DE10339863A1

DE10339863A1 - Quellsubstratpellets als orale Darreichungsform für Ballaststoffe

Info

Publication number: DE10339863A1
Application number: DE10339863A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Kempe; Axel Kuschk
Original assignee: Ipc Process-Center & Co GmbH; IPC Process Center GmbH and Co KG
Current assignee: Ipc Process-Center & Co GmbH; IPC Process Center GmbH and Co KG
Priority date: 2003-08-26
Filing date: 2003-08-26
Publication date: 2005-03-24
Also published as: WO2005025336A1; DE10394330D2; WO2005020720A1; AU2003286124A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Quellsubstratpellets als orale Darreichungsform für Ballaststoff, wie sie insbesondere für diätetische Anwendungen eingesetzt werden können. Die erfindungsgemäßen Quellsubstratpellets enthalten neben mindestens einem Ballaststoff mindestens 0,1 Masse-% eines Carbonats und/oder Hydrogencarbonats, wobei bevorzugte Ballaststoffe Pektin, Alginat, Cellulose, Hemicellulose, Lignin und/oder Oligofructose sind.

Description

Die Erfindung betrifft Quellsubstratpellets, als orale Darreichungsform für Ballaststoffe, wie sie insbesondere für diätetische Anwendungen eingesetzt werden können. Des Weiteren können mit den erfindungsgemäßen Quellsubstratpellets auch vorteilhafte Wirkungen für den Stoffwechsel sowie prophylaktische und pharmazeutische Wirkungen für lebende Organismen erreicht werden.

Für die menschliche und tierische Ernährung ist es bekannt, dass neben anderen Nahrungsmittelbestandteilen auch ein bestimmter Anteil so genannter Ballaststoffe Bestandteil der oral aufgenommenen Nahrung sein sollte.

Dabei handelt es sich um unverdauliche Kohlenhydrate, die im Wesentlichen aus pflanzlichen Faserstoffen ge bildet sind.

Solche Ballaststoffe können aus unterschiedlichen Pflanzen oder Früchten gewonnen werden, so dass sie nicht unmittelbar als pflanzliche Nahrung oral verzehrt werden müssen.

So können beispielsweise aus unterschiedlichen Pflanzen Pektine, unterschiedlichste Cellulosen, aus Algen Alginate oder auch üblicherweise als Inulin bezeichnete Oligofructose als Nahrungsergänzungsmittel zur Verfügung gestellt werden.

So ist es auch bekannt, Pektine als Ballaststoffe unterschiedlichsten Speisen für den Verzehr zuzugeben.

Insbesondere bei den Pektinen ist es aber auch bekannt, dass diese ein gewisses zwar relativ eng begrenztes Quellvermögen aufweisen. Die dabei erreichbare Volumenvergrößerung ist aber relativ gering, so dass beispielsweise eine ein Sättigungsgefühl hervorrufende Reizwirkung bei der Verdauung begrenzt ist, was dazu führt, dass lediglich durch eine Selbstdisziplinierung eine weitere zusätzliche Aufnahme von Nahrung verhindert werden kann. Die so erreichbare diätetische Wirkung ist entsprechend eingeschränkt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine orale Darreichungsform für Ballaststoffe zur Verfügung zu stellen, mit der insbesondere eine erhöhte diätetische Wirkung erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit Quellsubstratpellets, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweisen, gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung können mit den in den untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden.

In den erfindungsgemäßen Quellsubstratpellets sind daher neben mindestens einem Ballaststoff zusätzlich mindestens ein Carbonat und/oder ein Hydrogencarbonat mit einem Mindestanteil von 0,1 Masse-% enthalten.

Der Anteil von Carbonaten bzw. Hydrogencarbonaten sollte aber vorteilhaft mehr als 1 Masse-% betragen, jedoch nicht höher als 80 Masse-%, bevorzugt nicht höher als 50 Masse-% sein. Mit den Carbonaten oder Hydrogencarbonaten kann in Verbindung mit den bevorzugt pflanzlichen faserförmigen Ballaststoffen im Nachgang zur oralen Aufnahme im Verdauungstrakt eine erhebliche Vergrößerung des Volumens erreicht werden. Unter dem Einfluss der Magensäure, also von Salzsäure erfolgt eine chemische Reaktion, die zu einer Freisetzung von Kohlendioxid aus dem jeweiligen Carbonaten bzw. Hydrogencarbonaten führt.

