🥤 Лет десять назад ко мне на приём пришел подросток пятнадцати лет с жалобами на повышенную чувствительность зубов к холодному и горячему. Стоматолог диагностировал значительную эрозию эмали на передних зубах и отправил к диетологу выяснить причину. В разговоре выяснилось, что парень последние два года выпивал по полтора-два литра колы ежедневно — это было его любимым напитком, который он потягивал весь день из бутылки, носил с собой в школу, пил во время выполнения домашних заданий. Родители не возражали, считая, что газировка безопаснее энергетиков и алкоголя, которыми увлекались его сверстники. Когда я объяснил, что кола содержит фосфорную кислоту с pH около двух целых пяти десятых, что сопоставимо с желудочным соком, и что постоянное омывание зубов такой кислотой буквально растворяет эмаль, семья была шокирована. Мы составили план отказа от колы, замены на воду и несладкий чай, но повреждение эмали уже было необратимым, требовалось дорогостоящее восстановление. Этот случай научил меня важности просвещения о реальных механизмах вреда популярных продуктов, потому что абстрактные фразы «газировка вредна» не работают без понимания конкретной химии процесса.
⚗️ Фосфорная кислота, химическая формула H₃PO₄, также называемая ортофосфорной кислотой — это неорганическая трёхосновная кислота средней силы, одна из основных форм фосфора в биосфере и промышленности. В природе она встречается в составе фосфатов — минералов апатита, фосфоритов, из которых её и получают промышленным способом. Существует два основных метода производства: экстракционный, когда природные фосфаты обрабатывают серной кислотой с получением довольно загрязнённой технической фосфорной кислоты для производства удобрений, и термический, где элементарный фосфор сжигают до пятиокиси фосфора с последующим растворением в воде, получая чистую пищевую кислоту. Пищевая фосфорная кислота представляет собой прозрачную бесцветную сиропообразную жидкость без запаха с концентрацией обычно восемьдесят пять процентов, которую разбавляют до нужной концентрации при добавлении в продукты. Она диссоциирует ступенчато, отдавая три протона с разными константами кислотности: pKa₁ = два целых одна десятая, pKa₂ = семь целых две десятых, pKa₃ = двенадцать целых четыре десятых.
Применение в газированных напитках
🍹 Фосфорная кислота используется в газированных напитках типа колы с момента создания оригинальной рецептуры Coca-Cola в конце девятнадцатого века. Её функции многогранны и объясняют, почему производители предпочитают её другим кислотам. Первая функция — создание характерного резкого кисловатого вкуса, отличающего колу от других газировок. Фосфорная кислота имеет более агрессивный, минеральный, слегка металлический привкус по сравнению с мягкими фруктовыми нотами лимонной или яблочной кислоты. Этот привкус стал визитной карточкой колы, частью её идентичности, потребители ожидают именно такой вкус. Вторая функция — балансирование избыточной сладости. Классическая кола содержит около десяти — одиннадцати процентов сахара, что само по себе приторно сладко и приедается. Кислота создаёт контраст, освежает восприятие, позволяет пить больше без чувства приторности.
🦠 Третья функция — консервирование, подавление роста бактерий и плесени. При pH около двух целых пять — трёх большинство микроорганизмов не могут размножаться, что обеспечивает микробиологическую стабильность напитка при хранении без добавления других консервантов. Четвёртая функция — улучшение органолептики через взаимодействие с другими компонентами. Фосфорная кислота усиливает восприятие кофеина, который также содержится в коле, создавая синергетический бодрящий эффект. Она маскирует неприятный горький привкус некоторых ароматических компонентов, используемых в рецептуре. Пятая функция — технологическое удобство. Фосфорная кислота стабильна при хранении, не кристаллизуется в концентрированном виде в отличие от лимонной, которая может выпадать в осадок, не разлагается при пастеризации, хорошо растворяется в воде, легко дозируется. Согласно регламентам, содержание ортофосфорной кислоты в газировке не должно превышать семисот миллиграммов на литр, что соответствует примерно нуля целых ноль семи процента.
