一种用于食品添加剂的L-苏糖酸钙及其制备方法和用途 本发明涉及食品添加剂,特别是涉及一种L-苏糖酸钙食品添加剂的制备方法及其用途。
随着国民经济的发展和人民生活节奏的加快,各式各样的方便饮品层出不穷,在不考虑这些饮品是否符合卫生标准的前提下,人们发现,现在市场销售的各种果味饮料、复合饮料以及碳酸汽饮料等,普遍存在着口感发涩,与新鲜果汁相比甜味不纯等问题。另一方面,人们都知道,钙是人体内最重要的元素之一,它参与一切生命活动过程,尤其是血浆中的离子钙发挥着更重要的生理作用,它对维持神经肌肉、骨骼系统的功能及细胞膜和毛细血管的通透性是必要的,许多酶的激活、血液的凝结、肾功能和呼吸功能的维持都离不开它,同时它还在神经介质和激素的释放、氨基酸的摄取和结合、B12的吸收等生理过程中也发挥着重要作用。但是,据近年调查,我国居民钙的实际摄入量远远低于正常人的钙需求量:国民平均钙摄入量仅为500mg/日左右,而正常人钙需求量应为800~1200mg/日,两者相差甚大,这样长期地、严重地钙缺乏必然会引起骨质疏松等多种疾病。而目前,我国尚没有一种使人体吸收且转化率高、对肠道无剌激作用等缺点的具有补钙作用的食品添加剂。
本发明的目的是提供一种既可以显著提高人体钙的吸收转化率,又可以改善食品口感、消除饮料涩味地食品添加剂。
本发明的另一个目的是提供一种上述食品添加剂的制备方法。
本发明还有一个目的是提供一种上述食品添加剂的用途。
本发明的作为食品添加剂的L-苏糖酸钙,为白色颗粒,几乎无味,能溶于水,不溶于醇,醚及氯仿,其分子式为C8H14O10Ca,化学结构式为:
其制备方法是:在水中加入一定量的L-抗坏血酸(Vc),使L-抗坏血酸完全溶解后,搅拌下缓缓加入碳酸钙,在10~60℃下,向上述体系中慢慢滴加过氧化氢,在40~80℃内保温1~4小时后,再加入活性碳,过滤,滤液在30~90℃下浓缩,在室温下结晶,在50~100℃下干燥。
在所述L-苏糖酸钙的制备方法中,碳酸钙的加入要缓慢,以免突然产生大量的二氧化碳气体,带着体系中液体冲出容器外。
本发明的L-苏糖酸钙的制备方法中还可以包括将加入活性碳后过滤的滤饼,用80℃热水洗两次,洗液与滤液合并浓缩。
本发明的L-苏糖酸钙的制备方法工艺合理,简单易行,产率最高可达90%,且纯度高,是集补钙及调味为一体的食品添加剂。
本发明的食品添加剂L-苏糖酸钙是L-抗坏血酸在人体内的代谢产物,参与了很多生理过程,无毒,无副作用,且有利于人体对维生素C的吸收,并可迅速补充人体钙含量。
下面是利用SD大鼠对L-苏糖酸钙的吸收利用情况及血清钙变化情况的实验。
实验使用SD雄性大鼠,购进后适应环境并观察3日,然后随机分为三组,二个实验组(分高、低剂量),一个空白对照组。动物体重203.75±8.76克。
分组后动物单养在代谢笼中,首先喂人工配制的含钙饲料3天,使其适应饲料变化。然后开始改喂缺钙饲料,至第4天在继续饲喂缺钙饲料基础上,按高剂量80mgCa2+/只1天和低剂量40mgCa2+/只1天,分别给两个实验组动物灌喂含L-苏糖酸钙的3%的淀粉溶液,每天一次,空白对照组灌胃3%的淀粉悬液。各组动物自由饮用去离子水。
营养代谢笼可将鼠尿、粪完全分离,每日定时收集全部尿、粪、编号,用于定量测定。
动物饲养环境:室温20℃±1℃,湿度55%,人工控制光照时间12hr/天。
缺钙饲料配方如下:
%
鸡蛋蛋白粉 24
淀粉 40
蔗糖 23
大豆油 5
纤维素 4
混合无机盐 3
混合维生素 1
检测时,对实验前后各动物血、尿、粪及饲料进行钙含量测定。血、尿直接测定,粪、饲料经干燥后灰化,然后进行测定。均采有用滴定法进行测定,每个样做三个平行样,取均值,结果如下:
表1 SD大鼠对L-苏糖酸钙吸收利用情况(%)剂量SD大鼠数吸收率利用率净利用率626mg/日 10 95.30 76.83 73.22313mg/日 10 89.33 89.13 79.62
表2 与空白对照组相比血钙变化情况mg/dl剂量SD大鼠数血钙增加值626mg/日 2.685313mg/日 1.480
以上两组试验,动物钙净利用率均达70%以上,说明L-苏糖酸钙是一种具有高吸收率、高利用率的补钙制品。
下面是人体食用L-苏糖酸钙后的实验结果。
选择青年男性志愿者10名,平均年龄22岁,受试期间无其它钙制剂和高钙食品的摄入。受试者每人每天口服L-苏糖酸钙1次,每次1.72克,含钙220mg,连续服用7天,分别于实验前和实验后,于清晨空腹留取4小时尿,进行尿钙测定。同样条件下,进行了枸橼酸钙、葡萄糖酸钙及碳酸钙的口服及检测。尿钙的测定使用EDTA滴定法,尿肌酐的测定使用苦味酸比色法。
