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荊門市磊鑫石膏制品有限公司 官波 李敏
隨著科學技術的發展進步，人們對食品加工助劑以及添加劑的研究也越來越多，各種食品添加劑及加工助劑的用途也逐漸被人們掌握，在使用時人們不僅只專注于食品添加劑及加工助劑的一般功能，同時還關注它們的營養功能。中國人普遍缺鈣，所以鈣鹽在作為食品添加劑及加工助劑使用時越來越受到人們的青睞。但是不同的鈣鹽有不同的其它功能以及優劣好壞之分，在此有必要對GB2760-2011中規定的幾種作為食品添加劑或加工助劑的無機鈣鹽進行一番比較。
1. 常用的幾種含鈣的鹽
在GB2760-2011《食品添加劑使用標準》中含鈣的無機鹽有丙酸鈣、硅酸鈣、磷酸鈣及其相關鹽、硫酸鈣、氯化鈣、氫氧化鈣[1]等。
這幾種含鈣的無機鹽主要作用和應用范圍如下表：
名稱 | 功能 | 應用范圍 |
丙酸鈣 | 防腐劑 | |
硅酸鈣 | 抗結劑 | 乳粉和奶油粉、干酪、可可制品、淀粉及淀粉類制品、食糖、鹽及代鹽制品等 |
磷酸氫鈣 | 水分保持劑、膨松劑、酸度調節劑、穩定劑、凝固劑、抗結劑 | 乳及乳制品、乳粉和奶油粉、水油狀脂肪乳化制品、冷凍飲品、蔬菜罐頭、可可制品、巧克力、米粉、小麥粉及其制品等 |
硫酸鈣 | 穩定劑和凝固劑、增稠劑、酸度調節劑、加工助劑 | 豆類制品、面包、糕點、餅干、腌臘肉制品、肉灌腸類等 |
氯化鈣 | 穩定劑和凝固劑、增稠劑、加工助劑 | 稀奶油、水果罐頭、果醬、蔬菜罐頭、豆類制品、裝飾糖果、頂飾和甜汁等 |
氫氧化鈣 | 酸度調節劑、加工助劑 | 乳粉和奶油粉及其調制產品等 |
碳酸鈣 | 膨松劑、面粉處理劑、加工助劑 | 面粉制品等 |
在這幾種中我們只探討在啤酒、烘焙、卡拉膠、海藻膠中較為常用的硫酸鈣、氯化鈣、碳酸鈣和磷酸氫鈣四種。
2. 啤酒中常用的鈣鹽及比較
啤酒釀造中含鈣的無機鹽主要是用來調節釀造用水的。在現代啤酒釀造過程中水占有很重要的地位，特別是淡爽型的啤酒對水中所含的各種離子有更加嚴格的要求。對同一品牌的啤酒在不同地域生產出來的口味要求相同，但不同地域的水質必然不同，所以用來生產的水大都經過凈化、殺菌、去離子等處理，再對處理過的水添加釀造所需的各種離子，以達到釀造的不同要求。
啤酒釀造用水中調節鈣離子的主要有硫酸鈣和氯化鈣兩種。食品中所用的硫酸鈣分為二水硫酸鈣（CaSO4?2H2O）和無水硫酸鈣（CaSO4）兩種，后者是大都是前者通過高溫脫水而來。食品級氯化鈣也有二水氯化鈣（CaCl2?2H2O）和無水氯化鈣（CaCl2）兩種。在調節釀造用水中四種都是溶于水以離子形式存在于水中。
四種化合物其主要的差別如下表：
二水硫酸鈣 | 無水硫酸鈣 | 二水氯化鈣 | 無水氯化鈣 | |
來源 | 天然 | 前者脫水 | 化學合成 | 前者脫水 |
理論鈣含量 | …… | …… | …… | …… |
溶解度 | 溶解度小 | 溶解度小 | 完全解離 | 完全解離 |
成分 | 鈣、硫酸根、水 | 鈣、硫酸根 | 鈣、氯離子、水 | 鈣、氯離子 |
特性 | —— | 遇水放熱、結成硬塊 | —— | 遇水結塊 |
鈣離子在啤酒釀造用水中的主要影響有[2-4]：①降低水的堿度，提高水的永久硬度；②在釀造水中對水的酸性起增降作用；③沉淀磷酸鹽；④改善糖化質量；⑤煮沸過程中凝固蛋白質、從酸性蛋白質中置換出氫離子，降低酸度，調節發酵液pH……⑩不參與酵母細胞的結構物質組成，以離子狀態控制細胞生理狀態，如降低細胞膜的通透性，調節酸度，多數酶的輔基等。
硫酸根離子在啤酒釀造用水中的主要影響有[2-4]：①消除碳酸氫根引起的堿度；②增酸作用；③促進蛋白質絮凝，使麥汁澄清；……
氯離子在啤酒釀造用水中的主要影響有[2-4]：①能促進α-淀粉酶的作用、提高酵母活性；②使啤酒口味柔和、圓潤、豐滿、增加麥芽味等效果；③澄清啤酒、穩定膠體；④過量形成鹽酸鹽、口感變咸；⑤過量引起酵母早衰、阻止酵母絮凝；⑥化學合成品對設備有腐蝕效應等。
