磷酸盐在食品中的应用

食品论坛 2019-01-16 05:06:19


磷酸盐


    目前我国已批准使用的磷酸盐共8种,包括三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、酸式焦磷酸钠、焦磷酸二氢二钠等。在食品中添加这些物质有助于食品品种的多样化,改善其色、香、味、形,保持食品的新鲜度和质量,并满足加工工艺过程的需求。它们是很重要的品质改良剂。

    肉制品的加工过程中,添加磷酸盐有下列作用:提高肉的pH值;螯合肉中的金属离子;增加肉的离子强度;解离肌动球蛋白。因此,加入磷酸盐后,可以提高制品的保水性及成品率。然而磷酸盐提高肉的保水性,改善 肉食品质构的能力则取决于所应用 的磷酸盐的类型、应用磷酸盐体系 的条件和磷酸盐的添加量。

    磷酸盐在肉制品中具有保持肉的持水性、增进结着力等作用。肉在冻结、冷藏、解冻和加热等加工过程中,会失去一定量的水分,而使肉质变硬,并因失水而失去一些可溶性蛋白质等营养成分。当在肉中加入磷酸盐时,则能提高肉的持水能力,使肉在加工过程中仍能保持其水分,使肉的营养成分少损失,也保存了肉质的柔嫩性。

1磷酸盐在肉制品中的作用

1、持水作用

    磷酸盐的磷酸根离子具有螯合作用,能够螯和钙、镁、铁、铜等金属离子。肉中加入磷酸盐后,可以释放出大量的阴离子基团,这些基团很快的作用于影响肉的保水性的钙、镁等阳离子,形成稳定的结合物,这样就把带负电荷的羧基释放出来,增加了负电荷的相互斥力,破坏了蛋白质结构中的主体肽链,使得结构松弛,增加了吸水力。聚酸盐是亲水性很强的水分保持剂,它能很好地使食品中所含的水分稳定下来。其持水性的好坏,与磷酸盐的种类、添加量、食品的pH值、离子强度等因素有关。对肉制品及海产品而言,持水能力最好的是焦磷酸盐,其次为三聚磷酸盐,随着链长的增加,多聚磷酸盐的持水能力将减弱。

2、增加肉中的离子强度

      肌球蛋白溶于水易成凝胶,在离子强度0.2 以上盐溶液中溶解,正常情况下其吸水量是很低的,然而添加磷酸盐以后,其可以提供0.6 以上的离子强度,促使了肌球蛋白从肌原纤维中溶解出来,达到了较高的吸水性,并使肌球蛋白具有极强的分散、胶溶和乳化作用。磷酸盐是一种聚合电介质,并具有无机表面活性剂的特性,能使水中难溶物质分散或形成稳定悬浮液,以防止悬浮液的附着、凝聚。

3、乳化和分散作用

      由于磷酸盐能使蛋白质的水溶胶质在脂肪球上形成一种胶膜,从而使脂肪更有效地分散在水中,因而被广泛应用于淀粉的磷酸化处理、色素的分散、乳化食品(乳制品、冰淇淋、色拉、调味汁等)以及用作香肠、肉糜制品、鱼糜制品的分散稳定剂。对直链的聚磷酸盐而言,其乳化、分散能力随着链长的增加而增强。

4、改善肉的品质

      增强蛋白质、肌动球蛋白,可提高肉制品的水合性和持水性,提高水的浸透性,促进食品的软化和改善食品的质量,保持食品的风味。畜禽屠宰后由于A T P水平降低,不能使肌动球蛋白解离成肌动蛋白和肌球蛋白,而使肉的持水性下降。然而低聚合度的磷酸盐具有三磷酸腺苷类似的作用,能使肌动球蛋白解离成肌动蛋白和肌球蛋白,从而增加了肉的保水性,同时改善了肉的嫩度。同时磷酸盐在乳制品中能防止牛奶加热时的凝聚,防止酪蛋白与脂肪水分的分离。

5、螯合作用

      磷酸盐易与溶液中的金属阳离子形成可溶络和物,从而降低水的硬度,抑制由Cu2+、Fe3+等金属阳离子引起的氧化、催化、变色、分解维生素C的作用,达到防止和延缓脂肪氧化,防止肉类、禽类、鱼类,保持色泽的目的。磷酸盐的螯合作用取决于链的长短和pH值。一般说来,长链磷酸盐对轻金属离子具有较强的螯合能力,并随pH值的增高而增加;短链磷酸盐对重金属离子具有较强的螯合能力,但随pH值的增高,螯合作用减弱。