Программы тренировок от известных тренеров в удобном Telegram-боте. 500+ упражнений с видео для дома и зала, планы под ваши цели - похудение, набор массы или поддержание формы
Попробовать бесплатноСравнение с другими пищевыми кислотами
🍋 Лимонная кислота — самая распространённая органическая кислота в пищевой промышленности, используется в большинстве фруктовых газировок, лимонадов, энергетиков, соков. Она имеет мягкий фруктовый кислый вкус, приятный аромат, трёхосновная структура, формула C₆H₈O₇, pKa₁ = три целых одна десятая, pKa₂ = четыре целых семь десятых, pKa₃ = шесть целых четыре десятых. Лимонная кислота слабее фосфорной, pH её растворов при той же концентрации выше, вкус менее агрессивный. Она естественный метаболит цикла Кребса, присутствует во всех клетках организма, участвует в энергетическом обмене, поэтому воспринимается как более натуральная, безопасная. Лимонную кислоту получают микробиологическим синтезом с помощью плесневых грибов Aspergillus niger, культивируемых на сахаристых субстратах типа мелассы, это делает её производство дешёвым и экологичным.
🍏 Яблочная кислота — двухосновная органическая кислота, формула C₄H₆O₅, встречается в яблоках, винограде, других фруктах, используется в яблочных и виноградных газировках, энергетиках, спортивных напитках. Она имеет мягкий фруктовый вкус с меньшей терпкостью, чем лимонная, pH растворов также выше. Винная кислота из винограда используется реже, в основном в виноделии и специализированных напитках. Молочная кислота из молочнокислого брожения применяется в некоторых лимонадах, создаёт мягкий кисломолочный оттенок вкуса. Аскорбиновая кислота, витамин C, используется не столько для подкисления, сколько как антиоксидант, предотвращающий окисление витаминов и ароматических веществ, хотя она тоже кислая на вкус. Уксусная кислота применяется редко из-за резкого запаха, в основном в специфических напитках типа шрубов или некоторых ферментированных чайных напитков.
Почему именно фосфорная в коле
🥇 Выбор фосфорной кислоты для колы не случаен и определяется несколькими факторами. Исторически оригинальная рецептура Coca-Cola разрабатывалась фармацевтом Джоном Пембертоном как тонизирующий сироп, содержащий экстракты коки и ореха кола, кофеин, сахар, ароматизаторы, кислоту для баланса вкуса. Фосфорная кислота была выбрана из-за её способности создавать уникальный минеральный привкус, который хорошо сочетался с горьковатыми растительными экстрактами, маскировал их нежелательные ноты, придавал напитку фармацевтический, лечебный характер, который высоко ценился в конце девятнадцатого века. Когда из рецептуры убрали экстракт коки из-за запрета кокаина, вкусовой профиль остался прежним, потому что потребители привыкли именно к такой коле.
🔬 С технологической точки зрения фосфорная кислота имеет преимущества перед лимонной для колы. Во-первых, она более стабильна при взаимодействии с карамельным красителем, который даёт коле характерный тёмный цвет. Лимонная кислота может вызывать деградацию некоторых компонентов карамели, изменение цвета при длительном хранении. Во-вторых, фосфорная кислота лучше связывается с ионами металлов из воды и оборудования, предотвращая помутнение напитка, образование осадка. В-третьих, её буферная ёмкость выше благодаря трём ступеням диссоциации, что обеспечивает стабильность pH при колебаниях концентрации углекислоты, температуры, разбавления. В-четвёртых, она дешевле лимонной кислоты в промышленных масштабах, особенно в регионах с развитой химической промышленностью. В-пятых, вкус фосфорной кислоты стал настолько ассоциирован с колой, что потребители воспринимают варианты на лимонной кислоте как подделку или низкое качество, даже если объективно вкус может быть приятнее.
Влияние на зубную эмаль
🦷 Главный доказанный вред газировок с фосфорной кислотой — эрозия зубной эмали. Зубная эмаль состоит на девяносто шесть процентов из гидроксиапатита, минерала на основе кальция и фосфатов с формулой Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂. Это самая твёрдая ткань организма, но она уязвима к кислотам. При контакте с кислотой pH ниже пяти целых пять начинается деминерализация — растворение кристаллов гидроксиапатита с высвобождением ионов кальция и фосфатов. Критический pH для эмали — около пяти целых пять, ниже этого значения процесс растворения ускоряется экспоненциально. Кола имеет pH от двух целых трёх до двух целых семи, что значительно ниже критического, агрессивность по отношению к эмали в сотни раз выше нейтрального pH.
