果酸鈣

果酸鈣，又名枸櫞酸蘋果酸鈣。作為新一代的、風靡歐美等已開發國家的優質鈣源，它是將鈣、檸檬酸和蘋果酸按一定比例配合而形成的蟹合物，現已成為美國、西歐和日本等國首選的高吸收性鈣原料。

基本介紹

• 中文名：果酸鈣
• 英文名：CALCIUM CITRATE MALATE PENTAHYDRATE
• 別稱：枸櫞酸蘋果酸鈣
• 化學式： C16H14CA4O19

基本信息

中文名稱 果酸鈣

CAS NO. 142606-53-9

英文名稱 CALCIUM CITRATE MALATE PENTAHYDRATE

英文別名 CALCIUM CITRATE MALATE; calcium 2-hydroxybutanedioate 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylate (4:1:2)

分子式 C16H14CA4O19

分子量 670.583

又名：

枸櫞酸蘋果酸鈣（果酸鈣）

分子式：Ca6(C6H5O7)2(C4H4O5)3 · 6H2O

枸櫞酸蘋果酸鈣，亦稱檸檬酸蘋果酸鈣，俗稱果酸鈣，英文名:Calcium Citrate Malate（簡稱CCM），作為新一代優質鈣源風靡歐美已開發國家，它是將鈣、檸檬酸和蘋果酸按一定比例配合而形成的蟹合物，現已成為美國、西歐和日本等國首選的高吸收性鈣原料。

加州聖拉福預防醫療中心主管埃爾森·哈思認為：“碳酸鹽是鈣源中最廉價的，但CCM鈣是由鈣和枸櫞酸、蘋果酸兩種果酸構成。這兩種果酸在人體細胞的能量生產周期中產生，幾乎在所有水果中也大量存在。因此。CCM鈣非常適應人體環境，CCM的生物學效價和可吸收性是最好的。”在美國屬CRAS（安全原料）級鈣源，更被日本衛生福利部批准為“特殊健康食品”鈣營養添加劑。

果酸鈣的特性

1、高溶解性

通過將果酸鈣與同類產品進行了溶解性對比實驗發現, 果酸鈣在同類產品中鈣含量適中而溶解性明顯好於其他產品, 其溶解度隨pH的減小而增大, 且在微鹼性和近中性的環境下仍具有較好的溶解性。果酸鈣在較寬pH值範圍的高溶解性是與高吸收相關的重要特徵。溫度對其溶解性影響很小, 室溫下溶解度略高, 故果酸鈣作為鈣營養強化劑更加適用。但是果酸鈣具有較高溶解性的機理還需要進行深入地探討。

2、高生物學吸收利用性

果酸鈣的最大特徵是被人體攝取的鈣具有很高的吸收率, 另外果酸鈣還具有促進骨形成和緩解骨量減少等很高的生物學利用性。有關果酸鈣的高吸收性已被動物實驗和臨床試驗所證實。小林和罔野等用大白鼠通過小腸結紮環實驗, 進行45 Ca吸收平衡的研究。結果表明,來自果酸鈣的鈣體內保留率為7810% , 碳酸鈣為2012% , 顯示出果酸 鈣的高吸收性。另外, Smith等以10名21～31歲的女性為對象, 用雙重同位素法比較CCM和碳酸鈣的吸收率。結果顯示, 來自果酸鈣的鈣吸收率為3713% , 明顯高於碳酸鈣(2916% ) 的吸收率。Miller等以12名10～17歲青少年為對象進行了碳酸鈣和果酸鈣的鈣吸收率臨床試驗。結果也證明, 果酸鈣具有很高的吸收性。日本的森田日出男對21～30歲的女性進行了臨床鈣吸收率比較實驗: 結果顯示, 對於加有果酸鈣的鮮橘汁, 人體的鈣吸收率為40% , 遠比鈣吸收率只有30%的牛奶為高。Heaneg等對361 名絕經後的女性進行研究,被試驗者投給安慰劑( p lacedo) 、碳酸鈣和果酸鈣二年。結果顯示, 絕經後5年內組間差異不顯著, 但6年後, 鈣攝取少的女性由於投給鈣劑骨量下降趨緩, 而投給果酸鈣的骨量下降減緩效果要比碳酸鈣明顯。據吳正奇等撰文指出, 果酸鈣的組成成分檸檬酸和蘋果酸具有光學左旋結構(左旋結構是可以被生物膜所識別的具有光學活性的化合物結構) , 且是體內三羧酸循環( TAC循環) 的中間代謝產物, 可以保證隨檸檬酸和蘋果酸在體內的氧化而緩慢地釋放出鈣離子。這一特性就導致了果酸鈣具有高生物學吸收利用性。

