近期，315晚會(huì)曝光了“保水蝦仁”食品亂象，引起了廣大網(wǎng)友對(duì)食品保水劑的好奇與擔(dān)憂。新鮮肉制品，尤其是水產(chǎn)品容易腐敗變質(zhì)，常用的保藏方法包括低溫保藏、加熱、干制、煙熏、腌制、氣調(diào)、罐藏、化學(xué)方法等，其中，低溫保藏可抑制微生物生長(zhǎng)和酶的作用，延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期，提高水產(chǎn)品的食用品質(zhì)，成為應(yīng)用最廣、最有效的水產(chǎn)品保藏方法之一。不過，低溫保藏容易導(dǎo)致冷凍干耗和解凍失水等現(xiàn)象，使得其品質(zhì)降低，而適當(dāng)利用保水劑可以降低損耗，提升產(chǎn)品品質(zhì)。
磷酸鹽類保水劑
磷酸鹽類保水劑是一種應(yīng)用最為廣泛的食品保水劑，具有保持水分、改善口感等作用，除了作為保水劑，還具有護(hù)色劑、抑菌劑和穩(wěn)定劑等作用。其主要以正磷酸鹽、焦磷酸鹽、三聚磷酸鹽、多聚磷酸鹽的化學(xué)形式出現(xiàn)。磷酸鹽在乳化肉制品中提供的功能主要有：
① 提高pH值，使肌原纖維蛋白pH值偏離等電點(diǎn)，增強(qiáng)蛋白質(zhì)間的靜電斥力，使肽鏈結(jié)構(gòu)松弛，水進(jìn)入蛋白質(zhì)間的空隙，從而提高肉制品的持水能力。
② 螯合作用，磷酸鹽可以螯合Ca2+和Mg2+，肌動(dòng)球蛋白中肌球蛋白與肌動(dòng)蛋白聯(lián)接弱化，增強(qiáng)蛋白質(zhì)溶解度，從而提高肉的持水能力和乳化穩(wěn)定性。同時(shí)磷酸鹽與金屬離子螯合可以延緩不飽和脂肪酸氧化，抑制肉制品酸敗、變色。但是，過量添加磷酸鹽會(huì)導(dǎo)致肉制品產(chǎn)生不良的金屬澀味，過量的磷攝入也會(huì)對(duì)人體健康造成嚴(yán)重的負(fù)面影響
有研究指出，機(jī)體內(nèi)磷酸鹽濃度的增加是有直接毒性的，當(dāng)攝入的磷酸鹽超過最大允許值(0.5%)時(shí)，短期內(nèi)會(huì)導(dǎo)致腹痛、腹瀉；長(zhǎng)期攝入磷酸鹽會(huì)導(dǎo)致人體鈣、鐵等礦物質(zhì)在腸道內(nèi)無法正常被吸收，增加患骨骼疾病的風(fēng)險(xiǎn)，而且長(zhǎng)期高磷攝入會(huì)增加慢性腎病和心血管疾病的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
無磷保水劑
近年來，隨著消費(fèi)者對(duì)飲食健康的日益重視，清潔標(biāo)簽食品已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。利用碳酸鹽，或淀粉、纖維素、植物蛋白等天然簡(jiǎn)單的成分代替或者部分代替磷酸鹽成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)，包括研究評(píng)估不同天然物質(zhì)作為磷酸鹽替代品的效果，優(yōu)化加工技術(shù)、改進(jìn)配方用新型無磷保水劑替代磷酸鹽全部或部分功能等。
1.碳酸鹽
碳酸鹽的功能特性主要與其堿化作用有關(guān)，能夠使肌肉的pH值偏離肌原纖維蛋白的等電點(diǎn)，增加凈負(fù)電荷。歐盟條例601/2014/EC允許在一些禽肉產(chǎn)品中使用碳酸鈉作為保水劑，以提高產(chǎn)品出品率和多汁性。研究證實(shí)，碳酸氫鈉可以增強(qiáng)肉類蛋白溶解度，使肌原纖維蛋白吸水膨脹，從而改善肉的持水能力，降低蒸煮損失。
碳酸鹽提高pH值的能力比磷酸鹽更好， 是由于（HCO3）–離子體積比（P3O10）5–離子更小，更容易滲入肌肉與蛋白質(zhì)側(cè)鏈并產(chǎn)生相互作用，從而增加肌肉蛋白質(zhì)之間的靜電斥力。但是肉制品使用碳酸鹽后比使用磷酸鹽的持水能力差，說明肉蛋白的凝膠不僅受pH值的影響，還有其他因素在起作用。
此外，研究表明，雖然碳酸鹽能提高肉制品的pH值和降低蒸煮損失，但是也會(huì)導(dǎo)致pH值增加到遠(yuǎn)高于6.0，肌肉纖維膨脹，從而對(duì)產(chǎn)品的貨架期和外觀產(chǎn)生負(fù)面影響。而未使用保水劑的肉制品因?yàn)榻咏行詐H值有利于腐敗菌生長(zhǎng)，加快了肉制品腐敗變質(zhì)。并且由于增加了肌紅蛋白抵抗熱處理變性的能力，導(dǎo)致肉制品中產(chǎn)生“肉變紅現(xiàn)象”，使熟食呈現(xiàn)未煮熟的外觀。
