Otrzymywanie i zastosowanie polifosforanów potasu

BARBARA CICHY a, *, STANISŁAW FOLEK a, HALINA MAKAŁA b a Instytut Chemii Nieorganicznej, Gliwice; b Instytut Przemysłu Mięsnego i Tłuszczowego, Warszawa Otrzymywanie i zastosowanie polifosforanów potasu Manufacturing and use of potassium polyphosphates Przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem difosforanu tetrapotasu oraz trifosforanu pentapotasu i ich mieszanin oraz nad zastosowaniem tych związków w przemyśle spożywczym. Badania przeprowadzono w skali modelowej. Wyznaczono optymalne parametry otrzymywania tych soli oraz zależność składu mieszaniny di- i trifosforanów potasu od stosunku molowego K/P w zakresie 1,5 2,0. Przedstawiono wyniki niektórych badań aplikacyjnych w przetwórstwie mięsnym. Food-grade K phosphates were prepd. by neutralization of H 3 with KOH at 50-60 o C and calcinations of deposits at 300 500 C for 30 90 min and then used as an additive in meat processing. The optimum temps. of calcination were 450 470 C for K 5 and 400-420 o C for pure K 4. The addition of both products resulted in an improvement of the quality of meat products. Polifosforany to związki chemiczne o budowie M-O- [P(OM)(O)-O] n -M, (M = atom metalu, zwykle Na lub K), czyli polimery zbudowane z merów fosforanowych. Powstają one w wyniku spontanicznej lub wymuszonej kondensacji soli kwasu fosforowego(v), polegającej na reakcji grup hydroksylowych z tzw. kwaśnymi atomami wodoru 1, 2). Najpopularniejszym związkiem z tej grupy jest trifosforan pentasodu o wzorze Na 5, który to związek jest masowo stosowany jako tani środek wspomagający działanie detergentów w proszkach do prania poprzez zmniejszanie twardości wody 3). Nieorganiczne polifosforany sodu, a także potasu, są również dodawane do żywności. Znajdują zastosowanie m.in. w przetworach mięsnych, proszku do pieczenia, serach topionych, zupach w proszku, wyrobach czekoladowych oraz w napojach. W wyrobach spożywczych polifosforany spełniają rolę stabilizatorów i emulgatorów, a także wiążą wodę podczas procesów przetwórczych i przechowywania. W Unii Europejskiej stosowanie dodatków fosforanowych do żywności reguluje Dyrektywa 95/2/EC i Dyrektywa 2003/114/EC zezwalając na stosowanie fosforanów w dawce nie przekraczającej 5000 mg /kg produktu. Równocześnie maksymalne tolerowane dzienne pobranie (MDTI) wynosi 70 mg/kg masy ciała, łącznie z fosforanami pochodzenia mięśniowego. W Polsce obowiązuje Ustawa o Żywieniu i Żywności oraz związane z nią rozporządzenia, m.in. o dodatkach do żywności, przenoszące na grunt krajowy unijne dyrektywy 4, 5). Nieorganiczne polifosforany o dużej masie cząsteczkowej występują w niemal wszystkich organizmach żywych. Dość długo sądzono, że są one tylko ubocznym produktem metabolizmu, bez większego znaczenia dla funkcjonowania organizmów żywych. Obecnie wiadomo, że związki te pełnią wiele funkcji regulacyjnych, m.in. mają wpływ na transport jonów wapnia przez błony komórkowe, co ma istotne znaczenie dla funkcjonowania mózgu i kości. Organiczne polifosforany stanowią jeden z podstawowych składników organizmów żywych. Duża energia wiązań fosforanowych oraz względna łatwość ich enzymatycznego rozrywania powoduje, że są one