食品添加剂的功能类别作用机理与中国目前需求状况1功能类别.docx

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食品添加剂的功能类别作用机理与中国目前需求状况1功能类别

一、食品添加剂的功能类别、作用机理与中国目前需求状况

1、功能类别：

营养强化剂

2、作用机理

钙是人体中含量最多的矿物质元素，人体中99%的钙存在于骨骼、牙齿中，骨骼是构成人体的支架，是肌体内钙的基本储存库。

另外1%的钙存在于软组织、细胞外液和血液中，统称为混溶钙池，与骨钙保持动态平衡，为维持所有细胞的正常状态所必需。

钙在神经、肌肉应激、神经冲动传导、心脏节律维持、血液凝固、细胞黏着等生理过程中，发挥着极其重要的生理调节作用，人体缺钙可能引起诸多疾病。

【1】

3、中国目前对钙的需求状况

钙的NRV值（营养素参考值）为800mg/天，通常情况下，在一般的膳食营养中钙的摄入量很难达到800mg/天，根据2010年中国居民营养状况调查【3】显示：

中国居民膳食中钙的每人每天摄入量为389mg,城市439mg，农村370mg，仅为所需量的一半。

奶是钙的良好来源，10年来城市的奶类消费虽有所增加，但增加量只有27g，不足以补足钙摄入的缺口。

除非有非常科学合理的饮食，一般人食物中的钙，并不能完全满足日常所需。

不少食物中的钙并不如我们想象中丰富：

比如骨头汤，据测定一千克骨头汤仅有20毫克的钙。

饮食中含草酸的菠菜、竹笋等，易与钙结合形成难以吸收的草酸钙。

所以，专家建议，除了日常饮食，一般人群可根据自身需要每日额外补充500-600毫克的钙【2】。

钙摄入量不足为目前中国仍存在亟待解决的微量营养素缺乏问题，特别是对于特殊人群（如：

少年儿童，青少年，绝经后的妇女，素食者，运动员，孕妇或哺乳期妇女等）每日钙的需求更大于普通人群。

张倩【4】等研究补充强化钙与维生素D牛奶对我国10～12岁女童体格发育的影响。

将北京市9所小学757名平均年龄10～12岁的女童分为对照组（259人，保持日常饮食）、A组（238人，除日常饮食外,饮用钙强化牛奶144ml/d）和B组（260人，除日常饮食外，饮用钙和维生素D强化牛奶144ml/d）。

调查其食物摄入和体力活动情况。

干预前、中、后测定研究对象的体重、身高、坐高及膝高。

结果显示：

干预2年后，A组和B组的身高增长率（9.52%和9.26%）显著高于对照组的8.59%；A组和B组的体重增长率（34.53%和35.38%）显著高于对照组的30.91%；A组的坐高增长率为9.21%，显著高于B组的8.58%,又高于对照组的7.87%；A组膝高的增长率为9.00%，显著高于B组（8.37%）和对照组（8.44%）。

结论：

长期补充强化钙与维生素D的牛奶可以促进我国10～12岁女童的体格发育。

王晓燕【5】等探讨不同钙摄入量对我国青春期少年全身及各部位骨量的影响，为制定我国青春期少年适宜的钙摄入量提供科学依据。

将北京市郊区平均年龄为13～16岁男生172人，女165人随机分为组1、组2、组3和组4四个组，每组男、女生各40人左右，每天给予3次不同剂量碳酸钙片，使总钙摄入量分别达到约400mg/d、800mg/d、1000mg/d以及1200mg/d，每个钙片中均强化60IU的维生素D。

干预前后分别使用24h记录法了解膳食摄入，体力活动问卷了解体力活动情况，双能x线吸收仪（DEXA）测定全身、腰稚和前臂处的骨矿物质含量（BMC）、骨面积（BA）和骨矿物质密度（BMD）。

结果显示：

青春期钙摄入量达到1000mg/d以上时，显著促进女生骨量增长。

男生钙摄入量增加骨量也有递增趋势。

张培珍【6】等探讨青春期前期的艺术体操运动员的钙摄入情况及钙营养、运动与骨矿含量的关系。

选取13名国内优秀艺术提高运动员为研究对象，年龄11～12岁，训练年限3～7年，同时选取14名同年龄段的小学女生作为对照。

对他们进行膳食调查和骨密度的测量。

结果显示：

艺术体操运动员的钙摄入量为515±218.0mg/d，仅达到钙参考摄入量的51.5%；艺术体操运动员的骨矿含量、骨面积，骨密度均显著低于同年龄段的小学女生，分别低23%、14%和11%（P＜0.05）。

