ЛЕКЦИЯ 13 ПИЩЕВЫЕ ФОСФАТЫ

По классификатору к пищевым фосфатам относят: Е450 - дифосфаты, пирофосфаты (8 видов), Е451 — трифосфаты (2 вида), Е452 - полифосфаты (5 видов).

Все пищевые фосфаты отличаются по уровню pH, в связи с чем их делят на кислые (pH lt; 5,5), нейтральные (pH 6,6-7,5), щелочные (pH 8,5-9,9).

В перечне пищевых фосфатов присутствуют натриевые, кальциевые и калиевые соли фосфорных кислот.

Основные функции и механизм действия фосфатов.

Как известно, у технологов-практиков использование фосфатов ассоциативно связывается с необходимостью увеличения ВСС мясных систем и повышением выхода готовой продукции. Но этот подход является принципиально ошибочным. Специалисты путают причины и следствие.

Повышение ВСС является результатом воздействия фосфатов на состояние миофибриллярных белков мяса, которое заключается в следующих эффектах:

• фосфаты обеспечивают диссоциацию нерастворимого актомио-

зинового комплекса на растворимые актин и миозин, в результате чего увеличивается количество гидрофильных центров и степень набухания белков, что приводит к увеличению их ВСС;

фосфаты (в основном нейтральные и щелочные) смещают pH систем от изоэлектрической точки мышечных белков (pH Иг) точки 5,4) в нейтральную сторону, что также увеличивает долю адсорбционно-связанной воды; натриевые соли фосфатов осуществляют связывание (секвестирование) ионов кальция и магния до нерастворимых комплексов, что предотвращает блокирование ими гидрофильных центров, находящихся на поверхности белковых молекул.

Таким образом, фосфаты восстанавливают или увеличивают функционально-технологический потенциал мышечных белков. Кроме того, установлено, что введение пищевых фосфатов обеспечивает повышение эмульсионной способности белков и степени эмульгируемое™ дисперсных систем.

Иногда фосфаты даже называют эмульгирующими солями, но в большинстве случаев эмульсионные свойства проявляют не сами фосфаты, а продукты их взаимодействия с молекулами белка. Это происходит вследствие связывания ионов кальция, более тонкого диспергирования жира и распределения его капель в системе, повышения функционального потенциала белков и, таким образом, устойчивости эмульсий к механическим и термическим воздействиям.

Различные виды фосфатов неадекватно влияют на эмульсионные свойства белков.

Применение монофосфатов снижает степень эмульгируемое™ жира. Использование фосфатов, особенно их кальциевых солей, существенно увеличивает уровень эмульгирования.

Пищевые фосфаты оказывают опосредованное действие на процесс окисления белков и липидов в мясных системах. Антиоксидантное действие фосфатов обеспечивается их способностью связывать ионы металлов (кальция, магния, железа), катализирующих процессы окисления липидов в мясе, переводя их в нерастворимое состояние.

Воздействие фосфатов на процесс цветообразования в мясопродуктах неоднозначно. Увеличение pH среды выше значения, соответствующего изоэлектрической точке, оказывает положительное влияние на водоудерживающую способность мяса, но одновременно затрудняет процесс цветообразования. В этой связи наиболее эффективны с точки зрения стабилизации окраски мясопродуктов фосфаты с низкими значениями pH, т. е. кислые фосфаты.

Традиционно в технологии мясопродуктов большей частью применялись нейтральные и щелочные соли фосфатов, так как именно их использование позволяет повысить эмульгирующую способ

ность, улучшить нарезаемость продукта, сформировать отблеск (глянцевость) на срезе готовых мясопродуктов.

Однако в условиях широкого использования в современной технологии колбасного производства белково-коллагеновых и белковожировых эмульсий, мяса механической обвалки, мяса с признаками DFD, пищевых гидроколлоидов (имеющих значение pH в слабощелочной зоне) применение сильнощелочных фосфатов приводит к повышению вязкости фаршей, степени их взбиваемости, увеличению пено- и порообразования, снижению интенсивности окраски и слабой адгезии крошки шпика в мясной массе структурированных колбас.

