Фосфорот е важен минерал неопходен за човечкото тело. Главниот извор на фосфор за човечкото тело е природна храна или прехранбени фосфатни адитиви. Фосфатот е една од природните компоненти на речиси секоја храна. Бидејќи фосфатот може да ја подобри или да даде низа одлични својства на храната, тој почна да се користи во преработката на храна пред повеќе од сто години, а беше широко користен по 1970-тите. Во моментов, фосфатот е една од најкористените и најкористените категории на адитиви за храна. Како важна прехранбена состојка и функционален додаток, широко се користи во месни производи, производи од живина, морска храна, овошје, зеленчук, млечни производи, печени производи, при преработка на пијалоци, производи од компири, зачини, погодна храна итн.
1. Вовед во фосфат
1.1 Класификација
Фосфатите можат да се поделат на ортофосфати и кондензирани фосфати:
Ортофосфат се однесува на различни соли на ортофосфорна киселина (H3PO4): M3PO4, M2HPO4, MH2PO4 (М е моновалентен метален јон).
Ортофосфатот се загрева, дехидрира и кондензира за да формира кондензиран фосфат. Неговата општа формула е Mn+2PnO3n+1, каде што M е едновалентен метален јон, а n е бројот на атоми на фосфор. Кога вредноста на n е многу голема, ограничувачката хемиска формула на кондензиран фосфат е: MnPnO3n.
Различните соли на пирофосфатот се нарекуваат пирофосфати, M4P2O7;
Различните соли на трифосфат се нарекуваат триполифосфати, M5P3O10;
Кондензираните фосфати чии молекули содржат повеќе од 3 атоми на фосфор колективно се нарекуваат полифосфати, а бројот на O-P-O врски во нивните молекули се нарекува должина на синџирот на полифосфати.
Молекуларната формула на метафосфатот е (MPO3)n, која грубо може да се подели на цикличен метафосфат, нерастворлив метафосфат и метафосфат стаклестото тело (таквите супстанции се всушност синџир полифосфати со должина на синџирот повеќе од 10 и мала количина мешавина на циклични метафосфати) .
1.2. Постојат повеќе од 30 видови на најчесто користени фосфати за храна. Натриум фосфат е Во моментов, главната категорија на потрошувачка на домашна храна фосфат е калиум фосфат. Со развојот на технологијата за преработка на храна, потрошувачката на калиум фосфат исто така се зголемува од година во година.
Со цел да се даде целосна игра на синергетските ефекти помеѓу различните фосфати и фосфати и други адитиви, и да се задоволат потребите за развој на технологијата за преработка на храна, различни сложени фосфати често се користат како состојки на храната и функционални адитиви во практична примена. Истражувањето и развојот на формулирани фосфати се повеќе станува развојна насока за развој и примена на фосфатни прехранбени адитиви.
Поради разликите во должината на синџирот, pH вредноста, содржината на P2O5 и врзаните метални катјони, различните видови фосфати имаат големи разлики во физичките и хемиските својства. За линеарните полифосфати, како што се зголемува должината на синџирот, се зголемуваат неговите емулзификациски својства, дисперзивните својства и способноста за хелирање на јони на калциум, додека пуферскиот ефект и pH вредноста се намалуваат.
Кондензираниот полифосфат ќе се хидролизира под загревање или кисели услови за да генерира ортофосфат или полифосфат со краток ланец. Кога има ензими, гелови и комплексни катјони во растворот, брзината на хидролиза може да биде значително забрзана, а растворот е зголемен Со зголемувањето на јонската јачина, брзината на хидролиза може да се забрза неколку пати.
Во практична примена, фосфатите често се избираат рационално според барањата на технологијата за преработка на храна и врз основа на нивната pH вредност и пуферски ефект, растворливост, ефект на задржување вода, емулзификација, перформанси на дисперзија, хелација, стабилност на хидролиза и други карактеристики. Како прехранбени состојки и функционални адитиви.
