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Le 2-hydroxypropanoate de calcium est le sel de calcium de l’acide 2-hydroxypropanoïque et est communément appelé lactate de calcium.
Le sel est constitué d’un ion calcium divalent associé à deux anions lactate.
Le matériau commercial est fourni sous forme de solide anhydre ou sous des formes hydratées, le pentahydrate étant particulièrement courant dans les applications alimentaires, nutraceutiques et pharmaceutiques.
Le 2-hydroxypropanoate de calcium fournit des ions calcium, une légère action tampon et une réticulation induite par le calcium dans les formulations appropriées.
Ses fonctions établies comprennent l’enrichissement minéral, le raffermissement des aliments, l’ajustement du pH, la gélification des alginates et l’utilisation comme excipient pharmaceutique.
IDENTITÉ CHIMIQUE ET NOMS COURANTS
Le nom 2-hydroxypropanoate de calcium ne précise pas à lui seul l’état d’hydratation ni la forme stéréochimique.
Le L-lactate de calcium et le DL-lactate de calcium racémique possèdent la même stœchiométrie de base mais diffèrent par leur solubilité et leur comportement de cristallisation.
Les grades de L-lactate sont plus solubles dans l’eau et sont généralement préférés pour les liquides clairs et les autres applications à base de solution.
Synonymes et noms courants : Lactate de calcium, Dilactate de calcium, Bis(2-hydroxypropanoate) de calcium, 2-Hydroxypropanoate de calcium, Sel de calcium de l’acide 2-hydroxypropanoïque, Sel de calcium de l’acide lactique, Sel de calcium de l’acide 2-hydroxypropanoïque, Lactate de calcium 1:2, Lactate de calcium anhydre, Calcii lactas, E327, INS 327
IDENTIFICATION TECHNIQUE
Nom chimique : Bis(2-hydroxypropanoate) de calcium
Numéro CAS, Anhydre : 814-80-2
Numéro CAS, Hydrate : 41372-22-9
Numéro CAS, Pentahydrate : 5743-47-5
Numéro CAS, L-Lactate de Calcium : 28305-25-1
Numéro CE / EINECS : 212-406-7
Formule moléculaire, Anhydre : C6H10CaO6
Masse molaire, Anhydre : 218.22 g/mol
Formule moléculaire, Monohydrate : C6H10CaO6·H2O
Masse molaire, Monohydrate : 236.23 g/mol
Formule moléculaire, Trihydrate : C6H10CaO6·3H2O
Masse molaire, Trihydrate : 272.26 g/mol
Formule moléculaire, Pentahydrate : C6H10CaO6·5H2O
Masse molaire, Pentahydrate : 308.30 g/mol
Numéro d’Additif Alimentaire : E327
Numéro International d’Additif Alimentaire : INS 327
PROPRIÉTÉS PHYSIQUES ET CHIMIQUES
Aspect : Poudre cristalline ou granulés blancs à crème
État physique : Solide
Odeur : Pratiquement inodore
Dosage : Au moins 98 % sur base sèche pour les grades d’additif alimentaire établis
Plage de Dosage Pharmaceutique : 98.0–101.0 % sur base sèche
pH : 6.0–8.0 dans une solution aqueuse à 5 %
Solubilité dans l’Eau : Soluble dans l’eau, la solubilité augmentant avec la température
Solubilité dans l’Éthanol : Pratiquement insoluble
Densité Réelle : Environ 1.49 g/cm³ pour le lactate de calcium pentahydraté
Masse Volumique Apparente : Environ 0.30–0.50 g/cm³ pour les matériaux pentahydratés granulaires courants
Point d’Ébullition : Non applicable car le sel se décompose avant de bouillir
Comportement Thermique : Perd son eau de cristallisation lors du chauffage et se décompose à environ 240 °C
Point d’Éclair : Non applicable au solide
Pression de Vapeur : Négligeable
Teneur en Calcium Élémentaire, Anhydre : Environ 18.36 %
Teneur en Calcium Élémentaire, Monohydrate : Environ 16.97 %
Teneur en Calcium Élémentaire, Trihydrate : Environ 14.72 %
Teneur en Calcium Élémentaire, Pentahydrate : Environ 13.00 %
Équivalent Anhydre du Pentahydrate : Environ 70.78 %
Perte à la Dessiccation, Anhydre : Pas plus de 3.0 % après quatre heures à 120 °C
Perte à la Dessiccation, Monohydrate : 5.0–8.0 % après quatre heures à 120 °C
Perte à la Dessiccation, Trihydrate : 15.0–20.0 % après quatre heures à 120 °C
Perte à la Dessiccation, Pentahydrate : 22.0–27.0 % après quatre heures à 120 °C
Le pentahydrate est légèrement efflorescent et peut perdre de l’eau de cristallisation dans des conditions sèches ou chauffées.