3、減低鐵吸收阻礙

一般來講, 鈣會阻礙人體對其它礦物質的吸收, 而果酸鈣卻能減低人體對鐵吸收的阻礙。Deehr等以19名52～72歲的女性為對象, 研究了鈣對鐵吸收的影響。被試驗者攝取添加53 Fe的早餐後, 對攝取的安慰劑、含鈣500mg的牛奶以及配合果酸鈣的鮮橘子汁進行比較。結果顯示,53 Fe的保留量順序是, 安慰劑( 813% ) >配合含果酸鈣的鮮橘子汁( 714% ) > 果酸鈣(610% ) >牛奶(314% ) , 從而證實果酸鈣確能降低對鐵吸收的阻礙。

4、風味良好

鈣添加劑通常給人以“粗糙、辛辣”等不好的風味的印象, 但果酸鈣具有細膩、綿軟和良好風味的特點。

5、安全無毒

果酸鈣是安全性很高的一般食品原料鈣, 在美國屬安全原料( GRAS) , 可套用於各類食品中, 已進行了小鼠急性、毒性和大鼠90d餵養實驗, 實驗結果證明果酸鈣是無毒的。

國內外研究及套用

1、果酸鈣的研究動態

目前生產果酸鈣主要是使用化學合成的方法, 在生產中要考慮到鈣離子、檸檬酸根、蘋果酸根地反應摩爾比、三者的反應溫度、反應時間、反應過程中的加水量以及結晶條件的問題。在合成果酸鈣時一般選擇碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣為鈣源, 以防止在合成過程中加入其它的離子。在美國專利果酸鈣的合成(No15, 186,965) 中指出, 假設製備500g果酸鈣粉末, 將192g檸檬酸和201g蘋果酸分別溶於1000mL 水中, 在室溫下迅速加入300g碳酸鈣, 反應3hr後, 將其混合物在80℃烘乾即可。石家莊維平功能食品科技有限公司李衛平在實驗中探索出了合成果酸鈣的又一穩定的配方, 即014mol檸檬酸、015mol蘋果酸、1115mol碳酸鈣或氧化鈣,並將其在飲料中的套用作了部分研究。黃岡職業技術學院李杏元老師以溶解性為指標, 通過正交實驗最佳化了製備果酸鈣的最佳參數, 即在40℃條件下按Ca ∶CA ∶Ma = 12 ∶6 ∶9 (摩爾比) 合成果酸鈣。在合成果酸鈣時還可以選用雞蛋殼、牡蠣殼、花蛤殼等殼類物質為鈣源, 比如: 河北科技大學段惠敏教授研究開發了利用蛋殼製備果酸鈣的生產工藝, 確定了利用雞蛋殼製取高溶解性果酸鈣的工藝條件為: 將蛋殼用自來水清洗乾淨, 180℃烘乾1hr後粉碎, 置於高溫爐中950℃灼燒2hr後得蛋殼灰分(CaO) , 將01073mol CaO加水30mL製成乳液, 加到含有01022mol檸檬酸與0104mol蘋果酸的15mL 混合溶液中, 在55℃攪拌的條件下反應2hr, 於- 18℃凍結2d, 取出後, 所得產物在80～90℃恆溫乾燥箱中乾燥4～5hr, 即得果酸鈣。殷蓉老師以在950℃下煅燒的蛋殼粉為原料, 按n (蛋殼灰分) ∶n (檸檬酸) ∶n (蘋果酸) = 5 ∶2 ∶4的配比, 在50℃進行中和反應, 凍結1d 後, 抽濾、洗滌、脫水,再凍結1d, 取出後在80℃下烘乾即可。另外, 廣西工學院生物與化學工程系張振謙教授研究了利用中藥牡蠣殼及花蛤殼製備果酸鈣的工藝條件。在研究中發現, 牡蠣殼及花蛤殼均可作為製備果酸鈣較好的鈣源, 中和反應條件為: 牡蠣殼粉∶檸檬酸∶蘋果酸= 01073 ∶01024 ∶010334(摩爾比) , 55℃反應1hr, 總體積為50mL, 在-10℃下結晶18hr; 花蛤殼粉檸檬酸蘋果酸=01073 ∶010202 ∶01035 (摩爾比) , 55℃反應1hr,總體積為50mL, 在- 10℃下結晶18hr。另外, 山東食品發酵研究設計院已經成功研製了利用微生物菌株發酵法生產果酸鈣, 這在利用生物法生產果酸鈣方面還是首創, 並已申請了國家專利。

