MX2009001502A - Composiciones que comprenden citrato-malato de calcio y metodos para elaborarlas. - Google Patents
Composiciones que comprenden citrato-malato de calcio y metodos para elaborarlas.Info
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Abstract
Composiciones que contienen citrato-malato de calcio, caracterizadas porque el citrato-malato de calcio presenta uno o más de: un área de poro de por lo menos aproximadamente 30 m2/g; una velocidad de disolución de por lo menos aproximadamente 95% en peso del citrato-malato de calcio en menos de aproximadamente 120 segundos.
Description
COMPOSICIONES QUE COMPRENDEN CITRATO-MALATO DE CALCIO Y MÉTODOS PARA ELABORARLAS
CAMPO DE LA INVENCIÓN
Las modalidades de la presente invención se refieren, en términos generales, a composiciones que comprenden citrato-malato de calcio y a los métodos para elaborarlas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El calcio es un mineral que es útil para desarrollar y mantener huesos fuertes y prevenir enfermedades óseas, tales como la osteoporosis. Por ello, es importante que las personas consuman una dieta rica en calcio. Si bien hay una variedad de productos lácteos que proporcionan buenas fuentes de calcio, a muchas personas todavía les resulta difícil obtener el calcio que necesitan. Una de las razones de esto es que, muchas veces, a las personas se les hace difícil consumir la cantidad de estos alimentos que es necesaria para satisfacer su ración diaria recomendada de calcio. En cuanto al caso específico de la leche, a muchas personas les gusta tomar un vaso de leche de vez en cuando, pero pueden considerar un desafío consumir los casi tres vasos diarios que necesitan para satisfacer su ración diaria recomendada de calcio. Esta tarea puede volverse incluso más difícil si la persona sufre una de las muchas afecciones relacionadas con los productos lácteos o la lactosa, tal como, por ejemplo, intolerancia a la lactosa. Afortunadamente, existen muchas formas de suplementos de calcio disponibles para los consumidores actualmente, las que incluyen tabletas, cápsulas y
polvos de calcio. Sin embargo, todavía es necesario mejorar muchas de las formas actuales de estos suplementos. A menudo, las tabletas y cápsulas de calcio vienen en distintas dosis farmacéuticas, lo que puede proporcionar flexibilidad a los consumidores en su régimen de dosis. Sin embargo, el calcio contenido en estos suplementos no tiene, por lo general, la biodisponibilidad que el consumidor piensa, lo que da como resultado que el consumidor absorbe menos calcio que lo previsto. Además, para algunos consumidores pueden ser difícil, por no decir imposible, ingerir tabletas y cápsulas. Estos consumidores se ven efectivamente privados de utilizar una forma en tableta o cápsula de un suplemento de calcio y, por ello, deben buscar suplementos de calcio que ofrezcan formas alternativas. Los polvos de calcio disponibles actualmente y, más específicamente, los polvos de citrato-malato de calcio, se pueden espolvorear sobre los alimentos o mezclar en las bebidas para que el consumidor pueda controlar el momento y la cantidad del suplemento de calcio que se añade. Sin embargo, todavía quedan por resolver algunos problemas. A menudo, los polvos de citrato-malato de calcio disponibles actualmente no se disuelven rápidamente, lo cual hace que el consumidor deba esperar que el polvo se disuelva antes de consumir la bebida o el alimento en donde se añadió. Además, muchas veces, los polvos de citrato-malato de calcio disponibles actualmente no se disuelven completamente, lo que forma grumos no deseados que pueden resultar inaceptables para el consumidor. Por otra parte, muchos de los polvos actualmente disponibles pueden afectar negativamente el sabor o la textura de la bebida o el alimento al que se añaden, lo cual disminuye aún más la satisfacción del consumidor. Por consiguiente, existe la necesidad de contar con una composición de calcio que pueda disolverse rápida y completamente en una variedad de alimentos y bebidas sin afectar negativamente el sabor o la textura del alimento o la bebida de manera
que la composición pueda ser consumida fácilmente por la mayoría de la población.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a composiciones que comprenden citrato-malato de calcio, en donde el citrato-malato de calcio exhibe un área de poro de por lo menos aproximadamente 30 m2/gramo (g). Preferentemente, el citrato-malato de calcio exhibe además una velocidad de disolución de por lo menos aproximadamente 95 % en aproximadamente 120 segundos, con mayor preferencia, por lo menos aproximadamente 95 % en aproximadamente 90 segundos y, todavía con mayor preferencia, aproximadamente 97 % en aproximadamente 60 segundos. En todavía otro aspecto de la presente invención, el citrato-malato de calcio exhibe un área de poro de aproximadamente 30 m2/g a aproximadamente 95 m2/g, y el citrato-malato de calcio exhibe una relación molar de citrato a malato de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 80:20
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Las modalidades de la presente invención se refieren, en términos generales, a composiciones que comprenden citrato-malato de calcio y a los métodos para elaborarlas.
