인은 인체에 필요한 중요한 미네랄 성분입니다. 인체의 인의 주요 공급원은 천연 식품 또는 식품 인산염 첨가물입니다. 인산염은 거의 모든 식품의 천연 성분 중 하나입니다. 인산염은 식품에 일련의 우수한 특성을 향상시키거나 부여할 수 있기 때문에 100여 년 전부터 식품 가공에 사용되기 시작했으며 1970년대 이후 널리 사용되었습니다. 현재 인산염은 가장 널리 사용되고 널리 사용되는 식품 첨가물 범주 중 하나입니다. 중요한 식품 성분 및 기능성 첨가제로서 육류 제품, 가금류 제품, 해산물, 과일, 야채, 유제품, 구운 제품, 음료 가공 중 감자 제품, 조미료, 편의 식품 등에 널리 사용됩니다.
1. 인산염 소개
1.1 분류
인산염은 오르토인산염과 축합인산염으로 나눌 수 있습니다.
오르토인산염은 오르토인산(H3PO4)의 다양한 염인 M3PO4, M2HPO4, MH2PO4(M은 1가 금속 이온임)를 의미합니다.
오르토인산염은 가열, 탈수 및 응축되어 응축된 인산염을 형성합니다. 일반식은 Mn+2PnO3n+1이며, 여기서 M은 1가 금속 이온이고 n은 인 원자의 수입니다. n 값이 매우 클 경우 축합 인산염의 한계 화학식은 MnPnO3n입니다.
피로인산염의 다양한 염은 피로인산염, M4P2O7이라고 불립니다.
삼인산염의 다양한 염은 삼중인산염, M5P3O10이라고 불립니다.
분자에 3개 이상의 인 원자가 포함된 축합 인산염을 집합적으로 폴리인산염이라고 하며, 분자 내 O-P-O 결합의 수를 폴리인산염의 사슬 길이라고 합니다.
메타인산염의 분자식은 (MPO3)n이며 고리형 메타인산염, 불용성 메타인산염, 유리체 메타인산염으로 크게 나눌 수 있습니다. .
1.2 식품 가공에 사용되는 인산염은 일반적으로 영양 강화제로서 나트륨 염, 칼슘 염, 칼륨 염, 철염 및 아연 염입니다. 일반적으로 사용되는 식품 등급 인산염에는 30가지 이상의 유형이 있습니다. 인산나트륨은 현재 국내 식품인산염의 주요 소비범주가 인산칼륨이다. 식품가공기술의 발달로 인산칼륨의 소비량도 해마다 증가하고 있다.
다양한 인산염과 인산염 및 기타 첨가제 사이의 시너지 효과를 최대한 발휘하고 식품 가공 기술의 개발 요구를 충족시키기 위해 다양한 복합 인산염이 실제 응용 분야에서 식품 성분 및 기능성 첨가제로 자주 사용됩니다. 제제화된 인산염의 연구 및 개발은 점차 인산염 식품 첨가물의 개발 및 적용을 위한 개발 방향이 되었습니다.
사슬 길이, pH 값, P2O5 함량 및 결합 금속 양이온의 차이로 인해 다양한 유형의 인산염은 물리적, 화학적 특성에 큰 차이가 있습니다. 선형 폴리인산염의 경우 사슬 길이가 증가함에 따라 유화, 분산 특성 및 칼슘 이온 킬레이트화 능력이 증가하는 반면 완충 효과 및 pH 값은 감소합니다.
축합 폴리인산염은 가열이나 산성 조건에서 가수분해되어 오르토인산염 또는 단쇄 폴리인산염을 생성합니다. 용액에 효소, 겔, 복합 양이온이 포함되어 있으면 가수분해 속도가 크게 가속화될 수 있으며, 용액의 이온 강도가 증가함에 따라 가수분해 속도가 몇 배로 가속화될 수 있습니다.
실제 적용에서 인산염은 식품 가공 기술의 요구 사항과 pH 값, 완충 효과, 용해도, 보수 효과, 유화, 분산 성능, 킬레이트화, 가수분해 안정성 및 기타 특성에 따라 합리적으로 선택되는 경우가 많습니다. 식품 성분 및 기능성 첨가물로.
