Глюконат кальция: состав и свойства¶

Глюконат кальция — кальциевая соль глюконовой кислоты, органическое соединение с химической формулой C₁₂H₂₂CaO₁₄. Представляет собой белый кристаллический порошок без запаха, плохо растворимый в холодной воде и нерастворимый в органических растворителях. Вещество применяется в медицине как источник кальция, в пищевой промышленности как регулятор кислотности и отвердитель (пищевая добавка E578), а также в фармацевтике для производства таблетированных и инъекционных форм.

¶Химический состав и строение

Молекулярная формула глюконата кальция — C₁₂H₂₂CaO₁₄, молярная масса составляет 430,37 г/моль. Соединение образовано двумя остатками глюконовой кислоты, связанными с одним ионом кальция. Глюконовая кислота (C₆H₁₂O₇) — это полигидроксикислота, получаемая окислением глюкозы; в её молекуле пять гидроксильных групп и одна карбоксильная.

Структурно глюконат кальция относится к классу кальциевых солей альдоновых кислот. В кристаллическом состоянии вещество существует в виде гидратов; наиболее распространённая форма — моногидрат, содержащий одну молекулу воды на формульную единицу. При нагревании выше 120 °C гидратная вода удаляется, а при более высоких температурах начинается разложение с образованием карбоната кальция и органических продуктов пиролиза.

Элементный состав безводной соли:

Содержание элементарного кальция в чистом глюконате составляет около 9,3 % по массе — существенно меньше, чем в карбонате (40 %) или цитрате (21 %) кальция. Это объясняет необходимость применения более высоких доз препарата для достижения сопоставимого поступления иона.

¶Способы получения

Основной промышленный метод — нейтрализация глюконовой кислоты гидроксидом или карбонатом кальция:

2 C₆H₁₂O₇ + CaCO₃ → Ca(C₆H₁₁O₇)₂ + CO₂ + H₂O

Глюконовую кислоту получают ферментативным окислением глюкозы под действием микроорганизмов, чаще всего Aspergillus niger, либо химическим окислением. Реакцию нейтрализации проводят в водной среде при контролируемой температуре, после чего раствор фильтруют, упаривают и кристаллизуют продукт. Чистота конечного вещества достигает 99 % и выше для фармакопейных марок.

Альтернативный лабораторный способ — обменная реакция между растворимой солью глюконовой кислоты и хлоридом кальция, однако в промышленных масштабах он не применяется из-за экономической неэффективности.

¶Физико-химические свойства

Глюконат кальция — белый или почти белый порошок, иногда со слабым кремовым оттенком. Растворимость в воде при 20 °C составляет около 3 г на 100 мл, в кипящей воде она повышается примерно до 20 г на 100 мл. Вещество практически нерастворимо в этаноле, эфире и ацетоне. Водные растворы имеют нейтральную или слабощелочную реакцию (pH около 6–8 в зависимости от концентрации).

Соединение оптически неактивно, поскольку глюконовая кислота в составе соли не содержит хиральных центров в значимой для вращения форме. Температура плавления безводной формы лежит в диапазоне 195–200 °C с разложением. Плотность кристаллического моногидрата — около 1,6 г/см³.

¶Применение

¶Медицина

В клинической практике глюконат кальция используется для коррекции гипокальциемии, при аллергических реакциях, в комплексной терапии остеопороза, а также как антидот при отравлениях солями магния и фторидами. Выпускается в форме таблеток по 250 и 500 мг, а также растворов для внутривенного и внутримышечного введения (10 % концентрация). Внутривенное введение обеспечивает быстрое поступление иона, тогда как пероральный приём требует кислотности желудочного сока для диссоциации соли.

¶Пищевая промышленность

Как добавка E578 глюконат кальция выполняет функции отвердителя, регулятора кислотности и стабилизатора консистенции. Его добавляют в консервированные овощи и фрукты для сохранения плотности тканей, в желе и десерты, а также в некоторые молочные продукты. Добавка считается безопасной и разрешена в большинстве стран, включая Россию и государства Евросоюза.

¶Прочие области

В строительстве глюконат кальция применяют как замедлитель схватывания цементных растворов и добавку, повышающую морозостойкость бетона. В металлургии и гальванотехнике он служит компонентом электролитов. В бытовой химии входит в состав средств для удаления накипи.

¶Безопасность и регулирование

Глюконат кальция относится к веществам с низкой токсичностью. При пероральном приёме возможны диспептические явления, при внутривенном — ощущение жара, брадикардия при быстром введении. Избыточное поступление кальция способно вызывать гиперкальциемию, поэтому дозировка контролируется врачом.

Вещество включено в фармакопеи России, США, Великобритании и других стран. В Российской Федерации препараты на его основе зарегистрированы как лекарственные средства и отпускаются в аптеках; таблетированные формы доступны без рецепта, инъекционные — по назначению врача. Пищевая добавка E578 регламентируется техническими регламентами Таможенного союза.

¶Сравнение с другими солями кальция

Глюконат уступает другим солям по массовой доле кальция, но выигрывает по переносимости и безопасности при длительном приёме, что определяет его нишу в педиатрии и гериатрии.