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Lactato de calcio

El lactato de calcio es una sal cristalina blanca con fórmula C
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yo
10
CaO
6
, que consta de dos aniones lactato H
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C
(CHOH) CO
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para cada catión de calcio Ca 2+
Forma varios hidratos , siendo el más común el pentahidrato C
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yo
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CaO
6
·5 horas
2
Oh
.

El lactato de calcio se utiliza en medicina, principalmente para tratar deficiencias de calcio ; y como aditivo alimentario con número E de E327 . Algunos cristales de queso están compuestos de lactato de calcio. [3] [4]

Propiedades

El ion lactato es quiral , con dos enantiómeros , D (−, R ) y L (+, S ). El isómero L es el que normalmente sintetizan y metabolizan los organismos vivos, pero algunas bacterias pueden producir la forma D o convertir la L en D. Por lo tanto, el lactato de calcio también tiene isómeros D y L, donde todos los aniones son del mismo tipo. [5]

Algunos procesos de síntesis dan como resultado una mezcla de ambos en partes iguales, lo que da como resultado la sal DL ( racémica ). Tanto la forma L como la DL se presentan como cristales en la superficie del queso cheddar envejecido. [5]

La solubilidad del L-lactato de calcio en agua aumenta significativamente en presencia de iones d- gluconato , de 6,7 g / dl ) a 25 °C a 9,74 g/dl o más. [1] [2] Paradójicamente, mientras que la solubilidad del L-lactato de calcio aumenta con la temperatura de 10 °C (4,8 g/dl) a 30 °C (8,5 g/dl), la concentración de Ca libre2+
La cantidad de iones de calcio disminuye casi a la mitad. Esto se explica porque los iones de lactato y calcio se vuelven menos hidratados y forman un complejo C
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yo
5
Oh
3
California+
. [2]

La forma DL (racémica) de la sal es mucho menos soluble en agua que los isómeros L o D puros, de modo que una solución que contenga tan sólo un 25% de la forma D depositará cristales de DL-lactato racémico en lugar de L-lactato. [6]

El pentahidrato pierde agua en atmósfera seca entre 35 y 135 °C, reduciéndose a la forma anhidra y perdiendo su carácter cristalino. El proceso se invierte a 25 °C y 75% de humedad relativa . [7]

Preparación

El lactato de calcio se puede preparar mediante la reacción del ácido láctico con carbonato de calcio o hidróxido de calcio .

Desde el siglo XIX, la sal se obtiene industrialmente por fermentación de carbohidratos en presencia de fuentes minerales de calcio como carbonato de calcio o hidróxido de calcio . [8] : p200  [9] [10] La fermentación puede producir lactato D o L, o una mezcla racémica de ambos, dependiendo del tipo de organismo utilizado. [11]

Usos

Medicamento

El lactato de calcio tiene varios usos en la medicina humana y veterinaria .

El lactato de calcio se utiliza en medicina como antiácido . [12]

También se utiliza para tratar la hipocalcemia (deficiencias de calcio). Puede absorberse a distintos pH , por lo que no es necesario tomarlo con alimentos. Sin embargo, se ha comprobado que en este uso es menos conveniente que el citrato de calcio . El lactato de calcio contiene un 13 % de calcio elemental. [13]

A principios del siglo XX, se descubrió que la administración oral de lactato de calcio disuelto en agua (pero no en leche o comprimidos) era eficaz para prevenir el tétanos en humanos y perros con insuficiencia paratiroidea o sometidos a paratiroidectomía . [14] [15]

El compuesto también se encuentra en algunos enjuagues bucales y pastas de dientes como agente antisarro. [12]

El lactato de calcio (u otras sales de calcio) es un antídoto para la ingestión de flúor soluble [16] : p165  y ácido fluorhídrico .

Industria alimentaria

El compuesto es un aditivo alimentario clasificado por la FDA de los Estados Unidos como generalmente reconocido como seguro (GRAS), para usos como agente reafirmante , potenciador del sabor o agente aromatizante , agente leudante , suplemento nutricional y estabilizador y espesante . [17]

El lactato de calcio también se conoce como lactato de queso porque coagula la leche y produce la chhena que se utiliza en la producción de queso paneer . [12] La chhena también se utiliza para elaborar diversos dulces y otras proteínas de la leche.

