Os princípios e aplicações dos fosfatos

2024-03-29

Os princípios e aplicações dos fosfatos

Os fosfatos desempenham duas funções principais no processamento de alimentos:

  1. Como melhoradores de qualidade para melhorar a textura e o sabor dos alimentos.
  2. Como fortificantes de nutrientes minerais.

A funcionalidades dos fosfatos no processamento de alimentos baseiam-se principalmente em suas características:

  1. Capacidade de memoria:

    • O valor do pH dos fosfatos varia de moderadamente ácido (pH4) a fortemente alcalino (pH
    • Combinando diferentes fosfatos em várias proporções, podem ser obtidos agentes tamponantes que estabilizam o pH em diferentes faixas, de pH 4.5 a 11.7.
    • Dentro da faixa de pH da maioria dos alimentos (pH 3.5-7.5), os fosfatos podem servir como ajustadores e estabilizadores de pH eficientes, melhorando o sabor dos alimentos. A capacidade tampão mais forte é exibida pelos ortofosfatos. Para os polifosfatos, à medida que o comprimento da cadeia aumenta, a capacidade tampão diminui.
  2. Capacidade de armazenamento de água:

    • Os polifosfatos são hidrofílicos e atuam como retentores eficazes de umidade, estabilizando o teor de água nos alimentos.
    • A capacidade de retenção de água depende do tipo de polifosfato, da quantidade adicionada, do pH do alimento, da força iônica, etc.
    • Para produtos cárneos e frutos do mar, os pirofosfatos apresentam a melhor retenção de água, seguidos pelos tripolifosfatos. À medida que o comprimento da cadeia aumenta, a capacidade de retenção de água dos polifosfatos diminui.
  3. Efeito Poliânion:

    • Os polifosfatos atuam como eletrólitos poliméricos e possuem características de surfactantes inorgânicos, dispersando substâncias insolúveis em água ou formando suspensões estáveis ​​para evitar sedimentação e coagulação.
    • Eles permitem a formação de um sol proteico gelatinoso nos glóbulos de gordura, dispersando a gordura de forma mais eficaz na água. Conseqüentemente, eles são amplamente utilizados na fosforilação do amido, dispersão de pigmentos, emulsificação em laticínios, sorvetes, molhos para salada e como estabilizantes em salsichas, produtos de carne picada e peixe picado.
    • Para polifosfatos de cadeia linear, as suas capacidades de emulsificação e dispersão aumentam com o comprimento da cadeia.
  4. Capacidade quelante:

    • Os polifosfatos formam prontamente complexos solúveis com cátions metálicos em solução, reduzindo a dureza da água.
    • Eles inibem a oxidação, catálise, descoloração e degradação da vitamina C causada por cátions metálicos como Cu2+ e Fe3+.
    • Isto ajuda a prevenir e retardar a oxidação da gordura, inibindo a deterioração de carnes, aves e peixes e mantendo a cor, prolongando assim a vida útil dos produtos alimentares.

O efeito quelante dos polifosfatos depende do comprimento da cadeia e do valor do pH. De modo geral, os polifosfatos de cadeia longa têm uma forte capacidade quelante para íons metálicos leves, que aumenta com o valor do pH. Os polifosfatos de cadeia curta têm uma forte capacidade quelante para íons de metais pesados, mas essa capacidade enfraquece à medida que o valor do pH aumenta.

  1. Função Proteica: Os fosfatos aumentam os efeitos das proteínas e da miosina, melhorando assim a hidratação e a capacidade de retenção de água dos produtos cárneos, aumentando a penetração da água, amaciando os alimentos, melhorando a qualidade dos alimentos e mantendo o sabor dos alimentos. Enquanto isso, os fosfatos nos produtos lácteos podem impedir a coagulação do leite durante o aquecimento e impedir a separação da caseína e da gordura.

  2. Efeito de fermentação: Fosfatos ácidos (como pirofosfato ácido de sódio, di-hidrogenofosfato de cálcio) são comumente usados ​​como ácidos de fermentação em produtos de panificação. Eles reagem com bicarbonatos para fornecer o gás dióxido de carbono necessário durante o cozimento.

  3. Efeito antiaglomerante: O fosfato tricálcico é geralmente usado como agente antiaglomerante para melhorar as propriedades de fluxo livre de alimentos em pó ou higroscópicos. Devido à sua grande área de superfície, pode reter mais umidade. Sua estrutura cristalina esférica única pode produzir um "efeito de rolamento", conferindo ao pó boas propriedades de fluxo livre.

  4. Prolongando a vida útil dos alimentos: Os polifosfatos podem melhorar a estabilidade de armazenamento dos alimentos e prolongar a vida útil dos produtos. Este efeito baseia-se principalmente em: (1) regulação do pH; (2) Efeito antibacteriano: O crescimento de células microbianas depende de cátions metálicos divalentes, especialmente Ca2+ e Mg2+. Os fosfatos podem quelar com esses cátions metálicos e reduzir a estabilidade da parede celular durante a divisão celular. Também pode reduzir a estabilidade térmica de muitas células, inibindo efetivamente o crescimento bacteriano.