2、果酸鈣的套用情況

果酸鈣是安全性很高的一般食品原料鈣, 在美國屬於安全原料(CRAS) , 可套用於各類食品中, 果酸鈣固體劑可用作鈣質補充劑, 液體劑型可用於鈣強化飲料。近年來, 歐美、日本、中國等國家對果酸鈣進行了廣泛深入的研究, 完成了大量的動物及臨床試驗, 在飲料中大力推廣套用。用果酸鈣作鈣營養強化劑的飲料已在世界多個地區銷售, 美國(1986年) 、日本(1990年) 、歐洲(1991年) 已經開始銷售。日本寶就造公司從1991年推出含果酸鈣的橘汁、果奶飲料、透明的碳酸飲料以來引起世界轟動, 1995年被日本政府批准為特定保健飲料, 日本衛生福利部也已批准CCM作為特殊健康食品的原料。加拿大政府已批准果酸鈣吞服片和咀嚼片作為醫藥上的鈣質補充劑。最近美國和日本在鈣強化飲料和食品中, 比較常用的也是檸檬酸鈣與蘋果酸鈣的混合物。目前, 果酸鈣在中國也有了廣泛的生產和套用。比如, 中國食品發酵工業研究院在“Y—97”飲料專用果酸鈣研製成功的基礎上, 相繼開發了一系列鈣強化果汁飲料, 這類飲料能耐高溫處理, 酸鹼環境穩定, 即使長期保存也不會產生鈣沉澱, 完全保留了飲料應有的純正風味和口感。另外, 河北科技大學的劉魁老師研究了果酸鈣咀嚼片的製備工藝, 其鈣含量為標示量的90%～110% , 這類咀嚼片具有口味好、攜帶及服用方便、人體易吸收等特點, 特別適合於兒童及吞咽片劑困難的人群服用。郭光美老師研究了果酸鈣泡騰片的生產工藝條件。製備的泡騰片每片含鈣300mg, 酸甜爽口, 水溶性好, 吸收率高,食用方便, 適用於不同年齡人群的補鈣。

發展前景展望

隨著人類生活水平和消費水平的提高, 以及老齡化社會的到來, 人們對鈣營養強化劑的認識逐步增強, 對保健品及強化食品的需求將急劇增加。目前市場上的鈣營養添加劑種類較多, 但是考慮到果酸鈣在生產過程中使用的原料安全無毒, 不添加其它的化學藥品, 鈣含量適中、且具有較好的溶解性、高生物學吸收利用性和可減少人體對鐵的吸收阻礙, 因此果酸鈣是一種優良的鈣營養添加劑, 它既可以作為營養添加劑製成鈣強化食品, 可以加入一定輔料後直接製成補鈣保健品, 還可以用於藥品中, 在實際生產中具有廣泛的開發套用前景。