wykorzystywane przez organizmy żywe jako swoisty przenośnik energii. Przykładem takiego przenośnika jest ATP. Wiele nukleotydów to w istocie polifosforany 6). Dostarczenie odpowiedniej ilości fosforu z pożywieniem jest istotne dla procesów życiowych. Po uboju naturalne mechanizmy wykorzystujące fosforany dla utrzymania wody międzytkankowej, spoistości i wybarwienia mięsa, zanikają. Stąd przetwórcy mięs w skali przemysłowej wykorzystują fosforany syntetyczne dla poprawy jakości i wyglądu swoich wyrobów 7). Łatwiejsza i bardziej ekonomiczna jest synteza fosforanów i polifosforanów sodu niż potasu 2, 8). Ale nauki żywieniowe alarmują, Dr inż. Barbara CICHY w roku 1978 ukończyła studia na Wydziale Chemicznym Politechniki Krakowskiej. Stopień doktora nauk technicznych uzyskała w 2001 r. na Politechnice Wrocławskiej. Jest adiunktem, kierownikiem zespołu badawczego w Instytucie Chemii Nieorganicznej w Gliwicach. Specjalność technologia nieorganiczna. * Autor do korespondencji: Instytut Chemii Nieorganicznej, ul. Sowińskiego 11, 44-100 Gliwice, tel.: (0-32) 231-30-51, fax: (0-32) 231-75-23, e-mail: bcichy@ichn.gliwice.pl Dr inż. Stanisław FOLEK w roku 1960 ukończył studia na Wydziale Chemicznym Politechniki Śląskiej. Stopień naukowy doktora nauk technicznych uzyskał w 1977 r. na Politechnice Śląskiej. W latach 1985 2004 był dyrektorem Instytutu Chemii Nieorganicznej w Gliwicach. Specjalność technologia nieorganiczna. 87/11(2008) 1131

Rys. 1. Schemat procesu otrzymywania polifosforanów potasu oraz stosowana aparatura badawcza (z prawej) Fig. 1. Schematic diagram of the process for manufacturing potassium polyphosphates że społeczeństwa bogate spożywają z pożywieniem zbyt wiele sodu, a zbyt mało potasu, a równowaga sodowo-potasowa w organizmach jest bardzo istotna dla ich zdrowia 9). W pracy przedstawiono wyniki badań nad technologią otrzymywania spożywczych polifosforanów potasu oraz przedstawiono efekty wprowadzenia ich do powszechnie stosowanych w przemyśle mięsnym mieszanek fosforanowych w miejsce (lub razem) z polifosforanami sodu. Proces syntezy badano pod kątem równowagi pomiędzy mono (orto), meta, di, i trifosforanami potasu obecnymi w produktach kondensacji mieszaniny ortofosforanów w zależności od proporcji molowych K/P oraz od warunków procesowych. Szczególnie istotne było określenie warunków syntezy mieszanki o wysokiej zawartości najcenniejszego dla zastosowań spożywczych trifosforanu pentapotasu przy akceptowalnej zawartości metafosforanu potasu. Testowano walory technologiczne, żywieniowe i sensoryczne produktów w przetwórstwie mięsnym. Na podstawie badań doświadczalnych określono optymalne dawki fosforanów potasu w wyrobach mięsnych drobno rozdrobnionych. Dr inż. Halina MAKAŁA w roku 1980 ukończyła studia w Szkole Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie. W 1997 r. uzyskała stopień doktora w SGGW. Jest adiunktem w Instytucie Przemysłu Mięsnego i Tłuszczowego w Warszawie. Specjalność technologia mięsa i jego przetworów. Część doświadczalna Badania procesu syntezy Syntezę polifosforanów potasu badano w skali modelowej, w warunkach zbliżonych do procesu technicznego, wg schematu przedstawionego na rys 1. Neutralizację kwasu fosforowego