🔴 Фосфорная кислота особенно агрессивна к эмали по нескольким причинам. Во-первых, она сильнее лимонной при той же концентрации, создаёт более низкий pH. Во-вторых, она хелатирует — связывает ионы кальция, вытягивая их из кристаллической решётки эмали, ускоряя растворение. Фосфат-ионы из кислоты могут обмениваться с фосфатами в составе эмали, нарушая её структуру. В-третьих, минеральный привкус фосфорной кислоты частично маскирует кислотность, люди пьют колу быстрее и в больших объёмах, чем напитки с более очевидной кислотностью. Исследования показывают, что регулярное потребление колы три — четыре раза в день увеличивает риск эрозии эмали в два — три раза по сравнению с редким потреблением или отсутствием. Наиболее уязвимы передние зубы, которые первыми контактируют с напитком, и жевательные поверхности моляров, где напиток задерживается дольше.
Фосфор, кальций и здоровье костей
💀 Один из самых распространённых мифов о коле — что она вымывает кальций из костей, приводит к остеопорозу, переломам. Этот миф основан на реальном механизме, но сильно преувеличивает масштаб эффекта. Фосфорная кислота действительно может влиять на обмен кальция через несколько путей. Первый путь — прямое связывание кальция в желудочно-кишечном тракте. Фосфат-ионы образуют с кальцием из пищи нерастворимые соли — фосфаты кальция, которые хуже всасываются, выводятся с калом. Это снижает биодоступность кальция из одновременно употреблённой пищи. Однако этот эффект значим только при очень высоком потреблении фосфора относительно кальция, соотношение фосфор/кальций выше два к одному, чего сложно достичь обычной диетой.
⚖️ Второй путь — изменение фосфорно-кальциевого баланса в крови. Организм поддерживает строгое соотношение фосфора и кальция в плазме крови примерно один к одному. При резком повышении уровня фосфора из выпитой колы организм компенсирует это высвобождением кальция из костей для восстановления баланса. Паратиреоидный гормон активируется, стимулируя остеокласты — клетки, растворяющие костную ткань, высвобождая кальций. Однако этот эффект кратковременный, в течение нескольких часов баланс восстанавливается через почечную экскрецию избытка фосфора, и долгосрочного влияния на плотность костей нет при умеренном потреблении колы. Крупные эпидемиологические исследования показывают противоречивые результаты: некоторые находят небольшую негативную корреляцию между потреблением колы и плотностью костей у женщин в постменопаузе, другие не находят связи. Если связь существует, она слабая и объясняется скорее замещением молока колой в рационе, дефицитом кальция, а не прямым токсическим эффектом фосфора.
Программы тренировок от известных тренеров в удобном Telegram-боте. 500+ упражнений с видео для дома и зала, планы под ваши цели - похудение, набор массы или поддержание формы
Попробовать бесплатноФосфорная кислота и почки
🫘 Другое популярное утверждение — фосфорная кислота из колы способствует образованию камней в почках. Здесь механизм более сложный и зависит от типа камней. Восемьдесят процентов почечных камней — оксалатные или фосфатные соли кальция. Высокое потребление фосфора теоретически может увеличивать риск фосфатных камней через повышение концентрации фосфатов в моче. Однако исследования показывают, что потребление колы скорее связано с повышением риска уратных камней — солей мочевой кислоты, а не кальциевых. Механизм включает закисление мочи из-за метаболизма фосфорной кислоты, что способствует кристаллизации мочевой кислоты, которая менее растворима в кислой среде. Кроме того, кола содержит много сахара или искусственных подсластителей, которые повышают риск метаболического синдрома, подагры, гиперурикемии — факторов риска уратных камней.
💧 Важный фактор — обезвоживание. Кола обладает слабым диуретическим эффектом из-за кофеина, но главное, люди часто пьют колу вместо воды, не восполняя жидкость. Хроническая дегидратация — основной фактор риска любых почечных камней, потому что концентрация всех солей в моче повышается, достигая точки насыщения и кристаллизации. Поэтому корреляция между потреблением колы и камнями в почках, найденная в некоторых исследованиях, может объясняться низким потреблением воды, а не прямой токсичностью фосфорной кислоты. Исследования, где контролировали общее потребление жидкости, показывают значительно меньший эффект колы на риск камней. Рекомендация для профилактики камней: пить достаточно воды — минимум два — два с половиной литра в день, чтобы моча была светло-жёлтой, и ограничивать, но не обязательно полностью исключать колу и другие кислые напитки.
