MX2008015727A - Sustancia para la fortificacion de calcio en bebidas claras. - Google Patents

Abstract

Se proporcionan composiciones que comprenden calcio y fosfato que son suficientemente solubles en agua para disolverse esencialmente sin ninguna nubosidad en el agua. Las composiciones pueden utilizarse para proporcionar bebidas claras que están fortificadas con calcio y fosfato. Los métodos de hacer las composiciones de calcio y fosfato también se proporcionan.

Description

SUSTANCIA PARA LA FORTIFICACION DE CALCIO EN BEBIDAS CLARAS Campo de la Invención En un aspecto, la presente invención se refiere a una composición que comprende calcio y fosfato que es suficientemente soluble en agua que se disuelve sin ninguna nubosidad en el agua. En otro aspecto, la invención se refiere a métodos para hacer la composición descrita arriba. La composición puede utilizarse para proporcionar bebidas claras que están fortificadas en calcio y fosfato. Antecedentes de la Invención El calcio es un elemento esencial en la dieta humana. El calcio desempeña un papel estructural como uno de los componentes de huesos y dientes. Es también un elemento esencial en varios sistemas fisiológicos, tales como coagulación de la sangre, control de la permeabilidad de la membrana celular, y en la contracción muscular, entre otras. Debido a que el calcio se está excretando constantemente, y no puede el cuerpo sintetizar el calcio, un humano debe consumir suficiente calcio en la dieta para proporcionar el requisito diario de calcio en el cuerpo. La capacidad de los humanos para absorber y utilizar el calcio en la dieta varía considerablemente y es una función fuerte de los otros componentes de la dieta. Por ejemplo, si un individuo ingiere una alta comida proteica, normalmente aproximadamente 15% del calcio presente en el alimento es absorbido por el cuerpo. Por otra parte, cuando la dieta es muy baja en proteína, solo aproximadamente 5% del calcio de la dieta se absorbe. Otros factores en la dieta pueden tener efectos similares. El metabolismo del fosfato se liga cercanamente con el metabolismo del calcio, y la concentración de uno afecta la absorción del otro. Si el calcio o fosfato están presentes en el cuerpo en exceso, ya que el cuerpo excreta el exceso del elemento, la excreción de la otra también se aumenta. El fósforo se encuentra en cada célula en el cuerpo, pero la mayoría del fósforo se encuentra asociado con calcio en los huesos y dientes. Aproximadamente 10% del fósforo en el cuerpo, en forma de fosfato, está presente en combinación con las proteínas, carbohidratos lípidos y con los ácidos nucleicos en el ADN. Otro 10% del fósforo en el cuerpo se distribuye ampliamente en una gran variedad de compuestos a través del cuerpo. Los huesos sanos requieren calcio y fosfato. La porción mineral del hueso se compone de un fosfato de calcio conocido como hidroxiapatita. El hueso sano se está reformando constantemente a través de un proceso de disolución y recristalización de hidroxiapatita. Para operar correctamente, este proceso requiere una fuente constante de calcio y fosfato. Está claro que la capacidad de los fabricantes de alimento para hacer productos de costo estable, atractivo, bajo fortificado con calcio y fósforo, particularmente fosfato, podría contribuir a proporcionar el calcio y fósforo requeridos para la nutrición humana. De hecho, los fabricantes de alimento desean fortificar sus productos con los fosfatos de calcio. Sin embargo, debido a la naturaleza de los fosfatos de calcio existentes, la adición de calcio o fósforo puede afectar el gusto, aspecto y otras propiedades organolépticas del producto alimenticio. La fortificación del fosfato de calcio de bebidas, en particular en bebidas claras, no ha sido común debido a la nubosidad (turbiedad) y a otros efectos causados por la adición pobre del fosfato de calcio soluble, o insoluble en las bebidas. El uso de los fosfatos de calcio existentes en bebidas se ha restringido a las bebidas turbias, tales como jugo de naranja o jugo de tomate, donde la nubosidad o la turbiedad causada por la adición del fosfato de calcio no repercuten significativamente en el aspecto de la bebida. Incluso con las bebidas turbias, la adición de un fosfato de calcio tal como un hidroxiapatita puede repercutir en las propiedades de la bebida. Por ejemplo, los hidroxiapatitas pueden absorber cuerpos de color, conduciendo, en la caso del jugo de tomate, a las inhomogeneidades y cambios en color. De hecho, en algunos casos donde se desea la nubosidad, se utilizan fosfatos de calcio como agentes de nubosidad además de su función como ayuda de flujo. Éste es el caso en ciertas mezclas de polvo seco donde la bebida que ocurre naturalmente es turbia (es decir las bebidas con sabor que contienen poco o ninguna concentración de zumo de fruta). Para las bebidas claras, los fosfatos de calcio existentes no pueden utilizarse mientras