o czystości spożywczej i zawartości 75% roztworem wodorotlenku potasu w gatunku czysty i o stężeniu 45% KOH prowadzono w zamkniętym reaktorze szklanym zaopatrzonym w mieszadło, termometr oraz połączonym z pompą dozującą, utrzymując temperaturę procesu 50 60 C. W wyniku reakcji otrzymywano mieszaninę KH 2 i K 2 H. Postęp procesu neutralizacji do założonego końcowego stosunku molowego K/P kontrolowano metodą miareczkową alkacydymetryczną wobec fenoloftaleiny i oranżu metylowego. Odwadnianie otrzymanych roztworów KH 2 i K 2 H prowadzono w modelowej suszarce Mobile Minor TM 2000 model H, Niro A/S o wydajności suszenia 1 7 kg/h odparowanej wody. Do rozpylenia zawiesiny stosowano atomizer z dyskiem napędzanym pneumatycznie lub dyszę fontannową. Kalcynację wysuszonych produktów neutralizacji prowadzono na tacach metalowych o pojemności ok. 0,5 kg w piecu półkowym komorowym cyrkulacyjnym Nabertherm typu N60/65HA z automatyczną regulacją temperatury w zakresie 20 650 C i dokładnością do 1 C. Z danych literaturowych wiadomo, że w temp. 300 500 C diwodorofosforan potasu (KH 2 ) kondensuje do nierozpuszczalnego w wodzie metafosforanu potasu (KPO 3 ) n ; wodorofosforan dipotasu (K 2 H ) do difosforanu tetrapotasu (K 4 ), zaś mieszanina o stosunku molowym KH 2 / K 2 H jak 1:2 (stosunek molowy K/P 1,66) powinna w tych warunkach kondensować dając jako główny produkt trifosforan pentapotasu (K 5 ). Wiadomo jednak, że w warunkach 1132 87/11(2008)

Rys. 3. Zmiana składu głównej fazy produktów w zależności od stosunku molowego K/P na podstawie analizy XRD; K 5 (l), KPO ( 3 *) trzy formy polimorficzne K 4 (r) Fig. 3. Changes of the diffraction patterns of the samples with varying composition according to XRD. The diffraction lines of K 5 (l), KPO 3 ( * ) and 3 polymorphs of K 4 (r) Rys. 2a i 2b. Sprawność procesu konwersji ortofosforanów do polifosforanów w funkcji temperatury (czas przebywania 60 min) Fig. 2a and 2b. The conversion degree as function of temperature (residence time 60 min) Tabela 1. Właściwości fizykochemiczne (wartości średnie) polifosforanów potasu w zależności od stosunku molowego K/P Table 1. Physicochemical properties of potassium polyphosphates as a function of K/P molar ratio Stosunek molowy K/P Ca³kowita zawartoœæ fosforanów, % mas. Zawartoœæ czêœci nierozpuszczalnych w wodzie, % mas. Rozpuszczalnoœæ w wodzie w temp. 0 o C, jako równowagowe stê enie w wodzie, % mas. 1,50 48,9 19,5 18,6 1,55 48,0 10,80 18,8 1,66 47,2 2,51 24,3 1,7 47,0 0,62 25,0 1,74 45,3 0,15 22,4 1,8 44,8 0,10 21,8 1,85 43,7 0,02 22,0 2,0 41,4 0,00 21,4 dokładnie stechiometrycznych, powstaje pewna ilość nierozpuszczalnego metafosforanu potasu, nieprzydatnego do zastosowań spożywczych. Badania syntezy skondensowanych fosforanów potasu prowadzono zmieniając skład mieszanki monofosforanów jedno i dwupotasowego w zakresie stosunków molowych K/P 1,5 2,0 zmieniając temperatury kalcynacji w zakresie 300 500 C. Stosowano czasy przebywania 30 90 min. Wyznaczano sprawność procesu kondensacji (stopień konwersji monofosforanów w polifosforany) w zależności od warunków procesowych oraz składy fazowe produktów kondesacji. W produktach analizowano ogólną zawartość fosforanów skondensowanych