A. Definiciones Como se utiliza en la presente, la expresión "fuente alcalina de calcio" se relaciona con uno más compuestos de calcio seleccionados del grupo que comprende
hidróxido de calcio, óxido de calcio, carbonato de calcio, otros compuestos de calcio que comprenden, por lo menos, un grupo hidróxido, y mezclas de éstos. Como se utiliza en la presente, la expresión "fuente de calcio" se relaciona con uno o más compuestos de calcio utilizados para preparar composiciones de citrato-malato de calcio. Como se utiliza en la presente, la expresión "fuente de citrato" se relaciona con uno o más compuestos de citrato utilizados para preparar composiciones de citrato-malato de calcio que incluyen ácido cítrico y sales de éste. Como se utiliza en la presente, la expresión "fuente de malato" se relaciona con uno o más compuestos de malato utilizados para preparar composiciones de citrato-malato de calcio. Como se utiliza en la presente, la expresión "mezcla de citrato-malato" se refiere a una mezcla de fuentes de citrato y malato y agua. Como se utiliza en la presente, la expresión "mezcla de citrato-malato de calcio" se relaciona con la mezcla acuosa formada al combinar la fuente de calcio, las fuentes de citrato y malato, y agua, en cualquier etapa desde el momento que se combinan los materiales hasta que se seca el citrato-malato de calcio. Esta mezcla también puede contener otros componentes. Como se utiliza en la presente, la expresión "lechada de citrato-malato de calcio" se relaciona con una mezcla acuosa que comprende partículas sólidas de citrato-malato de calcio. Una lechada de citrato-malato de calcio puede comprender un "precipitado de citrato-malato de calcio". Como se utilizan en la presente, las expresiones "composición que comprende citrato-malato de calcio" y "composición de citrato-malato de calcio" pueden utilizarse indistintamente para referirse a un producto seco de citrato-malato de calcio
descrito en la presente. Como se utilizan en la presente, las expresiones "citrato-malato de calcio" y "CMC" pueden utilizarse indistintamente. Como se utiliza en la presente, el término "que comprende" se refiere a diversos componentes que pueden emplearse conjuntamente en los métodos y artículos de esta invención. Por consiguiente, el término "comprender" incluye los términos "consiste esencialmente en" y "que consiste en". Como se utiliza en la presente, el término "disolución" significa disolver la composición de citrato-malato de calcio en agua. Como se utiliza en la presente, la expresión "velocidad de disolución" significa la rapidez con que el citrato-malato de calcio se disuelve en agua. Como se utiliza en la presente, la expresión "temperatura pico" significa la temperatura más alta que se alcanza cuando se combinan la fuente de calcio, las fuentes de citrato y malato, y el agua, y la reacción de neutralización está terminada o casi terminada. Como se utiliza en la presente, la expresión "temperatura final" significa, después de alcanzar la temperatura pico, la temperatura a la que prácticamente se detiene el enfriamiento de la mezcla de citrato-malato de calcio Como se utiliza en la presente, la expresión "área de poro" significa el área de superficie de los poros dentro de las partículas de la composición del citrato-malato de calcio, según lo determinado mediante porosimetría por intrusión/extrusión de mercurio.
B. Composiciones Las modalidades ilustrativas de la presente invención pueden comprender, por lo general, composiciones de citrato-malato de calcio que exhiben una o más de las
siguientes características. Las composiciones de citrato-malato de calcio pueden tener un área de poro de por lo menos aproximadamente 30 m2/g y, en una modalidad, de aproximadamente 30 m2/g a aproximadamente 95 m2/g y, en todavía otra modalidad, de aproximadamente 40 m2/g a aproximadamente 95 m /g. Un área de poro menor que aproximadamente 30 m2/g puede dar como resultado la disolución lenta del polvo, en tanto que un área de poro mayor que aproximadamente 95 m2/g es difícil de producir y puede originar partículas con integridad estructural limitada. Por ello, puede ser deseable una composición de citrato-malato de calcio que tenga un área de poro de por lo menos aproximadamente 30 m2/g. Además, las modalidades de la composición de citrato-malato de calcio pueden tener una velocidad de disolución en agua de por lo menos aproximadamente 92 % y, en una modalidad, por lo menos aproximadamente 95 % y, en todavía otra modalidad, por lo menos aproximadamente 97 % en menos de aproximadamente 120 segundos, en una modalidad, menos de aproximadamente 90 segundos y, en todavía otra modalidad, menos de aproximadamente 60 segundos. Una velocidad de disolución de por lo menos aproximadamente 92 % en menos de aproximadamente 120 segundos puede contribuir a asegurar que la composición de citrato-malato de calcio se disuelve rápida y completamente cuando se añade a un alimento o a una bebida, lo que reduce la probabilidad de desarrollar la turbidez o los antiestéticos grumos que pueden ser desagradables para los consumidores. Además, las modalidades de las composiciones de citrato-malato de calcio de la presente pueden tener, cuando se disuelven en agua al 0.6 % en peso, un pH de aproximadamente 8 o menor y, en una modalidad, de aproximadamente 5 a aproximadamente 8 y, en todavía otra modalidad, de aproximadamente 6 a aproximadamente 7. Si el pH de la composición de citrato-malato de calcio es demasiado
