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保水剂又称保湿剂，是指能提高产品稳定性，保持食品内部保水能力，改善食品形状、风味、色泽等的物质。食品加工过程中添加后的食品。 保水剂除了具有保水功能外，还可以具有其他功能，如乳化剂、增稠剂、稳定剂、抑菌、防止饮料氧化和混浊等。
01
磷酸盐的保水机理
1、磷酸盐增加肌肉的pH值，提高蛋白质的等电点。
动物死后，所有功能突然停止。 此时，肉的pH值在6到7之间。随着糖酵解的进行，肌肉达到僵硬阶段，pH值会发生变化，下降到5.4-5.5。 当pH值达到最低时，为5.5。 该 pH 值是大多数肌原纤维蛋白的等电点和肌肉的保水性。 此事的影响将会降到最低。
随着解冻的进行，pH值逐渐升高并偏离等电点。 蛋白质的净电荷增加，结构变得疏松，肉的保水性逐渐增强。 此时，正是肉的成熟阶段，pH值恢复到最大值，但仍小于动物刚死亡后的pH值。
在磷酸盐的缓冲作用下，肉制品的pH值发生变化，肌肉中的肌球蛋白和肌动蛋白会偏离等电点并发生溶解。 降低或提高pH值可以提高蛋白质的保水性。 磷酸盐溶液提高肉的pH值，增强蛋白质与水分子之间的相互作用，从而增强蛋白质的持水能力。
肉中70%-80%的成分是水。 可动水（肌丝、肌原纤维和膜之间）的变化与肉的保水性密切相关。 在衡量对食物保水性的影响时，重点是磷酸钠具有更好的效果。 其中三聚磷酸钠仅次于焦磷酸钠，排名第二，六偏磷酸钠最小。 因此，磷酸盐的种类与保水能力密切相关。
不同类型的磷酸盐具有不同的保水机制。 焦磷酸钠的保水性最好。 原因是产品中添加三聚磷酸钠时，由于三聚磷酸水解酶的存在，三聚磷酸钠水解成焦磷酸钠，产生保水作用； 六偏磷酸钠受相关酶的生理活性影响，影响焦磷酸钠和三聚磷酸钠的保水效果。 正是由于不同磷酸盐的保水机制不同，添加复合磷酸盐后的鱼排在低场核磁共振谱中出现了与空白不同的情况。 与单一磷酸基团相比，弛豫时间显着缩短，表明磷酸基团具有协同作用。
2. 磷酸盐螯合金属离子，暴露极性基团
复合磷酸盐能显着提高水产品的复水效果，对蛋白质有一定的保水作用。 它们与蛋白质发生酯化交联反应，形成“桥”结构，也能与糖类形成类似的“桥”。 “桥”结构与金属离子形成络合物，增加了产品的颜色。 它不仅影响产品的风味品质，而且对感官品质也起着重要作用。
磷酸盐可与肌肉中的Ca2+、Mg2+结合，释放出肌肉蛋白质的羧基。 肌原纤维蛋白带有更多的负电荷，它与羧基之间的静电斥力增加。 蛋白质结构变得松散，可以有较大的空间结构，吸收大量的水分。 六偏磷酸盐可以增加水产品的持水能力，螯合金属离子，提高水产品的品质。
3、磷酸盐增加蛋白质的离子强度和溶解度
在产品中添加磷酸盐会导致蛋白质磷酸化。 磷酸化蛋白质的巯基与二硫键之间的相互作用增强，蛋白质的表面疏水性变大。 由于相互排斥，磷酸基团所带的负电荷会挖出隐藏的疏水基团，使它们充分暴露在蛋白质表面，磷酸盐因此增加了肉的离子强度。
在储存和加工过程中，磷酸盐溶液提供的强离子强度有利于肌原纤维蛋白的溶解，肌原纤维蛋白溶解量会相应增加。 肌原纤维蛋白对水分有良好的保留作用。
三聚磷酸钠可以附着在蛋白质分子上，提高蛋白质分子的溶解度，增强与水的结合作用，从而提高保水性。
焦钠和聚磷酸钠可通过Na+取代副酪蛋白中的Ca2+，并将游离的Ca2+螯合，消除其对副酪蛋白的交联作用，使蛋白质结构疏松，增加保水能力。
