食品水分保持劑（humectants for food）是指一類有助於保持食品中穩定的水分含量的食品添加劑。
基本介紹
- 中文名： 水分保持劑
- 外文名：Moisture-retaining Agents, Humectants
介紹,磷酸鹽的作用與安全性,磷酸鹽的作用,磷酸鹽的安全性,正磷酸鹽,聚磷酸鹽,偏磷酸鹽,其他水分保持劑,作用,
介紹
水分保持劑是指添加於食品中有助於維持食品水分穩定的食品添加劑。它屬於品質改良劑，多指用於肉類和水產品加工中增強水分穩定和提高持水性的磷酸鹽類。縮合磷酸鹽是親水性很強的物質，可穩定食品中的水分。另外，1999-2000年我國又新增補了乳酸鉀和乳酸鈉兩種。目前我國已批准使用的磷酸鹽共10種，包括三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、磷酸三鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、焦磷酸鈉、焦磷酸二氫二鈉、磷酸二氫鈣、磷酸氫二鉀和磷酸二氫鉀。
水分保持劑正在向復配型的方面發展，即由幾種品質改良劑按一定配方複合成復配型品質改良劑。這類復配型添加劑近幾年在國內外發展十分迅速，而且經時間證明非常方便有效。在美國，卡拉膠磷酸鹽添加劑已成功地用於生產低脂、低鹽、低熱量和高蛋白的具有保健作用的禽肉產品。這類食品添加劑主要用來保持禽肉中的水分。並使產品中的鹽含量比原來減少50%，此外還有增加蒸煮禽肉產品的體積、保持產品香味、改良結構、提高可切性等特點。常用的水分保持劑為磷酸鹽類物質。
水分保持劑正在向復配型的方面發展，即由幾種品質改良劑按一定配方複合成復配型品質改良劑。這類復配型添加劑近幾年在國內外發展十分迅速，而且經時間證明非常方便有效。在美國，卡拉膠磷酸鹽添加劑已成功地用於生產低脂、低鹽、低熱量和高蛋白的具有保健作用的禽肉產品。這類食品添加劑主要用來保持禽肉中的水分。並使產品中的鹽含量比原來減少50%，此外還有增加蒸煮禽肉產品的體積、保持產品香味、改良結構、提高可切性等特點。常用的水分保持劑為磷酸鹽類物質。
磷酸鹽的作用與安全性
磷酸鹽的作用
磷酸鹽是一類具有多種功能的食品添加劑，在食品加工中廣泛用於各種肉禽、蛋、水產品、乳製品、穀物產品、飲料、果蔬、油脂以及改性澱粉，添加後具有明顯的品質改善作用。
(1)磷酸鹽可以提高肉製品的持水能力，增進結著力。肉在凍結、冷藏、解凍和加熱等加工過程中，要失去一定量的水分，使肉質變硬。同時失去一些可溶性蛋白質等營養成分。如在肉中加入磷酸鹽，可提高肉的pH,使其偏離內蛋白質的等電點(pH5.5);也可增加離子強度，有利於肌元纖維蛋白的溶出;還能整合與機肉的結構蛋白質結合的鈣、鎂離子，肌肉蛋白質的網狀結構被破壞，包在結構中的可與水結合的極性基被釋放出來:同時還能解高肌肉蛋白質中肌動球蛋白為肌動蛋白與肌球蛋白，從而提高肉的持水能力，使肉在加工過程中仍能保持其水分，營養成分和柔嫩性也得到了保存。