可见青春期前艺术体操运动员的钙摄入量较低，较低的骨矿含量和骨密度可能与他们的专项训练量较大，对钙的需求较高而长期摄入量不足有关。

付志宇【7】研究15～16岁女子足球运动员体内钙含量多少与主要身体素质的关系,选取广东省15～16岁女子足球运动员49名。

平均年龄15.7岁，平均训练年限为3.5年。

测试运动员骨矿含量，并于当天对该批运动员的主要身体素质进行测试，包括30m跑、立定跳远、25m折返跑、12min跑等，结果显示现受试者体内钙营养不足，且骨钙含量高者身体素质较好,能承受的运动负荷量与骨钙含量与有关而与运动年限无关。

王燕【8】调查农村孕妇不同孕期钙营养水平，研究对象:

2003年1～12月来产科门诊作产前检查及住院分娩的孕产妇886例，分别采集早期孕妇（10～12周）、中期孕妇（20～22周）、晚期孕妇（30周以上）静脉血及产后脐带血。

分别检测早、中、晚期孕妇静脉血及新生儿脐带血中的骨源性碱性磷酸酶（BAP）。

结果显示：

在接受调查的886例早、中、晚期孕妇中，有459例BAP活性增高，总异常率为51.8%，由此可以看出，缺钙孕妇的比例较高。

在对886例活产婴儿脐带血检测中，BAP活性增高的有386例，占43.6%，在386例BAP增高的脐带血中，其母体BAP也升高,表明胎儿的钙营养水平与母体钙营养水平有直接关系。

2013年5月15～17日，中国营养学会第十一次全国营养科学大会暨国际DRIs研讨会在杭州召开。

大会上，中国疾病预防控制中心营养与食品安全所介绍分享了最新的“中国城市居民营养与健康状况监测”研究结果。

这份“中国居民营养与健康状况监测”涉及全国31个省、自治区、直辖市，委托国家统计局根据全国城乡人口数据库随机抽样，兼顾大城市、中小城市和农村地区的合理比例，抽取样本约22万人，能较为全面、权威地反映中国居民营养与健康状况。

在本次抽样监测得到的一系列结果中，有一项数据特别引起了众多专家的重视——中国城市居民钙摄入明显不足，平均每日钙摄入量仅为400毫克左右，不到推荐量的1/2。

因此，补钙问题，不容忽视。

4、其他国家（地区）钙摄入途径、需求量、使用现状情况对比

具体对比结果见表1：

表.1各国钙摄入途径、需求量、使用现状情况对比表

中国

美国

欧洲

日本

钙摄入途径

物理环境

（自然阳光）

受环境（雾霾）及生活习惯的影响，因自然阳光得到VD较少

较多日光浴，增加了自身VD合成，从而增加对钙的吸收

较多日光浴，增加了自身VD合成，从而增加对钙的吸收

界于中国与欧美之间

钙补充剂

质量多欠佳，吸收较少

品种较多，如善存等，服用人群较普遍

种类较多，服用人群较多

种类较多，服用人群较普遍

奶类

牛奶质量存隐忧，及饮食习惯影响，无法满足人体对钙的每日健康需求量

牛奶已成为日常饮用品，摄入量高，可基本满足人体的钙营养需求

牛奶已成为日常饮用品，摄入量高，可基本满足人体的钙营养需求

牛奶摄入量高，基本满足人体对钙的营养需要

奶酪及乳制品

种类偏少，受饮食习惯影响，日摄入量较少

品种较多，饮食习惯支持，日摄入量较多

品种较多，饮食习惯支持，日摄入量较多

种类较多，服用人群较普遍

不同人群的需求量（每日推荐量）

婴幼儿

300-600mg

200-1000mg

300-900mg

350-600mg

青少年

400-1000mg

1300mg

900mg

600mg

成年人

800mg

1300mg

1000mg

600mg

中老年

1000mg

1200mg

1000mg

600mg

孕妇及哺乳期妇女

1200mg

1300mg

1200mg

1000mg

钙摄入现状评价

自然环境

受污染、雾霾影响，钙摄取不足

多喜欢晒日光浴钙能得到部分有效补充

多喜欢晒日光浴钙能得到部分有效补充

日照条件较好

钙补充剂

质量和服用均不足

服用普遍

服用普遍

服用较普遍

饮食结构

以粮食为主，奶及奶制品摄入量不足，实际钙的摄入量每日仅为400mg，仅为推荐量的一半。

以肉食、奶及奶制品为主

以肉食、奶及奶制品为主

以粮食为主，奶及奶制品摄入量充足

根据表1比较结果可知，中国居民的钙摄入途径较其他国家（地区），形式较为单一，种类较少，钙摄入的水平也属于偏低水平。

二、与同一功能类别的食品添加剂使用效果的对比资料

目前用于食品营养强化及钙制剂的钙源主要有：

碳酸钙、醋酸钙、氧化钙（氢氧化钙）、磷酸钙、磷酸氢钙、羟基磷酸钙、葡萄糖酸钙、柠檬酸钙、苹果酸钙、乳酸钙、乳钙等，可分为无机钙盐、有机钙盐两大类。

在食品中强化钙质，通常要综合考虑产品和钙源的相关特性，在钙源方面要考虑其溶解性、钙的含量、生物利用率以及成本等因素，在典型产品的应用中，有机钙源价格相当，而乳钙的价格相对较高，且其供应有限，钙含量不稳定。