alto o demasiado bajo (p. ej., mayor que aproximadamente 8 o menor que aproximadamente 5), entonces éste puede impartir un sabor desagradable al alimento o a la bebida a los que se añade. Además, las composiciones de citrato-malato de calcio pueden tener un contenido de humedad de aproximadamente 15 % o menos y, en una modalidad, de aproximadamente 5 % a aproximadamente 15 % y, en todavía otra modalidad, de aproximadamente 5 % a aproximadamente 10 %, en peso de la composición de citrato-malato de calcio. Un contenido de humedad que es o bien mayor que aproximadamente 10 % o menor que aproximadamente 5 % puede producir una composición de citrato-malato de calcio que carece de las características de disolución rápida y completa. El tamaño promedio de partícula de las modalidades del citrato-malato de calcio puede ser de aproximadamente 20 a aproximadamente 150 mieras y, en una modalidad, de aproximadamente 40 a aproximadamente 100 mieras. Un tamaño de partícula de este tipo puede asegurar además que las composiciones de citrato-malato de calcio comprenden las características de disolución descritas previamente. En una modalidad, la composición de citrato-malato de calcio exhibe por lo menos dos de las características previamente descritas y, en otra modalidad, por lo menos tres de las características, en tanto que en todavía otra modalidad, todas las características, donde por lo menos una de las características debe ser o el área de poro o la velocidad de disolución. Las composiciones ilustrativas de conformidad con la presente invención pueden exhibir una relación molar de citrato a malato de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 80:20 y, en otra modalidad, de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 60:40, en todavía otra modalidad, de aproximadamente 35:65 a
aproximadamente 55:45 y, en todavía otra modalidad, de aproximadamente 35:65 a aproximadamente 45:55. Análogamente, las composiciones de conformidad con la presente invención pueden exhibir una relación definida de equivalentes, que es el equivalente de citrato más malato, lo que incluye tanto las formas de ácidos y sales de éstos, dividido por los equivalentes de calcio ((3X moles de citrato + 2X moles de malato)/2X moles de calcio). En una modalidad, la relación de equivalentes puede ser de aproximadamente 0.8 a aproximadamente 1.2 y, en otra modalidad, de aproximadamente 0.9 a aproximadamente 1.1 y, en todavía otra modalidad, de aproximadamente 0.95 a aproximadamente 1.05 y, en todavía otra modalidad, de aproximadamente 1.0 a aproximadamente 1.05. Además, las modalidades de las composiciones descritas en la presente pueden contener, por lo menos, aproximadamente 15 % de calcio y, en una modalidad, por lo menos aproximadamente 20 % de calcio, en peso de la composición de citrato-malato de calcio. Las modalidades de la presente invención también pueden suministrar un beneficio asociado con la administración de una composición que comprende citrato-malato de calcio a un mamífero que necesite ese beneficio, en donde el citrato-malato de calcio exhibe cualquiera de una o más, y por lo menos una es el área de poro o la velocidad de disolución, de: un área de poro de por lo menos aproximadamente 30 m2/g y, en una modalidad, de aproximadamente 30 m2/g a aproximadamente 95 m2/g y, en todavía otra modalidad, de aproximadamente 40 m2/g a aproximadamente 95 m2/g; una velocidad de disolución de por lo menos aproximadamente 92 % y, en una modalidad, por lo menos aproximadamente 95 % y, en todavía otra modalidad, por lo menos aproximadamente 97 % en menos de aproximadamente 120 segundos, en una modalidad, menos de aproximadamente 90 segundos y, en todavía otra modalidad, menos de aproximadamente 60 segundos; un pH de
aproximadamente 8 o menor y, en una modalidad, de aproximadamente 5 a aproximadamente 8 y, en todavía otra modalidad, de aproximadamente 6 a aproximadamente 7; y un contenido de humedad de aproximadamente 15 % o menor y, en una modalidad, de aproximadamente 5 % a aproximadamente 15 % y, en todavía otra modalidad, de aproximadamente 5 % a aproximadamente 10 %, en peso de la composición de citrato-malato de calcio. Los beneficios asociados con la administración de una composición que comprende citrato-malato de calcio pueden incluir, pero no se limitan a, crecimiento óseo, fortificación ósea o tratamiento de osteoporosis. Aquellos con experiencia en la industria comprenderán que, si se deseara, las composiciones de citrato-malato de calcio pueden incluir otros componentes. A modo de ejemplo, y no como limitación, las composiciones de citrato-malato de calcio también pueden incluir minerales, tales como magnesio, hierro, zinc y cobre, otros ácidos o sales, tales como fosfato, u otros componentes, tales como azúcares, sorbitol, boro, vitaminas, y lo similar. La adición de estos componentes puede ser útil para suplementar adicionalmente las composiciones o para mejorar el sabor de éstas sin afectar sus propiedades de disolución. Aquellos con experiencia en la industria comprenderán cómo añadir los componentes adicionales a las composiciones de citrato-malato de calcio.