que hacen que la bebida sea turbia. El fosfato monocálcico monohidrato o Ca(H2P04)2-H20 ("MCP-1") es pobremente soluble en agua. Según lo indicado, por ejemplo, en la Patente Norteamericana No. 4,871,554, la tabla VI, MCP-1 rinde soluciones nubladas en agua. Esto es debido a que MCP-1 es inestable termodinámicamente con respecto al fosfato dicálcico y se descompone en un grado controlado por la acidez en el fosfato dicálcico. El fosfato dicálcico es insoluble y aumenta la nubosidad observada. El fosfato dicálcico o CaHP04 es esencialmente insoluble en agua. El Ksp es 1.83 x 10"7 a 25°C (ref: J.C. Elliott; "The Structure and Chemistry of the Apatites and Other Calcium Orthophosphates"; p. 6 (1994) Elsevier). El material comercialmente conocido como fosfato tricálcico, Ca 0(P04)6(OH)2, conocido más correctamente como hidroxiapatita, es insoluble en agua. El Ksp es 6.62 x 10"126. (ref: J.C. Elliott; "The Structure and Chemistry of the Apatites and Other Calcium Orthophosphates"; p. 6 (1994) Elsevier). Cuando se refiere en la presente al fosfato tricálcico, se entiende que es un material que exhibe el rayox X del patrón de polvo del hidroxiapatita. La referencia puede también hacerse al documento W098/32344, tabla 2, que muestra la solubilidad de los fosfatos de calcio en función del pH. Esta tabla muestra que los tres fosfatos de calcio conocidos son todos insolubles en los niveles de pH abajo de 3.5. Para superar el problema de la apariencia del calcio fortificado en las bebidas, algunos fabricantes usan sales de calcio de ácidos orgánicos solos o en conjunto con otras sales de calcio. Sin embargo, éstos son costosos y pueden contribuir indeseablemente al perfil del sabor de la bebida. Las composiciones anteriores usadas para proporcionar la fortificación de calcio en las bebidas tienen varios inconvenientes o desventajas. Por ejemplo, la Patente Norteamericana No. 4,851,243 describe el uso del fosfato de calcio para la fortificación de calcio de productos basados en leche. En esta aplicación, el requisito para la claridad de la bebida no es importante. Sin embargo, para suspender el fosfato de calcio insoluble en la bebida de leche, se requiere la adición de hidrocoloides, tales como musgo aperlado y guar. La Patente Norteamericana No.4,871,554 describe el uso de un fosfato tricálcico - mezcla de lactato de calcio en las proporciones 75%/25% (en peso con relación al calcio total de las sales). La patente describe la mezcla que se dispersa en agua para disolver parcialmente las sales de calcio, y después agregar un jugo que contenga cítricos para afectar la disolución de las sales de calcio restantes. El objetivo de esta patente es la fortificación de calcio de naranja y otros jugos cítricos que no son claros. Además, el suplemento de calcio reivindicado se muestra para aumentar el pH del jugo de control de 3.80 a 4.28. Mientras que la patente reivindica que este cambio en el pH no tiene un impacto en el perfil del sabor de la bebida, en otros jugos un cambio de esta magnitud puede ser sensible. Una mezcla de hidróxido de calcio y de ácidos orgánicos para la preparación de una mezcla de bebida pulverizada seca se describe en la Patente Norteamericana No. 6,833,146. Esta patente norteamericana indica que la mezcla se dispersa y disuelve a un grado mayor hasta la adición de agua. La patente además establece que el hidróxido de calcio deberá elegirse correctamente de modo que reaccione rápidamente con los ácidos orgánicos para rendir una bebida que no contenga demasiada sedimentación de las sales de calcio formadas. Las bebidas descritas en esta referencia no están claras y no se basan en el uso de zumos de fruta puros. La Patente Norteamericana No. 3,968,263 describe la adición de fosfato tricálcico para secar bebidas que proporcionan un fosfato de calcio dentro de la bebida para suprimir la desmineralización y/o para ayudar en la re-mineralización de dientes en bebidas bajas de pH. La patente norteamericana indica que la adición de TCP y de un acidulante conveniente puede conducir a una suspensión nublada en la bebida. Esto es indeseable en zumos de fruta nominalmente claros. La adición de TCP a una bebida ácida con un valor de pH de 2.8 a 3.3 según lo descrito en la patente es conocida a los expertos en la técnica para conducir a un aspecto nublado, que es indeseable. El número de publicación WO 98/32344 describe el uso de glicerofosfato de calcio como fuente de calcio. El glicerofosfato de calcio es altamente soluble en agua. Tiene una concentración relativamente alta de calcio aproximadamente de 19% m/m en una base seca. Sin embargo, el glicerofosfato de calcio eleva el pH de un líquido o bebida acuosa, y un ácido deberá agregarse para reducir el pH de regreso a niveles aceptables. Así, la alcalinidad del glicerofosfato de calcio requiere la adición de un segundo ingrediente que agrega el costo de la bebida fortificada de calcio.

