碳酸钙在食品、药品行业应用及市场分析

       碳酸钙作为重要的无机化工产品，广泛应用于橡胶、塑料、造纸、涂料等工业中，随着碳酸钙产业的发展和技术的进步，还被应用于牙膏、食品、医药、饲料等行业。碳酸钙在药品行业中可作为中和剂、助滤剂、缓冲剂和溶解剂及作为填料和钙源补充剂；在食品加工中可作为营养补充剂、蓬松剂、发酵剂、填充剂等。

       1、食品、药品用碳酸钙的种类与标准

       碳酸钙由于其含钙量高、无毒性、无刺激性、色白、易加工处理、价格低廉而被广泛地应用于食品加工业中。从加工方式上划分，用于食品添加剂的碳酸钙可以是化学法制成的轻质（纳米）碳酸钙，也可以是粉碎石灰石、方解石和牡蛎壳等制成的重质碳酸钙。从钙源划分，用于食品行业的碳酸钙可以是方解石、石灰石、白云石等矿物原料加工而成，也可以是贝壳、鸡蛋壳等生物质原料加工而成。从应用来看，目前以矿物原料生产食品钙为主，生物质原料生产食品钙研究居多；不过生物质原料生产的食品碳酸钙在生物利用度和纯度方面具有一定优势，但工业化、卫生安全及原料稳定性等方面还有一些问题要解决。

       长期以来，各国的药典和食品安全均对碳酸钙的质量有明确规定，特别是各类重金属含量。2017年1月1日，《GB1886.214-2016》食品安全国家标准食品添加剂碳酸钙（包括轻质和重质碳酸钙）开始施行，《GB1886.214—2016》规定了食品级碳酸钙的质量标准和检验方法。其主要质量指标如下：碳酸钙含量（以干基计）要求在98.0%～100.5%之间，盐酸不溶物含量≤0.2%，游离碱含量要求通过试验，镁和碱金属含量≤1%，干燥减量含量≤2.0%，钡（Ba）≤300mg/kg，镉（Cd）≤2.0mg/kg，氟（F）≤50mg/kg，总砷≤3.0mg/kg，铅（Pb）≤3.0mg/kg，汞（Hg）≤1.0mg/kg。

       2、碳酸钙在食品、药品行业的应用

     （1）食品营养补充剂：碳酸钙作为营养补充剂，在钙营养强化保健食品、面制品、谷物早餐、饼干、乳制品、软胶囊、饮料等众多产品中广泛应用。   碳酸钙用于面制品，可以起到钙强化的作用，产品多为400-800目粉体；碳酸钙在面粉中还可以起到增白、蓬松的作用，改善面粉外观。碳酸钙作为面包改良剂，可增加钙含量、减少丙烯酰胺和粉末烧结，改进面包、玉米饼和蛋糕等烘焙产品的配方。

       碳酸钙用于乳制品和饮料可以提高钙含量。欧米亚研发出一款高纯度天然碳酸钙，凭借特殊颗粒尺寸和表面特性可减缓沉淀且易于重新分散。日本研发出一款比表面积为30m2/g的纳米碳酸钙，可以提高乳饮料的钙含量，有效抑制沉淀。  

     （2）复合膨松剂：膨松剂主要用于面包、蛋糕、饼干、发面食品及膨化零食等。配制复合膨松剂时加入适量碳酸钙，可以起到增白和膨松的作用。碳酸钙在面包烘培过程中和干酵母、酶等混合使用，可促进面包面团早期发酵，钙离子会影响酵母发酵和面筋结构，从而提高成品面包的质量，延长保质期。

       研究人员探究了碳酸钙对复合膨松剂膨松效果的影响，研究结果表明，在复合膨松剂中碳酸钙添加量为3%时，产品膨松度略有改变，食品硬度下降，口感变酥。黄晓燕等研究了不同添加量的藜麦粉、膨松剂（碳酸钙）以及不同胚料湿度和烘烤温度对藜麦挤压膨化脆片咀嚼性、硬度、脆性、色泽和感官评分的影响。结果表明，膨化食品脆性与碳酸钙添加量呈正相关，添加量0.2%时产品脆性和感官最佳。当碳酸钙添加不足时，食品品质偏硬，不酥脆，当添加量过高时，食品膨化过度导致组织疏松，影响产品形态。

     （3）保健食品与原料药：近年来，国内外研究均证实部分原料用在膳食补充剂中具有增加骨密度的作用，能够实现补钙的主要目的。例如钙制剂（碳酸钙D3）、氨基葡萄糖、硫酸软骨素、姜黄素、维生素D等，其作用原理是通过补钙、增加体内雌激素水平等方式来实现。   调研还发现，在增加骨密度保健食品的原料使用频数≥10的原料中，碳酸钙使用频次最高，用量最高可超过50%。在钙片各种原料配伍中，碳酸钙也时常被使用，是最主要的钙源。

