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Calciumlactat
Namen
Bevorzugter IUPAC-Name

Calciumbis(2-hydroxypropanoat)
Andere Namen

Calciumlactat-5-hydrat,
Calciumlactat,
2-Hydroxypropansäure
Calciumsalz Pentahydrat
Bezeichner
  • 814-80-2 Ja
ChEMBL
ChemSpider
Arzneimittelbank
ECHA-InfoCard 100.011.278
EG-Nummer
E-Nummer E327 (Antioxidantien, …)
UNII
  • InChI=1S/2C3H6O3.Ca/c2*1-2(4)3(5)6;/h2*2,4H,1H3,(H,5,6);/q;;+2/p-2 Ja
    Schlüssel: MKJXYGKVIBWPFZ-UHFFFAOYSA-L Ja

  • InChI=1/2C3H6O3.Ca/c2*1-2(4)3(5)6;/h2*2,4H,1H3,(H,5,6);/q;;+2/p-2

    Schlüssel: MKJXYGKVIBWPFZ-NUQVWONBAM

  • [Ca+2].[O-]C(=O)C(O)C.[O-]C(=O)C(O)C
Eigenschaften
C6H10CaO6
Molmasse 218,22 g/mol
Aussehen weißes oder cremefarbenes Pulver, leicht ausblühend
Dichte 1,494 g/cm²3
Schmelzpunkt 240 °C (464 °F; 513 K) (wasserfrei)
120 °C (Pentahydrat)
L-Lactat, wasserfrei, g/100 ml: 4,8 (10 °C), 5,8 (20 °C), 6,7 (25 °C), 8,5 (30 °C);[1][2] 7,9 g/100 ml (30 °C)[citation needed]
Löslichkeit sehr gut löslich in Methanol, unlöslich in Ethanol
Säure (pKein) 6.0-8.5
1.470
Pharmakologie
A12AA05 (WHO)
Gefahren
GHS-Piktogramme
GHS-Signalwort Warnung
H319
P264, P280, P305+351+338, P337+313
NFPA 704 (Feuerdiamant)
Flammpunkt Unzutreffend
Keine Daten
Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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Infobox-Referenzen

Chemische Verbindung

Calciumlactat ist ein weißes kristallines Salz mit der Formel C
6H
10CaO
6, bestehend aus zwei Lactat-Anionen H
3C(CHOH)CO−
2 für jedes Calciumkation Ca2+
. Es bildet mehrere Hydrate, das häufigste ist das Pentahydrat C
6H
10CaO
6·5H
2Ö.

Calciumlactat wird in der Medizin hauptsächlich zur Behandlung von Calciummangel verwendet; und als Lebensmittelzusatzstoff mit E-Nummer von E327. Einige Käsekristalle bestehen aus Calciumlactat.[3][4]

Eigenschaften[edit]

Das Lactat-Ion ist chiral, mit zwei Enantiomeren, D (−,R) und L (+,S). Das L-Isomer wird normalerweise von lebenden Organismen synthetisiert und metabolisiert, aber einige Bakterien können die D-Form herstellen oder das L in D umwandeln. Daher hat Calciumlactat auch D- und L-Isomere, bei denen alle Anionen vom gleichen Typ sind.[5]

Einige Syntheseverfahren liefern eine Mischung aus beiden zu gleichen Teilen, was das DL (racemische) Salz ergibt. Sowohl die L- als auch die DL-Form treten als Kristalle auf der Oberfläche des alternden Cheddar-Käses auf.[5]

Die Löslichkeit von Calcium-L-Lactat in Wasser steigt in Gegenwart von d-Gluconat-Ionen signifikant von 6,7 g/dl) bei 25 °C auf 9,74 g/dl oder mehr an.[1][2] Während die Löslichkeit von Calcium-L-Lactat mit der Temperatur von 10 °C (4,8 g/dl) auf 30 °C (8,5 g/dl) ansteigt, steigt paradoxerweise die Konzentration an freiem Ca2+
 Ionen nimmt um fast die Hälfte ab. Dies wird damit erklärt, dass die Laktat- und Calciumionen weniger hydratisiert werden und einen Komplex bilden C
3H
5Ö
3Ca+
.[2]

