磷酸盐的作用

摘要:磷酸盐是目前世界各国应用最广泛的食品添加剂,它广泛应用食品生产的各个领域,对食品品质的改良起着重要的作用,如对肉制品的保水性、凝胶强度、成品率的作用;在粮油制品中对面条的改良作用,可以制作新型膨松剂,对速冻水饺的影响;在海产品加工中的应用等。本文介绍了复合磷酸盐在食品中的应用及其作用原理。

关键词:磷酸盐,肉制品,粮油制品,海产品,应用

1 磷酸盐在肉制品中的应用

1. 1 在肉制品中磷酸盐作用的原理

肉制品的加工过程中,添加磷酸盐可以: (1) 提高肉的pH 值。(2) 螯合肉中的金属离子。(3) 增加肉的离子强度。(4) 解离肌动球蛋白[1 ] [2 ] 。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[3 ] 。

1. 2 磷酸盐在提高肌肉蛋白保水性及凝胶强度

方面的应用

磷酸盐对肉蛋白(从肉中提取的蛋白质) 的保水性有显著影响。但是不同类型的磷酸盐对不同部位的肉的影响大小是不同的,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主次顺序为六偏磷酸钠> 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。三聚磷酸钠及焦磷酸钠可以通过改变蛋白质电荷的密度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,六偏磷酸钠能螯合金属离子,减少金属离子与水的结合。试验表明,焦磷酸盐对胸肉的保水性影响显著,其原因是焦磷酸盐提高了pH ,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

一些水分[4 ] 。但是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,说明高的持水性并不一定意味着高的凝胶强度,三聚磷酸钠对肌肉蛋白凝胶的降低作用国外也有文献报道,他们认为焦磷酸钠会使肌球蛋白变得不稳定,降低凝胶强度,和肌原纤维凝胶相互作用,三聚磷酸钠也会使肌球蛋白变得不稳定,在0. 3 和0. 4M NaCl 时会提高肌原纤维蛋白的凝胶作用,但在0. 6MNaCl 时会降低

凝胶能力。六偏磷酸钠对肌球蛋白变性没有作用,但它提高凝胶强度。磷酸盐对肌肉蛋白的作用多归结于它们带来的离子强度和pH 的变化[5 - 7 ] 。

1. 3 磷酸盐在提高肉制品保水性及成品率方面的

应用

肉制品的保水性是西式肉制品生产的关键之一,它既影响产品品质又和企业的经济效益息息相关。因此,在保证产品质量的前提下如何提高肉制品的保水性一直是肉类研究中的一个重要课题。在肉制品中加入磷酸盐可以改善制品的质构,提高制品的保水性和产品得率,改善肉食品质构,从而在不降低产品品质的前提下降低产品的成本。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。实践证明,多种磷酸盐的混合使用比单一使用效果好,所以通常使用混合磷酸盐以增加效果。但不同品种的肉制品对混合磷酸盐要求的最佳配比是不同的[8 ] 。试验证实:复合磷酸盐的最佳配比大部分(如猪肉火腿[9 ] 、牛肉[11 ] 、鱼糜[12 ])

为2 : 2 : 1(三聚磷酸钠:焦磷酸钠:六偏磷酸钠) ,但是最佳添加量是对不同的产品来说是不同的,对火腿来说最佳适用量为0. 4 % [9 ]。但对鱼肉, 最佳适用量为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[12 ] ,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 %[10 ] 。混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,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,且人体如过多地摄入磷酸盐会降低钙吸收,从而导致机体钙磷失衡,引起疾病[13 ] ,不利于人体健康,因此,取复合磷酸盐的用量对鸡肉来说为0. 4 % ,对鱼肉来说为0. 5 %。肉食品中添加磷酸盐的数量仍应按国家颁布的相关标准执行[10 ] 。

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Mn+2PnO3n+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MnPnO3n。

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NaH2PO4 119.98 4.5 46.0 59.215.006 磷酸氢二钠Na2HPO4 141.96 9.1 7.8 50.015.001 磷酸三钠Na3PO4 163.94 11.9 11.0 43.315.007 磷酸二氢钙Ca(H2PO4)2 234.05 3 1.8(30℃) 60.606.007 磷酸氢钙CaHPO4 136.06 7-8 0.02 52.215.007 磷酸三钙Ca3(PO4)2 310.18不溶45.815.008 焦磷酸二氢二钠Na2H2P2O7 221.97 4.1 14.5 64.015.004 焦磷酸钠Na4P2O7 265.90 10.2 6.2 53.415.003 三聚磷酸钠Na5P3O10 367.86 9.7 14.6 57.915.002 六偏磷酸钠（NaPO3）n (102)n 5.8-6.5 易溶≥6815.010 磷酸二氢钾KH2PO4 136.09 4.5 22.7 52.215.009 磷酸氢二钾K2HPO4 174.18 8.9 159.7 40.8四聚磷酸钠Na6P4O13 469.83 8.5 170 60.4磷酸三钾K3PO4 212.28 11.8 98.8 33.4焦磷酸钾K4P2O7 330.35 10.3 184.8 43.0三聚磷酸钾K5P3O10 448.43 9.9 200 47.5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