近期，315晚會曝光了“保水蝦仁”食品亂象，引起了廣大網(wǎng)友對食品保水劑的好奇與擔憂。新鮮肉制品，尤其是水產(chǎn)品容易腐敗變質(zhì)，常用的保藏方法包括低溫保藏、加熱、干制、煙熏、腌制、氣調(diào)、罐藏、化學方法等，其中，低溫保藏可抑制微生物生長和酶的作用，延長產(chǎn)品的貨架期，提高水產(chǎn)品的食用品質(zhì)，成為應用最廣、最有效的水產(chǎn)品保藏方法之一。不過，低溫保藏容易導致冷凍干耗和解凍失水等現(xiàn)象，使得其品質(zhì)降低，而適當利用保水劑可以降低損耗，提升產(chǎn)品品質(zhì)。

磷酸鹽類保水劑

磷酸鹽類保水劑是一種應用最為廣泛的食品保水劑，具有保持水分、改善口感等作用，除了作為保水劑，還具有護色劑、抑菌劑和穩(wěn)定劑等作用。其主要以正磷酸鹽、焦磷酸鹽、三聚磷酸鹽、多聚磷酸鹽的化學形式出現(xiàn)。磷酸鹽在乳化肉制品中提供的功能主要有：

① 提高pH值，使肌原纖維蛋白pH值偏離等電點，增強蛋白質(zhì)間的靜電斥力，使肽鏈結(jié)構(gòu)松弛，水進入蛋白質(zhì)間的空隙，從而提高肉制品的持水能力。

② 螯合作用，磷酸鹽可以螯合Ca2+和Mg2+，肌動球蛋白中肌球蛋白與肌動蛋白聯(lián)接弱化，增強蛋白質(zhì)溶解度，從而提高肉的持水能力和乳化穩(wěn)定性。同時磷酸鹽與金屬離子螯合可以延緩不飽和脂肪酸氧化，抑制肉制品酸敗、變色。但是，過量添加磷酸鹽會導致肉制品產(chǎn)生不良的金屬澀味，過量的磷攝入也會對人體健康造成嚴重的負面影響。

有研究指出，機體內(nèi)磷酸鹽濃度的增加是有直接毒 性的，當攝入的磷酸鹽超過最大允許值（0.5%）時， 短期內(nèi)會導致腹痛、腹瀉；長期攝入磷酸鹽會導致人體鈣、鐵等礦物質(zhì)在腸道內(nèi)無法正常被吸收，增加患骨骼疾病的風險，而且長期高磷攝入會增加慢性腎病和心血管疾病的潛在風險。

無磷保水劑

近年來，隨著消費者對飲食健康的日益重視，清潔標簽食品已經(jīng)成為一種趨勢。利用碳酸鹽，或淀粉、纖維素、植物蛋白等天然簡單的成分代替或者部分代替磷酸鹽成為當前研究熱點，包括研究評估不同天然物質(zhì)作為磷酸鹽替代品的效果，優(yōu)化加工技術(shù)、改進配方 用新型無磷保水劑替代磷酸鹽全部或部分功能等。

1、碳酸鹽

碳酸鹽的功能特性主要與其堿化作用有關(guān)，能夠使肌肉的pH值偏離肌原纖維蛋白的等電點，增加凈負電荷。歐盟條例601/2014/EC允許在一些禽肉產(chǎn)品中使用碳酸鈉作為保水劑，以提高產(chǎn)品出品率和多汁性。研究證實，碳酸氫鈉可以增強肉類蛋白溶解度，使肌原纖維蛋白吸水膨脹，從而改善肉的持水能力，降低蒸煮損失。

碳酸鹽提高pH值的能力比磷酸鹽更好， 是由于（HCO3）–離子體積比（P3O10）5–離子更小，更容易滲入肌肉與蛋白質(zhì)側(cè)鏈并產(chǎn)生相互作用，從而增加肌肉蛋白質(zhì)之間的靜電斥力。但是肉制品使用碳酸鹽后比使用磷酸鹽的持水能力差，說明肉蛋白的凝膠不僅受pH值的影響，還有其他因素在起作用。