Die DL (racemische) Form des Salzes ist in Wasser viel weniger löslich als die reinen L- oder D-Isomere, so dass eine Lösung, die nur 25 % der D-Form enthält, racemische DL-Lactat-Kristalle anstelle von L-Lactat abscheidet .[6]

Das Pentahydrat verliert in einer trockenen Atmosphäre zwischen 35 und 135 °C Wasser, wird in die wasserfreie Form reduziert und verliert seinen kristallinen Charakter. Bei 25 °C und 75 % relativer Luftfeuchtigkeit wird der Prozess umgekehrt.[7]

Vorbereitung[edit]

Calciumlactat kann durch die Reaktion von Milchsäure mit Calciumcarbonat oder Calciumhydroxid hergestellt werden.

Seit dem 19. Jahrhundert wird das Salz industriell durch Fermentation von Kohlenhydraten in Gegenwart von Calciummineralquellen wie Calciumcarbonat oder Calciumhydroxid gewonnen.[8]:p200[9][10] Die Fermentation kann je nach Art des verwendeten Organismus entweder D- oder L-Laktat oder eine racemische Mischung aus beiden erzeugen.[11]

Medizin[edit]

Calciumlactat hat mehrere Anwendungen in der Human- und Veterinärmedizin.

Calciumlactat wird in der Medizin als Antazida verwendet.[12]

Es wird auch zur Behandlung von Hypokalzämie (Kalziummangel) angewendet. Es kann bei verschiedenen pH-Werten aufgenommen werden und muss daher nicht mit der Nahrung eingenommen werden. Es hat sich jedoch bei dieser Verwendung als weniger bequem erwiesen als Calciumcitrat.[13]

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts erwies sich die orale Verabreichung von in Wasser gelöstem Calciumlactat (jedoch nicht in Milch oder Tabletten) als wirksam bei der Prävention von Tetanie bei Menschen und Hunden mit Nebenschilddrüseninsuffizienz oder bei denen eine Nebenschilddrüsenektomie durchgeführt wurde.[14][15]

Die Verbindung findet sich auch in einigen Mundspülungen und Zahnpasta als Antizahnsteinmittel.[12]

Calciumlactat (oder andere Calciumsalze) ist ein Gegenmittel für die Einnahme von löslichem Fluorid[16]:p165 und Flusssäure.

Nahrungsmittelindustrie[edit]

Die Verbindung ist ein Lebensmittelzusatzstoff, der von der US-amerikanischen FDA als allgemein als sicher anerkannt (GRAS) eingestuft wurde, zur Verwendung als Festigungsmittel, Geschmacksverstärker oder Aromastoff, Treibmittel, Nahrungsergänzungsmittel und Stabilisator und Verdickungsmittel.[17]

Calciumlactat wird auch als Käselactat bezeichnet, da es die Milch koaguliert, wodurch das Chhena zur Herstellung von Paneer-Käse verwendet wird.[12] Chhena wird auch verwendet, um verschiedene Süßigkeiten und andere Milchproteine ​​​​zu machen.

Calciumlactat ist ein Bestandteil einiger Backpulver, die saures Natriumpyrophosphat enthalten. Es liefert Kalzium, um das Aufgehen zu verzögern.[18]:p933

Calciumlactat wird zuckerfreien Lebensmitteln zugesetzt, um Karies vorzubeugen. Bei Zugabe zu xylithaltigem Kaugummi erhöht es die Remineralisierung des Zahnschmelzes.[19]

Die Verbindung wird auch frisch geschnittenen Früchten wie Melonen zugesetzt, um sie fest zu halten und ihre Haltbarkeit zu verlängern, ohne den bitteren Geschmack von Calciumchlorid, das auch für diesen Zweck verwendet werden kann.[20]

Calciumlactat wird in der Molekulargastronomie als geschmacksneutraler fettlöslicher Wirkstoff zur einfachen und umgekehrten Sphärifizierung verwendet. Es reagiert mit Natriumalginat, um eine Haut um das Lebensmittel zu bilden.