La Patente Norteamericana No. 6,242,020 describe la formulación de un complejo de calcio para la fortificación de bebidas, apuntado especialmente a la leche. La formulación descrita se basa en una fuente de calcio en combinación con un emulsionante negativamente cargado. La formulación puede también incluir un ácido orgánico e inorgánico. La patente norteamericana indica que el complejo de calcio puede utilizarse en la fortificación de leche sin la coagulación de las proteínas y sin cambiar la textura de la bebida. El complejo de calcio está preparado en la misma bebida o por separado. El agente emulsionante se agrega para ayudar en la suspensión del complejo de calcio. Debido a que la leche es una bebida opaca, el complejo no causaría nubosidad de la leche, sino que está claro que en el nivel de pH de la leche, los fosfatos de calcio no serían solubles. La Solicitud Internacional No. PCT/US2004/022655 (No. de Publicación WO2005/06882) describe las composiciones de fosfato tricálcios disueltas en las soluciones ácidas, que se utilizan después para suplementar a las bebidas con calcio. Según lo descrito en esta aplicación, el valor del calcio en el fosfato tricálcico es suministrado en forma soluble por la disolución en soluciones de ácidos como el ácido cítrico, málico, fumárico y fosfórico. Una vez que el TCP se disuelve en la solución ácida, la solución puede entonces agregarse a una bebida para la fortificación del calcio. Estas dos etapas del proceso implican el uso de ácidos orgánicos que pueden agregar un sabor distintivo a una bebida. Además, la adición de una solución en una base de masa que se compone principalmente de agua puede tener un efecto diluyente en la bebida y así la intensidad del sabor. La Publicación de la Patente Norteamericana No. 2006/0246200 describe una composición de fosfato de glicina y citrato de glicina con carbonato de calcio para producir una solución efervescente que contiene iones de calcio y fosfato en la solución. La solicitud explica que después de que el fosfato de calcio formado es solubilizado, y se agregan sabores, dulcificantes etc, se produce una bebida clara. La composición soluble requiere iones de citrato en la solución para mantener la solubilidad de los iones de calcio. El uso del fosfato de glicina y citrato de glicina agrega costo sustancial a la bebida y en algunos casos las sales orgánicas agregadas pueden cambiar el perfil del sabor de la bebida. La Patente Norteamericana No. 2,332,735 describe la adición de ácidos orgánicos tales como ácidos tartáricos, cítricos, málicos en el fosfato monocálcico para uso en aplicaciones de bebida. La adición de los ácidos orgánicos permite al MCP-1 ser completamente soluble en la bebida. Esta patente destaca la necesidad de agregar un ácido quelante para solubilizar completamente el fosfato de calcio y para prevenir la formación de un fosfato dicálcico. Los ácidos orgánicos son costosos y pueden cambiar el perfil del sabor de una bebida. La Patente Norteamericana 1,851,210 describe la extracción del fertilizante de súper fosfato triple con agua para formar una solución rica en ácido fosfórico y calcio disuelto, tomando la porción insoluble y extrayéndola aún nuevamente con agua y tratando la segunda extracción con cal para producir DCP y después tratar el DCP con el primer extracto por el que el ácido fosfórico libre del primer extracto es convertido a MCP-1. Este documento enseña que DCP tratado con ácido fosfórico puede producir MCP-1 para uso como un fertilizante de alto ensayo. La Patente Norteamericana No. 2,514,973 describe la adición de ácido fosfórico a fosfato monocálcico para aumentar su solubilidad en agua. La adición de ácido fosfórico a MCP resulta en un producto granular que contiene exceso de ácido fosfórico.

