środa, 02 grudzień 2020
czwartek, 12 lipiec 2018 13:15

Fosforany - dozwolone z umiarem

W coraz większej ilości w przetwórstwie mięsa stosowane są fosforany, głównie ze względu na możliwość podniesienia wydajności wędlin. Specyficzne działanie fosforanów, oprócz zwiększenia wodochłonności, polega na zwiększeniu lepkości osocza, co w rezultacie zapobiega wyciekowi oraz poprawia wiązanie dużych kawałków w jednolity blok, np. w szynkach gotowanych.

Powodują również dobre związanie plastra wędliny oraz sprawiają, że jego powierzchnia jest sucha. Ponadto lepkie osocze uszczelnia pory w tkance mięśniowej, co znacznie utrudnia wnikanie tlenu, dzięki czemu przypisuje się im właściwości przeciwutleniające oraz stabilizujące barwę wyrobów peklowanych. Użycie fosforanów w rozsądnych ilościach w solankach peklujących przyczynia się do poprawy soczystości i kruchości produktów mięsnych, wyrównując przy tym barwę na przekroju, czy ułatwia plasterkowanie oraz przedłuża trwałość.

Dążenie do realizacji celu urozmaicenia asortymentu wyrobów mięsnych zmusiło producentów do wykorzystania substancji dodatkowych na szeroką skalę. Głównym celem ich stosowania jest zapewnienie odpowiedniej jakości, trwałości i bezpieczeństwa zdrowotnego, a także uzyskanie oczekiwanej przez konsumentów atrakcyjności sensorycznej i dyspozycyjności produktów mięsnych. Wiele z nich pozwala poprawić efektywność procesów technologicznych i obniżyć koszty produkcji. Spośród substancji dodatkowych stosowanych w przetwórstwie mięsa wiele może pełnić kilka funkcji jednocześnie, co zresztą ma swoje uzasadnienie. Nadrzędne kryterium to trwający charakter dodatków. Są to między innymi substancje konserwujące, tj. zapobiegające niekorzystnym zmianom mikrobiologicznym (głównie azotany i azotyny stosowane pod postacią mieszanki peklującej lub solanki w procesie peklowania mięsa). Następnie substancje przeciwutleniające, tj. hamujące procesy utleniania tłuszczów i barwników (głównie kwas askorbinowy i erytorbowy i ich sole) oraz regulatory kwasowości (m.in. kwas mlekowy, mleczany i cytryniany). Kolejną grupę substancji dodawanych w przetwórstwie mięsa stanowią dodatki, dzięki którym można kształtować teksturę: substancje zagęszczające, stabilizujące i żelujące. Tę grupę charakteryzują hydrokoloidy polisacharydowe (m.in. karageny, mączka chleba świętojańskiego, ksanatan), skrobie modyfikowane oraz emulgatory (m.in. mono- i diglicerydy kwasów tłuszczowych). Jedną z najbardziej znanych grup dodatków kształtujących cechy sensoryczne, uwydatniających lub wzmacniających naturalne lub ukształtowane przez proces technologiczny cechy sensoryczne przetworów mięsnych, są substancje wzmacniające smak. Nie posiadają one własnego smaku, ale posiadają właściwość wzmacniania i przedłużania wrażeń smakowych (m.in. glutaminian sodu, nukleotydy kwasu guanylowego i inozynowego) oraz barwniki (m.in. kurkumina, koszenila, ekstrakt z papryki, karmele), stosowane w przetwórstwie mięsa tylko w szczególnych przypadkach.

Szczególne miejsce w tej grupie substancji dozwolonych zajmują fosforany, które dzięki specyficznemu oddziaływaniu na białka mięśniowe zwiększają ich wodochłonność i poprawiają właściwości wiążące i emulgujące. Efektem ich działania jest polepszenie tekstury i konsystencji produktu, stabilizacja barwy i emulsji tłuszczowej oraz zwiększenie wydajności produkcyjnej. Fosforany, jako dodatki funkcjonalne stosowane są powszechnie w produkcji żywności, np. w przetwórstwie mięsa, drobiu, ryb, mleczarstwie oraz w różnego rodzaju produktach dietetycznych i żywności konserwowanej (tab.1).

Niektórzy uważają, że nadmiar spożywania fosforanów przez człowieka przyczynia się do niekorzystnego obniżenia poziomu wapnia i magnezu w kościach, jednak związki te dodawane w niewielkich ilościach są bezpieczne, a w przemyśle spożywczym pełnią istotne funkcje technologiczne, wykorzystując właściwości tych związków, np.:

efekt sekwestrowania (kompleksowania) niektórych kationów metali wielowartościowych;

przedłużenie trwałości niektórych produktów żywnościowych;

uwalnianie CO2 z węglanów (w środkach spulchniających);

zdolność do buforowania (ustalania kwasowości środowiska);

funkcje polianionów wiążących wodę i emulgujących białka;

działanie antyzbrylające poprawiające sypkość niektórych produktów (fosforan trójwapniowy).

