李維 范佳利 張亞娟 屈云

摘要 綜合分析當(dāng)前食品級磷酸鹽的主要功能、作用機(jī)理和應(yīng)用現(xiàn)狀，提出后續(xù)食品磷酸鹽的應(yīng)用研究不僅要在單體磷酸鹽的應(yīng)用機(jī)理和安全性研究上更加深入，還應(yīng)加快復(fù)配磷酸鹽、磷酸鹽與其他種類食品添加劑協(xié)同作用機(jī)理的研究，以促進(jìn)食品行業(yè)更好地發(fā)展。

關(guān)鍵詞 磷酸鹽；應(yīng)用研究；機(jī)理

中圖分類號(hào)TS202文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A文章編號(hào)0517-6611（2015）34-095-02

磷是遺傳物質(zhì)核酸的重要組分，也是能量轉(zhuǎn)換物質(zhì)三磷酸腺苷的重要成分，是構(gòu)成人體骨骼、牙齒的重要成分，磷還是多種酶的組分，在人體生命活動(dòng)中起著不可替代的作用。因此，在食品中適量添加磷酸鹽能提升食品的營養(yǎng)價(jià)值[1]。食品級磷酸鹽按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為正磷酸鹽和縮聚磷酸鹽（焦磷酸鹽、聚磷酸鹽、偏磷酸鹽、超磷酸鹽和環(huán)狀或網(wǎng)狀磷酸鹽等），后者是由前者受熱聚合而成。縮聚磷酸鹽在食品工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較廣的為焦磷酸鹽、聚磷酸鹽和偏磷酸鹽。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對食品的要求越來越高，不僅關(guān)注食品安全，而且對食品的色、香、味、形、營養(yǎng)等各個(gè)方面都有著更高的期待，這些往往需要借助食品添加劑來實(shí)現(xiàn)。磷酸鹽是世界各國使用最廣泛的食品添加劑之一，其越來越多地被應(yīng)用于食品加工的各個(gè)領(lǐng)域，對食品品質(zhì)的提升與改良起著極為重要的作用。因此，對食品級磷酸鹽的功能與應(yīng)用進(jìn)行全面細(xì)致的研究具有重要意義。

1食品級磷酸鹽的主要功能與作用機(jī)理

作為一種應(yīng)用十分廣泛的食品添加劑，食品級磷酸鹽在食品行業(yè)中主要扮演的角色為2種，即品質(zhì)改良劑和營養(yǎng)強(qiáng)化劑。品質(zhì)改良功能表現(xiàn)為食品級磷酸鹽在食品加工應(yīng)用中所起到的提升產(chǎn)品各方面品質(zhì)的作用，如保鮮、護(hù)色、持水、酸度調(diào)節(jié)、穩(wěn)定凝固等；而營養(yǎng)強(qiáng)化劑不僅體現(xiàn)在食品級磷酸鹽富含人體所必需的營養(yǎng)元素——磷，更因其含有鉀、鈣等其他營養(yǎng)物質(zhì)。

在食品加工過程中，需在嚴(yán)格遵守國家食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)（GB2760-2014）和食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑使用標(biāo)準(zhǔn)（GB14880-2012）的前提下，根據(jù)不同磷酸鹽的化學(xué)特性及應(yīng)用效果，按照食品加工需求添加。添加時(shí)可單獨(dú)使用一種磷酸鹽，也可幾種磷酸鹽混合使用，以達(dá)到最佳使用效果為準(zhǔn)。食品級磷酸鹽在食品中的作用機(jī)理由其化學(xué)性質(zhì)決定，主要可歸納為以下4點(diǎn)：①

對金屬離子的螯合作用。磷酸鹽能與銅、鐵、鈣、鎂等金屬陽離子形成可溶的絡(luò)合物，抑制金屬陽離子活性，大幅度降低或延緩由其引起的氧化、催化等作用，達(dá)到護(hù)色保鮮的目的。②pH調(diào)節(jié)、控制作用。各個(gè)磷酸鹽具有不同的pH，單獨(dú)或者按照一定的比例進(jìn)行混配均可得到不同功能的緩沖劑。磷酸鹽緩沖劑可以用來控制和保持穩(wěn)定的pH變化范圍，從而達(dá)到各類食品加工酸度調(diào)節(jié)的目的。