La patente habla del producto que contiene 15 - 18% de ácido fosfórico libre. Este exceso de ácido fosfórico reduce el pH de una solución del producto a niveles muy bajos. En una reproducción experimental del producto, el pH de una solución de 1% del producto proporciona un valor de pH de 2.7. En una aplicación de la bebida, el uso de este producto requeriría la adición de un ingrediente alcalino para traer el pH hasta los niveles aceptables para una bebida. Esto agrega inaceptablemente el costo de la bebida. En un producto similar, descrito en la Patente Norteamericana No. 4,454, 103, un producto MCP-1 con exceso de ácido fosfórico es preparado parcialmente neutralizando el ácido fosfórico con óxido de calcio hasta que 95-99% de ácido fosfórico se neutraliza. El producto de esta reacción de neutralización después se hidrata con agua y después el exceso de agua es retirada por calentamiento. El proceso descrito en esta patente requiere muchas etapas para rendir el fosfato monocálcico final con exceso de ácido fosfórico. Además, el uso de óxido de calcio puede fácilmente conducir al material insoluble en el producto final ya que el material insoluble en ácido (generalmente silicona) que está libre de cal no está disponible a precios aceptables. Así, el uso del óxido de calcio conduce generalmente al material con niveles inaceptable altos de material insoluble cuando es utilizado para fortificar bebidas con calcio. Además, la adición de tal exceso de ácido fosfórico agrega inaceptablemente el costo. El producto se reivindica para ser útil en bebidas secas efervescentes como fuente de acidez. No se ofrece ningún ejemplo y la patente es silenciosa en su uso en bebidas claras. La Publicación de Patente Norteamericana No. 2007/0003671 y 2007/0003672 describe el uso de mezclas de fosfato monocálcico, fosfato tricálcico y loctato de calcio o fosfato dicálcico y lactato de calcio. Es evidente a un experto en la técnica que estos fosfatos de calcio serían insolubles en bebidas. Esto no es perjudicial a estas aplicaciones ya que se dirigen hacia la fortificación de calcio de jugo de naranja, una bebida que es, por su naturaleza, turbia. El pH de la mayoría de las bebidas cae en el intervalo de aproximadamente 2 a 7. Los zumos de fruta tienen un intervalo de valores del pH en el intervalo de aproximadamente 3 a 4. La fortificación de una bebida no deberá afectar el pH o sabor. De hecho, el perfil del sabor de una bebida es fuertemente dependiente en el pH y acidez de la bebida. Así, un agente de fortificación útil no alterará el pH, si no los ácidos deberán agregarse para traer a los valores del pH de regreso a sus intervalos óptimos. La complejidad y costo agregados así como el efecto de estos otros ingredientes agregados son indeseables.

Existe una necesidad de una composición sólida para la suplementación de calcio y fosfato en bebidas, particularmente en bebidas claras, que sean económicas, conduzcan a una bebida clara, estable, que no afecte el perfil del sabor de la bebida y que sea fácil de manejar y utilizar. Breve Descripción de la Invención En un aspecto, la presente invención se refiere a una composición que comprende calcio y fósforo que es fácilmente soluble en agua sin ninguna nubosidad observable. La difracción de rayos X de la composición indica que el fosfato monocálcico monohidrato y/o fosfato monocálcico anhidro son los únicos compuestos cristalinos presentes en la composición. Otros compuestos no cristalinos pueden también estar presentes en la composición. La composición puede hacerse combinando fosfato dicálcico o fosfato tricálcico con ácido fosfórico y mezclando los materiales combinados por un tiempo suficiente para dejar que reaccionen. El fosfato de calcio puede ser en una forma anhidra o hidratada. Alternativamente, la composición puede hacerse primero combinando dos o más de fosfato monocálcico, fosfato dicálcico y fosfato tricálcico para formar una mezcla, y después combinar la mezcla de los fosfatos de calcio con ácido fosfórico y mezclar los materiales combinados por un suficiente tiempo para dejar que reaccionen. El material resultante es un sólido de fluido libre que es fácilmente soluble en agua sin nubosidad observable. La presente invención también se refiere a métodos para fortificar las bebidas con calcio y/o fósforo disolviendo la composición en la bebida.