metodą miareczkowania fosforanów mianowanym roztworem chlorku magnezu w alkalicznym środowisku wodno-alkoholowym wobec wskaźnika tymoloftaleksonu i fenoloftaleiny po uprzedniej hydrolizie próbki w kwasie solnym na gorąco. Zawartość monofosforanów wyznaczano metodą kolorymetryczną molibdenową w środowisku kwaśnym mierząc absorbancję próbek przy długości fali 650 nm. Sprawność procesu kondensacji (proc. stopień konwersji) obliczano jako ilość fosforanów skondensowanych w stosunku do ogólnej zawartości fosforanów w próbce. Składy fazowe produktów określano na podstawie jakościowej analizy dyfrakcyjnej rentgenowskiej (XRD). Ilościowo skład chemiczny (formy fosforanowe współistniejące w produktach) wyznaczono na podstawie analizy chromatograficznej HPLC substancji rozpuszczalnych w wodzie. Skład chemiczny substancji nierozpuszczalnej w wodzie zidentyfikowano jednoznacznie przy pomocy XRD jako metafosforan (KPO 3 ). W tej części produktu, która była rozpuszczalna w wodzie metodą HPLC oznaczono udziały orto, di- i trifosforanów. Składy chemiczne poszczególnych opisanych prób wynikają z bilansu analiz części produktu rozpuszczalnego i nierozpuszczalnego w wodzie. Polifosforany potasu są tak dobrze rozpuszczalne w wodzie, że niektórzy autorzy 10) uważają za niemożliwe dokładne oznaczenie rozpuszczalności jako wartości równowagowego stężenia roztworu nasyconego, gdyż w trakcie rozpuszczania sole te rozpuszczają się we własnych hydratach tworząc substancje żelowate. Ponadto fosforany, a przede wszystkim polifosforany, charakteryzuje zdolność do tworzenia względnie trwałych roztworów prze- 87/11(2008) 1133

Rys. 4. Udziały masowe di- i trifosforanu potasu w produktach poddanych procesowi kalcynacji w 450 C przez 60 min w zależności od stosunku molowego K/P Fig. 4. Mass fraction of diphosphates and triphosphates as a function of molar ratio K/P for products manufactured at 450 C and residence time 60 min Rys. 5. Wpływ poziomu dodatku difosforanu potasu (preparat 2) na wyciek w modelowych wyrobach z dodatkiem preparatów fosforanowych przy zawartości wody 30, 50 i 80% Fig. 5. Effect of potassium diphosphate addition on the technological leak for water content 30, 50 and 80% Tabela 2. Właściwości fizykochemiczne polifosforanów potasu, próbki aplikacyjne Table 2. Physicochemical properties of potassium polyphosphates. Trials for application in meat processing Mieszanka K/P 1,74 (1) K/,0 (2) Zawartoœæ czêœci nierozpuszczalnych w wodzie, % m/m 0,15 0,0 ph 1-proc. roztworu 10,03 10,20 Zawartoœæ ogólna fosforanów jako 45,3 41,4 Zawartoœæ ortofosforanów jako 0,43 0,21 Zawartoœæ difosforanów jako 10,20 42,3 Zawartoœæ trifosforanów jako 35,60 0,70 Zawartoœæ potasu jako K, % 44,1 47,25 Rozpuszczalnoœæ w wodzie w 20 C, g/100 g H 2 O 179,4 156,63 syconych 10). W pracy wyznaczano rozpuszczalność jako stężenie fosforanów ogólnych w roztworze pozostającym w równowadze z fazą stałą zawierającą badaną próbkę polifosforanów, przy czym analizę wykonywano po ok. 2 h mieszania w ustalonej temperaturze (0 C). Ważną cechą polifosforanów potasu dla ich zastosowań spożywczych jest też odczyn ph (polifosforany klasyfikowane są jako dodatki do żywności z grupy regulatorów kwasowości