O efeito antibacteriano dos polifosfatos está relacionado ao seu tipo (comprimento da cadeia), conteúdo, valor de pH, teor de sal, teor de nitrito, etc. Geralmente, à medida que o comprimento da cadeia aumenta, o efeito antibacteriano se fortalece.

  1. Melhoramento da nutrição mineral: Fosfato de cálcio, fosfato de magnésio, fosfato de ferro e fosfato de zinco são comumente usados ​​como intensificadores de nutrientes minerais no processamento de alimentos. A adição de fosfatos de ferro e zinco ao suco gástrico pode aumentar sua biodisponibilidade devido à sua boa solubilidade e não promoverá a oxidação natural.

02 Aplicação de Fosfatos em Alimentos

  1. Aplicação no processamento de carnes e aves:

1.1 Para melhorar a qualidade dos produtos cárneos, os fosfatos são geralmente adicionados durante o processamento da carne para os seguintes fins:

a. Melhorar a ligação de produtos cárneos e melhorar o desempenho de corte;

b. Aumentar a capacidade de retenção de água da carne, permitindo-lhe reter a sua humidade natural durante o processamento e cozedura, reduzindo a perda de nutrientes, preservando a maciez da carne e aumentando o rendimento;

c. Controlar o valor do pH dos produtos cárneos dentro da faixa mais adequada para o inchaço das proteínas e produzir a cor ideal;

d. Melhorar as propriedades emulsificantes e a estabilidade da emulsão, evitando efetivamente a separação de gordura e água;

e. Selar cátions metálicos, retardar as reações de oxidação durante o processamento da carne, reduzir efetivamente a deterioração e a descoloração do produto e prolongar a vida útil dos produtos cárneos;

f. Melhore o desempenho do processamento e aumente a eficiência da produção.

1.2 A capacidade de retenção de água da carne geralmente se refere à capacidade da carne e da água adicionada de reter a umidade durante o processamento. A capacidade de retenção de água afeta diretamente a textura e o rendimento dos produtos cárneos. A adição de fosfatos pode efetivamente aumentar a capacidade de retenção de água dos produtos cárneos.

Como usar fosfatos e outros aditivos de maneira razoável, sem afetar o sabor dos produtos cárneos e maximizar as propriedades de retenção e ligação de água dos produtos cárneos, ao mesmo tempo que reduz as perdas por cozimento, sempre foi um tópico importante na pesquisa e desenvolvimento de produtos cárneos.

1.3 Uso razoável de fosfatos no processamento de carne:

Em aplicações práticas, os tipos e quantidades adequados de fosfatos devem ser selecionados com base no tipo de produto cárneo, requisitos de textura, processos de produção, matérias-primas, etc.

Produtos cárneos com adição de pirofosfatos podem restaurar e aumentar a capacidade natural de retenção de água das proteínas musculares. Os polifosfatos podem converter-se rapidamente em pirofosfatos sob a ação de enzimas musculares, conseguindo o mesmo efeito.

Embora os pirofosfatos tenham o melhor efeito de retenção de água, a sua solubilidade é fraca, pelo que não podem ser utilizados isoladamente na maioria dos casos. Eles são frequentemente usados ​​em combinação com polifosfatos de cadeia longa ou fosfatos de potássio com melhor solubilidade. Além disso, para alcançar o efeito sinérgico entre vários fosfatos e entre fosfatos e outros aditivos, são frequentemente utilizados vários melhoradores complexos de produtos cárneos.

a. Para salsichas e produtos cárneos picados, geralmente são utilizados pirofosfatos e polifosfatos de cadeia média, adicionados na forma de pó seco durante o corte. O valor de pH do fosfato compósito utilizado é geralmente em torno de 7, e às vezes também são utilizados fosfatos compósitos com um valor de pH superior a 9.

b. Os fosfatos compósitos utilizados para injeção de salmoura devem atender aos seguintes requisitos: 1) Boa solubilidade em salmoura; 2) Alta taxa de dissolução; 3) Boa estabilidade em salmoura.

O valor de pH do fosfato compósito utilizado está geralmente entre 8.5-9.5. Para obter o melhor efeito de ativação da proteína muscular ao fazer salmoura, é melhor dissolver primeiro o fosfato em água gelada e depois adicionar sal. Esta sequência geralmente não deve ser invertida.

c. A quantidade de fosfatos mistos adicionados é geralmente de 0.1-0.4%, mas a dosagem deve ser estritamente controlada. Se a quantidade adicionada for muito alta, prejudicará o sabor original da carne e afetará a cor devido ao aumento do valor do pH.

