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。
6、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。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。