(2)磷酸鹽可以防止飲料氧化、混濁。因為在飲料中加入磷酸鹽可與金屬離子銅、鐵等金屬離子形成穩定的水溶性絡合物，增強抗氧化能力，防止發生混濁。
(3)磷酸鹽在麵製品中可起膨鬆作用和麵團改良作用。磷酸鹽主要用作複合疏鬆劑中的酸性鹽，與碳酸鹽等作用產生氣體，從而使產品膨鬆；在酵母麵包麵團中確酸鹽能控制pH使酵母保持最高話性；還可增強澱粉的吸水性，使麵團的持水性增加，在蒸面時容易蒸熟，提高速食麵的復水性。
(4)磷酸鹽能改善大豆蛋白和澱粉的功能特性。經磷酸鹽改性後的大豆蛋白的乳化和持水能力有了明顯的提高:澱粉磷酸酯是食品加工中很好的乳化劑、增稠劑和穩定劑，如在製作色拉調味品時，它是最好的乳化劑。
磷酸鹽的安全性
磷對所有活的機體是一個重要的元素，它是以磷酸根的形式為生物體所利用，它在能量傳遞、人體組織(如牙齒、骨骼及部分酶)以及糖類、脂肪、蛋白質代謝方面都是不可缺少的部分。因此磷酸鹽常被用作食品的營養強化劑，一般動物與人對磷酸鹽的耐受量較大，正常的用量不會導致磷和鈣失去平衡，但過多使用磷酸鹽也不成，磷酸及磷酸鹽ADI為0.70mg/kg,此值包括天然存在於食品中和添加劑中的磷的總量，並應注意與鈣攝入量的關係。
膳食中磷酸鹽含量過多時，能在腸道中與鈣結合成難溶於水的正磷酸鈣，從而降低鈣的吸收，這是規定膳食中鈣、磷的供給量應有適宜比例的原因之一。 鈣磷比不恰當的食品，亦即缺鈣或缺磷的食品，會導致從人體骨格組織中釋出鈣或磷的不足部分。持續時間長會造成發育遲緩、骨骼畸形，骨和齒質量不好。長期大量攝入磷酸鹽可導致旁甲狀腺腫大，鈣化性腎機能不全等。鈣、磷比在嬰兒食品中不宜小於1:1.2。
隨著我國食品工業和食品添加劑的發展，磷酸鹽在食品中的套用日趨增多，我們必須重視鈣磷平衡的問題。
正磷酸鹽
正磷酸鹽是由正磷酸與鈉、鉀、鈣、鎂等形威的鹽。正磷酸即磷酸，是磷的主要含氧酸，它是三元酸，根據被取代的H數，可得磷酸三鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉三種鹽。
磷酸三鈉又名磷酸鈉、正磷酸鈉，分子式Na3PO4·12H2O,相對分子質量380.16。
磷酸三鈉為無色至白色的六方晶繫結晶，可溶於水，不溶於乙醇，在水溶液中幾乎全部分解為磷酸氨二鈉和氫氧化鈉，量強鹼性。1%的水溶液pH為11.5~12.1。用於肉、魚糜等製品能使食品保持新鮮、富有彈性;用於麵包、點心，可使製品增強韌性，防止酥條、斷條，爽滑潤口;還可防止海藻酸鈉等增稠膠體脫水收縮或由於金屬離子引起的膠凝。
磷酸三鈉的毒性:土撥鼠經口LD50>2g/kg。ADI為0~70mg/kg(指食品和食品添加劑中的總量，以磷計，並且要注意與鈣的平衡)。
磷酸三鈉可作為肉製品的品質改良劑，也可作為疏鬆劑的酸性鹽使用。我國規定，磷酸三鈉作為水分保持劑可用於罐頭、果汁型飲料、乳製品、植物蛋白飲料，最大使用量為0.5g/kg;用於西式火腿、肉製品、水產製品，最大使用量為3.0g/kg;用於乳酪最大使用量為5.0g/kg。
