磷酸鹽的特性及在食品中的應(yīng)用

1、磷酸鹽(肉制品1、簡介目前我國已批準(zhǔn)使用的磷酸鹽共 8種,包括三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、磷酸三鈉、磷 酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、酸式焦磷酸鈉、焦磷酸二氫二鈉等。在食品中添加這些物質(zhì)有助于食品品種 的多樣化,改善其色、香、味、形,保持食品的新鮮度和質(zhì)量,并滿足加工工藝過程的需求。它們是 很重要的品質(zhì)改良劑。肉制品的加工過程中,添加磷酸鹽有下列作用:提高肉的 pH 值;螯合肉中的金屬離子;增加肉 的離子強(qiáng)度;解離肌動(dòng)球蛋白。因此,加入磷酸鹽后,可以提高制品的保水性及成品率。然而磷酸鹽 提高肉的保水性,改善 肉食品質(zhì)構(gòu)的能力則取決于所應(yīng)用 的磷酸鹽的類型、應(yīng)用磷酸鹽體系 的條 件和磷酸鹽的添加量

2、。磷酸鹽在肉制品中具有保持肉的持水性、增進(jìn)結(jié)著力等作用。肉在凍結(jié)、冷藏、解凍和加熱等加 工過程中,會(huì)失去一定量的水分,而使肉質(zhì)變硬,并因失水而失去一些可溶性蛋白質(zhì)等營養(yǎng)成分。當(dāng) 在肉中加入磷酸鹽時(shí),則能提高肉的持水能力,使肉在加工過程中仍能保持其水分,使肉的營養(yǎng)成分 少損失,也保存了肉質(zhì)的柔嫩性。2、作用與用途在肉制品中的作用: 持水作用:磷酸鹽的磷酸根離子具有螯合作用,能夠螯和鈣、鎂、鐵、銅等金屬離子。 肉中加入磷酸鹽后, 可以釋放出大量的陰離子基團(tuán) ,這些基團(tuán)很快的作用于影響肉的保水性 的鈣、鎂等陽離子,形成穩(wěn)定的結(jié)合物,這樣就把帶負(fù)電荷的羧基釋放出來,增加了負(fù)電荷 的相互斥力,破壞了蛋白

3、質(zhì)結(jié)構(gòu)中的主體肽鏈,使得結(jié)構(gòu)松弛,增加了吸水力。 聚酸鹽是親 水性很強(qiáng)的水分保持劑,它能很好地使食品中所含的水分穩(wěn)定下來。其持水性的好壞,與磷酸鹽的種 類、添加量、食品的 pH 值、離子強(qiáng)度等因素有關(guān)。對(duì)肉制品及海產(chǎn)品而言,持水能力最好的是焦磷 酸鹽,其次為三聚磷酸鹽,隨著鏈長的增加,多聚磷酸鹽的持水能力將減弱。 增加肉中的離子強(qiáng)度 :肌球蛋白溶于水易成凝膠 , 在離子強(qiáng)度 0.2 以上鹽溶液中溶解, 正常情況下其吸水量是很低的,然而添加磷酸鹽以后,其可以提供 0.6 以上的離子強(qiáng)度,促 使了肌球蛋白從肌原纖維中溶解出來,達(dá)到了較高的吸水性,并使肌球蛋白具有極強(qiáng)的分 散、膠溶和乳化作用。 磷酸

4、鹽是一種聚合電介質(zhì),并具有無機(jī)表面活性劑的特性,能使水中難溶物 質(zhì)分散或形成穩(wěn)定懸浮液,以防止懸浮液的附著、凝聚。乳化和分散作用:由于磷酸鹽能使蛋白質(zhì)的水溶膠質(zhì)在脂肪球上形成一種膠膜, 從而使脂肪更 有效地分散在水中, 因而被廣泛應(yīng)用于淀粉的磷酸化處理、 色素的分散、 乳化食品 (乳制品、 冰淇淋、 色拉、調(diào)味汁等以及用作香腸、肉糜制品、魚糜制品的分散穩(wěn)定劑。對(duì)直鏈的聚磷酸鹽而言,其乳 化、分散能力隨著鏈長的增加而增強(qiáng)。增強(qiáng)蛋白質(zhì)、肌動(dòng)球蛋白,可提高肉制品的水合性和持水性,提高水的浸透性,促進(jìn)食品的軟 化和改善食品的質(zhì)量,保持食品的風(fēng)味。 畜禽屠宰后由于 A T P水平降低,不能使肌動(dòng)球蛋白