i stabilizatorów). Ten parametr był wyznaczany dla roztworu 1% w temperaturze pokojowej. Analizowano również zawartość części nierozpuszczalnych w wodzie metodą wg PN-93/C84300/21. Badania struktury i właściwości fizykochemicznych oraz sensorycznych przetworów mięsnych w zależności od składu i ilości fosforanów oraz od zawartości wody w surowcu mięsnym przeprowadzono stosując opracowane receptury modelowych drobno rozdrobnionych wyrobów mięsnych. Zastosowano dodatek mieszanki fosforanowej zawierającej ok. 80% mas. trifosforanu pentapotasu i 20% difosforanu tetrapotasu (preparat 1) oraz czysty difosforan tetrapotasu (preparat 2). Doświadczenia prowadzono przy dodatku 0, 3, 4,5, 6 i 7,5 g /kg produktu. Równolegle oceniano wyroby zawierające dodatek odpowiednich ilości trifosforanu pentasodu. W badaniach zastosowano ponadto zróżnicowany poziom dodatku wody technologicznej (30, 50 Rys. 6. Wpływ poziomu dodatku trifosforanu potasu (preparat1) na wyciek w modelowych wyrobach z dodatkiem preparatów fosforanowych przy zawartości wody 30, 50 i 80% Fig. 6. Effect of potassium triphosphate addition on the technological leak for water content 30, 50 and 80% Tabela 3. Wpływ dodatku fosforanu na wytrzymałość na zrywanie plastra w modelowych wyrobach mięsnych, N/cm 2 Table 3. Effect of phosphate addition on plaster tearing in model meat products, N/cm 2 Preparat 1 2 Dodatek wody, % 30 50 80 30 50 80 Dodatek fosforanu, g /1 kg 0 3,1 2,6 1,5 4,3 2,7 1,5 3 3,5 2,2 1,6 4,5 2,0 1,7 4,5 4,3 2,1 1,2 4,1 2,1 1,3 6 4,2 2,4 1,4 3,4 1,9 1,3 7,5 3,9 2,3 1,2 3,2 2,6 1,3 1134 87/11(2008)

i 80%) w celu określenia najmniejszego dodatku mieszanek (1) i (2), przy którym obserwuje się już korzystny wpływ technologiczny bez pogorszenia jakości modelowych wyrobów. Przeprowadzono produkcję doświadczalną modelowych, drobno rozdrobnionych przetworów mięsnych, w postaci konserw i parówek zawierających oba preparaty fosforanowe (1) i (2) oraz próby kontrolne bez dodatków. W modelowych wyrobach określano poziom wycieku termicznego z wyrobu, wykonano sensoryczną ocenę jakości. Oceniano takie wyróżniki, jak pożądalność barwy, zapachu, smaku, konsystencji i pożądalność ogólną oraz ocenę profilową modelowych wyrobów oceniając twardość, sprężystość, gumiastość, przeżuwalność i związanie wody. Charakteryzowano również profil smakowy wyrobów modelowych oceniając wrażenie tłustości, słoności, słodyczy, smaku gorzkiego, cierpkiego i kwaśnego za pomocą programu Analsens 2005. Zbadano też charakterystykę tekstury modelowej konserwy metodą TPA. Określano twardość, kohezyjność, gumiastość, sprężystość, żujność oraz oznaczano wytrzymałość na zrywanie plastrów (konserwa) za pomocą uniwersalnej maszyny Zwick model 1445. Ocena sensoryczna pożądalności i ocena profilowa przeprowadzana była przez 10 wyszkolonych sędziów, którzy oceniają wyroby podczas odpowiedniej degustacji w skali 1 10. Brana jest pod uwagę średnia ocen dla każdej cechy. Najbardziej charakterystyczne wyniki przedstawiono w postaci wykresów (rys. 5 7) oraz w tabeli 3. Wyniki badań Proces syntezy W zależności od oczekiwanego głównego produktu kondensacji optymalnymi temperaturami procesu były: 450 470 C dla produktu, w którym główną fazę