چگونه فسفات‌ها کیفیت محصولات غذایی را متحول می‌کنند؟

1-     فسفات چیست؟

فسفات‌ها گروهی از ترکیبات معدنی حاوی یون فسفات (PO₄³⁻) هستند که به‌دلیل خواص شیمیایی و فیزیکی متنوع‌شان، جایگاه ویژه‌ای در صنایع غذایی دارند. این ترکیبات می‌توانند به بهبود بافت، افزایش ماندگاری، تنظیم pH، جلوگیری از رسوب پروتئین‌ها، تثبیت رنگ، و بهبود قابلیت امولسیون‌سازی کمک کنند.

فسفات‌های مورد استفاده در صنعت غذا را می‌توان به دسته‌های زیر تقسیم کرد:

• مونوفسفات‌ها (مانند مونوفسفات سدیم یا پتاسیم): معمولاً برای تنظیم pH و کنترل ویژگی‌های بافتی در پنیر، نوشیدنی‌ها و محصولات پودری به کار می‌روند.
• دی‌فسفات‌ها: نقش امولسیفایر و پایدارکننده دارند، در دسرها، پودینگ‌ها، پنیرهای فرآوری‌شده و خمیرها استفاده می‌شوند.
• تری‌فسفات‌ها و پلی‌فسفات‌ها (مانند تری‌سدیم‌فسفات، هگزامتافسفات): به‌عنوان عامل نگهدارنده رطوبت، کنترل‌کننده یون‌های فلزی، جلوگیری از ته‌نشینی و اصلاح‌کننده بافت در گستره وسیعی از محصولات غذایی کاربرد دارند.

2-      کاربرد فسفات‌ها در صنایع غذایی

ü      محصولات لبنی

نقش کلیدی فسفات‌ها در بافت و پایداری

در صنایع لبنی، فسفات‌ها نقشی چندجانبه دارند؛ از تثبیت میسل‌های کازئین گرفته تا کمک به پراکندگی چربی، افزایش پایداری حرارتی و ماندگاری محصول. آن‌ها با پیوند به یون‌های کلسیم، از ته‌نشینی پروتئین‌ها جلوگیری کرده و ساختار مطلوب پنیرهای فرآوری‌شده را حفظ می‌کنند. همچنین با کنترل دقیق pH و ایجاد تعادل یونی، ویژگی‌های بافتی مطلوب در محصولات حساس مانند خامه، ماست و شیرهای غنی‌شده حفظ می‌شود.

تثبیت امولسیون و جلوگیری از ناپایداری

نمک‌های فسفاتی از طریق چلاته‌کردن یون‌های دوظرفیتی مانند کلسیم و منیزیم، پایداری محصولات لبنی را افزایش می‌دهند. این فرآیند باعث افزایش راندمان امولسیون‌سازی و تثبیت ساختار میسل‌های کازئین می‌شود.

در فرآیند تولید پنیر طبیعی، میسل‌های کازئین پس از افزودن رنت، توان امولسیون‌سازی خود را از دست داده و توسط کلسیم فسفات به هم پیوند می‌خورند. اما در پنیر فرآوری‌شده، افزودن نمک‌های امولسیون‌کننده مانند فسفات سدیم یا پتاسیم، یون‌های کلسیم را چلاته کرده و ساختاری یکنواخت، باثبات و نرم ایجاد می‌کند.

ماندگاری و بافت پایدار

فسفات‌ها با جلوگیری از دناتوره شدن پروتئین در هنگام حرارت‌دهی، بافت مطلوب را در کل دوره نگهداری حفظ می‌کنند. در پنیرهای فرآوری‌شده، این ترکیبات باعث افزایش ماندگاری، کاهش نیاز به هم‌زدن، تثبیت چربی و آب و افزایش حس دهانی مطلوب می‌شوند.

کاربردهای لبنی فسفات‌ها:

• پنیرهای فرآوری‌شده
• دیپ‌ها و سس‌های لبنی
• ماست
• شیر و خامه UHT
• نوشیدنی‌های پروتئینی
• شیرهای گیاهی و کرمرها

انواع فسفات‌های مورد استفاده: سدیم هگزامتافسفات (SHMP)، سدیم تری‌پلی‌فسفات (STPP)، دی سدیم ‌فسفات (DSP)، مونو پتاسیم فسفات (MKP)

ü      گوشت، مرغ و غذاهای دریایی

فسفات‌ها درفرآورده‌های گوشتی، مرغ و غذاهای دریایی نقش‌های مهم و متنوعی ایفا می‌کنند. استفاده از آن‌ها به دلیل خواص شیمیایی و عملکردی، در این دسته از محصولات بسیار رایج است.

