3億人需要補(bǔ)鈣？碳酸鈣在食品、藥品行業(yè)應(yīng)用及
碳酸鈣作為重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、造紙、涂料等工業(yè)中，隨著碳酸鈣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，還被應(yīng)用于牙膏、食品、醫(yī)藥、飼料等行業(yè)。碳酸鈣在藥品行業(yè)中可作為中和劑、助濾劑、緩沖劑和溶解劑及作為填料和鈣源補(bǔ)充劑；在食品加工中可作為營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑、蓬松劑、發(fā)酵劑、填充劑等。
1、食品、藥品用碳酸鈣的種類與標(biāo)準(zhǔn)
碳酸鈣由于其含鈣量高、無(wú)毒性、無(wú)刺激性、色白、易加工處理、價(jià)格低廉而被廣泛地應(yīng)用于食品加工業(yè)中。從加工方式上劃分，用于食品添加劑的碳酸鈣可以是化學(xué)法制成的輕質(zhì)（納米）碳酸鈣，也可以是粉碎石灰石、方解石和牡蠣殼等制成的重質(zhì)碳酸鈣。從鈣源劃分，用于食品行業(yè)的碳酸鈣可以是方解石、石灰石、白云石等礦物原料加工而成，也可以是貝殼、雞蛋殼等生物質(zhì)原料加工而成。從應(yīng)用來(lái)看，目前以礦物原料生產(chǎn)食品鈣為主，生物質(zhì)原料生產(chǎn)食品鈣研究居多；不過(guò)生物質(zhì)原料生產(chǎn)的食品碳酸鈣在生物利用度和純度方面具有一定優(yōu)勢(shì)，但工業(yè)化、衛(wèi)生安全及原料穩(wěn)定性等方面還有一些問(wèn)題要解決。
長(zhǎng)期以來(lái)，各國(guó)的藥典和食品安全均對(duì)碳酸鈣的質(zhì)量有明確規(guī)定，特別是各類重金屬含量。2017年1月1日，《GB1886.214-2016》食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑碳酸鈣（包括輕質(zhì)和重質(zhì)碳酸鈣）開(kāi)始施行，《GB1886.214—2016》規(guī)定了食品級(jí)碳酸鈣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)方法。其主要質(zhì)量指標(biāo)如下：碳酸鈣含量（以干基計(jì)）要求在98.0%～100.5%之間，鹽酸不溶物含量≤0.2%，游離堿含量要求通過(guò)試驗(yàn)，鎂和堿金屬含量≤1%，干燥減量≤2.0%，鋇（Ba）≤300mg/kg，鎘（Cd）≤2.0mg/kg，氟（F）≤50mg/kg，總砷≤3.0mg/kg，鉛（Pb）≤3.0mg/kg，汞（Hg）≤1.0mg/kg。
2、碳酸鈣在食品、藥品行業(yè)的應(yīng)用
（1）食品營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑
碳酸鈣作為營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑，在鈣營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化保健食品、面制品、谷物早餐、餅干、乳制品、軟膠囊、飲料等眾多產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用。
碳酸鈣用于面制品，可以起到鈣強(qiáng)化的作用，產(chǎn)品多為400-800目粉體；碳酸鈣在面粉中還可以起到增白、蓬松的作用，改善面粉外觀。碳酸鈣作為面包改良劑，可增加鈣含量、減少丙烯酰胺和粉末燒結(jié)，改進(jìn)面包、玉米餅和蛋糕等烘焙產(chǎn)品的配方。
碳酸鈣用于乳制品和飲料可以提高鈣含量。歐米亞研發(fā)出一款高純度天然碳酸鈣，憑借特殊顆粒尺寸和表面特性可減緩沉淀且易于重新分散。日本研發(fā)出一款比表面積為30m2/g的納米碳酸鈣，可以提高乳飲料的鈣含量，有效抑制沉淀。
碳酸鈣在不同食品中的用量
膨松劑主要用于面包、蛋糕、餅干、發(fā)面食品及膨化零食等。配制復(fù)合膨松劑時(shí)加入適量碳酸鈣，可以起到增白和膨松的作用。碳酸鈣在面包烘培過(guò)程中和干酵母、酶等混合使用，可促進(jìn)面包面團(tuán)早期發(fā)酵，鈣離子會(huì)影響酵母發(fā)酵和面筋結(jié)構(gòu)，從而提高成品面包的質(zhì)量，延長(zhǎng)保質(zhì)期。