Нормы и регулирование
📋 Фосфорная кислота разрешена как пищевая добавка E338 во всех странах мира, включая Европейский союз, США, Россию, страны Таможенного союза. Её статус GRAS в США и разрешение без ADI — допустимой суточной дозы — в ЕС говорят о том, что регуляторы считают её безопасной при обычных уровнях потребления. Максимально допустимая концентрация в газированных напитках составляет семьсот миллиграммов на литр согласно Техническому регламенту Таможенного союза 029 и европейским нормам. Это означает, что литр колы может содержать до нуля целых семи граммов фосфорной кислоты. При среднем потреблении триста — пятьсот миллилитров в день это двести десять — триста пятьдесят миллиграммов фосфора из кислоты, что составляет около двадцати — тридцати процентов от рекомендуемого суточного потребления фосфора семьсот — тысяча миллиграммов.
⚠️ Роскачество периодически проверяет газированные напитки на соответствие нормам и иногда находит превышения. В 2023 году в образцах Coca-Cola Classic зафиксировано содержание ортофосфорной кислоты выше заявленного в маркировке, хотя в пределах допустимого регламентом. Это вызывает вопросы о стабильности производства и контроля качества, но не означает непосредственную опасность для здоровья. Производители обязаны указывать фосфорную кислоту в составе либо под названием, либо как E338, либо как регулятор кислотности без конкретизации. Потребитель может ориентироваться на позицию в списке ингредиентов: чем ближе к началу, тем выше концентрация. В коле фосфорная кислота обычно на третьем — пятом месте после воды, сахара, красителя, что указывает на значительное количество.
Альтернативные напитки и замена
🍊 Для людей, желающих снизить потребление фосфорной кислоты, существуют альтернативы. Фруктовые газировки типа апельсиновой, лимонной, яблочной обычно содержат лимонную или яблочную кислоту вместо фосфорной, они менее агрессивны к эмали, хотя тоже кислые. Имбирный эль, тоник часто используют лимонную кислоту. Газированная вода без добавок имеет pH около пяти — пяти целых пять из-за растворённой углекислоты, что выше критического для эмали, хотя некоторые исследования показывают минимальный эрозивный эффект при длительном потреблении. Полностью негазированная вода, чай, кофе без сахара — безопасные альтернативы без кислот. Молоко, кефир, ряженка имеют pH около шести — шести целых пять, нейтральны или слабощелочны, снабжают организм кальцием, который компенсирует потенциальные потери из-за фосфорной кислоты.
🥛 Интересно, что некоторые производители начали выпускать колу на лимонной кислоте вместо фосфорной в ответ на потребительские опасения. Такие варианты имеют слегка отличающийся, более фруктовый вкус, который поклонники классической колы находят ненастоящим, но новые потребители могут предпочесть как более мягкий и натуральный. Диетическая кола, кола зеро содержат ту же фосфорную кислоту, что и классическая, в тех же концентрациях, поэтому не имеют преимуществ по влиянию на эмаль, хотя отсутствие сахара снижает риск кариеса от бактериального брожения. Домашние лимонады на основе лимонного сока, мёда, газированной воды — здоровая альтернатива, контролируете количество сахара и кислоты, используете натуральную лимонную кислоту из фруктов. Холодный чай, настои трав с лимоном — освежающие напитки без агрессивных кислот и высоких доз кофеина и сахара.
Практические рекомендации
🛡️ Если вы регулярно пьёте колу или другие напитки с фосфорной кислотой, следуйте рекомендациям для минимизации вреда. Пейте через соломинку, чтобы минимизировать контакт напитка с передними зубами, направляйте струю ближе к горлу, не полощите напиток во рту. После употребления колы прополощите рот обычной водой, чтобы смыть кислоту и повысить pH слюны, нейтрализовать остатки. Не чистите зубы сразу после питья колы — размягчённая кислотой эмаль легко стирается абразивами зубной пасты. Подождите минимум тридцать — сорок минут, за это время слюна частично реминерализует эмаль. Пейте колу во время еды, а не между приёмами пищи — еда стимулирует выделение слюны, которая буферирует кислоту, пища разбавляет напиток, снижает время контакта с зубами.