4. 肌动球蛋白的磷酸解离
肌原纤维蛋白是水产品中的主要蛋白质，肌原纤维蛋白包括肌球蛋白、肌钙蛋白、肌动蛋白等。
磷酸盐、焦磷酸盐和三聚磷酸盐可以促进肌动球蛋白的解离和肌动球蛋白的解离。 蛋白质会膨胀，肉的持水性增加，肉质会变得更嫩。 短链酸性焦磷酸钠性能较好，效果最好。
六偏磷酸钠可增强肌原纤维蛋白和肌球蛋白的保水性。 焦磷酸钠和三聚磷酸钠可以将蛋白质解离成肌动蛋白和肌球蛋白。 肌球蛋白是提高肉类保水性的主要因素。 配料中，肉的持水能力增加，从而提高肉的嫩度。
正磷酸盐，如无水磷酸二钠，主要具有较高的缓冲能力，可以稳定蛋白质pH值，提高溶解度。 磷酸盐与肉中的水接触迅速水解，孔径变大，从而提高保水性。
02
磷酸盐保水剂在水产品中的应用
由于磷酸盐可以减少水产品储存和加工过程中水分和养分的损失，提高产量，因此在鱼、虾、贝类等水产品中得到广泛应用。
1.在鱼类中的应用
在鱼类中，主要使用三聚磷酸盐、焦磷酸盐和六偏磷酸盐。 在鱼肉中添加三聚磷酸钠，可以有效提高鱼肉的增重率，减少蒸煮损失。 这可能是因为多磷酸盐的添加减缓了活性巯基的氧化，抑制了二硫键的形成，提高了蛋白质的保水性。
从感官角度来看，高浓度的三聚磷酸盐会降低产品的白度值。 从鱼糜的质构特性来看，三聚磷酸钠和焦磷酸钠对于改善鱼糜质构的效果较好，而六偏磷酸钠的效果相比之下稍弱。
在磷酸盐的研究中，单独使用磷酸盐的弊端逐渐显露出来。 因此，常常采用多种磷酸盐的组合来达到理想的效果，或者用一些新兴的保水剂来代替部分磷酸盐的使用。 避免食品中磷酸盐含量超标的问题。
磷酸盐在鱼糜中应用广泛，对鱼糜凝胶的保水性有一定的影响。 焦磷酸钠还可以显着提高鱼糜凝胶的强度和弹性，其次是聚磷酸钠。
保水性是评价罗非鱼品质的重要因素之一。 3%焦磷酸盐可以使鱼肉蛋白质结构更加紧密，提高蛋白质的保水性，从而提高鱼肉蛋白质的品质。 0.3%三聚磷酸盐溶液处理后罗非鱼鱼糜盐溶性蛋白损失显着减少，肌原纤维蛋白Ca2+-ATP酶活性降低率较低。
聚磷酸盐对提高水产品保水性有相当大的作用，可用于以低值鱼类为原料的加工产品中，提高低值鱼类的开发利用率。
采用喷雾干燥六偏磷酸盐-明胶复合物制备鱼油微胶囊。 在鱼、虾、蟹、蛤等水产品罐头中，常因“鸟粪石”晶体的出现而损害罐头食品的品质。 通过使用聚磷酸盐通过螯合防止晶体的形成，可以改善这种现象。 可显着提高罐头质量。 目前，该添加剂已获得“FDA”批准使用，并在全球推广。
六偏磷酸钠用于鱼肉香肠等食品中水产品包装技术，可提高产品的保水效果，增强产品的稠度，防止产品的脂肪氧化。 常用于喷洒和腌制鱼，不仅使鱼具有良好的保水性，而且提高了产品的质量。 至于腌鱼的防腐性能，六偏磷酸钠具有很强的吸湿性，在复合生产过程中需要特别注意。
2、在虾上的应用
肌肉的持水能力直接关系到肉的质地、嫩度、切片性、弹性、出品率等指标和经济价值。 决定肌肉持水能力的是肌肉的结构蛋白。 适量的盐溶液浸泡可以有效防止水产品在冷冻过程中蛋白质变性，从而提高持水能力。
将虾肉浸泡在磷酸盐溶液中。 焦磷酸钠对虾浸泡后的增重率无明显影响，但能显着提高解冻后样品的持水能力。 三聚磷酸钠具有与复合磷酸盐溶液相同的效果。 其效果比单一磷酸盐溶液要好。
李辉研究了保水剂对南美白对虾保水性能的影响。 当用1.5%焦磷酸钠浸泡虾时，其光泽度和浸泡增重明显优于仅添加盐的成分，并且是在煮熟后添加。 磷酸盐组分损失的水分明显少于未添加的组分，其感官新鲜度和咸味都比不添加磷酸盐的更好。