В связи с этим обстоятельством возрастает интерес к кислым фосфатам, которые стали применяться как индивидуально (для направленного снижения величины pH в мясных системах), так и в составе многокомпонентных смесей фосфатов, позволяющих создавать буферную емкость.

В отличие от эмульсий, куда фосфаты можно вносить без предварительной гидратации, кислые фосфаты, предназначенные для инъекций, растворяют в рассоле. В связи с этим растворимость фосфатов и других ингредиентов должна быть довольно высокой, так как необходимо иметь уверенность, что даже при достаточно высокой концентрации рассола не произойдет кристаллизации солей и засорения игл инъектора во время процесса инъецирования.

Фосфаты с уровнем pH gt; 9 специально предназначены для повышения величины pH мясного сырья, имеющего pH lt; 5,8. При содержании фосфатов в готовом продукте свыше 0,3% можно получить и более высокий выход готового продукта (рис. 13.1).

Щелочные фосфаты растворяются хуже, чем нейтральные.

Основные требования к качеству пищевых фосфатов: уровень pH (не выше 9-9,2); отсутствие примесей; в составе фосфатов должны преобладать линейные короткоцепочечные фосфаты; в составе фосфатов должно быть точно указано содержание Р2О5; фосфаты должны иметь хорошую растворимость, не должны

комковаться.

Нормы использования фосфатов - от 0,3 до 0,5 г на 1 кг фарша. При использовании этих дозировок отмечается повышение ВСС, липкости; фарш становится мягким, блестящим, эластичным.

Увеличение дозировок до 2-3 г на 1 кг фарша, по сведениям германских специалистов, не влияет ни на уровень pH, ни на уровень ВСС, а приводит к появлению рыхлости фарша после термообработки.

Следует отметить, что фосфаты являются вспомогательным ингредиентом в рецептурах мясопродуктов, поэтому в нормативных документах их применение регламентируется в допусках.

Опыт показывает, что при работе с охлажденным мясом, имеющим нормальный уровень pH, имеется возможность производить вареные колбасы с выходом до 105-110%, не применяя пищевых фосфатов.

Добавляя фосфаты, выход можно поднять до 120-125%. Получение супервыходов обеспечивается комплексным использованием пищевых фосфатов, белковых препаратов, и гидроколлоидов.

Одним из критериев в определении целесообразности применения фосфатов и выборе их вида является уровень pH мясного сырья и мясных систем.

При работе с сырьем, имеющим признаки PSE и RSE, наиболее рационально использование щелочных и даже сильнощелочных фосфатов.

В случае использования мяса DFD, крахмалов, белковоколлагеновых и белково-жировых эмульсий применение фосфатов, особенно нейтральных и щелочных, не является целесообразным; зачастую в этих случаях требуется использование кислых фосфатов.

Нет необходимости использовать фосфаты в рецептурах мясопродуктов «эконом-класса», в состав которых входят в основном белково-жировые и белково-коллагеновые эмульсии, а доля мышечных белков низкая. Использование щелочных фосфатов в данном случае будет приводить к появлению мыльного вкуса, резкому ухудшению цвета мясопродуктов и снижению срока хранения готовой

10-5901

продукции вследствие интенсивного развития гнилостных микроорганизмов в условиях высоких значений pH.

Выбор типа фосфатов осуществляют с учетом технологический целей. Для колбасного производства предпочтительным является использование короткоцепочечных дифосфатов, которые действуют быстрее. Для приготовления рассолов нужны фосфаты с хорошей растворимостью, высоким уровнем pH и буферной емкости. Особенностью свойств полифосфатов является проявление ими бактериостатического эффекта, особенно при значениях pH среды выше 7,0.

При использовании фосфатов следует строго соблюдать их дозировку; превышение дозировки может привести: к нарушению нормативов содержания общего фосфора в пересчете на оксид Р205 в готовой продукции; появлению перламутрового блеска (на срезе у деликатесной продукции); белому налету на поверхности колбасных батонов и деликатесной продукции.

В современной технологии мясопродуктов используют как комплексные смеси фосфатов, так и отдельные соли фосфорных кислот.

