Modyfikacja kwasem?
Kwasy organiczne to jeden z podstawowych składników wielu napojów bezalkoholowych. W napojach owocowych dominują kwas cytrynowy [E330] i kwas jabłkowy [E296]. Soki handlowe zawierają około 0,3% kwasu cytrynowego, w świeżych sokach pomarańczowych i jabłkowych występuje on w stężeniu 1%, a jego stężenie w soku z cytryny może sięgać nawet 6%. Profil kwasowy soków zależy od odmiany owoców, klimatu oraz miejsca ich produkcji, a także czasu i warunków ich przechowywania. Obecność innych kwasów organicznych, np. kwasu fumarowego i mlekowego jest ściśle związana z procesami psucia. Napoje bezalkoholowe typu cola zawierają głównie kwas fosforowy [E338], czasem kwas askorbinowy [E300], kwas mlekowy [E270] lub, w przypadku napojów gazowanych, kwas węglowy tworzący się z dwutlenku węgla [E290] w roztworach kwaśnych. Niektóre napoje bezalkoholowe, np. Sprite, zawierają głównie kwas cytrynowy, natomiast kwas winowy [E334] dominuje w produktach winiarskich, a w mniejszych ilościach występuje tam również kwas jabłkowy, kwas cytrynowy i kwas bursztynowy [E363]. Obecność kwasów w napojach bezalkoholowych daje produktom odświeżający smak, a także ich stabilność mikrobiologiczną i chemiczną w czasie przechowywania. Dlatego całkowite wyeliminowanie kwasów jest niemożliwe i niepraktyczne.
Rozpuszczanie tkanki zęba może być spowodowana zarówno przez jony H+ (H3O+) jak i aniony zdolne do wiązania lub kompleksowania jonów wapnia. Dwa najczęściej występujące kwasy: cytrynowy i fosforowy, jako kwasy trójprotonowe, dysocjują w trzech etapach, co oznacza w praktyce obecność jonów wodoru, anionów kwasowych i niezdysocjowanych kwasów. Z teoretycznego punktu widzenia oba kwasy są bardzo erozyjne, ponieważ całkowita dysocjacja jednej cząsteczki powoduje utworzenie aż trzech jonów wodoru. Większość badań in vitro wykazała, że kwas cytrynowy jest bardziej erozyjny niż kwas fosforowy, chociaż wyniki badań bywają też odmienne. Większy potencjał erozyjny kwasu cytrynowego może być wytłumaczony zwiększoną zdolnością kompleksowania wapnia ze względu na orientację przestrzenną cząsteczki i obecność trzech grup karboksylowych. Tworzenie silnych wiązań z wapniem może nawet prowadzić do usuwania wapnia z krystalicznej struktury hydroksyapatytu. Należy jednak podkreślić, że chelatowanie jonów wapnia występuje głównie przy stosunkowo wyższym pH (3,9–6,0). Mniejsza erozyjność kwasu fosforowego jest spowodowana dysocjacją tego kwasu i powstawaniem jonów fosforanowych, które mogą nieznacznie zmniejszać procesy rozpuszczania hydroksyapatytu. Sugeruje się, że w niektórych napojach kwas cytrynowy lub fosforowy można zastąpić kwasem jabłkowym o znacznie mniejszej zdolności erozyjnej.
Modyfikacja napojów poprzez zwiększenie wartości pH (> 3.8) może spowodować znaczne zmniejszenie potencjału erozyjnego. Funkcjonalne napoje dla sportowców, zmodyfikowane poprzez zwiększenie poziomu pH w zakresie od 5,5 do 5,6 wykazują znacznie słabszy wpływ na rozpuszczanie hydroksyapatytu w porównaniu z napojami niezmodyfikowanymi, których pH osiąga wartość 3,0 – 4,2. Jednak takie modyfikacje nie są korzystne z przyczyn technologicznych (krótszy okres trwałości) i sensorycznych (utrata charakterystycznego ostrego, orzeźwiającego smaku). Tu warto zaznaczyć, że zwiększenie poziomu pH produktu nawet do wartości 7,0 nie czyni napoju całkowicie bezpiecznym dla zębów, gdyż niektóre aniony kwasowe (cytrynian> mleczan> fosforan) nadal utrzymują zdolność do wiązania wapnia.