B. Procesos Los procesos ilustrativos descritos en la presente pueden utilizarse para preparar composiciones de citrato-malato de calcio que tienen las características de disolución deseadas descritas anteriormente. En líneas generales, estos procesos pueden comprender los pasos de: combinar una fuente de calcio, una fuente de citrato, una fuente de malato, y agua para formar una mezcla de citrato-malato de calcio;
hacer reaccionar la mezcla de citrató-malato de calcio, aumentar la temperatura hasta alcanzar una temperatura pico de aproximadamente 45 °C a aproximadamente 70 °C; enfriar la mezcla de citrato-malato de calcio a una velocidad de aproximadamente 1 °C/minuto a aproximadamente 4 °C/minuto hasta alcanzar una temperatura final menor que aproximadamente 40 °C y formar un precipitado de citrato-malato de calcio; y secar el precipitado de citrato-malato de calcio para obtener la composición de citrato-malato de calcio. Las variantes de estos procesos se comprenderán mejor a partir de la siguiente descripción. Preferentemente, por lo menos una porción de la fuente de calcio se selecciona del grupo que comprende en hidróxido de calcio, óxido de calcio, carbonato de calcio, otros compuestos de calcio que contienen hidróxido, que incluyen, pero no se limitan a, dicalcio hidroxi malato (patente de los EE.UU. núm. 6,706,904 B1) y mezclas de éstos. En una modalidad, la fuente de calcio comprende hidróxido de calcio, óxido de calcio o mezclas de éstos. En otra modalidad, la fuente de calcio comprende hidróxido de calcio. Estas fuentes de calcio pueden ser útiles, ya que pueden reaccionar con los ácidos cítrico y málico para formar soluciones muy súper saturadas de CMC que producen composiciones de CMC con niveles más altos de calcio que los que pueden obtenerse con otras sales de calcio que no son de citrato o malato. La súper saturación puede ser una fuerza impulsora para la precipitación del CMC de la mezcla de citrato-malato de calcio. Está reconocido que, en ciertas condiciones de procesamiento, las sales cálcicas de malato o citrato también se pueden incluir como parte de la fuente de calcio. Estas incluyen, pero no se limitan a, citrato tricálcico, calcio hidrógeno citrato y malato de calcio. El
uso de estas sales puede estar limitado por la necesidad de que ellas se disuelvan eficazmente en forma completa en alguna etapa durante la preparación y mezclado de la mezcla de CMC. Si no se disuelven eficaz y completamente, podrían actuar como cristales semilla para producir precipitados sin las características deseadas de velocidad de disolución. También está reconocido que pueden utilizarse cantidades limitadas de otras sales de calcio, tales como cloruro, fosfato y sales de otros ácidos orgánicos, siempre y cuando los niveles empleados no interfieran con las características de disolución deseadas. Las fuentes de citrato aceptables para utilizarse comprenden ácido cítrico. Además, las sales de citrato de calcio pueden incluirse como parte de la fuente de citrato con las mismas limitaciones según lo descrito en su uso como parte de la fuente de calcio. Las fuentes de malato aceptables para utilizarse comprenden ácido málico. Además, las sales de malato de calcio pueden incluirse como parte de la fuente de malato con las mismas limitaciones según lo descrito en su uso como parte de la fuente de calcio. También está reconocido que pueden utilizarse cantidades limitadas de otras sales citrato o malato, tales como las sales citrato o malato de potasio, sodio, zinc o magnesio, siempre y cuando los niveles empleados no interfieran con las características deseadas para la velocidad de disolución. La combinación de la fuente de calcio, la fuente de citrato, la fuente de malato, y el agua para crear la mezcla de CMC puede llevarse a cabo utilizando una variedad de métodos. Uno de los métodos comprende mezclar las fuentes de citrato y malato en una porción del agua para crear una mezcla acuosa de citrato-malato, mezclar la fuente de calcio en una segunda parte del agua para crear una mezcla de calcio acuosa y luego bombear la mezcla de calcio acuosa en un tanque bien mezclado que contiene la mezcla acuosa de citrato-malato. La cantidad de agua utilizada para preparar las dos
mezclas acuosas se puede regular como se desee para facilitar el procesamiento en función del equipo específico que se. utilice para el proceso y de las fuentes específicas de calcio, citrato y malato y sus cantidades. Sin embargo, en una modalidad, la mezcla de calcio acuosa puede tener una concentración de calcio de aproximadamente 5 % a aproximadamente 25 % en peso y, en otra modalidad, de aproximadamente 8 % a aproximadamente 20 % en peso. En una modalidad, la mezcla acuosa de citrato-malato puede tener una concentración de citrato más malato de aproximadamente 15 % a aproximadamente 60 % en peso y, en otra modalidad, de aproximadamente 30 % a aproximadamente 50 % en peso. Otra forma de crear la mezcla de CMC es preparar primero una mezcla acuosa de citrato-malato para luego añadir la fuente de calcio a la mezcla acuosa de citrato-malato utilizando un dispositivo diseñado para incorporar polvos en líquidos, tal como un dispersador de polvos Triblender o Quadro Ytron XC. Todavía otra forma de crear la mezcla de CMC es preparar primero una mezcla acuosa de calcio y una mezcla acuosa de citrato-malato para luego combinarlas bombeando cada mezcla simultáneamente a través de un tubo que contiene un mezclador estático en línea. Aquellos con experiencia en la industria conocerán otros métodos para realizar la mezcla. Una vez terminada la preparación de la mezcla de citrato-malato de calcio, esta mezcla puede tener una concentración de calcio de aproximadamente 4 % a aproximadamente 9 % en peso y, en una modalidad, de aproximadamente 4.5 % a aproximadamente 8 % y, en todavía otra modalidad, de aproximadamente 5 % a aproximadamente 6.5 % en peso de la mezcla de citrato-malato de calcio. La combinación de la fuente de calcio, la fuente de citrato, la fuente de malato, y el agua para producir la mezcla de citrato-malato de calcio permite que la fuente de calcio reaccione con las fuentes de citrato y malato. Un tipo de reacción que puede
producirse es una reacción de neutralización entre una fuente alcalina de calcio y las formas ácidas de citrato y malato. Otras reacciones que se pueden producir son las reacciones de formación de complejos entre los iones solubilizados de calcio y los iones de citrato y malato que pueden formar diversos complejos solubles. Al combinar la fuente de calcio con las fuentes de citrato y malato para crear la mezcla acuosa de citrato-malato de calcio, puede ser útil que la temperatura de la mezcla aumente hasta que alcance una temperatura pico. Se puede controlar la temperatura de la mezcla de citrato-malato de calcio para asegurar que la temperatura alcance una temperatura pico de aproximadamente 45 °C a aproximadamente 70 °C y, en una modalidad, de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 60 °C y, en todavía otra modalidad, de aproximadamente 60 °C a aproximadamente 70 °C. Si la temperatura pico de la mezcla no alcanza por lo menos aproximadamente 45 °C, la precipitación del citrato-malato de calcio, tal como se describe en la presente más adelante, puede demorarse de manera no deseada. Análogamente, si la temperatura pico de la mezcla alcanza una temperatura mayor que aproximadamente 70 °C, la precipitación del citrato-malato de calcio puede producirse con demasiada rapidez y hacer que la composición resultante de citrato-malato de calcio no posea las características de disolución deseadas. Además, si la mezcla alcanza una temperatura pico de aproximadamente 60 °C o por encima de ésta, puede ser deseable limitar el tiempo que la mezcla está a más de aproximadamente 60 °C con el fin de restringir la formación de precipitados de citrato-malato de calcio de disolución más lenta. Por ello, en una modalidad, una vez que se alcanza una temperatura de aproximadamente 60 °C, puede continuarse la reacción a temperaturas de más de aproximadamente 60 °C durante aproximadamente 20 segundos o menos y, en una modalidad, durante aproximadamente 60 segundos o menos y, en todavía otra modalidad, durante aproximadamente 30 segundos o menos y, en todavía otra modalidad, durante aproximadamente 15 segundos o menos.
