引言：
L-乳酸钙是一种钙盐形式的乳酸，具有多种应用领域，如医疗、食品和营养等。深入了解L-乳酸钙的性质和功能可以帮助我们更好地利用这种化合物的潜在优势和益处。
简介：
乳酸钙是一种自然存在的活性离子钙，通常以白色粉末或颗粒状固体形式存在，无臭，易溶于水，但难溶于有机溶剂。作为乳酸的衍生物，乳酸钙的分子结构中含有一个不对称的碳原子，因此表现出旋光性质。根据其乳酸的构型，乳酸钙可分为L-乳酸钙、D-乳酸钙以及DL-乳酸钙几种形式。
L-乳酸钙属高新生物技术产品和多用途医药用原材料，广泛用于食品、医药、饲料等行业。作为有机钙，常温下溶解度高于柠檬酸钙、葡萄糖酸钙以及碳酸钙等其它补钙产品，具有良好的吸收率，营养利用率高，稳定性好，口感好。可作为食品添加剂、缓冲剂、膨松剂、营养增补剂、面团调节剂、果蔬护色剂、凝固剂、钙营养强化剂等。L-乳酸钙具有与人体相融的左旋性，可直接参与人体的新陈代谢，对人体无任何副作用，是目前人体吸收利用率最高的钙制强化剂，被世界卫生组织WHO推荐为婴儿最佳补钙产品。具有优良的易吸收、不刺激肠胃、无副作用等特点，国内外市场需求旺盛。L-乳酸钙作为一种主要的补钙产品，在同类产品中占有较大市场份额。
1. 结构分析
L-乳酸钙，英文名称：L-Calcium lactate，CAS：5743-47-5，分子式：C6H20CaO11。L-乳酸钙以无水合物，一水合物，三水合物，五水合物等不同结晶水的形式存在，统称为 L-乳酸钙。L-乳酸钙分子结构式如下：
L-乳酸钙基本信息如下：
2. 应用：
L-乳酸钙在食品、饲料、轻工和医药等多个领域具有广泛应用。在医药领域，L-乳酸钙是钙片的重要成分，而钙缺乏症是当代中国社会普遍影响健康的慢性病之一。市场上存在多种钙制剂，与其他钙源相比，L-乳酸钙具有溶解度高、稳定性好、无异味等优点，同时钙含量高、易于人体吸收、安全性高且价格适中。此外，L-乳酸钙在补充钙元素时具有较好的生理容忍性，其酸根可以有效被人体代谢，不会产生有害作用。
3. 研究现状
在日本和美国，乳酸钙自二十世纪50年代起便广泛应用于食品工业，而中国则是在三十多年后开始生产乳酸钙。自二十世纪90年代起，日本和美国已开始研究利用蛋壳进行乳酸钙的综合利用，而中国则是近年来才开展相关研究。此外，国外生产的L-乳酸钙具有高光学纯度、高提取收率、简单工艺、低投资和低能耗等优点。相比之下，中国生产L-乳酸钙的厂家一般采用发酵法，由于结晶工艺不完善，导致产品的纯度和质量与国外存在较大差距。
4. 制备方法
L-乳酸钙的制备方法总体上分为化学法和发酵法。化学法分为化学合成法和中和反应法。
4.1 化学法
（1）化学合成法
以乙醛和氢氰酸为原料反应合成乳酸钙，这种方法存在高成本、严重污染环境、难于得到单一构型的 L-乳酸钙产品。
（2）中和反应法
将 L-乳酸与不同的钙原料发生中和反应制备 L-乳酸钙的方法是中和反应法，按采用的钙源不同可以分为以下几种：
A. 以氢氧化钙为钙源
将提纯后的 L-乳酸加入氢氧化钙溶液中，得到 L-乳酸钙溶液。在此过程中，通过过滤去除杂质并调节pH值进行脱色处理，接着进行过滤、浓缩和溶液结晶，最终完成干燥步骤。这种方法制备的L-乳酸钙具有高纯度，反应工艺简单，不过使用提纯后的L-乳酸作为原料会增加成本。其反应方程式为：
Ca(OH)2+2CH3CHOHCOOH+3H2O→Ca(CH3CHOHCOO)2.5H2O
B. 以蛋壳为钙源
根据处理蛋壳的方法差异分为直接法和间接法。直接法将蛋壳水洗后粉碎，直接与 L-乳酸反应制备 L-乳酸钙，其反应方程式为：
CaCO3+2CH3CHOHCOOH→Ca(CH3CHOHCOO)2+H2O+CO2
该方法对环境无污染，可以合理利用蛋壳，但是转化率比较低。
间接法通过煅烧使蛋壳中的碳酸钙成分于高温下分解为氧化钙，氧化钙再与L-乳酸反应，其方程式为：
CaCO3→CaO+CO2
CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2+2CH3CHOHCOOH+3H2O→Ca(CH3CHOHCOO)2.5H2O
间接法与直接法相比，成本高，容易产生粉尘污染。与化学合成法相比中和反应法都以 L-乳酸为原料，能够有效的得到单一构型的 L-乳酸钙产品，但是使用 L-乳酸为原料成本比较高，且收率偏低。目前化学法已经逐渐被发酵法替代。
4.2 发酵法
目前国外多采用玉米作为发酵碳源，通过细菌发酵制备 L-乳酸钙。中国多采用淀粉作为碳源，经过高压糊化后，用水稀释冷却至 50℃左右接入德氏乳酸杆菌和黑曲霉菌，细菌代谢发酵得到 L-乳酸，以碳酸钙作为中和剂调控发酵液得到粗 L-乳酸钙发酵液，采用硫酸调节 pH 值，还需要在某些关键工序中引入高效沉淀剂，絮凝剂和脱色剂，使蛋白质，脂类，淀粉等杂质充分沉淀，然后经过板框过滤得到澄清的 L-乳酸钙发酵液，通过结晶的方法分离提纯 L-乳酸钙。
发酵法的生产原料相对廉价，生产工艺洁净，生产效率高，能明显提高 L-乳酸钙的生产效率。由淀粉为原料生产 L-乳酸钙的流程图如图所示。
参考：
[1]崔耀军, 反应法连续结晶制备高纯度L-乳酸钙新技术. 河南省, 河南金丹乳酸科技股份有限公司, 2020-07-01.
[2]栾清华. 五水L-乳酸钙结晶过程研究[D]. 天津大学, 2015.
[3]景晓华. L-乳酸钙结晶动力学与粒度控制技术[D]. 天津科技大学, 2010.
[4]https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/
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