2. Карактеристики на фосфатите и нивната улога во преработката на храната
Фосфатот има две главни функции во преработката на храната: прво, како подобрувач на квалитетот за подобрување на структурата и вкусот на храната; второ, може да се користи како зајакнување на минералната исхрана.
Улогата на фосфатите во преработката на храна главно се заснова на следниве својства на фосфатите:
2.1 Пуферирачки ефект:
рН вредноста на фосфатот се движи од умерено кисела (PH~4) до силно алкална (PH~12). Кога различни фосфати се комбинираат во различни пропорции, pH вредноста може да се стабилизира помеѓу PH4,5-11,7. ниво на тампон. Во рамките на опсегот на pH на повеќето видови храна (PH 3,5-7,5), фосфатот може да се користи како ефикасен регулатор на pH и стабилизатор на pH за да се направи вкусот на храната повкусен. Најсилниот пуферски ефект е ортофосфатот. За полифосфат, како што се зголемува должината на синџирот, пуферскиот капацитет ќе ослабне.
2.2 Ефект на задржување вода:
Полифосфатот е високо хидрофилно средство за задржување на влага што може да ја стабилизира влагата содржана во храната. Квалитетот на неговиот капацитет за задржување вода е поврзан со фактори како што се видот и количината на полифосфат, PH вредноста на храната и јонската јачина.
За месните производи и морските плодови, пирофосфатот има најдобар капацитет за задржување вода, а потоа триполифосфатот. Како што се зголемува должината на ланецот, капацитетот на полифосфатот за задржување вода ќе ослабне.
2.3 Полианион ефект:
Полифосфатот е полимерен диелектрик и има карактеристики на неоргански сурфактант. Може да ги растера нерастворливите материи во вода или да формира стабилна суспензија за да спречи адхезија и агломерација на суспензијата. Бидејќи полифосфатот може да направи протеинот хидросол да формира филм на масните глобули, а со тоа поефикасно да ги распрснува мастите во водата, тој е широко користен во фосфорилација на скроб, дисперзија на пигменти и емулгирана храна (млечни производи, сладолед, салати, сосови, итн.) и се користи како дисперзивен стабилизатор за колбаси, производи од мелено месо и производи од сурими.
За линеарни полифосфати, нивните способности за емулгирање и дисперзирање се зголемуваат како што се зголемува должината на синџирот.
2.4 Хелација:
Полифосфатот лесно формира растворливи комплекси со метални катјони во растворот, а со тоа ја намалува тврдоста на водата, ја инхибира оксидацијата, катализата, обезбојувањето и распаѓањето на витаминот Ц предизвикани од металните катјони како што се Cu2+ и Fe3+ за да се спречи и одложи оксидација на масти, да се спречи месото , живина, риба од расипување, ја одржуваат бојата и го продолжуваат рокот на траење на храната. Неговата способност за вриење е прикажана на сликата подолу
Хелативниот ефект на полифосфатите зависи од должината на синџирот и pH вредноста. Општо земено, полифосфатите со долг ланец имаат силна хелатна способност за јони на лесни метали, што се зголемува со зголемувањето на pH вредноста; полифосфатите со краток синџир имаат силна хелатна способност за јони на тешки метали, но способноста за хелирање на јони на тешки метали се зголемува со зголемувањето на pH вредноста. Како што се зголемува нивото, ефектот на хелација слабее.
2.5 Протеинска функција:
Фосфатот има зајакнувачки ефект врз протеините и колагенскиот глобулин, така што може да ја подобри хидратацијата и капацитетот за задржување вода на месните производи, да ја зголеми водопропустливоста, да го промовира омекнувањето на храната, да го подобри квалитетот на храната и да го одржи вкусот на храната. Во исто време, фосфатите во млечните производи можат да ја спречат коагулацијата на млекото при загревање и да го спречат одвојувањето на влагата на казеинот и маснотиите.
2.6 Набавен ефект:
Киселите фосфати (како што се натриум киселински пирофосфат, калциум хидроген фосфат) обично се користат како квасни киселини како квасец за печените производи и реагираат со бикарбонат за да го обезбедат гасот јаглерод диоксид потребен за процесот на печење.
