磷酸盐在食品加工中的应用

磷酸盐在食品加工中的应用

食品科学与工程123班李超 2012013565

【摘要】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。

【关键词】磷酸盐肉制品加工

【正文】

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。[1]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。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。[2]

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。[3]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）。[4]

磷酸盐在肉制品加工中的作用：

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。

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。[5]

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。

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。[6]

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ATP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。

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。

抑菌作用，延长食品的货架期：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。[7]

如何合理地使用磷酸盐及其他添加剂：

如何在不影响肉制品风味的情况下合理地使用磷酸盐及其他添加剂,最大限度地提高肉制品的持水性和粘结性、降低肉制品的烧煮损失？

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。[8]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。[9]

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。[10]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%,