L’état d’hydratation influence donc la masse moléculaire, la concentration en calcium, la masse volumique apparente et le dosage dans les formulations.
CARACTÉRISTIQUES FONCTIONNELLES
Le 2-hydroxypropanoate de calcium se dissocie dans l’eau pour fournir des ions calcium et lactate.
Le composant lactate produit un système aqueux légèrement tamponné et proche de la neutralité, tandis que les ions calcium interagissent avec les pectines, alginates et autres matériaux anioniques.
Le sel offre une solubilité aqueuse supérieure à celle du carbonate de calcium et un profil sensoriel moins amer que celui du chlorure de calcium.
Ces caractéristiques sont utiles lorsque du calcium doit être introduit sans l’impact fortement salé ou amer associé aux sels de calcium inorganiques très solubles.
Le L-lactate de calcium est nettement plus soluble que le DL-lactate de calcium.
La forme stéréochimique est donc importante dans les boissons, concentrés, systèmes laitiers et autres produits dans lesquels la cristallisation ou la formation de sédiments doit être contrôlée.
PRODUCTION ET FORME COMMERCIALE
Le 2-hydroxypropanoate de calcium est fabriqué par neutralisation de l’acide lactique avec du carbonate de calcium ou de l’hydroxyde de calcium.
L’acide lactique est couramment obtenu par fermentation de glucides.
La solution résultante est clarifiée, concentrée et cristallisée avant qu’un séchage contrôlé n’établisse la forme hydratée requise.
Les formes commerciales comprennent la poudre fine, les granulés cristallins et les matériaux à particules spécialement conçues.
Les grades granulaires réduisent la formation de poussière et améliorent le mélange à sec, tandis que les grades séchés par pulvérisation ou agglomérés peuvent offrir l’écoulement et la compactabilité nécessaires aux comprimés à compression directe.
APPLICATIONS ET INDUSTRIES
Enrichissement alimentaire et apport minéral
Le 2-hydroxypropanoate de calcium de qualité alimentaire est utilisé comme source soluble de calcium dans les aliments enrichis, préparations en poudre, boissons et produits nutritionnels.
Son profil gustatif relativement neutre est avantageux dans les formulations où le chlorure de calcium introduirait une amertume excessive.
L’hydrate sélectionné doit être pris en compte dans les calculs de dosage car le lactate de calcium anhydre contient environ 18.36 % de calcium élémentaire, tandis que le pentahydrate en contient environ 13.00 %.
Les systèmes de boissons contenant des phosphates, des carbonates ou de fortes concentrations d’autres ingrédients réactifs avec le calcium nécessitent une addition contrôlée afin de maintenir la limpidité et la stabilité.
Transformation des fruits et légumes
Le lactate de calcium agit comme agent raffermissant dans les fruits et légumes fraîchement coupés, en conserve et traités thermiquement.
Les ions calcium interagissent avec les structures pectiques des parois cellulaires végétales et contribuent au maintien de la texture pendant la découpe, le chauffage et le stockage réfrigéré.
Les traitements au lactate de calcium peuvent fournir un effet raffermissant avec moins d’amertume que les traitements au chlorure de calcium.
La concentration de la solution, le temps de contact, la température et la structure naturelle de la pectine de l’aliment influencent la texture obtenue.