研究人員探究了碳酸鈣對(duì)復(fù)合膨松劑膨松效果的影響，研究結(jié)果表明，在復(fù)合膨松劑中碳酸鈣添加量為3%時(shí)，產(chǎn)品膨松度略有改變，食品硬度下降，口感變酥。黃曉燕等研究了不同添加量的藜麥粉、膨松劑（碳酸鈣）以及不同胚料濕度和烘烤溫度對(duì)藜麥擠壓膨化脆片咀嚼性、硬度、脆性、色澤和感官評(píng)分的影響。結(jié)果表明，膨化食品脆性與碳酸鈣添加量呈正相關(guān)，添加量0.2%時(shí)產(chǎn)品脆性和感官最佳。當(dāng)碳酸鈣添加不足時(shí)，食品品質(zhì)偏硬，不酥脆，當(dāng)添加量過(guò)高時(shí)，食品膨化過(guò)度導(dǎo)致組織疏松，影響產(chǎn)品形態(tài)。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究均證實(shí)部分原料用在膳食補(bǔ)充劑中具有增加骨密度的作用，能夠?qū)崿F(xiàn)補(bǔ)鈣的主要目的。例如鈣制劑（碳酸鈣D3）、氨基葡萄糖、硫酸軟骨素、姜黃素、維生素D等，其作用原理是通過(guò)補(bǔ)鈣、增加體內(nèi)雌激素水平等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
調(diào)研還發(fā)現(xiàn)，在增加骨密度保健食品的原料使用頻數(shù)≥10的原料中，碳酸鈣使用頻次最高，用量最高可超過(guò)50%。在鈣片各種原料配伍中，碳酸鈣也時(shí)常被使用，是最主要的鈣源。
增加骨密度保健食品的原料使用頻數(shù)≥10的原料
江雨婷等通過(guò)試驗(yàn)對(duì)一種高鈣營(yíng)養(yǎng)蛋白質(zhì)粉進(jìn)行開(kāi)發(fā)及特性研究，解決了實(shí)際生產(chǎn)中碳酸鈣混合抱團(tuán)問(wèn)題，確定了生產(chǎn)的工藝流程。研究結(jié)果表明，試生產(chǎn)的高鈣營(yíng)養(yǎng)蛋白質(zhì)粉產(chǎn)品混合均勻，添加400目碳酸鈣作為鈣源，感官特性良好，接受度高，理化衛(wèi)生及微生物指標(biāo)檢測(cè)合格。制得的高鈣營(yíng)養(yǎng)蛋白質(zhì)粉能夠滿足中老年人營(yíng)養(yǎng)需求，適合中老年人群食用。
生物質(zhì)碳酸鈣可以用作高純度藥品級(jí)檸檬酸鈣、乳酸鈣、檸檬酸-蘋(píng)果酸鈣、葡萄糖酸鈣等有機(jī)鈣鹽的應(yīng)原料。例如，蛋殼主要由鈣離子和鎂離子的碳酸鹽和磷酸鹽組成，且以碳酸鹽為主，碳酸鹽經(jīng)高溫焙燒，可以轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)氧化鈣，其具有化學(xué)活性高、純度高、無(wú)毒無(wú)害等特點(diǎn)。而利用生物質(zhì)氧化鈣合成有機(jī)鈣鹽的研究及應(yīng)用已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展熱點(diǎn)，在食品、藥品行業(yè)廣泛應(yīng)用。
合成醋酸鈣，具有吸收效果好、溶解性好、pH靠近中性等特點(diǎn)，是一種很好的食品鈣強(qiáng)化劑，也可用作螯合劑、抑霉劑、緩沖劑、增香劑、腐蝕阻抑劑等。
合成丙酸鈣，是安全可靠的食品與飼料用防霉劑，對(duì)霉菌、好氣性芽孢桿菌、革蘭氏陰性菌、黃曲霉素等具有抑制作用，對(duì)酵母無(wú)抑制作用，對(duì)人畜無(wú)害，無(wú)毒副作用。
合成乳酸鈣，作為常用的鈣補(bǔ)充劑，具有促進(jìn)骨骼和牙齒鈣化的形成、維持神經(jīng)與肌肉的興奮性、降低毛細(xì)血管通透性的作用，還可用于防治鈣缺乏導(dǎo)致的手足抽搐癥以及發(fā)育不全、佝僂病。
3、碳酸鈣高含鈣量、高吸收率進(jìn)一步打開(kāi)食品、藥品市場(chǎng)
目前市場(chǎng)上的鈣強(qiáng)化劑主要有無(wú)機(jī)鈣強(qiáng)化劑、生物鈣強(qiáng)化劑和有機(jī)鈣強(qiáng)化劑三個(gè)大類，碳酸鈣、磷酸氫鈣、氯化鈣等均屬于無(wú)機(jī)鈣強(qiáng)化劑。從這類產(chǎn)品的特性來(lái)看，價(jià)格和含鈣量高是優(yōu)勢(shì)，但溶解性略差，吸收利用率偏低。