为了增强鱼、虾及其制品的保水效果，一般将糖和磷酸盐结合使用。 如今，白东等人。 以冷冻南美白对虾为研究对象，并采用复合磷酸盐进行对比。 他们发现它能有效减缓贮藏过程中蛋白质的降解，降低蛋白质损坏率，并且可以作为良好的保水剂，改善虾在贮藏过程中的性能。 时期质量。
将红虾浸泡在三聚磷酸钠和磷酸钠溶液中，然后在液氮中快速冷冻。 冻融后，虾肉品质在解冻损失和蒸煮损失方面均得到改善，具有更好的感官品质。 因此，用磷酸盐溶液浸泡虾肉可以很好地减少热加工和冷冻储藏过程中的水分损失，更有利于保持虾肉的感官品质。
将虾浸泡在由30%质量分数的六偏磷酸钠、30%质量分数的磷酸氢二钠和40%质量分数的三聚磷酸钠组成的复合磷酸盐溶液中时，不同浓度的复合磷酸盐对海捞的影响程度虾剪切力的影响不同。 在0.5%磷酸盐溶液的作用下，虾的剪切力较小，失水率较低，添加量也适当，比较经济。
为了提高南美白对虾在贮藏过程中的保水性，常采用氯化钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠浸泡南美白对虾。 该复合保水剂能够有效满足预期要求，且三种保水剂对白虾影响的成分优先顺序为氯化钠>三聚磷酸钠>焦磷酸钠。
3.在贝类中的应用
在扇贝加工中，常用磷酸盐使扇贝具有良好的复水性，可以提高贝类蛋花汤中贝肉的复水性，改善扇贝食用时的感官品质。
为开发我国扇贝资源，提高贝类附加值，促进我国水产品深加工技术发展，以海湾扇贝和鱼肉为主要原料，淀粉、大豆分离蛋白、食盐、以白糖、卡拉胶、复合磷酸盐、谷氨酰胺转氨酶等为辅料，研制出具有独特海鲜风味的扇贝调理食品。 复合磷酸盐能更好地保持贝类中的水分，最大限度地保留产品的风味物质。
复合磷酸盐可以显着降低贻贝在冷冻条件下的失水率，并可以显着提高产品储存过程中的产品质量。 青口贮藏时分别使用三聚磷酸钠、焦磷酸钠及其混合物作为保水剂。 pH值明显高于未处理组。 三聚磷酸钠处理组在真空包装条件下氧化率较低。 三聚磷酸钠用于真空包装时，嗜冷菌数量较低。 同时还发现，贮藏15天后，磷酸盐处理组的感官值明显好于未处理组，并且没有明显的腥味。 和腐臭的味道。 与其他组分相比水产品包装技术，2%三聚磷酸钠处理组的细菌载量、TBA指数较低，保水能力、感官质量和真空包装条件下的保质期较高。
牡蛎营养丰富。 我国的产量和销量都很大。 由于储存过程中品质变化较大，其经济效益无法充分发挥。 氯化钠5%(m:V)+三聚磷酸钠2.0%(m:V)+六偏磷酸钠0.40%(m:V)磷酸盐配方可将失水率降低至3.3%(m:V)。 产品经4个月冷冻保存，各项指标优良。
另外，糖与复合磷酸盐的协同作用可以更好地提高冷冻产品的品质，有效防止组织结构的变形。 糖和0.4%三聚磷酸钠效果最好。 食盐的添加对冷冻蛤蜊产品的改良效果优于波纹蛤蜊。
来源：渤海大学食品科学与工程学院，生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心，作者| 郭志涵、王伟、贾志辉、易淑敏、李建荣、李学鹏、郭晓华、于建外事、劳敏君，转载时请注明出处。封面图片来源：Maker Post
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