食品添加劑氫氧化鈣在檸檬酸鈣生產中的應用
食品添加劑氫氧化鈣在檸檬酸鈣製備中的應用
摘要
：
檸檬酸鈣是一種重要的食品添加劑
，工業中常作螯合劑
、緩衝劑
、組織凝固劑
、鈣劑強化劑
、乳化鹽等
。作為鈣質強化劑
，具有無味的特點
。檸檬酸鈣的鈣含量高
，吸收率高
，被廣泛應用於包括嬰兒配方食品
、果汁
、乳製品
、固體飲料
、運動飲料
、牛乳
、豆乳
、保健品和穀物製品等
。檸檬酸鈣屬於有機酸鈣
，較無機鈣溶解度大且生物利用率高
。
鈣是人體內第五大元素
，它對人體內的許多生理過程都起著十分重要的作用。人類的牙齒和骨骼中99%是鈣
。因此
，不管是營養性還是代謝性的缺對人體的健康都會有極廣的負麵影響
。骨質疏鬆症就是最常見的一種由於缺鈣所引起的代謝性骨疾
。缺鈣不僅是對骨骼有害
，而且也會導致增加得高血壓
、乳癌和腎結石的危險
。所以補鈣對身體健康是非常重要的
。在補鈣過程中
，檸檬酸鈣相對於碳酸鈣等無機鈣來說
，具有非常大的優點
，因為檸檬酸鈣在吸收過程中不會生成CO2產生胃脹等情況
，且含鈣量高
。
本論文通過對檸檬酸鈣製備過程的影響因素的研究
，確定了溫度
、Ca(OH)2的純度
、檸檬酸用量
、製備過程中的酸度曲線
，為實際生產提供工藝參數
。
關鍵詞
：檸檬酸鈣
；食品添加劑
；補鈣
；影響因素
1.的物理與化學性質及用途
檸檬酸鈣,化學名2-羥基-1,2,3-丙三羧酸鈣
，別名
，枸椽酸鈣
，分子式為Ca3(C6H5O7)2 4H2O.常為細小的白色晶體或白色粉末
，通常含有4個結晶水
，晶體分子量571.31
。 檸檬酸鈣在水中的溶解度較小
；並且隨溫度升高降低
。如果升溫至70℃
，失去部分結合水而轉變為Ca3(C6H5O7)2·4H2O
。結晶水加熱至100℃時逐漸失去水
，120℃時完全失水
。
檸檬酸鈣的溶解度為0.95g/L水隨著溫度升高至95～100℃
，Ca3(C6H5O7)2·4H2O的溶解度可降低到0.578g/L水
。檸檬酸鈣的溶解度還和酸度有關
，PH值降低時溶解度增大
。檸檬酸鈣常做為鈣質強化劑
、螯合劑
。檸檬酸鈣屬於有機酸鈣
，較無機鈣溶解度大且生物利用率高
。作為鈣質強化劑
，檸檬酸鈣的鈣含量高，味道平和
，氣味適中
，吸收率高
，可用於多種食品的強化
，包括嬰兒配方食品
、果汁
、乳製品
、固體飲料
、運動飲料
、牛乳
、豆乳
、保健品和穀物製品等
。另外還可在食品工業中作螯合劑
、緩衝劑
、組織凝固劑等
。
2.檸檬酸鈣粉體的製備
粉體製備過程中
，首先原料的純度是製約產品質量的一個重要的標準
，其主要體現在碳酸鈣的燒製程度和氧化鈣含量等問題。
再就是中和滴定過程中滴定的質量非常重要
。以檸檬酸為標準溶液滴定食品添加劑氫氧化鈣為例
，當檸檬酸量不夠
，主要表現是食品添加劑氫氧化鈣反應不完全
。影響產品的質量
，達不到理論值所允許的誤差
。檸檬酸過量
，會導致檸檬酸鈣繼續反應生成檸檬酸一鈣和檸檬酸二鈣。
3．檸檬酸鈣製備研究的現狀
當前檸檬酸鈣的工業生產一般是利用生物發酵方法製取原料檸檬酸
。鈣元素主要是利用豐富的無機鈣煆燒生產食品添加劑氫氧化鈣
，做成食品添加劑
，一般需要食品添加劑氫氧化鈣的純度非常高，所以有的才用二次煆燒法
，裏麵包括碳化過程
，再煆燒提取純度非常高的食品添加劑氫氧化鈣溶液
。再與檸檬酸進行中和反應製取產品檸檬酸鈣
。
4．檸檬酸鈣製備方框流程圖
碳酸鈣→煆燒→粉末（CaO）→消化Ca(OH)2→中和（檸檬酸）→加熱→沉澱→抽濾→檸檬酸鈣→幹燥→粉碎→壓片→產品
5.實驗室檸檬酸鈣製備的工藝條件的研究
5.1反應機理
利用石灰石高溫煆燒
，製取中間產物氧化鈣
。再把生石灰進行消化
，製取熟石灰
，使用過濾器除去石灰水裏麵的雜質
，得到較純的食品添加劑氫氧化鈣溶液
，再利用檸檬酸與食品添加劑氫氧化鈣在一定的條件下
，進行中和反應
，得到所需產品檸檬酸鈣晶體
。主要反應方程式為
：
CaCO3=CaO+CO2 ↑ CaO+H2O=Ca(OH)2
3Ca(OH)2+C6H5O7→(C6H5O7)2Ca3+C6H5O7→(C6H6O7)2Ca2+C6H5O7→(C6H7O7)2Ca