磷酸氫二鈉又稱磷酸二鈉，它有無水物和十二水合物，分子式相對分子質量141.96和358.17。
十二水合磷酸氫二鈉為無色或白色結晶，相對密度1.52，熔點34.6°C,在常溫下放置於空氣中迅速失去5個結晶水面形成七水合物，隨溫度升高不斷失去結晶水，加熱至200°C以上失去全部結晶水，成為焦磷酸鈉。無水物為白色粉末，具有吸濕性。磷酸氫二鈉溶於水，水溶液呈鹼性，3.5%水溶液pH為9.0~9.4。它對乳製品和肉製品等有調節pH和結著的性能，還可提高乳製品的熱穩定性。
毒性:大鼠腹腔往射LD50為250mg/kg,ADI為0.70mg/kg(食品和食品添加劑中總磷攝入量，以磷計，注意與鈣攝入量的關係)。
我國規定磷酸氫二納在精煉乳中最大使用量為0.5g/kg;用於複合發酵粉，按正常需要適量使用:美國一般將磷酸氫二鈉作為緩衝劑用於朱古力、淡煉乳、通心粉、火腿等食品的酸度調整。一般和磷酸二氫鈉配合使用。
磷酸三鈉又名磷酸鈉、正磷酸鈉，分子式Na3PO4·12H2O,相對分子質量380.16。
磷酸三鈉為無色至白色的六方晶繫結晶，可溶於水，不溶於乙醇，在水溶液中幾乎全部分解為磷酸氨二鈉和氫氧化鈉，量強鹼性。1%的水溶液pH為11.5~12.1。用於肉、魚糜等製品能使食品保持新鮮、富有彈性;用於麵包、點心，可使製品增強韌性，防止酥條、斷條，爽滑潤口;還可防止海藻酸鈉等增稠膠體脫水收縮或由於金屬離子引起的膠凝。
磷酸三鈉的毒性:土撥鼠經口LD50>2g/kg。ADI為0~70mg/kg(指食品和食品添加劑中的總量，以磷計，並且要注意與鈣的平衡)。
磷酸三鈉可作為肉製品的品質改良劑，也可作為疏鬆劑的酸性鹽使用。我國規定，磷酸三鈉作為水分保持劑可用於罐頭、果汁型飲料、乳製品、植物蛋白飲料，最大使用量為0.5g/kg;用於西式火腿、肉製品、水產製品，最大使用量為3.0g/kg;用於乳酪最大使用量為5.0g/kg。
磷酸氫二鈉又稱磷酸二鈉，它有無水物和十二水合物，分子式相對分子質量141.96和358.17。
十二水合磷酸氫二鈉為無色或白色結晶，相對密度1.52，熔點34.6°C,在常溫下放置於空氣中迅速失去5個結晶水面形成七水合物，隨溫度升高不斷失去結晶水，加熱至200°C以上失去全部結晶水，成為焦磷酸鈉。無水物為白色粉末，具有吸濕性。磷酸氫二鈉溶於水，水溶液呈鹼性，3.5%水溶液pH為9.0~9.4。它對乳製品和肉製品等有調節pH和結著的性能，還可提高乳製品的熱穩定性。
毒性:大鼠腹腔往射LD50為250mg/kg,ADI為0.70mg/kg(食品和食品添加劑中總磷攝入量，以磷計，注意與鈣攝入量的關係)。
我國規定磷酸氫二納在精煉乳中最大使用量為0.5g/kg;用於複合發酵粉，按正常需要適量使用:美國一般將磷酸氫二鈉作為緩衝劑用於朱古力、淡煉乳、通心粉、火腿等食品的酸度調整。一般和磷酸二氫鈉配合使用。
磷酸二氫鈉又名酸性磷酸鈉，分子式為NaH2PO4·2H2O和NaH2PO4，相對分子質量為156.01和119.98。
