食品级磷酸盐在食品行业中的应用

食品级磷酸盐在食品行业中的应用第一、磷酸盐食品添加的功能一、根据美国食品化学药碘（FCC）磷酸盐在食品工业中的功能可分为15类：1、酸味剂：磷酸2、抗结块剂：磷酸钙3、抗氧化剂：次磷酸钙4、缓冲剂：磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸氢钙、磷酸钙、焦磷酸钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、酸式焦磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠、焦磷酸钠5、面团改良剂：磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钙、磷酸氢钙6、乳化剂：磷酸钾、聚偏磷酸钾、焦磷酸钾、磷酸铝钠（碱性）、偏磷酸钠（不溶性）、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、聚磷酸钠（玻璃质）、焦磷酸钠7、硬化剂：磷酸二氢钙8、保湿剂：聚偏磷酸钾9、发酵剂：磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、酸式焦磷酸钠、磷酸铝钠（酸性）10、营养剂：磷酸二氢钙、磷酸氢钙、磷酸钙、焦磷酸钙、磷酸铁、焦磷酸铁、磷酸氢镁、磷酸镁、次磷酸锰、焦磷酸铁钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠、焦磷酸钠11、防腐剂：次磷酸钠。12、螯合剂：磷酸二氢钙、磷酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、酸式焦磷酸钠、偏磷酸钠（不溶性），聚磷酸钠（玻璃状）。13、改良淀粉添加剂：三偏焦磷酸、磷酸二氢钾。14、组织改良剂：焦磷酸钾、三聚磷酸钾、偏磷酸钠（不溶性）、磷酸氢二钠（玻璃质）、三聚磷酸钠。15、发酵食品：磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢钙、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾。由上可看出：磷酸盐在食品加工中的功能主要有两点，一是品质改良剂，二是营养强化剂。二、磷酸盐在食品加工工程的作用及机理，国外发表的论著一千余篇，现将其主要作用归纳如下：1、对金属离子的封闭作用：聚磷酸盐能与溶液中的金属离子Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+、等螯合，生成可溶性命攸关螯合物，从而降低硬度，防止金属离子Cu2+、Fe2+等起催化作用，与水和蔬菜、水果果皮中的Cu2+螯合，使其很快软化，缩短蒸煮时间和提高果胶等提取率。特别是水果蔬菜罐头溶液中存在Cu2+、Fe2+等离子时，能促进维生素C的分解和色素褪色、变色、可防止肉类、禽类、鱼类腐败，以延长食品储存期限。同时磷酸盐还能阻止罐头中漂白剂过氧化氢的分解，从而提高漂白效果，并能除去金属离子中的臭味。聚磷酸盐可防止防止或延缓不饱和脂肪的氧化。抑制微生物生长，因而起防腐抑菌作用。2、乳化分散作用：聚磷酸盐具有使水中难溶物质分散或现成稳定悬浮体的作用于，以防止悬浮液的附着、凝聚，如脂肪及蛋白质的乳化作用等。由于聚磷酸盐能使蛋白质的水溶胶质在脂肪球上现成一种胶膜，从而使脂肪更有效地分散在水中，因此广泛用于淀粉的磷酸化处理，色素的分散，乳化食品（干酪、乳制品、冰淇淋、色拉、调味汁等），以及用作香肠、肉末的分散稳定剂。3、缓冲作用：无论正磷酸盐或磷酸盐，均为强缓冲剂，可有效的将介质中的液相稳定在一定PH值范围内，因此广泛的用作为食品调节剂，适当选择其Me2O/P2O5之比或聚合度，可在广泛规定的PH范围内起强的缓冲作用，以控制和保持稳定的PH变化范围，可使食品味道更鲜美。4、蛋白作用：磷酸盐对蛋白质，胶球蛋白具有增强作用，因此可增加肉制品的水合性和保水性，提高水的浸透性，促进食品的软化和改善食品的质量，保持食品的优良风味，同时磷酸盐在奶制品中能防止牛奶加热时的凝集，防止奶蛋白与脂肪水分的分离。肉是动物的肌肉组织，它的的由称作肌动球蛋白的蛋白质复合体组成的纤维组织肌动球蛋白是由肌动蛋白和肌球蛋白组成，在总蛋白质中，肌动蛋白约占13%，肌球蛋白约占38%，在PH=4.7处有一等电点。动物一旦死亡，新陈代谢即停止，肌肉的PH很快从4.7增至5.4-5.8。而PH值为5.5左右时，其保水性最低。提高或降低其PH值都可提高其保水性。