Información completa sobre los fosfatos
El fosfato es uno de los componentes naturales de casi todos los alimentos. Se utiliza ampliamente en el procesamiento de alimentos como un importante ingrediente alimentario y aditivo funcional. Es una sal de fosfato y es una sustancia muy importante en química inorgánica, bioquímica y biogeoquímica.
El 27 de octubre de 2017, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer de la Organización Mundial de la Salud publicó una lista de referencia preliminar de carcinógenos que incluyen el fósforo-32 y su forma de fosfato. Introducción básica Nombre chino: Fosfato Nombre extranjero: sales de fósforo Uso: Ingredientes alimentarios importantes y aditivos funcionales Clasificación: Introducción básica de ortofosfato y polifosfato condensado, clasificación de fosfato, ortofosfato, metafosfato, propiedades físicas y químicas, formas principales, usos, industria de fertilizantes químicos, Materiales refractarios, industria alimentaria, industria alimentaria, introducción básica El fosfato es uno de los ingredientes naturales de casi todos los alimentos. Se utiliza ampliamente en el procesamiento de alimentos como un importante ingrediente alimentario y aditivo funcional. El fosfato natural es roca de fosfato (que contiene fosfato de calcio). El fosfato se puede producir haciendo reaccionar ácido sulfúrico con la roca de fosfato para formar dihidrógenofosfato de calcio y sulfato de calcio que pueden ser absorbidos por las plantas. Los fosfatos se pueden dividir en ortofosfatos y fosfatos condensados: los fosfatos utilizados en el procesamiento de alimentos suelen ser sales de sodio, sales de calcio, sales de potasio y sales de hierro y sales de zinc como fortificantes nutricionales. Hay más de 30 variedades. El fosfato de sodio es el principal tipo de fosfato alimentario nacional que se consume. Con el desarrollo de la tecnología de procesamiento de alimentos, el consumo de fosfato de potasio también aumenta año tras año. Fosfato Clasificación de los fosfatos El fosfato se puede dividir en ortofosfato y fosfato condensado. Los ortofosfatos son sales de ácidos que contienen oxígeno y fósforo pentavalente, incluidos ortofosfatos, pirofosfatos y metafosfatos, habitualmente denominados ortofosfatos. El ácido ortofosfórico es un ácido tribásico y existen tres tipos de ortofosfatos: ① dihidrógeno fosfato, también conocido como fosfato de primera generación, ambos solubles en agua; ② hidrógeno fosfato, también conocido como ③ ortofosfato, también conocido como; Fosfato Fosfato de tercera generación. Los dos últimos son generalmente insolubles en agua, excepto las sales de sodio, potasio y amonio. Además de ser un metal monovalente, M también puede ser metal en otros estados de valencia. El dihidrógeno fosfato de sodio se usa para controlar la concentración de iones de hidrógeno de la solución; el hidrógeno fosfato disódico se usa en el tratamiento del agua como precipitante de metales polivalentes; el fosfato trisódico se usa para fabricar jabones y detergentes. Fosfato El pirofosfato es un ácido tetrabásico y existen cuatro tipos de pirofosfato: los tipos y son los más comunes. Metafosfato El metafosfato suele ser un compuesto formado en un anillo. La fórmula general es: el metafosfato dímero (anillo de seis miembros) y el metafosfato tetramérico (anillo de ocho miembros) son comunes. No tiene una estructura cristalina definida y también se le llama fosfato. vaso. El hexametafosfato de sodio es el cuerpo de vidrio de fosfato más común. No tiene un punto de fusión fijo y su solubilidad en agua es variable. El pH de la solución acuosa está entre 5,5 y 6,4. En realidad, es un compuesto de cadena larga con 20 a 100 unidades. El fosfato de cadena se puede utilizar como agente de tratamiento de agua de calderas, dispersante de pigmentos, dispersante de lodo y conservante