Способ получения пищевой добавки - лактата железа

Способ получения пищевой добавки - лактата железа

Реферат

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается получения пищевой добавки, предназначенной преимущественно для обогащения железом продуктов питания.

Железо является составной частью гемоглобина, участвует в процессах кроветворения и переносе кислорода кровью из легких в ткани. Железо входит в состав целого ряда ферментов и необходимо для использования кислорода в тканях в процессе биологического окисления, обеспечивающего организм энергией. Этот микронутриент широко используется для лечения и профилактики железодефицитных состояний.

Лактат железа представляет собой растворимый в воде и безопасный источник биодоступного железа (II), что особенно важно в технологическом отношении при производстве обогащенных железом пищевых продуктов.

Известен способ получения лактата железа в виде раствора путем прямой химической реакцией между молочной кислотой и карбонатом железа. Для предотвращения окисления железа (II) добавляют защитный газ СО₂. При этом образуется раствор, содержащий железо в биодоступной легкоусвояемой форме. Недостатком способа является низкое содержание лактата железа, массовая доля которого в полученном растворе составляет не более 3%. Кроме того, по сравнению с твердой формой, лактат железа в виде раствора неудобен для транспортировки и менее стоек при хранении (Патент Китая № CN 1636557, МПК⁷ А61K 31/191, А61Р 3/02, А61Р 7/06. Опубл. 13.07.2005).

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения лактата железа, включающий взаимодействие молочной кислоты или ее солей с сульфатом или хлоридом железа без дальнейшего отделения чистого лактата железа от маточного раствора (Патент Китая № CN 1132737, МПК⁷ С07С 59/08, С07С 59/105, С07С 59/00. Опубл. 09.10.1996).

Недостатками данного способа являются следующие.

1. Получаемый раствор лактата железа загрязнен сульфатами или хлоридами.

2. Массовая доля железа в растворе значительно ниже, чем в пищевой добавке Е585.

Задачей предлагаемого решения является разработка способа, обеспечивающего получение лактата железа с показателями качества и безопасности, удовлетворяющими требованиям, предъявленным к пищевой добавке Е585 (Fе(С₃Н₅O₃)₂·2Н₂О) (COMBINED COMPENDIUM OF FOOD ADDITIEVE SPECIFICATIONS Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, Rome, 2006). Техническим результатом изобретения является получение чистого лактата железа с высоким выходом.

Технический результат достигается тем, что в известном способе получения лактата железа, включающем взаимодействие водных растворов лактата натрия и сульфата железа, согласно изобретению используют раствор лактата натрия концентрации 58,2-61,4 мас.%, а раствор сульфата железа 7-водного - концентрации 40-50% мас.% соответственно, взаимодействие указанных компонентов ведут при перемешивании в течение 1,5-2,5 ч при температуре 35-45°С и в присутствии углекислого газа или водорода с образованием кристаллов лактата железа, причем массовое соотношение между растворами лактата натрия и сульфата железа составляет 1:(1,42-1,88), далее полученные кристаллы отделяют от маточного раствора, промывают водой с температурой 20-30°С до отсутствия сульфатов и сушат под вакуумом с разрежением не менее 94 кПа при температуре не выше 70°С.

Получение лактата железа можно представить уравнением

2NaC₃H₅O₃+FeSO₄+2Н₂О→Fе(С₃Н₅O₃)₂·2Н₂O+Na₂SO₄.

Использование при проведении реакции растворов с оптимальными значениями концентраций, подбор режимов их взаимодействия и сушки полученных кристаллов под вакуумом обеспечивает получение чистого лактата железа с высоким выходом. Образующиеся кристаллы лактата железа не содержат посторонних ионов и полностью соответствуют требованиям, предъявленным к пищевой добавке Е585.

Характеристика используемого сырья.

В качестве сырья используют L-лактат натрия по ГОСТ 53119-2008 и сульфат железа по ГОСТ 4148-78 квалификации не ниже чда.

Способ получения пищевой добавки осуществляют следующим образом. В емкость с мешалкой загружают расчетное количество лактата натрия с массовой долей от 58,2% до 61,4% и при работающей мешалке быстро прибавляют расчетное количество раствора сульфата железа с массовой долей FeSO₄·7H₂O в пределах от 40% до 50%. Нагревают до температуры 40±5°С и проводят взаимодействие компонентов при массовом соотношении используемых растворов соответственно 1:(1,42-1,88).

