In biochimica, il termine pirofosfato (PPi) è usato per riferirsi a composti chimici che comprendono gli esteri, i sali e l’anione dell’acido pirofosforico. Quest’ultimo, essendo un acido anidro di fosfato caricato negativamente, diventa reattivo quando riscaldato. Quando sospeso in acqua, tuttavia, l’anione dell’acido pirofosforico innesca anche prontamente la divisione delle molecole d’acqua in ioni idrogeno e idrossido in un processo chiamato pirofosforolisi, che produce fosfato inorganico. Nello specifico, ciò comporta la conversione dell’adenosina trifosfato cellulare (ATP) in adenosina monofosfato (AMP).
Variazioni nel carico energetico nelle reazioni di fosforilazione con proteine e altre molecole organiche producono diverse forme di pirofosfato. Tuttavia, il risultato finale conterrà sempre uno di questi ioni. Ad esempio, il farnesil pirofosfato si ottiene attraverso la sintesi di idrocarburi noti come terpeni. Il dimetilallil pirofosfato è un sottoprodotto dell’acido mevalonico.
Sebbene questi composti siano essenziali per il normale funzionamento cellulare in quasi tutti gli organismi viventi, svolgono anche un ruolo importante nella chimica industriale. Ad esempio, il pirofosfato disodico viene utilizzato nella lavorazione della pelle per prevenire l’ossidazione che può portare a macchie dovute agli ossidi di ferro. Viene anche utilizzato per migliorare la fluidità del cemento e del petrolio quando aggiunto per agire come plastificante. Questa sostanza viene aggiunta anche ai prodotti da forno lievitati e alle carni in scatola e ai frutti di mare come agente chelante per regolare il pH della soluzione conservante.
Il pirofosfato di sodio ha molte applicazioni nell’industria alimentare come agente chelante e addensante. In combinazione con l’amido di mais, è un ingrediente primario in Bakewell Baking Powder, che ha guadagnato notorietà durante la seconda guerra mondiale quando il lievito normale è diventato scarso. Questa polvere viene venduta ancora oggi come alternativa senza glutine al lievito e al cremor tartaro. È anche un comune additivo alimentare che si trova negli alimenti surgelati, nei budini già pronti e in alcuni prodotti a base di soia.
Questa polvere è utile anche come agente di dispersione e prevenzione dell’ossidazione. Infatti, un tempo era comunemente usato nei detersivi per bucato per rimuovere e scoraggiare la rideposizione delle macchie. Questa pratica è stata in gran parte interrotta negli anni ‘1970, tuttavia, a causa dell’impatto ambientale negativo del rilascio di fosfati nei corsi d’acqua. È ancora usato come deterrente per le macchie nei dentifrici commerciali, oltre ad aiutare nella rimozione del tartaro e della placca dai denti.
Il pirofosfato di calcio è anche un additivo per il filo interdentale e il dentifricio, sebbene questo composto chimico sia meglio conosciuto per facilitare una condizione artritica chiamata malattia da deposito di pirofosfato di calcio (CPDD) dovuta a un accumulo di cristalli diidrati nel liquido sinoviale e nei tessuti che circondano le articolazioni. Di conseguenza, si verifica un’infiammazione, che produce dolore e movimento alterato. Sebbene l’esatto meccanismo alla base di questa malattia non sia ancora chiaro, si sospetta che possa essere correlato a livelli elevati di ATP.