Das freigesetzte Kohlendioxid entweicht dabei aber nur zu einem geringen Anteil und der größere Anteil bleibt innerhalb des aus dem fasrigen Ballaststoff gebildeten Netzwerkes eingeschlossen. So kann eine erhebliche Volumenvergrößerung bereits nach relativ kurzer Zeit bei der Verdauung im Magen erreicht werden, die im Wesentlichen durch den Anteil des enthaltenden Carbonats und/oder Hydrogencarbonats und die jeweilige Auswahl eines Carbonats oder Hydrogencarbonats beeinflusst werden kann.

Ein für die Erfindung geeigneter Ballaststoff und auch ein daraus gebildetes Netzwerk sollte(n) nicht oder nur schwer löslich sein, wobei dies insbesondere den Temperaturbereich unterhalb von 45 °C betrifft.

Ein weiterer Parameter, der für die erreichbare Volumenvergrößerung berücksichtigt werden kann, ist die jeweilige Korngröße von Quellsubstratpellets. Letztgenannter Parameter beeinflusst aber auch das Zeitverhalten für die gewünschte Volumenvergrößerung.

Neben dem bereits erwähnten Pektin als einem möglichen Ballaststoff können aber auch Alginate, Cellulose, Hemicellulosen, Lignin und/oder Oligofructosen als Ballaststoffe für erfindungsgemäße Quellsubstratpellets eingesetzt werden.

Vorteilhaft kann es sein Ballaststoffgemische einzusetzen, wobei dies insbesondere bei Pektin oder Cellulosebasis Ballaststoffe auch in der Form erfolgen kann, dass eine Mischung von aus unterschiedlichen Pflanzenarten gewonnenem Pektin bzw. Cellulose eingesetzt werden kann, was sich vorteilhaft auf den Verdauungsprozess und auch die dadurch erreichbaren umfangreicheren prophylaktischen Wirkungen auswirken kann.

Geeignete Carbonate bzw. Hydrogencarbonate sind beispielsweise Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumhydrogencarbonat, Natriumhydrogencarbonat.

Als besonders vorteilhaft haben sich solche Carbonate bzw. Hydrogencarbonate herausgestellt, die bei der bereits angesprochenen chemischen Reaktion unter dem Einfluss der Salzsäure im Magen 2wertige Kationen, wie beispielsweise Ca⁺⁺ Ionen freisetzen.

Diese Kationen unterstützen und stabilisieren das Netzwerk der Ballaststofffasern, das das gebildete Kohlendioxid einschließt, so dass die Freisetzung von Kohlendioxid, das nicht für die Volumenvergrößerung genutzt werden kann, reduziert wird. Die mit den Kationen und anionischen Kohlenhydraten vernetzten Strukturen verzögern auch den Abbau und Abtransport von Kohlenhydraten, so dass auch der Sättigungsreiz über einen längeren Zeitraum wirken kann.

Neben Ballaststoffen, Carbonaten und/oder Hydrogencarbonaten können aber weitere Additive in erfindungsgemäßen Quellsubstratpellets oder auch in Verbindung mit Quellsubstratpellets, wobei auf letzteres noch zurückzukommen sein wird, eingesetzt werden.

So können auch Salze beispielsweise solche, wie in Flüssigkeiten dissoziierbare Salze, wie Chloride, Phosphate, Sulfide oder auch Sulfate enthalten sein, die zum einen eine vorteilhafte Geschmack verbessernde Wirkung hervorrufen können, aber auch ernährungsphysiologisch von Bedeutung sein können, um dem Stoffwechsel für den jeweiligen Organismus erforderliche Elemente oder auch zusätzliche Stoffe zuführen zu können.

Insbesondere unter Berücksichtigung eines ästhetischen Aspektes können auch bestimmte Farbstoffe enthalten sein, wobei hier insbesondere natürliche biologische Farbstoffe wegen ihrer Unbedenklichkeit geeignet sind.

