Fosfát

Fosfáty se nacházejí ve všech živočišných a rostlinných buňkách, v potravinách, v kosmetické chemii, detergentech, lécích a hnojivech. Používají se v mnoha odvětvích průmyslu – automobilový, stavební, petrochemický, textilní atd. Co to ale jsou za chemické sloučeniny? Jaké vlastnosti mají a používají se fosfáty výhradně orálně?

Co jsou fosfáty a jaké mají vlastnosti?

Hovoříme-li o fosfátech, máme nejčastěji na mysli ortofosfáty , tedy deriváty kyseliny fosforečné (V) s chemickým vzorcem H ₃ PO ₄ . Tři atomy vodíku mohou být nahrazeny kovovými kationty nebo amonným iontem (vznikají soli) nebo organickými skupinami (pak vznikají estery). Kyselina fosforečná může být dehydratována, což má za následek:

• Kyselina pyrofosforečná H4P2O7 (její deriváty jsou pyrofosfáty);
• Metafosforečné kyseliny (HPO3)ₙ, které tvoří cyklické nebo lineární polymerní kyseliny (metafosfáty nebo polyfosfáty);

• Polyfosforečné kyseliny Hₙ+2PₙO3ₙ+1 (polyfosfáty).

Je však vhodné dodat, že fosfor tvoří i další kyseliny , u kterých se liší stupněm oxidace – kyselina trioxofosforečná (III) H ₃ PO ₃ (fosfonová) a kyselina fosforná (I) H ₃ PO ₂ (fosfinová). Uplatnění nacházejí i v průmyslu, ale v mnohem menší míře než ortofosfáty. Díky různorodé struktuře mají fosforečnany různé fyzikálně-chemické vlastnosti, které se využívají ve specifických průmyslových odvětvích. Nejširší uplatnění nacházejí fosfáty s chelatačními schopnostmi (vázání kovových iontů), pufračními schopnostmi (stabilizace pH), emulgačními schopnostmi a také hygroskopické a tepelně stabilní (odolné vůči vysokým teplotám).

Aplikace fosfátů v potravinářském průmyslu

Fosfáty jsou velmi rozšířené potravinářské přídatné látky , které slouží především jako regulátory kyselosti, stabilizátory, emulgátory, antioxidanty, konzervanty, kypřící a protispékavé látky. Na štítcích je třeba hledat pod označením E338 až E452 . Série začíná kyselinou fosforečnou (E338) a dále fosforečnany sodnými, fosforečnany draselnými, fosforečnany vápenatými, difosforečnany, trifosforečnany a polyfosforečnany. Najdeme je například jako hlavní složku sycených nápojů. Fosfáty v zemědělství – klíčová složka hnojiv V zemědělství se fosforečnany nacházejí v umělých hnojivech jako zdroj snadno asimilovatelného fosforu, jedné ze tří základních živin (spolu s dusíkem a draslíkem). Fosfor je nezbytný pro vývoj kořenů a tvorbu květů a plodů. Rostlina jej využívá při všech metabolických procesech – je součástí ATP , základního nosiče energie. V hnojivech se obsah tohoto prvku převádí na množství P ₂ O ₅ . Nejdůležitějšími typy fosfátových hnojiv jsou (obsah P ₂ O ₅ v závorce):

• jednoduchý superfosfát (16-20%),
• obohacený superfosfát (40-50%),
• Fosforečnan amonný, DAP (46 %) – také poskytuje dusík, a proto je to velmi účinné hnojivo,
• Monoamoniumfosfát, MAP (50-55%),
• Termofosfáty.

Úloha fosfátů v průmyslových chemikáliích

Fosfáty jsou také široce používány v průmyslových chemikáliích . Přidávají se do plastů, textilií a průmyslových materiálů jako zpomalovače hoření, přísady do barev a smaltů, změkčovadla, tepelné stabilizátory a prostředky pro úpravu vody (sekvestranty a inhibitory vodního kamene).

Vliv fosfátů na životní prostředí – výzvy a předpisy

Největší výzvou související s používáním fosfátů je jejich dopad na životní prostředí, zejména na vodu. Nadužívání těchto látek vede k eutrofizaci vod, tj. nadměrnému rozkvětu řas a sinic a následně k deficitu kyslíku a úhynu vodních organismů. Hlavním zdrojem fosfátů je zemědělství a také komunální a průmyslové odpadní vody, a proto předpisy EU poměrně přísně regulují jejich použití.

Alternativy k fosfátům – jsou možné?

Samozřejmě existují alternativy k fosfátům, které se používají v potravinářském průmyslu (např. citráty, hydrogenuhličitany), detergentech (např. zeolity, polykarboxyláty) nebo zemědělství (organická hnojiva, recyklovaná hnojiva nebo struvity). Přestože jsou biologicky odbouratelné a podporují ekonomiku s uzavřenou smyčkou, mezi jejich hlavní nevýhody patří mimo jiné nižší účinnost, vyšší náklady nebo omezená dostupnost.

Normy a předpisy týkající se používání fosfátů

Použití fosfátů jako potravinářských přídatných látek je přísně regulováno právem EU. Nejdůležitějšími právními akty jsou Nařízení (ES) 1333/2008 a Nařízení Komise (EU), kterým se mění jeho přílohy (č. 1129/2011, 2017/871 a 2018/74). Tyto předpisy mají zajistit, aby spotřeba fosfátů spotřebiteli nepřekročila 70 mg/kg tělesné hmotnosti (vyjádřeno jako fosfor) – v souladu s doporučením Vědeckého výboru pro potraviny. Normy pro obsah fosforu v pracích a čisticích prostředcích jsou uvedeny v nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) č. 259/2012. Obsahují 0,5 %fosforu v pracích prostředcích a 0,3 g fosforu ve standardní dávce prostředků pro myčky nádobí. Co se týče umělých hnojiv, nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) 2019/1009 nespecifikuje maximální obsah fosforu, ale řeší především problematiku kontaminantů (např. kadmium) a podporuje používání organických a recyklovaných hnojiv.