Tierfutter[edit]

Calciumlactat kann den Tierrationen als Calciumquelle zugesetzt werden.[21]

Chemie[edit]

Die Verbindung war früher ein Zwischenprodukt bei der Herstellung von Milchsäure für Lebensmittel und medizinische Zwecke. Die unreine Säure aus verschiedenen Quellen wurde in Calciumlactat umgewandelt, durch Kristallisation gereinigt und dann durch Behandlung mit Schwefelsäure wieder in Säure umgewandelt, die das Calcium als Calciumsulfat ausfiel. Dieses Verfahren ergab ein reineres Produkt, als es durch Destillation der ursprünglichen Säure erhalten würde.[8]:p180 In letzter Zeit wird Ammoniumlactat als Alternative zu Calcium in diesem Verfahren verwendet.[10]

Wasserversorgung[edit]

Calciumlactat gilt als Koagulans zur Entfernung von Schwebstoffen aus Wasser, als erneuerbare, ungiftige und biologisch abbaubare Alternative zu Aluminiumchlorid AlCl
3.[22]

Biobeton[edit]

Die Zugabe von Calciumlactat erhöht die Druckfestigkeit erheblich und reduziert die Wasserdurchlässigkeit von Biobeton, indem Bakterien wie Enterococcus faecalis, Bacillus cohnii, Bacillus pseudofirmus und Sporosarcina pasteurii um mehr Calcit zu produzieren.[23][24][25]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ ein b Martina Vavrusova, Merete Bøgelund Munk und Leif H. Skibsted (2013): “Aqueous Solubility of Calcium L-Lactate, Calcium d-Gluconate, and Calcium d-Lactobionate: Bedeutung der Komplexbildung für die Löslichkeitserhöhung durch Hydroxycarboxylat-Mischungen”. Zeitschrift für Landwirtschaft und Lebensmittelchemie, Band 61, Ausgabe 34, Seiten 8207–8214. mach:10.1021/jf402124n
  2. ^ ein b c Martina Vavrusova, Ran Liang und Leif H. Skibsted (2014): “Thermodynamik der Auflösung von Calciumhydroxycarboxylaten in Wasser”. Zeitschrift für Landwirtschaft und Lebensmittelchemie, Band 62, Ausgabe 24, Seiten 5675–5681. mach:10.1021/jf501453c
  3. ^ Stephie Clark & ​​Shantanu Agarwal (27. April 2007). “Kapitel 24: Cheddar und verwandte Hartkäse. 24.6: Kristallbildung”. In YH Hui (Hrsg.). Handbuch der Lebensmittelherstellung (1. Aufl.). Wiley-Interscience. s. 589. ISBN 978-0470049648.
  4. ^ Phadungath, Chanokphat (2011). Die Wirksamkeit von Natriumgluconat als Calciumlactat-Kristallinhibitor in Cheddar-Käse (These). Universität von Minnesota. Abgerufen 12. Oktober, 2013.
  5. ^ ein b GF Tansman, PS Kindstedt, JM Hughes (2014): “Pulver-Röntgenbeugung kann zwischen enantiomeren Varianten des Calciumlactat-Pentahydrat-Kristalls in Käse unterscheiden”. Zeitschrift für Milchwissenschaft, Band 97, Ausgabe 12, Seiten 7354–7362. mach:10.3168/jds.2014-8277
  6. ^ Gil Fils Tansman (2014): Untersuchung der Natur von Kristallen in Käse durch Röntgenbeugung Masterarbeit, University of Vermont
  7. ^ Yukoh Sakata, Sumihiro Shiraishi, Makoto Otsuka (2005): “Characterization of Dehydratation and Hydratation behavior of Calciumlactat Pentahydrate and its Anhydrate”. Kolloide und Oberflächen B: Biogrenzflächen, Band 46, Ausgabe 3, Seiten 135–141. mach:10.1016/j.colsurfb.2005.10.004
  8. ^ ein b H. Benninga (1990): „Eine Geschichte der Milchsäureherstellung: Ein Kapitel in der Geschichte der Biotechnologie“. Band 11 von Chemiker und Chemie. Springer, ISBN 9780792306252
  9. ^ Kook Hwa Choi, Yong Keun Chang und Jin-Hyun Kim (2011) „Optimierung des Fällungsprozesses zur Rückgewinnung von Milchsäure“. KSBB-Journal, Band 26, Seiten 13-18. (Abstrakt)
