E333 (Citrato di calcio): proprietà, usi, pro, contro, sicurezza

Il citrato di calcio è il sale di calcio dell’acido citrico. In alimentazione si incontra sia come additivo (famiglia E333: citrati di calcio) sia come fonte di calcio in prodotti fortificati e integratori. Dal punto di vista tecnologico è apprezzato per la funzione di regolatore di acidità e tampone, oltre che per l’azione sequestrante (legame di ioni metallici) che può aiutare la stabilità di alcune matrici.

Definizione

Con “citrato di calcio” si indica in pratica una famiglia di sali: monocalcio citrato (E333(i)), dicalcio citrato (E333(ii)) e tricalcio citrato (E333(iii)). Cambiando il rapporto calcio/citrato cambiano solubilità, pH in soluzione e comportamento in ricetta. In etichetta, spesso, si vede la dicitura generica “citrato di calcio” o “citrati di calcio”.

Processo di produzione

La produzione industriale avviene tipicamente per neutralizzazione controllata dell’acido citrico con una fonte di calcio (ad esempio idrossido o carbonato di calcio), seguita da cristallizzazione/precipitazione, separazione, lavaggio ed essiccazione. Per qualità food grade sono centrali: controllo di purezza, metalli pesanti, stato di idratazione (alcune forme sono idrate) e costanza di granulometria.

Principali composti presenti

In un prodotto conforme alle specifiche, i composti presenti corrispondono essenzialmente al sale: citrato di calcio (nelle forme mono/di/tri-calciche, spesso in forma idratata) e la relativa acqua di cristallizzazione quando presente. Le differenze più importanti, nella pratica, sono legate a grado di idratazione, finezza della polvere e purezza.

Dati di identificazione e specifiche

Proprietà chimico-fisiche (indicative)

Ruolo funzionale e meccanismo d’azione

Come regolatore di acidità, contribuisce a stabilizzare il pH e a “smorzare” variazioni acide/basiche in ricetta (funzione tampone in combinazione con altri citrati/acidi). Come sequestrante, il citrato può legare ioni metallici (es. ferro/rame in tracce) che, in alcune condizioni, accelerano reazioni di ossidazione: questo può aiutare la stabilità di colore e aromi in prodotti sensibili.

Quando impiegato come fonte di calcio, l’obiettivo è aumentare il contenuto di calcio in alimenti fortificati o in integratori. Dal punto di vista pratico, la resa dipende dalla dose, dalla matrice e dalle condizioni di consumo (ad esempio l’assunzione insieme o meno ai pasti, in caso di integratori).

Usi principali in alimentazione

Nei prodotti alimentari e bevande può essere usato per:

Supportare la regolazione dell’acidità in alcune formulazioni (stabilità del pH e profilo gustativo).

Agire come sequestrante per migliorare la stabilità in sistemi dove i metalli in tracce sono critici.

Contribuire come fonte di calcio in alimenti fortificati (a seconda di normativa e obiettivo nutrizionale del produttore).

Cosmetica - Funzioni INCI

Agente tampone. E' un ingrediente che può portare una soluzione alcalina o acida a un determinato livello di pH e impedirne la modifica, in pratica uno stabilizzatore di pH che può resistere efficacemente all’instabilità ed all'eventuale cambiamento del pH.

Pro e contro

Pro

Buona utilità tecnologica come tampone e regolatore di acidità.

Azione sequestrante potenzialmente utile per la stabilità ossidativa in alcune matrici.

Possibile impiego come fonte di calcio con profilo sensoriale in genere neutro (a dosi compatibili con la ricetta).

Contro

Solubilità non elevata: in alcune bevande o sistemi ad alta trasparenza può essere un limite (torbidità/sedimento se non gestito).

A dosi elevate può dare sensazioni “gessose”/astringenti o modificare la texture.

Come fonte di calcio, può avere interazioni con alcuni nutrienti/farmaci e richiede attenzione al bilancio complessivo di assunzione.

Sicurezza, normativa e aspetti pratici

Profilo di sicurezza nel prodotto finito
Come additivo E333, il citrato di calcio è impiegato entro i limiti e le buone pratiche applicabili. Le specifiche UE includono requisiti di purezza e limiti per contaminanti (metalli pesanti), con indicazioni più restrittive in contesti sensibili (ad esempio alimenti per lattanti e bambini piccoli).

Allergene
Non è un allergene alimentare in senso normativo. Le attenzioni principali riguardano dose e condizioni individuali legate al metabolismo del calcio.

Controindicazioni e cautele (pratiche)
In soggetti con tendenza a ipercalcemia, calcolosi renale o importante insufficienza renale, l’integrazione di calcio va gestita con cautela. Inoltre, il calcio può ridurre l’assorbimento di alcuni farmaci (ad esempio alcune classi di antibiotici o ormoni tiroidei) se assunti insieme: spesso si gestisce separando le assunzioni.

Conclusione

Il citrato di calcio (E333) è un ingrediente versatile: tecnologicamente utile come regolatore di acidità/tampone e sequestrante, e nutrizionalmente impiegabile come fonte di calcio. I limiti pratici sono soprattutto legati a solubilità e gestione sensoriale/di processo, oltre alla necessità di considerare l’assunzione complessiva di calcio nei consumatori che utilizzano anche integratori. (1)

Una tipica applicazione del citrato di calcio è l'aggiunta di nanoparticelle di idrossiapatite o citrato di calcio ai dentifrici per migliorare la loro aderenza alla dentina senza alcun pretrattamento (2).

