含钙的无机盐在食品中的应用

随着科学技术的发展进步，人们对食品加工助剂以及添加剂的研究也越来越多，各种食品添加剂及加工助剂的用途也逐渐被人们掌握，在使用时人们不仅只专注于食品添加剂及加工助剂的一般功能，同时还关注它们的营养功能。中国人普遍缺钙，所以钙盐在作为食品添加剂及加工助剂使用时越来越受到人们的青睐。但是不同的钙盐有不同的其它功能以及优劣好坏之分，在此有必要对GB2760-2011中规定的几种作为食品添加剂或加工助剂的无机钙盐进行一番比较。

1. 常用的几种含钙的盐

在GB2760-2011《食品添加剂使用标准》中含钙的无机盐有丙酸钙、硅酸钙、磷酸钙及其相关盐、硫酸钙、氯化钙、氢氧化钙[1]等。

这几种含钙的无机盐主要作用和应用范围如下表

名称	功能	应用范围
丙酸钙	防腐剂	豆制品、原粮、生湿面制品、面包、糕点、醋、酱油等
硅酸钙	抗结剂	乳粉和奶油粉、干酪、可可制品、淀粉及淀粉类制品、食糖、盐及代盐制品等
磷酸氢钙	水分保持剂、膨松剂、酸度调节剂、稳定剂、凝固剂、抗结剂	乳及乳制品、乳粉和奶油粉、水油状脂肪乳化制品、冷冻饮品、蔬菜罐头、可可制品、巧克力、米粉、小麦粉及其制品等
硫酸钙	稳定剂和凝固剂、增稠剂、酸度调节剂、加工助剂	豆类制品、面包、糕点、饼干、腌腊肉制品、肉灌肠类等
氯化钙	稳定剂和凝固剂、增稠剂、加工助剂	稀奶油、水果罐头、果酱、蔬菜罐头、豆类制品、装饰糖果、顶饰和甜汁等
氢氧化钙	酸度调节剂、加工助剂	乳粉和奶油粉及其调制产品等
碳酸钙	膨松剂、面粉处理剂、加工助剂	面粉制品等

 

在这几种中我们只探讨在啤酒、烘焙、卡拉胶、海藻胶中较为常用的硫酸钙、氯化钙、碳酸钙和磷酸氢钙四种。

2. 啤酒中常用的钙盐及比较

啤酒酿造中含钙的无机盐主要是用来调节酿造用水的。在现代啤酒酿造过程中水占有很重要的地位，特别是淡爽型的啤酒对水中所含的各种离子有更加严格的要求。对同一品牌的啤酒在不同地域生产出来的口味要求相同，但不同地域的水质必然不同，所以用来生产的水大都经过净化、杀菌、去离子等处理，再对处理过的水添加酿造所需的各种离子，以达到酿造的不同要求。

啤酒酿造用水中调节钙离子的主要有硫酸钙和氯化钙两种。食品中所用的硫酸钙分为二水硫酸钙（CaSO4·2H2O）和无水硫酸钙（CaSO4）两种，后者是大都是前者通过高温脱水而来。食品级氯化钙也有二水氯化钙（CaCl2·2H2O）和无水氯化钙（CaCl2）两种。在调节酿造用水中四种都是溶于水以离子形式存在于水中。

四种化合物其主要的差别如下表：

	二水硫酸钙	无水硫酸钙	二水氯化钙	无水氯化钙
来源	天然	前者脱水	化学合成	前者脱水
理论钙含量	……	……	……	……
溶解度	溶解度小	溶解度小	完全解离	完全解离
成分	钙、硫酸根、水	钙、硫酸根	钙、氯离子、水	钙、氯离子
特性	——	遇水放热、结成硬块	——	遇水结块

离子在啤酒酿造用水中的主要影响有[2-4]：①降低水的碱度，提高水的永久硬度；②在酿造水中对水的酸性起增降作用……⑩不参与酵母细胞的结构物质组成，以离子状态控制细胞生理状态，如降低细胞膜的通透性，调节酸度，多数酶的辅基等。

