肉的持水能力与多汁性、嫩度等食用品质相关，且可以提高产品的出品率，具有重要的经济意义。肉的持水能力差会造成肉制品汁液损失和贮藏损失增加，导致巨大的经济损失。在肉品加工过程中往往要添加保水剂，最大限度地提高产品的持水、持油能力和感官特性。
磷酸盐在食品加工中主要用于改善食品的质量，作为保水剂、护色剂、抑菌剂和稳定剂主要以正磷酸盐、焦磷酸盐、三聚磷酸盐、多聚磷酸盐的化学形式出现。磷酸盐在乳化肉制品中提供的功能主要有：(1)提高pH值，使肌原纤维蛋白pH值偏离等电点，增强蛋白质间的静电斥力，使肽链结构松弛，水进入蛋白质间的空隙，从而提高肉制品的持水能力。(2)螯合作用，磷酸盐螯合金属离子，肌动球蛋白中肌球蛋白与肌动蛋白联接弱化，增强蛋白质溶解度，从而提高肉的持水能力和乳化稳定性。同时磷酸盐与金属离子螯合可以延缓不饱和脂肪酸氧化，抑制肉制品酸败、变色。但过量添加磷酸盐，将导致肉制品产生不良的金属涩味，且过量的磷摄入对人体健康造成严重的负面影响。有研究指出，机体内磷酸盐浓度的增加是有直接毒性的，当摄入的磷酸盐超过最大允许值(0.5%)时，短期内会导致腹痛、腹泻；长期摄入磷酸盐会导致人体钙、铁等矿物质在肠道内无法正常被吸收，增加患骨骼疾病的风险，而且长期高磷摄入会增加慢性肾病和心血管疾病的潜在风险。
目前已有多种可供选择的具有磷酸盐功能的成分，例如天然植物多糖、植物蛋白质、碱性电解质等。在不使用磷酸盐作为添加剂的条件下，这些成分可替代磷酸盐的部分功能，例如提高持水力、乳化稳定性，降低蒸煮损失，改善产品质地和感官特性。
1.碳酸盐
碳酸盐的功能特性主要与其碱化作用有关，能够使肌肉的pH值偏离肌原纤维蛋白的等电点，增加净负电荷。欧盟条例601/2014/EC允许在一些禽肉产品中使用碳酸钠作为保水剂，以提高产品出品率和多汁性。
BERTRAM HC等、赵改名等证明碳酸氢钠可以增强肉类蛋白溶解度，使肌原纤维蛋白吸水膨胀，从而改善肉的持水能力，降低蒸煮损失。碳酸盐提高pH值的能力比磷酸盐更好，是由于(HCO3)-离子体积比(P3O10)5-离子更小，更容易渗入肌肉与蛋白质侧链并产生相互作用，从而增加肌肉蛋白质之间的静电斥力。但是肉制品使用碳酸盐后比使用磷酸盐的持水能力差，这说明肉蛋白的凝胶不仅受pH值的影响，还有其他因素在起作用。
此外，ÖZTÜRK B等探究了碳酸钠和菊粉配合使用对鸡排品质的影响，结果表明，添加上述复合保水剂之后肉的pH值显著上升，蒸煮损失显著降低。虽然碳酸盐能提高肉制品的pH值和降低蒸煮损失，但是往往会导致pH值增加到远高于6.0，肌肉纤维膨胀，从而对产品的货架期和外观产生负面影响中。而未使用保水剂的肉制品因为接近中性pH值有利于腐败菌生长，加快了肉制品腐败变质。并且由于增加了肌红蛋白抵抗热处理变性的能力，导致肉制品中产生“肉变红现象”，使熟食呈现未煮熟的外观。
2.植物蛋白
在肉制品加工过程中，植物蛋白具有持水、乳化以及改良质构等功能。其与肌肉蛋白疏水缔合加强了氢键和二硫键之间的相互作用，导致盐溶性蛋白构象改变、α-螺旋部分解旋和β-折叠形成，使肌原纤维蛋白凝胶网络结构变得更连续、更均匀，促进了肌原纤维蛋白凝胶的持水能力。添加至肉制品中的常见植物蛋白有大豆分离蛋白、花生蛋白、豌豆蛋白等。
GOEMAERE O等研究了植物蛋白(豌豆蛋白、大豆蛋白、马铃薯蛋白等)替代磷酸盐作为乳化肉制品配料的效果，结果表明，大豆蛋白在几种植物蛋白中保水效果显著，其在产品硬度、出品率方面与含磷酸盐的香肠相似。有研究表明，大豆的摄入量越多，大脑的认知功能越好，可降低认知障碍的患病率。因此在肉品加工中添加大豆分离蛋白，在营养功能上具有可持续发展性。
杨琪等探究不同植物蛋白(大米蛋白、花生蛋白、大豆蛋白)对牦牛肉糜质构、颜色和pH值的影响，结果表明：蛋白添加量在1%~7%范围时，能增加肉糜的pH值、硬度和咀嚼性，花生蛋白改善了肉糜的红度和亮度。植物蛋白的结构变化受诸多因素的影响，如温度和pH值。在75℃、pH5.5~6.0的乳化肉制品加工条件下，植物蛋白与肌肉蛋白的相互作用较差，反而对凝胶和硬度有负面影响。
