiskprodukter, till exempel djupfryst fisk samt i konfektyrprodukter av socker (max 5 gram per kilo).

Det sägs att det inte finns några kända negativa effekter när man använder dem i mat, men höga fosfatkoncentrationer kan störa många metabolismprocesser eftersom fosfat spelar en sådan viktig roll i generell metabolism.

Accepterat dagligt intag är 70 milligram per kilo kroppsvikt.

Natriumpolyfosfat (i) kallas också natriumhexametafosfat (SHMP), natriumtetrapolyfosfat, Grahams salt, Natriumpolyfosfater (glasartade), natriumpolymetafosfat och natriummetafosfat. De är färglösa eller vita, genomskinliga plättar, granulat eller pulver och är mycket lösligt i vatten.

Lösliga natriumpolyfosfater erhålls genom sammansmältning och påföljande nedkylning av natriumortofosfater. Dessa föreningar utgör en klass amorfa, vattenlösliga polyfosfater bestående av raka kedjor av metafosfatenheter, (NaPO3)x där x ≥ 2, vilka avslutas med Na2PO4-grupper. Natriumpolyfosfaterna identifieras vanligen utifrån förhållandet mellan Na2O och P2O5 eller utifrån P2O5-halten. Na2O/P2O5-förhållandet varierar från ca 1:3 för natriumtetrapolyfosfat, där x = ca 4, till ca 1:1 för Grahams salt, vanligen kallat hexametafosfat, där x = 13 till 18, och till ca 1:0 för natriumpolyfosfater med högre molekylvikt, där x = 20 till 100 eller mer. Lösningar av dessa föreningar har ett pH som varierar mellan 3,0 och 9,0 i en 1-procentig lösning.

(i) används som komplexbildare och används inom en mängd olika brancher. Med hjälp av natriumkarbonat kan man höja dess pH till mellan 8,0 och 8,6, vilket gör (i) användbart som vattenmjukgörare och i tvättmedel. Det används också som dispergeringsmedel för att bryta ner lera och andra jordarter.

Ett mindre känt användningsområde för (i) är som en deflockulant vid tillverkning av terra sigillata, en keramisk teknik där man använder lera med de finaste partikelstorlekarna. (i) gör att tunga partiklar sjunker till botten så att man kan suga bort de små partiklarna och applicera dem på keramikytan.

(i) är också ett vitgöringsmedel som ingår i vissa tandkrämer med blekningsfunktion och munvatten.

Det är också en ingrediens i falsk lönnsirap, till exempel Aunt Jemima’s Original Syrup. Används också i florsocker (max 10 gram per kilo).

Kaliumpolyfosfat (ii) är också känt som kaliummetafosfat, kaliumpolymetafosfat och Kurrols salt.

Det är heterogena blandningar av kaliumsalter av linjära kondenserade polyfosforsyror med den allmänna formeln H(n + 2)PnO(3n + 1) där ’n’ är minst 2 och förekommer som ett fint vitt pulver eller kristaller eller färglösa glasartade plättar.

1 gram löser sig i 100 milligram av en 1:25 natriumacetatlösning. I en 1-procentig lösning har det ett pH på högst 7,8.

Det används bland annat som flamskyddsmedel, gödsel och växtnäring. Det används också som emulsifieringsmedel i nudlar, köttprodukter och i ostprodukter.

Natriumkalciumpolyfosfat (iii) är också känt som natriumkalciumpolyfosfat (glasartat).

Det är vita, glasartade kristaller och kulor. Det har ett pH på cirka 5 till 7 en 1-procenting uppslammning.

(i) används i paneringsdegar (max 12 gram per kilo).

Kalciumpolyfosfat (iv) är också känt som kalciummetafosfat och kalciumpolymetafosfat.

Det är heterogena blandningar av kalciumsalter av kondenserade polyfosforsyror med den allmänna formeln H((n + 2)PnO(n + 1) där ’n’ är minst 2. Ämnet är luktfritt och förekommer som färglösa vita kristaller eller vitt pulver. Det är ofta svårtlöst i vatten, utan löses vanligen i sura medier.

(iv) används i filéer av oberedd fisk, fryst och djupfryst (max 5 gram per kilo), oberedda och beredda frysta och djupfrysta blötdjurs- och kräftdjursprodukter (max 5 gram per kilo), beredda potatisprodukter (inklusive frysta, kylda och torkade beredda produkter) och för stekt fryst och djupfryst potatis (max 5 gram per kilo), bredbara fetter med undantag av smör (max 5 gram per kilo), smör av syrad grädde (max 2 graper kilo), kräftdjursprodukter på burk (max 1 gram per kilo), vattenbaserade emulsionssprayer för infettning av bakformar (max 30 gram per kilo), kaffebaserade drycker för dryckesautomater (2 gram per liter).