2.7 Ефект против стврднување:
Трикалциум фосфатот најчесто се користи како средство против стврднување за да се подобрат својствата на слободно течење на прашкаста или хигроскопна храна.
Трикалциум фосфат има поголема специфична површина и може да врзе повеќе вода; и неговата специјална сферична кристална структура може да произведе „ефект на топка“, давајќи му на прашокот добри својства за слободно течење.
2.8 Продолжете го рокот на траење на храната:
Полифосфатот може да ја подобри стабилноста на складирањето на храната и да го продолжи рокот на траење на производите. Овој ефект главно се заснова на: (1) регулирање на pH вредноста; (2) Антибактериски ефект: растот на микробните клетки мора да се потпира на двовалентни метални катјони, особено на Ca2+ и Mg2+, а фосфатот може да се хелира со овие метални катјони, а може да ја намали стабилноста на клеточниот ѕид за време на клеточната делба и исто така да ја намали топлинската стабилност на многу клетки, со што ефикасно го инхибира растот на бактериите.
Антибактериското дејство на полифосфатот е поврзано со неговиот тип (должина на синџирот), содржина, pH вредност, содржина на сол, содржина на нитрити и други фактори. Општо земено, како што се зголемува должината на ланецот, се зголемува и антибактерискиот ефект.
2.9 Ефект на зајакнување на минералната исхрана:
Калциум фосфат, магнезиум фосфат, железо фосфат и цинк фосфат често се користат како засилувачи на минерали во преработката на храна.
Додавањето на железен фосфат и цинк фосфат во гастричниот сок може да го подобри биофармацевтскиот ефект на гастричниот сок поради неговата подобра растворливост и нема да промовира природна оксидација.
3. Безбедносни прашања со фосфати
Безбедноста на фосфатите што се користат како адитиви за храна е прашање на голема загриженост. Многу странски научници спроведоа голем број токсиколошки студии за фосфатите и потврдија дека фосфатите во храната се нетоксични и високо безбедни адитиви.
Безбедносната евалуација на Специјалниот комитет на Организацијата за храна и земјоделство на Обединетите нации и Светската здравствена организација (ФАО/СЗО) во 1970 година беше дека дневната дозволена доза на возрасни е 1,4-1,5 gP2O5, додека Комитетот за адитиви на храна во 1985 г. препорачано безусловното прифаќање на вкупниот фосфор во исхраната е <30 mg/kg телесна тежина, условната доза на прифаќање е 30--70 mg/kg телесна тежина.
Овде мора да се истакне дека при примената на прехранбените фосфати треба да се внимава на рамнотежата на калциум и фосфор (соодносот калциум-фосфор е 1:1,2), а фосфатите од храната треба да се користат рационално во строга согласност со хигиенските стандарди за употреба на прехранбени адитиви. , за да се избегнат негативните ефекти врз здравјето на луѓето предизвикани од нерамнотежа на калциум и фосфор или злоупотреба на фосфати.
4. Примена на фосфат во преработка на храна
4.1 Примена во преработка на производи од месо и живина:
4.1.1 Со цел да се подобри квалитетот на месните производи, фосфатот обично се додава во преработката на месните производи. Неговите функции се:
а. Подобрување на адхезијата на месните производи и подобрување на перформансите на сечење на месните производи;
б. Подобрување на капацитетот за задржување вода на месото, така што месните производи сè уште можат да ја задржат својата природна влажност за време на обработката и готвењето, да ја намалат загубата на хранливи материи од месото, да ја зачуваат нежноста на месните производи и да го зголемат приносот на готовите производи;
в. Контролирајте ја pH вредноста на месните производи во опсегот најпогоден за отекување на протеините и произведувајте најдобра боја на месни производи;
г. Подобрете ги перформансите на емулзификација и стабилноста на емулзијата, ефикасно спречувајќи го одвојувањето на маснотиите и водата;
д. Блокирајте метални катјони и одложете ја реакцијата на оксидација при преработката на производите од месо, што може ефикасно да ја намали стапката на прженост на производите, да ја инхибира промената на бојата и прженоста на месните производи и да го продолжи рокот на траење на месните производи;
ѓ. Подобрување на перформансите на преработка на месни производи и зголемување на ефикасноста на производството.