Fosforany odgrywają również szczególną rolę w przetworach dietetycznych, o niskiej zawartości soli. Dzięki nim można obniżyć stężenie soli w produkcie o 2,5-1,5% wprowadzając 0,35-0,5% polifosforanów.

 

Tabela 1. Wykaz najważniejszych fosforanów stosowanych jako dodatki do żywności

 

Symbol

               Nazwa chemiczna

     Wzór

 Numer INS 

 pH 1% r-ru 

  Rozpuszczalność w wodzie (20°C) [g/100g wody] 

  MSP

 ortofosforan (monofosforan) jednosodu

 NaH2PO4

  E-339 (i)

   4,2-4,6

                                         85,0

  DSP

  ortofosforan (mofosforan) dwusodu

 Na2HPO4

  E-339 (ii)

   9,0-9,6

12,0

  TSP

    ortofosforan (mofosforan) trisodu

 Na3PO4

  E-339 (iii)

 11,5-12,5

15,0

 DSPP

   pirofosforan (difosforan) dwusodu

Na2H2P2O7

  E-450 (i)

   3,8-4,4

13,0

TSPP

    pirofosforan (difosforan) tetrasodu

  Na4P2O7

 E-450 (iii)

 10,0-10,6

6,7

 STPP

 trójpolifosforan (trifosforan) pentasodu

 Na5P3O10

  E-451 (i)

  9,5-10,2

20,0

 KTPP

trójpolifosforan (trifosforan) pentapotasu

  K5P3O10

  E-451 (i)

  9,2-10,1

193,0

 TKPP

  pirofosforan (difosforan) tetrapotasu

  K4P2O7

  E-450 (v)

 10,0-10,6

187,0

 SHMP

                 polifosforan sodu

  (NaPO3)n

  E-452 (i)

   8,6-9,0

40,0

 PHMP

              polifosforan potasu

   (KPO3)n

  E-452 (ii)

     b.d.

b.d.

 Objaśnienia: b. d. - brak danych

                                                                           

Dalsze obniżenie poziomu sodu w dietetycznych produktach niskosodowych osiąga się przez zwiększenie udziału fosforanów w stosunku do sodu. Fosforany są stosowane w coraz większym zakresie w przetwórstwie mięsa zarówno dużych zwierząt rzeźnych, jak i drobiu. Mają one istotny wpływ na jakość wyrobów mięsnych zarówno podczas wytwarzania, jak i dystrybucji. Jest to związane z ich korzystnym wpływem na poprawę wodochłonności mięsa, poprawę niektórych wyróżników reologicznych oraz sensorycznych.

Rola fosforanów w przetwórstwie mięsnym sprowadza się głównie do:

dysocjacji kompleksu aktomiozyny:

kształtowania pH produktu;

zwiększenia siły jonowej środowiska;

kompleksowania dwuwartościowych kationów.

Fosforany stosowane w przemyśle mięsnym jako jedne z wielu substancji dodatkowych charakteryzują się w zależności od budowy chemicznej cząsteczki, wielkości dodatku oraz rodzaju obróbki technologicznej, różnorodnym, częściowo bardzo specyficznym działaniem. Należą one do grupy soli i występują w postaci di-, tri- oraz polifosforanów, które analogicznie do adenozynotrifosforanu (ATP) są w stanie dysocjować kompleks aktomiozyny, w wyniku czego zwiększają wiązanie wody przez białka miofibrylarne. Daje to w efekcie również dodatkowo polepszenie emulgowania tłuszczu w produkcie. Ponadto fosforany o odczynie obojętnym lub zasadowym przyczyniają się, na skutek podnoszenia pH, do silniejszego zjonizowania struktur białek miofibrylarnych, a tym samym polepszają ich rozpuszczalność. Dodatek fosforanów powoduje wprawdzie niewielki wzrost pH mięsa, gdyż tylko o około 0,2-0,5 jednostki (w zależności od rodzaju i dawki), lecz jest on (przy współdziałaniu innych wymienionych czynników) wystarczający do obniżenia ilości wycieku termicznego. Związany z powyższym wzrost zdolności wiązania wody przez mięso i farsze mięsne powoduje, że fosforany jako funkcjonalne substancje dodatkowe mają stosunkowo duże znaczenie technologiczne, zwłaszcza w procesie produkcji wędzonek parzonych, jak np. szynka gotowana. Zdolność wiązania wody ma decydujący wpływ na jakość większości wyrobów peklowanych i poddanych obróbce cieplnej. Zmiany wodochłonności wywołane działaniem polifosforanów łączy się z elektrostatycznym oddziaływaniem jonów fosforanowych na białka. W wyniku tego zmienia się nie tylko konformacja cząsteczek białkowych, ale także otaczające ją struktury wodne. Wywiera to korzystny wpływ na zdolność białek do wiązania wody i emulgowania tłuszczu, ale także zwiększa zdolność tworzenia i stabilizowania piany. Wzrost wodochłonności i ograniczenie wycieku pod wpływem wielofosforanów można częściowo tłumaczyć wzrostem pH cieczy komórkowej w odniesieniu do punktu izoelektrycznego białek. Wzrost pH zależy jednak od ilości i rodzaju dodanego fosforanu. Duża zdolność wiązania wody powoduje dobre związanie plastra oraz sprawia, że jego powierzchnia jest sucha. Dzięki temu dobre związanie wody przyczynia się pośrednio do stabilizacji barwy. Ponadto lepki sok uszczelnia pory w tkance mięśniowej, co znacznie utrudnia wnikanie tlenu. Tym tłumaczy się stwierdzone właściwości przeciwutleniające fosforanów oraz zdolność do stabilizacji barwy wyrobów peklowanych. Właściwości przeciwutleniające są potęgowane przez zdolność fosforanów do tworzenia chelatów z jonami metali. Chelaty są to kompleksowe związki pierścieniowe, które uniemożliwiają metalom wchodzenie w typowe dla nich reakcje zachodzące w środowisku wodnym, np. reakcje brunatnienia i utleniania. Ponadto fosforany ograniczają wzrost drobnoustrojów powodujących psucie produktu. Fosforany, a głównie pirofosforany, sekwestrując jony żelaza i miedzi, chronią w pewnym stopniu mioglobinę przed oksydacją, a więc przyczyniają się do utrwalenia czerwonej barwy mięsa świeżego i różowej peklowanego. W przypadku mięsa drobiowego przeciwdziałają żółknięciu powodowanemu utlenianiem tłuszczu. 