Para algunas fuentes alcalinas de calcio que incluyen, pero no se limitan a, hidróxido de calcio, la reacción de neutralización entre la fuente de calcio y las formas ácidas de citrato y malato es exotérmica y, por ende, la temperatura de la mezcla de citrato-malato de calcio puede aumentar mientras se produce la reacción de neutralización. Si la reacción de neutralización no es suficiente para elevar la temperatura a la temperatura pico deseada, es posible que sea necesario suministrar más calor a la mezcla para que alcance la temperatura pico deseada. Si la reacción de neutralización genera demasiado calor, puede ser necesario sustraer calor de la mezcla con el fin de no exceder la temperatura pico deseada. Una vez que se llega a la temperatura pico deseada, se puede enfriar la mezcla de citrato-malato de calcio. Por ejemplo, si se utiliza un tanque encamisado, se puede bombear un agente de enfriamiento, tal como agua fría, a través del tanque encamisado para enfriar la mezcla. La mezcla de citrato-malato de calcio se puede enfriar a una velocidad de aproximadamente 1 °C/minuto a aproximadamente 4 °C/minuto hasta que la temperatura sea menor que aproximadamente 40 °C. Además, si la temperatura pico de la mezcla de citrato-malato de calcio es de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 60 °C, entonces, la velocidad de enfriamiento puede ser de aproximadamente 1 °C/minuto a aproximadamente
3 °C/minuto hasta que la temperatura sea menor que aproximadamente 40 °C y, en una modalidad, de aproximadamente 5 °C a aproximadamente 40 °C, en otra modalidad, de aproximadamente 10 °C a aproximadamente 35 °C y, en todavía otra modalidad, de aproximadamente 25 °C a aproximadamente 35 °C. De manera similar, si la temperatura pico es de aproximadamente 60 °C a aproximadamente 70 °C, la velocidad de enfriamiento puede ser de aproximadamente 3 °C/minuto a aproximadamente
4 °C/minuto hasta que la temperatura sea menor que aproximadamente 40 °C y, en una modalidad, de aproximadamente 5 °C a aproximadamente 40 °C, en otra modalidad, de
aproximadamente 10 °C a aproximadamente 35 °C y, en todavía otra modalidad, de aproximadamente 25 °C a aproximadamente 35 °C. Cuando se alcanza aproximadamente la temperatura pico, o posteriormente, se puede comenzar a formar un precipitado de citrato-malato de calcio y crear una lechada de citrato-malato de calcio. Los pares de valores descritos previamente para las temperaturas pico y las velocidades de enfriamiento pueden contribuir a asegurar que la composición de citrato-malato de calcio exhibe las características de disolución deseadas. Se puede controlar la precipitación del citrato-malato de calcio para determinar el momento en que la precipitación se completa de manera adecuada. Una forma de realizar esto es medir el índice de refracción de la mezcla de citrato-malato de calcio utilizando un refractómetro. Por lo general, los refractómetros comúnmente utilizados informan la medición utilizando la escala de Brix. El valor Brix se refiere a la cantidad de sólidos disueltos en agua. Así, a medida que continúa la precipitación del citrato-malato de calcio, el valor Brix disminuirá. Se debe corregir la lectura del valor Brix para cualquier componente que no sea citrato-malato de calcio que esté disuelto en la mezcla de citrato-malato de calcio para que la lectura corregida represente la cantidad de citrato-malato de calcio que queda en la solución. Esto puede realizarse al preparar una solución que contenga los componentes que no son citrato-malato de calcio y medir su valor Brix. Este valor será el valor Brix de fondo para la mezcla de citrato-malato de calcio. El valor Brix corregido para la mezcla de citrato-malato de calcio se calcula entonces al restar el valor Brix de fondo del valor Brix medido para la mezcla de citrato-malato de calcio. La precipitación del citrato-malato de calcio en la lechada se puede continuar hasta que el contenido de sólidos disueltos sea de aproximadamente 10 Brix o menor y, en otra modalidad, aproximadamente 5 Brix o menor y, en todavía otra modalidad, de