2. 인산염의 특성과 식품가공에서의 역할
인산염은 식품 가공에서 두 가지 주요 기능을 가지고 있습니다. 첫째, 식품의 구조와 맛을 개선하는 품질 개선제로서; 둘째, 미네랄 영양 강화제로 사용할 수 있습니다.
식품 가공에서 인산염의 역할은 주로 인산염의 다음 특성에 기초합니다.
2.1 완충 효과:
인산염의 pH 값은 약산성(PH~4)부터 강알칼리성(PH~12)까지 다양합니다. 서로 다른 인산염이 서로 다른 비율로 결합되면 pH 값은 PH4.5-11.7 사이에서 안정화될 수 있습니다. 버퍼 수준. 대부분의 식품의 pH 범위(PH 3.5-7.5) 내에서 인산염은 효율적인 pH 조절제 및 pH 안정제로 사용되어 음식 맛을 더욱 맛있게 만들 수 있습니다. 가장 강력한 완충 효과는 오르토인산염입니다. 폴리인산염의 경우 사슬 길이가 길어지면 완충 능력이 약해집니다.
2.2 수분 보유 효과:
폴리인산염은 식품에 함유된 수분을 안정화시킬 수 있는 친수성이 높은 보습제입니다. 수분 보유력의 질은 폴리인산염의 종류와 양, 식품의 PH 값, 이온 강도와 같은 요인과 관련이 있습니다.
육류 제품과 해산물의 경우 피로인산염이 수분 보유 능력이 가장 뛰어나고 트리폴리인산염이 그 뒤를 따릅니다. 사슬 길이가 길어지면 폴리인산염의 보수력이 약해집니다.
2.3 폴리음이온 효과:
폴리인산염은 고분자 유전체이며 무기 계면활성제의 특성을 가지고 있습니다. 불용성 물질을 물에 분산시키거나 안정적인 현탁액을 형성하여 현탁액의 부착 및 뭉침을 방지할 수 있습니다. 폴리인산염은 단백질 하이드로졸이 지방구에 막을 형성하게 하여 지방을 물에 보다 효과적으로 분산시킬 수 있기 때문에 전분의 인산화, 색소의 분산, 유화식품(유제품, 아이스크림, 샐러드, 소스 등)에 사용되며 소시지, 다진육제품, 연육제품 등의 분산안정제로 사용됩니다.
선형 폴리인산염의 경우 사슬 길이가 길어질수록 유화 및 분산 능력이 증가합니다.
2.4 킬레이트화:
폴리인산염은 용액 내 금속 양이온과 용해성 착물을 쉽게 형성하여 물의 경도를 낮추고, Cu2+, Fe3+ 등의 금속 양이온에 의한 비타민C의 산화, 촉매작용, 변색, 분해를 억제하여 지방산화를 방지하고 지연시키며, 고기의 산화를 방지합니다. , 가금류, 생선 부패로부터 색상을 유지하고 식품의 유통 기한을 연장합니다. 끓는 능력은 아래 그림에 나와 있습니다.
폴리인산염의 킬레이트 효과는 사슬 길이와 pH에 따라 달라집니다. 일반적으로 장쇄 폴리인산염은 경금속 이온에 대한 강력한 킬레이트 능력을 가지며, 이는 pH 값이 증가함에 따라 증가합니다. 단쇄 폴리인산염은 중금속 이온에 대한 킬레이트 능력이 강력하지만 pH 값이 증가함에 따라 중금속 이온을 킬레이트하는 능력도 증가합니다. 수준이 증가함에 따라 킬레이트화 효과는 약화됩니다.
2.5 단백질 기능:
인산염은 단백질과 콜라겐 글로불린을 강화시키는 효과가 있어 육류제품의 수분보유력과 수분보유력을 향상시키고, 투수성을 높이며, 식품의 연화를 촉진하고, 식품의 질을 향상시키며, 식품의 풍미를 유지시켜 줍니다. 동시에 유제품에 함유된 인산염은 가열 시 우유의 응고를 방지하고 카제인과 지방 수분의 분리를 방지할 수 있습니다.
2.6 벌킹 효과:
산성 인산염(예: 산성 피로인산나트륨, 인산수소칼슘 등)은 일반적으로 구운 제품의 팽창제로서 팽창산으로 사용되며 중탄산염과 반응하여 베이킹 공정에 필요한 이산화탄소 가스를 제공합니다.