加入磷酸氢二钠、磷酸三钠、焦磷酸钠或三聚磷酸钠均可使肉的PH值提高，从而提高其保水性。肌肉蛋白是一种对钙、镁离子亲和力极强的负电荷蛋白质。聚磷盐能与球蛋白中结合的钙、镁离子螯合，肌肉蛋白质的网状结构被破坏，包在结构中的可与水结合的极性基团被释放出来，因此可提高其保水性。加入聚磷酸盐可增加肉中蛋白质周围的离子强度，从而使肉的肌球蛋白的溶解性增加而成溶状态，使肉的保水性增。聚磷酸盐可解离，促进蛋白中的肌动球蛋白转化为肌动蛋白和肌球蛋白，而肌球蛋白能增加其保水性。此外，由于聚磷酸盐对金属离子的吸附和螯合作用，使不溶晶体的晶型改变，使无结晶晶核存在。如在鱼类罐头中加入磷酸铵镁（MgNH4PO4H2O），可防止晶花生成。第二、磷酸盐在食品加工过程中的典型应用磷酸盐在食品加工过程中的应用十分普遍，效果显著，现将典型实例列于下表中：磷酸盐在食品加工过程中的应用、功效及用量食品种类磷酸盐品种主要功效推荐用量(%)烘烤食品酸式焦磷酸钠,三聚磷酸钠,六偏磷酸钠控制发酸速度，提高生产强度1.6方便面酸式焦磷酸钠,三偏磷酸钠,三聚磷酸钠,六偏磷酸钠缩小成品复水时间，不粘不烂≤2.0饼干糕酸式焦磷酸钠,三偏磷酸钠,三聚磷酸钠,六偏磷酸钠,磷酸氢钙,磷酸二氢钠缩短发酵时间，降低产品破损率，疏松空隙整齐，可延长贮存期≤2.0面包磷酸氢钙、酸式焦磷酸钠三偏磷酸钠、三聚磷酸钠疏松，空隙整齐，可延长贮存期9.0乳酪磷酸磷酸氢二钠磷酸三钠聚磷酸钠乳化作用调节PH0.05-0.2或根据需要饮料磷酸磷酸氢二钠焦磷酸钠三聚磷酸钠三聚磷酸钾肥磷酸钙控制酸度，螯合作用，乳化作用，作稳定剂根据需要速溶咖啡磷酸氢二钾缓冲及乳化作用2.5蛋白六偏磷酸钠发送搅打，增加泡沫稳定性根据需要脂肪油脂三聚磷酸钠焦磷酸钠乳化作用稳定作用根据需要琼脂磷酸氢二钾焦磷酸钠控制凝胶,强度5%溶液洗涤水果磷酸三钠抑制霉菌抗氧化根据需要果子冻磷酸二氢钠磷酸氢二钠三聚磷酸钠缓冲作用根据需要果酱磷酸六偏磷酸钠控制PH,螯合作用,增加得率根据需要冰淇淋磷酸氢二钠焦磷酸钠六偏磷酸钠分散度,缩短冷冻时间0.2-0.5大腿腊肉三聚磷酸钠六偏磷酸钠控制水分0.3咸肉磷酸氢二钠焦磷酸钠三聚磷酸钠色泽鲜艳,改善口味0.2-0.4熟肉制品红肠等磷酸氢二钠焦磷酸钠色泽红润,口味佳,弹性好,得率高0.2-0.4香肠酸式焦磷酸钠、磷酸氢二钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠加速加工处理,改善口味,色泽佳0.5家禽三聚磷酸钠焦磷酸钠控制水分,增加得率,鲜嫩0.3-0.5或5-6%,溶液浸泡水产品加工,鱼元,鱼香肠,速冻制品三聚磷酸钠、酸式焦磷酸钠螯合作用,防止晶花生成,控制水分,抑制晶花生成6-12%,溶液浸泡蚕豆磷酸氢二钠三聚磷酸钠缩短蒸发时间,改善色泽和口味0.2-0.5蕃茄酱磷酸氢二钠改善色泽,防止分层,增加得率0.5第三、磷酸盐食品添加剂中的安全性问题磷酸盐作为食品添加剂的食用安全性，是人们普遍关注的问题，国外许多科学工作者进行了大量关于磷酸盐毒理学研究之后,确定食品磷酸盐为列毒安全性高的添加剂,其主要指标于表1和表2表1急性毒性试验磷酸盐品种受试动物LD-50(mg/kg/.体重)酸式焦磷酸钠(Na2H2P2O7)小白鼠(Mouae)2650酸式焦磷酸钠(Na2H2P2O7)大白鼠(Rat)4000焦磷酸钠(Na4P2O7)小白鼠(Mouae)2980三聚磷酸钠(Na5P3O10)小白鼠(Mouae)3210食盐(供对照)(NaCl)小白鼠(Mouae)5890*注:LD-50半致死剂量表2慢性毒性试验磷酸盐品种受试动物试验期最耐量过量磷酸盐作用正磷酸盐(Na.K)大白鼠44天;3.39%肾损害磷酸二氢钠几内亚猪200天;1.2%;4%钙沉积,生长慢磷酸氢二钠大白鼠6个月;1.8%;3.0%肾损害焦磷酸钠大白鼠6个月;1.8%;3.0%肾损害三聚磷酸钠大白鼠2年;0.5%;5%肾损害三聚磷酸钠狗5个月1.0g/kg/天肾,心脏损害联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO),1970年专门委员会的安全评价为,成人每天允许摄入量为1.4—1.5克P2O5,1973年FAO/WHO公布的有关磷酸盐的12个品种,其添加剂量为每日允许摄入量0—70mg/KG体重,而1985年食品添加剂专业委员会,研究了饮食中影响磷酸盐毒性反应的各种因素,例如：在饮食中磷的总水平，钙和其它矿物质的存在，取磷酸盐水解成短链取磷酸盐或亚磷酸盐的程度等。为此专家委员会推荐饮食中总磷的无条件接受量为30毫克/千克体重，有条件接受用量为30—70毫克/千克体重。