Zagadnienie dotyczące dodatków do żywności jest zawsze tematem kontrowersyjnym i wzbudza na ogół negatywne emocje wśród konsumentów, którzy poszukują zdrowych, naturalnie smacznych i atrakcyjnych (trwałość, barwa, smakowitość) artykułów żywnościowych zawierających możliwie najmniej dodatków. Producenci żywności zwracają przede wszystkim na aspekt ekonomiczny, który determinuje zyski z produkcji jakie mogą osiągnąć. Z punktu technologicznego i konsumenckiego stosowanie dodatków powoduje m.in. wzrost trwałości produktów, polepszenie ich cech funkcjonalnych wpływających na wzrost atrakcyjności przez uzyskanie lepszych cech organoleptycznych, takich jak: barwa, smak, zapach i konsystencja. Dzięki dodatkom możliwe jest wprowadzenie na rynek nowych produktów o unikalnych właściwościach czy zmniejszonej bądź zwiększonej wartości kalorycznej. Stosowanie dodatków funkcjonalnych stało się obecnie powszechną praktyką w procesach przetwórstwa żywności. Przetwórstwo mięsa charakteryzuje się niemal nieograniczoną inicjatywą tworzenia nowych, różnorodnych produktów. Szeroka gama produktów mięsnych wynika z różnorodności stosowanego surowca mięsnego, niemięsnego, stosowanych zabiegów fizycznych oraz wielu środków pomocniczych, pełniących określone funkcje. Dzięki zastosowaniu tej ostatniej grupy, tj. środków funkcjonalnych, producenci mają możliwość zmienić właściwości mięsa, poszerzać asortyment oraz zwiększać jego atrakcyjność, a także podnosić opłacalność produkcji. Fosforany znajdują szczególne miejsce w przetwórstwie mięsa. Niekwestionowany jest wpływ tych związków na przebieg procesów technologicznych stosowanych w przetwórstwie mięsa, poprawienie jakości sensorycznej oraz podniesienie wydajności. Dzięki specyficznemu oddziaływaniu na białka mięśniowe zwiększają ich wodochłonność i poprawiają właściwości wiążące i emulgujące. Efektem ich działania jest polepszenie tekstury i konsystencji produktu, stabilizacja barwy i emulsji tłuszczowej oraz zwiększenie wydajności produkcyjnej. 

Fosforany stosowane w przemyśle mięsnym jako jedne z wielu substancji dodatkowych charakteryzują się w zależności od budowy chemicznej cząsteczki, wielkości dodatku oraz rodzaju obróbki technologicznej, różnorodnym, częściowo bardzo specyficznym działaniem. Należą one do grupy soli i występują w postaci di-, tri- oraz polifosforanów, które analogicznie do adenozynotrifosforanu (ATP) są w stanie dysocjować kompleks aktomiozyny, w wyniku czego zwiększają wiązanie wody przez białka miofibrylarne. Daje to w efekcie również dodatkowo polepszenie emulgowania tłuszczu w produkcie. Ponadto fosforany o odczynie obojętnym lub zasadowym przyczyniają się, na skutek podnoszenia pH, do silniejszego zjonizowania struktur białek miofibrylarnych, a tym samym polepszają ich rozpuszczalność. Dodatek fosforanów powoduje wprawdzie niewielki wzrost pH mięsa, gdyż tylko o około 0,2-0,5 jednostki (w zależności od rodzaju i dawki), lecz jest on (przy współdziałaniu innych wymienionych czynników) wystarczający do obniżenia ilości wycieku termicznego. Związany z powyższym wzrost zdolności wiązania wody przez mięso i farsze mięsne powoduje, że fosforany jako funkcjonalne substancje dodatkowe mają stosunkowo duże znaczenie technologiczne, zwłaszcza w procesie produkcji wędzonek parzonych, jak np. szynka gotowana. Zdolność wiązania wody ma decydujący wpływ na jakość większości wyrobów peklowanych i poddanych obróbce cieplnej. Zmiany wodochłonności wywołane działaniem polifosforanów łączy się z elektrostatycznym oddziaływaniem jonów fosforanowych na białka. W wyniku tego zmienia się nie tylko konformacja cząsteczek białkowych, ale także otaczające ją struktury wodne. Wywiera to korzystny wpływ na zdolność białek do wiązania wody i emulgowania tłuszczu, ale także zwiększa zdolność tworzenia i stabilizowania piany. Wzrost wodochłonności i ograniczenie wycieku pod wpływem wielofosforanów można częściowo tłumaczyć wzrostem pH cieczy komórkowej w odniesieniu do punktu izoelektrycznego białek. Wzrost pH zależy jednak od ilości i rodzaju dodanego fosforanu. Duża zdolność wiązania wody powoduje dobre związanie plastra oraz sprawia, że jego powierzchnia jest sucha. Dzięki temu dobre związanie wody przyczynia się pośrednio do stabilizacji barwy. Ponadto lepki sok uszczelnia pory w tkance mięśniowej, co znacznie utrudnia wnikanie tlenu. Tym tłumaczy się stwierdzone właściwości przeciwutleniające fosforanów oraz zdolność do stabilizacji barwy wyrobów peklowanych. Właściwości przeciwutleniające są potęgowane przez zdolność fosforanów do tworzenia chelatów z jonami metali. Chelaty są to kompleksowe związki pierścieniowe, które uniemożliwiają metalom wchodzenie w typowe dla nich reakcje zachodzące w środowisku wodnym, np. reakcje brunatnienia i utleniania. Ponadto fosforany ograniczają wzrost drobnoustrojów powodujących psucie produktu. Fosforany, a głównie pirofosforany, sekwestrując jony żelaza i miedzi, chronią w pewnym stopniu mioglobinę przed oksydacją, a więc przyczyniają się do utrwalenia czerwonej barwy mięsa świeżego i różowej peklowanego. W przypadku mięsa drobiowego przeciwdziałają żółknięciu powodowanemu utlenianiem tłuszczu. Niezwykle ważne jest dobranie odpowiednich fosforanów do rodzaju wytwarzanych przetworów. Np. związki fosforu, dające dobre efekty technologiczne w produkcji wędzonek nie gwarantują dobrych efektów w wędlinach kutrowanych. Wymienione dodatki (substancje) stosowane w przetwórstwie są wyznacznikiem kolejnych przetworów, które konsumenci w pewien sposób wymuszają na producentach, a ci w zamian projektują je dla nas żywność. Fosforany, jako dodatki funkcjonalne stosowane są powszechnie w produkcji żywności, np. w przetwórstwie mięsa, drobiu, ryb, mleczarstwie oraz w różnego rodzaju produktach dietetycznych i żywności konserwowanej (tab.1).

