способ получения пищевой добавки - лактата магния

Формула изобретения

Способ получения пищевой добавки - лактата магния, включающий взаимодействие водного раствора молочной кислоты с источником магния и последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве источника магния используют оксид магния, который вводят при перемешивании в 22,0-33,3%-ный водный раствор молочной кислоты при температуре 70°С до достижения рН в диапазоне 6,5-7,2 и образования кристаллов лактата магния, причем массовое соотношение между водным раствором молочной кислоты и оксидом магния составляет 1:(0,05-0,08), выделение целевого продукта осуществляют в два приема, сначала кристаллы отделяют от маточного раствора, промывают и сушат при температуре 75-90°С, а затем упаривают маточный раствор до массовой доли сухих веществ 30-33% и отделяют образовавшиеся кристаллы, которые после промывки и сушки смешивают с кристаллами, полученными при первой кристаллизации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается получения пищевой добавки, предназначенной для использования в пищевых продуктах, преимущественно для обогащения магнием.

Магний является необходимым для человека макроэлементом, так как участвует в целом ряде ферментативных процессов в организме, в биосинтезе белков и аминокислот. Этот нутриент широко используется для лечения и профилактики многих нервных и сердечно-сосудистых заболеваний.

Лактат магния представляет собой хорошо растворимый в воде и безопасный источник биодоступного магния, что особенно важно в технологическом отношении при производстве обогащенных магнием пищевых продуктов.

Известно, что магниевые соли можно получать реакцией нейтрализации при взаимодействии соответствующей кислоты и основания - гидроксида магния Mg(OH)₂. (Химическая энциклопедия. - 1990, т.2, стр.1248).

Известно также, что лактат магния чистоты получают из сброженного раствора молочной кислоты. При этом лактат магния способен выкристаллизоваться из неочищенного раствора, из которого при незначительной дальнейшей обработке получают чистый лактат магния, имеющий преимущество перед лактатом кальция не только потому, что выделяемые кристаллы лактата магния более чистые, но и потому, что выход лактата магния значительно выше. К недостаткам аналога можно отнести то, полученый лактат магния нуждается дальнейшей очистке (Патент США № 3429777, МКИ С12Р 7/56, С07С 59/08. Опубл. 25.02.69).

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения лактата магния, включающий взаимодействие источника магния с водным раствором молочной кислоты. В качестве источника магния используют 14%-ную водную суспензию основного карбоната Mg. Полученный раствор лактата магния упаривают досуха при температуре 35°С под вакуумом (Патент RO 78276, МКИ C07C 69/68. Заявл. 17.07.79 № 98173. Опубл. 28.02.82).

Недостатками данного способа являются:

1. Способ осуществляется в разбавленных растворах при соотношении твердой фазы к жидкой 1:(4,5-7), что требует удаления избыточного количества воды и, следовательно, возрастает расход энергии на сушку.

2. Способ предъявляет более жесткие требования к сырью.

Задачей предлагаемого решения является разработка способа, обеспечивающего получение лактата магния с показателями качества и безопасности, удовлетворяющими требованиям, предъявленным к пищевой добавке Е329 (Mg(C₃ H₅O₃)₂·2H₂O) (COMBINED COMPENDIUM OF FOOD ADDITIEVE SPECIFICATIONS Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, Rome, 2006). Техническим результатом изобретения является обеспечение высокого выхода лактата магния и снижение энергозатрат.

Технический результат достигается тем, что в известном способе получения лактата магния, включающем взаимодействие водного раствора молочной кислоты с источником магния и последующим выделением целевого продукта, согласно изобретению в качестве источника магния используют оксид магния (MgO), который вводят при перемешивании порциями в 22,0-33,3%-ный раствор молочной кислоты при температуре 70°С до достижения рН 6,5-7,2 и образования кристаллов лактата магния, причем массовое соотношение между водным раствором молочной кислоты и оксидом магния составляет 1:(0,05-0,08), а выделение целевого продукта осуществляют в два приема, сначала кристаллы лактата магния отделяют от маточного раствора, промывают и сушат при температуре 75-90°С, а затем упаривают маточный раствор до массовой доли сухих веществ 30-33% и отделяют образовавшие кристаллы, которые после промывки и сушки смешивают с кристаллами, полученными при первой кристаллизации.

Получение лактата магния можно представить уравнением:

2С ₃Н₆О₃+MgO+Н₂O=Mg (С ₃Н₅O₃)₂·2H₂ O

Выбор в качестве источника магния оксида магния позволяет увеличить производительность оборудования и выпуск продукции, так как в отличие от карбонатов Mg при использовании MgO не происходит образования углекислого газа, это дает возможность максимально использовать рабочий объем реакционного аппарата. Использование в качестве сырья оксида магния подбор оптимальных значений концентраций указанных компонентов, режимов проведения их взаимодействия и кристаллизации целевого продукта обеспечивают получение лактата магния по качеству, удовлетворяющему требованиям на пищевую добавку Е329 и одновременно с высоким выходом продукта и снижением расхода энергии в связи с тем, что реакция ведется в концентрированных средах.

