一种粒度可调控的球形柠檬酸钙晶体的制备方法技术

本发明专利技术属于生物化工领域，具体涉及一种粒度可调控的球形柠檬酸钙晶体的制备方法。所述制备方法包括如下步骤：(1)配制浓度为0.01～0.2g/mL的柠檬酸

【技术实现步骤摘要】
一种粒度可调控的球形柠檬酸钙晶体的制备方法


[0001]本专利技术属于生物化工的
中，具体涉及一种粒度可调控的球形柠檬酸钙晶体的制备方法。

技术介绍

[0002]钙是人体必需元素，参与人体整个生命过程。每天摄入足够的钙量才能维持人体正常的新陈代谢的同时有效避免身体疾病的发生。
[0003]柠檬酸钙(CAS：813
‑
94
‑
5)作为一种生物相容性较好的有机酸钙，不会经过胃酸中和，对肠胃不产生刺激作用，相较无机酸钙存在一定程度的弊病，柠檬酸钙是一种更理想的食品类补钙品。
[0004]市场上得到的柠檬酸钙产品形貌不规则且粒径分布不均匀，影响柠檬酸钙产品作为食品添加剂或补钙剂的口感，获得良好的形貌和粒径分布更均匀的柠檬酸钙需要通过结晶过程进行控制。CN104529754A提供了一种无定型柠檬酸钙的制备方法；CN104355991A提供一种形貌为纤维状的柠檬酸钙制备方法。CN104402705A提供了一种球形柠檬酸钙的制备方法，但其制备方法较复杂，所制备的球形颗粒由片状晶体自组装而成，需要使用冷冻干燥保证球晶的稳定性且球形产品粒径并不均匀，所需的生产原料较昂贵不利于实现工业化。本专利技术采用碳酸钙加入到柠檬酸的滴加方式，通过控制滴加速率得到粒径分布均匀、形貌更稳定及致密的球形柠檬酸钙产品，同时根据产品需求调控温度得到不同粒径的柠檬酸钙产品。