5.1.1石灰乳滴加入檸檬酸溶液中的反應過程
5.1.2檸檬酸溶液滴加入石灰乳中的反應過程
5.1.3檸檬酸鈣水解方程式
5.2消化過程
5.2.1溫度的選擇
消化過程的反應方程式為
： CaO+H2O → Ca(OH)2
反應為放熱反應
，但起始反應溫度為70℃左右最為合適
，因為可以加快反應的反應速率
。原因是氧化鈣在70℃的熱水中最容易發生消化反應
，隨著溫度的升高
，食品添加劑氫氧化鈣在水中的溶解度越來越小
。但溫度太低時
，氧化鈣發生消化反應不完全
。所以
，在消化過程中需注意溫度的控製
。
5.2.2食品添加劑氫氧化鈣直接溶解
將實驗所需質量的食品添加劑氫氧化鈣加入裝有300ml 水的燒杯中
，放在電子攪拌器上加熱溶解
。（檸檬酸滴定食品添加劑氫氧化鈣）
將實驗所需質量的食品添加劑氫氧化鈣加入裝有500 ml水燒杯中
，放在電子攪拌器上加熱溶解
。（食品添加劑氫氧化鈣滴定檸檬酸）
5.2.3生石灰消化
稱取優質生石灰50g,倒入裝有300ml 70℃熱水的燒杯中
，在電子攪拌器不斷攪拌的情況下進行消化
，以致充分反應為止
。（檸檬酸滴定食品添加劑氫氧化鈣）
同樣稱取優質生石灰60g倒入裝有500ml 70℃熱水燒杯中
，在電子攪拌器不斷攪拌的情況下進行消化
，以致充分反應為止
。（食品添加劑氫氧化鈣滴定檸檬酸）
以生石灰為原料製備食品添加劑氫氧化鈣溶液時
，在充分反應完全之後
，好運彩要通過過濾篩（80目）對食品添加劑氫氧化鈣溶液進行過濾
，以製取較純淨的食品添加劑氫氧化鈣水溶液
。
5.2.4檸檬酸鈣製備工藝流程圖
5.3反應條件
在反應過程中
，攪拌速度不宜過快
，太快會導致溶液飛濺出來
，影響實驗效果和準確度
。但是攪拌速度過慢也不行
，會導致反應不完全
，致使達不到實驗效果和準確度
。一般是稍微出現漩渦狀即可以
。但隨著標準溶液的加入反應越來越慢
，且燒杯底部出現沉澱
，所以相應的要加快攪拌速度
，但也不能太快
，主要是由於被滴定溶液的濃度減小
，致使反應接觸麵積減小
，所以要加快攪拌速度來增大反應接觸麵積
，來保證標準溶液不在反應器裏囤積。
5.4正
、反滴定對反應產生的影響
主反應為
：3Ca(OH)2+2C6H5O7=Ca3(C6H5O7)2+6H2O
但是在反應過程中
，由於滴定的順序不同
，所生成的中間產物也不同
。在檸檬酸滴定食品添加劑氫氧化鈣溶液時
，由於堿過量
，所以直接生成了檸檬酸鈣
。但是滴定終點必須pH值必須保持在7~9之間
，不然會生成檸檬酸二鈣和一鈣等副產物
。用食品添加劑氫氧化鈣標準溶液滴定檸檬酸時
，由於酸過量
，所以會生成檸檬酸一鈣
，再生成檸檬酸二鈣
，最後生成好運彩所要製備的產品檸檬酸鈣
。所以在操作過程中必須穩定而且較緩慢的進行滴定
。
5.5滴定速度對反應產生的影響
在滴定過程中
，要保持較慢的滴定方法
，因為食品添加劑氫氧化鈣是中強堿
，而檸檬酸也是中強酸
，在反應過程中
，反應不是很激烈
，所以要有充分的反應時間
。而且在反應過程中也要保持較快的攪拌速度
，以便於有更大的接觸麵積
，使反應更充分
。
5.6滴定終點的判斷
在反應過程中
，滴定終點是一個很重要的平衡標準
。滴定終點判定中
，好運彩一般以中和液的pH值作為依據
。在檸檬酸滴定食品添加劑氫氧化鈣溶液中
，當中和液穩定時的pH值在7~9之間為最好的滴定範圍
；而食品添加劑氫氧化鈣標準溶液滴定檸檬酸時
，pH應在7左右
，所以好運彩可以用酚酞試劑做為指示劑
。
5.7幹燥過程的控製
把抽濾之後的檸檬酸鈣晶體放入恒溫箱裏麵進行幹燥
，特別要注意的是溫箱溫度不能太高
。檸檬酸鈣在70℃時
，失去部分結合水而轉變為Ca3(C6H5O7)2·4H2O
。結晶水加熱至100℃時逐漸失去水
，120℃時完全失水
。所以要製備4個結晶水的檸檬酸鈣晶體時
，好運彩應該把溫度調製在70℃左右
。
6總 結
檸檬酸鈣作為一種新型的食品補鈣添加劑
，主要用於濃縮乳
、甜煉乳
、稀奶油
、融化幹酪
、果醬
、果凍
、麵粉和發酵豆醬作為鈣源
。同時還可以作螯合劑
、緩衝劑
、組織凝固劑
、乳化鹽等
。相對於傳統的無機鈣劑
，具有較大的優點
。