4.1.2 Капацитетот за задржување вода на месото генерално се однесува на способноста да се задржи влажноста на месото и влагата додадена на месото за време на обработката. Нивото на капацитет за задржување вода е директно поврзано со текстурата и приносот на месните производи. Додавањето фосфат може ефикасно да го подобри квалитетот на месните производи. Капацитет за задржување вода.
Како рационално да се користат фосфатите и другите адитиви без да се влијае на вкусот на месните производи, да се максимизира капацитетот за задржување вода и кохезијата на месните производи и да се намали загубата при готвење на месните производи отсекогаш била важна тема во истражувањето и развојот на месните производи. .
4.1.3 Разумна употреба на фосфати во преработката на месни производи:
Во практична примена, соодветниот тип и количина на фосфат треба да се избере врз основа на видот, барањата за текстура, производниот процес, суровините итн. на месните производи и карактеристиките на различните фосфати.
Месните производи додадени со пирофосфат можат да го вратат и подобрат природниот капацитет на мускулниот протеин за задржување вода. Полифосфатот може брзо да се претвори во пирофосфат под дејство на мускулните ензими, па може да се постигне истиот ефект. Иако пирофосфатот има најдобар ефект на задржување на водата, неговата растворливост е премногу слаба, па затоа не може да се користи сам во повеќето случаи. Наместо тоа, често се користи во комбинација со полифосфат со долг ланец или калиум фосфат со подобра растворливост. Дополнително, со цел да се изврши синергистички ефект помеѓу различните фосфати и фосфати и други адитиви, често се користат различни сложени подобрувачи на месни производи.
Функциите на различните сложени фосфати од месни производи се опишани на следниов начин:
а. За колбаси и производи од мелено месо, обично се користат пирофосфат и полифосфат со средна должина на ланец, кои се додаваат во форма на сув прашок при сечкање и мешање. рН вредноста на употребениот комплекс фосфат е генерално околу 7, а понекогаш се користат и сложени фосфати со pH вредност поголема од 9.
б. Соединението фосфат што се користи за инјектирање на солен раствор мора да ги исполнува следните барања: 1) добра растворливост во леден солен раствор; 2) висока стапка на растворање; 3) добра стабилност во леден солен раствор. рН вредноста на употребениот комплекс фосфат е генерално 8,5--9,5. Со цел да се постигне најдобар ефект на активирање на мускулниот протеин при подготовка на ладен солен раствор за инјектирање, најдобро е прво да се раствори фосфатот во ледена вода, а потоа да се додаде сол. Овој редослед генерално не може да се смени.
в. Количината на додадениот мешан фосфат е генерално 0,1-0,4%, но количината треба строго да се контролира кога се користи. Ако додадената количина е превисока, оригиналниот вкус на месото ќе се оштети, а развојот на бојата ќе влијае поради зголемувањето на pH вредноста.
4.2 Примена во преработка на морска храна:
4.2.1 Како одлично средство за задржување вода, регулатор на pH и средство за антифриз, фосфатот е широко користен во преработката на морска храна, особено замрзната морска храна. Неговите функции се:
а. Ефикасно го подобрува капацитетот на морските плодови за задржување вода, го прави сокот од месо побогат и ефикасно ги задржува хранливите материи и влагата;
б. Ја инхибираат оксидацијата на мастите и ефикасно го продолжуваат рокот на траење на морските плодови;
в. Намалете ја загубата на капе по одмрзнувањето и намалете ја губењето на тежината при готвење;
г. Одржувајте ја природната боја и вкус на морската храна;
д. Синергизира со шеќер за ефикасно спречување на замрзнување денатурација на сурими протеинот.
4.2.2. Концентрацијата и времето на натопување на растворот за натопување се засноваат на ракчиња, риби и школки Утврдени според видот, големината и времето на риболов на морската храна.