stanowił trifosforan pentapotasu i 400 420 C, jeżeli oczekiwanym produktem był difosforan tetrapotasu (rys. 2a i 2b). W tych warunkach produkty neutralizacji przy stosunku molowym K/,0 kondensują do difosforanu tetrapotasu z prawie 100-proc. sprawnością (99,3 99,6%). W warunkach prowadzenia doświadczeń optymalnym czasem kalcynacji było 40 60 min. Produkt o K/,0 posiadał bardzo niewielką ilość części nierozpuszczalnych w wodzie, przy czym w znacznej części próbek były to ilości nieoznaczalne (tabela 1). Dla produktów neutralizacji o K/P 1,55 1,8 główną fazą obecną w produkcie kalcynacji był trifosforan pentapotasu. Jego udział liczony jako procent trifosforanów w całkowitej ilości fosforanów (obliczony jako równoważna ilość ) wynosił od 61 do 97,6 %. Ilość części nierozpuszczalnych w wodzie w produktach kalcynacji malała wraz ze wzrostem stosunku molowego K/P. Przy stosunku molowym K/P 1,5, co odpowiada stosunkowi molowemu KH 2 /K 2 H 1:1, zawartość metafosforanów przeliczona z zawartości części nierozpuszczalnych w wodzie wynosi ok. 20% całkowitej ilości przy równoczesnej zawartości (jako fazy głównej) ok. 80% trifosforanu pentapotasu (rys. 3 i 4). Difosforany pojawiają się w produktach kondensacji przy stosunku molowym K/P ok. 1,6 (rys. 4). Prawie przy tym samym stosunku molowym K/P zawartość trifosforanów osiąga maksymalny poziom (ok. 93,5%). Przy stosunku stechiometrycznym odpowiadającym dokładnie związkowi K 5 (5/3=1,66) zawartość części nierozpuszczalnych w wodzie była wyższa od zawartości przewidzianej normą jakościową dla spożywczego trifosforanu pentapotasu (poniżej 2% mas., tabela 1). Zawartość części nierozpuszczalnych, czyli metafosforanów szybko malała osiągając wartości mniejsze od 0,1% części nierozpuszczalnych w przedziale stosunków molowych K/P 1,8 2,0. W badanym zakresie zawartość trifosforanu rosła ze wzrostem K/P do maksimum dla K/P dla ok. 1,62, następnie malała szybko do zera. W produktach o K/,0 (produkt kondensacji czystego wodorofosforanu dipotasu) znajdował się praktycznie tylko difosforan tetrapotasu przy minimalnych zawartościach trifosforanu i nieprzereagowanych ortofosforanów. Analiza XRD wykazała w próbkach obecność dwóch odmian fazowych bezwodnego trifosforanu pentapotasu: a i b K P O, przy czym forma b 5 3 10 stanowi główną fazę prób, w których wartość K/P była zbliżona do wartości stechiometrycznej charakterystycznej dla K 5 Zidentyfikowano również pewne ilości tej soli w postaci dwu- i czterohydratów (rys. 3). Wszystkie formy krystaliczne trfosforanu pentapotasu oraz difosfosforanu tetrapotasu są bardzo dobrze rozpuszczalne w wodzie (tabela 1). Jednak podczas rozpuszczania obserwowano powstawanie zmętnienia, pomimo dużej zawartości fosforanów w fazie wodnej. Przyczyną jest współistnienie w produktach kondensacji obok doskonale rozpuszczalnych di- i trifosforanów potasu nierozpuszczalnych metafosforanów. Do badań aplikacyjnych wytypowano próbkę o minimalnej zawartości metafosforanów przy maksymalnej zawartości trifosforanu. Był to produkt (1) o stosunku molowym K/P 1,74. Jako drugi badaniom w przetwórstwie mięsnym poddano produkt (2) o K/,0. Charakterystykę chemiczną próbek stosowanych w badaniach aplikacyjnych podano