مبادئ وتطبيقات الفوسفات

2024-03-29

مبادئ وتطبيقات الفوسفات

يلعب الفوسفات دورين رئيسيين في تصنيع الأغذية:

  1. كمحسنات للجودة لتحسين ملمس الطعام وملمسه.
  2. كتحصينات المغذيات المعدنية.

 وظائف الفوسفات في تجهيز الأغذية تعتمد في المقام الأول على خصائصها:

  1. سعة التخزين المؤقت:

    • تتراوح قيمة الرقم الهيدروجيني للفوسفات من الحموضة المعتدلة (pH4) إلى قلوية قوية (pH12).
    • من خلال الجمع بين الفوسفات المختلفة بنسب مختلفة، يمكن الحصول على عوامل تنظيم تعمل على تثبيت الرقم الهيدروجيني ضمن نطاقات مختلفة، من الرقم الهيدروجيني 4.5 إلى 11.7.
    • ضمن نطاق الرقم الهيدروجيني لمعظم الأطعمة (الرقم الهيدروجيني 3.5-7.5)، يمكن للفوسفات أن يكون بمثابة أدوات ضبط ومثبتات فعالة للأس الهيدروجيني، مما يعزز نكهة الطعام. يتم عرض أقوى قدرة تخزين مؤقت بواسطة الأرثوفوسفات. بالنسبة للبولي فوسفات، كلما زاد طول السلسلة، انخفضت سعة التخزين المؤقت.
  2. سعة تخزين الماء:

    • البوليفوسفات محبة للماء وتعمل كمثبت فعال للرطوبة، مما يعمل على استقرار محتوى الماء في الطعام.
    • تعتمد القدرة على الاحتفاظ بالماء على نوع البولي فوسفات، والكمية المضافة، ودرجة الحموضة الغذائية، وقوة الأيونات، وما إلى ذلك.
    • بالنسبة لمنتجات اللحوم والمأكولات البحرية، يُظهر البيروفوسفات أفضل قدرة على احتباس الماء، يليه ترايبوليفوسفيت. مع زيادة طول السلسلة، تتضاءل قدرة البولي فوسفات على الاحتفاظ بالماء.
  3. تأثير البوليانيون:

    • تعمل البوليفوسفات كإلكتروليتات بوليمرية ولها خصائص المواد الخافضة للتوتر السطحي غير العضوية، حيث تقوم بتشتيت المواد غير القابلة للذوبان في الماء أو تشكيل معلقات مستقرة لمنع الترسيب والتخثر.
    • فهي تمكن من تكوين محلول بروتين هلامي على كريات الدهون، مما يؤدي إلى تشتيت الدهون بشكل أكثر فعالية في الماء. ومن ثم، فهي تستخدم على نطاق واسع في فسفرة النشا، وتشتت الصباغ، والاستحلاب في منتجات الألبان، والآيس كريم، وصلصات السلطة، وكمثبتات في النقانق، ومنتجات اللحوم المفرومة، ولحم السمك المفروم.
    • بالنسبة للبولي فوسفات ذات السلسلة المستقيمة، تزداد قدرات الاستحلاب والتشتت مع طول السلسلة.
  4. القدرة على الخلب:

    • تشكل البولي فوسفات بسهولة مجمعات قابلة للذوبان مع الكاتيونات المعدنية في المحلول، مما يقلل من صلابة الماء.
    • أنها تمنع الأكسدة، والتحفيز، وتغير اللون، وتدهور فيتامين C الناجم عن الكاتيونات المعدنية مثل Cu2+ وFe3+.
    • وهذا يساعد في منع وتأخير أكسدة الدهون، ومنع الفساد في اللحوم والدواجن والأسماك، والحفاظ على اللون، وبالتالي إطالة العمر الافتراضي للمنتجات الغذائية.

يعتمد التأثير المخلبي للبولي فوسفات على طول السلسلة وقيمة الرقم الهيدروجيني. بشكل عام، تتمتع البولي فوسفات طويلة السلسلة بقدرة قوية على خلب أيونات المعادن الخفيفة، والتي تزداد مع قيمة الرقم الهيدروجيني. تتمتع متعددات الفوسفات قصيرة السلسلة بقدرة قوية على خلب أيونات المعادن الثقيلة، لكن هذه القدرة تضعف مع زيادة قيمة الرقم الهيدروجيني.

  1. وظيفة البروتين: يعزز الفوسفات تأثيرات البروتينات والميوسين، وبالتالي تحسين قدرة منتجات اللحوم على الترطيب والاحتفاظ بالمياه، وتعزيز تغلغل الماء، وتليين الطعام، وتحسين جودة الطعام، والحفاظ على نكهة الطعام. وفي الوقت نفسه، يمكن للفوسفات الموجود في منتجات الألبان أن يمنع الحليب من التجلط أثناء التسخين ويمنع فصل الكازين والدهون.