2.7 케이킹 방지 효과:
인산삼칼슘은 일반적으로 분말 또는 흡습성 식품의 유동성을 개선하기 위한 고결 방지제로 사용됩니다.
인산삼칼슘은 비표면적이 더 크고 더 많은 물을 결합할 수 있습니다. 특별한 구형 결정 구조는 "볼 효과"를 생성하여 분말에 좋은 자유 흐름 특성을 제공할 수 있습니다.
2.8 식품의 유통기한 연장:
폴리인산염은 식품의 저장 안정성을 강화하고 제품의 유통기한을 연장할 수 있습니다. 이 효과는 주로 다음을 기반으로 합니다. (1) pH 조절; (2) 항균 효과: 미생물 세포 성장은 2가 금속 양이온, 특히 Ca2+ 및 Mg2+에 의존해야 하며 인산염은 이러한 금속 양이온과 킬레이트화될 수 있으며 이는 세포 분열 중 세포벽의 안정성을 감소시키고 열적 안정성도 감소시킬 수 있습니다. 많은 세포를 억제하여 박테리아 성장을 효과적으로 억제합니다.
폴리인산염의 항균 효과는 종류(사슬 길이), 함량, pH 값, 염분 함량, 아질산염 함량 및 기타 요인과 관련이 있습니다. 일반적으로 사슬의 길이가 길어질수록 항균효과는 증가합니다.
2.9 미네랄 영양 강화 효과:
인산칼슘, 인산마그네슘, 인산철, 인산아연은 식품 가공에서 미네랄 강화제로 자주 사용됩니다.
위액에 인산철과 인산아연을 첨가하면 더 나은 용해도 때문에 위액의 생물약제학적 효과를 강화할 수 있으며 자연 산화를 촉진하지 않습니다.
3. 인산염 안전 문제
식품 첨가물로 사용되는 인산염의 안전성은 큰 관심사입니다. 많은 해외 과학자들이 인산염에 대한 많은 독성 연구를 수행하여 식품 인산염이 무독성이며 안전성이 높은 첨가물임을 확인했습니다.
1970년 유엔식량농업기구 특별위원회와 세계보건기구(FAO/WHO)의 안전성 평가에서는 성인의 1일 허용섭취량이 1.4~1.5gP2O5로 나온 반면, 1985년 식품첨가물위원회에서는 식이에서 총인의 무조건 허용량은 체중 kg당 30mg 미만이고, 조건부 허용 용량은 체중 kg당 30~70mg입니다.
여기서 짚고 넘어가야 할 점은 식용인산염을 적용할 때에는 칼슘과 인의 균형(칼슘과 인의 비율은 1:1.2)에 주의해야 하며, 식용인산염은 엄격한 위생규정에 따라 합리적으로 사용해야 한다는 점이다. 식품첨가물 사용기준. , 칼슘과 인의 불균형이나 인산염의 남용으로 인해 인체 건강에 악영향을 미치는 것을 방지합니다.
4. 식품 가공에 인산염 적용
4.1 육류 및 가금류 제품 가공에 적용:
4.1.1 육류 제품의 품질을 향상시키기 위해 일반적으로 육류 제품 가공에 인산염을 첨가합니다. 그 기능은 다음과 같습니다:
ㅏ. 육류 제품의 접착력을 향상시키고 육류 제품의 절단 성능을 향상시킵니다.
비. 육류 제품이 가공 및 조리 중에 천연 수분을 계속 유지할 수 있도록 육류의 수분 보유 능력을 향상시키고, 육류 영양분의 손실을 줄이고, 육류 제품의 부드러움을 보존하며, 완제품의 수율을 높입니다.
씨. 단백질 팽윤에 가장 적합한 범위로 육류 제품의 pH 값을 제어하고 육류 제품의 최상의 색상을 생산합니다.
디. 유화 성능과 유화 안정성을 향상시켜 지방과 물의 분리를 효과적으로 방지합니다.
이자형. 육류 제품 가공 시 금속 양이온을 차단하고 산화 반응을 지연시켜 제품의 산패율을 효과적으로 낮추고 육류 제품의 변색 및 산패를 억제하며 육류 제품의 유통기한을 연장합니다.
에프. 육류 제품의 가공 성능을 향상하고 생산 효율성을 높입니다.