NIU HL等探究将大豆分离蛋白在极酸(pH1.5)和加热处理(60℃)条件下对肌原纤维蛋白凝胶结构的影响，结果表明改性后的大豆分离蛋白具有优越的功能性，能够显著改善肌原纤维蛋白的凝胶结构，这主要与蛋白质结构变化和疏水聚集有关。未来可以研究复配使用不同来源蛋白质或复配蛋白质与某些亲水胶体，以进一步弥补乳化肉制品中因磷酸盐去除而造成的品质损失。
3.植物多糖
（1）淀粉
淀粉是一种高分子碳水化合物，由直链淀粉和支链淀粉这2种不同的葡萄糖聚合物组成。直链淀粉是一种由单一类型的糖单元组成的多糖；支链淀粉是葡萄糖脱去水分子通过1，4-糖苷键与1，6-糖苷键连接形成的共价聚合物。从玉米、小麦、大米以及马铃薯、红薯和木薯等块茎中获得的商业淀粉在食品中通常用于增稠、胶凝、黏合、稳定、保湿、增强质构和保鲜在肉制品中，淀粉通常作为黏合剂，以降低配方成本、提高出品率、减少烹调损失、改善肉的质地，并延长货架期。
（2）膳食纤维
膳食纤维是不能被小肠消化酶分解的碳水化合物，分为非水溶性纤维和水溶性纤维两大类。纤维素、半纤维素和木质素是3种常见的非水溶性纤维；果胶和树胶等属于水溶性纤维。在肌原纤维蛋白中添加不溶性膳食纤维可以促进蛋白质形成均匀的三维网络结构，从而改善肌原纤维蛋白凝胶质地，提高持水能力。
（3）海藻提取物
相关研究表明海藻酸钠、角又菜胶、卡拉胶均可作为脂肪的替代物来提高肉制品蒸煮出品率、乳化稳定性和保水性。卞欢等在速冻鲫鱼中添加2%~8%的海藻糖，能够改善速冻鲫鱼质构特性，添加量在2%~4%时效果最佳。PINDI W等研究红藻对鸡肉香肠理化特性以及脂肪氧化的影响，结果表明红藻粉能够降低香肠亮度，提高红度，抑制脂质氧化。在肉制品中加入海藻提取物不仅可以改善理化性质，还能够延缓氧化、延长货架期，因此海藻提取物具备替代肉制品中磷酸盐的潜能。
研究发现，很多天然物质具有部分磷酸盐的功能，但是不能完全取代磷酸盐，且过量的添加会对产品的感官品质造成负面影响。因此，研究人员尝试将2种或者2种以上的天然保水剂结合使用。比如多糖类保水剂的组合复配显示出对肉制品的理化性质具有显著影响。
付丽等将k-卡拉胶和亚麻籽胶进行复配；THANGAVELUKP等将苹果渣和咖啡银皮粉末复配；JOMMARK N等将羧甲基纤维素和魔芋葡甘聚糖进行复配。结果表明，在肉制品中添加这些组合配料后，在保水、保油能力以及凝胶效果方面都有明显增强，可以替代部分磷酸盐功能。
还有研究人员对柠檬酸盐和碳酸盐等碱性电解质进行复配，开发新型无磷保水剂。赵宏蕾等用0.15%的柠檬酸钠协同0.2%的碳酸氢钠代替法兰克福香肠中传统的磷酸盐；王荣等添加0.4%的NaHCO3、0.4%的Na2CO3、0.8%的柠檬酸钠开发鮰鱼片的无磷保水剂配方。结果表明，这些无磷保水剂均有效降低了肉制品的蒸煮损失，改善了多汁性。KERIMOGLU B等研究结果表明，在乳化鸡肉丸中使用菊芋粉和碳酸钠能够提高质构和感官质量，且在乳化鸡肉丸中使用5.7%的菊芋粉和中等比例的碳酸钠可以达到最佳效果，为天然健康的家禽产品配方提供了新的磷酸盐替代方案。
将部分冻干蔬菜进行复配作为无磷保水剂。同样具有良好效果。肉制品的持水能力受pH值的影响，因此高pH值的水果或蔬菜可以中和微酸性的肉制品，提高香肠肉的pH值，进而改善肉的持水能力。WEIGEL I等研究表明添加1.6%冻干抱子甘蓝、7.0%的红南瓜与阳性对照添加0.6%(w/w)磷酸盐对香肠肉样品持水能力的影响相似，质构、感官评价同样无显著差异，但是由于所使用的冻干蔬菜颜色较深，香肠颜色产生了显著的变化。使用冻干蔬菜为生产无磷保水剂提供了新的方案，与投资昂贵的新兴技术相比，使用新原料不仅容易实施，风险也更小。
参考文献：刘凯彤等《肉制品无磷保水剂的研究进展》；图片来源于创客贴会员
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