檸檬酸鈣沉澱

檸檬酸鈣沉澱的生產原料是檸檬酸，碳酸鈣。檸檬酸鈣為白色、無臭、極難溶於水的粉末狀物質，含4分子結晶水，稍具吸濕性。本品是最近國內外流行的一種食品添加劑，可用作螯合劑、緩衝劑、組織凝固劑，特別是可用作鈣質強化劑。它安全無毒，每日攝入量不受限制。

基本介紹

• 中文名：檸檬酸鈣沉澱
• 外文名：Calcium citrate precipitation
• 原料：檸檬酸，碳酸鈣
• 物理性質：白色、無臭、極難溶於水
• 套用：食品添加劑
• 優勢：安全無毒，每日攝入量不受限制

檸檬酸和檸檬酸鈣

利用甘薯製造檸檬酸，可採用深層發酵法和固體淺盤發酵法。深層發酵法是將薯乾澱粉用密封發酵罐進行攪拌通氣發酵生產，此法設備較複雜，投資大，但生產效率高，大型檸檬酸生產廠多採用此法。固體發酵法(淺盤)是以薯乾澱粉或薯渣為原料，先發酵生產檸檬酸鈣，然後再加工成檸檬酸。此法設備簡單，投資小，適於鄉鎮企業及小型工廠採用。以薯渣為原料固體發酵法生產檸檬酸(鈣)的工藝流程見圖1。

圖1

生產方法為：固體發酵生產檸檬酸鈣的主要原料是薯渣，其中約含55%的澱粉，是微生物發酵的碳源。另外，發酵時還需要一定的輔料，如有機氮源(米糠、麩皮、豆餅粉等)或無機氮源(尿素、硫酸銨)以及生酸促進劑碳酸鈣和水。

原料的準備和處理

以甘薯渣製取檸檬酸(鈣)的配料為：經粉碎過篩的薯渣每100kg加水85kg，加入氮源輔料，如用硫酸銨(用量為薯渣的0.7%)、尿素(為0.4%)、米糠或麩皮(用量為10%或16%)，並加入2%～3%的碳酸鈣以穩定曲料中的酸鹼度，有利於檸檬酸的產生。

制曲的薯渣可用濕渣或乾渣。濕渣是甘薯提取澱粉後的殘渣，經壓榨脫水使含水量達70%即可供制曲使用。但濕渣易腐敗霉變，不能長久及長途轉運外地，如廠址設在澱粉廠附近最好，以新鮮薯渣為原料，可省去乾燥、破碎、篩分等工序。如用乾渣(含水15%)，應先剔除已變質敗壞的部分，再灑水破碎，篩分成顆粒為2～4mm的粗料和2mm以下的細料。區分粗細料的目的是便於制曲時掌握用水量(粗料吸水多，細料吸水少)。生產檸檬酸用的黑麴黴菌在發酵時需要適量的氮源，輔料中有機氮源以米糠為最好，麩皮次之。也可用無機氮源，但制曲前必須碎成細粉。

種曲製備

曲料經充分攪拌均勻後即上蒸鍋，上料時應均勻撒開，然後加蓋蒸1h左右，以殺死雜菌。生產檸檬酸的菌種是黑麴黴，製備種曲是要獲得該菌的大量孢子作種子。種子先從斜面種到一級種、二級種逐級擴大培養。種子擴大培養基以麩皮5kg、碳酸鈣500g、硫酸銨25g、水5～5.5kg的比例配製後，並勻裝入廣口瓶或三角瓶中，用紗布、牛皮紙封口，然後於0.15MPa加壓滅菌1h。冷卻搖勻後接人斜面黑麴黴，置於30～32℃的溫室內培養，12～15h後搖動一次，過7～8h後再搖動一次，培養3～4d後，待瓶中曲料全呈棕黑色(黑曲孢子)，即可擴大到二級培養。種曲接種量一般約4%左右，曲料過乾，可酌量加入煮沸過的溫水，使曲料溫度適宜。二級種培養條件與一級種相似，僅擴大種子瓶的數量。按此法配製的種曲，孢子應密集、粗壯，呈棕黑色，鏡檢無雜菌，即可作為發酵種子用。

制曲

原料按上述要求準備好後，按50kg薯渣、5.5kg米糠或9.5kg麩皮、1.0kg碳酸鈣、2.3%乙醇、40kg水(此為粗料用水，細料用水為35kg)的比例混合，灑水量要靈活掌握，以生料蒸熟後疏鬆，呈淺棕褐色，不黏為度。用常溫水，氣溫低於10℃時用熱水，以便加快對料的浸潤。由於薯渣及輔料中含有大量雜菌，如不徹底殺滅會引起生產中雜菌污染造成損失，因此蒸料滅菌是生產成敗的關鍵。蒸料的另一個目的是使生料變成熟料，這樣原料中的澱粉加熱後會膨脹、糊化，蛋白質變性，給生酸菌黑麴黴提供便於利用的碳源和氮源。

蒸料用鐵制蒸鍋或木質蒸籠均可。操作時盛料厚薄必須均勻，要蒸透，不能有死角。在常壓下一般蒸煮90min，加壓蒸煮(98～147kPa)需60min。蒸料時須排汽，使汽路通暢，火力不宜過猛，否則會引起物料焦化，破壞養分，影響產酸。