Läs mer: ”Tvättmedel i automatkaffe” (Aftonbladet). Notera att Selecta numera kallar sitt Selecta Whitener för ‘vitt’ istället för mjölk.

1 kommentar

Filed under Kemi, Matsaker, Stabiliseringsmedel

En introduktion till fosfater som tillsats i mat

En fosfatgruva i Hardee County i centrala Florida. Sjuttiofem procent av det fosfat som används i Förenta Staterna kommer från denna region.

En fosfatgruva i Hardee County i centrala Florida. Sjuttiofem procent av det fosfat som används i Förenta Staterna kommer från denna region.

Det finns tre grupper av fosfater som används som stabiliseringsmedel. De ges följande beteckningar: E450 (vinatriumdifosfat (i), trinatriumdifosfat (ii), tetranatriumdifosfat (iii), tetrakaliumdifosfat (v), dikalciumdifosfat (vi), kalciumdivätedifosfat (vii)), E451 (pentanatriumtrifosfat (i), pentakaliumtrifosfat (ii)) och E452 (Natriumpolyfosfat (i), kaliumpolyfosfat (ii), natriumkalciumpolyfosfat (iii), kalciumpolyfosfat (iv)). Jämför ammoniumfosfatider (E442).

Ett fosfat är ett oorganiskt kemikaliskt ämne, ett salt av fosforsyra. Inom den organiska kemin är ett fosfat, eller organofosfat, en ester av fosforsyra. Organiska fosfater är viktiga inom biokemin, geokemin och ekologin. Oorganiska fosfater bryts ur gruvtäkter för att användas inom jordbruket och industrin. Vid höga temperaturer i fast form kan fosfater kondensera och bilda pyrofosfater.

Inom biokemin

I biokemiska system hittar man fosfor som fria fosfaterjoner i lösning och kallar dem oorganiska fosfat för att särskilja dem från fosfater bundna i diverse fosfatestrar.

Oorganiskt fosfat kan framställas genom en hydrolys av pyrofosfat, men fosfater hittas oftast i form av adenosinfosfater (AMP, ADP och ATP) och i DNA och RNA och kan utsläppas genom hydrolys av ATP och ADP. Liknande reaktioner finns för de andra nukleotida difosfaterna och trifosfaterna. Fosfoanhydridbindningar i ADP och ATP, eller andra nukeotida difosfater och trifosfater, innehåller stora mängder energi vilket ger dem deras vitala roll i alla levande organismer. Man talar ofta om dem som högenergifosfater, precis som fosfagener i muskelvävnad.

Tillsättandet och borttagandet av fosfater från proteiner i alla celler är en viktig strategi i regleringen av metaboliska processer.

Fosfater är användbara i animaliska celler som buffertsystem. En viktig förekomst av fosfater i biologiska system är som byggnadsmaterial för ben och tänder. Dessa strukturer tillverkas av kristallina kalciumfosfater i form av hydroxyapatit. Den hårda och täta emaljen hos däggdjurständer består av fluoroapatit, en hydroxykalciumfosfat där vissa av hydroxylgrupperna har ersatts av flourjoner.

Exoskelettet hos insekter och kräftdjur (och till viss del alla leddjur under någon tid) är konstruerat av kitin, vilket innehåller kristallina kalciumfosfater som förstärkningsmaterial.

Inom geokemin

Fosfater är de naturligt förekommande formerna av grundämnet fosfor, vilket man kan hitta i många fosfatmineral. Inom mineralogi och geologi är fosfat en sten eller malm som innehåller fosfatjoner. Oorganiska fosfater bryts för att få fosfor till användning inom jordbruket och industrin.

De största fyndigheterna av forforit eller råfosfat i Nordamerika ligger i Bone Valley i centrala Florida, USA, Soda Springs-regionen i Idaho, och North Carolinas kust. Mindre fyndigheter finns i Montana, Tennessee, Georgia och South Carolina nära Charleston utefter Ashley Phosphate Road. Den lilla önationen Nauru och dess grannland Banaba Island, som brukade ha stora fosfatfyndigheter av högsta kvalitet, har blivit utnyttjad och bruten till överdrift. Råfosfat kan också hittas i Australien, Egypten, Irak, Israel, Marocko, Saudiarabien, Tunisien, Togo, Jordanien, Västsahara och på Makatea, Navassaön, länder och områden som har stora fosfatindustrier.

Tidskriften The Scientist menade att ”världen håller på att få slut på billigt fosfor, grundämnet som är hjärtat hos stora jordbruksframsteg och törniga miljöproblem. Inte förrän nu börjar biologer att förstå vad det betyder för utveckling och mänsklig hälsa.”