Descripción de las Modalidades Preferidas La presente invención se refiere a una composición que comprende calcio y fósforo que es fácilmente soluble en agua sin ninguna nubosidad observable. La composición es un sólido de fluido libre que puede utilizarse como material de suplemento de calcio o fósforo. Cuando es utilizado como material de suplemento de calcio en bebidas, la composición no altera significativamente el sabor, pH o color de la bebida. La composición puede producirse combinando cualquiera de los fosfatos dicálcicos o fosfatos tricálcicos con ácido fosfórico y mezclando los materiales por un suficiente período de tiempo para dejar que los materiales reaccionen. Los fosfatos de calcio pueden ser en una forma hidratada o anhidra. Alternativamente, las combinaciones de fosfato monocálcico, dicálcico y/o tricálcico pueden combinarse con el ácido fosfórico y mezclarse por un suficiente tiempo para dejar que los materiales reaccionen. En una modalidad de la invención, el fosfato dicálcico se combina con ácido fosfórico para producir la composición. En una modalidad preferida, se proporciona el fosfato dicálcico anhidro y el ácido fosfórico se agrega al fosfato dicálcico durante un período de tiempo mientras que se mezcla. Preferiblemente, ácido fosfórico al 85% se agrega al fosfato dicálcico. Los materiales pueden mezclarse usando el equipo de mezclado convencional. La proporción de fosfato dicálcico en ácido fosfórico combinado en la mezcla final es preferiblemente entre aproximadamente 47.5:52.5 a 56.0:44.0. El ácido fosfórico al 85% puede agregarse al fosfato dicálcico en un índice aproximadamente constante en un período de tiempo suficiente para dejar que el mezclado se complete, preferiblemente entre aproximadamente 30 minutos y 2 horas. Después de que todo el ácido fosfórico se agrega, el mezclado puede continuarse por un período de tiempo, preferiblemente entre aproximadamente 30 minutos y 2 horas. Los materiales pueden combinarse a temperaturas ambiente, aunque el proceso producirá calor y puede causar que la temperatura de los materiales combinados se eleve. En otra modalidad de la invención, el fosfato dicálcico hidratado se combina con ácido fosfórico para producir la composición. En una modalidad preferida, se proporciona el fosfato dicálcico duohidrato (CaHP04-2H20) y el ácido fosfórico se agrega al fosfato dicálcico duohidrato durante un período de tiempo mientras que se mezcla. Preferiblemente, el ácido fosfórico al 85% se agrega al fosfato dicálcico duohidrato. Los materiales pueden mezclarse usando equipo de mezclado convencional. La proporción del fosfato dicálcico duohidrato en el ácido fosfórico combinado en la mezcla final es preferiblemente entre aproximadamente 47.5:52.5 a 56.0:44.0. El ácido fosfórico al 85% puede agregarse al fosfato dicálcico duohidrato en un índice aproximadamente constante en un período de tiempo suficiente para dejar mezclarse por completo, preferiblemente entre aproximadamente 30 minutos y 2 horas. Después de que todo el ácido fosfórico se agrega, el mezclado puede continuarse por un período de tiempo, preferiblemente entre aproximadamente 30 minutos y 2 horas. Los materiales pueden combinarse a temperaturas ambiente, aunque el proceso producirá calor y puede causar que la temperatura de los materiales combinados se eleve. En otra modalidad de la invención, el fosfato tricálcico se combina con el ácido fosfórico para producir la composición. En esta modalidad, se proporciona el fosfato tricálcico y el ácido fosfórico se agrega al fosfato tricálcico durante un período de tiempo mientras que se mezcla. En una modalidad preferida, el ácido fosfórico al 85% se agrega al fosfato tricálcico. Los materiales pueden mezclarse usando el equipo de mezclado convencional. La proporción de fosfato tricálcico al ácido fosfórico combinado en la mezcla final es preferiblemente entre aproximadamente 38:62 a 42:58. El ácido fosfórico al 85% puede agregarse al fosfato tricálcico en un índice aproximadamente constante en un período de tiempo suficiente para dejar mezclarse por completo, preferiblemente entre aproximadamente 