Boulangerie, fermentation et aliments transformés
Le 2-hydroxypropanoate de calcium est utilisé comme ingrédient renforçateur de pâte, auxiliaire de fermentation, source de nutriments et composant des systèmes de levage.
Les ions calcium peuvent influencer la structure de la pâte, tandis que le lactate contribue à un léger contrôle du pH.
La désignation d’additif alimentaire E327 couvre également les fonctions établies de régulateur d’acidité, agent raffermissant, sel émulsifiant, agent de traitement de la farine, stabilisant et épaississant.
Les autorisations par catégorie alimentaire et les niveaux d’utilisation sont régis par la législation applicable sur les additifs alimentaires.
Les applications laitières nécessitent une attention particulière aux concentrations de calcium et de lactate.
Un excès de calcium et de lactate dissous peut cristalliser pendant le stockage réfrigéré, et les formes racémiques de DL-lactate sont particulièrement sujettes à la précipitation.
Gélification des alginates et encapsulation
Le 2-hydroxypropanoate de calcium fournit des ions calcium divalents pour la réticulation de l’alginate de sodium.
Les applications comprennent la sphérification alimentaire, les aliments restructurés, les systèmes d’encapsulation, les billes d’alginate de calcium et les matrices à libération contrôlée.
Le lactate de calcium produit une gélification de l’alginate plus lente que le chlorure de calcium et laisse davantage de temps à la diffusion du calcium et au développement de la membrane.
Son goût plus doux est avantageux lorsque le bain de gélification ou le produit encapsulé est destiné à un usage alimentaire.
Formulations pharmaceutiques et nutraceutiques
Les grades pharmaceutiques et nutraceutiques sont utilisés comme sources de calcium dans les comprimés, gélules, poudres et préparations liquides orales.
Le lactate de calcium peut également agir comme agent tampon, diluant pour comprimés, charge ou liant lorsque le grade présente une taille de particules et des propriétés de compactage appropriées.
Les grades pentahydratés à particules spécialement conçues conviennent aux procédés de compression directe.
L’état d’hydratation et la taille des particules influencent l’écoulement, la résistance à l’écrasement des comprimés, la désintégration et la stabilité au stockage.
Soins personnels et soins bucco-dentaires
Le lactate de calcium est utilisé comme ingrédient tampon dans les formulations cosmétiques et de soins personnels.
Sa solubilité dans l’eau permet son incorporation dans des produits aqueux lorsqu’il est compatible avec les autres électrolytes et polymères du système.
Les applications bucco-dentaires comprennent les dentifrices contenant du calcium, les bains de bouche et les formulations de chewing-gum.
La disponibilité du calcium et la compatibilité avec les fluorures, phosphates et systèmes abrasifs doivent être maîtrisées par la conception de la formulation et l’ordre d’ajout.
Applications de laboratoire et de biotechnologie
Le 2-hydroxypropanoate de calcium sert de source soluble de calcium et de lactate dans les milieux de laboratoire et les préparations biochimiques.
Il est également utilisé pour former des billes, fibres et microcapsules d’alginate de calcium destinées à la recherche, à l’immobilisation cellulaire et au développement de systèmes de délivrance.
SÉLECTION DU GRADE ET ADÉQUATION DU PRODUIT
Le lactate de calcium anhydre fournit la concentration de calcium la plus élevée par unité de masse.
Le pentahydrate offre des caractéristiques de manipulation établies et constitue la forme la plus courante pour les produits alimentaires, nutraceutiques et pharmaceutiques.
Les grades monohydratés et trihydratés offrent des teneurs intermédiaires en eau et en calcium.
Les grades de L-lactate sont préférés pour les formulations aqueuses nécessitant une solubilité plus élevée et un risque réduit de cristallisation.
Les grades de DL-lactate conviennent aux applications dans lesquelles la composition stéréochimique et la solubilité plus faible n’interfèrent pas avec le traitement.
Les formulations d’aliments pour nourrissons utilisent la forme L-lactate plutôt que les matériaux D- ou DL-lactate.