de metales. Los iones fosfato pueden producir el precipitado amarillo característico del fosfomolibdato de amonio, que puede usarse para análisis y determinación (ver ácido fosfórico). Concentración media anual de fosfato en la superficie del agua de mar. Propiedades físicas y químicas. Fórmula estructural del grupo funcional del ácido fosfórico en solución ácida. En una solución alcalina, este grupo funcional libera dos átomos de hidrógeno e ioniza el fosfato con una carga formal de -2. El ion fosfato es un ion poliatómico formado por un átomo de fósforo rodeado por cuatro átomos de oxígeno, formando un tetraedro regular. El ion fosfato tiene una carga formal de -3 y es la base conjugada del ion hidrógeno fosfato; el ion hidrógeno fosfato es la base conjugada del ion dihidrógeno fosfato y el ion dihidrógeno fosfato es la base conjugada del ácido fosfórico; Es una molécula hipervalente (el átomo de fósforo tiene 10 electrones en su capa de valencia). El fosfato también es un compuesto organofosforado con la fórmula química OP(OR)3. Excepto algunos metales alcalinos, la mayoría de los fosfatos son insolubles en agua en condiciones estándar. En soluciones acuosas diluidas, el fosfato existe en cuatro formas. En un ambiente alcalino fuerte, habrá más iones de fosfato; en un ambiente alcalino débil, habrá más iones de hidrógeno fosfato.
En un ambiente débilmente ácido, los iones de dihidrógeno fosfato son más comunes, mientras que en un ambiente fuertemente ácido, el ácido fosfórico soluble en agua es la forma principal. Formas principales El fosfato es la forma natural del elemento fósforo y se encuentra en una variedad de minerales de fosfato. El fósforo elemental o los fosfuros son difíciles de encontrar (en los meteoritos sólo se encuentran cantidades muy pequeñas). En mineralogía y geología, fosfato se refiere a una piedra o mineral que contiene iones de fosfato. Fórmula estructural del grupo funcional del ácido fosfórico en solución ácida. Los depósitos de roca fosfórica más grandes de América del Norte se encuentran en el centro de Florida, Sodas Springs, Idaho y las zonas costeras de Carolina del Norte. A esto le siguen ubicaciones en Montana, Tennessee, Georgia y Carolina del Sur, cerca de Charleston. La pequeña nación insular de Nauru alguna vez tuvo una gran cantidad de minerales de fosfato de alta calidad, pero ahora han sido intensamente explotados. El polvo de roca fosfórica también se puede encontrar en la isla de Nafsa, Marruecos, Túnez, Israel, Togo y Jordania, donde también se extraen grandes cantidades de fosfato. En los organismos, el fósforo se presenta en forma de iones fosfato libres en solución, lo que se denomina "fosfato inorgánico". Esto debe diferenciarse de otros fosfatos en los ésteres de fosfato. El fosfato inorgánico está representado por Pi, que se puede obtener mediante hidrólisis de pirofosfato (representado por PPi): como se muestra a la izquierda. Sin embargo, los fosfatos se presentan más comúnmente en forma de monofosfato de adenosina (AMP), difosfato de adenosina (ADP), trifosfato de adenosina (ATP), ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN), y pueden hidrolizarse mediante ADP o ATP. liberado. Existen reacciones similares para otros nucleósidos de difósforo o trifósforo. Los enlaces de anhídrido fosfato en el ADP y el ATP, u otros nucleósidos de difósforo y trifosfato, contienen una gran cantidad de energía, por lo que desempeñan un papel importante en la biología. Generalmente se les conoce como fosfofosfatos de alta energía, como el fosfato de creatina en el tejido muscular. Algunos compuestos como la fosfina también se utilizan en química orgánica, pero no parecen tener equivalentes naturales. Muestras de piedras de fosfato El fosfato se recolecta en gran medida de forma ecológica debido a su importancia biológica. Por tanto, tiende a ser