实验前后三项指标测定结果如表3。
表3 4小时尿钙总量(mg) Ca mg/100ml尿 Ca mg/g肌酐实验前 实验后实验前 实验后实验前实验平均值标准偏差人数置信因子概率 27.09 73.03 10.81 22.72 10 10 5.7739 <0.01 20.64 36.41 4.20 6.68 10 10 6.3200 <0.01 144.15 266.62 53.67 109.05 10 10 3.1864 <0.01
以上实验结果经统计学分析处理,三项指标实验前后各数据间差别均有高度显著性,P值均小于0.01,说明L-苏糖酸钙能迅速使人体钙储量增加,达到迅速补充人体钙含量的目的。
实验前后,几种钙制剂服用0~4小时后的尿钙量对比如表2。
表4 L- 苏 糖 酸 钙 枸 橼 酸 钙 葡 萄 糖 酸 钙 碳 酸 钙服药后0-4小时尿钙量(mg/dl尿)36.41 19 14服药后0-4小时尿钙增量(mg/dl尿)15.8 9.8 6.9服药后0-4小时尿钙量(mg/mg肌酐)0.27 0.15 0.13服药后0-4小时尿钙增量(mg/mg肌酐)0.123 0.081 0.045
以上实验结果说明,L-苏糖酸钙的各项结果均优于枸橼酸钙、葡萄糖酸钙、碳酸钙,更适于人体的吸收。
由于本发明的作为食品添加剂的L-苏糖酸钙的光学活性导致其生物活性,使其在体内容易吸收,可以在补钙的同时起到改善食品口味的作用。即L-苏糖酸钙可以做为饮料添加剂、面包或饼干等固体食品添加剂、味精等调味品添加剂,在改善食品的口感的前提下,不仅增加了食品的营养成份,还可起到迅速补钙的作用。
L-苏糖酸钙做为饮料添加剂可以改善各类果汁饮料、复合饮料以及碳酸汽饮料的口感,去除涩味,增进饮料的香甜气味,其主要原因是L-苏糖酸钙与这些有涩味的成份(如色素、鞣酸等)结合形成了无味的络合物。添加量优选为0.0.1~1%。
下面通过参加本实验的10名志愿人员的品偿对比。说明本饮料添加剂所具有的改善饮料口感的特性。
选取125ml杏仁饮料,向其中加入50mgL-苏糖酸钙,5分钟后,与未加L-苏糖酸钙的杏仁饮料对比品偿,10名志愿人员均认为口感明显改善,无涩无刺激性,纯正的香甜味增加。
另取125ml粒粒橙饮料,向其中加入50mgL-苏糖酸钙,5分钟后与空白作对比品偿,10名志愿人员均认为口感明显改善,无涩无刺激性,纯正香甜可口,接近于纯果汁口味。
又取125ml的山海关橙汁汽水(碳酸汽型),向其中加入50mgL-苏糖酸钙,5分钟后与空白作对比品偿,10名志愿人员均认为口感明显改善,无涩,纯正香甜可口,接近纯果汁口感。
再选取由可口可乐公司生产的雪碧、芬达碳酸汽饮料各200mL,向其中加入50mgL-苏糖酸钙,5分钟后与空白作对比品偿,10名志愿人员均认为口感明显改善,无涩且甜味增加。
L-苏糖酸钙作为面包、饼干等固体食品添加剂,可以增大食品的甜味,增加食品的营养成份,更重要地是还可以达到补钙的目的,添加量优选为1~5%。
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例
在安装有搅拌器及冷却水夹层的反应器内。加入25Kg水和17.6Kg的L-抗坏血酸,使L-抗坏血酸充分溶解后,搅拌下缓慢加入20Kg碳酸钙,在体系温度保持在30~40℃的情况下,慢慢滴加40Kg过氧化氢,并保持30~40℃恒温,然后加入活性碳,升温到60℃下浓缩到原体积的1/3,冷却、结晶、干燥得成品L-苏糖酸钙。
将制得的L-苏糖酸钙做为饮料添加剂,加到橙汁中,(每瓶含L-苏糖酸钙1.6g)。由10名严重缺钙的儿童(年龄7岁),每天喝三瓶,连续喝15天,10名儿童一致声称,加了添加剂的橙汁比未加的好喝,没有涩味,口感甜香,且10名儿童的缺钙现象明显好转,治愈率达90%,具体检测结果如下:
3天内有效者4名 有效率40%
4天内有效者7名 有效率70%
10天内有效者10名 有效率100%
10天内治愈者8名 治愈率80%
15天内治愈者9名 治愈率90%
将制得的L-苏糖酸钙做为面包的添加剂,选择10名严重缺钙的儿童(年龄8岁),每天吃二个小面包(内含L-苏糖酸钙4g),连续吃10天后,检测结果如下:
5天内有效者7人 有效率70%
10天内有效者10人 有效率100%
10天内治愈者8人 治愈率80%
以上结果说明,本发明的采用L-苏糖酸钙作为各类食品的添加剂可明显地改善食品的口感及品位,更适应人体的吸收,特别是当食用了含有L-苏糖酸钙的食品后,可迅速地、显著地增加人体的钙储量,达到迅速补充人体钙含量的目的。