Le grade additif alimentaire est sélectionné selon le dosage sur base sèche, le pH, l’état d’hydratation, la limpidité de la solution et des niveaux contrôlés d’impuretés inorganiques et élémentaires.
Le grade pharmaceutique ajoute des exigences pharmacopéiques relatives à l’identité, au dosage, à l’acidité, à la perte à la dessiccation et aux impuretés élémentaires.
Les applications de compression directe nécessitent une taille de particules, une masse volumique apparente, un écoulement et une compactabilité définis.
Les grades en poudre favorisent une dissolution rapide et un mélange uniforme.
Les grades granulaires offrent un meilleur écoulement, une formation de poussière réduite et une alimentation volumétrique plus régulière.
La description d’achat doit préciser la forme hydratée, la composition L ou DL, la base du dosage, la forme des particules et le grade réglementaire prévu.
CONSIDÉRATIONS DE FORMULATION ET DE PROCÉDÉ
Le lactate de calcium doit être dissous dans l’eau avec une agitation adéquate avant son ajout aux formulations concentrées.
L’eau tiède peut accélérer la dissolution, mais un chauffage prolongé doit être évité car le pentahydrate perd son eau de cristallisation à température élevée.
Les solutions concentrées doivent rester en dessous de la limite de solubilité à la plus basse température prévue de traitement ou de stockage.
Des ions lactate supplémentaires peuvent réduire la solubilité du lactate de calcium par effet d’ion commun, tandis que le refroidissement peut favoriser la cristallisation.
Les carbonates, phosphates, oxalates et fortes concentrations de sulfates peuvent former des sels de calcium faiblement solubles.
Les agents chélatants peuvent réduire la disponibilité du calcium libre et affaiblir la gélification ou le raffermissement dépendant du calcium.
Un contrôle de compatibilité est donc important pour les boissons claires, les prémélanges minéraux et les systèmes pharmaceutiques liquides.
Pour les systèmes à base d’alginate ou de pectine faiblement méthoxylée, le lactate de calcium est couramment préparé sous forme de phase aqueuse séparée.
Une addition contrôlée évite la réticulation locale excessive, l’agglomération et la formation irrégulière du gel.
Les quantités doivent être calculées sur la base d’hydratation correcte.
Un kilogramme de pentahydrate contient environ 0.708 kg d’équivalent lactate de calcium anhydre et environ 0.130 kg de calcium élémentaire.
QUALITÉ, SPÉCIFICATIONS ET DOCUMENTATION
Les essais d’identité utiles comprennent des réactions pour le calcium et le lactate ainsi qu’une analyse infrarouge lorsque cela est requis.
La teneur en calcium et le dosage sont couramment déterminés par titrage complexométrique.
La concentration en lactate peut être mesurée par des méthodes chromatographiques, tandis que la pureté stéréochimique peut être évaluée par analyse chirale.
Les paramètres importants du Certificat d’Analyse comprennent l’aspect, l’identité, le dosage sur base sèche, la perte à la dessiccation, le pH, l’acidité, la limpidité de la solution, les chlorures, les sulfates, les fluorures, le magnésium et les sels alcalins.
Les contrôles des impuretés élémentaires comprennent couramment le plomb, l’arsenic et le mercure.
Les applications alimentaires, nutraceutiques et pharmaceutiques peuvent en outre nécessiter des limites microbiologiques.
Les critères de pureté établis pour les additifs alimentaires comprennent un dosage d’au moins 98 % sur base anhydre, une acidité ne dépassant pas 0.5 % en acide lactique sur matière sèche, des fluorures ne dépassant pas 30 mg/kg, de l’arsenic ne dépassant pas 3 mg/kg, du plomb ne dépassant pas 2 mg/kg et du mercure ne dépassant pas 1 mg/kg.
Une Fiche Technique définit la forme du produit et ses caractéristiques techniques.
Une Fiche de Données de Sécurité fournit les informations de manipulation, de premiers secours et de transport.
