甘油磷酸钙为白色结晶性粉末,无臭,几乎无味,稍有苦味,并具有吸潮性。在130℃时会失去结晶水形成无物,在170℃以上分解。25℃下,每克可溶于约50mL水中;温度较低时更易溶解,且其水溶液呈碱性。柠檬酸或乳酸能提高它在水中的溶解度。甘油磷酸钙几乎不溶于沸水,并不溶于乙醇。
应用甘油磷酸钙广泛应用于医药、食品和牙膏等行业。在食品中,它可以作为补钙剂;在医药领域,则起着钙的生物和生理作用,有助于完善组织细胞,构成骨骼组织功能,同时促进甘油磷酸钙盐代谢,补充大脑活力。
牙膏添加剂早在1960年,就发现甘油磷酸钙具有抗菌止龋的作用。研究表明,它能提高牙釉质中的钙、磷含量,抑制脱矿过程,并有助于再矿化。此外,甘油磷酸钙还能改变牙釉质表面的酸碱性,增强其抗酸能力。
甘油磷酸钙的优点显著,但由于在我国口腔护理用品行业应用较少,这种优良的添加剂特别适用于补钙型牙膏和口香糖中,也是防龋添加剂的理想原料,尤其适合儿童牙膏以促进牙齿生长与强化钙质。
在牙膏中的作用主要表现在以下方面:①控制菌斑;②保护牙本质;③影响口腔菌群生态平衡。此外,甘油磷酸钙能提高氟化物的吸收率,在含SMFP(单氟磷酸钠)的牙膏中添加0.1%~0.13%的甘油磷酸钙,可显著增加珐琅对氟化物的吸收,增强其抗脱矿效果。
制备目前主要采用磷酸法、磷盐法、三氯氧磷法和油滓法制备甘油磷酸钙。这些方法过程较为复杂,且纯化过程难以控制。通过氢氧化钙与甘油磷酸酯中和的方法,利用乙醇提取可避免纯化步骤。反应方程式如下:
[ \text{Ca(OH)}_2 + 3\text{C}_3\text{H}_7\text{PO}_4 \rightarrow \text{C}_3\text{H}_7\text{CaO}_6\text{P} + 3\text{H}_2\text{O} ]
工艺流程如下(具体图略)。
含量分析精确称取预经150℃干燥4h后的试样约2g,溶于100mL水和5mL稀盐酸试液(TS-117)。将此溶液移入250mL容量瓶中,并用水定容后摇匀。吸取该溶液50.0mL至一适宜的容器中,加水50mL。在搅拌下(最好用磁力搅拌器),由滴定管滴加0.05mol/L EDTA二钠约30mL,再加氢氧化钠试液(TS-224)15mL和羟基萘酚蓝指示剂300mg,继续滴加至蓝色终点。每mL 0.05mol/L的EDTA二钠相当于甘油磷酸钙(C₃H₇CaO₆P)10.51mg。
毒性甘油磷酸钙的ADI(每日允许摄入量)为0~70mg/kg(以磷计的总磷酸盐量),根据FAO/WHO,2001年发布。它被FDA认定为GRAS(一般认为安全)物质,具体编号为§181.29、§182.5201、§182.8201和§184.1201。
使用限量GB 14880—94规定:饮料中的添加量为1.6~3.2mg/kg;谷类及其制品中为1.6~3.2mg/kg;婴儿食品、面包、发酵粉、小麦粉和面类产品等的添加量为1%以下(以Ca计)。
用途甘油磷酸钙可用作营养药,配制复方制剂。作为营养增补剂和食品中的钙质强化剂,稳定剂。它适用于婴儿食品、面包、发酵粉、小麦粉及各类面类制品的添加,添加量1%以下(以Ca计)。
生产方法可以通过添加偏磷酸或磷酸二氢钠到甘油中并加热得到甘油磷酸;再加入石灰乳进行中和反应。或者直接由甘油磷酸与氢氧化钙或碳酸钙中和而得。(具体图略)