磷酸二氫鈉為白色結晶或晶體粉末,無臭，微有潮解性，在潮濕空氣中結塊。易溶於水，水溶液呈酸性，1%水溶液的pH約為4.1-4.7,不溶於乙醇。加熱至100°C就失去結晶水，若繼續加熱則變為酸性焦磷酸鈉。磷酸二氫鈉具有調節pH、膨鬆和結著作用。
磷酸二氫鈉的毒性:大鼠腹腔注射LD50為250mg/kg，ADI為0-~70mg/kg(食品和食品添加劑中總磷攝入量，以磷計，注意與鈣攝入量的關係)。
我國規定磷酸二氫鈉在淡煉乳中最大使用量為0.5g/kg;在肉類和魚肉製品(如香腸等)中用作穩定劑和結著劑，最大使用量為0.4%;一般與其他磷酸鹽復配使用。
磷酸二氫鈉為白色結晶或晶體粉末,無臭，微有潮解性，在潮濕空氣中結塊。易溶於水，水溶液呈酸性，1%水溶液的pH約為4.1-4.7,不溶於乙醇。加熱至100°C就失去結晶水，若繼續加熱則變為酸性焦磷酸鈉。磷酸二氫鈉具有調節pH、膨鬆和結著作用。
磷酸二氫鈉的毒性:大鼠腹腔注射LD50為250mg/kg，ADI為0-~70mg/kg(食品和食品添加劑中總磷攝入量，以磷計，注意與鈣攝入量的關係)。
我國規定磷酸二氫鈉在淡煉乳中最大使用量為0.5g/kg;在肉類和魚肉製品(如香腸等)中用作穩定劑和結著劑，最大使用量為0.4%;一般與其他磷酸鹽復配使用。
聚磷酸鹽
聚磷酸鹽是由聚磷酸所形成的鹽，最簡單的聚磷酸即焦磷酸。焦磷酸是由2個正磷酸縮合失水而成，所以又稱二磷酸。焦磷酸是四元酸，能生成3種鹽，即二代、三代和四代鹽，四代鹽即焦磷酸鹽，如焦磷酸鈉，其水溶液呈弱鹼性。二代鹽為焦磷酸二氫鹽,如焦磷酸二氨二鈉，其水溶液呈中性。若由3個正磷酸縮合失去2個水，即形成三聚磷酸。由三聚磷酸生成的鹽為三聚磷酸鹽，如三聚磷酸鈉。
焦磷酸鈉又稱二磷酸四鈉，分子式Na4P2O3·10H2O,相對分子質量446.07。
焦磷酸鈉為無色或白色結晶或結晶性粉末，溶於水，1%水溶液的pH為10.0-10.2,不溶於乙醇及其他有機溶劑。與Cu2+、Fe3+、Mn2+等金屬離子絡合能力強。對熱穩定，熔點988°C。焦磷酸鈉具有聚合磷酸鹽的通性，即乳化性、分散性、防止脂肪氧化、提高蛋白質的結著性，還具有在高pH下抑制食品氧化和發酵的作用。
焦磷酸鈉的毒性:小鼠經口LD50為40mg/kg;大鼠經口LD50>400mg/kg。ADI為0- 70 tmg/kg(指食品和食品謬加劑中總磷攝入量,以磷計,注意與鈣攝入量的關係)。
焦磷酸鈉又稱二磷酸四鈉，分子式Na4P2O3·10H2O,相對分子質量446.07。
焦磷酸鈉為無色或白色結晶或結晶性粉末，溶於水，1%水溶液的pH為10.0-10.2,不溶於乙醇及其他有機溶劑。與Cu2+、Fe3+、Mn2+等金屬離子絡合能力強。對熱穩定，熔點988°C。焦磷酸鈉具有聚合磷酸鹽的通性，即乳化性、分散性、防止脂肪氧化、提高蛋白質的結著性，還具有在高pH下抑制食品氧化和發酵的作用。