Weitere geeignete Additive sind unterschiedliche natürliche Farbstoffe, z.B. Karotin, bevorzugt sind Vitalstoffe, z.B. Vitamine aber auch Antioxidantien oder Spurenelemente.

Es besteht aber auch die Möglichkeit zusätzlich Ak tivkohle, mit deren entsprechend bekannten Wirkungen für die Verdauung, zuzugeben.

Außerdem können unterschiedliche pharmazeutische Wirkstoffe enthalten sein, für die auch eine mögliche retardierte Freisetzung aus dem im Wesentlichen aus dem fasrigen Ballaststoff gebildeten Netzwerkaufbau vorteilhaft ausgenutzt werden kann.

Die einzelnen Quellsubstratpellets können vorteilhaft aber auch jeweils von einer Umhüllung umschlossen oder eine Mehrzahl von Quellsubstratpellets in einer Matrix eingebettet sein.

Hierfür können unterschiedlichste Stoffe oder Stoffgemische eingesetzt werden, in denen, wie bereits vorab angesprochen, auch zusätzliche Additive enthalten sein können.

Diese Stoffe oder Stoffgemische können aber auch unterschiedliche Aroma- und/oder Geschmackstoffe enthalten, um die Appetitlichkeit der im Wesentlichen geschmacks- und geruchsneutralen Ballaststoffe zu verbessern.

Vorteilhaft kann es auch sein, für die Ausbildung der Umhüllungen bzw. einer Matrix einen nicht in Wasser löslichen Stoff auszuwählen. Dadurch kann erreicht werden, dass eine Volumenvergrößerung von Quellsubstratpellets erst bei der Verdauung im Magen erfolgt, da solche Umhüllungen bzw. eine solche Matrix erst dort gelöst oder langsam zersetzt werden kann.

Dieser Effekt kann beispielsweise mit unterschiedlichen, bevorzugt pflanzlichen Fetten oder Wachsen erreicht werden.

Außerdem wird mit Hilfe solcher Umhüllungen oder einer solchen Matrix auch eine gewisse Schutzwirkung für die Ingredienzien der Quellsubstratpellets auch eine längere Haltbarkeit bis zum eigentlichen Verzehr erreicht. Umhüllungen wirken sich auch vorteilhaft aus, wenn Quellsubstratpellets in Verbindung mit flüssigen Nahrungsmitteln, wie Milchprodukte (z.B. Joghurt) angeboten werden.

Neben den erwähnten Fetten oder Wachsen können aber auch einzelne Quellsubstratpellets mit einer Umhüllung aus synthetischen Polymeren, z.B. Schellack oder Celluloseacetat umschlossen werden. Hierfür können aber auch Zellulosederivate (z.B. HPMC, MC u.a.) oder auch Latex ähnliche Stoffe (z.B. Eudragite) eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäßen Quellsubstratpellets können in einem Korngrößenbereich zwischen 0,5 bis 3 mm ausgebildet worden sein, wobei die jeweilige Korngrößenfraktion auch unter Berücksichtigung der jeweiligen in Quellsubstratpellets enthaltenen Ballaststoffe und gegebenenfalls auch dem Anteil an enthaltenen Carbonaten bzw. Hydrogencarbonaten erfolgen kann.

Quellsubstratpellets können in einem eng begrenzten Korngrößenbereich, aber auch in einem über die bezeichneten Dimensionierungen reichenden Korngrößenspektrum für einen Verzehr vorbereitet werden.

Die erfindungsgemäßen Quellsubstratpellets können auf an sich bekannte Weise hergestellt werden.

Dabei werden die jeweiligen Stoffe, also zumindest ein Ballaststoff, ein Carbonat oder ein Hydrogencar bonat in einem Nassmischaggregat miteinander vermischt, wobei ein bestimmter Anteil an Wasser zugegeben werden kann, um eine teigartige extrudierbare Konsistenz einstellen zu können.

Die so erhaltene teigartige Masse kann dann einem Extruder, beispielsweise einem Schnecken- oder Rotationsextruder zugeführt und nach der Extrusion stabförmige Pellets hergestellt werden.