5、解離成肌動(dòng)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鹽具有三磷酸腺苷 類似的作用,能使肌動(dòng)球蛋白解離成肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白,從而增加了肉的保水性,同時(shí)改 善了肉的嫩度。 同時(shí)磷酸鹽在乳制品中能防止牛奶加熱時(shí)的凝聚,防止酪蛋白與脂肪水分的分離。 螯合作用:磷酸鹽易與溶液中的金屬陽離子形成可溶絡(luò)和物, 從而降低水的硬度, 抑制由 Cu2+、 Fe3+等金屬陽離子引起的氧化、催化、變色、分解維生素 C 的作用,達(dá)到防止和延緩脂肪氧化,防 止肉類、禽類、魚類,保持色澤的目的。磷酸鹽的螯合作用取決于鏈的長短和 pH 值。一般說來,長鏈磷酸鹽對(duì)輕金屬離子具有較強(qiáng)的螯合能力,并隨 pH 值的增高

6、而增加;短鏈磷酸鹽對(duì)重金屬離子具 有較強(qiáng)的螯合能力,但隨 pH 值的增高,螯合作用減弱。 抑菌作用,延長食品的貨架期:微生物細(xì)胞生長必需依賴二價(jià)金屬陽離子,特別是 Ca2+ 和 Mg2+, ,而磷酸鹽能與這些金屬陽離子螯合,并且它在細(xì)胞分裂時(shí)能降低細(xì)胞壁的穩(wěn)定性,還能降低 許多細(xì)胞的熱穩(wěn)定性, 從而有效抑制細(xì)菌滋生。 聚磷酸鹽的抑菌作用和其種類 (鏈長 、 含量、 pH 值、 鹽含量、亞硝酸鹽含量等因素有關(guān)。一般來說,隨著鏈長的增大,抑菌作用增強(qiáng)。磷酸鹽在糧油制品中的應(yīng)用磷酸鹽對(duì)面條的改良作用主要表現(xiàn)在:增加面筋筋力, 減少淀粉溶出物; 增強(qiáng)面條粘 彈性;提高面條表面光潔度。 磷酸鹽在速凍饅頭

7、生產(chǎn)中的應(yīng)用, 主要特點(diǎn)是改善饅頭質(zhì)地和口感; 增加饅頭的保水 能力, 減少饅頭在成型、 醒發(fā)和蒸制后冷卻過程中的水分損失;增加饅頭膨松度; 減少饅頭 解凍后的開裂;使饅頭的氣囊更為均勻,質(zhì)地細(xì)膩,味道好。復(fù)合磷酸鹽對(duì)速凍水餃也有一定的影響。 添加磷酸鹽可抑制餃子解凍后餃子皮顏色加 深。復(fù)合磷酸鹽應(yīng)用在海產(chǎn)品加工中,可以有效地解決海產(chǎn)品鮮味及營養(yǎng)成分流失的問題, 防止和降低氧化作用;減少肉體變色、變味,使其肌肉組織有更佳的保水力,呈味更好,并 在解凍時(shí)提高其持水性。3、使用(肉制品肉制品中允許使用的磷酸鹽有焦磷酸鹽鈉、三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉。 焦磷酸鈉:白色粉狀或結(jié)晶。相對(duì)密度 2.534,熔

8、點(diǎn) 880,沸點(diǎn) 93.8,比重 2.534,無色透明結(jié)晶或白色結(jié)晶粉末,易溶于水,20時(shí) 100g 水中的溶解度為 6.23, 其水溶液呈堿性;不溶于醇。水溶液在 70以下尚穩(wěn)定,煮沸則水解成磷酸氫二鈉, 在干燥空氣中風(fēng)化,在 100失去結(jié)晶水,在空氣中易吸收水分而潮解。本品對(duì)制品的穩(wěn)定性起很大作用,并具有增加彈性、改善風(fēng)味和抗氧化作用。常用于灌腸和西式 火腿等肉制品中,單獨(dú)使用量不超過 0.5g/kg。多與三聚磷酸鈉混合使用。 一般 0.3-0.5%,干酪中 用量 0.9%;肉類 0.3%;奶粉、奶油粉、速凍魚、蝦類 0.5%;煉乳、飲料 0.2%。 三聚磷酸鈉:白色粉末 , 熔點(diǎn) 622