Niezwykle ważne jest dobranie odpowiednich fosforanów do rodzaju wytwarzanych przetworów. Np. związki fosforu, dające dobre efekty technologiczne w produkcji wędzonek nie gwarantują dobrych efektów w wędlinach kutrowanych. Wymienione dodatki (substancje) stosowane w przetwórstwie są wyznacznikiem kolejnych przetworów, które konsumenci w pewien sposób wymuszają na producentach, a ci w zamian projektują je dla nas w żywność. 

Podsumowując, można uznać, że stosowanie substancji dodatkowych w technologii przetwarzania mięsa jest zagadnieniem niezwykle złożonym, wymagającym od technologa szerokiej wiedzy o ich właściwościach funkcjonalnych i żywieniowych. Należy jednak zdawać sobie sprawę, że stosowane dodatki w technologii przetwarzania mięsa są często niezbędne ze względów technologicznych, higienicznych i organoleptycznych. Ponadto niezbędne są działania informujące konsumenta o celowości stosowania substancji dodatkowych w technologii produkcji wyrobów mięsnych. Dodatek fosforanów do przetworów mięsnych odgrywa dużą rolę, pozwalając na kształtowanie jakości wyrobów, jak również ułatwienie procesu wytwórczego, a co się z tym wiąże przyczynia się do uzyskania większej wydajności poprzez związanie wody, obniżenie wielkości ubytków podczas obróbki termicznej oraz poprawę konsystencji i smakowitości produktu. Należy jednak pamiętać, że maksymalne dawki stosowanych substancji dodatkowych muszą być zgodne z obowiązującymi przepisami prawa oraz optymalne dla zastosowania w danym sortymencie przetworów mięsnych. Bardzo często zarówno zbyt mały, jak i zbyt duży ich dodatek zamiast przyczynić się do poprawy jakości przetworów, pogarsza ją. Zastosowanie ich w rozsądnych ilościach i dobrze dobranych proporcjach między poszczególnymi fosforanami, jak również sodem i potasem oddziałuje pozytywnie na wydajność produkcji, konsystencję i właściwości sensoryczne wyrobów. Ze względu na różne kierunki zastosowań w przetwórstwie mięsa, drobiu i ryb komponowanie optymalnych mieszanek wielofosforanowych musi być oparte na badaniach doświadczalnych dostosowujących ich skład do odpowiedniego sortymentu produktu. 

 

dr inż. Dominik Forestowicz

 

 

Skomentuj

Upewnij się, że zostały wprowadzone wszystkie wymagane informacje oznaczone gwiazdką (*). Kod HTML jest niedozwolony.

Najlepsi dostawcy i producenci maszyn, przypraw, chemii przemysłowej i opakowań zamieszczają swoje reklamy na naszych łamach. Firma WOMAT zajmuje się również kompleksową obsługą medialną i reklamową podmiotów gospodarczych. Zapewniamy wykonanie zlecenia - od projektu do ostatecznej realizacji.

Newsletter

Najważniejsze informacje Cie nie ominą...

Nie spamujemy, też nie lubimy spamu....

Please publish modules in offcanvas position.