  10. ^ ein b “Ein gipsfreier, energiesparender Weg zur Milchsäure” Chemieingenieurwesen, 1. Juli 2009.
  11. ^ Rojan P. John, K. Madhavan Nampoothiri, Ashok Pandey (2007): „Fermentative Produktion von Milchsäure aus Biomasse: ein Überblick über Prozessentwicklungen und Zukunftsperspektiven“ Angewandte Mikrobiologie und Biotechnologie, Band 74, Heft 3, Seiten 524–534 doi:10.1007/s00253-006-0779-6
  12. ^ ein b c “Calciumlactat verwendet”. www.tripurabiotech.com. Abgerufen 2020-08-04.
  13. ^ Deborah A. Straub (2007): “Calcium Supplementation in Clinical Practice: A Review of Formen, Dosen und Indikationen”. Ernährung in der klinischen Praxis, Band 22, Ausgabe 3, Seiten 286–296. mach:10.1177/0115426507022003286
  14. ^ Sloan J. Wilson (1938): “Postoperative Nebenschilddrüseninsuffizienz und Calciumlactat”. Archiv der Chirurgie, Band 37, Ausgabe 3, Seiten 490-497. mach:10.1001/archsurg.1938.01200030139008
  15. ^ AB Luckhardt und B. Goldberg (1923): “Erhaltung des Lebens vollständig parathyreoidektomierter Hunde durch orale Verabreichung von Calciumlactat.” Zeitschrift der American Medical Association, Band 80, Ausgabe 2, Seiten 79-80. mach:10.1001/jama.1923.02640290009002
  16. ^ Carolyn A. Tylenda (2011): “Toxikologisches Profil für Fluoride, Fluorwasserstoff und Fluor (Update)”. DIANE-Veröffentlichung. ISBN 9781437930771
  17. ^ US-amerikanische Food and Drug Administration (2016): Code of Federal Regulations: Titel 21 Band 3, Abschnitt 21CFR184.1207 “Calciumlactat”, überarbeitet 1. April 2016
  18. ^ EJ Pyler (1988), Baking Science and Technology, Sosland Publishing
  19. ^ Sudaa, R.; T. Suzukia; R. Takiguchib; K. Egawab; T. Sanob; K. Hasegawa (2006). „Die Wirkung der Zugabe von Calciumlactat zu Xylitol-Kaugummi auf die Remineralisierung von Schmelzläsionen“. Kariesforschung. 40 (1): 43–46. mach:10.1159/000088905. PMID 16352880. S2CID 45316316.
  20. ^ Luna-Guzman, Irene; Diane M. Barrett (2000). “Vergleich der Wirksamkeit von Calciumchlorid und Calciumlactat bei der Aufrechterhaltung der Lagerstabilität und Qualität von frisch geschnittenen Melonen”. Biologie und Technologie nach der Ernte. 19: 16–72. mach:10.1016/S0925-5214(00)00079-X.
  21. ^ BN Paul, S. Sarkar, SS Giri, S. N. Mohanty, PK Mukhopadhyay (2006): „Diätetischer Kalzium- und Phosphorbedarf von Rohu Labeo rohita braten”. Tierernährung und Futtermitteltechnologie, Band 6, Ausgabe 2, Seiten 257-263
  22. ^ R. Devesa-Rey, G. Bustos, JM Cruz, AB Moldes (2012): „Evaluation of Non-Conventional Coagulants to Remove Trübung from Water“. Wasser-, Luft- und Bodenverschmutzung, Band 223, Ausgabe 2, Seiten 591–598. mach:10.1007/s11270-011-0884-8
  23. ^ JM Irwan, LH Anneza, N. Othman, A. Faisal Alshalif (2016): „Druckfestigkeit und Wasserdurchdringung von Beton mit Enterococcus faecalis und Calciumlactat“. Wichtige technische Materialien, Band 705, Seiten 345-349. mach:10.4028/www.scientific.net/KEM.705.345
  24. ^ Renee Mors und Henk Jonkers (2017): “Effekt auf die Wasseraufnahme von Betonoberflächen bei Zugabe von Lactat-Derivat”. Beschichtungen, Band 7, Heft 4, Seite 51 doi:10.3390/coatings7040051
  25. ^ Moneo, Shannon (11. September 2015). “Niederländischer Wissenschaftler erfindet selbstheilenden Beton mit Bakterien”. Handelszeitschrift. Abgerufen 21. März 2018.