4.1.2 육류의 보수력은 일반적으로 육류의 수분과 가공 중에 육류에 첨가되는 수분을 유지하는 능력을 의미합니다. 보수력 수준은 육류 제품의 질감 및 생산량과 직접적인 관련이 있습니다. 인산염을 첨가하면 육류 제품의 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 물 보유 용량.
육류 제품의 풍미에 영향을 주지 않으면서 인산염 및 기타 첨가물을 합리적으로 사용하는 방법, 육류 제품의 보수력과 응집력을 극대화하는 방법, 육류 제품의 조리 손실을 줄이는 방법은 육류 제품 연구 개발에서 항상 중요한 주제였습니다. .
4.1.3 육류 제품 가공에서 인산염의 합리적인 사용:
실제 적용에서는 육류제품의 종류, 질감 요구사항, 생산 공정, 원료 등 및 다양한 인산염의 특성을 토대로 적절한 인산염의 종류와 양을 선택해야 합니다.
피로인산염을 첨가한 육류 제품은 근육 단백질의 자연적인 수분 보유 능력을 회복하고 향상시킬 수 있습니다. 폴리인산염은 근육 효소의 작용으로 빠르게 피로인산염으로 전환될 수 있으므로 동일한 효과를 얻을 수 있습니다. 피로인산염은 수분 유지 효과가 가장 뛰어나지만 용해도가 너무 낮아 대부분의 경우 단독으로 사용할 수 없습니다. 대신, 용해도가 더 좋은 장쇄 폴리인산염이나 인산칼륨과 함께 사용되는 경우가 많습니다. 또한, 다양한 인산염과 인산염 및 기타 첨가제 간의 시너지 효과를 발휘하기 위해 다양한 복합육제품 개량제가 사용되는 경우가 많다.
다양한 복합 육류 제품 인산염의 기능은 다음과 같이 설명됩니다.
ㅏ. 소시지 및 다진 육류 제품에는 피로인산염과 중사슬 길이의 폴리인산염이 일반적으로 사용되며, 이는 다지기 및 혼합 과정에서 건조 분말 형태로 첨가됩니다. 사용되는 복합 인산염의 pH 값은 일반적으로 7 정도이며, 때로는 pH 값이 9보다 높은 복합 인산염도 사용됩니다.
비. 식염수 주입에 사용되는 복합 인산염은 다음 요구 사항을 충족해야 합니다. 1) 얼음 식염수에 대한 용해도가 양호합니다. 2) 높은 용해율; 3) 얼음 식염수에서 안정성이 좋습니다. 사용되는 복합 인산염의 pH 값은 일반적으로 8.5~9.5입니다. 주사용 얼음 식염수를 준비할 때 최고의 근육 단백질 활성화 효과를 얻으려면 먼저 얼음물에 인산염을 녹인 다음 소금을 첨가하는 것이 가장 좋습니다. 이 순서는 일반적으로 되돌릴 수 없습니다.
씨. 혼합인산염의 첨가량은 일반적으로 0.1~0.4%이나 사용시에는 그 양을 엄격히 조절하여야 한다. 너무 많이 첨가하면 고기 본연의 맛이 손상되고, pH 상승으로 인해 발색에도 영향을 미치게 됩니다.
4.2 해산물 가공에 적용:
4.2.1 우수한 보수제, pH 조절제 및 부동액으로서 인산염은 해산물, 특히 냉동 해산물 가공에 널리 사용됩니다. 그 기능은 다음과 같습니다:
ㅏ. 해산물의 수분 보유 능력을 효과적으로 향상시키고, 육즙을 더욱 풍부하게 만들고, 영양분과 수분을 효과적으로 유지합니다.
비. 지방 산화를 억제하고 해산물의 유통기한을 효과적으로 연장합니다.
씨. 해동 후 떨어지는 손실을 줄이고 요리 체중 감소를 줄입니다.
디. 해산물의 자연스러운 색상과 맛을 유지합니다.
이자형. 설탕과 시너지 효과를 발휘하여 연육 단백질의 동결 변성을 효과적으로 방지합니다.
4.2.2 냉동새우, 어류, 조개류 해산물을 가공할 경우, 일반적으로 제품을 3~10% 복합 인산염 용액(온도 10°C 미만)에 담근다. 침지액의 농도와 담그는 시간은 새우, 어류, 조개류에 따라 결정되며, 해산물의 종류, 크기, 낚시 시기에 따라 결정됩니다.
