O fosfato é uma substância inorgânica constituída por um ânion trivalente que contém um átomo de fósforo e quatro átomos de oxigênio (PO₄^3-). Este ânion trivalente representa um grupo de compostos derivados do elemento químico fósforo, os quais também podem ser definidos como sais inorgânicos ou ésteres do ácido fosfórico.

Dependendo da quantidade de grupos PO₄^3- combinados, pode-se afirmar que existem os seguintes tipos de fosfatos:

mono- ou orto-fosfatos (PO₄³-): 1 grupo PO₄^3-

di- ou piro-fosfatos (P₂O₇⁴-): 2 grupos PO₄^3-

tri- ou tripoli-fosfatos (P₃O₁₀^5-): 3 grupos PO₄^3-

poli- ou hexameta-fosfatos ((PO₃)_(n+2)^(n+4)- ): mais que 3 grupos PO₄^3-

Os fosfatos são produzidos industrialmente a partir da reação do ácido fosfórico com bases alcalinas e aplicação de calor. Dependendo da base alcalina utilizada, são produzidos diferentes tipos de fosfatos, tais como os fosfatos de sódio, fosfatos de potássio, fosfatos de cálcio, fosfatos de amônio, fosfatos de magnésio, fosfatos de ferro, entre outros.

Os fosfatos são a principal forma disponível de fósforo encontrada na natureza, e estão amplamente presentes na crosta terrestre, portanto são encontrados em minerais, organismos vivos e na maioria dos alimentos.

Os fosfatos fornecem um componen­te nutricional essencial para o corpo humano: o fósforo, o qual exerce muitas funções no organismo, participando de quase todas as reações químicas do metabolismo humano.

O fósforo é um nutriente essencial e necessário ao funcionamento celular adequado, regulação do cálcio no organismo, assimilação de gordura, absorção de proteínas, formação de ossos e dentes fortes, músculos e cérebro saudáveis, e para produzir a ATP (adenosina trifosfato), molécula que fornece energia para as nossas células.

O fósforo representa mais da metade da massa óssea de nosso organismo. Desta forma, para a constituição e reconstituição óssea, é necessário um equilíbrio significativo entre cálcio e fósforo continuamente. Assim, a exigência do corpo humano por fósforo está diretamente relacionada com a presença de cálcio no organismo. O balanço desses dois minerais deve ser mantido para a boa saúde.

Estudos clínicos demonstram que os fosfatos de cálcio promovem uma melhora significativa na mineralização óssea e na resistência óssea em comparação com a fortificação de cálcio isolada em níveis equivalentes de suplementos de cálcio.

A deficiência de fósforo pode levar a perda de apetite, anemia, dor muscular, formação óssea inadequada (raquitismo), dormência e um sistema imunológico enfraquecido.

Na indústria alimentícia os fosfatos são amplamente utilizados como ingredientes fontes de minerais, como Cálcio, Potássio, Magnésio e Ferro, e/ou como aditivos alimentares, exercendo diversas funções regulamentadas pela Anvisa, tais como: aglutinante/antiumectante, estabilizante, emulsificante, acidulante/regulador de pH, melhorador de farinha, fermento químico, sequestrante, antioxidante (no caso do ácido fosfórico), fonte de nutrientes (minerais), veículo e excipiente no caso de suplementos vitamínicos na forma de comprimidos.

Quase todos os fosfatos alimentícios são considerados GRAS (Generally Recognized as Safe) pelo FDA. Sua inocuidade com relação à saúde huma­na é confirmada não somente pelo fato de serem usados em todos os países do mundo, mas também por terem sido incluídos nas formulações de alimentos infantis, suplementos dietéticos e medicamentos.

As principais propriedades dos fosfatos são:

a) Capacidade de acidificar, alcalinizar e controlar o pH: regulador de acidez e estabilizante.

b) Capacidade de sequestrar metais: estabilizante, emulsificante.

c) Capacidade de interação específica com proteínas, melhorando sua funcionalidade: estabilizante e emulsificante.

d) Capacidade de controlar a velocidade de reação de neutralização - fermentação química: fermento químico.

e) Fonte de minerais: fósforo, cálcio, potássio, magnésio, ferro.

