Los principios y aplicaciones de los fosfatos

2024-03-29

Los principios y aplicaciones de los fosfatos

Los fosfatos desempeñan dos funciones principales en el procesamiento de alimentos:

  1. Como mejoradores de calidad para realzar la textura y sensación en boca de los alimentos.
  2. Como fortificantes de nutrientes minerales.

La funcionalidades de los fosfatos en el procesamiento de alimentos se basan principalmente en sus características:

  1. Capacidad de almacenamiento:

    • El valor del pH de los fosfatos oscila entre moderadamente ácido (pH4) a fuertemente alcalino (pH12).
    • Combinando diferentes fosfatos en diversas proporciones, se pueden obtener agentes tampón que estabilizan el pH en diferentes rangos, desde pH 4.5 hasta 11.7.
    • Dentro del rango de pH de la mayoría de los alimentos (pH 3.5-7.5), los fosfatos pueden servir como ajustadores y estabilizadores eficientes del pH, mejorando el sabor de los alimentos. La mayor capacidad tampón la presentan los ortofosfatos. Para los polifosfatos, a medida que aumenta la longitud de la cadena, la capacidad tampón disminuye.
  2. Capacidad de retención de agua:

    • Los polifosfatos son hidrófilos y actúan como eficaces retenedores de humedad, estabilizando el contenido de agua en los alimentos.
    • La capacidad de retención de agua depende del tipo de polifosfato, la cantidad añadida, el pH del alimento, la fuerza iónica, etc.
    • Para los productos cárnicos y marinos, los pirofosfatos presentan la mejor retención de agua, seguidos de los tripolifosfatos. A medida que aumenta la longitud de la cadena, disminuye la capacidad de retención de agua de los polifosfatos.
  3. Efecto polianión:

    • Los polifosfatos actúan como electrolitos poliméricos y tienen características de tensioactivos inorgánicos, dispersando sustancias insolubles en agua o formando suspensiones estables para evitar la sedimentación y la coagulación.
    • Permiten la formación de un sol proteico gelatinoso sobre los glóbulos de grasa, dispersando la grasa de forma más eficaz en el agua. Por lo tanto, se utilizan ampliamente en la fosforilación del almidón, dispersión de pigmentos, emulsificación en productos lácteos, helados, aderezos para ensaladas y como estabilizadores en salchichas, productos cárnicos picados y pescado picado.
    • Para los polifosfatos de cadena lineal, sus capacidades de emulsificación y dispersión aumentan con la longitud de la cadena.
  4. Capacidad quelante:

    • Los polifosfatos forman fácilmente complejos solubles con cationes metálicos en solución, lo que reduce la dureza del agua.
    • Inhiben la oxidación, catálisis, decoloración y degradación de la vitamina C causada por cationes metálicos como Cu2+ y Fe3+.
    • Esto ayuda a prevenir y retrasar la oxidación de las grasas, inhibir el deterioro de las carnes, aves y pescados, y mantener el color, extendiendo así la vida útil de los productos alimenticios.

El efecto quelante de los polifosfatos depende de la longitud de la cadena y del valor del pH. En general, los polifosfatos de cadena larga tienen una fuerte capacidad quelante de iones de metales ligeros, que aumenta con el valor del pH. Los polifosfatos de cadena corta tienen una fuerte capacidad quelante de iones de metales pesados, pero esta capacidad se debilita a medida que aumenta el valor del pH.

  1. Función de las proteínas: Los fosfatos mejoran los efectos de las proteínas y la miosina, mejorando así la hidratación y la capacidad de retención de agua de los productos cárnicos, mejorando la penetración del agua, suavizando los alimentos, mejorando la calidad de los alimentos y manteniendo el sabor de los alimentos. Mientras tanto, los fosfatos en los productos lácteos pueden evitar que la leche se coagule durante el calentamiento y evitar la separación de la caseína y la grasa.

  2. Efecto leudante: Los fosfatos ácidos (como el pirofosfato ácido de sodio y el dihidrógenofosfato de calcio) se usan comúnmente como ácidos leudantes en productos horneados. Reaccionan con los bicarbonatos para proporcionar el gas dióxido de carbono necesario durante la cocción.

  3. Efecto antiaglomerante: el fosfato tricálcico se utiliza generalmente como agente antiaglomerante para mejorar las propiedades de fluidez de los alimentos en polvo o higroscópicos. Debido a su gran superficie, puede retener más humedad. Su estructura cristalina esférica única puede producir un "efecto rodante", dando así al polvo buenas propiedades de fluidez.

  4. Ampliación de la vida útil de los alimentos: los polifosfatos pueden mejorar la estabilidad de almacenamiento de los alimentos y extender la vida útil de los productos. Este efecto se basa principalmente en: (1) regulación del pH; (2) Efecto antibacteriano: el crecimiento de las células microbianas depende de cationes metálicos divalentes, especialmente Ca2+ y Mg2+. Los fosfatos pueden quelarse con estos cationes metálicos y reducir la estabilidad de la pared celular durante la división celular. También puede reducir la estabilidad térmica de muchas células, inhibiendo eficazmente el crecimiento bacteriano.