2.植物蛋白
在肉制品加工過程中，植物蛋白具有持水、乳化以及改良質(zhì)構(gòu)等功能。其與肌肉蛋白疏水締合加強(qiáng)了氫鍵和二硫鍵之間的相互作用，導(dǎo)致鹽溶性蛋白構(gòu)象改變、α-螺旋部分解旋和β-折疊形成，使肌原纖維蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得更連續(xù)、 更均勻，促進(jìn)了肌原纖維蛋白凝膠的持水能力。添加至肉制品中的常見植物蛋白有大豆分離蛋白、花生蛋白、豌豆蛋白等。
研究發(fā)現(xiàn)，大豆蛋白在幾種植物蛋白中保水效果顯著，其在產(chǎn)品硬度、出品率方面與含磷酸鹽的香腸相似。探究大米蛋白、花生蛋白、大豆蛋白對(duì)牦牛肉糜質(zhì)構(gòu)、顏色和pH值的影響發(fā)現(xiàn)，蛋白添加量在1%～7%范圍時(shí)，能增加肉糜的pH值、硬度和咀嚼性，花生蛋白能改善肉糜的紅度和亮度。植物蛋白的結(jié)構(gòu)變化受諸多因素的影響，如溫度和pH值。如在75℃、pH5.5～6.0的乳化肉制品加工條件下，植物蛋白與肌肉蛋白的相互作用較差，反而對(duì)凝膠和硬度有負(fù)面影響。
3.植物多糖
① 淀粉
淀粉是一種高分子碳水化合物，由直鏈淀粉和支鏈淀粉2種不同的葡萄糖聚合物組成。直鏈淀粉是一種由單一類型的糖單元組成的多糖；支鏈淀粉是葡萄糖脫去水分子通過1,4-糖苷鍵與1,6-糖苷鍵連接形成的共價(jià)聚合物。從玉米、小麥、大米以及馬鈴薯、紅薯和木薯等塊莖中獲得的商業(yè)淀粉在食品中通常用于增稠、膠凝、黏合、穩(wěn)定、保濕、增強(qiáng)質(zhì)構(gòu)和保鮮。
膳食纖維是不能被小腸消化酶分解的碳水化合物，分為非水溶性纖維和水溶性纖維兩大類。纖維素、半纖維素和木質(zhì)素是3種常見的非水溶性纖維；果膠和樹膠等屬于水溶性纖維。在肌原纖維蛋白中添加不溶性膳食纖維可以促進(jìn)蛋白質(zhì)形成均勻的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而改善肌原纖維蛋白凝膠質(zhì)地，提高持水能力。
研究表明，來源于豌豆、胡蘿卜和竹筍等植物的膳食纖維均可應(yīng)用于肉糜制品中，能明顯增強(qiáng)其持水能力和凝膠強(qiáng)度。將3%的甘蔗纖維分別添加到牛肉丸和雞肉香腸中，結(jié)果表明，甘蔗纖維降低了肉制品的蒸煮損失和硬度，并提高總酚含量和自由基清除活性，抑制脂質(zhì)氧化。
此外，在研究不同粒徑（90μm和200μm）、不同含量（1.5%和3%）的燕麥水不溶性膳食纖維對(duì)鴨肌原纖維蛋白凝膠特性的影響中發(fā)現(xiàn)，200μm、1.5%的燕麥水不溶性膳食纖維在提高凝膠強(qiáng)度和黏彈性效果最好。
① 海藻糖
海藻糖是非還原性二糖，由兩分子葡萄糖通過1,1-糖苷鍵構(gòu)成，分子結(jié)構(gòu)中含有多個(gè)羥基，可與水形成氫鍵，增加水產(chǎn)品的持水力。海藻糖可與肌肉中的Ca2+，Mg2+螯合，形成結(jié)合緊密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效阻止肌肉內(nèi)部水分的流失。
研究發(fā)現(xiàn)，海藻糖可通過與凡納濱對(duì)蝦肌原纖維蛋白結(jié)合，提高肌球蛋白的穩(wěn)定性，并通過吸附保持大量水分和阻止內(nèi)部水分的流失，提高蝦仁的保水性。由海藻糖和海藻酸鈉寡糖處理后的蝦仁解凍失重率明顯降低，并且能減緩肌肉蛋白的降解和肌肉組織的損傷，具有良好抗凍效果。
② 卡拉膠
卡拉膠是由1，3-β-D-吡喃半乳糖和1，4-β-D-吡喃半乳糖作為基本骨架交替連接而成的，具有較強(qiáng)的保水性，能與蛋白質(zhì)聚集形成蛋白質(zhì)膠束，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，增加出品率。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)卡拉膠寡糖浸泡處理能有效抑制冷凍蝦仁解凍損失率的增加。
在熱處理組合條件下，添加卡拉膠和TG酶的魚糜腸，在持水性方面顯著高于未添加上述復(fù)合添加物的對(duì)照樣。利用0.05%的卡拉膠、0.30%的變性淀粉和0.05%的檸檬酸鈉制備的復(fù)配型保水劑，可達(dá)到與多聚磷酸鹽相同的持水效果。
文章來源：食品加工包裝在線