aproximadamente 4 Brix o menor. Una vez que la precipitación ha alcanzado el punto final deseado, se puede secar la mezcla de citrato-malato de calcio para producir la composición de citrato-malato de calcio. Se puede emplear una de las varias técnicas de secado conocidas para aquellos con experiencia en la industria para reducir el contenido de humedad de la lechada de citrato-malato de calcio dentro de los intervalos deseados, tal como se expuso previamente con el fin de obtener una composición que comprende citrato-malato de calcio. Por ejemplo, el secado se puede llevar a cabo utilizando secado por aspersión, secado en bandeja con aire forzado, secado en lecho fluidizado y lo similar. Si bien aquellos con conocimiento en la industria sabrán cómo realizar cada una de las técnicas de secado mencionadas anteriormente, brevemente, el secado por aspersión incluye rociar pequeñas gotitas de la lechada en una corriente de aire caliente en una cámara grande para favorecer la rápida evaporación de agua de las gotitas. También puede utilizarse el secado por aire forzado, que incluye hacer circular aire caliente directamente por encima y a través de la bandeja que contiene el precipitado para favorecer un secado uniforme. Además, el secado en lecho fluidizado incluye insuflar aire caliente a través de un lecho semihumedo de material, lo que hace que el material quede en suspensión y se fluidifique. El aire actúa como un medio tanto para el secado como para la fluidización. Además, el precipitado de citrato-malato de calcio se puede filtrar, opcionalmente, para eliminar el exceso de agua antes del secado. La filtración del precipitado de citrato-malato de calcio incluye, por lo general, métodos de separación por presión, vacío o centrifugación. Los procesos ilustrativos mencionados anteriormente pueden utilizarse para proporcionar composiciones de citrato-malato de calcio que tienen las características previamente descritas.
Métodos analíticos Los parámetros utilizados para caracterizar los elementos de la presente invención se cuantifican con métodos analíticos específicos. Estos métodos se describen con detalle a continuación:
Citrato-malato de calcio
1. Humedad El contenido de humedad de la composición de citrato-malato de calcio se determina de la siguiente manera: a) se esparcen 2 g de polvo de citrato-malato de calcio en un plato de aluminio para muestras de un analizador de humedad Sartorius (Modelo MA 30) y se calientan a 140 °C durante 15 minutos. b) Se calcula la humedad de la muestra calentada como % p/p utilizando el analizador de humedad Sartoriuos MA 30.
2. Contenido de calcio de la composición de citrato-malato de calcio El contenido de calcio de la composición de citrato-malato de calcio se determina por técnicas espectrométricas de emisión atómica de plasma acoplado inductivamente, AOAC, 7° ed. 2000, <990.08>
3. Relación molar citrato-malato La relación entre citrato y malato se determina conforme a AOAC 15 ° ed., 1990, <986.13>
4. Tamaño de partícula de la composición de citrato-malato de calcio: El tamaño de partícula del polvo de citrato-malato de calcio se determina conforme a la norma ASTM B2 4.
5. Método para determinar la velocidad de disolución de la composición de citrato-malato de calcio La velocidad de disolución en agua del citrato-malato de calcio se determina por el cambio en la conductividad del agua con respecto al tiempo, tal como se describe más adelante.
Aparatos v Reactivos: Medidor pHuture MMS de Thermo, Serie Orion, Modelo 555A Celdas de conductividad de 4 electrodos DuraProbe™ - 013005A Agua tratada por osmosis inversa (RO) Agitador magnético - 400 Placa calentadora/agitador, VWR Scientific Products 986006, núm. de serie 0722, Mfg. Troemner Inc, EE.UU.
Barra de agitación Peso 12.0 - 16.0 g Longitud 5 cm (2 pulgadas) Diámetro 1 cm (3/8 de pulgada)
Vaso de vidrio Pyrex de 600 mi con indicación de 500 mi.
Determinación: a) Se transfieren 500 mi de agua RO que tiene una temperatura de 25 °C
al vaso de vidrio Pyrex. b) Se coloca la barra de agitación dentro del vaso y el vaso se pone sobre el agitador magnético. c) Se comienza con la agitación y se mantiene a una velocidad de 200 RPM. d) Se sumerge la sonda de conductividad en el vaso. e) Se mide la conductividad del agua (Cw). f) Se pesan 2.0 g de la composición de citrato-malato de calcio. g) Se transfiere la composición al vaso al espolvorear la composición en el centro del vórtice en menos de 5 segundos. h) Se enciende el temporizador después de haber completado la adición de la composición. i) Se determina la conductividad (Ct) en los tiempos seleccionados (t), por ejemplo t = 30, 60, 90, 120, 480 segundos. j) Se debe verificar que en el vaso no quede composición de citrato-malato de calcio sin disolver, k) Se continúa con el mezclado hasta que no queden partículas visibles en suspensión. I) Se determina la conductividad del agua que contiene la composición disuelta de citrato-malato de calcio. Ésta es la conductividad final (Cf). Nota: Todas las mediciones se realizan a 25 °C.
