磷酸盐在食品加工中的应用

磷酸盐在食品加工中的应用

磷酸盐是几乎所有食物的天然成分之一，作为重要的食品配料和功能添加剂被广泛用于食品加工中。本文讨论了磷酸盐作为食品添加剂的特性和应用领域。

磷酸盐食品加工应用

磷是人体所必需的重要的矿物质元素，人体摄入磷的主要来源为天然食物或食品磷酸盐添加剂，磷酸盐是几乎所有食物的天然成分之一。由于磷酸盐能改善或赋予食品一系列优异性能，因此早在一百多年前就开始应用于食品加工中，而大量使用则在二十世纪七十年以后。目前，磷酸盐是应用最广泛、用量较大的食品添加剂门类之一，作为重要的食品配料和功能添加剂广泛应用于肉制品、禽肉制品、海产品、水果、蔬菜、乳制品、焙烤制品、饮料、土豆制品、调味料、方便食品等的加工过程中。

一、磷酸盐的简介

1.分类

磷酸盐可分为正磷酸盐和缩聚磷酸盐：

正磷酸盐指正磷酸（H3PO4）的各种盐：M3PO4、M2HPO4、MH2PO4(M为一价金属离子)。

正磷酸盐加热脱水缩合形成缩聚磷酸盐,其通式为M n+2P n O3n+1,式中M为一价金属离子，n为磷原子数，当n值很大时，缩聚磷酸盐的极限化学式为M n P n O3n。

焦磷酸的各种盐称为焦磷酸盐，M4P2O7；

三磷酸的各种盐称为三聚磷酸盐，M5P3O10；

分子含有3个以上的磷原子的缩聚磷酸盐统称为多聚磷酸盐，其分子中含O-P-O键的数目称为多聚磷酸盐的链长。

偏磷酸盐分子式为（MPO3）n,大体可分环状偏磷酸盐、不溶性偏磷酸盐和偏磷酸盐玻璃体（这类物质实际上是链长在10以上的链状多聚磷酸盐及少量的环状偏磷酸盐的混合物）。

2.在食品加工中使用的磷酸盐通常为钠盐、钙盐、钾盐以及作为营养强化剂的铁盐和锌盐，常用的食品级磷酸盐的品种有三十多种，磷酸钠盐是目前国内食品磷酸盐的主要消费种类，随着食品加工技术的发展，磷酸钾盐的消费量也在逐年上升。为充分发挥各种磷酸盐以及磷酸盐与其他添加剂之间的协同增效作用,满足食品加工技术的发展需求，在实际应用中常常使用各种复配型磷酸盐作为食品配料和功能添加剂，复配型磷酸盐的研究与开发日益成为磷酸盐类食品添加剂开发与应用的发展方向。

GB2760—96《食品添加剂使用卫生标准》规定许可使用及常用的食品级磷酸盐如表1所示。

表1常用的食品级磷酸盐

代码名称分子式分子量PH值(1%溶液）溶解度20℃g/100g水P2O5含量，%

15.005磷酸二氢钠NaH2PO4119.98 4.546.059.2

15.006磷酸氢二钠Na2HPO4141.969.17.850.0

15.001磷酸三钠Na3PO4163.9411.911.043.3

15.007磷酸二氢钙Ca(H2PO4)2234.053 1.8(30℃)60.6

06.007磷酸氢钙CaHPO4136.067-80.0252.2

15.007磷酸三钙Ca3(PO4)2310.18不溶45.8

15.008焦磷酸二氢二钠Na2H2P2O7221.97 4.114.564.0

15.004焦磷酸钠Na4P2O7265.9010.2 6.253.4

15.003三聚磷酸钠Na5P3O10367.869.714.657.9

15.002六偏磷酸钠（NaPO3）n(102)n 5.8-6.5易溶≥68

15.010磷酸二氢钾KH2PO4136.09 4.522.752.2

15.009磷酸氢二钾K2HPO4174.188.9159.740.8

四聚磷酸钠Na6P4O13469.838.517060.4

磷酸三钾K3PO4212.2811.898.833.4

焦磷酸钾K4P2O7330.3510.3184.843.0

三聚磷酸钾K5P3O10448.439.920047.5

正磷酸盐焦磷酸盐三聚磷酸盐多聚磷酸盐

Orthophosphate Pyro-/di-Tripoly-/tri-Poly-

N=1N=2N=3链长N

◎缓冲效应强弱

◎螯合作用弱强

◎持水作用（特别对弱强弱

于肌肉蛋白和酪蛋白）

◎乳化作用、分散性能弱强

(聚阴离子效应)

图1磷酸盐的特性与链长的关系示意图

3.由于链长、PH值、P2O5含量以及所结合的金属阳离子的不同，导致不同种类的磷酸盐在物理和化学性质上有很大的差异。对直链状的聚磷酸盐而言，随着链长的增加，其乳化作用、分散性能和螯合钙离子的能力增大，而缓冲作用和PH值则随之减

小。

缩聚磷酸盐在加热或酸性增强的条件下会发生水解，生成正磷酸盐或短链的聚磷酸盐，在溶液中有酵素、凝胶、络合阳离子存在时，可大大加快水解速度，溶液的离子强度增加，水解速度可加快好几倍。

在实际应用中，往往按食品加工工艺的要求，根据磷酸盐的PH值及缓冲作用、溶解性、持水作用、乳化作用、分散性能、螯合作用、水解稳定性等特性来合理选用磷酸盐作为食品配料和功能添加剂。

二．磷酸盐的特性及其在食品加工中的作用

磷酸盐在食品加工中的功能主要有两点：一是作为品质改良剂,改进食品的组织结构和口感；二是可用作矿物营养强化剂。磷酸盐在食品加工中的作用主要基于磷酸盐的如下特性：

1.缓冲作用：

磷酸盐的PH值从中等酸性（PH~4）到强碱性（PH~12），当不同的磷酸盐以不同的比例相配合时，可以得到PH值稳定在PH4.5-11.7之间不同水平的缓冲剂。在大多数食品的PH值范围内（PH3.5-7.5）,磷酸盐均可作为高效的PH调节剂和PH稳定剂，使食物味道更鲜美。缓冲作用最强的是正磷酸盐，对聚磷酸盐而言，随着链长的增加，缓冲能力将减弱。

2.持水作用：

聚磷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，与聚磷酸盐的种类、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。

3.聚阴离子效应：

聚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。由于聚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.螯合作用：

聚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、鱼类腐败，保持色泽的目的，以延长食品的货架期。

表2.聚磷酸盐对金属离子的螯合能力(g/100g聚磷酸盐)

聚磷酸盐Ca2+Mg2+Fe3+

焦磷酸钠 4.78.30.273