保水剂

出处：按学科分类—农业科学 中国轻工业出版社《肉类工业手册》第201页（3745字）

目前多聚磷酸盐已普遍地应用于肉制品中，以改善肉的保水性能。

1．种类

多聚磷酸盐的种类很多，但与肉制品加工有关的主要有4种：

(1)偏磷酸盐(NaPO₃)n(n=3或4)，分子呈环状，表现为强酸盐的特征。

(2)可溶性线性多聚磷酸盐的通式为Na_n+2PnO_3n+t，最简单的是n=2时的焦磷酸四钠盐(Na₄P₂O₇)和相应的酸性焦磷酸钠(Na₂H₂P₂O₇)。三聚磷酸盐(Na₅P₃O₁₀)也是该系列的一员，它在肉类工业中应用最广泛。

(3)不溶性聚磷酸盐呈分枝状，n数常常达到100或更多。这些高相对分子质量的盐类不溶于水，但在含有一价阳离子的溶液(如盐溶液)中，分散得都很容易，如偏磷酸钾。

(4)磷酸盐玻璃是通过急速冷却已融化的氧化钠－五氧化二磷混合物而获得的产物，有的结构还不清楚，calgon就是其中一种。

常用多聚磷酸盐混合物又可归为两类：①黏性类：含有高度聚合的偏磷酸钾，并混有酸性焦磷酸钠或三聚磷酸盐；②非黏性类：有大量的混合成分，其中包括焦磷酸四钠或三聚磷酸钠，同时还有磷酸盐玻璃。这两类多聚磷酸盐都已用于碎肉制品的加工上。例如，香肠中加入0．3%干燥的多聚磷酸盐，能减少在烹调、装罐或油炸过程中脂肪含量和水分的损失。磷酸盐正常加入量为腌制肉重量的0．3%左右。

2．作用

多聚磷酸盐作用的机理迄今仍不十分肯定，但对鲜肉或者腌制肉的加热过程中增加保水能力的作用是肯定的。焦磷酸盐和三聚磷酸盐在没有食盐的条件下几乎无任何作用，但在有食盐存在时，它的水结合作用大大地增强了，这可能是加速了蛋白质溶解过程的缘故。滚揉也可以进一步加强这一作用。利用电子显微镜可以发现多聚磷酸盐的作用是导致肌原纤维的分散，而不是由于肌动球蛋白分开。但也有人认为多聚磷酸盐的作用和ATP促进肌动球蛋白分开的作用相似。

关于多聚磷酸盐作用的其它理论还包括多聚磷酸盐作为盐本身的直接作用，像NaCl一样，并且认为这样的作用是由于提高了肌肉的pH而引起的。还有人认为这些盐之所以起作用是因为它们具有一种能将存在于肉中的重金属隐蔽掉的功能。目前，又有新的论证证实了多聚磷酸盐只有在肉中存在二磷酸酶的作用的条件下，被水解成二磷酸后才起作用。

一般把多聚磷酸盐当作乳化剂(特别是碎肉制品中)，但它们的真正作用是增强肌肉蛋白质在盐水体系中的溶解性。正是这种蛋白质才具有乳化能力，这一点可以解释为什么在含有高比例的骨骼肌时，这些盐的作用更为显着的真正原因。另一方面，还有不少事实说明了多聚磷酸盐可能具有抗氧化的作用。

在腌制肉制品中应用最广泛的是三聚磷酸钠、焦磷酸钠和六偏磷酸钠，也可使用分别由焦磷酸四钠与磷酸一钠、六偏磷酸钠与磷酸二钠、六偏磷酸钠与磷酸铝钠组合而成的混合盐。动物死亡时产生的不平衡状态造成汁液流失。流失的液体中包括可溶性蛋白质和无机盐。接着进行冷冻、解冻、蒸煮、烟熏和贮存过程中进一步造成这种损失，也影响产品的食用价值。将含有聚磷酸盐的混合盐溶液注射到新鲜肉内可以防止上述变化。此类混合盐可改良或保持食用肉的新鲜颜色，改善组织和风味，与可溶性蛋白质结合后防止流失，并提高pH。正磷酸盐虽能提高pH，但并不改变持水能力。聚磷酸盐是多阴离子物质，能够打开蛋白质分子结构，把水结合在阴离子蛋白质部位。焦磷酸四钠和三聚磷酸钠虽然螯合钙和镁离子的能力都不强，但持水能力优于六偏磷酸钠。考虑到成本和溶解性因素，现倾向认为三聚磷酸钠是持水能力最佳的聚磷酸盐。

将三聚磷酸钠加在家禽屠宰后的冷却用水中，能有效地控制解冻时的汁液损失。家禽加工厂传统上都使用三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物，但最近的一些实验表明，对于市售冷藏品或随后进行冷冻流通的产品来讲，单独使用三聚磷酸钠的效果与混合磷酸盐相等或更佳。