  2. تأثير التخمير: يشيع استخدام الفوسفات الحمضي (مثل بيروفوسفات حمض الصوديوم وفوسفات هيدروجين الكالسيوم) كأحماض تخمير في المخبوزات. تتفاعل مع البيكربونات لتوفير غاز ثاني أكسيد الكربون اللازم أثناء الخبز.

  3. التأثير المضاد للتكتل: يستخدم فوسفات ثلاثي الكالسيوم عادة كعامل مضاد للتكتل لتحسين خصائص التدفق الحر للأطعمة المسحوقة أو المسترطبة. نظرًا لمساحة سطحه الكبيرة، يمكنه الاحتفاظ بمزيد من الرطوبة. يمكن لهيكلها البلوري الكروي الفريد أن ينتج "تأثيرًا متدحرجًا"، وبالتالي يعطي المسحوق خصائص جيدة للتدفق الحر.

  4. إطالة العمر الافتراضي للأغذية: يمكن للبوليفوسفات أن يعزز استقرار تخزين الطعام ويطيل العمر الافتراضي للمنتجات. يعتمد هذا التأثير بشكل أساسي على: (1) تنظيم درجة الحموضة؛ (2) التأثير المضاد للبكتيريا: نمو الخلايا الميكروبية يعتمد على الكاتيونات المعدنية ثنائية التكافؤ، وخاصة Ca2+ وMg2+. يمكن للفوسفات أن يخلب هذه الكاتيونات المعدنية ويقلل من استقرار جدار الخلية أثناء انقسام الخلايا. يمكن أن يقلل أيضًا من الاستقرار الحراري للعديد من الخلايا، مما يمنع نمو البكتيريا بشكل فعال.

يرتبط التأثير المضاد للبكتيريا للبوليفوسفات بنوعه (طول السلسلة)، ومحتواه، وقيمة الرقم الهيدروجيني، ومحتوى الملح، ومحتوى النتريت، وما إلى ذلك. وبشكل عام، مع زيادة طول السلسلة، يقوى التأثير المضاد للبكتيريا.

  1. تعزيز التغذية المعدنية: يشيع استخدام فوسفات الكالسيوم وفوسفات المغنيسيوم وفوسفات الحديد وفوسفات الزنك كمعززات للمغذيات المعدنية في معالجة الأغذية. إن إضافة فوسفات الحديد والزنك إلى عصير المعدة يمكن أن يعزز توافره البيولوجي بسبب قابليته الجيدة للذوبان، ولن يعزز الأكسدة الطبيعية.

02 استخدام الفوسفات في الغذاء

  1. التطبيق في تجهيز اللحوم والدواجن:

1.1 لتحسين جودة منتجات اللحوم، عادة ما يتم إضافة الفوسفات أثناء تصنيع اللحوم للأغراض التالية:

أ. تحسين ربط منتجات اللحوم وتعزيز أداء التقطيع؛

ب. زيادة قدرة اللحوم على الاحتفاظ بالماء، مما يسمح لها بالاحتفاظ برطوبتها الطبيعية أثناء المعالجة والطهي، وتقليل فقدان العناصر الغذائية، والحفاظ على طراوة اللحوم، وزيادة الإنتاج؛

ج. التحكم في قيمة الرقم الهيدروجيني لمنتجات اللحوم ضمن النطاق الأكثر ملاءمة لتضخم البروتين وإنتاج اللون الأمثل؛

د. تحسين خصائص الاستحلاب واستقرار المستحلب، ومنع فصل الدهون والماء بشكل فعال؛

ه. ختم الكاتيونات المعدنية، وتأخير تفاعلات الأكسدة أثناء معالجة اللحوم، وتقليل تلف المنتج بشكل فعال، وتغير اللون، وإطالة العمر الافتراضي لمنتجات اللحوم؛

F. تحسين أداء المعالجة وزيادة كفاءة الإنتاج.

1.2 تشير قدرة اللحوم على الاحتفاظ بالماء عمومًا إلى قدرة اللحوم والماء المضاف على الاحتفاظ بالرطوبة أثناء المعالجة. تؤثر قدرة الاحتفاظ بالمياه بشكل مباشر على نسيج وإنتاجية منتجات اللحوم. يمكن أن تؤدي إضافة الفوسفات إلى زيادة قدرة منتجات اللحوم على الاحتفاظ بالمياه بشكل فعال.

إن كيفية استخدام الفوسفات والمواد المضافة الأخرى بشكل معقول دون التأثير على نكهة منتجات اللحوم وزيادة خصائص الاحتفاظ بالماء والربط لمنتجات اللحوم مع تقليل فقد الطهي كان دائمًا موضوعًا مهمًا في أبحاث وتطوير منتجات اللحوم.