料蒸好後要出鍋攤晾，接入黑曲菌種。整個過程都要進行無菌操作。物料出鍋後，在用新潔爾滅消過毒的場地上攤晾，使團塊疏鬆，待溫度降至37℃以下時，立即補水接種，裝盤進室。出鍋料內水分含量為65%，必須將水分補足到75%。補充的水分需煮沸10min滅菌，冷卻後把二級種子的黑麴黴種子用無菌水從種曲上洗脫下來，倒入補足的水分中(種子量為薯渣乾料的0.2%～0.3%)，然後均勻潑灑在物料中作補水接種，溫度在27～33℃。

然後將補水接種後的曲料立刻裝盤。盤子用馬口鐵或搪瓷做成，不宜用木盤，因木盤不易清洗和消毒。盤內曲料應保持疏鬆，不可壓實，厚度在4～7cm，盛料後，將盤子放在無菌曲室架上發酵培養。

保溫發酵

曲室應保持一定的溫、濕度，才能有利於黑麴黴的生長和發酵產酸。相對濕度應保持在85%～90%，在氣溫低的季節，可向曲室通入蒸汽，溫度高的季節，在地上灑水，以調節曲室溫度。第一階段：發酵18h前，以27～31℃為宜；第二階段：18～48h，以38～43℃為宜；第三階段：48～96h，以35℃為宜。正常培養過程可觀察到：發酵20h，曲盤料呈淺黃色，有絨毛狀菌絲；36h，有細小灰白孢子頭；48h孢子轉棕色，並繼續轉深；至96h結束，曲面孢子密集，呈棕褐色。培養48h後應每隔12h測定酸度一次，一般培養96h，檸檬酸生成量達最高，必須出曲，停止發酵。

浸取檸檬酸

將發酵培養好的曲料置於水泥池(池內襯有防腐塑膠軟板，池邊各側底部有數個排液口)，加水浸取曲中的檸檬酸，浸曲液比為1：3或1：4(以乾薯渣投料計)。曲在浸曲池中要經過多次浸取，每次浸30min。第一次浸需用50℃以上的溫水，以後用常溫浸曲：曲經過多次浸取後，浸曲液酸度相應降低，酸度低的浸曲液不作中和，套用作下一批曲的第一次或第二次浸曲液，以縮小中和液體積，避免因中和液酸度過低而影響檸檬酸鈣的獲得率和質量。每次浸曲結束後，從浸曲池底各側排液口放液。曲渣經多次浸取後，檸檬酸含量在0.5%以下時不再進行浸取，曲渣及時清出作飼料。

去雜

浸出液中常有糊精、糖、色素、曲渣、黑麴黴的孢外酶、菌體等，因此，浸出液先用自然過濾法除去曲渣等雜質，然後加熱到65℃，使雜質沉澱並去除蛋白酶、菌體、曲渣等雜質。糊精、色素、糖等可溶性雜質可在中和後用熱水從檸檬酸鈣中洗去。

中和

將去除雜質的浸出液在中和桶中加熱至60%，邊攪拌邊徐徐加入碳酸鈣中和。碳酸鈣加入量應為實際檸檬酸含量的72%，或視其酸鹼度接近中性即可停加。加畢後保溫90℃以上，反應30min，中和終點用氫氧化鈉滴定，此時反應液中檸檬酸已成鈣鹽析出沉澱，然後濾出清液。

洗滌

將沉澱的檸檬酸鈣放入離心機脫水，並在離心機上用80℃以上的熱水洗滌，洗至在20mL洗水中加1～2滴1%高錳酸鉀3min不退色為止：

乾燥

將濕檸檬酸鈣放入烘房中，保持90～95℃，烘至含水量14%時，冷卻後裝袋即為成品檸檬酸鈣。如連續生產製取檸檬酸，則將檸檬酸鈣脫水洗滌後直接進入酸解淨化工藝，最終製得結晶檸檬酸。

檸檬酸鈣的基本套用

檸檬酸鈣的溶解性好，不需要胃酸的活化就能被吸收，極易轉化為離子鈣形式，被人體直接吸收利用。《美國臨床藥學雜誌》1993年的研究報告中指出，檸檬酸鈣的“生物利用率”遠比傳統的碳酸鈣好，檸檬酸鈣的血鈣濃度在服用鈣片後的數小時內都比服用碳酸鈣的高；報告還指出，檸檬酸鈣對甲狀旁膀素的抑制作用也比碳酸鈣高出了50%，這進一步證明了檸檬酸鈣會很快地在血液中出現高峰，顯示出快速的吸收率，

一般而言，檸檬酸鈣的“生物利用率”是碳酸鈣的2.5倍。另外，碳酸鈣在服斥後容易產生胃脹氣，所以最好在飯後服用，並且碳酸鈣沒有胃酸的分解也很難被吸收。檸檬酸鈣不但沒有這些缺點，相反卻有預防結石的優點，這是由於檸檬酸鈣在血液中的溶解度比生成結石的草酸鈣高，因此檸檬酸鈣會搶奪結石成分中的鈣，起到預防產生草酸鈣結石的功能。

不過，檸檬酸鈣的成本比碳酸鈣要高，並且，檸檬酸鈣所含的鈣的比率為21%，比碳酸鈣的40%低了將近1倍。所以，如果要攝取相同重量的鈣，攝取檸檬酸鈣的量就必須比碳酸鈣多將近1倍。