30 minutos y 2 horas. Después de que todo el ácido fosfórico se agrega, el mezclado puede continuarse por un período de tiempo, preferiblemente entre aproximadamente 30 minutos y 2 horas. Los materiales pueden combinarse a temperaturas ambiente, aunque el proceso producirá calor y causará que la temperatura de los materiales combinados se eleve. Si es deseado, una porción del fosfato dicálcico o de fosfato tricálcico puede ser predisuelto en el ácido fosfórico. Esto neutralizará algo de la acidez del ácido y puede resultar en la necesidad de agregar una cantidad adicional, aunque la cantidad de ácido agregado en una base de 100% de ácido fosfórico será el mismo. Donde el ácido fosfórico agregado al fosfato dicálcico o fosfato tricálcico es menor del 85% de la concentración, puede ser necesario agregar una etapa de secado al proceso para obtener un buen fluido del material sólido. En este caso, el producto final preferiblemente se seca de modo que la pérdida de peso a 100°C es menor de 1%. En aún otra modalidad de la invención, una mezcla de fosfato dicálcico y fosfato tricálcico se combina con ácido fosfórico para producir la composición. En una modalidad preferida, una mezcla de fosfato dicálcico anhidro y fosfato tricálcico se proporciona y el ácido fosfórico se agrega a la mezcla de fosfato dicálcico/fosfato tricálcico durante un período de tiempo mientras que se mezcla. El fosfato dicálcico y fosfato tricálcico pueden proporcionarse en cualquier proporción de los dos fosfatos en la mezcla. En una modalidad preferida, el ácido fosfórico al 85% se agrega a la mezcla de fosfato dicálcico /fosfato tricálcico. El ácido fosfórico y la mezcla de fosfato dicálcico /fosfato tricálcico pueden mezclarse usando el equipo de mezclado convencional. La proporción de fosfato dicálcico/ fosfato tricálcico en el ácido fosfórico combinado en la mezcla final es preferiblemente entre aproximadamente 38:62 a 42:58. El ácido fosfórico al 85% puede agregarse a la mezcla de fosfato dicálcico/fosfato tricálcico en un índice aproximadamente constante por un período de tiempo suficiente para dejar mezclarse por completo, preferiblemente entre aproximadamente 30 minutos y 2 horas. Después de que todo el ácido fosfórico puede agregarse, el mezclado se continúa por un período de tiempo, preferiblemente entre aproximadamente 30 minutos y 2 horas. Los materiales pueden combinare a temperaturas ambiente, aunque el proceso producirá calor y causará que la temperatura de los materiales combinados se eleve. En aún otra modalidad de la invención, un fosfato monocálcico se combina con ácido fosfórico para producir la composición. Se proporciona el fosfato monocálcico y el ácido fosfórico se agrega al fosfato monocálcico durante un período de tiempo mientras que se mezcla. En una modalidad preferida, el ácido fosfórico al 85% se agrega al fosfato monocálcico. El ácido fosfórico y el fosfato monocálcico pueden mezclarse usando el equipo de mezclado convencional. La proporción del fosfato monocálcico al ácido fosfórico combinado en la mezcla final es preferiblemente entre aproximadamente 43:57 a 47:53. El 85% del ácido fosfórico puede agregarse al fosfato monocálcico en un índice aproximadamente constante en un período de tiempo suficiente para dejar mezclarse por completo, preferiblemente entre aproximadamente 30 minutos y 2 horas. Después de que todo el ácido fosfórico se agrega, el mezclado puede continuarse por un período de tiempo, preferiblemente entre aproximadamente 30 minutos y 2 horas. Los materiales pueden combinarse a temperaturas ambiente, aunque el proceso producirá calor y causará que la temperatura de los materiales combinados se eleve. Deberá observarse que la invención no está limitada a un proceso por el que el ácido fosfórico es agregado a un fosfato de calcio. En todas las modalidades de la invención descritas en la presente, el proceso puede realizarse primero proporcionando ácido fosfórico y después agregando fosfato monocáicico, fosfato dicálcico, fosfato tricálcico o una mezcla de algunos o todos los productos de fosfato anteriores en el ácido fosfórico y mezclarse.