Un Certificat d’Analyse consigne les résultats du lot fourni.
CONSIDÉRATIONS DE SÉCURITÉ ET RÉGLEMENTAIRES
Le 2-hydroxypropanoate de calcium est un solide peu volatil présentant un profil de manipulation professionnelle relativement simple.
La poudre en suspension dans l’air peut irriter mécaniquement les yeux et les voies respiratoires.
La formation de poussière doit être minimisée pendant le chargement, le transport, le mélange et le reconditionnement.
Le lactate de calcium n’est pas facilement inflammable.
La décomposition thermique et l’incendie peuvent générer du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone et des résidus contenant du calcium.
Les moyens d’extinction doivent être sélectionnés en fonction de l’incendie environnant.
Les applications alimentaires, pharmaceutiques, nutraceutiques, cosmétiques et pour l’alimentation animale nécessitent le grade correspondant et la documentation réglementaire appropriée.
Les identifiants E327 et INS 327 s’appliquent au lactate de calcium utilisé comme additif alimentaire.
Le lactate de calcium n’est pas réglementé comme marchandise dangereuse selon les classifications conventionnelles de transport routier, maritime ou aérien.
PREMIERS SECOURS
Inhalation : Déplacer la personne affectée à l’air frais et obtenir une assistance médicale si la gêne respiratoire persiste.
Contact avec la peau : Retirer les vêtements contaminés et laver soigneusement la peau affectée avec de l’eau et du savon.
Contact avec les yeux : Rincer prudemment à l’eau propre pendant au moins 15 minutes, retirer les lentilles de contact lorsque cela est facilement possible et obtenir une assistance médicale si l’inconfort persiste.
Ingestion : Rincer la bouche, donner de l’eau à une personne consciente et obtenir un avis médical après ingestion d’une grande quantité ou si des symptômes apparaissent.
MANIPULATION ET STOCKAGE
Manipuler le 2-hydroxypropanoate de calcium dans un endroit bien ventilé en utilisant des procédures qui minimisent les poussières en suspension dans l’air.
Porter une protection oculaire appropriée et utiliser des gants lors de contacts répétés ou prolongés.
Une extraction locale des poussières est appropriée pour le transfert en vrac et le traitement des poudres à grande vitesse.
Stocker dans des récipients hermétiquement fermés dans un endroit frais, sec et bien ventilé.
Protéger le matériau contre l’humidité, la chaleur directe et la contamination.
Des conditions stables de température et d’humidité aident à préserver la forme hydratée déclarée et les caractéristiques de la poudre.
Le matériau sec déversé doit être recueilli à l’aide d’un équipement contrôlant les poussières et transféré dans un conteneur approprié de déchets ou de récupération.
De grandes quantités ne doivent pas être directement évacuées dans les canalisations car le calcium dissous peut interagir avec les carbonates, phosphates et la chimie du traitement des eaux usées.
CONSIDÉRATIONS D’EMBALLAGE ET D’APPROVISIONNEMENT
Le 2-hydroxypropanoate de calcium est couramment emballé dans des sacs multicouches résistants à l’humidité avec une doublure intérieure en polyéthylène.
Les fûts en fibre et les récipients en plastique scellés conviennent aux petites quantités et aux grades nécessitant une protection renforcée contre la contamination.
Les spécifications d’approvisionnement doivent définir la forme anhydre, monohydratée, trihydratée ou pentahydratée.
Elles doivent également préciser la composition L-lactate ou DL-lactate, le dosage sur base sèche, l’exigence en calcium élémentaire, la forme des particules, le pH, les limites d’impuretés, les critères microbiologiques et le format d’emballage.
Ataman Kimya soutient la sélection du 2-hydroxypropanoate de calcium selon la forme hydratée, la composition stéréochimique, le grade, les caractéristiques des particules et l’application prévue.
Contactez Ataman Kimya pour les spécifications, la documentation, l’emballage et les exigences d’approvisionnement pour les applications alimentaires, nutraceutiques, pharmaceutiques, de soins personnels, de traitement des alginates et techniques.
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