un agente tóxico en el medio ambiente y su disponibilidad determina la tasa de crecimiento biológico. Agregar grandes cantidades de fosfato a un ambiente deficiente en fosfato o a un ambiente microbiano tendrá un impacto ecológico significativo. Por ejemplo, el crecimiento de un determinado organismo provocará la muerte de otros organismos, y la disminución en el número de ciertos organismos provocará una falta de recursos como el oxígeno (ver eutrofización). En el contexto de la contaminación, los fosfatos son un componente importante del total de sólidos disueltos, un importante indicador de la calidad del agua. Uso Los fosfatos en la industria de fertilizantes químicos se utilizan generalmente en detergentes como ablandadores de agua. Sin embargo, debido a que los ciclos de auge y caída de las algas afectan la descarga de fosfatos en las cuencas, los detergentes con fosfatos están regulados en algunas áreas. En agricultura, el fosfato es uno de los tres principales nutrientes de las plantas y el principal componente de los fertilizantes. El polvo de roca fosfórica se extrae de las capas de fósforo de las rocas sedimentarias. En el pasado se extraía y se utilizaba sin procesar, pero ahora el fosfato en bruto sólo se utiliza en la agricultura biológica. Generalmente, se procesa químicamente en cal superfosfato, superfosfato doble o dihidrógenofosfato de amonio. Su concentración es mayor que la del fosfato y son más solubles en agua, por lo que las plantas pueden absorberlos más rápido. Los grados de fertilizantes generalmente tienen tres números: el primero se refiere a la cantidad de nitrógeno, el segundo se refiere a la cantidad de fosfato y el tercero se refiere al agua alcalina. Entonces, un fertilizante 10-10-10 tendría 10 de cada ingrediente y el resto serían rellenos. La escorrentía de fosfato de tierras agrícolas excesivamente fertilizadas puede ser la causa de eutrofización, mareas rojas y la consiguiente hipoxia. Este, al igual que los limpiadores con fosfato, puede provocar hipoxia en peces y otros organismos acuáticos. Refractarios Los fosfatos se utilizan como agentes aglutinantes en refractarios. El aglutinante de fosfato es un aglutinante de material refractario con ortofosfato ácido o fosfato de policondensación como compuesto principal y tiene propiedades gelificantes. La forma combinada de aglutinante de fosfato es una combinación de reacción química o una combinación de polimerización. La mayoría de los aglutinantes que se obtienen haciendo reaccionar ácido fosfórico con óxidos de metales alcalinos o alcalinotérreos y sus hidróxidos son aglutinantes que se endurecen al aire, es decir, pueden coagularse y endurecerse a temperatura ambiente sin calentar.
La mayoría de los aglutinantes que se obtienen haciendo reaccionar ácido fosfórico con óxidos anfóteros, hidróxidos u óxidos ácidos son aglutinantes termoestables, que deben calentarse a una cierta temperatura para que reaccionen antes de que pueda ocurrir la coagulación y el endurecimiento. El fosfato se usa como aglutinante para materiales refractarios. Tiene una fuerte fuerza de unión en el rango de temperatura media y baja antes de que se produzca la unión cerámica, por lo que se usa ampliamente como aglutinante para materiales refractarios sin forma y materiales refractarios que no se queman. Industria alimentaria El fósforo es un elemento mineral importante y necesario para el cuerpo humano. La principal fuente de fósforo para el cuerpo humano son los alimentos naturales o los aditivos de fosfato alimentario. El fosfato es uno de los ingredientes naturales de casi todos los alimentos. Debido a que el fosfato puede mejorar o impartir una serie de propiedades excelentes a los alimentos, comenzó a usarse en el procesamiento de alimentos hace más de cien años y se usó ampliamente después de la década de 1970. El fosfato es