Os fosfatos são fortemente utilizados pela indústria de alimentos e bebidas em razão de sua capacidade de acidificar ou alcalinizar um sistema, bem como em manter controlados o pH ou a acidez do produto. Esta funcionalidade é aplicável praticamente em todos os sistemas e processos de alimentos e bebidas, onde haja a necessidade de se regular a acidez e pH do produto durante o processamento e vida de prateleira, promovendo, assim, a estabilidade e a qualidade do produto final.

Os orto- ou monofosfatos são os fosfatos com a maior capacidade tamponante.Destes, os mais utilizados na indústria alimentícia são:

-Fosfatos Monossódico (MSP) ou Monopotássico (MKP) ou Monocálcico (MCP);

-Fosfatos Dissódico (DSP) ou Dipotássico (DKP) ou Dicálcico (DCP);

-Fosfato Trissódico (TSP) ou Tricálcico (TCP).

Além dos monofosfatos, os difosfatos e trifosfatos de sódio também podem ser utilizados como reguladores de acidez, porém a capacidade tamponante dos monofosfatos é significativamente maior.

Os fosfatos também têm excelente habilidade para sequestrar metais, os quais quando livres, podem servir de nutrientes para microrganismos indesejados e/ou como catalisadores de inúmeras reações indesejadas, como a degradação de alguns nutrientes e/ou outros ingredientes como a oxidação lipídica e alteração de cor, por exemplo.

A presença de metais livres também pode prejudicar a solubilidade de alguns produtos como, por exemplo, nas salmouras para carnes processadas produzidas com água muito dura, onde a presença dos minerais da água pode dificultar a completa solubilidade dos fosfatos funcionais e outros ingredientes, resultando em possíveis entupimentos nos sistemas de injeção ou mesmo baixos rendimentos no produto final.

Outro exemplo da habilidade de sequestrar íons metálicos dos fosfatos se dá em produtos lácteos, onde o cálcio natural do leite, ao ser sequestrado pelos fosfatos, além de tornar a caseína do leite mais solúvel, também estará, de certa maneira, protegido contra a própria formação de gel durante a vida de prateleira de leites UHT.

Os fosfatos com maior capacidade sequestrante são os polifosfatos (ou hexametafosfatos de sódio), sendo estes vastamente utilizados como sequestrantes ou estabilizantes em diversas aplicações na indústria, tais como em bebidas, alguns produtos lácteos, carnes processadas e para tratamento de água dura.

A capacidade dos fosfatos de interagir com as proteínas tornando-as mais funcionais, mais hidratadas, e com maior capacidade de reter água, emulsionar e aerar, é uma habilidade específica dos difosfatos ou pirofosfatos.

O efeito pirofosfato em carnes processadas que resulta na extração e hidratação das proteínas da carne, promovendo bons rendimentos, boa qualidade e estabilidade do produto final é uma das aplicações de fosfatos mais reconhecidas. Mas este mesmo efeito também é percebido em outras aplicações como, por exemplo, em produtos lácteos, onde o difosfato de sódio é usado como um dos fosfatos que compõem os sais fundentes em queijos processados.

Os fosfatos além de contribuírem com funcionalidades únicas e essenciais nas diferentes aplicações da indústria alimentícia, também são fontes disponíveis e estáveis de nutrientes minerais como o Cálcio, o Potássio, o Ferro, o Magnésio e o próprio Fósforo, facilitando a fortificação de alimentos com minerais essenciais para a saúde humana.

Como nem todos os fosfatos possuem a mesma capacidade de regular e controlar a acidez, de interação com proteínas e de sequestrar metais, por muitas vezes se faz necessário o uso de combinações de dois a quatro fosfatos diferentes para garantir a funcionalidade desejada na dosagem limitada pela legislação (dependendo da aplicação final e condições de processo).

O fosfato como ácido levedante é o ingrediente do fermento químico que neutraliza o bicarbonato de sódio ou de potássio, e que controla a velocidade da liberação do gás carbônico da fermentação química.

A fermentação química, por sua vez, é a responsável pela aeração e crescimento da massa, volume, altura, padronização da estrutura do miolo, cor e sabor de produtos fermentados quimicamente como bolos e biscoitos, por exemplo.

