果酸鈣，又名枸酸蘋果酸鈣。作為新一代的、風(fēng)靡歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的優(yōu)質(zhì)鈣源，它是將鈣、檸檬酸和DL-蘋果酸按一定比例配合而形成的蟹合物，現(xiàn)已成為美國(guó)、西歐和日本等國(guó)首選的高吸收性鈣原料。
簡(jiǎn)介
中文名稱 果酸鈣
CAS NO. 142606-53-9
英文名稱 鈣 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：
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:鈣 Citrate Malate（簡(jiǎn)稱CCM），作為新一代優(yōu)質(zhì)鈣源風(fēng)靡歐美發(fā)達(dá)國(guó)家。
加州圣拉福預(yù)防醫(yī)療中心主管埃爾森·哈思認(rèn)為：“碳酸根是鈣源中最廉價(jià)的，但CCM鈣是由鈣和枸櫞酸、DL-蘋果酸兩種果酸構(gòu)成。這兩種果酸在人體細(xì)胞的能量生產(chǎn)周期中產(chǎn)生，幾乎在所有水果中也大量存在。因此。CCM鈣非常適應(yīng)人體環(huán)境，CCM的生物學(xué)效價(jià)和可吸收性是最好的。”在美國(guó)屬CRAS（安全原料）級(jí)鈣源，更被日本衛(wèi)生福利部批準(zhǔn)為“特殊健康食品”鈣營(yíng)養(yǎng)添加劑。
特性
1、高溶解性
通過將果酸鈣與同類產(chǎn)品進(jìn)行了溶解性對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 果酸鈣在同類產(chǎn)品中鈣含量適中而溶解性明顯好于其他產(chǎn)品, 其溶解度隨pH的減小而增大, 且在微堿性和近中性的環(huán)境下仍具有較好的溶解性。果酸鈣在較寬pH值范圍的高溶解性是與高吸收相關(guān)的重要特征。溫度對(duì)其溶解性影響很小, 室溫下溶解度略高, 故果酸鈣作為鈣營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑更加適用。但是果酸鈣具有較高溶解性的機(jī)理還需要進(jìn)行深入地探討。
2、高生物學(xué)吸收利用性
果酸鈣的最大特征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(jìn)骨形成和緩解骨量減少等很高的生物學(xué)利用性。有關(guān)果酸鈣的高吸收性已被動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)所證實(shí)。小林和罔野等用大白鼠通過小腸結(jié)扎環(huán)實(shí)驗(yàn), 進(jìn)行45 Ca吸收平衡的研究。結(jié)果表明，來自果酸鈣的鈣體內(nèi)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(duì)象, 用雙重同位素法比較CCM和碳酸鈣的吸收率。結(jié)果顯示, 來自果酸鈣的鈣吸收率為3713% , 明顯高于碳酸鈣(2916% ) 的吸收率。Miller等以12名10～17歲青少年為對(duì)象進(jìn)行了碳酸鈣和果酸鈣的鈣吸收率臨床試驗(yàn)。結(jié)果也證明, 果酸鈣具有很高的吸收性。日本的森田日出男對(duì)21～30歲的女性進(jìn)行了臨床鈣吸收率比較實(shí)驗(yàn): 結(jié)果顯示, 對(duì)于加有果酸鈣的鮮橘汁, 人體的鈣吸收率為40% , 遠(yuǎn)比鈣吸收率只有30%的牛奶為高。Heaneg等對(duì)361 名絕經(jīng)后的女性進(jìn)行研究，被試驗(yàn)者投給安慰劑( p lacedo) 、碳酸鈣和果酸鈣二年。結(jié)果顯示, 絕經(jīng)后5年內(nèi)組間差異不顯著, 但6年后, 鈣攝取少的女性由于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(jù)吳正奇等撰文指出, 果酸鈣的組成成分檸檬酸和DL-蘋果酸具有光學(xué)左旋結(jié)構(gòu)(左旋結(jié)構(gòu)是可以被生物膜所識(shí)別的具有光學(xué)活性的化合物結(jié)構(gòu)) , 且是體內(nèi)三羧酸循環(huán)( TAC循環(huán)) 的中間代謝產(chǎn)物, 可以保證隨檸檬酸和蘋果酸在體內(nèi)的氧化而緩慢地釋放出鈣離子。這一特性就導(dǎo)致了果酸鈣具有高生物學(xué)吸收利用性。