此外，研究表明，雖然碳酸鹽能提高肉制品的pH值和降低蒸煮損失，但是也會導致pH值增加到遠高于6.0， 肌肉纖維膨脹，從而對產(chǎn)品的貨架期和外觀產(chǎn)生負面影響。而未使用保水劑的肉制品因為接近中性pH值有利于腐敗菌生長，加快了肉制品腐敗變質(zhì)。并且由于增加了肌紅蛋白抵抗熱處理變性的能力，導致肉制品中產(chǎn)生“肉變紅現(xiàn)象”，使熟食呈現(xiàn)未煮熟的外觀。

2、植物蛋白

在肉制品加工過程中，植物蛋白具有持水、乳化以及改良質(zhì)構(gòu)等功能。其與肌肉蛋白疏水締合加強了氫鍵和二硫鍵之間的相互作用，導致鹽溶性蛋白構(gòu)象改變、α-螺旋部分解旋和β-折疊形成，使肌原纖維蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得更連續(xù)、 更均勻，促進了肌原纖維蛋白凝膠的持水能力。添加至肉制品中的常見植物蛋白有大豆分離蛋白、花生蛋白、豌豆蛋白等。

研究發(fā)現(xiàn)，大豆蛋白在幾種植物蛋白中保水效果顯著，其在產(chǎn)品硬度、出品率方面與含磷酸鹽的香腸相似。探究大米蛋白、花生蛋白、大豆蛋白對牦牛肉糜質(zhì)構(gòu)、顏色和pH值的影響發(fā)現(xiàn)，蛋白添加量在1%～7%范圍時，能增加肉糜的pH值、硬度和咀嚼性，花生蛋白能改善肉糜的紅度和亮度。植物蛋白的結(jié)構(gòu)變化受諸多因素的影響，如溫度和pH值。如在75 ℃、 pH5.5～6.0的乳化肉制品加工條件下，植物蛋白與肌肉蛋白的相互作用較差，反而對凝膠和硬度有負面影響。

3、植物多糖

多糖與蛋白質(zhì)分子的氨基之間能產(chǎn)生較強的靜電相互作用，使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)松弛，水分進入蛋白質(zhì)分子之間的空隙，顯著改善肉制品的持水能力。由蛋白質(zhì)形成的凝膠表現(xiàn)出較差的凝膠結(jié)構(gòu)和保水能力，主要是因為在熱誘導凝膠化過程中，蛋白質(zhì)逐漸聚集并形成具有多孔結(jié)構(gòu)的凝膠，水可以通過孔從凝膠的網(wǎng)眼中逸出。而多糖具有長鏈和多羥基結(jié)構(gòu)，其與水分子結(jié)合后形成的肌原纖維蛋白網(wǎng)狀凝膠能截留大量的水，使肉糜具有較好的持水能力和穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，淀粉、膳食纖維、海藻提取物具有部分或全部替代磷酸鹽的潛力。

①    淀粉

淀粉是一種高分子碳水化合物，由直鏈淀粉和支鏈淀粉2種不同的葡萄糖聚合物組成。直鏈淀粉是一種由單一類型的糖單元組成的多糖；支鏈淀粉是葡萄糖脫去水分子通過1,4-糖苷鍵與1,6-糖苷鍵連接形成的共價聚合物。從玉米、小麥、大米以及馬鈴薯、紅薯和木薯等塊莖中獲得的商業(yè)淀粉在食品中通常用于增稠、膠凝、黏合、穩(wěn)定、保濕、增強質(zhì)構(gòu)和保鮮。

