Fosforan jest solą kwasu fosforowego, jednego z naturalnych składników niemal wszystkich produktów spożywczych, szeroko stosowanego w przetwórstwie spożywczym jako ważny składnik żywności i dodatek funkcjonalny.
Czym jest fosforan?
Naturalnie występującym fosforanem jest skała fosforanowa (w tym fosforan wapnia). Fosforan to diwodorofosforan wapnia i siarczan wapnia powstający w wyniku reakcji skały fosforanowej z kwasem siarkowym, który może być wchłaniany i wykorzystywany przez rośliny.
Fosfor jest ważnym pierwiastkiem mineralnym niezbędnym dla organizmu człowieka. Głównym źródłem fosforu przyjmowanego przez organizm człowieka jest naturalna żywność lub dodatki fosforanowe do żywności. Fosforan jest jednym z naturalnych składników niemal wszystkich produktów spożywczych. Ponieważ fosforan może poprawić lub nadać żywności szereg doskonałych właściwości, jest stosowany w przetwórstwie żywności ponad sto lat temu i jest stosowany w dużych ilościach od lat 70. Fosforan jest jedną z najszerzej stosowanych i największych kategorii dodatków do żywności. Jako ważny składnik żywności i dodatek funkcjonalny jest szeroko stosowany w przetwórstwie produktów mięsnych, produktów drobiowych, owoców morza, owoców, warzyw, produktów mlecznych, produktów piekarniczych, napojów, produktów ziemniaczanych, przypraw, żywności wygodnej itp. Fosforany stosowane w przetwórstwie żywności to zazwyczaj sole sodowe, sole wapniowe, sole potasowe oraz sole żelaza i cynku jako wzmacniacze odżywcze. Istnieje ponad 30 powszechnie stosowanych fosforanów spożywczych, wśród których fosforan sodu jest głównym rodzajem fosforanu spożywczego spożywanego w moim kraju. Wraz z rozwojem technologii przetwórstwa spożywczego, spożycie fosforanu potasu również z roku na rok wzrastało.
Zastosowanie dodatków fosforanowych w żywności
1. Funkcja buforowania:
Wartość pH fosforanów waha się od umiarkowanej kwasowości (PH~4) do silnej zasadowości (PH~12). Gdy różne fosforany są dobierane w różnych proporcjach, wartość pH może być stabilizowana pomiędzy PH4.5-11.7, odgrywając rolę buforującą w różnym stopniu. W zakresie pH większości produktów spożywczych (PH3.5-7.5) fosforany mogą być stosowane jako wydajne regulatory pH i stabilizatory pH, aby nadać potrawom smaczniejszy smak. Najsilniejszym buforem jest ortofosforan. W przypadku polifosforanów pojemność buforowa zmniejsza się wraz ze wzrostem długości łańcucha.
2. Funkcja zatrzymywania wody:
Polifosforanjest silnie hydrofilowym humektantem, który może dobrze stabilizować wodę zawartą w żywności. Pojemność wodna jest związana z rodzajem polifosforanu, ilością dodatku, wartością pH żywności, siłą jonową i innymi czynnikami. W przypadku produktów mięsnych i owoców morza najlepszą pojemność wodną ma pirofosforan, a następnie tripolifosforan. Wraz ze wzrostem długości łańcucha pojemność wodna polifosforanu będzie się zmniejszać.
3. Efekt polianionowy:
Polifosforan jest polielektrolitem o właściwościach nieorganicznego środka powierzchniowo czynnego. Może rozpraszać lub tworzyć stabilną zawiesinę nierozpuszczalnych substancji w wodzie, aby zapobiec przywieraniu i aglomerowaniu zawiesiny. Ponieważ polifosforan może sprawić, że koloid hydrozolowy białka utworzy cienką warstwę na kulkach tłuszczu, tłuszcz może być skuteczniej rozpraszany w wodzie. Dlatego jest szeroko stosowany w fosforylacji skrobi, dyspersji pigmentów, emulgowanej żywności (produkty mleczne, lody, sałatki, sosy itp.) oraz jako stabilizator dyspergujący do kiełbas, produktów mięsnych mielonych i produktów z pasty rybnej. W przypadku polifosforanów o prostym łańcuchu ich zdolność emulgująca i dyspergująca wzrasta wraz ze wzrostem długości łańcucha.
4. Chelatacja:
Polifosforany łatwo tworzą rozpuszczalne kompleksy z kationami metali w roztworze, zmniejszając w ten sposób twardość wody, hamując utlenianie, katalizę, zmianę koloru i rozkład witaminy C powodowane przez kationy metali, takie jak Cu2+ i Fe3+, a także mogą zapobiegać lub opóźniać utlenianie tłuszczu, zapobiegać psuciu się mięsa, drobiu i ryb, utrzymywać kolor i wydłużać okres przydatności do spożycia żywności.
Chelatowanie polifosforanów zależy od długości łańcucha i wartości pH. Ogólnie rzecz biorąc, długołańcuchowe polifosforany mają silne właściwości chelatujące dla jonów metali lekkich, a zdolność ta wzrasta wraz ze wzrostem pH. Krótkołańcuchowe polifosforany mają silne właściwości chelatujące dla jonów metali ciężkich, ale efekt chelatujący słabnie wraz ze wzrostem pH.
5. Funkcja białka:
Fosforany mają wzmacniający wpływ na białka i globuliny kolagenowe, dzięki czemu mogą poprawić nawodnienie i zatrzymanie wody w produktach mięsnych, poprawić przepuszczalność wody, promować zmiękczanie żywności, poprawić jakość żywności i utrzymać smak żywności. Jednocześnie fosforany w produktach mlecznych mogą zapobiegać koagulacji mleka podczas podgrzewania i zapobiegać oddzielaniu się kazeiny od wody tłuszczowej.
6. Efekt fermentacji
Kwaśne fosforany (takie jak kwaśny pirofosforan sodu i wodorofosforan wapnia) są zwykle stosowane jako kwasy fermentacyjne jako środki spulchniające w produktach piekarniczych, reagując z wodorowęglanem, aby uwolnić dwutlenek węgla niezbędny do procesu pieczenia.
7. Działanie przeciwzbrylające:
Fosforan trójwapniowy jest często stosowany jako środek przeciwzbrylający w celu poprawy płynności sproszkowanej lub higroskopijnej żywności. Fosforan trójwapniowy ma dużą powierzchnię właściwą i może wiązać więcej wody. A jego specjalna sferyczna struktura krystaliczna może wytwarzać „efekt kuli”, co sprawia, że proszek ma dobrą płynność.
8. Przedłuż okres przydatności żywności:
Polifosforany mogą poprawić stabilność żywności podczas przechowywania i wydłużyć okres przydatności produktów.
9. Wzbogacanie diety w składniki mineralne:
Fosforan wapnia, fosforan magnezu, fosforan żelaza i fosforan cynku są często stosowane jako mineralne środki wzmacniające odżywianie w przetwórstwie żywności. Wśród nich fosforan żelaza i fosforan cynku mają dobrą rozpuszczalność. Dodanie ich do soku żołądkowego może wzmocnić biofarmaceutyczne działanie soku żołądkowego i nie będzie promować naturalnego utleniania.