🦷 Ограничьте частоту потребления: лучше выпить триста миллилитров колы за один раз раз в день, чем растягивать это на весь день маленькими глотками, потому что каждый глоток — это новая кислотная атака на эмаль. Зубы успевают восстановиться между редкими атаками, но постоянная кислотная ванна не даёт времени на реминерализацию. Используйте зубную пасту с фтором, который укрепляет эмаль, делает её более устойчивой к кислотам через образование фторапатита вместо гидроксиапатита. Рассмотрите профессиональное фторирование у стоматолога раз в полгода — год, если пьёте колу регулярно. Обеспечьте адекватное потребление кальция и витамина D: взрослым нужно тысяча — тысяча двести миллиграммов кальция в день из молочных продуктов, зелени, обогащённых продуктов, добавок при необходимости. Витамин D нужен для усвоения кальция, получайте его из солнечного света, жирной рыбы, обогащённых продуктов, добавок зимой. Пейте достаточно воды — минимум полтора — два литра в день — для разбавления фосфора в моче, снижения риска камней в почках.
Промышленное использование фосфорной кислоты
⚙️ Пищевое применение фосфорной кислоты не ограничивается газировками. Её используют в производстве плавленых сыров как эмульгирующую соль, которая связывает кальций, превращая твёрдый сыр в однородную пластичную массу. В хлебопекарной промышленности фосфорную кислоту и её соли — фосфаты кальция, натрия — добавляют в разрыхлители, улучшители теста для регулирования кислотности, улучшения структуры клейковины. В мясопереработке фосфаты используют для повышения водоудерживающей способности фарша, сочности колбас, ветчины, предотвращения отделения жира и воды. В производстве желе, мармеладов, джемов фосфорная кислота регулирует pH для оптимальной гелеобразующей способности пектина.
🏭 Непищевое применение фосфорной кислоты на порядки масштабнее: производство удобрений потребляет около восьмидесяти процентов мирового объема. Суперфосфат, двойной суперфосфат, аммофос, диаммофос — основные фосфорные удобрения, критически важные для сельского хозяйства. Фосфорную кислоту используют для фосфатирования металлов — создания защитных фосфатных покрытий на стали, алюминии перед покраской, что предотвращает коррозию. В производстве моющих средств фосфаты служат умягчителями воды, связывающими кальций и магний, предотвращающими образование мыльных шлаков. В фармацевтике фосфорную кислоту применяют в синтезе лекарств, как буферный агент в растворах для инъекций. В стоматологии разбавленную фосфорную кислоту используют для протравливания эмали перед установкой пломб, что создаёт микрошероховатую поверхность для лучшей адгезии композитных материалов.
Выводы и баланс рисков
⚖️ Фосфорная кислота в газировке — пример ингредиента, который не является ядом, но при неумеренном потреблении создаёт реальные риски для здоровья. Главный доказанный вред — эрозия зубной эмали при частом потреблении кислых напитков. Это необратимое повреждение, требующее дорогостоящего лечения, профилактика через ограничение потребления и правильную гигиену значительно эффективнее. Влияние на кости и почки спорное, вероятно незначительное при умеренном потреблении в контексте сбалансированной диеты с достаточным кальцием и водой. Демонизация фосфорной кислоты как «химического яда» ненаучна, она природное соединение, необходимое для жизни, присутствующее в каждой клетке. Проблема не в самой кислоте, а в дозе и частоте потребления концентрированных растворов без достаточной нейтрализации.
🎯 Разумный подход: рассматривайте колу и аналогичные напитки как occasional treat — редкое удовольствие, а не ежедневный напиток. Один — два стакана колы в неделю в компании друзей, в кино, на вечеринке вряд ли нанесут значимый вред здоровому взрослому с хорошей гигиеной полости рта и сбалансированной диетой. Ежедневное потребление нескольких банок колы, особенно между приёмами пищи, потягиваемое часами — прямой путь к эрозии эмали, кариесу, лишнему весу от сахара, зависимости от кофеина. Для детей и подростков риски выше из-за незрелой эмали, формирующихся костей, легче возникающих привычек, ограничивайте потребление газировок с фосфорной кислотой до особых случаев. Если любите газировку за освежающий эффект, постепенно переходите на газированную воду с добавлением натурального лимонного или лаймового сока, мяты, ягод — получите вкус и пузырьки без агрессивных кислот и сахара.