9、 , 易溶于水 , 對(duì)鈣鎂等金屬離子有顯著 的螯合能力 , 能軟化硬水 , 使懸浮液變成溶液 , 有弱堿性 , 無腐蝕性 , 是一種 無機(jī)物表面活性劑 , 對(duì)潤滑油和脂肪有強(qiáng)烈的乳化作用 , 堆密度通常分為低密度 0.35-0.5g/cm 3 , 中密度 0.51-0.65g/cm 3 , 高密度 0.66-0.9g/cm 3 ; 按結(jié)構(gòu)和 形狀分為白色粉末無水物 (Na5P3O10和直角平行六面體結(jié)晶的六水合物,無水物有 型和型之分。食品工業(yè)中主要用于肉類食品、肉類罐頭、果汁飲料、奶制品、豆乳等作品質(zhì)改 良劑,水分保持劑。主要供火腿罐頭嫩化 , 蠶豆罐頭中使豆皮軟化 , 亦可用作軟化 劑和增

10、稠劑。 六偏磷酸鈉(別名 :磷酸鈉玻璃體、格蘭漢姆鹽 :系無色粉末或白色纖維狀結(jié)晶或玻 璃塊狀, 熔點(diǎn) 616(分解 ,相對(duì)密度 2.484g/cm3(20,易溶于水,不溶于有機(jī)溶 劑。無色透明玻璃片狀或白色粒狀結(jié)晶。吸濕性很強(qiáng),露置于空氣中能逐漸吸收水分 而呈粘膠狀物。主要用作品質(zhì)改良劑,螯合劑,發(fā)酵膨松劑, pH 值調(diào)節(jié)劑等。 對(duì)金屬離 子螯合力、緩沖作用、分散作用均很強(qiáng)。本品能促進(jìn)蛋白質(zhì)凝固,常用其他磷酸鹽混合成復(fù)合磷酸鹽 使用,也可單獨(dú)使用。最大使用量為 1g/kg。六偏磷酸鈉用于肉制品、魚肉腸、火腿等,能提高持水性,增高結(jié)著性,防止脂 肪氧化:·用于豆醬、醬油能防止變色,增

11、加粘稠性,縮短發(fā)酵期,調(diào)節(jié)口味;·用于水果飲料、清涼飲料,可提高出汁率,增高粘度,抑制維生素 C 分解; ·用于冰淇淋可提高膨脹能力,增大容積,增強(qiáng)乳化作用防止膏體破壞,改善口 感和色澤;·用于乳制品、飲料防止凝膠沉淀;·加入啤酒中能澄清酒液、防止渾濁;·用于豆類、果蔬罐頭,可穩(wěn)定天然色素,保護(hù)食品色澤。·此外,六偏磷酸鈉水溶液噴涂于腌制肉上,可提高防腐性能。·六偏磷酸鈉還可以在工業(yè)生產(chǎn)上作為軟水劑 , 如用在染整上 , 起到軟水作用 . 混合使用各種磷酸鹽混合使用比單獨(dú)使用好, 混合的比例不同, 效果也不一樣。 在肉制品加

12、工中, 使用量一般為肉重 0.1%0.4%。在提高肌肉蛋白保水性及凝膠強(qiáng)度方面的應(yīng)用影響胸部肌肉蛋白凝膠保水性因素的主次順序?yàn)?焦磷酸鈉 >三聚磷酸鈉 >六偏磷酸鈉, 影響腿肉蛋白凝膠保水性因素的順序?yàn)?六偏磷酸鈉 >焦磷酸鈉 >三聚磷酸鈉。 兩種肌肉類型影響不同主要是由于肌肉類型不同及磷酸鹽作用機(jī)理不同所致。 試驗(yàn)表明, 焦磷酸鹽對(duì)胸肉的保水性影響顯著,其原因是焦磷酸鹽提高了 PH 值,通過水合作用使凝膠保水性提 高,同時(shí)解離肌動(dòng)球蛋白為肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白,蛋白質(zhì)分子結(jié)合水分而提高保水性。三聚磷酸鹽對(duì) 腿肉蛋白凝膠保水性影響不明顯, 此時(shí)影響凝膠保水性的是凝膠的結(jié)構(gòu),