③乳化分散作用。一方面，磷酸鹽能使蛋白質(zhì)的水溶膠在脂肪球上形成一種膠膜，增進(jìn)乳化性能和乳化穩(wěn)定性，從而使脂肪更有效地分散在水中。另一方面，作為親水性膠體，聚磷酸鹽可吸附不溶物質(zhì)或附在不溶物表面，使離子呈帶電荷狀態(tài)，以提高懸浮物分散性，防止出現(xiàn)沉淀。④抗菌作用。磷酸鹽中的堿金屬聚磷酸鹽含有16～34個(gè)磷酸根，具有一定的滅菌作用[2]。磷酸鹽的殺菌作用在國內(nèi)外均有報(bào)道，曾就使用過磷酸鹽去除肉制品中的殺門氏菌，達(dá)到了一定的效果。也有將磷酸鹽應(yīng)用于果蔬制品，其能抑制蘋果、梨、橘子等果汁中霉菌、酵母的生長。

2食品級磷酸鹽的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1正磷酸鹽目前，正磷酸鹽中主要應(yīng)用于食品的有正磷酸鈉鹽、正磷酸鉀鹽和正磷酸鈣鹽，而其中以正磷酸鈉鹽的應(yīng)用最為廣泛。正磷酸鈉鹽包括磷酸二氫鈉（MSP）、磷酸氫二鈉（DSP）和磷酸三鈉（TSP）。其中MSP可用作酸度調(diào)節(jié)劑、酸味劑、水分保持劑、穩(wěn)定劑、凝固劑等，其在可樂飲料、等滲飲料、干粉飲料、即食布丁等食品飲料中應(yīng)用比較普遍。因MSP的pH最低，可在發(fā)酵粉里作酸化劑。DSP也可用作水分保持劑、酸度調(diào)節(jié)劑、穩(wěn)定劑、凝固劑等。無水DSP在即食食品、奶酪奶粉奶油等奶制品、谷類食品中應(yīng)用較多，其也常作為復(fù)合磷酸鹽的組分，添加到肉制品中，固化鹽水，減少烹調(diào)損失。二水DSP在奶制品、布丁粉、等滲飲料等食品中的應(yīng)用較為常見。TSP的pH很高，當(dāng)需要快速烹煮谷類早餐時(shí)，高堿性能起到正面效果，且pH的提升更能使谷類食物呈現(xiàn)乳脂色。TSP還能使奶酪產(chǎn)品變成一種在75～80 ℃容易熔化并流動(dòng)的軟混合干酪；能螯合奶酪蛋白中的Ca2+，使蛋白溶解，乳化奶酪。因此TSP在谷類食品、奶酪中應(yīng)用較多。

正磷酸鉀鹽與正磷酸鈉鹽的功能較為接近，但正磷酸鉀鹽的生產(chǎn)原料成本更高、生產(chǎn)難度更大，造成其價(jià)格更貴，所以一般情況下行業(yè)內(nèi)都盡量選用正磷酸鈉鹽。但若特別提到需要補(bǔ)鉀或要求低鈉的配方中，會(huì)使用正磷酸鉀鹽，另外，鉀鹽的溶解性一般比鈉鹽要好，所以在某些特定食品中其應(yīng)用更多，例如磷酸氫二鉀就廣泛用于咖啡伴侶和低鈉含量飲料中。同樣地，正磷酸鈣鹽富含鈣、磷兩大營養(yǎng)元素，且易被吸收，作為營養(yǎng)強(qiáng)化劑的功效更為明顯。另外，與前兩種正磷酸鹽相比，正磷酸鈣鹽還有抗結(jié)塊、使食物蓬松的不同功能，如磷酸三鈣就是一種優(yōu)良的抗結(jié)塊劑，其作用機(jī)理是通過吸附導(dǎo)致結(jié)塊的多余水分和液體油脂或依附在食物顆?；蚍哿媳砻媸故澄锞哂性魉?，從而促使食物呈松散狀態(tài)。

