Les principes et applications des phosphates

2024-03-29

Les principes et applications des phosphates

Les phosphates jouent deux rôles principaux dans la transformation des aliments :

  1. Comme améliorants de qualité pour améliorer la texture et la sensation en bouche des aliments.
  2. Comme fortifiants minéraux.

La fonctionnalités des phosphates dans l’agroalimentaire reposent avant tout sur leurs caractéristiques :

  1. Capacité tampon:

    • La valeur du pH des phosphates varie de modérément acide (pH4) à fortement alcalin (pH12).
    • En combinant différents phosphates dans diverses proportions, on peut obtenir des agents tampons qui stabilisent le pH dans différentes plages, de 4.5 à 11.7.
    • Dans la plage de pH de la plupart des aliments (pH 3.5 à 7.5), les phosphates peuvent servir d’ajusteurs et de stabilisants efficaces du pH, améliorant ainsi la saveur des aliments. Les orthophosphates présentent le pouvoir tampon le plus élevé. Pour les polyphosphates, à mesure que la longueur de la chaîne augmente, le pouvoir tampon diminue.
  2. La capacité de rétention d'eau:

    • Les polyphosphates sont hydrophiles et agissent comme des agents de rétention d'humidité efficaces, stabilisant la teneur en eau des aliments.
    • La capacité de rétention d'eau dépend du type de polyphosphate, de la quantité ajoutée, du pH des aliments, de la force des ions, etc.
    • Pour les produits carnés et fruits de mer, les pyrophosphates présentent la meilleure rétention d’eau, suivis par les tripolyphosphates. À mesure que la longueur de la chaîne augmente, la capacité de rétention d’eau des polyphosphates diminue.
  3. Effet polyanion:

    • Les polyphosphates agissent comme des électrolytes polymères et possèdent les caractéristiques des tensioactifs inorganiques, dispersant les substances insolubles dans l'eau ou formant des suspensions stables pour empêcher la sédimentation et la coagulation.
    • Ils permettent la formation d’un sol protéique gélatineux sur les globules gras, dispersant plus efficacement les graisses dans l’eau. Par conséquent, ils sont largement utilisés dans la phosphorylation de l’amidon, la dispersion des pigments, l’émulsification dans les produits laitiers, les glaces, les vinaigrettes et comme stabilisants dans les saucisses, les produits de viande hachée et le hachis de poisson.
    • Pour les polyphosphates à chaîne droite, leurs capacités d’émulsification et de dispersion augmentent avec la longueur de la chaîne.
  4. Capacité de chélation:

    • Les polyphosphates forment facilement des complexes solubles avec les cations métalliques en solution, réduisant ainsi la dureté de l'eau.
    • Ils inhibent l'oxydation, la catalyse, la décoloration et la dégradation de la vitamine C causées par les cations métalliques comme Cu2+ et Fe3+.
    • Cela aide à prévenir et à retarder l’oxydation des graisses, à empêcher la détérioration des viandes, de la volaille et du poisson et à maintenir la couleur, prolongeant ainsi la durée de conservation des produits alimentaires.

L'effet chélateur des polyphosphates dépend de la longueur de la chaîne et de la valeur du pH. D'une manière générale, les polyphosphates à longue chaîne ont une forte capacité de chélation des ions de métaux légers, qui augmente avec la valeur du pH. Les polyphosphates à chaîne courte ont une forte capacité de chélation des ions de métaux lourds, mais cette capacité s'affaiblit à mesure que la valeur du pH augmente.

  1. Fonction des protéines : les phosphates renforcent les effets des protéines et de la myosine, améliorant ainsi l'hydratation et la capacité de rétention d'eau des produits carnés, améliorant la pénétration de l'eau, adoucissant les aliments, améliorant la qualité des aliments et conservant la saveur des aliments. Parallèlement, les phosphates présents dans les produits laitiers peuvent empêcher la coagulation du lait pendant le chauffage et empêcher la séparation de la caséine et des graisses.

  2. Effet levant : Les phosphates acides (tels que le pyrophosphate acide de sodium, le dihydrogénophosphate de calcium) sont couramment utilisés comme acides levants dans les produits de boulangerie. Ils réagissent avec les bicarbonates pour fournir le dioxyde de carbone nécessaire pendant la cuisson.

  3. Effet anti-agglomérant : Le phosphate tricalcique est généralement utilisé comme agent anti-agglomérant pour améliorer les propriétés d'écoulement libre des aliments en poudre ou hygroscopiques. En raison de sa grande surface, il peut retenir davantage d’humidité. Sa structure cristalline sphérique unique peut produire un « effet de roulement », conférant ainsi à la poudre de bonnes propriétés d'écoulement libre.

  4. Prolonger la durée de conservation des aliments : les polyphosphates peuvent améliorer la stabilité de stockage des aliments et prolonger la durée de conservation des produits. Cet effet repose principalement sur : (1) la régulation du pH ; (2) Effet antibactérien : la croissance des cellules microbiennes dépend des cations métalliques divalents, en particulier du Ca2+ et du Mg2+. Les phosphates peuvent chélater ces cations métalliques et réduire la stabilité de la paroi cellulaire lors de la division cellulaire. Il peut également réduire la stabilité thermique de nombreuses cellules, inhibant ainsi efficacement la croissance bactérienne.