在肉制品中，淀粉通常作為黏合劑，以降低配方成本、提高出品率、減少烹調(diào)損失、改善肉的質(zhì)地，并延長貨架期。在研究馬鈴薯淀粉和大米淀粉對香腸感官特性的影響發(fā)現(xiàn)，在不影響蒸煮出品率的情況下加入這2種淀粉，可以降低50%三聚磷酸鹽的使用量，但感官品質(zhì)會有所下降。

②    膳食纖維

膳食纖維是不能被小腸消化酶分解的碳水化合物，分為非水溶性纖維和水溶性纖維兩大類。 纖維素、半纖維素和木質(zhì)素是3種常見的非水溶性纖維；果膠和樹膠等屬于水溶性纖維。 在肌原纖維蛋白中添加不溶性膳食纖維可以促進蛋白質(zhì)形成均勻的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而改善肌原纖維蛋白凝膠質(zhì)地，提高持水能力。

研究表明，來源于豌豆、胡蘿卜和竹筍等植物的膳食纖維均可應用于肉糜制品中，能明顯增強其持水能力和凝膠強度。將3%的甘蔗纖維分別添加到牛肉丸和雞肉香腸中，結(jié)果表明，甘蔗纖維降低了肉制品的蒸煮損失和硬度，并提高總酚含量和自由基清除活性，抑制脂質(zhì)氧化。

此外，在研究不同粒徑（90 μm和200 μm）、不同含量（1.5%和3%）的燕麥水不溶性膳食纖維對鴨肌原纖維蛋白凝膠特性的影響中發(fā)現(xiàn)，200 μm、1.5%的燕麥水不溶性膳食纖維在提高凝膠強度和黏彈性效果最好。

4、海藻提取物

①    海藻糖

海藻糖是非還原性二糖，由兩分子葡萄糖通過1,1-糖苷鍵構(gòu)成，分子結(jié)構(gòu)中含有多個羥基，可與水形成氫鍵，增加水產(chǎn)品的持水力。海藻糖可與肌肉中的Ca2+，Mg2+螯合，形成結(jié)合緊密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效阻止肌肉內(nèi)部水分的流失。

研究發(fā)現(xiàn)，海藻糖可通過與凡納濱對蝦肌原纖維蛋白結(jié)合，提高肌球蛋白的穩(wěn)定性，并通過吸附保持大量水分和阻止內(nèi)部水分的流失，提高蝦仁的保水性。由海藻糖和海藻酸鈉寡糖處理后的蝦仁解凍失重率明顯降低，并且能減緩肌肉蛋白的降解和肌肉組織的損傷，具有良好抗凍效果。

此外，采用復配技術(shù)可進一步增強其保水性能。研究發(fā)現(xiàn)，相比于Na2P4O7，經(jīng)海藻糖、藻酸鹽寡糖處理的熟蝦纖維排列方式更加緊密，且在儲存6周后細胞外空間更小，持水性更好。

②    卡拉膠

卡拉膠是由1，3-β-D-吡喃半乳糖和1，4-β-D-吡喃半乳糖作為基本骨架交替連接而成的，具有較強的保水性，能與蛋白質(zhì)聚集形成蛋白質(zhì)膠束，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，增加出品率。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)卡拉膠寡糖浸泡處理能有效抑制冷凍蝦仁解凍損失率的增加。

在熱處理組合條件下，添加卡拉膠和TG 酶的魚糜腸，在持水性方面顯著高于未添加上述復合添加物的對照樣。利用0.05%的卡拉膠、0.30%的變性淀粉和0.05%的檸檬酸鈉制備的復配型保水劑，可達到與多聚磷酸鹽相同的持水效果。

參考資料：

[1]劉凱彤,戴文欣,梁榮蓉,等.肉制品無磷保水劑的研究進展[J].食品科技,2024,49（08）:295-300.

[2]解萬翠,謝靜雯,辛榮玉,等.水產(chǎn)品保水劑的開發(fā)與應用研究進展[J].輕工學報,2019,34（06）:15-23.

作者簡介：

小泥沙，食品科技工作者，食品科學碩士，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事營養(yǎng)食品的開發(fā)與研究。