Aunque el producto puede hacerse por el proceso descrito arriba es un sólido de fluido libre, la fluidez del material puede mejorarse si es deseado mezclando la composición final con el fosfato tricálcico como etapa final en el proceso. Por ejemplo, el fosfato dicálcico y ácido fosfórico pueden combinarse según lo descrito arriba para producir la composición de la invención. Después de que se haya producido la composición, el fosfato tricálcico puede mezclarse con la composición como un flujo de ayuda. El fosfato tricálcico puede agregarse en cualquier cantidad requerida para dar, el producto final con las características de flujo deseadas. En una modalidad preferida, la composición producida por el proceso se mezcla con el fosfato tricálcico en la proporción de 95/5 peso en peso. Los inventores descubrieron inesperadamente que la adición de ácido fosfórico en un fosfato insoluble de calcio rinde un material que es fácilmente soluble en agua y bebidas de fruta claras sin nubosidad residual. En el análisis del material por difracción de rayos X, se encontró que está compuesto, por lo menos en parte, de fosfato monocálcico cristalino. Aunque no desea estar limitado a cualquier teoría o mecanismo particular, el material puede contener por lo menos un componente amorfo debido a que el fosfato monocálcico no tiene alta solubilidad del material producido de la manera descrita arriba. El material amorfo puede ser un tipo de material de fosfato hemicálcico. El material amorfo puede también ser una solución de fosfato de calcio disuelto en ácido fosfórico. El fosfato hemicálcico no es un compuesto conocido, pero su sodio congénere es conocido. El fosfato de Hemi-sodio es un material cristalino. El fosfato monosódico forma un hidrato, MSP-1 (NaH2P04-H20). Conceptualmente, uno puede sustituir el hidrato por una molécula de ácido fosfórico para formar NaH2P04-HsP04. Por analogía, el fosfato monocálcico monohidrato podría ser la base de un fosfato hemicálcico: el fosfato monocálcico monohidrato es Ca(H2P04)2-H20 y el fosfato hemi-cálcico sería Ca(H2P04)2-HsP0 . Además de la estructura cristalina identificada por la difracción de rayos X, el material producido por el método descrito arriba exhibe las siguientes características: (1) es un sólido de fluido libre; (2) el material se disuelve fácilmente en agua para rendir esencialmente soluciones claras; (3) cuando se utiliza en bebidas o jugos, el material no altera sustancialmente el sabor, pH o color de la bebida; (4) cuando se utiliza en bebidas o jugos el producto es estable en cierto tiempo en almacenamiento a temperaturas refrigeradas o ambiente; (5) se espera que cuando sea utilizado en bebidas o jugos el material permanezca soluble y no llegue a ser turbio después del procesamiento a alta temperatura (UHT). Según lo discutido arriba, el material producido por los métodos de la presente invención puede disolverse en agua o bebidas para proporcionar una solución esencialmente clara. El aspecto de una bebida, ya sea claro o nublado o en alguna parte intermedia, es una medida subjetiva de claridad. El aspecto es dependiente en el volumen a través del cual la luz pasa antes de entrar en el ojo, el fondo contra el cual se ve la muestra, y la concentración del material en agua. Así como, mientras que el ojo humano puede indicar si o no una muestra que sigue a otra es más nublada o más turbia que su vecino, comparar las muestras está lleno de dificultad. Un método cuantitativo de medición de turbiedad confía en el hecho de que el aspecto de la turbiedad es debido a la cantidad de luz que se dispersa por las partículas suspendidas. Las mediciones hechas con un metro de turbiedad mide la cantidad de luz dispersada, midiendo la cantidad de luz en un detector que se coloca en un ángulo de (90 grados) en el haz incidente que pasa a través de la muestra. El aparato puede calibrarse con estándares comprados para dejar que las mediciones sean exactas y precisas. Los estándares de calibración permiten que uno describa la turbiedad en Unidades de Turbiedad Nefelométrica (NTU por sus siglas en inglés). El material producido en este caso puede disolverse preferiblemente en agua para producir una solución de 1% con una turbiedad de menos de 5 NTU. El pH del 1% de la solución está preferiblemente entre 2.8 y 3.2. Los ejemplos de modalidades preferidas se proporcionan abajo. Estas modalidades ejemplares no se desean para limitar los métodos de la presente invención o composiciones resultantes en ninguna manera. Ejemplo 1 En un mezclador Hobart, se proporcionan 20? g de fosfato dicálcico anhidros a una temperatura de inicio de 20°C. Durante el mezclado, 200 g de ácido fosfórico al 85% a 20°C fueron agregados durante una hora. Después de que todo el ácido fosfórico fue agregado, los materiales fueron mezclados por 30 minutos más. El producto permaneció siendo un sólido de fluido libre. Cierto calor fue liberado durante la reacción que elevo la temperatura del producto final a aproximadamente 40°C. La difracción de la radiografía en el polvo mostró el material que contiene MCP-I (fosfato monocálcico) como el único compuesto cristalino. Cuando este material fue agregado al agua se disolvió completamente sin ninguna nubosidad y una turbiedad de menos de 5 NTU. Ejemplo 2 En un mezclador Hobart, 160 g de fosfato tricálcico (TCP) se proporcionó a una temperatura de inicio de 20°C. Durante el mezclado, 240 g de ácido fosfórico al 85% a 20°C fueron agregados durante una hora. Después de que todo el ácido fosfórico fue agregado, los materiales fueron mezclados durante 30 minutos más. El producto permaneció siendo un sólido de fluido libre. Cierto calor fue liberado durante la reacción que elevó la temperatura aproximadamente a 50°C. La difracción de la radiografía en el polvo mostró el material para contener MCP-1 como el único compuesto cristalino. Cuando este material fue agregado al agua para disolverse totalmente sin ninguna nubosidad y una turbiedad de menos de 5 NTU. Ejemplo 1 sin trabajar En un mezclador de mayor resistencia Littleford-Day fue agregado 8,444 kilogramos de MCP-I (Reactivo 12XX según lo producido por Innophos) el cual se mostró para ser puro por la radiografía de difracción. 1,339 kg de fosfórico a 85% a temperatura ambiente fueron pulverizados en el lecho móvil del sólido a temperatura ambiente durante un período de aproximadamente 30 minutos. El producto resultante fue seco y de flujo libre. 1% de Una solución de este producto tuvo un valor de pH de 3.08 y un valor de turbiedad de 50. La solución fue nublada. Ejemplo 2 sin trabajar En un mezclador de mayor resistencia Littleford-Day fue agregado 8,444 kilogramos de MCP-I (Reactivo 12XX según lo producido por Innophos) el cual se mostró para ser puro por la radiografía de difracción. 1,621 kg de ácido fosfórico a 85% a temperatura ambiente fueron pulverizados en el lecho móvil del sólido a temperatura ambiente durante un período de aproximadamente 30 minutos. El producto resultante fue seco y de flujo libre. 1% de una solución de este producto tuvo un valor de pH de 2.9 y un valor de turbiedad 11. La solución fue nublada.