El efecto antibacteriano de los polifosfatos está relacionado con su tipo (longitud de cadena), contenido, valor de pH, contenido de sal, contenido de nitrito, etc. Generalmente, a medida que aumenta la longitud de la cadena, el efecto antibacteriano se fortalece.

  1. Mejora de la nutrición mineral: el fosfato de calcio, el fosfato de magnesio, el fosfato de hierro y el fosfato de zinc se utilizan comúnmente como potenciadores de nutrientes minerales en el procesamiento de alimentos. Agregar fosfatos de hierro y zinc al jugo gástrico puede mejorar su biodisponibilidad debido a su buena solubilidad y no promoverán la oxidación natural.

02 Aplicación de Fosfatos en Alimentos

  1. Aplicación en el procesamiento de carnes y aves de corral:

1.1 Para mejorar la calidad de los productos cárnicos, normalmente se añaden fosfatos durante el procesamiento de la carne con los siguientes fines:

a. Mejorar la unión de productos cárnicos y mejorar el rendimiento de corte;

b. Aumentar la capacidad de retención de agua de la carne, permitiéndole retener su humedad natural durante el procesamiento y la cocción, reduciendo la pérdida de nutrientes, preservando la ternura de la carne y aumentando el rendimiento;

C. Controlar el valor del pH de los productos cárnicos dentro del rango más adecuado para el hinchamiento de las proteínas y producir un color óptimo;

d. Mejorar las propiedades emulsionantes y la estabilidad de la emulsión, previniendo eficazmente la separación de grasas y agua;

mi. Selle los cationes metálicos, retrase las reacciones de oxidación durante el procesamiento de la carne, reduzca eficazmente el deterioro y la decoloración del producto y extienda la vida útil de los productos cárnicos;

F. Mejore el rendimiento del procesamiento y aumente la eficiencia de la producción.

1.2 La capacidad de retención de agua de la carne generalmente se refiere a la capacidad de la carne y del agua añadida para retener la humedad durante el procesamiento. La capacidad de retención de agua afecta directamente la textura y el rendimiento de los productos cárnicos. La adición de fosfatos puede aumentar eficazmente la capacidad de retención de agua de los productos cárnicos.

Cómo utilizar los fosfatos y otros aditivos de manera razonable sin afectar el sabor de los productos cárnicos y maximizar las propiedades de retención y unión de agua de los productos cárnicos mientras se reduce la pérdida por cocción siempre ha sido un tema importante en la investigación y el desarrollo de productos cárnicos.

1.3 Uso razonable de fosfatos en el procesamiento de carne:

En aplicaciones prácticas, se deben seleccionar los tipos y cantidades adecuados de fosfatos en función del tipo de producto cárnico, requisitos de textura, procesos de producción, materias primas, etc.

Los productos cárnicos con pirofosfatos añadidos pueden restaurar y mejorar la capacidad natural de retención de agua de las proteínas musculares. Los polifosfatos pueden convertirse rápidamente en pirofosfatos bajo la acción de enzimas musculares, logrando el mismo efecto.

Aunque los pirofosfatos tienen el mejor efecto de retención de agua, su solubilidad es pobre, por lo que no se pueden usar solos en la mayoría de los casos. A menudo se utilizan en combinación con polifosfatos de cadena larga o fosfatos de potasio con mejor solubilidad. Además, para conseguir el efecto sinérgico entre diversos fosfatos y entre fosfatos y otros aditivos, a menudo se utilizan diversos mejoradores complejos de productos cárnicos.

a. Para embutidos y productos cárnicos picados se suelen utilizar pirofosfatos y polifosfatos de cadena media, añadidos en forma de polvo seco durante el picado. El valor del pH del fosfato compuesto utilizado es generalmente de aproximadamente 7 y, en ocasiones, también se utilizan fosfatos compuestos con un valor de pH superior a 9.

b. Los fosfatos compuestos utilizados para inyectar salmuera deben cumplir los siguientes requisitos: 1) Buena solubilidad en salmuera; 2) Alta tasa de disolución; 3) Buena estabilidad en salmuera.

El valor del pH del fosfato compuesto utilizado se sitúa generalmente entre 8.5 y 9.5. Para lograr el mejor efecto de activación de las proteínas musculares al preparar salmuera, es mejor disolver primero el fosfato en agua helada y luego agregar sal. Por lo general, esta secuencia no debe invertirse.

C. La cantidad de fosfatos mixtos añadidos es generalmente del 0.1 al 0.4%, pero la dosis debe controlarse estrictamente. Si la cantidad añadida es demasiado alta, dañará el sabor original de la carne y afectará el color debido al aumento del valor del pH.