但分析鈣元素含量可以發(fā)現(xiàn)，碳酸鈣高達(dá)40%，磷酸氫鈣（含2結(jié)晶水）為23%，磷酸氫鈣（含5結(jié)晶水）為17.7%，而且隨著食品加工技術(shù)和超細(xì)粉體加工技術(shù)的進(jìn)步，濕法研磨重鈣，立磨鈣的產(chǎn)量和穩(wěn)定性快速增加，輕鈣/納米碳酸鈣在形貌控制和無(wú)定形產(chǎn)品方面逐漸突圍，都為碳酸鈣在食品、藥品行業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用不斷加碼?，F(xiàn)在食品級(jí)納米鈣吸收利用率已經(jīng)＞39%，突破了普通碳酸鈣的峰值，技術(shù)普及更多的是時(shí)間問(wèn)題。
另外，從國(guó)內(nèi)食品、藥品碳酸鈣生產(chǎn)規(guī)模來(lái)看，這一領(lǐng)域尚屬“藍(lán)海市場(chǎng)”。據(jù)金石亞藥2023年半年度報(bào)告：子公司浙江省建德市正發(fā)藥業(yè)有限公司營(yíng)業(yè)收入10,207,264.52元，營(yíng)業(yè)利潤(rùn)5,251,191.84元，凈利潤(rùn)5,477,041.10元。據(jù)武漢同濟(jì)現(xiàn)代醫(yī)藥2023年半年度報(bào)告：公司營(yíng)業(yè)收入173,784,154.99，同比增長(zhǎng)36.76%；歸屬于掛牌公司股東的凈利潤(rùn)3,648,850.95元，同比增長(zhǎng)16.41%，（業(yè)績(jī)包含：潤(rùn)腸通便、補(bǔ)鈣系列以及各類普藥等）。
目前，這一領(lǐng)域企業(yè)數(shù)量和產(chǎn)能都有了一定的規(guī)模，但市場(chǎng)潛力更大，中高端市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的還比較少。國(guó)內(nèi)食品、藥品用碳酸鈣主要的生產(chǎn)企業(yè)有，四川金石亞洲醫(yī)藥股份有限公司、武漢同濟(jì)現(xiàn)代醫(yī)藥科技股份有限公司、廣西桂瑪生物科技有限公司、湖北新劑藥業(yè)有限公司、上海碳酸鈣廠有限公司、武漢西莫制藥有限公司、宜昌登城碳酸鈣開(kāi)發(fā)有限公司、上海諾成藥業(yè)股份有限公司、池州市大恒生化有限公司、江蘇泰州市康諾碳酸鈣有限公司、江西創(chuàng)先精細(xì)鈣業(yè)有限公司、浙江華盛鈣業(yè)有限公司等。
從現(xiàn)有產(chǎn)能來(lái)看，國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)能普遍在10萬(wàn)噸/年以下，主要是2-5萬(wàn)噸/年；2023年新建、有望投產(chǎn)及規(guī)劃的食品、藥品碳酸鈣生產(chǎn)線3-5條，“十四五”期間有效產(chǎn)能依舊僅有幾十萬(wàn)噸。
隨著人口老齡化加劇和生育政策的推進(jìn)，中高端產(chǎn)品尤其是高生物利用率的鈣劑產(chǎn)品、保健食品需要盡早發(fā)力。據(jù)我國(guó)營(yíng)養(yǎng)調(diào)查資料表明，在城市中約51%男性和60%的女性攝入的鈣量還不到需要量的一半，若涵蓋農(nóng)村補(bǔ)鈣需求將進(jìn)一步加大，全國(guó)需要補(bǔ)鈣人口約3億人以上。總之，補(bǔ)鈣這個(gè)市場(chǎng)很令人期待。
參考文獻(xiàn)：
齊安迪，等：蛋殼碳酸鈣的應(yīng)用研究進(jìn)展，中國(guó)石化催化劑有限公司工程技術(shù)研究院
江雨婷，等：一種高鈣營(yíng)養(yǎng)蛋白質(zhì)粉的開(kāi)發(fā)及特性研究，上海晨冠乳業(yè)有限公司
黃曉燕，等：藜麥擠壓膨化脆片加工工藝優(yōu)化，福建農(nóng)林大學(xué)
薩翼，等：增加骨密度保健食品配方規(guī)律及對(duì)監(jiān)管研發(fā)建議，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局食品審評(píng)中心
GB 1886.214-2016 食品添加劑 碳酸鈣，國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)
劉經(jīng)理