5、抑菌作用

      微生物细胞生长必需依赖二价金属阳离子,特别是Ca2+ 和Mg2+,而磷酸盐能与这些金属阳离子螯合,并且它在细胞分裂时能降低细胞壁的稳定性,还能降低许多细胞的热稳定性,从而有效抑制细菌滋生。聚磷酸盐的抑菌作用和其种类(链长)、含量、pH值、盐含量、亚硝酸盐含量等因素有关。一般来说,随着链长的增大,抑菌作用增强。

2磷酸盐在粮油制品中的应用

      1、磷酸盐对面条的改良作用主要表现在:增加面筋筋力,减少淀粉溶出物;增强面条粘弹性;提高面条表面光洁度。

      2、磷酸盐在速冻馒头生产中的应用,主要特点是改善馒头质地和口感;增加馒头的保水能力,减少馒头在成型、醒发和蒸制后冷却过程中的水分损失;增加馒头膨松度;减少馒头解冻后的开裂;使馒头的气囊更为均匀,质地细腻,味道好。

      3、复合磷酸盐对速冻水饺也有一定的影响。添加磷酸盐可抑制饺子解冻后饺子皮颜色加深。复合磷酸盐应用在海产品加工中,可以有效地解决海产品鲜味及营养成分流失的问题,防止和降低氧化作用;减少肉体变色、变味,使其肌肉组织有更佳的保水力,呈味更好,并在解冻时提高其持水性。


3磷酸盐的使用

单体磷酸盐在肉制品中的应用

      肉制品中允许使用的磷酸盐有焦磷酸盐钠、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠。

      ①焦磷酸钠:白色粉状或结晶。相对密度2.534,熔点880℃,沸点93.8℃,比重2.534,无色透明结晶或白色结晶粉末,易溶于水,20℃时100g水中的溶解度为6.23,其水溶液呈碱性;不溶于醇。水溶液在70℃以下尚稳定,煮沸则水解成磷酸氢二钠,在干燥空气中风化,在100℃失去结晶水,在空气中易吸收水分而潮解。

      本品对制品的稳定性起很大作用,并具有增加弹性、改善风味和抗氧化作用。常用于灌肠和西式火腿等肉制品中,单独使用量不超过0.5g/kg。多与三聚磷酸钠混合使用。一般0.3-0.5%,干酪中用量0.9%;肉类0.3%;奶粉、奶油粉、速冻鱼、虾类0.5%;炼乳、饮料0.2%。

      ②三聚磷酸钠:白色粉末 , 熔点 622 ℃ , 易溶于水 , 对钙镁等金属离子有显著的螯合能力 , 能软化硬水 , 使悬浮液变成溶液 , 有弱碱性 , 无腐蚀性 , 是一种无机物表面活性剂 , 对润滑油和脂肪有强烈的乳化作用 , 堆密度通常分为低密度 0.35-0.5g/cm 3 , 中密度 0.51-0.65g/cm 3 , 高密度 0.66-0.9g/cm 3 ; 按结构和形状分为白色粉末无水物(Na5P3O10)和直角平行六面体结晶的六水合物,无水物有Ⅰ型和Ⅱ型之分。

      食品工业中主要用于肉类食品、肉类罐头、果汁饮料、奶制品、豆乳等作品质改良剂,水分保持剂。主要供火腿罐头嫩化 , 蚕豆罐头中使豆皮软化 , 亦可用作软化剂和增稠剂。

      ③六偏磷酸钠(别名: 磷酸钠玻璃体、格兰汉姆盐):系无色粉末或白色纤维状结晶或玻璃块状,熔点616℃(分解),相对密度2.484g/cm3(20℃),易溶于水,不溶于有机溶剂。无色透明玻璃片状或白色粒状结晶。吸湿性很强,露置于空气中能逐渐吸收水分而呈粘胶状物。主要用作品质改良剂,螯合剂,发酵膨松剂,pH值调节剂等。对金属离子螯合力、缓冲作用、分散作用均很强。本品能促进蛋白质凝固,常用其他磷酸盐混合成复合磷酸盐使用,也可单独使用。最大使用量为1g/kg。