Fosforany odgrywają również szczególną rolę w przetworach dietetycznych, o niskiej zawartości soli. Dzięki nim można obniżyć stężenie soli w produkcie o 2,5-1,5% wprowadzając 0,35-0,5% polifosforanów. Dalsze obniżenie poziomu sodu w dietetycznych produktach niskosodowych osiąga się przez zwiększenie udziału fosforanów w stosunku do sodu. Fosforany są stosowane w coraz większym zakresie w przetwórstwie mięsa zarówno dużych zwierząt rzeźnych, jak i drobiu. Mają one istotny wpływ na jakość wyrobów mięsnych zarówno podczas wytwarzania, jak i dystrybucji. Jest to związane z ich korzystnym wpływem na poprawę wodochłonności mięsa, poprawę niektórych wyróżników reologicznych oraz sensorycznych.

Stosowanie substancji dodatkowych w technologii przetwarzania mięsa jest zagadnieniem niezwykle złożonym, wymagającym od technologa szerokiej wiedzy o ich właściwościach funkcjonalnych i żywieniowych. Należy jednak zdawać sobie sprawę, że stosowane dodatki w technologii przetwarzania mięsa są często niezbędne ze względów technologicznych, higienicznych i organoleptycznych. Ponadto niezbędne są działania informujące konsumenta o celowości stosowania substancji dodatkowych w technologii produkcji wyrobów mięsnych. Dodatek fosforanów do przetworów mięsnych odgrywa dużą rolę, pozwalając na kształtowanie jakości wyrobów, jak również ułatwienie procesu wytwórczego, a co się z tym wiąże, przyczynia się do uzyskania większej wydajności poprzez związanie wody, obniżenie wielkości ubytków podczas obróbki termicznej oraz poprawę konsystencji i smakowitości produktu. Należy jednak pamiętać, że maksymalne dawki stosowanych substancji dodatkowych muszą być zgodne z obowiązującymi przepisami prawa oraz optymalne dla zastosowania w danym sortymencie przetworów mięsnych. Bardzo często zarówno zbyt mały, jak i zbyt duży ich dodatek, zamiast przyczynić się do poprawy jakości przetworów, pogarsza ją. Zastosowanie ich w rozsądnych ilościach i dobrze dobranych proporcjach między poszczególnymi fosforanami, jak również sodem i potasem oddziałuje pozytywnie na wydajność produkcji, konsystencję i właściwości sensoryczne wyrobów. Ze względu na różne kierunki zastosowań w przetwórstwie mięsa, drobiu i ryb komponowanie optymalnych mieszanek wielofosforanowych musi być oparte na badaniach doświadczalnych dostosowujących ich skład do odpowiedniego sortymentu produktu.

Podsumowanie

W coraz większej ilości w przetwórstwie mięsa stosowane są fosforany, głównie ze względu na możliwość podniesienia wydajności wędlin. Specyficzne działanie fosforanów, oprócz zwiększenia wodochłonności, polega na zwiększeniu lepkości osocza, co w rezultacie zapobiega wyciekowi oraz poprawia wiązanie dużych kawałków w jednolity blok, np. w szynkach gotowanych. Powodują również dobre związanie plastra wędliny oraz sprawiają, że jego powierzchnia jest sucha. Ponadto lepkie osocze uszczelnia pory w tkance mięśniowej, co znacznie utrudnia wnikanie tlenu, dzięki czemu przypisuje się im właściwości przeciwutleniające oraz stabilizujące barwę wyrobów peklowanych. Użycie fosforanów w rozsądnych ilościach w solankach peklujących przyczynia się do poprawy soczystości i kruchości produktów mięsnych, wyrównując przy tym barwę na przekroju, czy ułatwia plasterkowanie oraz przedłuża trwałość.

mgr inż. Wojciech Wieczorek