3、減低鐵吸收阻礙
一般來講, 鈣會(huì)阻礙人體對(duì)其它礦物質(zhì)的吸收, 而果酸鈣卻能減低人體對(duì)鐵吸收的阻礙。Deehr等以19名52～72歲的女性為對(duì)象, 研究了鈣對(duì)鐵吸收的影響。被試驗(yàn)者攝取添加53 Fe的早餐后, 對(duì)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(jìn)行比較。結(jié)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(shí)果酸鈣確能降低對(duì)鐵吸收的阻礙。
4、風(fēng)味良好
鈣添加劑通常給人以“粗糙、辛辣”等不好的風(fēng)味的印象, 但果酸鈣具有細(xì)膩、綿軟和良好風(fēng)味的特點(diǎn)。
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(guó)屬安全原料( GRAS) , 可應(yīng)用于各類食品中, 已進(jìn)行了小鼠急性、毒性和大鼠90d喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn), 實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明果酸鈣是無毒的。
研究應(yīng)用
1、果酸鈣的研究動(dòng)態(tài)
目前生產(chǎn)果酸鈣主要是使用化學(xué)合成的方法, 在生產(chǎn)中要考慮到鈣離子、檸檬酸根、蘋果酸根地反應(yīng)摩爾比、三者的反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)過程中的加水量以及結(jié)晶條件的問題。在合成果酸鈣時(shí)一般選擇碳酸鈣、氧化鈣、石灰乳為鈣源, 以防止在合成過程中加入其它的離子。在美國(guó)專利果酸鈣的合成(No15, 186,965) 中指出, 假設(shè)制備500g果酸鈣粉末, 將192g檸檬酸和201gDL-蘋果酸分別溶于1000mL 水中, 在室溫下迅速加入300g碳酸鈣, 反應(yīng)3hr后, 將其混合物在80℃烘干即可。石家莊市維平功能食品科技有限公司李衛(wèi)平在實(shí)驗(yàn)中探索出了合成果酸鈣的又一穩(wěn)定的配方, 即014摩爾檸檬酸、015mol蘋果酸、1115mol碳酸鈣或氧化鈣，并將其在飲料中的應(yīng)用作了部分研究。黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院李杏元老師以溶解性為指標(biāo), 通過正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了制備果酸鈣的最佳參數(shù), 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(shí)還可以選用雞蛋殼、牡蠣殼、花蛤殼等殼類物質(zhì)為鈣源, 比如: 河北科技大學(xué)段惠敏教授研究開發(fā)了利用蛋殼制備果酸鈣的生產(chǎn)工藝, 確定了利用雞蛋殼制取高溶解性果酸鈣的工藝條件為: 將蛋殼用自來水清洗干凈, 180℃烘干1hr后粉碎, 置于高溫爐中950℃灼燒2hr后得蛋殼灰分(CaO) , 將01073摩爾 CaO加水30mL制成乳液, 加到含有01022mol檸檬酸與0104molDL-蘋果酸的15mL 混合溶液中, 在55℃攪拌的條件下反應(yīng)2hr, 于- 18℃凍結(jié)2d, 取出后, 所得產(chǎn)物在80～90℃恒溫干燥箱中干燥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(jìn)行中和反應(yīng), 凍結(jié)1d 后, 抽濾、洗滌、脫水，再凍結(jié)1d, 取出后在80℃下烘干即可。另外, 廣西科技大學(xué)生物與化學(xué)工程系張振謙教授研究了利用中藥牡蠣殼及花蛤殼制備果酸鈣的工藝條件。