Процесс ведут, перемешивая в течение 1,5-2,5 ч при температуре в пределах от 35°С до 45°С в защитной атмосфере углекислого газа или пропуская водород через реакционную массу. Образовавшиеся в результате реакции кристаллы лактата железа отделяют от маточного раствора, промывают водой питьевого качества с температурой от 20°С до 30°С до отсутствия сульфатов в промывных водах и сушат под вакуумом с разрежением не менее 94 кПа при температуре не выше 70°С. Выход лактата железа составляет около 92% от расчетного по лактату натрия. Массовая доля железа в продукте составляет 20,7%.

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

Пример 1.

В термо-кислотостойкую емкость, снабженную рубашкой для нагрева, дозируют 110 г лактата натрия с массовой долей 58,2% и прибавляют 156 г 50%-ного раствора сульфата железа. Процесс ведут при перемешивании в течение 2,5 ч при температуре 35°С в присутствии углекислого газа. Образовавшиеся в результате реакции кристаллы лактата железа отделяют фильтрованием от маточного раствора, промывают водой питьевого качества с температурой 25°С в количестве 55 см³ и сушат под вакуумом с разрежением не менее 94 кПа при температуре 70°С до достижения массовой доли основного вещества не менее 98%. Суммарный выход лактата железа (II) двуводного составляет 70,8 г.

Пример 2.

В термо-кислотостойкую емкость, снабженную рубашкой для нагрева, дозируют 108 г лактата натрия с массовой долей 60,5% и прибавляют 159 г 45%-ного раствора сульфата железа. Процесс ведут при перемешивании в течение 2 ч при температуре 40°С в присутствии углекислого газа. Образовавшиеся в результате реакции кристаллы лактата железа отделяют фильтрованием от маточного раствора, промывают водой питьевого качества с температурой 20°С в количестве 54 см³ и сушат по примеру 1 при температуре 60°С. Суммарный выход лактата железа (II) двуводного составляет 72,2 г.

Пример 3.

В термо-кислотостойкую емкость, снабженную рубашкой для нагрева, дозируют 112 г лактата натрия с массовой долей 61,4% и прибавляют 210 г 40%-ного раствора сульфата железа. Процесс ведут при перемешивании в течение 1,5 ч при температуре 45°С, пропуская водород через реакционную массу. Образовавшиеся в результате реакции кристаллы лактата железа отделяют фильтрованием от маточного раствора, промывают водой питьевого качества с температурой 30°С в количестве 56 см³ и сушат по примеру 1 при температуре 50°С. Суммарный выход лактата железа (II) двуводного составляет 75,5 г.

В таблице представлены показатели качества лактата железа, полученного предложенным способом по примерам 1-3, в сравнении с показателями качества пищевой добавки Е585 - лактата железа, 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 растворимое в воде (до 2,0 г в 100 г раствора) соединение, в котором содержание основного вещества и примесей (сульфатов) соответствует требованиям, установленным к показателям качества пищевой добавки Е585 - Ferrous lactate. Пищевой лактат железа как безопасный и биодоступный источник железа может быть использован для обогащения пищевых продуктов.

Показатели качества полученной по заявленному способу пищевой добавки - лактата железа и пищевой добавки Е585
Примеры	Массовое соотношение лактата натрия: раствора сульфата железа	Растворимость в воде, г/100 г	Массовая доля трех валентного железа, %	Массовая доля основного вещества, %	Массовая доля	Внешний вид
Сульфа-тов, %	хлори-дов, %
1	1: 1,42	1,9	0,14	99,2	Не обнаружено	Мелкокристаллический порошок светло-зеленого цвета
2	1: 1,64	2,0	0,19	98,9	____..____
3	1: 1,88	2,0	0,014	99,4	____..____
Пищевая добавка Е585 лактат железа L-форма	-	Растворима	Не более 0,6	Не менее 96,0	Не более 0,1	Мелкокристаллический порошок светло-зеленого цвета

Способ получения пищевой добавки - лактата железа, включающий взаимодействие водных растворов лактата натрия и сульфата железа, отличающийся тем, что используют раствор лактата натрия концентрации 58,2-61,4 мас.%, а раствор сульфата железа 7-водного - концентрации 40-50 мас.% соответственно, взаимодействие указанных компонентов ведут при перемешивании в течение 1,5-2,5 ч при температуре 35-45°С и в присутствии углекислого газа или водорода с образованием кристаллов лактата железа, причем массовое соотношение между водными растворами лактата натрия и сульфата железа составляет 1:(1,42-1,88), далее полученные кристаллы отделяют от маточного раствора, промывают водой с температурой 20-30°С до отсутствия сульфатов и сушат под вакуумом с разрежением не менее 94 кПа при температуре не выше 70°С.