因此，从成本的角度分析，有机钙盐优于乳钙。

柠檬酸钙也称为枸椽酸钙，其口感较好，生物利用率高，属于有机钙的一种，是一种钙强化的重要资源，在食品工业中作为营养强化剂可用于调制乳、干酪、冰淇淋类、豆粉、面包、果冻等食品中。

另外，钙源的溶解分散性和生物利用率是决定其功效的重要因素。

柠檬酸钙溶解分散性好（颗粒越小，成效越好），生物利用率高，已在欧洲、美国等国家得到广泛应用。

1、柠檬酸钙的溶解分散性好

当对液态奶制品进行钙强化时，钙的溶解度，分散性及在料液中的稳定性是首要考虑的问题。

钙盐如葡萄糖酸钙，乳酸钙及乳酸葡萄糖酸钙虽具有较高的溶解度，但它们的钙含量却比较低（钙含量为9-13%）。

无机钙盐如氯化钙（钙含量为36%），具有很好的溶解性，但它的苦咸味却使其应用受到了限制。

其他的无机钙盐如碳酸钙和磷酸钙，钙含量高（钙含量为38-40%），但溶解度却非常低。

柠檬酸钙具有很好的结合力：

柠檬酸钙的水合物形式显现出高的钙含量（21%）及合适的溶解度（1g/L）。

与其它钙盐相比，柠檬酸钙在低温条件下具有更好的溶解性（即所说的“逆溶解度”，如下图），这对于食品的热加工及冷加工来说，具有更大的优势。

2、柠檬酸钙的吸收率高

任何营养素的有效性取决于其生物利用率，即人体吸收和利用的多少。

平均来说，一个健康的成年人，在饮食中只有约10-30％的钙被吸收。

影响吸收率的因素是多方面的，包括钙盐的类型。

各种科学研究表明，有机钙盐的生物利用率优于无机钙源如碳酸钙和磷酸钙。

因此，美国国家健康研究所推荐柠檬酸钙作为钙补充的来源，特别是对于由于胃酸减少，吸收功能降低的老年个体。

柠檬酸钙属于高生物利用率有机钙源，通过广泛的人类和动物研究证明，吸收率至少与纯牛奶中钙的吸收率相当。

我们都知道，人体对钙的吸收与胃酸是否能对钙进行充分分解及吸收之间具有一定的联系。

柠檬酸钙是一种水溶性盐，因此，它不依赖胃酸以确保其正常的吸收。

胃酸缺乏或胃酸过少的病人都能正常吸收。

因此，柠檬酸钙特别适用于胃酸缺乏或因年龄增长导致胃酸减少或由于药物的干预使胃酸减少的个体，柠檬酸钙还可以避免发生副作用如产气。

三、在拟添加的食品中添加与否的效果对比

1、在风味发酵乳中添加意义

现代的人类营养学研究使人们了解了在饮食中增补钙的重要性。

因此，在以牛奶为基础的食品中，钙的适当补充是十分重要的。

牛奶作为一种健康饮品几乎已经渗透到了每个家庭中，其中具有保健作用、口味独特等特点的酸奶克服了纯奶口味单一的缺点，以其独特的休闲特性受到了众多年轻消费者的青睐。

相对其他液态奶，酸奶的营养价值较高，再加上其优质的口感，酸奶逐渐成为众多消费者生活中不可或缺的一部分。

中投顾问发布的《2011-2015年中国乳制品行业投资分析及前景预测报告》显示，酸奶已经占据了15%左右的乳品市场。

过去几年来，城镇居民的年均酸奶消费量复合增长速度达到20%以上，超出居民的收入增长速度。

CMMS通过对北京、上海、广州、成都、天津等30个一二线城市7万名消费者的调查结果显示，酸奶的市场需求旺盛，酸奶的渗透率稳步增长，07年秋数据显示消费者合计每周饮用酸奶的数量达到了83797瓶/盒/袋[9]。