una de las categorías de aditivos alimentarios más utilizadas y utilizadas. Como ingrediente alimentario importante y aditivo funcional, se utiliza ampliamente en productos cárnicos, productos avícolas, mariscos, frutas, verduras, productos lácteos, productos horneados y bebidas. el procesamiento de productos de papa, condimentos, alimentos preparados, etc. Los fosfatos utilizados en el procesamiento de alimentos suelen ser sal de sodio, sal de calcio, sal de potasio, así como sal de hierro y sal de zinc como fortificantes nutricionales. Hay más de 30 variedades de fosfatos de calidad alimentaria de uso común. grado en China. La principal categoría de consumo de fosfatos Con el desarrollo de la tecnología de procesamiento de alimentos, el consumo de fosfatos de potasio también aumenta año tras año. Para aprovechar al máximo el efecto sinérgico entre varios fosfatos y fosfatos y otros aditivos, y satisfacer las necesidades de desarrollo de la tecnología de procesamiento de alimentos, a menudo se utilizan varios fosfatos compuestos como ingredientes alimentarios y aditivos funcionales en aplicaciones prácticas, la investigación y. El desarrollo de fosfatos compuestos se ha convertido cada vez más en la dirección de desarrollo para el desarrollo y aplicación de aditivos alimentarios de fosfato. Fosfato en la industria alimentaria Las funciones de los fosfatos en la industria alimentaria se pueden dividir en 15 categorías según la Farmacopea Americana de Químicos Alimentarios (FCC): Agente ácido: Ácido fosfórico Agente antiaglomerante: Fosfato de calcio Antioxidante: Hipofosfito de calcio 4. Tampón: Fosfato de hidrógeno Dihidrógenofosfato de diamonio, fosfato dibásico de amonio, dihidrógenofosfato de calcio, fosfato de calcio, pirofosfato de calcio, dihidrógenofosfato de potasio, hidrogenofosfato dipotásico, pirofosfato ácido de sodio, dihidrógenofosfato de sodio, hidrogenofosfato disódico, fosfato de sodio, pirofosfato Mejorador de masa de sodio: hidrogenofosfato de diamonio, dihidrógenofosfato de amonio, dihidrógenofosfato de calcio, hidrogenofosfato de calcio emulsionante: fosfato de potasio, polimetafosfato de potasio, pirofosfato de potasio, fosfato de aluminio y sodio (alcalino), metafosfato de sodio (insoluble), dihidrógenofosfato de sodio, hidrogenofosfato de disodio, polifosfato de sodio (vítreo), sodio pirofosfato endurecedor: dihidrógeno fosfato de calcio humectante: metafosfato de polipotasio cultivo iniciador: hidrógeno fosfato de diamonio, dihidrógeno fosfato de amonio, pirofosfato ácido de sodio, fosfato de sodio y aluminio (ácido) 10. Agentes nutricionales: dihidrógeno fosfato de calcio, hidrogenofosfato de calcio, fosfato de calcio, pirofosfato de calcio, fosfato de hierro, pirofosfato de hierro, hidrogenofosfato de magnesio, fosfato de magnesio, ácido hipofosforoso Manganeso, pirofosfato férrico de sodio, dihidrógenofosfato de sodio, hidrogenofosfato disódico, fosfato de sodio, pirofosfato de sodio Conservante: hipofosfito de sodio. 12. Agentes quelantes: dihidrógenofosfato de calcio, ácido fosfórico, dihidrógenofosfato de potasio, hidrogenofosfato dipotásico, pirofosfato ácido de sodio, metafosfato de sodio (insoluble), polifosfato de sodio (vítreo). 13. Aditivos de almidón modificado: trimetapirofosfato, dihidrógenofosfato de potasio. 14. Agentes mejoradores de tejidos: pirofosfato de potasio, tripolifosfato de potasio, metafosfato de sodio (insoluble), hidrogenofosfato de disodio (vítreo), tripolifosfato de sodio. 15. Alimentos fermentados: dihidrógenofosfato de amonio, hidrogenofosfato de diamonio, fosfato dicálcico, fosfato dicálcico, dihidrógenofosfato de potasio, hidrogenofosfato dipotásico. De lo anterior se puede ver que el fosfato tiene dos funciones principales en el procesamiento de alimentos, una es un mejorador de la calidad y la otra es un potenciador nutricional.