w tabeli 2. Aplikacja w przemyśle mięsnym Najbardziej zauważalny był wpływ dodatku i stężenia fosforanów na właściwości technologiczne, takie jak wielkość wycieku cieplnego oraz na wytrzymałość mechaniczną plastrów. Dodatek polifosforanów pozwalał na przetwórstwo gorszych gatunków mięs, przede wszystkim gatunków o podwyższonej zawartości wody. W badaniach stosowano mięso I gatunku, a zróżnicowany poziom wody w przetwórstwie symulował sytuację przerobu mięs gorszych gatunkowo. Normalny dodatek wody do wyrobu dla mięsa dobrej jakości to ok. 30% mas. Wielkość wycieku cieplnego dla preparatu 1 tak przy 30% i 50% dodatku wody była mała, nie różniła się statystycznie istotnie. Najmniejszą wielkością wycieku i najwyższą wytrzymałością plastrów na zrywanie charakteryzowały się wyroby zawierające preparat 1 lub 2 przy 30% dodatku wody technologicznej (rys. 5 i 6). Moc wiązania i utrzymania wody przez preparat 2 przy 30 i 50% dodatku wody była silniejsza niż dla preparatu 1. Oceniane mieszanki złożone z polifosforanów potasu, zachowywały się w wyrobach mięsnych podobnie jak tradycyjne, złożone z fosforanów sodu. Obie próbki wykazywały działanie porównywalne, choć pewne zróżnicowanie zaobserwowano przy różnych dawkach preparatów i nie bez wpływu był poziom wody technologicznej. Zgodnie z oczekiwaniem najwyższe ubytki cieplne odnotowano dla wyrobu kontrolnego, bez dodatku mieszanek fosforanowych. Zastosowane mieszanki powodowały nawet ponad 4-krotne obniżenie ubytków cieplnych w odniesieniu do wariantu kontrolnego, w zależności od dawki preparatu i poziomu wody technologicznej. Dobre związanie i utrzymanie wody oraz jakość wyrobu uzyskiwano przy optymalnie 30 50% dodatku wody technologicznej i dawce preparatów fosforanowych 1 i 2 na poziomie 3 4,5 g/kg. Wraz ze wzrostem dodatku wody obserwowano statystycznie istotne obniżanie wyróżników twardości, gumiastości, sprężystości i żujności oznaczanych instrumentalnie. Nie stwierdzono istotnego wpływu poziomu wody na spoistość modelowych wyrobów zawierających oba preparaty fosforanowe. Nieco większe wartości wymienionych wyróżników przy odpowiadającym poziomie dodatku wody charakteryzowały produkt zawierający preparat fosforanowy (1 - trifosforany). Sensorycznie oznaczana pożądalność ogólna modelowych zawierających oba preparaty przy 30 i 50% wody technologicznej była porównywalna. Wyroby zawierające 80% dodatku wody cechowały się niższą pożądalnością ocenianych wyrobów. Wraz ze wzrostem poziomu dodatku wody obniżały się istotnie wartości wyróżników profilu tekstury, oznaczane sensorycznie. Przy 80% dodatku wody wartości ocen były najniższe. Wzrastający poziom dodatku wody technologicznej nie miał istotnego wpływu na kształtowanie sensorycznie oznaczanego odczucia związania wody 87/11(2008) 1135