(Ct-CwV(Cf-Cw). en donde 25 Dt disolución en el tiempo t, expresada como %
Ct = conductividad en el tiempo t Cw = conductividad del agua antes de añadir la composición de citrato-malato de calcio Cf = conductividad final
6. Área de poro: El área de poro se determina mediante porosimetría por intrusión/extrusión de mercurio. Materiales v equipo: Homo de secado Platos de poliestireno o aluminio para pesaje Espátulas de acero inoxidable Penetrómetro Balanza analítica Nitrógeno de grado prepurificado o ultra alta pureza Mercurio (pureza de triple destilación) Grasa para vacío (Apiezon H) Fluido de alta presión Porosímetro de mercurio Micromeritics (AutoPore) Preparación de la muestra: La composición de citrato-malato de calcio se seca en una caja petri de Pyrex a 110 °C durante dos días.
Procedimiento: a) Se pesan 0.2 g de la composición de citrato-malato de calcio utilizando un plato para pesaje.
b) Se transfiere el polvo al penetrómetro. c) Se sella y se pesa el penetrómetro. d) Se inserta el penetrómetro en el puerto de análisis de baja presión (hasta 345 kPa (50 psia)) y se realiza el análisis. e) Se retira el penetrómetro del puerto de baja presión y se pesa la unidad. f) Se inserta el penetrómetro en el puerto de análisis de alta presión (hasta 414 Mpa (60,000 psia)) y se realiza el análisis. g) El resultado proporciona una distribución de volumen de poro de 360 a 0.003 pm, área de poro total (metros cuadrados/g). Referencia: Micromeritics Analytics Services (MAS), Norcross, GA (EE.UU), número de catálogo 942/65000/03
Ejemplos
Ejemplo 1 Se disuelven aproximadamente 73.04 g de ácido cítrico y aproximadamente 76.16 g de ácido málico en aproximadamente 258 mi de agua desionizada destilada en un vaso de vidrio de 1 litro que utiliza una barra de agitación magnética recubierta con Teflon durante aproximadamente 5 minutos o hasta que la solución ácida sea cristalina. Se sumerge el vaso en un baño de agua sin circulación a 25 °C. Se dispersan aproximadamente 84 g de hidróxido de calcio en aproximadamente 250 mi de agua destilada desionizada en un vaso de vidrio de 500 mi con agitación para producir una lechada de hidróxido de calcio. Luego, se añade rápidamente la
lechada de hidróxido de calcio a la solución ácida para producir una mezcla de citrato-malato de calcio. El vaso de hidróxido de calcio se enjuaga con aproximadamente 60 mi de agua desionizada y se añade a la mezcla de citrato-malato de calcio. La temperatura de la mezcla de citrato-malato de calcio se eleva a aproximadamente 64.8 °C, con la temperatura por encima de aproximadamente 60 °C durante menos de aproximadamente 60 segundos. Luego se enfría la mezcla en un baño de agua hasta aproximadamente 33 °C en aproximadamente 15 minutos para obtener una lechada que comprende un precipitado de citrato-malato de calcio. La lechada y el precipitado obtenido se agitan durante aproximadamente otros 75 minutos. Transcurridos los 75 minutos, se determina que el contenido de sólidos solubles de la lechada es de aproximadamente 2.8 °Brix, según lo medido con un refractómetro de mano. Se diluye el precipitado de citrato-malato de calcio al añadir aproximadamente 400 mi de agua desionizada y se seca por aspersión con una temperatura de entrada de aproximadamente 163 °C y una temperatura de salida de aproximadamente 72 °C para obtener una composición de citrato-malato de calcio. Se determina que la composición de citrato-malato de calcio seca tiene un área de poro de aproximadamente 58 m2/g, un pH de aproximadamente 6.5 y una velocidad de disolución de aproximadamente 98.6 % en aproximadamente 90 segundos.
Ejemplo 2 Se disuelven aproximadamente 73.04 g de ácido cítrico y aproximadamente 76.16 g de ácido málico en aproximadamente 228 mi de agua destilada desionizada en un vaso de vidrio de 1 litro que utiliza una barra de agitación magnética recubierta con Teflon durante aproximadamente 5 minutos o hasta que la solución ácida sea cristalina. Se sumerge el vaso en un baño de agua sin circulación a aproximadamente 25 °C. Se dispersan aproximadamente 84 g de hidróxido de calcio en aproximadamente 260 mi de
agua destilada desionizada en un vaso de vidrio de 500 mi con agitación para producir una lechada de hidróxido de calcio. Luego, se añade rápidamente la lechada de hidróxido de calcio a la solución ácida para producir una mezcla de citrato-malato de calcio. El vaso de hidróxido de calcio se enjuaga con aproximadamente 100 mi de agua desionizada y se añade a la mezcla de citrato-malato de calcio. La temperatura de la mezcla de citrato-malato de calcio se eleva a aproximadamente 61 °C, con la temperatura por encima de aproximadamente 60 °C durante menos de aproximadamente 10 segundos. Luego se enfría la mezcla en un baño de agua hasta aproximadamente 33 °C en aproximadamente 15 minutos para obtener una lechada de citrato de calcio que comprende un precipitado de citrato-malato de calcio. La lechada y el precipitado obtenido se agitan durante aproximadamente otros 75 minutos. Transcurridos los 75 minutos, se determina que el contenido de sólidos solubles es de aproximadamente 2.4 °Br¡x, según lo medido con un refractómetro de mano. La lechada de citrato-malato de calcio se filtra por vacío y la torta formada se seca en un secador de lecho fluidizado a una temperatura de entrada de 60 °C hasta un contenido de humedad de 9.5 % p/p. La composición seca se tamiza a través de una criba de malla núm. 100. Se determina que la composición de citrato-malato de calcio seca tiene un área de poro de aproximadamente 67.7 m2/g, un pH de aproximadamente 6.5 y una velocidad de disolución de aproximadamente 97 % en aproximadamente 90 segundos.