El lactato de calcio es un ingrediente presente en algunos polvos para hornear que contienen pirofosfato ácido de sodio . Aporta calcio para retrasar la fermentación. [18] : p933 

El lactato de calcio se añade a los alimentos sin azúcar para prevenir la caries dental . Cuando se añade a la goma de mascar que contiene xilitol , aumenta la remineralización del esmalte dental . [19]

El compuesto también se añade a frutas recién cortadas, como los melones , para mantenerlas firmes y prolongar su vida útil, sin el sabor amargo causado por el cloruro de calcio , que también se puede utilizar para este propósito. [20]

El lactato de calcio se utiliza en gastronomía molecular como agente liposoluble sin sabor para la esferificación simple e inversa . Reacciona con el alginato de sodio para formar una película alrededor del alimento.

Alimentos para animales

Se puede añadir lactato de calcio a las raciones de los animales como fuente de calcio. [21]

Química

El compuesto era antiguamente un intermedio en la preparación de ácido láctico para usos alimentarios y médicos. El ácido impuro de diversas fuentes se convertía en lactato de calcio, se purificaba por cristalización y luego se convertía nuevamente en ácido mediante tratamiento con ácido sulfúrico , que precipitaba el calcio como sulfato de calcio . Este método produjo un producto más puro que el que se obtendría por destilación del ácido original. [8] : p180  Recientemente, el lactato de amonio se ha utilizado como una alternativa al calcio en este proceso. [10]

Tratamiento de agua

El lactato de calcio se ha considerado como un coagulante para eliminar sólidos suspendidos del agua, como una alternativa renovable, no tóxica y biodegradable al cloruro de aluminio AlCl
3
. [22]

Biohormigón

La adición de lactato de calcio aumenta sustancialmente la resistencia a la compresión y reduce la permeabilidad al agua del biohormigón , al permitir que bacterias como Enterococcus faecalis , Bacillus cohnii , Bacillus pseudofirmus y Sporosarcina pasteurii produzcan más calcita . [23] [24]