在研究中發(fā)現(xiàn), 牡蠣科殼及花甲殼均可作為制備果酸鈣較好的鈣源, 中和反應(yīng)條件為: 牡蠣殼粉∶檸檬酸∶DL-蘋果酸= 01073 ∶01024 ∶010334(摩爾比) , 55℃反應(yīng)1hr, 總體積為50mL, 在-10℃下結(jié)晶18hr; 花蛤殼粉檸檬酸蘋果酸=01073 ∶010202 ∶01035 (摩爾比) , 55℃反應(yīng)1hr,總體積為50mL, 在- 10℃下結(jié)晶18hr。另外, 山東食品發(fā)酵研究設(shè)計(jì)院已經(jīng)成功研制了利用微生物菌株發(fā)酵法生產(chǎn)果酸鈣, 這在利用生物法生產(chǎn)果酸鈣方面還是首創(chuàng), 并已申請(qǐng)了國(guó)家專利。
2、果酸鈣的應(yīng)用情況
果酸鈣是安全性很高的一般食品原料鈣, 在美國(guó)屬于安全原料(CRAS) , 可應(yīng)用于各類食品中, 果酸鈣固體劑可用作鈣質(zhì)補(bǔ)充劑, 液體劑型可用于鈣強(qiáng)化飲料。近年來, 歐美、日本、中國(guó)等國(guó)家對(duì)果酸鈣進(jìn)行了廣泛深入的研究, 完成了大量的動(dòng)物及臨床試驗(yàn), 在飲料中大力推廣應(yīng)用。用果酸鈣作鈣營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑的飲料已在世界多個(gè)地區(qū)銷售, 美國(guó)(1986年) 、日本(1990年) 、歐洲(1991年) 已經(jīng)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(dòng), 1995年被日本政府批準(zhǔn)為特定保健飲料, 日本衛(wèi)生福利部也已批準(zhǔn)CCM作為特殊健康食品的原料。加拿大政府已批準(zhǔn)果酸鈣吞服片和咀嚼片作為醫(yī)藥上的鈣質(zhì)補(bǔ)充劑。最近美國(guó)和日本在鈣強(qiáng)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(guó)也有了廣泛的生產(chǎn)和應(yīng)用。比如, 中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院有限公司在“Y—97”飲料專用果酸鈣研制成功的基礎(chǔ)上, 相繼開發(fā)了一系列鈣強(qiáng)化果汁飲料, 這類飲料能耐高溫處理, 酸堿環(huán)境穩(wěn)定, 即使長(zhǎng)期保存也不會(huì)產(chǎn)生鈣沉淀, 完全保留了飲料應(yīng)有的純正風(fēng)味和口感。另外, 河北科技大學(xué)的劉魁老師研究了果酸鈣咀嚼片的制備工藝, 其鈣含量為標(biāo)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(diǎn), 特別適合于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(chǎn)工藝條件。制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, 適用于不同年齡人群的補(bǔ)鈣。
發(fā)展前景
隨著人類生活水平和消費(fèi)水平的提高, 以及老齡化社會(huì)的到來, 人們對(duì)鈣營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑的認(rèn)識(shí)逐步增強(qiáng), 對(duì)保健品及強(qiáng)化食品的需求將急劇增加。目前市場(chǎng)上的鈣營(yíng)養(yǎng)添加劑種類較多, 但是考慮到果酸鈣在生產(chǎn)過程中使用的原料安全無毒, 不添加其它的化學(xué)藥品, 鈣含量適中、且具有較好的溶解性、高生物學(xué)吸收利用性和可減少人體對(duì)鐵的吸收阻礙, 因此果酸鈣是一種優(yōu)良的鈣營(yíng)養(yǎng)添加劑, 它既可以作為營(yíng)養(yǎng)添加劑制成鈣強(qiáng)化食品, 可以加入一定輔料后直接制成補(bǔ)鈣保健品, 還可以用于藥品中, 在實(shí)際生產(chǎn)中具有廣泛的開發(fā)應(yīng)用前景。
參考資料 >