焦磷酸鈉的毒性:小鼠經口LD50為40mg/kg;大鼠經口LD50>400mg/kg。ADI為0- 70 tmg/kg(指食品和食品謬加劑中總磷攝入量,以磷計,注意與鈣攝入量的關係)。
焦磷酸鈉對掩藏Cu2+、Fe3+等金屬離子能力強，可防止食品中維生素C受破壞。我國規定焦磷酸鈉用於罐頭、果汁(果味型)飲料、植物蛋白飲料，最大使用量為1.0g/kg;用於水產品、乳製品、禽肉製品、肉製品、冰淇淋、速食麵，最大使用量為5.0 g/kg;用於薯類澱粉，最大使用量為0.025 gAkg
焦磷酸二氧二鈉又名焦磷酸二鈉、酸性焦磷酸鈉，分子式Na2H2P2O7,相對分子質量221.94。
焦磷酸二氧二鈉為白色結晶性粉來，相對密度1.862,加熱到220°C以上分解成偏磷酸鈉。可與Mg2+、Fe2+ 形成絡合物。易溶於水，水溶液呈酸性，1%水溶液的pH為4~4.5,不溶於乙醇。
焦磷酸二氧二鈉的毒性:小眼經口LD50為2 650mg/kg. ADI為0-70 mg/kg(措食品和食品添加劑中總磷攝入量,以磷計,注意與鈣攝入量的關係)。
焦磷酸二氧二鈉為酸性鹽，一般不單獨使用，常與其他磷酸鹽復配使用，為肉類良好的保水劑:與碳酸氫鈉反應緩慢生成二氧化碳，所以可以用作快速發酵粉的原料，適用於水分含量少的焙烤食品。我國規定焦磷酸二氮二的用於麵包、餅乾，最大使用量為3.0g/hsg。
三聚磷酸鈉又稱三磷酸五納、三磷酸鈉，相對分子質量367.88。
三聚磷酸鈉為白色顆粒或粉來，有潮解性。分無水物和六水合物兩種。25度水中的溶解度為13%，水溶液呈鹼性，1%水溶液的pH約9.5。三聚磷酸納在水溶液中發生水解，其水解速率因溫度和溶液的pH等而異，水解產物為焦磷酸鹽和正確酸鹽。內類食品中加三聚磷酸鈉有利於提高製品品質，如使外形規整，肉質鮮嫩，色澤光亮等。用於水果蔬菜，可使其外表的果膠酸鈣、草酸鈣分離，促進外皮軟化。
三聚磷酸鈉的毒性:小白鼠經口LD50為3210 mg/kg;大白鼠腹腔注射LD50為134mg/kgoADI為0.70mg/kg(食品和食品添加劑中總磷攝入量，以磷計，注意與鈣攝入量的關係)。
我國規定三聚磷酸鈉用於罐頭、果汁(果味型)飲料、植物蛋白飲料,最大使用量為1.0g/kg;水產品、乳製品、禽肉製品、肉製品、冰淇淋、速食麵，最大使用量為5.0g/kg;與焦磷酸鈉、磷酸三鈉複合使用時，以磷酸鹽計不得超過5.0g/kg。
我國規定三聚磷酸鈉用於罐頭、果汁(果味型)飲料、植物蛋白飲料,最大使用量為1.0g/kg;水產品、乳製品、禽肉製品、肉製品、冰淇淋、速食麵，最大使用量為5.0g/kg;與焦磷酸鈉、磷酸三鈉複合使用時，以磷酸鹽計不得超過5.0g/kg。
偏磷酸鹽
偏磷酸鹽是由偏磷酸形成的鹽，常見的偏磷酸有三偏磷酸和六偏磷酸，它們相應的鈉鹽為三偏磷酸鈉和六偏磷酸鈉。其中三偏磷酸鹽為環狀結構，可能對健康有影響，在食品工業上並未使用。
六偏磷酸鈉又稱偏磷酸鈉玻璃體、格蘭漢姆鹽、四聚磷酸鈉，相對分子質量611.17,它是一個長鏈的聚合物。