Véase también

Referencias

  1. ^ por Martina Vavrusova, Merete Bøgelund Munk y Leif H. Skibsted (2013): "Solubilidad acuosa de l-lactato de calcio, d-gluconato de calcio y d-lactobionato de calcio: importancia de la formación de complejos para el aumento de la solubilidad mediante mezclas de hidroxicarboxilato". Journal of Agriculture and Food Chemistry , volumen 61, número 34, páginas 8207–8214. doi :10.1021/jf402124n
  2. ^ abc Martina Vavrusova, Ran Liang y Leif H. Skibsted (2014): "Termodinámica de la disolución de hidroxicarboxilatos de calcio en agua". Journal of Agriculture and Food Chemistry , volumen 62, número 24, páginas 5675–5681. doi :10.1021/jf501453c
  3. ^ Stephie Clark y Shantanu Agarwal (27 de abril de 2007). "Capítulo 24: Queso cheddar y quesos duros relacionados. 24.6: Formación de cristales". En YH Hui (ed.). Manual de fabricación de productos alimenticios (1.ª ed.). Wiley-Interscience. pág. 589. ISBN 978-0470049648.
  4. ^ Phadungath, Chanokphat (2011). La eficacia del gluconato de sodio como inhibidor de cristales de lactato de calcio en el queso cheddar (tesis). Universidad de Minnesota. Archivado desde el original el 5 de mayo de 2021. Consultado el 12 de octubre de 2013 .
  5. ^ ab GF Tansman, PS Kindstedt, JM Hughes (2014): "La difracción de rayos X en polvo puede diferenciar entre variantes enantioméricas del cristal de lactato de calcio pentahidratado en el queso". Journal of Dairy Science , volumen 97, número 12, páginas 7354–7362. doi :10.3168/jds.2014-8277
  6. ^ Gil Fils Tansman (2014): Explorando la naturaleza de los cristales en el queso a través de la difracción de rayos X Tesis de maestría, Universidad de Vermont
  7. ^ Yukoh Sakata, Sumihiro Shiraishi, Makoto Otsuka (2005): "Caracterización del comportamiento de deshidratación e hidratación del lactato de calcio pentahidratado y su anhidrato". Colloids and Surfaces B: Biointerfaces , volumen 46, número 3, páginas 135-141. doi :10.1016/j.colsurfb.2005.10.004
  8. ^ ab H. Benninga (1990): "Una historia de la producción de ácido láctico: un capítulo en la historia de la biotecnología". Volumen 11 de Chemists and Chemistry . Springer, ISBN 9780792306252 
  9. ^ Kook Hwa Choi, Yong Keun Chang y Jin-Hyun Kim (2011) "Optimización del proceso de precipitación para la recuperación de ácido láctico". KSBB Journal , volumen 26, páginas 13-18. (Resumen archivado el 16 de abril de 2017 en Wayback Machine )
  10. ^ ab "Una ruta de ahorro de energía y sin yeso para obtener ácido láctico" Ingeniería química , 1 de julio de 2009.
  11. ^ Rojan P. John, K. Madhavan Nampoothiri, Ashok Pandey (2007): "Producción fermentativa de ácido láctico a partir de biomasa: una descripción general de los desarrollos de procesos y perspectivas futuras" Applied Microbiology and Biotechnology , volumen 74, número 3, páginas 524–534 doi :10.1007/s00253-006-0779-6
  12. ^ abc "Usos del lactato de calcio". www.tripurabiotech.com . Archivado desde el original el 2021-05-13 . Consultado el 2020-08-04 .
  13. ^ Straub DA (junio de 2007). "Suplementación de calcio en la práctica clínica: una revisión de formas, dosis e indicaciones". Nutr Clin Pract . 22 (3): 286–96. doi :10.1177/0115426507022003286. PMID  17507729.
  14. ^ Sloan J. Wilson (1938): "Insuficiencia paratiroidea posoperatoria y lactato de calcio". Archives of Surgery , volumen 37, número 3, páginas 490-497. doi :10.1001/archsurg.1938.01200030139008
  15. ^ AB Luckhardt y B. Goldberg (1923): "Preservación de la vida de perros completamente paratiroidectomizados mediante la administración oral de lactato de calcio". Journal of the American Medical Association , volumen 80, número 2, páginas 79-80. doi :10.1001/jama.1923.02640290009002
  16. ^ Carolyn A. Tylenda (2011): "Perfil toxicológico de fluoruros, fluoruro de hidrógeno y flúor (actualización)". DIANE Publishing. ISBN 9781437930771 
  17. ^ Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (2016): Código de Regulaciones Federales: Título 21 Volumen 3, sección 21CFR184.1207 "Lactato de calcio" Archivado el 15 de abril de 2017 en Wayback Machine , revisado el 1 de abril de 2016
  18. ^ EJ Pyler (1988), Ciencia y tecnología de la panadería, Sosland Publishing
  19. ^ Sudaa, R.; T. Suzukia; R. Takiguchib; K. Egawab; T. Sanob; K. Hasegawa (2006). "El efecto de añadir lactato de calcio a la goma de mascar con xilitol en la remineralización de las lesiones del esmalte". Investigación sobre caries . 40 (1): 43–46. doi :10.1159/000088905. PMID  16352880. S2CID  45316316.
  20. ^ Luna-Guzman, Irene; Diane M. Barrett (2000). "Comparación de la eficacia del cloruro de calcio y el lactato de calcio para mantener la estabilidad y la calidad de los melones recién cortados". Postharvest Biology and Technology . 19 : 16–72. doi :10.1016/S0925-5214(00)00079-X.
  21. ^ BN Paul, S. Sarkar, SS Giri, S. N Mohanty, PK Mukhopadhyay (2006): "Requerimientos dietéticos de calcio y fósforo de alevines de rohu Labeo rohita ". Nutrición animal y tecnología de piensos , volumen 6, número 2, páginas 257-263
  22. ^ R. Devesa-Rey, G. Bustos, JM Cruz, AB Moldes (2012): "Evaluación de coagulantes no convencionales para eliminar la turbidez del agua". Water, Air, & Soil Pollution , volumen 223, número 2, páginas 591–598. doi :10.1007/s11270-011-0884-8
  23. ^ JM Irwan, LH Anneza, N. Othman, A. Faisal Alshalif (2016): "Resistencia a la compresión y penetración de agua del hormigón con Enterococcus faecalis y lactato de calcio". Key Engineering Materials , volumen 705, páginas 345-349. doi :10.4028/www.scientific.net/KEM.705.345
  24. ^ Moneo, Shannon (11 de septiembre de 2015). «Científico holandés inventa hormigón autocurativo con bacterias». Journal Of Commerce . Archivado desde el original el 22 de marzo de 2018. Consultado el 21 de marzo de 2018 .