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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(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，人們對(duì)食品加工助劑以及添加劑的研究也越來(lái)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(shí)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(shí)還關(guān)注它們的營(yíng)養(yǎng)功能。中國(guó)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(shí)越來(lái)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(yōu)劣好壞之分，在此有必要對(duì)GB2760-2011中規(guī)定的幾種作為食品添加劑或加工助劑的無(wú)機(jī)鈣鹽進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)》中含鈣的無(wú)機(jī)鹽有丙酸鈣、硅酸鈣、磷酸鈣及其相關(guān)鹽、硫酸鈣、氯化鈣、氫氧化鈣[1]等。
這幾種含鈣的無(wú)機(jī)鹽主要作用和應(yīng)用范圍如下表：
名稱 | 功能 | 應(yīng)用范圍 |
丙酸鈣 | 防腐劑 | |
硅酸鈣 | 抗結(jié)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(diào)節(jié)劑、穩(wěn)定劑、凝固劑、抗結(jié)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(wěn)定劑和凝固劑、增稠劑、酸度調(diào)節(jié)劑、加工助劑 | 豆類制品、面包、糕點(diǎn)、餅干、腌臘肉制品、肉灌腸類等 |
氯化鈣 | 穩(wěn)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(diào)節(jié)劑、加工助劑 | 乳粉和奶油粉及其調(diào)制產(chǎn)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(wú)機(jī)鹽主要是用來(lái)調(diào)節(jié)釀造用水的。在現(xiàn)代啤酒釀造過(guò)程中水占有很重要的地位，特別是淡爽型的啤酒對(duì)水中所含的各種離子有更加嚴(yán)格的要求。對(duì)同一品牌的啤酒在不同地域生產(chǎn)出來(lái)的口味要求相同，但不同地域的水質(zhì)必然不同，所以用來(lái)生產(chǎn)的水大都經(jīng)過(guò)凈化、殺菌、去離子等處理，再對(duì)處理過(guò)的水添加釀造所需的各種離子，以達(dá)到釀造的不同要求。
啤酒釀造用水中調(diào)節(jié)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(wú)水硫酸鈣（CaSO4）兩種，后者是大都是前者通過(guò)高溫脫水而來(lái)。食品級(jí)氯化鈣也有二水氯化鈣（CaCl2?2H2O）和無(wú)水氯化鈣（CaCl2）兩種。在調(diào)節(jié)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(wú)水硫酸鈣 | 二水氯化鈣 | 無(wú)水氯化鈣 | |
來(lái)源 | 天然 | 前者脫水 | 化學(xué)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(jié)成硬塊 | —— | 遇水結(jié)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(duì)水的酸性起增降作用；③沉淀磷酸鹽；④改善糖化質(zhì)量；⑤煮沸過(guò)程中凝固蛋白質(zhì)、從酸性蛋白質(zhì)中置換出氫離子，降低酸度，調(diào)節(jié)發(fā)酵液pH……⑩不參與酵母細(xì)胞的結(jié)構(gòu)物質(zhì)組成，以離子狀態(tài)控制細(xì)胞生理狀態(tài)，如降低細(xì)胞膜的通透性，調(diào)節(jié)酸度，多數(shù)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(jìn)蛋白質(zhì)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(jìn)α-淀粉酶的作用、提高酵母活性；②使啤酒口味柔和、圓潤(rùn)、豐滿、增加麥芽味等效果；③澄清啤酒、穩(wěn)定膠體；④過(guò)量形成鹽酸鹽、口感變咸；⑤過(guò)量引起酵母早衰、阻止酵母絮凝；⑥化學(xué)合成品對(duì)設(shè)備有腐蝕效應(yīng)等。
在選擇是二水化合物還是無(wú)水化合物時(shí)，選擇二水化合物比較好：無(wú)水化合物的脫水過(guò)程多需要大量的能耗，在價(jià)格上要比二水貴；無(wú)水化合物在遇水后發(fā)生結(jié)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(wú)機(jī)鹽有硫酸鈣、碳酸鈣、磷酸氫鈣。這三種無(wú)機(jī)鹽在烘焙中都是在復(fù)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(xué)膨松劑中[5]。
四種化合物的主要差別如下表：
二水硫酸鈣 | 無(wú)水硫酸鈣 | 碳酸鈣 | 磷酸氫鈣 | |
來(lái)源 | 天然 | 二水硫酸鈣脫水 | 天然或合成 | 化學(xué)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(jié)成硬塊 | —— | —— |
生物膨松劑是以酵母發(fā)酵為主，通過(guò)酵母代謝產(chǎn)生二氧化碳而達(dá)到膨松面團(tuán)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(fā)酵時(shí)間和產(chǎn)氣量，調(diào)節(jié)水的硬度，作為鈣營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑等作用[6]。
化學(xué)膨松劑是以產(chǎn)氣鹽和酸組成的復(fù)合物……
在硫酸鈣、碳酸鈣、磷酸鈣作為上述用途時(shí)三者之間是不能相互替代使用的。當(dāng)它們作為膨松劑、填充劑和營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑時(shí)就有一定差別，使用無(wú)水硫酸鈣更好，它具有吸水性可以吸收復(fù)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(xué)膨松劑避免遇水反應(yīng)，延長(zhǎng)保質(zhì)期，它的水溶液pH中性，溶解度適中不會(huì)影響復(fù)合膨松劑中的成分和面團(tuán)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(wú)機(jī)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(yīng)用方法和使用量，都與他們的溶解度和溶解速率有關(guān)系，同啤酒一樣硫酸鈣及氯化鈣使用二水的比無(wú)水的好。
三種化合物的主要性質(zhì)如下表：
二水硫酸鈣 | 二水氯化鈣 | 碳酸鈣 | |
來(lái)源 | 天然 | 化學(xué)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(yīng) |
三種化合物會(huì)影響到卡拉膠、海藻膠的凝固速度、強(qiáng)度、透明度等，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要的凝固速度、凝固后的強(qiáng)度、透明度等來(lái)進(jìn)行選擇或者混合使用。但是，由于氯化鈣是化學(xué)合成的，碳酸鈣也有可能是化學(xué)合成的，所以在選擇無(wú)機(jī)鈣鹽時(shí)建議還是以硫酸鈣為主。
5．小結(jié)
在實(shí)際使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的需要來(lái)選擇不同的鈣鹽，但是在具有相同的功能時(shí)，建議還是優(yōu)先考慮硫酸鈣。因?yàn)橹挥辛蛩徕}要求是純天然的，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)實(shí)踐驗(yàn)證，硫酸鈣是絕對(duì)安全無(wú)毒的。
參考文獻(xiàn)：
[1] GB2760-2011，食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn).[S].
[2] 李興革.淺談水中無(wú)機(jī)離子對(duì)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(tǒng)的設(shè)計(jì)改造及水質(zhì)控制[D].江南大學(xué),2009:1-10.
[4] 景曉莉.釀造水中的常量離子、微量離子對(duì)啤酒釀造的影響[D].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué),2006:1-12.
[5] 董杉,姚娟,冷建新.常用幾種面食發(fā)酵方法對(duì)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(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2002.
[7] 余蕾.無(wú)鋁復(fù)合膨松劑在蛋糕中的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用研究[D].福建農(nóng)林大學(xué),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(xué),2005:18—19.
[9] 胡亞芹,竺美.卡拉膠及其結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展[J].海洋湖沼通報(bào),2005,(1):94—102.
[10] 胡育筑.分析化學(xué)簡(jiǎn)明教程[M].科學(xué)出版社,2008:326.
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