2.2焦、聚磷酸鹽焦磷酸鹽和聚磷酸鹽在化學(xué)結(jié)構(gòu)上均屬于縮聚磷酸鹽的范疇，且在應(yīng)用機(jī)理上，二者也有很多相似之處。由于焦、聚磷酸鈉鹽具有螯合多價(jià)金屬陽離子、增溶乳化、氫鍵橋合等作用，其在食品行業(yè)的使用十分普遍。在乳制品領(lǐng)域[3]，焦、聚磷酸鈉鹽可通過其Na+從副酪蛋白中替換Ca2+，并螯合由此游離出的Ca2+以消除其對副酪蛋白的交聯(lián)作用；同樣地，在果蔬制品領(lǐng)域，焦、聚磷酸鈉鹽通過螯合多價(jià)陽離子以阻止水果、蔬菜發(fā)生非期望的酶促褐變反應(yīng)，延長其保質(zhì)期；在飲料制品中，其通過抑制多價(jià)陽離子的作用達(dá)到防止飲料變色和變質(zhì)的目的。而在肉制品領(lǐng)域，焦、聚磷酸鈉鹽能使蛋白質(zhì)分散良好并形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使烹飪后的蛋白質(zhì)能凝結(jié)成適度緊密的網(wǎng)絡(luò)，從而提高持水性[4]；在面制品領(lǐng)域[5]，焦、聚磷酸鈉鹽與淀粉的羥基、蛋白質(zhì)的氨基或羥基形成氫鍵，從而在面筋蛋白與淀粉之間以及淀粉分子彼此之間起到架橋作用。

焦、聚磷酸鈉鹽中用作食品發(fā)酵酸的只有酸式焦磷酸鈉（SAPP），其與發(fā)酵鹽NaHCO3、淀粉等配成膨松劑，用于烘焙食品的加工。膨松劑的作用機(jī)理為：在水分和溫度適當(dāng)時(shí)，其能在生面團(tuán)中通過中和反應(yīng)釋放出CO2，連同帶入的空氣和水汽共同產(chǎn)生疏松作用，使得烘焙食品產(chǎn)生多孔蜂窩狀結(jié)構(gòu)。在所有適用于食品發(fā)酵酸的磷酸鹽產(chǎn)品中，由于SAPP的制備工藝可調(diào)性強(qiáng)，能生產(chǎn)出具有不同發(fā)氣速度的SAPP產(chǎn)品，滿足不同烘焙食品的加工需要，因此其目前在國內(nèi)外用量最大。然而，隨著“高鈣、低鈉、無鋁”健康飲食觀念越來越受到大眾的認(rèn)可，酸式焦磷酸鈣在發(fā)酵粉中的應(yīng)用會(huì)逐步增多。

2.3偏磷酸鹽目前，偏磷酸鹽中應(yīng)用于食品行業(yè)的種類較少，常見的有六偏磷酸鈉和聚偏磷酸鉀。六偏磷酸鈉（SHMP）為吸濕性很強(qiáng)的物質(zhì)，在復(fù)配生產(chǎn)中應(yīng)引起注意。SHMP主要用作水分保持劑和品質(zhì)改良劑。SHMP用于肉制品、魚肉腸、火腿等，可提高食物持水性，增加粘著性，防止脂肪氧化；SHMP用在肉類罐頭中，能使脂肪乳化，保持食品質(zhì)地均勻；SHMP水溶液噴涂于腌制肉，能提高防腐性能；SHMP加入啤酒中，能澄清酒液，防止渾濁等。

聚偏磷酸鉀是由國家衛(wèi)生計(jì)生委于2013年審核批準(zhǔn)的食品添加劑新品種，是以食品級磷酸二氫鉀為原料，經(jīng)高溫脫水縮合而成，其極難溶于水，但溶于鈉鹽溶液。在食品行業(yè)中，一般與其他磷酸鹽配合使用，主要用于魚糜、肉丸制品等，以提升產(chǎn)品的黏度和口感。