حفظ و بهبود ظاهر و بافت فرآورده‌های گوشتی

فسفات‌ها با افزایش ظرفیت نگهداری آب (Water Holding Capacity)، از خشک شدن گوشت جلوگیری کرده و به بهبود بافت نهایی کمک می‌کنند. این ترکیبات با افزایش pH گوشت، توان عضلات را در نگهداری آب را بیشتر می‌کنند تا محصول نهایی، طعم و بافتی آبدار و تازه‌تر داشته باشد.

بهبود طعم و بو

فسفات‌ها به‌عنوان پایدارکننده طعم عمل کرده و با جلوگیری از اکسیداسیون چربی‌ها، مانع از ایجاد بو و طعم ناخوشایند در فرآورده‌های گوشتی می‌شوند.

افزایش عمر ماندگاری

خواص آنتی‌اکسیدانی فسفات‌ها، در کنار توانایی آن‌ها در مهار رشد باکتری‌ها، موجب افزایش ماندگاری محصولات می‌شود. با کنترل دقیق pH داخلی، شرایط رشد میکروارگانیسم‌ها نیز محدود شده و ایمنی محصول ارتقا می‌یابد.

بهبود عملکرد فرآیند فرم‌دهی و تولید

در محصولاتی مانند سوسیس، کالباس، ناگت و کباب‌های صنعتی، فسفات‌ها نقش کلیدی در بهینه‌سازی فرایند تولید دارند. از جمله تأثیرات مهم آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

·        افزایش چسبندگی ذرات گوشت و بهبود انسجام بافت

·        ارتقاء جذب نمک و سایر مواد افزودنی

·        کاهش افت وزن در مرحله پخت

کاربردهای گوشتی فسفات‌ها:

• سوسیس و کالباس
• ژامبون و بیکن
• گوشت مرغ و ماهی
• محصولات خردشده (کباب دونر و غیره)
• گوشت‌های مرینیت‌شده

انواع فسفات‌های مورد استفاده: سدیم تری‌پلی‌فسفات (STPP)، سدیم اسیدپیروفسفات (SAPP)، سدیم هگزامتافسفات (SHMP) ، دی سدیم ‌فسفات (DSP)

ü      محصولات کانفکشنری

کنترل تخمیر شیمیایی و بهبود بافت

فسفات‌ها در صنعت نان به‌عنوان عامل ورآور (Leavening Agents)، همراه با جوش شیرین برای تولید دی‌اکسید کربن و افزایش حجم نان و کیک استفاده می‌شوند. انتخاب نوع و مقدار فسفات، ساختار بافتی نان و کیک را تعیین می‌کند.

محصولات:

• کیک، مافین، دونات
• بیسکوییت، پنکیک، وافل
• خمیر سرد و منجمد
• پودر نانوایی، آرد خودورآور

·        کراست پیتزا، کوکی، رشته‌ها و نودل

انواع فسفات مورد استفاده: مونوکلسیم فسفات (MCP)، دی‌کلسیم فسفات (DCP)، تری کلسیم فسفات (TCP)، سدیم اسید پیرو فسفات (SAPP)، سدیم آلومینیوم فسفات(SALP)

ü      نوشیدنی‌ها

در نوشیدنی‌های حاوی پروتئین یا مواد معدنی، مشکلاتی مانند رسوب، کدورت، ژل شدن یا لخته‌شدن پروتئین‌ها ممکن است رخ دهد. فسفات‌ها با ایفای نقش بافری و چلاته‌کردن یون‌هایی مانند کلسیم و منیزیم، از این پدیده‌ها جلوگیری می‌کنند.

چالش‌های تکنولوژیکی نوشیدنی‌های آماده مصرف (RTD):

در نوشیدنی‌های آماده مصرف که تحت فرآیندهای حرارتی شدید مانند UHT قرار می‌گیرند، استفاده صحیح از فسفات برای حفظ بافت، جلوگیری از رسوب و افزایش زمان ماندگاری ضروری است.