Los ejemplos y ejemplos sin trabajar se recogieron juntos en la siguiente tabla para ilustrar sus diferencias. Uno puede ver que un exceso 48% mol de ácido fosfórico se requiere para generar suficiente acidez para disolver MCP-1 según lo descrito en la Patente Norteamericana No. 2,519,473 y para generar una solución clara. Un material con un pH de 2.7 no está dentra de las especificaciones del grado alimenticio, y además, la concentración de calcio no sería práctica. A pesar de la alcalinidad del TCP, la operación de acuerdo con la presente invención permite que uno produzca un material con el cargamento de calcio y pH aceptable y que también se disuelve totalmente en agua sin ningún rastro de nubosidad.

Fuente de DCP-0 TCP MCP-1 MCP-1 MCP-1 CaO Calcio Referencia Ejemplo Ejemplo Ejemplo Ejemplo US US 1 2 sin sin 2519473 4454102 trabajar Trabajar Masa (g) 200 160 8444 8444 45400 1050 Masa de 85% (o equivalente 200 240 1339 1621 16344 4847 (g) Exceso de ácidos molares/ 18 31 34 42 48 24 Molares de MCP (%) PH 3 3 3.08 2.9 2.7 1 .5 NTU <5 <5 50 11 <5 >200 La composición producida por los procesos de la presente invención puede utilizarse para fortificar con calcio las bebidas, en particular bebidas y jugos claros. Debido a que el material es fácilmente soluble, las bebidas pueden fortificarse con calcio en cualquier nivel deseado agregando el suficiente material para proporcionar el calcio necesario para alcanzar el nivel deseado. El material puede utilizarse similarmente para proporcionar el fósforo en la dieta agregando el suficiente material para alcanzar una concentración de fósforo deseada en la bebida. Mientras que se han demostrado y se han descrito las modalidades preferidas, las varias modificaciones y sustituciones pueden hacerse sin salirse del espíritu y alcance de la invención. Por consiguiente, deberá entenderse que la presente invención ha sido descrita a modo de ejemplo y no por limitación.

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Proceso para producir una composición que pueda utilizarse para fortificar las bebidas o jugos con calcio, que comprende la etapa de: combinar un fosfato de calcio seleccionado del grupo que consiste de fosfato dicálcico anhidro, fosfato de calcio duohidrato, fosfato tricálcico, y combinaciones de los mismos con ácido fosfórico durante el mezclado, en donde la proporción de fosfato de calcio en ácido fosfórico en la mezcla final es tal que 1% en peso de la solución del producto resultante tiene una turbiedad de menos de 5 NTU y un pH de entre aproximadamente 2.8 a 3.2.

2. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende la etapa de secado del producto final hasta que el producto tiene una pérdida de peso a 100°C de menos de 1%.

3. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, en donde el ácido fosfórico es ácido fosfórico al 85%.

4. Proceso de conformidad con la reivindicación 3, en donde el fosfato del calcio y el ácido fosfórico se mezclan por un período de entre aproximadamente 30 minutos y 2 horas.

5. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende la etapa de agregar una cantidad de fosfato trisódico a la mezcla final de un fosfato de calcio y de un ácido fosfórico.

6. Proceso de conformidad con la reivindicación 5, en donde la proporción de la mezcla final de un fosfato de calcio y de un ácido fosfórico en el fosfato trisódico es aproximadamente de 95:5.

7. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, en donde el ácido fosfórico contiene una cantidad de un fosfato de calcio seleccionado del grupo que consiste de fosfato dicálcico anhidro, fosfato de calcio duohidrato, fosfato tricálcico, y las combinaciones de los mismos disueltos en el ácido fosfórico antes de combinar el ácido fosfórico con el fosfato de calcio.

8. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, en donde el fosfato de calcio es fosfato dicálcico anhidro y la proporción de fosfato dicálcico anhidro en el ácido fosfórico en la mezcla final está entre aproximadamente de 47.5:52.5 a 56.0:44.0.

9. Proceso de conformidad con la reivindicación 8, en donde el ácido fosfórico es ácido fosfórico al 85%.

10. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, en donde el fosfato de calcio es fosfato dicálcico duodirato anhidro duohidrato y la proporción del fosfato dicálcico duohidrato en el ácido fosfórico en la mezcla final está entre aproximadamente 47.5:52.5 a 56.0:44.0.

11. Proceso de conformidad con la reivindicación 10, en donde el ácido fosfórico es ácido fosfórico al 85%.

12. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, en donde el fosfato de calcio es fosfato tricálcico y la proporción de fosfato tricálcico en el ácido fosfórico en la mezcla final está entre aproximadamente 38:62 a 42:58.

13. Proceso de conformidad con la reivindicación 12, en dónde el ácido fosfórico es ácido fosfórico al 85%.

14. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, en donde el fosfato de calcio es una mezcla de fosfato dicálcico anhidro y fosfato tricálcico y la proporción de lamezcla del fosfato dicálcico anhidro y fosfato tricálcica en el ácido fosfórico en la mezcla final está entre aproximadamente 38:62 a 42:58.

15. Proceso de conformidad con la reivindicación 14, en donde el ácido fosfórico es ácido fosfórico al 85%.

16. Producto producido por el proceso de las reivindicaciones 1 a 15.