      六偏磷酸钠用于肉制品、鱼肉肠、火腿等,能提高持水性,增高结着性,防止脂肪氧化。

复合磷酸盐在肉制品中的应用

      各种磷酸盐混合使用比单独使用好,混合的比例不同,效果也不一样。在肉制品加工中,使用量一般为肉重0.1%~0.4%。

      在提高肌肉蛋白保水性及凝胶强度方面的应用影响胸部肌肉蛋白凝胶保水性因素的主次顺序为:焦磷酸钠>三聚磷酸钠>六偏磷酸钠,影响腿肉蛋白凝胶保水性因素的顺序为:六偏磷酸钠>焦磷酸钠>三聚磷酸钠。两种肌肉类型影响不同主要是由于肌肉类型不同及磷酸盐作用机理不同所致。试验表明,焦磷酸盐对胸肉的保水性影响显着,其原因是焦磷酸盐提高了PH值,通过水合作用使凝胶保水性提高,同时解离肌动球蛋白为肌球蛋白和肌动蛋白,蛋白质分子结合水分而提高保水性。三聚磷酸盐对腿肉蛋白凝胶保水性影响不明显,此时影响凝胶保水性的是凝胶的结构,凝胶的保水性好说明形成凝胶的网络比较细致,大量的微小孔洞均匀分布在凝胶网络中,借助毛细管力的作用,保持了些水分。

      在对肌肉蛋白热诱导凝胶强度方面,磷酸盐却对其凝胶强度有降低作用。

      磷酸盐提高肉制品保水性的原理是三聚磷酸盐及焦磷酸盐可以通过改变蛋白质电荷的电势来提高肉体系的离子强度,并使其偏离等电点,使电荷之间相互排斥,在蛋白质之间产生更大的空间,即蛋白质的"膨润",使肉组织可包容更多水分从而提高保水性;六偏磷酸盐能螯合金属离子,减少金属离子与水的结合,使蛋白质结合更多水分而提高保水性。复合磷酸盐的比例是:三聚磷酸盐:焦磷酸盐:六偏磷酸盐:2:2:1,且其添加量为0.5%时,对牛肉、兔肉的嫩化效果最佳,宜采用注射腌制16小时的方法。对火腿来说最佳使用量为0.4%,但对鱼肉,最佳使用量为0.5%;复合磷酸盐对鱼糜制品的保水作用优于单一磷酸盐,同时制品的色泽、滋气味和质地均较好;但在鸡肉制品中,获得最大出品率时的最优磷酸盐配比为六偏磷酸钠32.6%,三聚磷酸钠45.6%,焦磷酸钠21.8%.复合磷酸盐的添加量越大,成品率越高,也就是对制品保水性的正面作用越大,但用量对鸡肉来说大于0.4%,对鱼肉来说大于0.5%时,制品成品率的上升趋势趋缓。

      在实际应用中,应根据肉制品的类型、质地要求、生产工艺、原料等情况结合各种磷酸盐的特性选择适宜的磷酸盐种类及添加量:

      ①对于香肠和肉糜类制品,通常使用焦磷酸盐和中等链长的聚磷酸盐,以干粉形式在斩拌时加入。所用的复合磷酸盐的pH值一般在7左右,有时也使用pH值高于9的复合磷酸盐。

     ②注射盐水用的复合磷酸盐必须满足以下要求:1)在冰盐水中的溶解性好;2)高溶解速率;3)在冰盐水中的稳定性好。所用的复合磷酸盐的pH值一般为8.5~9.5。在制备注射用的冰盐水时为达到最佳的肌肉蛋白活化效果,最好先将磷酸盐溶解于冰水中,然后再加盐,这一顺序一般不能颠倒。

      ③ 混合磷酸盐使用时应严格控制用量。若添加量过高,会损害肉本来的风味,并且因pH值上升而影响色。

4磷酸盐的安全使用

      磷酸盐为人体组织,如牙齿、骨骼及酶的有效成分,并在糖类、脂肪、蛋白质等重要的营养代谢中起着重要的、不可缺少的作用。因此,磷酸盐常被用作食品营养强化剂。但是当膳食中磷酸盐含量过多时,会降低钙的吸收,导致人体骨骼组织中钙的流失。如持续的时间长,还会造成发育迟缓、骨骼畸形。因此,必须严格在国家规定的使用范围内添加和使用磷酸盐。

      肉制品中具有的一种磷酸盐分解酶会分解磷酸盐而使其失去作用。因此,在肉制品生产过程中还应特别注意选择适当的工艺过程添加,以避免破坏磷酸盐的作用。一般在肉制品生产加工中,通常选择在腌制以后的轧拌混合时使用效果为最佳;也有采用溶液腌制的方法。同时考虑到过量的磷酸盐添加还会劣化产品的风味和颜色,且不利于人体健康。

   磷酸盐要合规使用,请以最新版GB 2760 为准。



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