Ejemplo 3 Se disuelven 70 kg de ácido cítrico y 73 kg de ácido málico en aproximadamente 256 litros de agua utilizando un licuefactor y luego se transfieren a un tanque encamisado de 1100 litros equipado con un agitador o impulsor de 8 pulgadas que funciona a aproximadamente 730 RPM. Por separado, se mezclan 80.5 kg de hidróxido de
calcio en aproximadamente 228 litros de agua para crear una lechada de hidróxido de calcio. Dado que la reacción exotérmica entre el hidróxido de calcio y los ácidos cítrico y málico podría hacer que la temperatura pase los 60 °C cuando se combinan las dos mezclas acuosas con el equipo que se utilice, sólo aproximadamente la mitad de la lechada de hidróxido de calcio se añade inicialmente a la solución ácida. La temperatura de la mezcla en el tanque encamisado aumenta a aproximadamente 43 °C. La mezcla se enfría luego hasta aproximadamente 36 °C al hacer correr agua fría por la camisa del tanque. Después se añade el resto de la lechada de hidróxido de calcio a la mezcla en el tanque encamisado, y la temperatura aumenta a una temperatura pico de aproximadamente 58 °C. Se utilizan aproximadamente 60 litros de agua para descargar las líneas de hidróxido de calcio y esto se añade al tanque encamisado. Luego se enfría la mezcla en el tanque hasta una temperatura menor que 40 °C a una velocidad promedio de enfriamiento de aproximadamente 1.5 °C. Se detiene el enfriamiento cuando la temperatura de la mezcla llega a aproximadamente 30 °C. Se continúa con el mezclado y la precipitación hasta que el contenido de sólidos disueltos del citrato-malato de calcio se reduzca a aproximadamente 3.6 Brix, según lo determinado con un refractometro de mano. La lechada de citrato-malato de calcio se seca luego por aspersión hasta un contenido de humedad de 8.5 %. Se determina que la composición de citrato-malato de calcio seca tiene un área de poro de aproximadamente 73.5 m2/g, un pH de aproximadamente 6.8 y una velocidad de disolución de aproximadamente 98 % en aproximadamente 60 segundos. Todos los documentos citados en la Descripción detallada de la invención se incorporan, en su parte relevante, en la presente como referencia; la cita de cualquier documento no debe interpretarse como una admisión de que representa una industria anterior con respecto a la presente invención. Si bien se han ilustrado y descrito modalidades específicas de la presente
invención, será evidente para los experimentados en la industria que pueden hacerse diversos cambios y modificaciones sin desviarse del espíritu y alcance de la invención. Se ha pretendido, por consiguiente, cubrir en las reivindicaciones anexas todos los cambios y modificaciones que estén dentro del alcance de esta invención.
Claims (13)
1. Una composición que comprende citrato-malato de calcio, caracterizada porque el citrato-malato de calcio exhibe un área de poro de por lo menos aproximadamente 30 m2/g.
2. La composición de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque el citrato-malato de calcio exhibe también una velocidad de disolución de por lo menos 95 %, en peso del citrato-malato de calcio, en menos de 120 segundos, preferentemente, 95 % en peso en 90 segundos e incluso con mayor preferencia, 97 % en peso en 60 segundos.
3. La composición de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque el citrato-malato de calcio también exhibe un pH de 8 o menor cuando se disuelve en agua.
4. La composición de conformidad con la reivindicación , caracterizada además porque el citrato-malato de calcio exhibe también un contenido de humedad de 15 % o menor, en peso de la composición de citrato-malato de calcio.
5. La composición de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque el citrato-malato de calcio exhibe un área de poro de 30 m2/g a 95 m2/g.
6. La composición de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque el citrato-malato de calcio exhibe una relación molar de citrato con respecto a malato de 30:70 a 80:20
7. Una composición que comprende citrato-malato de calcio, caracterizada porque el citrato-malato de calcio exhibe una velocidad de disolución de por lo menos 95 %, en peso del citrato-malato de calcio, en menos de 120 segundos, preferentemente, 95 % en peso en 90 segundos e incluso con mayor preferencia, 97 % en peso en 60 segundos.
8. La composición de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el citrato-malato de calcio exhibe también un pH de 8 o menor.
9. La composición de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el citrato-malato de calcio exhibe también un contenido de humedad de 15 % o menor, en peso de la composición de citrato-malato de calcio.
10. La composición de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el citrato-malato de calcio exhibe una relación molar de citrato con respecto a malato de 30:70 a 80:20
11. La composición de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el citrato-malato de calcio exhibe una velocidad de disolución de por lo menos 95 %, en peso del citrato-malato de calcio, en menos de 120 segundos.
12. Un método para suministrar un beneficio asociado con la administración de una fuente de calcio; el método comprende administrar una composición que comprende citrato-malato de calcio a un mamífero que necesita ese beneficio, caracterizado porque el citrato-malato de calcio exhibe un área de poro de por lo menos 30 m2/g.
13. Un método para suministrar un beneficio asociado con la administración de una fuente de calcio; el método comprende administrar una composición que comprende citrato-malato de calcio a un mamífero que necesita ese beneficio, caracterizado porque el citrato-malato de calcio exhibe una velocidad de disolución de por lo menos 92 %, en peso del citrato-malato de calcio, en menos de 120 segundos.
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