L'effet antibactérien des polyphosphates est lié à son type (longueur de chaîne), sa teneur, sa valeur de pH, sa teneur en sel, sa teneur en nitrite, etc. Généralement, à mesure que la longueur de la chaîne augmente, l'effet antibactérien se renforce.

  1. Amélioration de la nutrition minérale : le phosphate de calcium, le phosphate de magnésium, le phosphate de fer et le phosphate de zinc sont couramment utilisés comme exhausteurs de nutriments minéraux dans la transformation des aliments. L’ajout de phosphates de fer et de zinc au suc gastrique peut améliorer sa biodisponibilité en raison de leur bonne solubilité et ne favorisera pas l’oxydation naturelle.

02 Application des phosphates dans les aliments

  1. Application dans la transformation de la viande et de la volaille :

1.1 Pour améliorer la qualité des produits carnés, des phosphates sont généralement ajoutés lors de la transformation de la viande aux fins suivantes :

un. Améliorer la liaison des produits carnés et améliorer les performances de tranchage ;

b. Augmenter la capacité de rétention d'eau de la viande, lui permettant de conserver son humidité naturelle pendant la transformation et la cuisson, réduisant ainsi la perte de nutriments, préservant la tendreté de la viande et augmentant le rendement ;

c. Contrôler la valeur du pH des produits carnés dans la plage la plus adaptée au gonflement des protéines et produire une couleur optimale ;

d. Améliorer les propriétés émulsifiantes et la stabilité de l'émulsion, empêchant efficacement la séparation des graisses et de l'eau ;

e. Scellez les cations métalliques, retardez les réactions d'oxydation pendant la transformation de la viande, réduisez efficacement la détérioration et la décoloration des produits et prolongez la durée de conservation des produits carnés ;

F. Améliorez les performances de traitement et augmentez l’efficacité de la production.

1.2 La capacité de rétention d'eau de la viande fait généralement référence à la capacité de la viande et de l'eau ajoutée à retenir l'humidité pendant la transformation. La capacité de rétention d’eau affecte directement la texture et le rendement des produits carnés. L'ajout de phosphates peut augmenter efficacement la capacité de rétention d'eau des produits carnés.

Comment utiliser raisonnablement les phosphates et autres additifs sans affecter la saveur des produits carnés et maximiser les propriétés de rétention d'eau et de liaison des produits carnés tout en réduisant les pertes à la cuisson a toujours été un sujet important dans la recherche et le développement de produits carnés.

1.3 Utilisation raisonnable des phosphates dans la transformation de la viande :

Dans les applications pratiques, les types et quantités appropriés de phosphates doivent être sélectionnés en fonction du type de produit carné, des exigences de texture, des processus de production, des matières premières, etc.

Les produits carnés additionnés de pyrophosphates peuvent restaurer et améliorer la capacité naturelle de rétention d’eau des protéines musculaires. Les polyphosphates peuvent rapidement se transformer en pyrophosphates sous l’action d’enzymes musculaires, obtenant ainsi le même effet.

Bien que les pyrophosphates aient le meilleur effet de rétention d’eau, leur solubilité est faible et ne peuvent donc pas être utilisés seuls dans la plupart des cas. Ils sont souvent utilisés en combinaison avec des polyphosphates à longue chaîne ou des phosphates de potassium ayant une meilleure solubilité. En outre, pour obtenir l'effet synergique entre divers phosphates et entre les phosphates et d'autres additifs, divers améliorants complexes de produits carnés sont souvent utilisés.

un. Pour les saucisses et les produits à base de viande hachée, on utilise généralement des pyrophosphates et des polyphosphates à chaîne moyenne, ajoutés sous forme de poudre sèche lors du hachage. La valeur du pH du phosphate composite utilisé est généralement d'environ 7, et parfois des phosphates composites avec une valeur de pH supérieure à 9 sont également utilisés.

b. Les phosphates composites utilisés pour l'injection de saumure doivent répondre aux exigences suivantes : 1) Bonne solubilité dans la saumure ; 2) Taux de dissolution élevé ; 3) Bonne stabilité en saumure.

La valeur du pH du phosphate composite utilisé est généralement comprise entre 8.5 et 9.5. Pour obtenir le meilleur effet d'activation des protéines musculaires lors de la préparation de la saumure, il est préférable de dissoudre d'abord le phosphate dans de l'eau glacée, puis d'ajouter du sel. Cette séquence ne doit généralement pas être inversée.

c. La quantité de phosphates mélangés ajoutée est généralement de 0.1 à 0.4 %, mais le dosage doit être strictement contrôlé. Si la quantité ajoutée est trop élevée, cela endommagera la saveur originale de la viande et affectera la couleur en raison de l'augmentation de la valeur du pH.