”Grundämnet fosfor, vilket naturligt binder till fyra syremolekyler i olika fosfatsalter, är inte bara ett viktigt näringsämne – det är ett av livets grundläggande näringsämnen. Det är en komponent i ben, de fosfolipidmembran som omsluter celler och deras organeller, den viktigare delen av adenosintrifosfatkoenzymet (ATP) som driver cellernas maskinerier, och del av ryggraden i varje DNA och RNA-molekyl. Liv, för att inte tala om mänskligt liv, är inte möjligt utan fosfat. Historiskt sett har människor fått fosfater från kött och mejeriprodukter men intar mer och mer via bearbetade livsmedel, inklusive som fuktbevarande tillsatser i kött och ost och de syrliga fosforsyrorna i läsk.

Från den tid då livet började på jorden, har den globala fördelningen av biotillgängliga fosfater format utveckling, ekologi och fysiologi. Nyligen har dock fosfat också orsakat miljö- och hälsoproblem hos människor. Den gröna revolutionen i mitten av 1900-talet har den utbredda användningen av fosforgödselmedel att tacka för sina massiva skördar, men avrinning från områden där man ägnar sig åt intensiva jordbruksmetoder och från tätorter har fått alger att växa utom all kontroll och kvävt livet i sjöar och andra vattendrag. Det borde inte komma som en överraskning att ett sådant grundläggande näringsämne också kan ha negativa effekter på människokroppen. Som James Elser uttrycker det, ‘fosfat är den universella biologiska acceleratorn: När du lägger det till ekologiska och biologiska system, går allting snabbare.’

Åtminstone tills vi inte har något kvar. Människor använder över 150 miljoner ton råfosfat varje år. I en inflytelserik tidskrift beräknade Dana Cordell, en miljöforskare vid University of Technology, Sydney, förra året, att 2033 kommer fosfatproduktionen inte längre att hålla jämna steg med efterfrågan, och de globala reserverna kommer att vara uttömda inom 50 till 100 år. (D. Cordell et al., “The story of phosphorus: global food security and food for thought,” Glob Env Change, 19:292-305, 2009.) Även om den globala tillgången räcker i 300 till 400 år, som fosfatindustrin hävdar, finns det ett ännu mindre lager av de enklast bearbetade bergarterna och USA kommer att ha förbrukat sina reserver 2050. När dessa reserver är slut kommer världen att bli mer beroende av fyndigheter som innehåller en lägre koncentration av fosfat och är spetsade med radioaktiva grundämnen som uran och torium, eller tungmetaller som kadmium. ‘Det finns inget på marknaden som kan ersätta fosfat i den omfattning som vi behöver det’, säger Cordell.

För att spara fosfat manar forskare som Cordell till att vi ska ändra våra kostvanor och öka effektiviteten i vårt användande av fosfat. Med andra ord: göra precis vad vissa forskare tror att våra cellulära vägar och obalancerade ekosystem säger till oss att vi bör göra.” (B. Borrell, ”Elemental Shortage,” The Scientist, årg. 24, nr. 11, s. 46, 2010-11-01, hämtad 2010-11-11, http://www.the-scientist.com/article/display/57777/)

Inom ekologin

Fosfat är en mycket eftersökt resurs, ekologiskt uttryckt, på grund av dess viktiga roll i biologiska system. När man använder det blir det ofta ett begränsande näringsämne i miljöer och dess tillgänglighet kan reglera tillväxten hos organismer. Detta är i allmänhet sant när det gäller sötvattenmiljöer, medan kväve oftast är det begränsande näringsämnet i havsmiljöer (saltvatten). Tillägg av höga fosfatnivåer till miljöer och mikromiljöer där det normalt är sällsynt kan få betydande ekologiska konsekvenser. Som exempel kan nämnas blomningar i populationer av vissa organismer på bekostnad av andra, och kollaps av de populationer som fråntagits resurser såsom syre kan förekomma.

Fosfatfyndigheter kan innehålla stora mängder naturligt förekommande tungmetaller. Gruvdrift av råfosfat kan lämna högar efter sig som en svans som innehåller förhöjda halter av kadmium, bly, nickel, koppar, krom och uran. Om de inte hanteras varsamt kan dessa restprodukter läcka tungmetaller till grundvattnet eller närliggande flodmynningar. Upptaget av dessa ämnen i växter och det marina livet kan leda till en koncentration av giftiga tungmetaller i livsmedel. (Gnandil, K.; Tchangbedjil, G.; Killil, K.; Babal, G.; Abbel, E. (mars). ”The Impact of Phosphate Mine Tailings on the Bioaccumulation of Heavy Metals in Marine Fish and Crustaceans from the Coastal Zone of Togo”. Mine Water and the Environment 25 (1): 56–62., hämtad 2010-11-11, http://www.springerlink.com/content/r471w72299287076/)

Läs också: ”Fosforbrist kan leda till världskrig” (SVT)

4 kommentarer

Filed under Kemi, Matsaker, Stabiliseringsmedel