六偏磷酸鈉為無色或白色玻璃狀無定形固體，或片狀、纖維狀體或粉末。易溶於水，在水溶液中與金屬離子形成絡合物，二價金屬高子的絡合物較一價的穩定。不溶於乙醇，乙醚等有機溶劑。六偏磷酸鈉具有較強的分散性、乳化性和高黏度性，此外與金屬離子的絡合作用較其他縮合磷酸鹽為強，套用廣泛。
毒性:小鼠經口LD50為7250mg/kg,ADI為0-70mg/kg(指食品和食品添加劑中總磷攝入量，以磷計，注意與鈣攝入量的關係)。
我國規定六偏磷酸鈉用於罐頭、果汁(果味型)飲料、植物蛋白飲料，最大使用量為1g/kg;水產品、乳製品、禽肉製品、肉製品、冰淇淋、速食麵，最大使用量為5g/kg;美國規定六偏磷酸鈉用於早餐穀物食品，最大使用量為0.3%，用於魚片和乾酪，最大使用量為0.5%;用於冰淇淋，最大使用量為0.05%。六偏磷酸鈉可單獨使用，也可與其他磷酸鹽配製成複合磷酸鹽使用，但總磷酸鹽量不得超過5g/kg。
六偏磷酸鈉又稱偏磷酸鈉玻璃體、格蘭漢姆鹽、四聚磷酸鈉，相對分子質量611.17,它是一個長鏈的聚合物。
六偏磷酸鈉為無色或白色玻璃狀無定形固體，或片狀、纖維狀體或粉末。易溶於水，在水溶液中與金屬離子形成絡合物，二價金屬高子的絡合物較一價的穩定。不溶於乙醇，乙醚等有機溶劑。六偏磷酸鈉具有較強的分散性、乳化性和高黏度性，此外與金屬離子的絡合作用較其他縮合磷酸鹽為強，套用廣泛。
毒性:小鼠經口LD50為7250mg/kg,ADI為0-70mg/kg(指食品和食品添加劑中總磷攝入量，以磷計，注意與鈣攝入量的關係)。
我國規定六偏磷酸鈉用於罐頭、果汁(果味型)飲料、植物蛋白飲料，最大使用量為1g/kg;水產品、乳製品、禽肉製品、肉製品、冰淇淋、速食麵，最大使用量為5g/kg;美國規定六偏磷酸鈉用於早餐穀物食品，最大使用量為0.3%，用於魚片和乾酪，最大使用量為0.5%;用於冰淇淋，最大使用量為0.05%。六偏磷酸鈉可單獨使用，也可與其他磷酸鹽配製成複合磷酸鹽使用，但總磷酸鹽量不得超過5g/kg。
其他水分保持劑
此外，我國還規定了其他水分保持劑的使用情況，如磷酸二氫鈣用於麵包、餅乾、發酵粉，最大使用量為4g/kg(以磷酸計);用於固體飲料，最大使用量為8g/kg:用於小麥粉、飲料，按生產需要適量使用。磷酸二氫鉀用於小麥粉，最大使用量為3g/kg;用於飲料，最大使用量為2g/kg。乳酸鈉用於畜禽肉類，最大使用量為30g/kg，用於糖果為10g/kg;用於餃子皮類(以皮計)為2.4g/kg。乳酸鉀用於畜禽肉類，最大使用量為30g/kg,用於糖果的最大使用量為10g/kg。
作用
由於磷酸鹽類能提高肉質的pH值，鰲合肉質中的金屬離子，增加肉質的離了強度。解離部分肉質蛋白，可使肉類製品保持最大程度的水分，相應增進結合力，嫩化肉質，保持更多的營養成分，是肉類製品，特別是肉糜、香腸、肉餡等的重要添加劑:大豆蛋白也具有很好的持水性，可作有助於肉類製品持水致嫩，並作吸油的功能性配料。肉類製品中添加大豆濃縮蛋白、組織蛋白或分離蛋白都可以達到很好的效果，不但降低成本，還改進門感質量。