  1. Aplicación en el procesamiento de mariscos:

2.1 Los fosfatos se utilizan ampliamente en el procesamiento de mariscos, especialmente mariscos congelados, como excelentes agentes retenedores de agua, reguladores del pH y agentes anticongelantes. Sus funciones son:

a. Aumente eficazmente la capacidad de retención de agua de los mariscos, haga que la carne sea más jugosa y retenga eficazmente los nutrientes y la humedad;

b. Inhibe la oxidación de grasas, extiende efectivamente la vida útil de los mariscos;

C. Reduzca la pérdida por goteo después de la descongelación y minimice la pérdida de peso durante la cocción;

d. Mantener el color y sabor natural de los mariscos;

mi. Crea sinergia con azúcares para prevenir eficazmente la desnaturalización en frío de las proteínas de miosina del pescado.

2.2 Cuando se procesan camarones, pescado y mariscos congelados, los productos generalmente se remojan en una solución compuesta de fosfato del 3 al 10 % (temperatura inferior a 10 ℃). La concentración y el tiempo de remojo de la solución de remojo se determinan en función del tipo, tamaño y tiempo de captura del marisco.

Al seleccionar fosfatos compuestos para remojo, se deben considerar los siguientes factores:

a) Puede aumentar eficazmente la capacidad de retención de agua de los productos del mar;

b) Buena solubilidad en agua helada;

c) Rápida disolución en agua helada;

d) Buena estabilidad en agua helada.

El valor del pH del fosfato compuesto utilizado es generalmente superior a 9.

2.3 Los fosfatos compuestos que comúnmente se agregan a la pasta de pescado congelada incluyen principalmente pirofosfato de sodio, tripolifosfato de sodio y hexametafosfato de sodio, con una cantidad adicional de 0.1-0.3% de la pasta de pescado.

  1. Aplicación en productos de panadería:

3.1 Aplicación en productos horneados: Los fosfatos ácidos (como el pirofosfato ácido de sodio, el dihidrogenofosfato de calcio) se usan generalmente como ácidos leudantes en productos horneados. Reaccionan con los bicarbonatos para proporcionar el gas dióxido de carbono necesario durante la cocción. Los diferentes fosfatos tienen diferentes velocidades de reacción de la masa (ROR). Los fosfatos también se pueden utilizar como mejoradores de harina, acondicionadores de masa, tampones y nutrientes para levaduras.

3.2 Los fosfatos como mejoradores de la calidad de los fideos se utilizan ampliamente en la elaboración de fideos instantáneos y fideos normales, con las funciones principales de:

a. Aumentar el grado de gelatinización del almidón, aumentar la capacidad de absorción de agua del almidón, aumentar la capacidad de retención de agua de la masa, hacer que los fideos instantáneos se rehidraten de forma rápida y fácil de remojar;

b. Mejorar las propiedades de absorción de agua e hinchazón de las proteínas del gluten, mejorar su elasticidad, hacer que los fideos sean suaves y masticables y resistentes a la cocción y al remojo;

C. El excelente efecto tampón de los fosfatos puede estabilizar el valor del pH de la masa, prevenir la decoloración y el deterioro y mejorar el sabor y la textura;

d. Los fosfatos en la masa pueden formar complejos con cationes metálicos, formar puentes entre grupos de glucosa, entrecruzar moléculas de almidón, haciendo que los fideos sean resistentes a la cocción al vapor y a la fritura a altas temperaturas, y pueden mantener las características viscoelásticas de los coloides de almidón después de la rehidratación;

mi. Mejorar la apariencia de los fideos;

  1. Aplicación en Productos Lácteos:

Los fosfatos, como estabilizantes y emulsionantes, se utilizan en leche esterilizada UHT, productos de crema, leche condensada, leche en polvo, cremas para café, bebidas lácteas y productos de queso, con las funciones de:

a. Amortiguación y estabilización del pH;

b. Interacción con proteínas: dispersa los ingredientes alimentarios, estabiliza los sistemas de emulsión, mejora la capacidad de unión de agua de la caseína, previene eficazmente la separación de proteínas, grasas y agua;

C. Quela iones metálicos multivalentes, lo que reduce en gran medida el fenómeno de agregación y precipitación de proteínas durante el calentamiento y almacenamiento. También puede retrasar eficazmente la aparición de la cristalización de la lactosa.

  1. Los fosfatos también se utilizan ampliamente en las siguientes áreas de procesamiento de alimentos:

◎ Bebidas: Se utilizan como reguladores de la acidez, estabilizadores y potenciadores de nutrientes minerales;

◎ Productos de patata: Se utilizan como estabilizantes y protectores del color;

◎ Productos de arroz: Mejorar la elasticidad y textura del producto;

◎ Condimentos y sopas instantáneas: Estabilizadores y reguladores de acidez;

◎ Alimentos en polvo higroscópicos: agentes antiaglomerantes para mejorar sus propiedades de fluidez;

◎ Productos de almidón y almidón modificado;

◎ Alimentación infantil, alimento funcional: Potenciadores de nutrientes minerales.


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