침지용 복합 인산염을 합리적으로 선택할 때 다음 요소를 고려해야 합니다. a) 해산물의 보수 능력을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. b) 얼음물에 대한 용해도가 좋다. c) 얼음물에 빨리 녹을 수 있습니다. d) 얼음물에 대한 용해도가 좋다. 좋은 안정성. 사용되는 복합 인산염의 pH 값은 일반적으로 9보다 높습니다.
4.2.3 일반적으로 냉동 연육에 첨가하는 복합인산염은 주로 피로인산나트륨, 트리폴리인산나트륨, 헥사메타인산나트륨이며 첨가량은 연육의 0.1~0.3%이다.
4.3 밀가루 제품에 인산염 적용
4.3.1 구운 제품에 적용:
산성 인산염(예: 산성 피로인산나트륨, 인산수소칼슘 등)은 일반적으로 구운 제품의 팽창제로서 팽창산으로 사용되며 중탄산염과 반응하여 베이킹 공정에 필요한 이산화탄소 가스를 제공합니다. 다양한 인산염은 반죽 반응 속도(ROR)가 다르며, 예상되는 베이킹 효과(느슨한 부피, 기공 구조, 맛)에 따라 인산염을 합리적으로 선택할 수 있습니다.
또한 인산염은 밀가루 조절제, 반죽 개선제, 완충제 및 효모 영양소로도 사용할 수 있습니다.
4.3.2 인산염은 국수 품질 개선제로서 라면 및 일반 국수 가공에 널리 사용됩니다. 주요 기능은 다음과 같습니다.
ㅏ. 전분 젤라틴화 정도를 높이고, 전분의 수분 흡수 능력을 높이고, 반죽의 보수 능력을 높이고, 즉석면을 빠르게 재수화하고 쉽게 끓이도록 합니다.
비. 글루텐 단백질의 수분 흡수 팽윤 성능을 강화하고 탄력성을 향상시켜 국수를 매끄럽고 쫄깃하게 하며 조리 및 불림에 강한 면을 만듭니다.
씨. 인산염의 우수한 완충 효과는 반죽의 PH 값을 안정시키고 변색과 변질을 방지하며 풍미와 맛을 향상시킬 수 있습니다.
디. 인산염은 반죽의 금속 양이온과 결합할 수 있으며 포도당 그룹에 "브리징" 효과를 주어 전분 분자의 교차 결합을 형성하므로 고온 요리와 고온 튀김을 견딜 수 있는 국수는 여전히 일관성을 유지할 수 있습니다. 재수화 후. 전분 콜로이드의 점탄성 특성;
이자형. 국수의 마무리를 개선합니다.
4.4 유제품에의 적용
인산염은 UHT 멸균우유, 크림제품, 연유, 분유, 커피메이트, 우유음료, 치즈제품 등의 안정제 및 유화제로 사용됩니다. 그 기능은 다음과 같습니다:
ㅏ. 완충 및 pH 안정화;
비. 단백질과의 상호작용: 식품 성분을 분산시키고, 유화 시스템을 안정화시키며, 카세인의 물 결합 능력을 강화하고, 단백질, 지방 및 물의 분리를 효과적으로 방지합니다.
씨. 다가 금속 이온을 킬레이트화하여 가열 및 보관 중 단백질 응집 및 침전을 크게 줄여 우유의 열 안정성과 저장 안정성을 향상시킵니다. 그리고 유당 응고의 발생을 효과적으로 지연시킬 수 있습니다.
4.5 인산염은 다음 식품 가공 분야에서도 널리 사용됩니다.
◎ 음료 : 산도 조절제, 안정제, 미네랄 영양 강화제로 사용됩니다.
◎ 감자제품 : 안정제, 착색보존제로 사용된다.
◎ 쌀제품 : 제품의 탄력성을 향상시키고, 제품의 맛을 향상시킵니다.
◎ 조미료 및 즉석스프류: 안정제, 산도조절제;
◎ 흡습성 분말식품: 굳는 현상을 방지하고 유동성을 향상시킵니다.
◎ 전분제품 및 변성전분
◎이유식, 기능성식품 : 미네랄 영양강화제.