Отдельные соли фосфорной кислоты (индивидуальные фосфаты) изменяют pH одномоментно, в связи с чем при осуществлении процесса куттерования значение pH получаемой мясной системы постоянно варьирует в зависимости от количества вносимых ингредиентов и уровня их собственного pH, что негативно воздействует на функционально-технологические свойства мышечных белков и не позволяет получать устойчивую дисперсную мясную систему.

Комплексные пищевые фосфаты представляют собой смесь кислых и щелочных, одно- или двухзамещенных солей фосфорной кислоты либо смесь слабых кислот и солей с сильным основанием.

Особенность комплексных фосфатов - наличие у данных смесей буферной емкости, способной удерживать уровень pH в стабильном диапазоне.

Определяют буферную емкость по количеству кислоты либо щелочи, необходимой для изменения (снижения или повышения) уровня pH на 1. Чем выше буферная емкость, тем более устойчива система.

Буферная система нейтрализует сильно кислые или сильно щелочные растворы, поддерживает определенный уровень pH в системе (для колбасного производства pH находится в интервале от 6-7), усиливает действие консервантов, создает неблагоприятные условия для развития микроорганизмов.

Создание буферной емкости является важным инструментом для стабилизации свойств колбас и мясопродуктов, особенно получаемых из мяса, имеющего признаки PSE и DFD.

С целью обеспечения высокой эффективности фосфатов при производстве мясопродуктов контролируется степень их очистки, которая в ряде препаратов достигает 99,8%.

При приготовлении комплексных смесей фосфатов соблюдают, как правило, несколько принципов: создание высокой буферной емкости; комбинирование плохо растворимых дифосфатов натрия с хорошо растворимыми длинноцепочечными фосфатами или фосфатами калия; введение в состав смесей фосфатов, кроме натриевых солей фосфорных кислот, солей калия (для использования в системах, содержащих каррагинаны) или кальция (для повышения эмульгирующей способности молочных белков, альгинатов и др.).

В современных условиях, благодаря использованию технологии сухого распыления, стало возможным производство молекулярных смесей фосфатов с разной длиной цепочки без использования метода физического смешивания. Согласно новой технологии, приготовленные растворы фосфорной кислоты и гидроксидов натрия и/или калия смешивают и затем распыляют при определенной температуре. В результате получается комбинация натрия/калия ди- и триполи- фосфатов с молекулярной, а не кристаллической структурой, как это происходит при механическом смешивании. И, что особенно важно для мясоперерабатывающей промышленности, все эти смеси обладают гораздо большей степенью растворимости. В частности, большинство фосфатов «Карнал» и «Абастол» растворимы даже в холодном рассоле с добавлением льда, тогда как обычные фосфаты сначала растворяют в воде и только затем добавляют соль.

С целью снижения количественного содержания общего фосфора в готовой мясопродукции в настоящее время в качестве альтернативы фосфатам используют соли других пищевых кислот: цитраты (соли лимонной кислоты), тартраты (соли винной кислоты), лактаты (соли молочной кислоты), ацетаты (соли уксусной кислоты).

Следует отметить, что эти пищевые добавки, так же как и фосфаты, позволяют изменять величину pH дисперсных систем, способствуют набуханию мышечных белков, что увеличивает ВСС систем, имеют хорошую растворимость, не влияют на вкус готовой продукции.

Однако степень технологической эффективности лактатов, цитратов, тартратов и ацетатов ниже, чем у фосфатов, так как они не оказывают влияния на состояние актомиозинового комплекса. Уровень ВСС мясной системы при использовании вышеперечисленных солей ниже.

Также следует отметить, что при применении лактатов фарш приобретает более плотную консистенцию, чем при применении фосфатов, и имеет матовый оттенок; в ряде случаев могут образовываться бульонно-жировые отеки.

Ацетаты могут придавать мясопродуктам сладковато-металлический, а лактаты - солоноватый или кисловатый оттенок вкуса.

Нормы использования препаратов, альтернативных фосфатам, - до 3 г на 1 кг фарша.