E338 : Acide orthophosphorique

Tout savoir sur l’E338 : ses caractéristiques, son historique, sa structure, ses propriétés, sa place en nutrition et ses applications

L’E338 est un additif alimentaire connu sous les noms d’« acide phosphorique », « acide monophosphorique » et « acide orthophosphorique ». Le préfixe « ortho- » le distingue des autres acides qualifiés de «  polyphosphoriques » ou de « pyrophosphoriques ». Classé comme un acide faible, il est utilisé dans l’industrie alimentaire, mais aussi dans un large éventail d’applications. 

La description de l’E338 

À température ambiante, l’E338 se présente sous l’apparence d’un liquide clair ou d’un solide cristallin incolore, déliquescent et hygroscopique dans sa forme pure. Ne dégageant aucune odeur, il se caractérise par une saveur acidulée et une consistance plus ou moins visqueuse.

Le liquide est en général une solution aqueuse à 85 %. Le solide fond à une température de 42,35 °C, avec une masse volumique de 1,834 g/cm³. Dans ces conditions, la fusion du solide donne un liquide visqueux à l’odeur désagréable.

L’acide phosphorique est obtenu par combustion du phosphore ou par son traitement avec de l’acide nitrique. Il peut aussi être préparé commercialement par chauffage du phosphate de calcium avec de l’acide sulfurique.

L’acide orthophosphorique de qualité alimentaire s’obtient en réduisant le minerai de phosphate avec du coke. Le processus se réalise dans un four à arc électrique, donnant ainsi du phosphore élémentaire.

En y ajoutant de la silice, la réaction conduit à la formation du silicate de calcium. Du pentoxyde de phosphore pur est obtenu en distillant le phosphore élémentaire hors du four et en laissant s’enflammer au contact de l’air. 

Dissoudre ce produit dans de l’eau permet d’obtenir de l’acide phosphorique. Il peut être purifié davantage en éliminant les composés d’arsenic et d’autres impuretés susceptibles d’être toxiques.

L’historique de l’E338

L’acide phosphorique a déjà été produit et utilisé dans les temps anciens par les alchimistes sans avoir été identifié. 

C’est seulement en 1669 que l’alchimiste allemand Hennig Brand (1630-1710) a découvert le phosphore dont l’acide phosphorique tire son nom. 

Plus tard, le chimiste et pharmacien suédois Scheele (1742-1786) a réussi à avoir des résultats probants suite à ses recherches. En 1768, il a isolé l’hydrogène. En 1773, il a découvert l’oxygène et a obtenu du chlore.

Scheele a eu l’idée d’utiliser l’os à la place de l’urine comme principale source de phosphore. Il est parvenu à isoler ce sel minéral de la cendre d’os. Il l’a fait réagir avec de l’acide nitrique pour obtenir de l’acide phosphorique.

En 1841, le scientifique britannique John Bennet Lawes (1814-1900) a fait breveter un procédé de production de superphosphate à partir d’os. Fort de sa découverte, il l’a étendu aux phosphates issus de l’utilisation de roche.

Pour obtenir les superphosphates, il a traité le Ca₃(PO₄)₂ avec de l’acide sulfurique. Le résultat obtenu est : Ca₃(PO₄)₂ + 2H₂SO₄ Ca(H₂PO₄)₂ + 2CaSO₄. Les superphosphates sont plus solubles dans l’eau et plus efficaces pour les plantes, propriétés recherchées par cet expert du domaine de l’agriculture.

La structure de l’E338

L’E338 a pour formule chimique brute H₃O₄P. Il s’agit d’un triacide minéral. Les trois hydrogènes présentent divers degrés d’acidité et se perdent dans la molécule sous forme de protons ou ions H+. Lorsque les trois protons sont éliminés, il en résulte un ion orthophosphate appelé « phosphate ».

En revanche, l’élimination d’un seul proton donne un ion phosphate de dihydrogène. La suppression de deux particules du noyau atomique de charge électrique positive produit un ion phosphate d’hydrogène. L’acide orthophosphorique crée également des esters dénommés « organophosphates ». 

Dans ce triacide minéral, les trois bases formées se décrivent chimiquement comme suit :

H₃PO₄  +  H₂O  → H₂PO₄^–  +  H₃O⁺ (acide fort)

 H₂PO₄^–  +  H₂O → HPO₄^2-  +  H₃O⁺ (acide faible) HPO₄^2-  +  H₂O → PO₄^3-  +  H₃O⁺ (acide très faible)

Les propriétés de l’E338

L’E338 possède des propriétés qui le rendent utile dans l’industrie alimentaire et dans bien d’autres domaines d’application.

Dans l’industrie alimentaire, son activité d’agent régulateur de pH le rend incontournable dans les boissons non alcoolisées, notamment le coca. Il a des propriétés antioxydantes qui empêchent le développement de bactéries et de moisissures. Son effet acidifiant et correcteur d’acidité optimise le goût des denrées alimentaires concernées en leur donnant une saveur piquante.