کاربردهای نوشیدنی فسفات ها:

• نوشیدنی‌های پروتئینی
• نوشابه‌های ورزشی
• آب‌میوه‌های غنی‌شده
• شیرهای گیاهی و کرمرها
• شیر و خامه UHT

انواع فسفات‌های مورد استفاده: سدیم هگزامتافسفات (SHMP)، سدیم تری‌پلی‌فسفات (STPP)، مونو پتاسیم فسفات (MKP)، دی سدیم ‌فسفات (DSP)

ü      محصولات گیاهی (Plant-Based)

در فرمولاسیون‌های گیاهی، ایجاد بافت مشابه گوشت یا لبنیات یکی از بزرگ‌ترین چالش‌هاست. پروتئین‌های گیاهی در مقایسه با منابع حیوانی، ظرفیت نگهداری آب کمتر، امولسیون‌پذیری محدودتر و رفتار ژلی متفاوتی دارند. فسفات‌ها با تعامل مؤثر با ترکیباتی مانند هیدروکلوئیدها و نشاسته‌ها، به ایجاد ساختار مناسب، افزایش آبداری و جلوگیری از گسیختگی بافت کمک می‌کنند. این ویژگی در تولید برگر، پنیر و نوشیدنی‌های گیاهی بسیار حائز اهمیت است.

محصولات گیاهی(Plant-Based) فسفات ها:

• برگرهای گیاهی، هات‌داگ و ناگت
• پنیرهای گیاهی
• دیپ‌ها و سس‌های بدون لبنیات
• نوشیدنی‌های گیاهی

انواع فسفات‌های مورد استفاده: سدیم تری‌پلی‌فسفات (STPP)، سدیم اسید پیرو فسفات (SAPP)، مونو پتاسیم فسفات (MKP)، سدیم هگزامتافسفات (SHMP)

3-    چالش‌ها

نگرانی‌های سلامتی:

مصرف بی‌رویه فسفات‌های افزوده‌شده می‌تواند منجر به اختلالات متابولیک از جمله افزایش سطح فسفر خون، کاهش جذب کلسیم، خطر پوکی استخوان و در بیماران کلیوی، آسیب جدی به عملکرد کلیه شود. همچنین برخی پژوهش‌ها ارتباط بین مصرف بالا و مشکلات قلبی را مطرح کرده‌اند.

نگرانی‌های زیست‌محیطی:

فسفات‌های اضافه‌شده به فاضلاب در صورت مدیریت نامناسب می‌توانند منجر به آلودگی منابع آبی و رشد بیش از حد جلبک‌ها (eutrophication)  شوند. در نتیجه، مدیریت مصرف و توسعه روش‌های بازیافت فسفر در صنایع غذایی ضروری است.

چالش‌های تکنولوژیکی:

در برخی فرمولاسیون‌ها، بالا بودن دوز فسفات می‌تواند باعث ایجاد رسوب یا کریستالیزاسیون شود. همچنین رعایت محدودیت‌های برچسب‌زنی و انتظارات مصرف‌کنندگان نسبت به استفاده از افزودنی‌های طبیعی، چالش مضاعفی برای تولیدکنندگان ایجاد می‌کند.

4-     جمع‌بندی

فسفات‌ها ابزارهایی قدرتمند برای حل چالش‌های فنی در صنایع غذایی هستند. آن‌ها با بهبود بافت، پایداری، رطوبت، ماندگاری و عملکرد حرارتی، کیفیت محصول را در سطح بالایی حفظ می‌کنند. با این حال، مانند هر افزودنی دیگر، مصرف بی‌رویه یا ناآگاهانه می‌تواند تبعات منفی در پی داشته باشد.

حرکت به‌سوی استفاده هوشمندانه، متعادل و مسئولانه از فسفات‌ها، در کنار توسعه فناوری‌های جایگزین زیستی و طبیعی، می‌تواند آینده‌ای پایدارتر و سالم‌تر برای صنعت غذا رقم بزند.

منابع:

1-    Wilson J F Lemos Junior, Davide Santinello, Somaeyh Mohammadzadeh, Laura Treu, Anderson S Sant'Ana, Stefano Campanaro, Polyphosphate in food systems: Their roles and applications in foods and contribution to sustainable processing practices, Trends in Food Science & Technology, Volume 152, 2024.

2-    BK Giulini Food Specialities (ICL Food Specialties). 2025, https://www.bkgfood.com/about/. Accessed 29 June 2025.

3-    Deshpande, Anagh. Meat Technology and Processing. Educohack Press, 2025.

4-     Wang, Wanqi, Maomao Zeng, Qiuming Chen, Zhaojun Wang, Zhiyong He, and Jie Chen. "Influence of Phosphate Marinades on the Quality and Flavor Characteristics of Prepared Beef." Molecules 30, no. 1 (2025): 202.