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當前位置：首頁 > 技術(shù)支持 > 食用、食品類 > 硫酸鈣在食品中應(yīng)用的原理探討及新用途的可能方向
荊門市磊鑫石膏制品有限公司 官波 李敏
硫酸鈣作為食品添加劑在食品行業(yè)中的應(yīng)用比較廣泛，但用量都不是很多。其主要應(yīng)用是作為穩(wěn)定劑、凝固劑、增稠劑應(yīng)用于豆制品、面包、餅干、肉類、水果等食品制作中。雖然應(yīng)用的領(lǐng)域比較多但其應(yīng)用的原理相同，上述所說的“穩(wěn)定劑”，“凝固劑”，“增稠劑”三定義是根據(jù)其在不同產(chǎn)品中應(yīng)用的效果來定義的。
1. 硫酸鈣在食品行業(yè)中應(yīng)用的幾個實例：
①硫酸鈣（石膏）用于豆腐制作已有很長的歷史。在豆腐制作過程中煮漿后用硫酸鈣溶液進行點漿，使?jié){液凝固，在經(jīng)過蹲腦、上箱、壓制等工序制成豆腐。
②硫酸鈣多種水果蔬菜罐頭作為組織強化劑，減少罐頭中水果和蔬菜應(yīng)存儲時間長和震蕩等外力而造成的組織破損和散裂。
③在啤酒釀造中使用硫酸鈣來調(diào)節(jié)水的硬度，增加啤酒的澄清度，為啤酒酵母提供食料等作用。
④在面制品中，主要的作用是調(diào)節(jié)水的硬度，為酵母提供食料增加酵母活性，有酶制劑的課作為相應(yīng)酶的輔基，此外還作為填充劑用。
⑤在果凍、冰激凌等應(yīng)用到卡拉膠、海藻膠等凝膠的食品行業(yè)中，硫酸鈣可作為他們的交聯(lián)劑，使其凝固而達到相應(yīng)的用處。硫酸鈣在豆腐和果蔬罐頭中的應(yīng)用可以被認為應(yīng)用了“凝固劑”，在果蔬罐頭中還可以被認為是應(yīng)用了“穩(wěn)定劑”。在果凍和冰激凌中可以被認為是應(yīng)用了“增稠劑”，同樣可以被認為是利用的“凝固劑”。
2. 應(yīng)用實例的分析
2.1 硫酸鈣的化學本質(zhì)
硫酸鈣根據(jù)含結(jié)晶水的多少分可以分為三種：（1）二水硫酸鈣（CaSO4?2H2O）；（2）半水硫酸鈣（CaSO4?1/2H2O）；（3）無水硫酸鈣（CaSO4）。在食品中應(yīng)用的主要是二水硫酸鈣和無水硫酸鈣兩種。二水硫酸鈣加熱到一定溫度時脫水形成無水硫酸鈣，無水硫酸鈣吸水變成二水硫酸鈣。兩者在水中溶解都會形成鈣離子和硫酸根離子。
2.2 應(yīng)用實例分析
硫酸鈣在豆腐凝固過程中的原理有多種解釋：一是離子橋?qū)W說，認為豆?jié){凝固時，鹽類凝固劑中的二價陽離子(如Ca2+、Mg2+)與蛋白分子的羧基和咪唑基結(jié)合，起到了橋聯(lián)作用,同時鹽離子還破壞了蛋白質(zhì)的水化膜和雙電層，蛋白質(zhì)分子之間通過．Ca-橋相互連接起來，形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將水分子包容在網(wǎng)絡(luò)中，因此能形成具有一定形狀、彈性、硬度和持水性的凝膠；二是鹽析學說，認為豆?jié){凝固其實就是一種鹽析現(xiàn)象；三是鹽使大豆蛋白膠凝是由于鹽使得大豆蛋白溶液的pH接近大豆蛋白的等電點，引起蛋白荷電量降低而凝固。其在啤酒釀造過程中使蛋白質(zhì)沉淀從而提高啤酒的澄清度、增加色度的原理也是如此，兩者都是促進和加快蛋白質(zhì)的凝固。
硫酸鈣在果凍、冰激凌等應(yīng)用到卡拉膠、海藻膠等凝膠的食品行業(yè)中原理：在一般濃度下海藻膠中的G單元與鈣離子反應(yīng)，兩個均聚的鋸齒G嵌段經(jīng)過協(xié)同作用相結(jié)合，中間形成了鉆石形的親水空間，當這些空間被Ca2+占據(jù)時，Ca2+與G單元上的多個氧原子發(fā)生螯合作用，使得海藻酸鏈間結(jié)合得更加緊密，協(xié)同作用更強，鏈鏈間的相互作用最終將會導(dǎo)致三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)即水凝膠的形成；鈣離子與卡拉膠上的半酯式硫酸鹽基產(chǎn)生架橋作用，并降低卡拉膠大分子間的斥力，這有助于卡拉膠彼此間扭結(jié)、纏繞，形成具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠。在果蔬罐頭中的含有的類似凝膠類物質(zhì)和蛋白質(zhì)，硫酸鈣在這些果蔬組織中與其發(fā)生凝聚沉淀的反應(yīng)，而加強組織結(jié)構(gòu)的密實度和強度。
在面制品制品中硫酸鈣添加作為酵母的食料，增加酵母的活性。因為鈣離子是酵母生物系統(tǒng)中信號傳導(dǎo)、活性酶、骨架等重要組成成分，同時硫也是蛋白質(zhì)和多糖的組成成分。不論是面團發(fā)酵還是啤酒釀造中的酒精發(fā)酵，酵母都需要大量的繁殖，和高活性的代謝才能滿足發(fā)酵的要求。在面制品中應(yīng)用較多的是無水硫酸鈣，啤酒中應(yīng)用較多的是二水硫酸鈣，主要是因為面粉改良劑中應(yīng)用的無水硫酸鈣可以吸收含多種易吸水成分的改良劑中的水分，而提高改良劑的保質(zhì)期和功效。
3. 應(yīng)用總結(jié)
在硫酸鈣在食品中應(yīng)用都有以下共同點：
①都要溶于水形成離子形式后才發(fā)生作用；
②發(fā)生作用形式有：1.蛋白質(zhì)作用引起溶解性蛋白質(zhì)的沉淀；2.與高分子多聚糖作用改變多聚糖的結(jié)構(gòu)使其溶解度減小而凝聚或沉淀；3.被生物吸收利用，提高生物活性，或直接作為酶制劑的輔基。
③單位質(zhì)量內(nèi)所需的硫酸鈣質(zhì)量少；
④硫酸鈣中被利用的多部分是鈣離子；
⑤應(yīng)用的多數(shù)與生物大分子物質(zhì)有關(guān)；
⑥單獨作為營養(yǎng)強化劑提高鈣離子含量。
硫酸鈣的各用途都是圍繞上述原理進行組合產(chǎn)生的效果。
4. 新用途的可能方向
硫酸鈣的新用途也將會在上述應(yīng)用總結(jié)而展開。
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