1.3 الاستخدام المعقول للفوسفات في تصنيع اللحوم:

وفي التطبيقات العملية، يجب اختيار الأنواع والكميات المناسبة من الفوسفات بناءً على نوع منتج اللحوم، ومتطلبات القوام، وعمليات الإنتاج، والمواد الخام، وما إلى ذلك.

يمكن لمنتجات اللحوم المضاف إليها البيروفوسفات أن تستعيد وتعزز قدرة البروتينات العضلية على الاحتفاظ بالماء. يمكن أن يتحول البوليفوسفات بسرعة إلى بيروفوسفات تحت تأثير إنزيمات العضلات، مما يحقق نفس التأثير.

على الرغم من أن البيروفوسفات له أفضل تأثير في الاحتفاظ بالماء، إلا أن قابليته للذوبان ضعيفة، لذلك لا يمكن استخدامه بمفرده في معظم الحالات. غالبًا ما يتم استخدامها مع متعددات الفوسفات طويلة السلسلة أو فوسفات البوتاسيوم ذات قابلية ذوبان أفضل. علاوة على ذلك، لتحقيق التأثير التآزري بين الفوسفات المختلفة وبين الفوسفات والمواد المضافة الأخرى، غالبًا ما يتم استخدام العديد من محسنات منتجات اللحوم المعقدة.

أ. بالنسبة للسجق ومنتجات اللحوم المفرومة، عادة ما يتم استخدام البيروفوسفات والبولي فوسفات متوسطة السلسلة، والتي تضاف في شكل مسحوق جاف أثناء التقطيع. تبلغ قيمة الرقم الهيدروجيني للفوسفات المركب المستخدم بشكل عام حوالي 7، وأحيانًا يتم استخدام الفوسفات المركب الذي تكون قيمة الرقم الهيدروجيني أعلى من 9 أيضًا.

ب. يجب أن يستوفي الفوسفات المركب المستخدم في حقن المحلول الملحي المتطلبات التالية: 1) ذوبان جيد في المحلول الملحي. 2) ارتفاع معدل الذوبان. 3) ثبات جيد في المحلول الملحي.

تتراوح قيمة الرقم الهيدروجيني للفوسفات المركب المستخدم بشكل عام بين 8.5-9.5. لتحقيق أفضل تأثير لتنشيط بروتين العضلات عند صنع المحلول الملحي، من الأفضل إذابة الفوسفات في الماء المثلج أولاً، ثم إضافة الملح. لا ينبغي عمومًا عكس هذا التسلسل.

ج. تكون كمية الفوسفات المختلط المضافة بشكل عام 0.1-0.4%، ولكن يجب التحكم في الجرعة بدقة. إذا كانت الكمية المضافة عالية جدًا، فإنها ستضر بالنكهة الأصلية للحوم وتؤثر على اللون بسبب زيادة قيمة الرقم الهيدروجيني.

  1. التطبيق في تجهيز المأكولات البحرية:

2.1 يستخدم الفوسفات على نطاق واسع في معالجة المأكولات البحرية، وخاصة المأكولات البحرية المجمدة، كعوامل ممتازة لحفظ الماء، ومنظمات للأس الهيدروجيني، وعوامل مضادة للتجمد. وظائفهم هي:

أ. زيادة قدرة المأكولات البحرية على الاحتفاظ بالمياه بشكل فعال، وجعل اللحوم أكثر عصارة، والحفاظ على العناصر الغذائية والرطوبة بشكل فعال؛

ب. تمنع أكسدة الدهون، وتطيل العمر الافتراضي للأطعمة البحرية بشكل فعال؛

ج. تقليل فقدان التنقيط بعد الذوبان وتقليل فقدان الوزن أثناء الطهي؛

د. الحفاظ على اللون والنكهة الطبيعية للمأكولات البحرية ؛

ه. يتآزر مع السكريات لمنع تمسخ بروتينات الميوسين السمكية بشكل فعال.

2.2 عند معالجة الجمبري والأسماك والمحاريات المجمدة، عادة ما يتم نقع المنتجات في محلول فوسفات مركب بنسبة 3 إلى 10% (درجة حرارة أقل من 10 درجة مئوية). يتم تحديد التركيز ووقت النقع لمحلول النقع بناءً على نوع المأكولات البحرية وحجمها ووقت صيدها.

عند اختيار الفوسفات المركب للنقع يجب مراعاة العوامل التالية:

أ) يمكن أن تزيد بشكل فعال من قدرة المأكولات البحرية على الاحتفاظ بالمياه؛

ب) قابلية جيدة للذوبان في الماء المثلج ؛

ج) الذوبان السريع في الماء المثلج؛

د) استقرار جيد في الماء المثلج.