Характеристика используемого сырья.

В качестве сырья используют окись магния марки «хч» по ГОСТ 4526-75, кислоту молочную пищевую по ГОСТ 490-2006 или молочную кислоту массовой долей 80% производства фирмы "PURAC".

Способ получения пищевой добавки осуществляют следующим образом. В емкость с мешалкой загружают расчетное количество водного раствора молочной кислоты и нагревают до температуры 70°С. К полученному 22,0-33,3%-ному раствору молочной кислоты при перемешивании небольшими порциями добавляют в сухом виде окись магния и проводят взаимодействие компонентов при массовом соотношении между водным раствором молочной кислоты и оксидом магния 1:(0,05-0,08). Процесс ведут в течение 2,5-3 ч до достижения рН в диапазоне (6,5-7,2). Образовавшиеся кристаллы лактата магния отделяют от маточного раствора, промывают и сушат при температуре 75-90°С. Маточный раствор вместе с промывными водами упаривают до массовой доли сухих веществ 30-33%. Образовавшиеся кристаллы после отделения, промывки и сушки смешивают с полученными при первой кристаллизации. Суммарный выход лактата магния составляет 97%. Массовая доля магния в продукте составляет 10,2%.

Далее изобретение поясняется примерами, иллюстрирующими способ получения пищевой добавки - лактата магния.

Пример 1

В термокислотостойкую емкость, снабженную рубашкой для нагрева и охлаждения, наливают 90 см³ питьевой воды и приливают 64 см³ 50%-ного раствора молочной кислоты плотностью 1,12 г/см ³. К полученному 22,0%-ному раствору молочной кислоты, нагретому до 70°С, при перемешивании порциями по 2-3 г прибавляют 8 г оксида магния. Реакция сопровождается выделением большого количества тепла, поэтому емкость охлаждают до температуры 70°С. Процесс ведут в течение 3,0 ч до достижения рН 7,2. Образовавшиеся в результате реакции кристаллы лактата магния отделяют от маточного раствора, промывают и сушат при температуре 82°С. Маточный раствор вместе с промывными водами упаривают при атмосферном давлении при температуре кипения около 103°С до массовой доли сухих веществ 30-33%. Образовавшиеся кристаллы после отделения, промывки и сушки смешивают с полученным после первой кристаллизации лактатом магния. Суммарный выход лактата магния двуводного составляет 44,6 г.

Пример 2

В термокислотостойкую емкость, снабженную рубашкой и мешалкой, наливают 64 см³ питьевой воды и приливают 28,4 см³ 80%-ного раствора молочной кислоты плотностью 1,2 г/см³. К полученному 27,8%-ному раствору молочной кислоты, нагретому до 70°С, при перемешивании порциями по 1,5-2 г прибавляют 6,1-г оксида магния. Процесс ведут в течение 2,5 ч до достижения рН 6,5. Образовавшиеся кристаллы лактата магния отделяют, промывают и сушат при температуре 75°С. Далее процесс ведут по примеру 1. Выход лактата магния двуводного составляет 33,9 г.

Пример 3

В термокислотостойкую емкость, снабженную мешалкой и рубашкой, наливают 64 см³ питьевой воды и приливают 38 см ³ 80%-ного раствора молочной кислоты плотностью 1,2 г/см ³. К полученному 33,3%-ному раствору молочной кислоты, нагретому до 70°С, при перемешивании порциями по 2-3 г прибавляют 8,2 г оксида магния. Процесс ведут в течение 3,0 ч до достижения рН 7,0. Образовавшие кристаллы отделяют, промывают и сушат при температуре 90°С. Далее процесс ведут по примеру 1. Выход лактата магния двуводного составляет 45,4 г.

В таблице представлены показатели качества лактата магния, полученного предложенным способом по примерам 1-3 в сравнении с показателями качества пищевой добавки Е329 - лактата магния, установленными международным Комитетом по пищевым добавкам ФАО/ВОЗ (Combined Compendium of Food Additive Specifications. FAO / JECFA Monographs 1, Volume 1, 2006, FNP 52).

Данные, представленные в таблице, свидетельствуют о том, что полученная по предложенному способу пищевая добавка представляет собой хорошо растворимое в воде (до 7,5 г в 100 г раствора) соединение, в котором содержание основного вещества и примесей (хлоридов) соответствует требованиям, установленным к показателям качества пищевой добавки Е329 - Magnesium L-lactate.

Показатели качества полученной по заявленному способу пищевой добавки - лактата магния и пищевой добавки Е329
Примеры	Массовое соотношение водного раствора молочной кислоты: оксида магния	Растворимость	Содержание основного вещества, %	Содержание хлоридов, %	Внешний вид
в воде, г/100г раствора	в спирте
1	1:0,05	7,40	нерастворима	98,0	0,01	Белый кристаллический порошок
2	1:0,06	7,50	_____.._____	99,3	0,009
3	1:0,08	7,50	_____..______	99,5	0,01
Пищевая добавка Е329 лактат магния L-форма	-	7,45	нерастворима	Не менее 97,5 Не более 101,5	Не более 0,01	Белый кристаллический порошок