硫酸根离子在啤酒酿造用水中的主要影响有[2-4]：①消除碳酸氢根引起的碱度；②增酸作用……

氯离子在啤酒酿造用水中的主要影响有[2-4]：①能促进α-淀粉酶的作用、提高酵母活性……

在选择是二水化合物还是无水化合物时，选择二水化合物比较好：无水化合物的脱水过程多需要大量的能耗，在价格上要比二水贵；无水化合物在遇水后发生结块而不利于其分散的解离。在调节钙离子浓度上两种二水化合物是等效的，他们之间选择哪种添加还要考虑酿造水中硫酸根离子浓度范围和氯离子浓度范围、钙离子的添加量、添加哪种更加安全、对设备有何特殊要求、价格等因素的综合考虑。当硫酸根离子浓度在添加硫酸钙后所许可的范围内且氯离子也达到了相应的浓度时添加硫酸钙比氯化钙好。一般钙离子的添加量比较少，其浓度要求一般在30-50mg/l。所以其溶解度对其影响不大，硫酸钙为天然形成更加安全，并不会像氯化钙那样对设备产生腐蚀。

3．烘焙中常用的钙盐及比较

在烘焙中常用的含钙的无机盐有硫酸钙、碳酸钙、磷酸氢钙。这三种无机盐在烘焙中都是在复合膨松剂中使用，但用途还是有比较大的差别，硫酸钙多用于生物膨松剂，碳酸钙和磷酸氢钙多用于化学膨松剂中[5]。

四种化合物的主要差别如下表：

	二水硫酸钙	无水硫酸钙	碳酸钙	磷酸氢钙
来源	天然	二水硫酸钙脱水	天然或合成	化学合成
理论钙含量	……	……	……	……
成分	钙、硫酸根、水	钙、硫酸根	钙、碳酸根	钙、磷酸氢根
溶解度	小	小	不溶	小
作用	酵母食物、填充剂	酵母食物、填充剂	填充剂、产气盐	产酸盐
特性	——	遇水放热、结成硬块	——	——

 

生物膨松剂是以酵母发酵为主，通过酵母代谢产生二氧化碳而达到膨松面团的作用，硫酸钙主要的作用是作为酵母食物，增加酵母活性改善发酵时间和产气量，调节水的硬度，作为钙营养强化剂等作用[6]。

化学膨松剂是以产气盐和酸组成的复合物，碳酸钙不溶于水……碳酸钙和磷酸氢钙都可以作为钙营养强化剂在面粉中使用[7]。

在硫酸钙、碳酸钙、磷酸钙作为上述用途时三者之间是不能相互替代使用的。当它们作为膨松剂、填充剂和营养强化剂时就有一定差别，使用无水硫酸钙更好，它具有吸水性可以吸收复合膨松剂中水分保持膨松剂的干燥性和良好的分散性，特别是酸和盐的化学膨松剂避免遇水反应，延长保质期，它的水溶液pH中性，溶解度适中不会影响复合膨松剂中的成分和面团的成分。

4．卡拉胶、海藻胶中常用的钙盐及比较

在卡拉胶、海藻胶等钙敏性凝胶[8-9]中常用的无机盐主要有硫酸钙、氯化钙、碳酸钙。这几种钙盐在卡拉胶、海藻胶中应用方法和使用量，都与他们的溶解度和溶解速率有关系，同啤酒一样硫酸钙及氯化钙使用二水的比无水的好。

三种化合物的主要性质如下表：

	二水硫酸钙	二水氯化钙	碳酸钙
来源	天然	化学合成	天然或或合成
理论钙含量	23.23%	27.21%	39.84%
溶解度	很小	完全解离	几乎不溶
溶度积[10]	2.4×10-5	——	8.7×10-9
溶解速率	慢	快	——
特性	酸中溶解度增加	——	与酸反应

三种化合物会影响到卡拉胶、海藻胶的凝固速度、强度、透明度等……但是，由于氯化钙是化学合成的，碳酸钙也有可能是化学合成的，所以在选择无机钙盐时建议还是以硫酸钙为主。

5．小结

在实际使用时，应根据不同的需要来选择不同的钙盐，但是在具有相同的功能时，建议还是优先考虑硫酸钙。因为只有硫酸钙要求是纯天然的，经过无数实践验证，硫酸钙是绝对安全无毒的