Rys. 7. Charakterystyka wyróżników przeprowadzonej na gorąco sensorycznej oceny tekstury modelowych parówek (stężenie fosforanów dodanych 4,5 g /kg) Fig. 7. Results of the sensoric evaluation (under heating) of texture of model sauseges (added phosphates 4,5 g /kg) w wyrobie zawierającym preparat (1), zaś w przypadku wyrobów zawierających preparat (2) wartości te były blisko 2-krotnie wyższe w odniesieniu do wyrobów z preparatem (1) i ulegały obniżeniu wraz ze wzrostem poziomu dodatku wody. Zastosowane dawki preparatu nie miały istotnego wpływu na profil smaku i zapachu ocenianych wyrobów. Nie zaobserwowano również istotnych różnic w ocenie sensorycznej (w tym odczucia smakowe: cierpkość, gorzkość, odczucie smaku słonego) preparatów fosforanowych sodowych a potasowych. Pomimo obaw, że potas może dawać smak lekko gorzki lub cierpki, efektu takiego nie zauważono, chociaż wyroby były oceniane przez przeszkolonych sędziów, odróżniających nawet bardzo małe różnice sensoryczne (rys. 7). Podsumowanie i wnioski Przeprowadzone badania wykazały, że polifosforanowe sole potasu są w pełni przydatne w przetwórstwie mięsnym, podobnie jak odpowiadające im sole sodowe. Przewagą soli potasowych jest ich znacznie lepsza rozpuszczalność w wodzie, co ma istotne znaczenie w niektórych technologiach spożywczych. Ze względów dietetycznych i zdrowotnych produkty potasowe powinny być zalecane do wyrobów o obniżonej zawartości sodu, aby spożycie wędlin i innych przetworów mięsnych nie podwyższało dobowej dawki spożycia sodu. Aby otrzymać trifosforan pentapotasu bez zanieczyszczenia w postaci nierozpuszczalnego metafosforanu potasu należy stosować nadmiar stechiometryczny zasady. Wtedy produkt otrzymany tradycyjną metodą technologiczną, analogiczną do stosowanej w procesie otrzymywania technicznego lub spożywczego trifosforanu pentasodu, jest zanieczyszczony difosforanem tetrasodu w ilości proporcjonalnej do stechiometrycznego nadmiaru zasady. Trifosforan okazał się w bardzo niewielkim stopniu lepszy niż difosforan jako czynnik wiążący i utrzymujący wodę. Inne charakterystyczne właściwości reologiczne i sensoryczne wyrobów wpływu dii trifosforanów okazały się w przeprowadzonych doświadczeniach porównywalne. Dla wyrobów drobno zmielonych z mięsa wieprzowego optymalna dawka fosforanów wynosi 3 4,5 g /1 kg. Zwiększanie dawki fosforanów nie poprawia efektów technologicznych, a może pogorszyć inne właściwości. Otrzymano: 12-08-2008 Badania próbek metodą dyfrakcyjnej analizy rentgenowskiej przeprowadzono w Instytucie Metalurgii Żelaza w Gliwicach pod kierunkiem dr inż. Hanny Krztoń. Badania przeprowadzono w ramach projektu badawczego nr 1 T09B 074 30, finansowanego ze środków Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego. LITERATURA 1. J. R Van Wazer, Phosphorous and its compounds, Interscience Publishers, New York 1958. 2. Ullmann s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley 2001. 3. E. Prodan, L. Prodan, N. Ermolenko, Tripolifosfaty i ich primenenie, Nauka i Teknika, Minsk 1969. 4. A. Rutkowski, Stosowanie dozwolonych substancji dodatkowych w przetwórstwie mięsa, drobiu i ryb, Hortimex, Konin, 2004. 5. H. Makała, B. Cichy, Przem. Spożywczy 2007, 12, 18. 6. J. Frederick Francis, Encyclopedia of food science and technology, John Wiley & Sons, New York 2000. 7. W.D. Müller, M. Eber, J. Przytulla, Fleischwirtschaft 2000, 1, 99. 8. B. Cichy, S. Folek, H. Makała, Polish J. Chem. Technol. 2007, 9, nr 3, 86. 9. Praca zbiorowa, Chemia żywności. (red. E. Sikorski), WNT, Warszawa 2002. 10. A.W. Frazier, R. M. Scheib, J. R Lehr, J. Agr. Food Chem. 1972, 20, nr 1, 146. 1136 87/11(2008)