技术实现思路

[0005]具有高生物利用度优势的柠檬酸钙的市场需求量将随着时间推移而不断上升。由于柠檬酸钙常用于日常高端补钙，包括钙片制剂、与其他食品原料如婴儿配方奶粉、保健品、饮料、乳制品等混合使用，这就要求柠檬酸钙颗粒具有更好的流动性、复配性、悬浮性、优良的质地和其他食品功能，从而满足市场对食品的质量要求。产品形貌与粒径分布是目前柠檬酸钙产品的重要指标，其中优良的口感需要具备球形产品的高流动性、小粒径与窄粒度分布以消除食用过程中产生干涩与砂粒感；压片制剂则需要高流动性产品以减小压片机上的黏附残留。然而，目前工业上生产的柠檬酸钙容易发生团聚导致形貌与粒度分布不均匀，严重影响其市场价值。为了克服现有技术难题，本专利技术提供了一种稳定且可调控粒度的球形柠檬酸钙制备方法，减轻下游加工处理难度的同时减轻产品的生产能耗和粉尘污染。工艺得到的柠檬酸钙产品粒度分布均匀，形貌稳定，不聚结，流动性好，生产原料价格便宜、工艺简单、绿色环保，可实现大规模生产。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007](1)配制浓度为0.03～0.2g/mL的柠檬酸
‑
水溶液以及浓度为0.03～0.3g/mL的碳酸钙
‑
水悬浮液；
[0008](2)将碳酸钙
‑
水悬浮液滴加到柠檬酸
‑
水溶液中，搅拌反应结晶至pH为3.5
‑
5，得
到球形柠檬酸钙颗粒。
[0009]将碳酸钙悬浮液按照一定滴加速率滴入到配好的柠檬酸溶液中，全程搅拌保证反应完全，碳酸钙悬浮液滴加结束后0.3～1h(例如0.3h、0.5h、0.8h、1h等)实验结束，即可得到球形柠檬酸钙颗粒。
[0010]所述步骤(1)中两个反应物摩尔配比关系为碳酸钙：柠檬酸＝1.3～1.47：1，保证终点pH值在3.5～5之间。
[0011]所述步骤(2)中碳酸钙悬浮液滴加速率按照绝对滴加速率(即滴加时间)来换算，30～180min。
[0012]优选地，所述滴加时间在不同温度下分别为：20℃时150
‑
180min；40℃时100
‑
130min；60℃时50
‑
70min；80℃时30
‑
40min。
[0013]所述步骤(2)中搅拌速率维持在200～350rpm(例如200rpm、250rpm、300rpm、350rpm)。
[0014]所述步骤(2)中球形产品粒径可以通过改变反应温度来调节：随着温度升高，反应速率以及柠檬酸钙晶体生长速率加快，得到粒径大的球形产品。当反应温度控制在20、40、60、80℃之间时，得到球形柠檬酸钙颗粒平均粒径(D
v
(50))分别为29.6微米、68.1微米、116微米、173微米。
[0015]所述制备方法还包括将反应结晶得到的物质依次进行固液分离、干燥。固液分离的方式为真空过滤。干燥方法采用常压干燥，温度50～55℃(例如50℃、55℃等)，干燥时间12～24h(例如12h、16h、20h、24h等)。
[0016]所述柠檬酸钙球形产品颗粒流动性高，休止角在28
°
～32
°
之间，休止角的测试标准为GB/T11986
‑
1989。表示粒径分布的Span数计算如式(1)，其中d
90
、d
10
、d
50
分别表示体积分数为累积粒径分布的10％、50％和90％的颗粒尺寸，Span数值越小表示粒径分布越均匀。
[0017]Span＝(d
90
‑
d
10
)/d
50
ꢀꢀ
(1)
[0018]进一步分析，本专利技术还提供了上述柠檬酸钙球形产品的应用：可以应用在食品领域中包括作为压片制剂和食品钙强化剂等。球形产品具有更优的粉体性能，提升补钙品的压片性能以及作为食品钙强化剂的口感。
[0019]相比目前柠檬酸钙制备方法，所述方法具有以下有益效果：
[0020]a)本方法得到柠檬酸钙的晶体形貌为球形，相较其它形貌(例如：纤维状、块状、粉末状)大大改善了形貌和流动性等产品粉体性能，同时也更有利于产品的下游加工处理。
[0021]b)本方法制备的球形柠檬酸钙产品具有更高的稳定性，因此相比于目前自组装的球形晶体会有更优的粒径分布和不易破碎的优势，进一步简化产品的后处理工序，同时更优的粒径分布及均匀形貌作为食品添加剂将具有更佳的口感。
[0022]c)本方法有效的创造了温度控制柠檬酸钙晶体成核生长的反应结晶体系，相比于已报道的球形柠檬酸钙制备过程，具有原料价格低，工艺参数控制简单以及无副产物生成等优势。本方法所得球形颗粒粒径大小基于反应温度控制，根据产品需求可选取相应的反应温度。提供夯实的工艺方案将促进柠檬酸钙迈入高端补钙品行列。
附图说明
[0023]图1：本专利技术实施例1中球形柠檬酸钙的SEM照片(标尺为20微米)；
[0024]图2：本专利技术实施例2中球形柠檬酸钙的SEM照片(标尺为50微米)；
[0025]图3：本专利技术实施例3中球形柠檬酸钙的SEM照片(标尺为100微米)；
[0026]图4：本专利技术实施例4中球形柠檬酸钙的SEM照片(标尺为100微米)；
[0027]图5：对本专利技术实施例1、2、3、4使用马尔文3000进行粒径表征图。
[0028]图6：本专利技术实施例中制备出柠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粒度可调控的球形柠檬酸钙晶体的制备方法，其特征是，所述制备方法包括如下步骤：(1)配制浓度为0.03～0.2g/mL的柠檬酸
‑
水溶液以及浓度为0.03～0.3g/mL的碳酸钙
‑
水悬浮液；(2)将碳酸钙
‑
水悬浮液滴加到柠檬酸
‑
水溶液中，搅拌反应结晶至pH为3.5
‑
5，得到球形柠檬酸钙颗粒。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，步骤(1)所述碳酸钙
‑
水悬浮液中的碳酸钙与柠檬酸
‑
水溶液中柠檬酸的摩尔比为(1.3
‑
1.47):1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是，步骤(2)所述滴加时间为30
‑
180min。优选地，所述滴加时间在不同温度下分别为：20℃时150
‑
180min；40℃时100
...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚俊波，陈明洋，闫辉，高晓彤，焦光明，厉成伟，刘岩博，侯宝红，尹秋响，王静康，
申请(专利权)人：山东金禾保健品有限公司日照金禾博源生化有限公司，
类型：发明
国别省市：