Следниве фактори треба да се земат предвид при рационален избор на сложени фосфати за натопување: а) Може ефективно да го подобри капацитетот за задржување вода на морските плодови; б) Има добра растворливост во ледена вода; в) Може брзо да се раствори во ледена вода; г) Има добра растворливост во ледена вода. Добра стабилност. рН вредноста на употребениот комплекс фосфат е генерално повисока од 9.
4.2.3 Општо земено, соединението фосфати додадени на замрзнатите сурими се главно натриум пирофосфат, натриум триполифосфат и натриум хексаметафосфат, а додадената количина е 0,1-0,3% од сурими.
4.3 Примена на фосфати во производи од брашно
4.3.1 Примена во печени производи:
Киселите фосфати (како што се натриум киселински пирофосфат, калциум хидроген фосфат) обично се користат како квасни киселини како квасец за печените производи и реагираат со бикарбонат за да го обезбедат гасот јаглерод диоксид потребен за процесот на печење. Различни фосфати имаат различни стапки на реакција на тестото (ROR), а фосфатите можат разумно да се изберат врз основа на очекуваниот ефект на печење (лабав волумен, структура на порите, вкус).
Покрај тоа, фосфатите може да се користат и како регенератори на брашно, подобрувачи на тестото, пуфери и хранливи материи од квасец.
4.3.2 Како подобрувач на квалитетот на тестенините, фосфатот е широко користен во преработката на инстант тестенини и обични тестенини. Неговите главни функции се:
а. Зголемете го степенот на желатинизација на скробот, зголемете го капацитетот за апсорпција на вода на скробот, зголемете го капацитетот за задржување вода на тестото и направете инстантните тестенини брзо да се рехидрираат и лесно да се варат;
б. Подобрете ги перформансите на отекување на глутенот што апсорбира вода и ја подобруваат неговата еластичност, правејќи ги тестенините мазни и џвакани и отпорни на готвење и натопување;
в. Одличниот пуферски ефект на фосфатот може да ја стабилизира PH вредноста на тестото, да спречи промена на бојата и влошување и да го подобри вкусот и вкусот;
г. Фосфатот може да се сложени со металните катјони во тестото и има ефект на „премостување“ на групите на гликоза, формирајќи вкрстени врски на молекулите на скроб, така што тестенините кои можат да издржат готвење на висока температура и пржење на висока температура сè уште можат да ја задржат својата конзистентност. по рехидратација. Вискоеластични карактеристики на скробните колоиди;
д. Подобрете го финишот на тестенините;
4.4 Примена во млечни производи
Фосфатот се користи како стабилизатор и емулгатор во UHT-стерилизирано млеко, крем производи, кондензирано млеко, млеко во прав, кафе мат, млечни пијалоци и производи од сирење. Неговите функции се:
а. Пуферирање и стабилизација на pH;
б. Интеракција со протеините: ги дисперзира состојките на храната, го стабилизира системот за емулзификација, ја подобрува способноста на казеинот да ја врзува водата и ефикасно го спречува одвојувањето на протеините, мастите и водата;
в. Хелатни повеќевалентни метални јони, во голема мера ја намалуваат агрегацијата на протеините и врнежите за време на загревањето и складирањето, со што се подобрува термичката стабилност и стабилноста на складирањето на млекото. И ефикасно може да го одложи појавувањето на коагулација на лактоза.
4.5 Фосфатот исто така широко се користи во следните полиња за преработка на храна:
◎ Пијалоци: се користи како регулатор на киселост, стабилизатор и зајакнување на минералната исхрана;
◎ Производи од компир: се користат како стабилизатори и средства за зачувување на бојата;
◎ Производи од ориз: ја подобруваат еластичноста на производите и го подобруваат вкусот на производите;
◎ Зачини и инстант супи: стабилизатори, регулатори на киселост;
◎ Хигроскопска прашкаста храна: спречување на пржење и подобрување на нејзината работа со слободно течење;
◎ Производи од скроб и модифициран скроб;
◎ Храна за бебиња, функционална храна: засилувач на минерална исхрана.