  1. Aplicação no processamento de frutos do mar:

2.1 Os fosfatos são amplamente utilizados no processamento de frutos do mar, especialmente frutos do mar congelados, como excelentes agentes de retenção de água, reguladores de pH e agentes anticongelantes. Suas funções são:

a. Aumentar efetivamente a capacidade de retenção de água dos frutos do mar, tornar a carne mais suculenta e reter efetivamente os nutrientes e a umidade;

b. Inibir a oxidação da gordura, prolongar efetivamente a vida útil dos frutos do mar;

c. Reduzir a perda por gotejamento após o descongelamento e minimizar a perda de peso durante o cozimento;

d. Manter a cor e o sabor natural dos frutos do mar;

e. Sinergize com os açúcares para prevenir eficazmente a desnaturação pelo frio das proteínas da miosina dos peixes.

2.2 Ao processar camarão, peixe e marisco congelados, os produtos são geralmente embebidos em uma solução composta de fosfato de 3 a 10% (temperatura abaixo de 10 ℃). A concentração e o tempo de imersão da solução de imersão são determinados com base no tipo, tamanho e tempo de captura dos frutos do mar.

Ao selecionar fosfatos compostos para imersão, os seguintes fatores devem ser considerados:

a) Pode efetivamente aumentar a capacidade de retenção de água dos frutos do mar;

b) Boa solubilidade em água gelada;

c) Rápida dissolução em água gelada;

d) Boa estabilidade em água gelada.

O valor de pH do fosfato composto utilizado é geralmente superior a 9.

2.3 Os fosfatos compostos comumente adicionados à pasta de peixe congelado incluem principalmente pirofosfato de sódio, tripolifosfato de sódio e hexametafosfato de sódio, com uma quantidade adicional de 0.1-0.3% da pasta de peixe.

  1. Aplicação em produtos de panificação:

3.1 Aplicação em produtos de panificação: Os fosfatos ácidos (como pirofosfato ácido de sódio, di-hidrogenofosfato de cálcio) são geralmente usados ​​como ácidos fermentadores em produtos de panificação. Eles reagem com bicarbonatos para fornecer o gás dióxido de carbono necessário durante o cozimento. Diferentes fosfatos têm diferentes taxas de reação da massa (ROR). Os fosfatos também podem ser usados ​​como melhoradores de farinha, condicionadores de massa, tampões e nutrientes de levedura.

3.2 Os fosfatos como melhoradores de qualidade do macarrão são amplamente utilizados no processamento de macarrão instantâneo e macarrão normal, tendo como principais funções:

a. Aumentar o grau de gelatinização do amido, aumentar a capacidade de absorção de água do amido, aumentar a capacidade de retenção de água da massa, fazer com que o macarrão instantâneo seja reidratado de forma rápida e fácil de molhar;

b. Melhorar a absorção de água e as propriedades de inchaço das proteínas do glúten, melhorando a sua elasticidade, tornando o macarrão macio e mastigável e resistente ao cozimento e à imersão;

c. O excelente efeito tampão dos fosfatos pode estabilizar o valor do pH da massa, prevenir a descoloração e deterioração e melhorar o sabor e a textura;

d. Os fosfatos na massa podem complexar-se com cátions metálicos, unir grupos de glicose, reticular moléculas de amido, tornando o macarrão resistente ao cozimento a vapor e à fritura em alta temperatura, e podem manter as características viscoelásticas dos colóides de amido após a reidratação;

e. Melhorar a aparência do macarrão;

  1. Aplicação em Produtos Lácteos:

Os fosfatos, como estabilizantes e emulsificantes, são utilizados em leite esterilizado UHT, cremes, leite condensado, leite em pó, cremes para café, bebidas lácteas e produtos à base de queijo, com as funções de:

a. Tamponamento e estabilização do pH;

b. Interação com proteínas: Dispersar ingredientes alimentares, estabilizar sistemas de emulsão, aumentar a capacidade de ligação de água da caseína, prevenir eficazmente a separação de proteínas, gorduras e água;

c. Quelato de íons metálicos multivalentes, reduzindo bastante o fenômeno de agregação e precipitação de proteínas durante o aquecimento e armazenamento. Também pode retardar efetivamente a ocorrência da cristalização da lactose.

  1. Os fosfatos também são amplamente utilizados nas seguintes áreas de processamento de alimentos:

◎ Bebidas: Utilizadas como reguladores de acidez, estabilizantes e intensificadores de nutrientes minerais;

◎ Produtos à base de batata: Utilizados como estabilizantes e protetores de cor;

◎ Produtos de arroz: Melhoram a elasticidade e textura do produto;

◎ Temperos e sopas instantâneas: Estabilizadores e reguladores de acidez;

◎ Alimentos em pó higroscópicos: Agentes antiaglomerantes para melhorar suas propriedades de fluidez;

◎ Produtos de amido e amido modificado;

◎ Comida para bebé, comida funcional: Melhoradores de nutrientes minerais.


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