肉食品中使用磷酸盐的重要原因不仅在于它对蛋白质的作用和提高持水性，而且尚能用于控制颜色、微生物以及螯合金属离子和抑制酸败等。

罐装海产食品有一个独特的问题，即杀菌后延缓玻璃状结晶的出现。在水产品中即使存在极低含量的镁也会引起这种磷酸镁结晶的出现。因此可以用六偏磷酸钠、偏磷酸钠、三聚磷酸钠或这些磷酸盐的相应的钾盐来控制结晶形成，其中尤以使用方便、风味好的六偏磷酸钠最佳。

某些磷酸盐能促进蛋白质溶解，并能使蛋白质结合成型，因此可以用来制造重新成型的产品和组织化食品，如西式火腿、鱼糕食品等。能够改变蛋白质结合性能的磷酸盐有焦磷酸四钠、三聚磷酸钠、四偏磷酸钠、磷酸二钠和焦磷酸四钾，可与食品级的淀粉或胶凝剂结合使用。在腌制用的盐水中允许使用少量的聚磷酸盐，但在成品中的总量不超过0．5%。在使用磷酸盐时，必须考虑到肌肉组织中大约有0．1%的天然磷酸盐。

在蒸煮香肠生产中，惟一允许使用的是酸性焦磷酸钠。维也纳灌肠等肠表面由于乳酸菌群而生成多糖类，特别是生成糊精等所造成的白毛，可以采用加聚磷酸盐及葡萄糖、山梨糖醇来防止。不仅如此，其还有抑制厌氧菌的芽孢发芽或霉菌及酵母的发育作用，如与抗坏血酸并用还有增强抗氧化的作用。

由于含磷酸盐的腌制产品在加工后失水，所以磷酸盐可能从表面析出，形成带有“细丝”的磷酸盐结晶。如果量过多，就会出现“滑腻”感。碱性磷酸盐具有腐蚀性，所以含磷酸盐的盐水系统应使用塑料或不锈钢材料。磷酸盐还常用于其它产品，如在烤禽或蒸煮禽中使用，目的是控制蒸煮收缩并改进风味。尽管其作用机理还不完全清楚，但一般认为是通过以下途径发挥其作用：

(1)提高pH 成熟肉的pH一般在5．7左右，接近肉中蛋白的等电点，因此肉的保水性极差。1%的焦磷酸钠(Na₄P₂O₇)溶液pH为10．0～10．2，而1%的三聚磷酸钠(Na₅P₃O₁₀)溶液pH为9．5～9．8，1%六偏磷酸钠(NaPO₃)，溶液pH为6．4～6．6，因此磷酸盐可以使原料肉pH偏离等电点。

(2)增加离子强度，提高蛋白的溶解性 肉的保水性首先取决于肌原纤维蛋白(肌动蛋白、肌球蛋白、肌动球蛋白)，其中肌球蛋白占肌原纤维蛋白的55%，溶解于离子强度为0．2以上的盐溶液中；肌动球蛋白则需在离子强度为0．4以上的盐溶液中才能溶解。在一定的离子强度范围内，蛋白溶解度和萃取量随离子强度增加而增加。磷酸盐是能提供较强离子强度的盐类，因此，磷酸盐有利于肌原纤维蛋白的溶出。试验表明，不含肌球蛋白的肉糜持水性最差，这表明对持水性影响最大的肌原纤维蛋白是肌球蛋白。

(3)促使肌动球蛋白解离 活体时机体能合成使肌动球蛋白解离的三磷酸腺苷，但畜禽宰杀后由于三磷酸腺苷(ArP)水平降低，不能使肌动球蛋白再解离成肌动蛋白和肌球蛋白，而使肉的持水性下降。然而，低聚合度的磷酸盐(焦磷酸盐，三聚磷酸盐)具有三磷酸腺苷类似的作用，能使肌动球蛋白解离成肌动蛋白和肌球蛋白，增加了肉的持水性，同时还改善了肉的嫩度。

(4)改变体系电荷 磷酸盐可以与肌肉结构蛋白结合的Ca²⁺、Mg²⁺结合，使蛋白带负电荷，从而增加羧基之间的静电斥力，导致蛋白结构疏松，加速盐水的渗透、扩散。

各种磷酸盐的保水机理并不完全一样，实验和生产实践证明，各种磷酸盐混合使用比单独使用好，且混合的比例不同，效果也不同。在肉品加工中，使用量一般为肉重的0．1%～0．4%。用量过大会导致产品风味恶化，组织粗糙，呈色不良。

磷酸盐溶解性较差，因此在配腌制液时需先将磷酸盐溶解后再加入其它腌制料。最近，美国开发了一种速溶三聚磷酸钠，在冷水中，99%能在15s内溶解形成澄清液。

在高浓度情况下(0．4%～0．5%)，磷酸盐产生金属性涩味。如果使用的磷酸盐达到最大允许值(0．5%)，就可能危害身体健康，导致短时期腹痛与腹泻、长时间的骨骼钙化增大。