3食品級磷酸鹽的應(yīng)用研究趨勢

3.1食品級磷酸鹽安全性研究在不斷研發(fā)食品級磷酸鹽新品種和復(fù)配磷酸鹽新配方的同時(shí)，不能放松對食品級磷酸鹽的安全性研究。雖然國外許多學(xué)者對磷酸鹽毒理學(xué)進(jìn)行過大量的研究工作，確定食品磷酸鹽為無毒、安全性高的添加劑，例如在美國，食品級磷酸鹽就被認(rèn)為是一種安全的食品添加劑，但其使用范圍和使用量必須遵守相關(guān)法律規(guī)定[6]。

目前，人們的研究還缺乏大量的臨床數(shù)據(jù)來證明食品中磷酸鹽添加量對人體有益或有害程度[7]，更缺乏安全性研究數(shù)據(jù)的及時(shí)更新?lián)Q代。若不能系統(tǒng)、全面和深入地弄清磷酸鹽用量對人體的影響，就很有可能會(huì)導(dǎo)致2種情況發(fā)生，即要么忽視食品磷酸鹽功效盲目抵制，要么無視其過量使用的危害違規(guī)添加，無論哪一種情況都不利于食品行業(yè)的健康發(fā)展。

3.2復(fù)配磷酸鹽應(yīng)用機(jī)理的研究目前，世界各國對單體磷酸鹽應(yīng)用機(jī)理的研究已取得一定的進(jìn)展，也有大量文獻(xiàn)和成果涌現(xiàn)。然而，在絕大多數(shù)食品行業(yè)的加工應(yīng)用中，單一磷酸鹽的功能已很難達(dá)到理想的應(yīng)用效果。國內(nèi)外大量學(xué)者的研究表明[8-10]，復(fù)配磷酸鹽或含磷酸鹽的復(fù)配食品添加劑的功效已完全超過了單一磷酸鹽，甚至有些應(yīng)用效果是單一磷酸鹽無法實(shí)現(xiàn)的。

復(fù)配磷酸鹽或含磷酸鹽的復(fù)配食品添加劑通過幾種物質(zhì)的協(xié)同增效作用能夠有效提升食品添加劑的性能，簡化添加劑使用流程，減少添加劑使用量，這樣既提升了食品加工效果，又降低了食品加工企業(yè)的生產(chǎn)成本，因此復(fù)配或復(fù)合是食品磷酸鹽行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

4結(jié)語

食品磷酸鹽行業(yè)發(fā)展至今，已逐漸趨于成熟。通過國內(nèi)外同行不斷地摸索和積累，磷酸鹽單體應(yīng)用機(jī)理已取得了很大的進(jìn)展和一定的成果，為食品行業(yè)的發(fā)展作出了較大貢獻(xiàn)。后續(xù)在人們繼續(xù)深入研究和不斷總結(jié)磷酸鹽單體應(yīng)用機(jī)理的基礎(chǔ)上，也切記不可忽視食品磷酸鹽安全性研究，同時(shí)更應(yīng)加快復(fù)配復(fù)合磷酸鹽應(yīng)用機(jī)理的研究，力爭摸清2種及以上磷酸鹽、磷酸鹽與其他種類食品添加劑協(xié)同作用機(jī)理，以期促進(jìn)食品行業(yè)更好地向前發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]

胡先.一種提高食品質(zhì)量的添加劑：聚磷酸鹽[J].杭州師范學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），1993（6）：67.

[2] 寇德運(yùn).聚磷酸鹽在食品工業(yè)中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（19）：144.

[3] 張建強(qiáng)，馬錦延，張麗萍.乳化鹽對再制干酪品質(zhì)的影響概述[J].包裝與食品機(jī)械，2011，29（4）：48-52.

[4] FENNENMA O R.食品化學(xué)[M].王璋，許時(shí)嬰，等譯.3版.北京：中國輕工業(yè)出版社，2003：647-675.