13、 凝膠的保水性好說明形成凝 膠的網(wǎng)絡(luò)比較細(xì)致,大量的微小孔洞均勻分布在凝膠網(wǎng)絡(luò)中,借助毛細(xì)管力的作用,保持了些水分。 在對(duì)肌肉蛋白熱誘導(dǎo)凝膠強(qiáng)度方面,磷酸鹽卻對(duì)其凝膠強(qiáng)度有降低作用。磷酸鹽提高肉制品保水性的原理是三聚磷酸鹽及焦磷酸鹽可以通過改變蛋白質(zhì)電荷的電勢來提 高肉體系的離子強(qiáng)度,并使其偏離等電點(diǎn),使電荷之間相互排斥,在蛋白質(zhì)之間產(chǎn)生更大的空間,即 蛋白質(zhì)的 " 膨潤 ", 使肉組織可包容更多水分從而提高保水性; 六偏磷酸鹽能螯合金屬離子, 減少金屬離 子與水的結(jié)合, 使蛋白質(zhì)結(jié)合更多水分而提高保水性。 復(fù)合磷酸鹽的比例是:三聚磷酸鹽:焦磷酸鹽:六偏磷酸鹽:2:2:1,

14、且其添加量為 0.5%時(shí),對(duì)牛肉、兔肉的嫩化效果最佳,宜采用注射腌制 16小 時(shí)的方法。對(duì)火腿來說最佳使用量為 0.4%,但對(duì)魚肉,最佳使用量為 0.5%;復(fù)合磷酸鹽對(duì)魚糜制品的 保水作用優(yōu)于單一磷酸鹽,同時(shí)制品的色澤、滋氣味和質(zhì)地均較好;但在雞肉制品中,獲得最大出品 率時(shí)的最優(yōu)磷酸鹽配比為六偏磷酸鈉 32.6%,三聚磷酸鈉 45.6%,焦磷酸鈉 21.8%.復(fù)合磷酸鹽的添加量 越大,成品率越高,也就是對(duì)制品保水性的正面作用越大,但用量對(duì)雞肉來說大于 0.4%,對(duì)魚肉來說 大于 0.5%時(shí),制品成品率的上升趨勢趨緩。在實(shí)際應(yīng)用中, 應(yīng)根據(jù)肉制品的類型、質(zhì)地要求、 生產(chǎn)工藝、 原料等情況結(jié)合各種

15、磷酸 鹽的特性選擇適宜的磷酸鹽種類及添加量:對(duì)于香腸和肉糜類制品,通常使用焦磷酸鹽和中等鏈長的聚磷酸鹽,以干粉形式在斬 拌時(shí)加入。所用的復(fù)合磷酸鹽的 pH 值一般在 7左右,有時(shí)也使用 pH 值高于 9的復(fù)合磷酸 鹽。注射鹽水用的復(fù)合磷酸鹽必須滿足以下要求:1在冰鹽水中的溶解性好; 2高溶解 速率; 3在冰鹽水中的穩(wěn)定性好。所用的復(fù)合磷酸鹽的 pH 值一般為 8.59.5。在制備注射 用的冰鹽水時(shí)為達(dá)到最佳的肌肉蛋白活化效果, 最好先將磷酸鹽溶解于冰水中, 然后再加鹽 , 這一順序一般不能顛倒。 混合磷酸鹽使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制用量。若添加量過高,會(huì)損害肉本來的風(fēng)味,并且因 pH 值上升而影響色。安全使用磷酸鹽為人體組織,如牙齒、骨骼及酶的有效成分,并在糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等重要的營養(yǎng)代謝 中起著重要的、不可缺少的作用。因此,磷酸鹽常被用作食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑。但是當(dāng)膳食中磷酸鹽含量 過多時(shí),會(huì)降低鈣的吸收,導(dǎo)致人體