Cada fosfato ácido levendante possui um valor de neutralização próprio e se diferencia pela velocidade de reação, podendo reagir rapidamente durante a mistura em temperatura ambiente ou reagindo somente ou majoritariamente quando atingida a temperatura do forno. O valor de neutralização é um parâmetro importantíssimo para a correta formulação do fermento químico, garantindo, assim, o balanço da reação de neutralização e qualidade do produto final.

Fosfatos para indústria de panificação e cereais

Principais funções e benefícios:

Melhorador de farinha para produtos panificados em geral (pães, biscoitos, wraps).

Ácido levedante de fermentos químicos, que controla a reação de neutralização e liberação de gás carbônico, resultando em produtos produzidos com fermentação química com qualidade e uniformes.

Fortificação mineral.

Regulador do pH e estabilização da massas, textura e cor de diversos produtos, tais como: coberturas de empanados, macarrão instantâneo, cereais e snacks extrusados.

Antiumectante em produtos em pó.

Permitir a reformulação de produtos fermentados quimicamente reduzidos em ou livres de sódio e/ou alumínio sem prejuízo de performance no produto final.

Principais fosfatos usados como ácidos levedantes:

Fosfato Monocálcico (MCP), Pirofosfato de Cálcio (CAPP), Pirofosfato ácido de sódio (SAPP), Fosfato de Alumínio e Sódio (SALP), Fosfato Dicálcico (DCP) e combinações de MCP/CAPP, SAPP/MCP, SAPP/MCP/SALP.

Principais fosfatos utilizados como reguladores de acidez, estabilizantes, antiumectante e fonte de Cálcio: orto, piro- e tripoli-fosfatos de sódio, e fosfato tricálcico.

Fosfatos para indústria de carnes processadas

Principais funções e benefícios:

Controlar o pH do produto final.

Maximizar o rendimento de carnes processadas com o aumento da retenção de água;

Reduzir perdas de líquidos durante o processamento e vida de prateleira.

Melhorar a qualidade e a estabilidade do produto final, como textura, cor, sabor, aparência efatiamento.

Permitir a reformulação de produtos reduzidos em sódio sem perder o rendimento nem alterar a qualidade do produto final.

Principais fosfatos utilizados:

Combinações diferentes fosfatos como ortofosfatos de sódio (TSP), Pirofosfatos de sódio (SAPP, TSPP, 3SP), Tripolifosfatos de sódio (STPP), Hexametafosfatos de sódio (SHMP) e Fosfatos de Potássio.

Fosfatos para indústria de laticínios

Principais funções e benefícios:

Regulador de pH.

Estabilização das proteínas lácteas durante o tratamento térmico e vida de prateleira.

Caracterização da textura em queijos processados.

Emulsificante.

Fortificação mineral.

Sequestrante: efeito sinérgico antimicrobiano e pro antioxidante.

Antiumectante em produtos em pó.

Permitir a reformulação de produtos reduzidos em sódio, sem prejuízo de performance e qualidade do produto final.

Principais fosfatos utilizados:

Combinações de diferentes fosfatos como ortofosfatos de sódio (MSP,DSP,TSP), Pirofosfatos de sódio (SAPP, TSPP), Tripolifosfatos de sódio (STPP), Hexametafosfatos de sódio (SHMP) e Fosfatos de Potássio. Ortofosfatos de cálcio (MCP, DCP e TCP) e de potássio (MKP, DKP) para fortificação com cálcio e potássio.

Fosfatos para indústria de bebidas

Principais funções e benefícios:

Acidulantes.

Regulador de pH.

Sequestrante: efeito sinérgico antimicrobiano e pro antioxidante.

Estabilizante: evitar a coagulação das proteínas durante tratamento térmico e prevenir a formação de géis proteicos em bebidas proteicas UHT.

Fortificação mineral.

Antiumectante em produtos em pó.

Principais fosfatos utilizados:

Ácido fosfórico, fosfatos ortofosfatos de sódio (MSP,DSP,TSP), Hexametafosfatos de sódio (SHMP) e possíveis combinações. Ortofosfatos de cálcio (MCP, DCP e TCP) e de potássio (MKP, DKP) para fortificação com cálcio e potássio.

*Marta M. M. Ghizzi é Gerente Técnica da Innophos para America Latina.

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