Beim Extrudieren können entsprechend der jeweils gewünschten Korngrößen ausgebildete Matrizen eingesetzt werden.

Unter Berücksichtigung der Zusammensetzung der zu extrudierenden teigartigen Masse können auch die bei der Extrusion wirkenden Drücke und Kräfte sowie die Temperatur des zu extrudierenden Gutes berücksichtigt werden.

So kann beispielsweise auch eine Kühlung vorgesehen werden, um bestimmte Maximaltemperaturen zu vermeiden, die zu einer unerwünschten Beeinflussung bestimmter im Extrudat enthaltenen Komponenten führen können.

Im Anschluss an die Extrusion kann eine Verrundung (Sphäronisierung) durchgeführt werden, um den optischen ästhetischen Gesamteindruck zu verbessern. Bei einer solchen Verrundung können an zylinderförmigen Quellsubstratpellets zumindest abgerundete Stirnflächen erreicht werden. Im Extremfall kann eine Verrundung aber auch zu einer vollständig sphärischen Gestalt von Quellsubstratpellets führen.

Die Feuchtigkeit kann mittels einer Trocknung redu ziert werden.

Bei bzw. nach einer solchen Trocknung können dann durch Besprühen entsprechende Umhüllungen um die einzelnen Quellsubstratpellets ausgebildet werden.

Trocknung und Besprühung können beispielsweise in einer Wirbelschicht durchgeführt werden.

Die fertigen gegebenenfalls mit einer Umhüllung versehenen Quellsubstratpellets können dann bereits in dieser Form oral verzehrt werden. So kann beispielsweise eine entsprechende Müslizubereitung mit erfindungsgemäßen Quellsubstratpellets vorbereitet werden.

Es besteht aber auch die Möglichkeit solche Quellsubstratpellets in eine Matrix einzubetten.

Dies kann so erreicht werden, dass ein eine solche Matrix bildender Stoff bzw. ein Stoffgemisch in mehr oder weniger viskoser Form verwendet wird, in den Quellsubstratpellets gegeben werden und eine Vermischung erfolgt. Aus einer solchen Masse können dann tafel- oder riegelförmig vorportionierte für den Verzehr geeignete Nahrungsmittel hergestellt werden, wobei der eine Matrix bildende Stoff bzw. ein solches Stoffgemisch dann beispielsweise infolge einer Abkühlung erstarrt.

In dieser Form ist es aber auch vorteilhaft, dass der eine Matrix bildende Stoff bzw. ein solches Stoffgemisch die enthaltenden Quellsubstratpellets vollständig umschließt, so dass eine gewünschte Schutzwirkung bis hin zum Verzehr erreicht werden kann.

Die erfindungsgemäßen Quellsubstratpellets weisen er nährungsphysiologisch und therapeutisch mehrere vorteilhafte Wirkungen auf.

So ist es insbesondere unter dem diätetischen Aspekt möglich, ein Nahrungsmittel zu Verfügung zu stellen, das nahezu keinen Nährwert aufweist und trotzdem infolge der erreichbaren Volumenvergrößerung Reize ausgeübt werden, die ein Sättigungsgefühl hervorrufen.

Außerdem kann die Verweilzeit im Magen verlängert werden.

Durch die unverdaulichen Ballaststoffe wird das Stuhlvolumen erhöht und es können kürzere Transitzeiten der jeweiligen Stuhlportionen erreicht werden.

Des Weiteren kann eine Pufferung einer Hyperacidität, insbesondere bei der Verwendung von Calciumcarbonat, als ein besonderes geeignetes Carbonat in den erfindungsgemäßen Quellsubstratpellets erreicht werden.

Außerdem können die vorteilhaften prophylaktischen und gesundheitsfördernden Effekte von Pektin, als einem zu bevorzugenden Ballaststoff ausgenutzt werden. Dies betrifft zum einen das Absorptionsvermögen des Pektins von Cholesterin, was zur Senkung des Cholesterinspiegels führen kann und zum anderen eine präventive Wirkung bei Darmerkrankungen.

Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.
Dabei wurde eine Trockenmischung, bestehend aus 70 Masse-% Pektin (Pektin Amid AF 005), 20 Masse-% mikrokristalline Zellulose (Vivapur Typ 101) und 10 Masse-% Calciumcarbonat (Omyapure 35) in einem Verti kalgranulierer VG 25, der Firma Glatt hergestellt. Der Trockenmischung wurde deonisiertes Wasser zur Befeuchtung mit gleicher Masse, wie die Trockenmischung zugegeben.
Die feuchte teigartige Masse wurde durch eine Matrize eines Extruders geführt, wobei auf einen Durchmesser von ca. 1 mm extrudiert worden ist.
Im Anschluss daran wurden die so erhaltenen Extrudatteilchen in einem Pelletierer P 50 der Firma Glatt sphäronisiert. Dabei erfolgte ein Brechen und Abrunden.
Die so erhaltenen noch feuchten Pellets wurden in der Wirbelschicht einer Wirbelschichtanlage GPCG 1.1 der Firma Glatt auf eine Restfeuchte von ca. 6 % getrocknet.
Im Nachgang wurde eine Umhüllung der getrockneten Quellsubstratpellets mittels einer Wachskomponente auf diesen ausgebildet. Hierbei wurde die entsprechende Umhüllung auf den Quellsubstratpellets im Wurster-Verfahren in der bereits erwähnten Wirbelschichtanlage ausgebildet.
Die Wirkung der so hergestellten Quellsubstratpellets kann sehr einfach In-vitro überprüft werden. Dabei können einige Gramm solcher Quellsubstratpellets in ein verdünnte Salzsäure oder andere verfügbare saure Lösung enthaltendes Becherglas gegeben werden und es kann bereits nach kurzer Zeit die erwartete Volumenvergrößerung um mindestens das 8-fache beobachtet werden.

Claims

Quellsubstratpellets, als orale Darreichungsform für Ballaststoffe, dadurch gekennzeichnet, dass neben mindestens einem Ballaststoff mindestens 0,1 Masse-% eines Carbonats und/oder Hydrogencarbonats enthalten sind.
Quellsubstratpellets nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass faserförmige pflanzliche Kohlenhydrate den mindestens einen Ballaststoff bilden.
Quellsubstratpellets nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ballaststoff ausgewählt aus Pektin, einem Alginat, Cellulose, Hemicellulose, Lignin und/oder Oligofructose enthalten ist.
Quellsubstratpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ballaststoffgemisch auf Pektin- oder Cellulosebasis, der aus unterschiedlichen Pflanzen gewonnen worden ist, enthalten ist.
Quellsubstratpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 1 Masse-% eines Carbonats und/oder Hydrogencarbonats enthalten sind.
Quellsubstratpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass maximal 50 Masse-% eines Carbonats und/oder Hydro gencarbonats enthalten sind.
Quellsubstratpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die enthaltenen Carbonate und/oder Hydrogencarbonate ausgewählt sind aus Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumhydrogencarbonat, Natriumhydrogencarbonat.
Quellsubstratpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Salz enthalten ist.
Quellsubstratpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Farbstoff enthalten ist.
Quellsubstratpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Karotin enthalten ist.
Quellsubstratpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Vitalstoff enthalten ist.
Quellsubstratpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Aktivkohle enthalten ist.
Quellsubstratpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich mindestens ein pharmazeutischer Wirkstoff enthalten ist.
Quellsubstratpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Quellsubstratpellets von einer Umhüllung umschlossen sind.
Quellsubstratpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Quellsubstratpellets in einer Matrix eingebettet sind.
Quellsubstratpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Umhüllungen oder eine Matrix aus einem nicht wasserlöslichen Stoff gebildet ist.
Quellsubstratpellets nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Umhüllungen oder eine Matrix bildende Stoff ein Fett oder ein Wachs ist.
Quellsubstratpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Quellsubstratpellets mit einer Umhüllung aus Schellack oder Celluloseacetat umschlossen sind.
Quellsubstratpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Quellsubstratpellets in Korngrößenbereich zwischen 0,5 bis 3 mm ausgebildet sind.