  1. Application dans la transformation des fruits de mer :

2.1 Les phosphates sont largement utilisés dans la transformation des fruits de mer, en particulier des fruits de mer congelés, comme excellents agents de rétention d'eau, régulateurs de pH et agents antigel. Leurs fonctions sont :

un. Augmente efficacement la capacité de rétention d'eau des fruits de mer, rend la viande plus juteuse et retient efficacement les nutriments et l'humidité ;

b. Inhibe l'oxydation des graisses, prolonge efficacement la durée de conservation des fruits de mer ;

c. Réduisez la perte d'égouttement après la décongélation et minimisez la perte de poids pendant la cuisson ;

d. Conserver la couleur et la saveur naturelles des fruits de mer ;

e. En synergie avec les sucres pour prévenir efficacement la dénaturation à froid des protéines de myosine de poisson.

2.2 Lors de la transformation de crevettes, de poissons et de crustacés congelés, les produits sont généralement trempés dans une solution de phosphate composite à 3 ~ 10 % (température inférieure à 10 ℃). La concentration et le temps de trempage de la solution de trempage sont déterminés en fonction du type, de la taille et du temps de capture des fruits de mer.

Lors de la sélection des phosphates composites à tremper, les facteurs suivants doivent être pris en compte :

a) Peut augmenter efficacement la capacité de rétention d’eau des fruits de mer ;

b) Bonne solubilité dans l'eau glacée ;

c) Dissolution rapide dans l'eau glacée ;

d) Bonne stabilité dans l'eau glacée.

La valeur du pH du phosphate composite utilisé est généralement supérieure à 9.

2.3 Les phosphates composites couramment ajoutés à la pâte de poisson congelée comprennent principalement le pyrophosphate de sodium, le tripolyphosphate de sodium et l'hexamétaphosphate de sodium, avec une quantité ajoutée de 0.1 à 0.3 % de la pâte de poisson.

  1. Application dans les produits de boulangerie :

3.1 Application dans les produits de boulangerie : Les phosphates acides (tels que le pyrophosphate acide de sodium, le dihydrogénophosphate de calcium) sont généralement utilisés comme acides levants dans les produits de boulangerie. Ils réagissent avec les bicarbonates pour fournir le dioxyde de carbone nécessaire pendant la cuisson. Différents phosphates ont des vitesses de réaction de la pâte (ROR) différentes. Les phosphates peuvent également être utilisés comme améliorants de farine, conditionneurs de pâte, tampons et nutriments pour la levure.

3.2 Les phosphates en tant qu'améliorants de la qualité des nouilles sont largement utilisés dans la transformation des nouilles instantanées et des nouilles ordinaires, avec les principales fonctions suivantes :

un. Augmentation du degré de gélatinisation de l'amidon, augmentation de la capacité d'absorption de l'eau de l'amidon, augmentation de la capacité de rétention d'eau de la pâte, permettant aux nouilles instantanées de se réhydrater rapidement et facilement à tremper ;

b. Améliorer les propriétés d'absorption d'eau et de gonflement des protéines de gluten, améliorer leur élasticité, rendre les nouilles lisses et moelleuses et résistantes à la cuisson et au trempage ;

c. L'excellent effet tampon des phosphates peut stabiliser la valeur du pH de la pâte, prévenir la décoloration et la détérioration et améliorer la saveur et la texture ;

d. Les phosphates présents dans la pâte peuvent se complexer avec des cations métalliques, relier les groupes glucose, réticuler les molécules d'amidon, rendant les nouilles résistantes à la cuisson à la vapeur et à la friture à haute température, et peuvent maintenir les caractéristiques viscoélastiques des colloïdes d'amidon après réhydratation ;

e. Améliorer l'apparence des nouilles ;

  1. Application dans les produits laitiers :

Les phosphates, en tant que stabilisants et émulsifiants, sont utilisés dans le lait stérilisé UHT, les produits à base de crème, le lait concentré, le lait en poudre, les crèmes à café, les boissons lactées et les produits fromagers, avec les fonctions de :

un. Tampon et stabilisation du pH ;

b. Interaction avec les protéines : disperse les ingrédients alimentaires, stabilise les systèmes d'émulsion, améliore la capacité de rétention d'eau de la caséine, empêche efficacement la séparation des protéines, des graisses et de l'eau ;

c. Chélate les ions métalliques multivalents, réduisant considérablement le phénomène d’agrégation et de précipitation des protéines pendant le chauffage et le stockage. Il peut également retarder efficacement l’apparition de la cristallisation du lactose.

  1. Les phosphates sont également largement utilisés dans les domaines de transformation des aliments suivants :

◎ Boissons : utilisées comme régulateurs d'acidité, stabilisants et exhausteurs de nutriments minéraux ;

◎ Produits à base de pomme de terre : utilisés comme stabilisants et protecteurs de couleur ;

◎ Produits à base de riz : améliorent l'élasticité et la texture du produit ;

◎ Assaisonnements et soupes instantanées : Stabilisants et régulateurs d'acidité ;

◎ Aliments en poudre hygroscopiques : Agents antiagglomérants pour améliorer leurs propriétés d'écoulement libre ;

◎ Produits amylacés et amidon modifié ;

◎ Aliments pour bébés, aliments fonctionnels : exhausteurs de nutriments minéraux.


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