一、磷酸盐介绍1.1 磷酸盐简介磷酸盐（phosphorous salts）是世界各国应用最为广泛的食品品质改良剂，已推广至肉产品、禽产品、蛋制品、乳制品及水产品、谷物制品、各种饮料、果类制品、蔬菜及油脂、变性淀粉加工等食品加工工业之中。在食品中加入磷酸盐不仅可以增加营养，还可以增加食品种类、便于食用、延长贮存期、保持食品的营养、改善食品的品质和稳定性,还可以提高原料的利用率。1.2 磷酸盐分类磷酸盐可分为正磷酸盐和缩聚磷酸盐:正磷酸盐(orthophosphate)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(Condensed Phosphate),其通式为Mn+2PnO3n十1,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(pyrophosphate, diphosphate),M4P2O7;三磷酸的各种盐称为三聚磷酸盐(tripolyphosphate, triphosphate),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(Polyphosphate),其分子中含0一P一0键的数目称为多聚磷酸盐的链长。偏磷酸盐(metaphosphate)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)。二，磷酸盐的特性及其食品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(Quality Booster),改进食品的组织结构和口感;二是可用作矿物营养强化剂(Mineral enhancer)。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(Buffering capacity):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PH4.5一11.7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(Water hold capacity):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(Poly anion effect):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 鳌合作用(Sequestering capacity):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。聚磷酸盐的赘合作用取决于链的长短和pH值。一般说来,长链聚磷酸盐对轻金属离子具有较强的鳌合能力,并随pH值的增高而增加;短链聚磷酸盐对重金属离子具有较强的鳌合能力,但随pH值的增高,鳌合作用减弱。5 蛋白作用(Protein activation):磷酸盐对蛋白质、胶阮球蛋白具有增强作用,因而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。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。6 膨松作用(Leavening effect):酸性的磷酸盐(如酸式焦磷酸钠、磷酸氢钙)通常用作焙烤制品膨松剂的膨松酸,和碳酸氢盐反应为焙烤过程提供所需的二氧化碳气体。7 其他作用磷酸盐除了以上作用外，还可以1）用作抗结块剂(Anti一caking agents)以提高粉末状或吸湿性食品的自由流动性能。2）增强食品的贮存稳定性,延长产品货架期。3）在食品加工中用作矿物营养强化剂(Mineral enhancer)。三、磷酸盐在食品加工中的作用机理1
磷酸盐在水产品中的作用机理磷酸盐作为性能优异的保水剂、pH调节剂和抗冻剂被大量用于海产品特别是冷冻海产品的加工过程,其作用为:a. 有效提高海产品的持水能力,使肉汁更丰富,有效保持营养物质及水分;b. 抑制脂肪的氧化,有效延长海产品的货架期;c. 减少解冻后的流滴损失,减小烧煮重量损失;d. 保持海产品的天然色泽和风味;e. 与糖类协同增效,有效防止鱼糜蛋白质冷冻变性2
磷酸盐在肉制品中的作用机理用于肉制品的磷酸盐主要是焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠，或以一定的比例配成复合磷酸盐使用。磷酸盐在肉制品中的保水机理是：（1）提高肉的pH值。磷酸盐可使肉的pH值上升，高于肉蛋白的等电点，从而使肉的持水性能力提高，保证肉蛋白的鲜嫩度；（2）螯合肉中的金属离子。磷酸盐能螯合Ca2+、Mg2+等离子，使肌肉中肌纤维结构趋于松散，也可溶入更多水分；（3）增加肉的离子强度，改善肉制品质构。磷酸盐可以增加肉的离子强度，有研究显示不同NaCl溶液和Na3PO4溶液的不同浓度进行混合注射猪肉，发现其混合溶液可以明显改善肉的嫩度；（4）解离肌动球蛋白。焦磷酸钠和三聚磷酸钠可将肌肉球蛋白解离为肌动球蛋白和肌球蛋白，肌球蛋白的保水能力强，因而提高了肉的保水性。3
磷酸盐在面食制品中的作用机理在烘焙制品中的作用机理酸性的磷酸盐(如酸式焦磷酸钠、磷酸氢钙)通常用作焙烤制品膨松剂的膨松酸,和碳酸氢盐反应为焙烤过程提供所需的二氧化碳气体。不同的磷酸盐具有不同的生面团反应速率(RO)R,可根据预期的烘焙效果(膨松体积、孔隙结构、口味)合理选择磷酸盐。此外磷酸盐还可用作面粉调节剂、面团改良剂、缓冲剂及酵母营养剂。磷酸盐作为面条品质改良剂广泛应用于方便面及普通面条的加工,其主要作用为:a. 增加淀粉糊化程度,增加淀粉吸水能力,使面团的持水性增加,使方便面复水快、易冲泡;b. 增强面筋蛋白的吸水溶胀性能,提高其弹性,使面条口感滑爽并有筋道、耐煮耐泡;。c. 磷酸盐优异的缓冲作用能稳定面团的pH值,防止变色、变质,改善风味和口感;d. 磷酸盐在面团中能与金属阳离子络合,对葡萄糖基团有“架桥”作用,形成淀粉分子的交联,使耐高温蒸煮,经高温油炸的面条在复水后仍能保持淀粉胶体的粘弹性特征;e. 提高面条的光洁度四、磷酸盐在乳制品中的作用机理磷酸盐作为稳定剂和乳化剂用于UHT一灭菌奶、奶油制品、炼乳、奶粉、咖啡伴侣、乳饮料、奶酪制品。其作用为:a.缓冲作用;b.与蛋白质的相互作用，能分散食品配料，稳定乳化体系，增强酪蛋白结合水能力，有效防止蛋白质、脂肪和水分离;c.鳌合多价金属离子，使得在加热过程和贮存过程中蛋白质凝集沉淀现象大大减少，从而提高了牛奶的热稳定性和贮存稳定性，并能有效延缓乳糖凝结现象的发生。五、磷酸盐在果汁饮料中的作用机理聚磷酸盐在碳酸饮料中作为亲水性胶体，可与水中的金属离子螯合形成可溶性的盐，封锁金属离子，防止饮料氧化变色，使产品长期稳定，并且保持CO2；磷酸盐应用于果汁饮料机理是稳定维生素C，使果汁稳定悬浊还可以防止急速氧化变色而导致风味变差；应用于乳饮料中，主要是发挥阴离子效应，提高乳饮料的溶解度和稳定性。}