Citrato di calcio studi

Formula molecolare: C₁₂H₁₀Ca₃O₁₄

Formula lineare:  Ca₃(C₆H₅O₇)₂ · 4H₂O 

Peso molecolare: 498.432 g/mol

UNII: 86117BWO7P

CAS: 813-94-5  5785-44-4  12405-04-8

EC Number: 212-391-7

PubChem Substance ID 329752082

MDL number MFCD00150786 

Beilstein Registry Number 3924520 

Sinonimi: 

• Tricalcium dicitrate
• Acicontral
• Tribasic calcium citrate
• Calcitrate
• Citracal
• 1,2,3-Propanetricarboxylic acid, 2-hydroxy-, calcium salt (2:3)
• Calcium 2-hydroxy-1,2,3-propanetricarboxylate (3:2)
• 2-Hydroxy-1,2,3-propanetricarboxylic acid calcium salt (2:3)
• Calcitrate
• tricalcium 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylate
• Lime citrate
• tricalcium citrate tetrahydrate
• Citrical
• Calcium citrate, tribasic
• calcium 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylate (3:2)
• 2-hydroxy-1,2,3-propanetricarboxylic acid calcium salt (2:3); tricalcium citrate

Bibliografia_________________________________________________________________________

(1) Palermo A, Naciu AM, Tabacco G, Manfrini S, Trimboli P, Vescini F, Falchetti A. Calcium citrate: from biochemistry and physiology to clinical applications. Rev Endocr Metab Disord. 2019 Sep;20(3):353-364. doi: 10.1007/s11154-019-09520-0. 

Abstract. Adequate daily calcium intake should normally be achieved by dietary sources. Since low calcium diets are quite common in subjects that do not reach the recommended intake and particularly those at risk of fractures, calcium supplements may become necessary. Different forms of calcium salts are available, but products containing calcium citrate and calcium carbonate complexes are the most frequently used. Although only limited evidence on the efficacy and long-term safety of calcium citrate is available, these supplements may represent a valuable product for the management of different chronic pathological conditions. The aim of this review was to evaluate the current and potential clinical applications of calcium citrate. In particular, we focused on the use of calcium citrate supplementation in subjects with osteoporosis or in bariatric patients. Other pathological conditions that could benefit calcium citrate supplementation may include achloridria, chronic hypoparathyroidism and hypocitraturic subjects with moderate/high risk of nephrolithiasis. Indeed, citrate salts are widely used in the treatment of nephrolithiasis, since they have shown an inhibitory effect on kidney stone formation and recurrence.

(2) Sereda G, Saeedi S. Pre-treatment of dentin with chondroitin sulfate or L-arginine modulates dentin tubule occlusion by toothpaste components.   Am J Dent. 2019 Apr;32(2):81-88

Quesada Gómez JM, Blanch Rubió J, Díaz Curiel M, Díez Pérez A. Calcium citrate and vitamin D in the treatment of osteoporosis. Clin Drug Investig. 2011;31(5):285-98. doi: 10.1007/BF03256927. 

Abstract. The combination of calcium with vitamin D (vitamin D(3) [colecalciferol]) forms the basis of preventive and therapeutic regimens for osteoporosis. A number of studies have suggested that the combination of calcium and vitamin D is effective when administered at respective dosages of at least 1200 mg and 800 IU per day, although efficacy is, as expected, affected by patient compliance. Overall, treatment with this combination appears to be effective in reducing the incidence of non-vertebral and hip fractures. Also, in all drug studies (of antiresorptive and anabolic agents and strontium ranelate) that demonstrated a reduction in risk of osteoporotic fractures, patients also took calcium and vitamin D supplements. An important finding in this regard is that vitamin D levels have been demonstrated to be inadequate in more than half of women treated for osteoporosis in the US and Europe. The capacity of the small intestine to absorb calcium salts depends on the solubility and ionization of the salts. These properties vary for different salts, with fasting calcium citrate absorption being greater than that of calcium lactogluconate and calcium carbonate. Calcium citrate formulations taken between meals may help to prevent abdominal distension and flatulence, as well as minimize the risk of renal calculus formation, thus helping to optimize patient compliance. Therefore, calcium citrate combined with vitamin D is the combination of choice for the prevention or treatment of osteoporosis.

Naciu AM, Tabacco G, Bilezikian JP, Santonati A, Bosco D, Incognito GG, Gaspa G, Manfrini S, Falchetti A, Trimboli P, Mazziotti G, Napoli N, Sanson G, Cesareo R, Vescini F, Palermo A. Calcium Citrate Versus Calcium Carbonate in the Management of Chronic Hypoparathyroidism: A Randomized, Double-Blind, Crossover Clinical Trial. J Bone Miner Res. 2022 Jul;37(7):1251-1259. doi: 10.1002/jbmr.4564. Epub 2022 Jun 24. PMID: 35466449; PMCID: PMC9542059.