       增加骨密度保健食品的原料使用频数≥10的原料   江雨婷等通过试验对一种高钙营养蛋白质粉进行开发及特性研究，解决了实际生产中碳酸钙混合抱团问题，确定了生产的工艺流程。研究结果表明，试生产的高钙营养蛋白质粉产品混合均匀，添加400目碳酸钙作为钙源，感官特性良好，接受度高，理化卫生及微生物指标检测合格。制得的高钙营养蛋白质粉能够满足中老年人营养需求，适合中老年人群食用。

     （4）有机钙盐合成原料：生物质碳酸钙可以用作高纯度药品级柠檬酸钙、乳酸钙、柠檬酸-苹果酸钙、葡萄糖酸钙等有机钙盐的应原料。例如，蛋壳主要由钙离子和镁离子的碳酸盐和磷酸盐组成，且以碳酸盐为主，碳酸盐经高温焙烧，可以转化为生物质氧化钙，其具有化学活性高、纯度高、无毒无害等特点。而利用生物质氧化钙合成有机钙盐的研究及应用已经成为行业发展热点，在食品、药品行业广泛应用。

       合成醋酸钙，具有吸收效果好、溶解性好、pH靠近中性等特点，是一种很好的食品钙强化剂，也可用作螯合剂、抑霉剂、缓冲剂、增香剂、腐蚀阻抑剂等。   合成丙酸钙，是安全可靠的食品与饲料用防霉剂，对霉菌、好气性芽孢杆菌、革兰氏阴性菌、黄曲霉素等具有抑制作用，对酵母无抑制作用，对人畜无害，无毒副作用。   合成乳酸钙，作为常用的钙补充剂，具有促进骨骼和牙齿钙化的形成、维持神经与肌肉的兴奋性、降低毛细血管通透性的作用，还可用于防治钙缺乏导致的手足抽搐症以及发育不全、佝偻病。

       3、碳酸钙高含钙量、高吸收率进一步打开食品、药品市场

       目前市场上的钙强化剂主要有无机钙强化剂、生物钙强化剂和有机钙强化剂三个大类，碳酸钙、磷酸氢钙、氯化钙等均属于无机钙强化剂。从这类产品的特性来看，价格和含钙量高是优势，但溶解性略差，吸收利用率偏低。   但分析钙元素含量可以发现，碳酸钙高达40%，磷酸氢钙（含2结晶水）为23%，磷酸氢钙（含5结晶水）为17.7%，而且随着食品加工技术和超细粉体加工技术的进步，湿法研磨重钙，立磨钙的产量和稳定性快速增加，轻钙/纳米碳酸钙在形貌控制和无定形产品方面逐渐突围，都为碳酸钙在食品、药品行业的大规模应用不断加码。现在食品级纳米钙吸收利用率已经＞39%，突破了普通碳酸钙的峰值，技术普及更多的是时间问题。

       另外，从国内食品、药品碳酸钙生产规模来看，这一领域尚属“蓝海市场”。据金石亚药2023年半年度报告：子公司浙江省建德市正发药业有限公司营业收入10,207,264.52元，营业利润5,251,191.84元，净利润5,477,041.10元。据武汉同济现代医药2023年半年度报告：公司营业收入173,784,154.99，同比增长36.76%；归属于挂牌公司股东的净利润3,648,850.95元，同比增长16.41%，（业绩包含：润肠通便、补钙系列以及各类普药等）。

       目前，这一领域企业数量和产能都有了一定的规模，但市场潜力更大，中高端市场开发的还比较少。国内食品、药品用碳酸钙主要的生产企业有，四川金石亚洲医药股份有限公司、武汉同济现代医药科技股份有限公司、广西桂玛生物科技有限公司、湖北新剂药业有限公司、上海碳酸钙厂有限公司、武汉西莫制药有限公司、宜昌登城碳酸钙开发有限公司、上海诺成药业股份有限公司、池州市大恒生化有限公司、江苏泰州市康诺碳酸钙有限公司、江西创先精细钙业有限公司、浙江华盛钙业有限公司等。

       从现有产能来看，国内企业产能普遍在10万吨/年以下，主要是2-5万吨/年；2023年新建、有望投产及规划的食品、药品碳酸钙生产线3-5条，“十四五”期间有效产能依旧仅有几十万吨。   随着人口老龄化加剧和生育政策的推进，中高端产品尤其是高生物利用率的钙剂产品、保健食品需要尽早发力。据我国营养调查资料表明，在城市中约51%男性和60%的女性摄入的钙量还不到需要量的一半，若涵盖农村补钙需求将进一步加大，全国需要补钙人口约3亿人以上。总之，补钙这个市场很令人期待。