在選擇是二水化合物還是無水化合物時，選擇二水化合物比較好：無水化合物的脫水過程多需要大量的能耗，在價格上要比二水貴；無水化合物在遇水后發生結塊而不利于其分散的解離……
3．烘焙中常用的鈣鹽及比較
在烘焙中常用的含鈣的無機鹽有硫酸鈣、碳酸鈣、磷酸氫鈣。這三種無機鹽在烘焙中都是在復合膨松劑中使用，但用途還是有比較大的差別，硫酸鈣多用于生物膨松劑，碳酸鈣和磷酸氫鈣多用于化學膨松劑中[5]。
四種化合物的主要差別如下表：
二水硫酸鈣 | 無水硫酸鈣 | 碳酸鈣 | 磷酸氫鈣 | |
來源 | 天然 | 二水硫酸鈣脫水 | 天然或合成 | 化學合成 |
理論鈣含量 | …… | …… | …… | …… |
成分 | 鈣、硫酸根、水 | 鈣、硫酸根 | 鈣、碳酸根 | 鈣、磷酸氫根 |
溶解度 | 小 | 小 | 不溶 | 小 |
作用 | …… | …… | …… | …… |
特性 | —— | 遇水放熱、結成硬塊 | —— | —— |
生物膨松劑是以酵母發酵為主，通過酵母代謝產生二氧化碳而達到膨松面團的作用，硫酸鈣主要的作用是作為酵母食物，增加酵母活性改善發酵時間和產氣量，調節水的硬度，作為鈣營養強化劑等作用[6]。
化學膨松劑是以產氣鹽和酸組成的復合物……
在硫酸鈣、碳酸鈣、磷酸鈣作為上述用途時三者之間是不能相互替代使用的。當它們作為膨松劑、填充劑和營養強化劑時就有一定差別，使用無水硫酸鈣更好，它具有吸水性可以吸收復合膨松劑中水分保持膨松劑的干燥性和良好的分散性，特別是酸和鹽的化學膨松劑避免遇水反應，延長保質期，它的水溶液pH中性，溶解度適中不會影響復合膨松劑中的成分和面團的成分。
4．卡拉膠、海藻膠中常用的鈣鹽及比較
在卡拉膠、海藻膠等鈣敏性凝膠[8-9]中常用的無機鹽主要有硫酸鈣、氯化鈣、碳酸鈣。這幾種鈣鹽在卡拉膠、海藻膠中應用方法和使用量，都與他們的溶解度和溶解速率有關系，同啤酒一樣硫酸鈣及氯化鈣使用二水的比無水的好。
三種化合物的主要性質如下表：
二水硫酸鈣 | 二水氯化鈣 | 碳酸鈣 | |
來源 | 天然 | 化學合成 | 天然或或合成 |
理論鈣含量 | …… | …… | …… |
溶解度 | …… | …… | …… |
溶度積[10] | 2.4×10-5 | —— | 8.7×10-9 |
溶解速率 | 慢 | 快 | —— |
特性 | 酸中溶解度增加 | —— | 與酸反應 |
三種化合物會影響到卡拉膠、海藻膠的凝固速度、強度、透明度等，在實際生產中應根據實際需要的凝固速度、凝固后的強度、透明度等來進行選擇或者混合使用。但是，由于氯化鈣是化學合成的，碳酸鈣也有可能是化學合成的，所以在選擇無機鈣鹽時建議還是以硫酸鈣為主。
5．小結
在實際使用時，應根據不同的需要來選擇不同的鈣鹽，但是在具有相同的功能時，建議還是優先考慮硫酸鈣。因為只有硫酸鈣要求是純天然的，經過無數實踐驗證，硫酸鈣是絕對安全無毒的。
參考文獻：
[1] GB2760-2011，食品添加劑使用標準.[S].
[2] 李興革.淺談水中無機離子對啤酒釀造的影響[J].釀酒,1999,5:51-52.
[3] 張科佳.啤酒廠釀造水處理系統的設計改造及水質控制[D].江南大學,2009:1-10.
[4] 景曉莉.釀造水中的常量離子、微量離子對啤酒釀造的影響[D].甘肅農業大學,2006:1-12.
[5] 董杉,姚娟,冷建新.常用幾種面食發酵方法對比[J].糧食與油脂,2005,11:14-15.
[6] 趙豐麗.新型面包改良劑的研制[D].中國農業大學，2002.
[7] 余蕾.無鋁復合膨松劑在蛋糕中的開發及應用研究[D].福建農林大學,2008:7-16.
[8] 何淑蘭.可降解海藻酸鹽水凝膠的研究[D].天津大學,2005:18—19.
[9] 胡亞芹,竺美.卡拉膠及其結構研究進展[J].海洋湖沼通報,2005,(1):94—102.
[10] 胡育筑.分析化學簡明教程[M].科學出版社,2008:326.
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