（具体增长统计见下图）

因此，随着酸奶市场占有量的增加，以酸奶作为补钙的载体将会很好地解决居民钙摄入不足的问题。

2、与其他钙盐应用于风味发酵乳优缺点比较

柠檬酸钙与其他钙盐应用于风味发酵乳优缺点比较结果见表2

表2

钙源

优点

缺点

柠檬酸钙

具有逆溶解度，凝胶光滑，生物利用率高，用量可调高

比无机钙盐更贵

乳酸钙

溶解性好，生物利用率高，非常适用于奶制品

浓度高时有苦味，不利形成光滑凝胶，用量不能太高，钙含量低

乳酸葡萄糖酸钙

高的溶解度及稳定性，中性风味，生物利用率高

价格高，不利于形成光滑凝胶，用量不能太高，钙含量低

乳钙（乳矿物盐）

天然，生物利用率高

价格高，供应有限，钙含量不稳定，会重结晶

磷酸三钙

价格低，钙含量高

不溶，有砂砾感，会重结晶，吸收不好

碳酸钙

价格低，钙含量高

不溶，有CO2产生，有气泡产生，有砂砾感，吸收不好

一般情况下，钙含量高的钙盐，特别是不溶性钙盐，如碳酸钙和磷酸钙，往往会产生垩白的口感，并可能会使终产品带有苦涩味。

乳酸钙在高浓度下产生的苦味与氯化钙相当。

碳酸钙带有肥皂味或柠檬味，而磷酸钙风味平淡，给人一种砂砾感。

钙的风味可以被螯合剂（如柠檬酸钾）掩盖，而稳定剂（如卡拉胶）的添加会使风味增加。

柠檬酸钙被认为是一种具有中性风味的盐，因此不需要任何风味掩盖剂，从而降低了成本。

在乳制品的应用中，使用可溶性的钙盐，在高浓度下可能会导致不利影响。

在加工过程中，矿物盐，特别是钙盐的添加，对产品的稳定性有很大影响。

由于溶解度更高的钙盐将有更多的游离钙离子存在于溶液中，且比溶解度低的钙盐更易发生反应，因此随着时间的推移或在生产过程受热，钙盐的沉淀会增多。

再加上天然的乳成分，如磷酸盐和蛋白质会与钙发生反应。

因此，尽管它可以比柠檬酸钙以更高的浓度添加到奶制品中，但如果不控制pH值并加入螯合剂（如柠檬酸钾），则很难再提高钙盐的含量。

柠檬酸钙的逆溶解度，使其在加热过程中较不活泼，从而最大限度地减少沉淀，污染。

由于粒度和溶解性与口感息息相关，我们的微粉级柠檬酸钙结合优异的分散性且使最终应用具有中性风味。

即使它在保质期结束时有沉积物，在摇动产品容器时还可以很容易地重新分散，而磷酸钙往往会形成沉于底部的大颗粒或块状物。

柠檬酸钙及其它钙盐在对半固体型酸奶进行钙强化的比较发现：

以柠檬酸钙作为钙源进行钙强化，可强化的钙量最高。

用乳钙进行钙强化，钙含量最高达204mg/70g（相当于290mg/100g）。

与乳钙相比，柠檬酸钙的钙含量可达438mg/100g。

总的来说，发酵乳用柠檬酸钙进行钙强化有以下优点：

（1）用柠檬酸钙进行钙强化，可达到更大的添加量，从而提高钙的强化水平。

（2）在生产过程中，柠檬酸钙比乳钙更易于处理。

（3）添加柠檬酸钙不会对产品的风味造成影响。

（4）柠檬酸钙与无机钙盐（如碳酸钙，磷酸钙）相比，具有更高的生物利用率。

参考资料

[1]杨继远、袁仲、侯雪梅；我国人口的缺钙现状及改善措施；郑州轻工业学院学报（自然科学版），2001.3（16）：

71—73（附录A.1）。

[2]浙江在线新闻.专家建议搭建“立体式”钙补充方案.2013（附录A.2）。

[3]杨晓光、翟凤英、朴建华、赵文华、何宇纳、张坚；中国居民营养状况调查；《中国预防医学杂志》，2010.1

（1）：

5—7（附录A.3）。

[4]张倩、胡小琪、马冠生、杜学勤、祝坤、张新、童融、葛可佑；强化钙与维生素D牛奶对10～12岁女童体格发育的影响；中华预防医学杂志，2008.1

（1）：

12—15（附录A.4）。

[5]张倩、王晓燕、胡小琪、刘爱玲、杜维蜻、彭玉良、郑朝民、郭建友、庞桂平、马冠生；补钙个月对青春期1男6女生骨量的影响；中国营养学会营养科研基金项目论文汇编（附录A.5）。

[6]张培珍、矫玮、高欣；青春期前期艺术体操运动员钙营养状况与骨矿含量研究；《体育科学》2008.28（4）：

39—42。

（附录A.6）

[7]付志宇；广东省15-16岁女足运动员身体素质与骨钙含量关系的研究；西安体育学院学报，1999.16（4）：

86—90。

（附录A.7）

[8]王燕；农村孕妇不同孕期钙营养水平的调查；检验医学与临床，2005.2

（1）（附录A.8）。

[9]新生代，走向成熟化的中国酸奶市场，2008（附录A.9）。