تكون قيمة الرقم الهيدروجيني للفوسفات المركب المستخدم أعلى بشكل عام من 9.

2.3 تشتمل الفوسفات المركبة التي تضاف عادة إلى معجون الأسماك المجمدة بشكل رئيسي على بيروفوسفات الصوديوم، وترايبوليفوسفيت الصوديوم، وهكساميتافوسفات الصوديوم، مع كمية إضافية قدرها 0.1-0.3% من عجينة السمك.

  1. التطبيق في منتجات المخابز:

3.1 التطبيق في المخبوزات: الفوسفات الحمضي (مثل بيروفوسفات حمض الصوديوم، فوسفات ثنائي هيدروجين الكالسيوم) يستخدم عادة كأحماض تخمير في المخبوزات. تتفاعل مع البيكربونات لتوفير غاز ثاني أكسيد الكربون اللازم أثناء الخبز. الفوسفات المختلفة لها معدلات تفاعل مختلفة للعجين (ROR). يمكن أيضًا استخدام الفوسفات كمحسنات للدقيق، ومكيفات للعجين، ومخففات، وعناصر مغذية للخميرة.

3.2 يتم استخدام الفوسفات كمحسنات لجودة المعكرونة على نطاق واسع في معالجة المكرونة سريعة التحضير والمعكرونة العادية، مع الوظائف الرئيسية التالية:

أ. زيادة درجة جلتنة النشا، وزيادة قدرة امتصاص الماء النشا، وزيادة قدرة العجين على الاحتفاظ بالماء، مما يجعل المعكرونة سريعة التحضير ترطب بسرعة وسهولة نقعها؛

ب. تعزيز امتصاص الماء وخصائص انتفاخ بروتينات الغلوتين، وتحسين مرونتها، مما يجعل المعكرونة ناعمة ومطاطية، ومقاومة للطهي والنقع؛

ج. يمكن لتأثير التخزين المؤقت الممتاز للفوسفات تثبيت قيمة الرقم الهيدروجيني للعجين، ومنع تغير اللون والتدهور، وتحسين النكهة والملمس؛

د. يمكن للفوسفات الموجود في العجين أن يعقد مع الكاتيونات المعدنية، ومجموعات الجلوكوز، وجزيئات النشا المتقاطعة، مما يجعل المعكرونة مقاومة للتبخير والقلي في درجات الحرارة العالية، ويمكن أن تحافظ على الخصائص اللزجة المرنة لغرويات النشا بعد معالجة الجفاف؛

ه. تحسين مظهر الشعرية؛

  1. التطبيق في منتجات الألبان:

يستخدم الفوسفات كمثبتات ومستحلبات في الحليب المعقم ومنتجات القشدة والحليب المكثف ومسحوق الحليب ومبيضات القهوة ومشروبات الحليب ومنتجات الجبن، حيث يقوم بالوظائف التالية:

أ. التخزين المؤقت وتثبيت الأس الهيدروجيني ؛

ب. التفاعل مع البروتينات: تشتيت المكونات الغذائية، واستقرار أنظمة المستحلب، وتعزيز قدرة الكازين على ربط الماء، ومنع فصل البروتين والدهون والماء بشكل فعال؛

ج. يخلب أيونات معدنية متعددة التكافؤ، مما يقلل بشكل كبير من ظاهرة تراكم البروتين والترسيب أثناء التسخين والتخزين. ويمكنه أيضًا تأخير حدوث تبلور اللاكتوز بشكل فعال.

  1. كما يستخدم الفوسفات على نطاق واسع في مجالات تجهيز الأغذية التالية:

◎ المشروبات: تستخدم كمنظم للحموضة، ومثبتات، ومعززات للمغذيات المعدنية؛

◎ منتجات البطاطس: تستخدم كمثبتات وحاميات للألوان؛

◎ منتجات الأرز: تحسين مرونة المنتج وملمسه؛

◎ التوابل والشوربات سريعة التحضير: المثبتات ومنظمات الحموضة.

◎ الأطعمة المسحوقة الاسترطابية: عوامل مضادة للتكتل لتحسين خصائص التدفق الحر؛

◎ منتجات النشا والنشا المعدل.

◎ أغذية الأطفال، الأغذية الوظيفية: معززات المغذيات المعدنية.


مشاركة المقال

هل لديك أسئلة حول المضافات الغذائية؟

ينتظر فريق المبيعات المحترف لدينا استشارتك.

حقوق الطبع والنشر © Arshine Food Additives Co.، Ltd. جميع الحقوق محفوظة

تواصل معنا

×
  • *الاسم:

  • هاتف العمل:

  • *البريد الإلكتروني:

  • الشركة:

  • الدولة:

  • *المزيد من التفاصيل: