DE69530082T2

DE69530082T2 - Abgabevorrichtung für unter schnellfluss gebildete solloide

Info

Publication number: DE69530082T2
Application number: DE69530082T
Authority: DE
Inventors: Subraman R. Cherukuri; Gerald E. Battist; James H. Perkins
Original assignee: Biovail Technologies Ltd
Current assignee: Valeant International Bermuda
Priority date: 1994-07-01
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2015-07-01
Also published as: AU2954595A; EP0766514A1; CA2192680C; EP0766514A4; CA2192680A1; US5824342A; ATE235159T1; WO1996001057A1; HU9603605D0; US5582855A; AU702158B2; MX9606737A; EP0766514B1; JPH10505487A; US5549917A; DE69530082D1; HUT76246A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Abgabe-Systeme für Aktivstoffe in Form diskreter Einheiten, welche eine feste Suspension eines Nichtfett-Feststoftsubstrats in einem festen Fett beinhalten. Diese Einheiten werden unter Verwendung der Blitz-Fließ-Behandlung zur Bildung diskreter kugelförmiger Körper einer festen Suspension hergestellt. Diese Anmeldung ist eine teilweise Nachfolge-Anmeldung (continuation-in-part) der US-Anmeldung Serien Nr. 08/269,679, welche am 1. Juli 1994 eingereicht wurde.
Technischer Hintergrund der Erfindung
Die Verarbeitung von Materialien unter Verwendung von Extrusions-Techniken und Sprühdüsen wird bereits seit vielen Jahren verwendet. Insbesondere in der Lebensmittelindustrie, der kosmetischen und pharmazeutischen Industrie sind essbare Inhaltsstoffe einer Anzahl verschiedener Verarbeitungstechniken unterzogen worden, durch welche die Inhaltsstoffe aus ihrer ursprünglichen Struktur in eine neue Form überführt werden. Solche Umwandlungen erfolgen in der Regel durch Anwendung von Druck und Hitze sowie durch verschiedene Lösungsmittel.
Es existieren viele Formen der Sprühtrocknung, welche über die Jahre für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet worden sind. Im allgemeinen beinhaltet Sprühtrocknung die Zerstäubung eines Ausgangsstoffes in wässriger Lösung zu einem Sprühnebel, gefolgt von dem Kontakt mit einem Trocknungsmittel, z. B. Luft, was in der Verdampfung der Feuchtigkeit sowie in getrockneten Partikeln resultiert. Die Zerstäubung eines Nahrungsmittels zu einem Sprühnebel resultiert im Aufbrechen der Flüssigkeit in Tröpfchen, die dann getrocknet werden, wenn sie in einem Medium aus warmer oder heißer Luft suspendiert werden. Die Düsen, aus denen der Sprühnebel ausströmt, können aus einer Vielzahl verschiedener Formen und Anordnungen ausgewählt werden und eine Anzahl verschiedener Effekte erzeugen. Zum Beispiel können die von der Sprühdüse ausgehenden Kräfte den Bereichen Zentrifugalkraft, Druck, Kinetik oder Schall angehören. Düsen, die in der Regel von konischer Form sind, können Innenteile mit Aussparungen, Wirbelkammern oder anderen geometrischen Ausgestaltungen aufweisen, die der Flüssigkeit einen speziellen Effekt oder eine spezielle Eigenart vermitteln, wenn sie durch die Austrittsöffnung gedrückt wird.
Diese unterschiedlichen Ausgestaltungen sind ausgiebig untersucht worden, mit dem Ergebnis, dass derzeit wenig Verständnis hinsichtlich der Feinheiten der Tröpfchenbildung in einer Sprühtrocknungsanlage vorhanden ist. Obwohl eine Anzahl an Theorien vorgebracht wurde, um die Bildung der Tröpfchen und ihrer Variationen zu erklären, hat sich die Komplexität der Tröpfchenbildung präziser empirischer Korrelation widersetzt. Tatsächlich sind – in Abhängigkeit vom Druck, der Art der verwendeten Flüssigkeit und des Düsentyps – nur allgemeine Schlussfolgerungen in der Literatur verzeichnet worden. Diese Schlussfolgerungen enthalten die Beobachtung, dass die Austrittsgeschwindigkeit der Tröpfchen aus der Düse die Feinheit und Größenverteilung der resultierenden Tröpfchen in hohem Maße beeinflusst. Zusätzlich wird von einigen Experten empfohlen, dass die beste Zerstäubung dadurch erreicht werde, die Austrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeit aus der Düse über einem bestimmten Minimalwert zu halten.
Zusätzlich zu den an der Standard-Sprühtrocknungs-Verarbeitung beteiligten Trocknungsschritten sind auch die Sprühkühlung oder das Sprühgefrieren von Materialien weit verbreitet. Zum Beispiel ist es bekannt, Fette zu verwenden, die bei Raumtemperatur fest sind, diese zu einer Flüssigkeit zu schmelzen und sie über eine Düse in eine gekühlte Kammer zu versprühen, wo sich die Tröpfchen verfestigen. Bei diesem Verfahren wird das Fett über eine recht wesentliche Zeitspanne erhöhten Temperaturen ausgesetzt, so dass sich das Fett über seinem Schmelzpunkt und damit im geschmolzenen Zustand befindet. Diese Bedingungen sind notwendig, um das Fett in geeigneter Weise in erstarrte Tröpfchen zu überführen und eine Verstopfung der Verarbeitungsanlage zu verhindern.
Im Bereich der konventionellen Verfahren der Sprühtrocknung oder des Sprühgefrierens bestehen mehrere Nachteile. Erstens resultieren diese Verfahren darin, die zu verarbeitenden Materialien einer erheblichen andauernden Hitzebehandlung (hegt history) zu unterziehen, was im Falle hitzeempfindlicher Materialien inakzeptabel ist. So erfolgt beispielsweise bei hochflüchtigen Aromaölen oder hitzeempfindlichen Süßstoffen wie Aspartam eine Beeinträchtigung ihrer vollen Aktivität, wenn sie Hitze ausgesetzt werden. Das selbe gilt für Arzneimittel, die ihre Aktivität verlieren, wenn sie überhöhter Hitze ausgesetzt werden. Darüber hinaus sind die Heizkammern, die zum Verdampfen des Wassers oder anderer Lösungsmittel in konventionellen Verfahren der Sprühtrocknung benötigt werden, kostspielig und ineffizient.
Zweitens wird Sprühtrocknung gewöhnlich in wässrigen Medien durchgeführt, wobei das Wasser während des Trocknungsvorganges entfernt wird. Die Verwendung von Wasser oder anderen Lösungsmitteln erfordert zusätzliche Maßnahmen im Hinblick auf die der Verarbeitung und dem Abtransport dienende Ausstattung. All dies trägt ebenfalls zu den Kosten des Verfahrens und des Systems bei und schließt die Verwendung wasserempfindlicher Materialien aus. Des weiteren ist die Sprühtrocknung ein Verfahren mit relativ geringer Produktausbeute und erfordert hohe Energiemengen zur Verdampfung des Wassers. Dies ist selbstverständlich im Hinblick auf den Energieverbrauch ineffizient.
Im Verfahren der Sprühtrocknung und des Sprühgefrierens wird das Ausgangsmaterial in einem Mischgefäß bis zu seinem geschmolzenen Zustand erhitzt und in eine Zufuhrleitung gepumpt, die mit einer Düse verbunden ist. Die Zufuhrleitung und die Düse müssen auf erhöhter Temperatur gehalten werden, um das zugeführte Material flüssig zu halten. Im Fall von Fetten, die bei Raumtemperatur fest sind, muss genügend Hitze angewandt werden, um das Fett in flüssigem Zustand zu halten, und zwar sowohl im Mischgefäß als auch während seines Transports zum Düsenkopf. Im Fall der Sprühtrocknung wird weiterhin Hitze in Form heißer Luft angewandt, die verwendet wird, um die Tröpfchen zu trocknen, wenn sie aus der Düse austreten.
Die Anwendung von Hitze während aller Phasen der konventionellen Verfahren der Sprühtrocknung und Sprühgefrierung ist kostspielig und erfordert Kontrollgrößen, die überwacht werden müssen. Zusätzlich ist der Platzbedarf zur Durchführung der konventionellen Verfahren groß und damit kostenintensiv. Dies liegt an dem Bedarf nach einem großen Volumen, welches zum Trocknen oder Kühlen der Partikel verwendet wird, und was für die Prozesstypen auf verflüssigter Grundlage ("fluidized bed type processes") typisch ist.
Darüber hinaus erfordern konventionelle Methoden der Sprühtrocknung oder Sprühgefrierung eine relativ lange, d. h. stundenlange Standphase der zuzuführenden Materialien in flüssigem Zustand, während diese darauf warten, in die Zufuhrleitungen gepumpt und anschließend versprüht zu werden. Diese Wartephase erzeugt eine lange andauernde Hitzeeinwirkung ("hegt histon"), welche – wie zuvor diskutiert – schädlich für hitzeempfindliche Stoffe ist, die im zugeführten Material enthalten sein können, wie z. B. flüchtige Geschmacksöle, hitzeempfindliche Süßmittel und Arzneimittel. Darüber hinaus erfordern die konventionellen Verfahren Dispersionsmittel, um die Inhaltsstoffe in den geschmolzenen Mischungen davon abzuhalten, sich vor und während des Pumpens zur Düse abzusetzen.
Darüber hinaus müssen Variablen wie der Druck, die Temperatur, der Düsentyp und der Materialtyp bei bekannten Verfahren der Sprühtrocknung oder -Gefrierung in ein ausgeglichenes Verhältnis zueinander gebracht werden, um eine gleichbleibende Partikelgröße zu erzeugen. Diese Variablen sind dergestalt, dass eine Vorhersagbarkeit der Eigenschaften des Endproduktes bestenfalls nur erschwert wird. Zusätzlich ist der einheitliche Inhalt der Partikel selbst bei optimalen Bedingungen nicht notwendigerweise kontrollierbar. Partikel, die bei Sprühtrocknung oder Sprühgefrierung erzeugt wurden, können nur dann einen einheitlichen Inhalt aufweisen, wenn sie die gleiche Größe haben und aus einer homogenen Mischung von Inhaltsstoffen, d. h. einer innigen Mischung (Melange) der Materialien, erzeugt wurden.
In jüngerer Zeit sind von Dr. Richard Fuisz in der ebenfalls anhängigen U.S.S.N. 07/965,804, betitelt als "Process For Making Shearform Matrix" (Verfahren zur Herstellung einer Scherform-Matrix), ein Apparat und ein Verfahren zur Verarbeitung eines Ausgangsstoffes beschrieben worden. Diese Anmeldung betrifft ein in seiner Art einzigartiges Verfahren und einen Apparat zur Herstellung einer Matrix unter Nutzung der Scherkraft eines Fluids. Das Verfahren beinhaltet die Kontrolle der Temperatur eines Ausgangsmaterials, enthaltend ein festes, nicht gelöstes Trägermaterial, bis zu dem Punkt, an dem im Ausgangsmaterial ein internes Fließen erfolgt. Das fließende Material wird dann unter Druck als Strahl aus der Austrittsöffnung ausgestoßen, welcher dann durch Fluid-Scherkraft unterbrochen wird, sobald er aus der Öffnung austritt. Die bevorzugte Fluid-Scherkraft ist Luft. Diese Anmeldung beschreibt einen Apparat, der für die vorliegende Erfindung nutzbar ist.
Die vorliegende Erfindung versucht, die bekannten Techniken der Sprühtrocknung oder Sprühgefrierung zu verbessern und die mit diesen Techniken verbundenen Nachteile zu überwinden. Eine neue Produkt-Form ist unter Verwendung von Blitz-Fließ-Verarbeitungstechniken (Flash-Flow-Verarbeitungstechniken) entdeckt worden. Diese neue Form wurde als "Solloid" bezeichnet, dessen Definition hier im weiteren diskutiert wird. Die Solloide der vorliegenden Erfindung sind feste Suspensionen, d. h. ein in einem Feststoff suspendierter Feststoff. Diese festen Suspensionen werden unter Verwendung der Blitz-Fließ-Bearbeitung und aufbrechender Fluid-Scherkräfte gebildet, um diskrete uniforme Kügelchen bei im Vergleich zu bekannten Methoden extrem niedrigen Drücken und bei minimaler Hitzebelastung zu erzeugen. Die vorliegende Erfindung versucht Temperaturen zu vermeiden, die höher sind als diejenigen, die zum Erreichen eines Fließzustandes im zu verarbeitenden Matrixmaterial benötigt werden. In den meisten Fällen werden diese Temperaturen unterhalb oder nahe der Schmelztemperatur liegen. Die Temperatur, die zur Herstellung des Fließzustandes benötigt wird, darf jedoch nicht so hoch sein, dass sie den Schmelzpunkt des Nichtfett-Feststoffsubstrats in der Fett-Matrix erreicht. Hinzu kommt, dass die Zeitspanne, während der das Ausgangsmaterial diesen Temperaturen ausgesetzt wird, sehr kurz ist. Diese Zeitspanne liegt bei der Blitz-Heiz-Methode im Bereich von Zehnteln einer Sekunde und bei der Blitz-Scher-Methode im Bereich von Sekunden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer festen Suspension, hier im folgenden als "Solloid" bezeichnet, zum Zwecke der Abgabe von Aktivstoffen. Das Verfahren beinhaltet: a) Bereitstellung einer Mischung eines Nichtfett-Feststoffsubstrats in Verbindung mit einem damit assoziierten Aktivstoff und eines festen Fettes, das bei Raumtemperatur verfestigbar ist und einen Fließpunkt besitzt, der unter dem Schmelzpunkt des besagten Nichtfett-Feststoffsubstrats liegt; und b) Behandlung einer derartigen Mischung mit Bedingungen des Blitz-Fließens, wobei diese Mischung wenigstens auf eine Temperatur erwärmt wird, die ausreicht, im Fett ein Intrapartikel-Fließen hervorzurufen, die jedoch unterhalb des Schmelzpunktes des Feststoffsubstrats liegt sowie Anwendung einer Aufbrechkraft auf die erwärmte Mischung, um aus der besagten Mischung diskrete Solloide zu bilden.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Begriff "Solloid" auf das resultierende Produkt, welches dadurch hergestellt wird, dass eine Mischung – d. h. ein Nichtfett-Feststoffsubstrat in einem festen Fett – die mittels Blitz-Fließen bearbeitet wurde, einer Aufbrechkraft wie etwa der Friktion eines Gases ausgesetzt wird, welche die Gesamtheit des Materials in einzelne, kugelförmige Einheiten zerteilt. Der Begriff bezieht sich auch auf das Produkt, das dadurch hergestellt wird, dass die oben genannte Mischung Bedingungen von Kraft und Temperatur ausgesetzt wird, die hinreichend sind, bei dem Fett ein Intrapartikel-Fließen auszulösen sowie durch Anwendung ausreichender aufbrechender Fluid-Kräfte, um diskrete kugelförmige Einheiten einer festen Suspension zu erzeugen und aufrecht zu erhalten. Das Solloid wird als Abgabesystem für Aktivstoffe verwendet und ist besonders geeignet für essbare Produkte wie Lebensmittel und Arzneimittel und der gleichen, sowie für Kosmetika. Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind von besonderem Nutzen bei der Abgabe von Geschmacksstoffen, Süßstoffen und Säuerungsmitteln in Kaugummi und Konfekt-Zusammensetzungen.
Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung auf eine Stoffzusammensetzung ausgerichtet, die eine Vielzahl an Solloiden enthält. Die Solloide beinhalten eine feste Suspension eines Nichtfett-Feststoffsubstrats und eines damit assoziierten Aktivstoffes, wobei eine Dispersion in dem Material vorliegt, das bei Raumtemperatur verfestigbar ist und einen Intrapartikel-Fließpunkt unter dem Schmelzpunkt des besagten Nichtfett-Feststoffsubstrats aufweist. Ein vorherrschender Anteil der Solloide hat einen im wesentlichen gleichen Gehalt an Aktivstoff und mindestens 60 oder mehr und bevorzugt etwa 80% dieser Solloide haben einen mittleren Durchmesser der Partikelgröße von weniger als etwa 400 Micron (400 μm), und bevorzugt von weniger als etwa 300 Micron (300 μm).
Bei einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet die vorliegende Erfindung die Herstellung von "Solloiden", welche monodispergiert sind. "Monodispergiert" bedeutet in diesem Zusammenhang die Herstellung einer Vielzahl uniformer kugelförmiger Solloide. Dies bedeutet, dass die Solloide so hergestellt werden können, dass sie eine vorhersagbare uniforme Größe aufweisen.
Insbesondere bedeutet "monodispergiert", dass mindestens etwa 40% Gewichtsanteil, bevorzugt mindestens etwa 60% Gewichtsanteil, und am stärksten bevorzugt mindestens etwa 80% der produzierten Solloide einen größten Durchmesser aufweisen, der innerhalb von 60% des mittleren Produktdurchmessers liegt. Der Durchmesser des Teilchens ist die Größe entsprechend der längsten geraden Linie in der größten Ebene des dreidimensionalen Solloids. Im allgemeinen entspricht der Partikel-Durchmesser dem Durchmesser der Kugel, wenn der Partikel eine kugelige Form besitzt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform bedeutet Monodispergierbarkeit, dass mindestens 40% der Partikel innerhalb von 50% des mittleren Partikel-Durchmessers liegen, und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform, dass sie innerhalb von 40% des mittleren Partikel-Durchmessers liegen.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet Blitz-Fließ Bearbeitung in Verbindung mit der Anwendung separater aufbrechender Fluid-Scherkräfte, die sofort nach Erreichen des Fließ-Zustandes auf das Ausgangsmaterial angewendet werden. Es ist ein wichtiges Merkmal dieser Erfindung, das eine innige Mischung des Nichtfett-Feststoffsubstrats und des Fetts während des gesamten Vorgangs aufrecht erhalten und bewahrt wird, um zur Herstellung von Solloiden zu gelangen. Somit sind die Anwendung von Temperatur und anfänglicher Kraft dergestalt, dass sie einen internen Fließzustand des Fettes erzeugen. Die anschließend zur Erzeugung von Solloiden angewandte Aufbrechkraft darf nicht so groß sein, dass sie das im fließfähigen Fettmaterial suspendierte Nichtfett-Feststoffsubstrat zerstört oder abtrennt.
Die Bezeichnung Blitz-Fließen (flash flow) bezeichnet in der Technik Bedingungen der Temperatur und Kraft, die zur Umwandlung eines festen Ausgangsmaterials mit einer bestimmten morphologischen und/oder chemischen Struktur in ein neues festes Material mit einer abweichenden morphologischen und/oder chemischen Struktur nötig sind, ohne dabei die Feststoffe einer längeren Hitzebehandlung oder anderen der Extrusionsverarbeitung inhärenten Erfordernissen zu unterwerfen. Der Begriff "Blitz-Fließen" (flash flow) ist in den ebenfalls im Besitz des Anmelders/Erfinders befindlichen US-Patenten 5,236,734 (erteilt am 17. August 1993) und 5,238,696 (erteilt am 24. August 1993) sowie in den ebenfalls anhängigen Patentanmeldungen U.S.S.N. 07/787,245 (eingereicht am 4. November 1991) und U.S.S.N. 07/893,238 beschrieben.
Der Begriff Blitz-Fließen bezieht sich darauf, ein geeignetes Ausgangsmaterial Bedingungen der Temperatur und der Kraft zu unterwerfen, die ein festes Ausgangsmaterial dazu veranlassen, schnell derartige physikalische und/oder chemische Umwandlungen durchzumachen. Das Blitz-Fließen des Ausgangsmaterials kann entweder durch ein Blitz-Heiz-Verfahren oder ein Blitz-Scher-Verfahren erfolgen.
Im Blitz-Heizverfahren kann eine Scherform-Matrix durch Drehen eines Ausgangsmaterials in einer Fabrikationsmaschine für watteartige Süßigkeiten ("cotton candy") erzeugt werden. Das Rotiergerät, das für die Durchführung eines Blitz-Heiz-Verfahrens verwendet wird, kann eine Maschine des "cotton candy"-Typs sein, wie etwa das Econo Floss Modell 3017, hergestellt durch die "Gold Metal Products Company of Cincinnati, Ohio", eine Maschine mit einem schraubenförmigen Heizelement wie in der U.S.S.N. 954,257 (eingereicht am 30. September 1992) offenbart, oder andere derartige Maschinen. Es wird dem Fachmann erkennbar sein, dass jedweder Apparat oder physikalische Prozess, der ähnliche Kräfte und Bedingungen eines Temperaturgradienten hervorbringt, ebenfalls verwendet werden kann. Zur Einfachheit der Offenbarung und Beschreibung dieser Erfindung wird der Begriff "Blitz-Heizen" derart verstanden, dass er ein Verfahren bezeichnet, das folgendes beinhaltet: ein Ausgangsmaterial wird einer Kombination aus Temperatur, thermischen Gradienten, Fluss, Fluss-Raten und mechanischen Kräften gemäß der Art, die in der "cotton candy"-Maschine der obigen Referenz U.S.S.N. 954,257 erzeugt wird, unterworfen. Der Apparat wird bei einer Temperatur und Geschwindigkeit betrieben, welche ein Blitz-Heizen des Ausgangsmaterials ohne Schädigung eines seiner Inhaltsstoffe erlaubt.
Im Blitz-Heiz-Verfahren wird das Ausgangsmaterial ausreichend erwärmt, um einen internen Fließ-Zustand zu erzeugen, der es einem Teil des Ausgangsmaterials erlaubt, sich auf Subpartikel-Niveau gegenüber dem Rest der Masse und gegenüber Austrittsöffnungen am Umfang des Drehkopfes zu bewegen. Die im Drehkopf erzeugte Zentrifugalkraft schleudert das fließende Ausgangsmaterial aus dem Drehkopf heraus, so dass es bei veränderter Struktur erneut Form annimmt. Die für den Austritt des fließfähigen Ausgangsmaterials benötigte Kraft wird durch die über den Drehkopf erzeugten Kräfte geliefert. Das Blitz-Heiz-Verfahren ist verwendet worden, um eine amorphe Matrix aus einem kristallinen Material gemäß der Offenbarung des zuvor genannten Fuisz-Patents zu erzeugen. Bei der vorliegenden Erfindung enthält das Ausgangsmaterial eine Mischung eines Nichtfett-Feststoffsubstrates und eines festen Fettes, welche dann einer Erwärmung unterzogen wird, die ausreichend ist, einen Intrapartikel-Fluss des Fettes zu erlauben. Die Zentrifugalkraft schleudert das im Intrapartikel-Fluss befindliche Ausgangsmaterial in die Luft, wo die von der umgebenden Luft bereitgestellten Reibungskräfte den Strahl dieses Materials und der neu gebildeten Masse aufbrechen und die neue morphologische Struktur am Ort fixieren. Das resultierende Produkt ist eine feste Suspension in Kugelform, die als Solloid bezeichnet wird.
Im Blitz-Scher-Verfahren erfolgt die Herstellung einer Scherform-Matrix dadurch, dass die Temperatur des Ausgangsmaterials, welches ein nicht-gelöstes Fett enthält, bis zu einem Punkt erhöht wird, an dem das besagte Fett ein Intrapartikel-Fließen durchläuft. Das Ausgangsmaterial wird weiter befördert und aus einem Extruder oder ähnlichem ausgestoßen, während das Fett das Intrapartikel-Fließen durchläuft, dann aufbrechenden Fluid-Scherkräften unterworfen wird, um eine Vielzahl an Teilen oder Massen zu formen, die die individuellen kugeligen Solloide beinhalten. Die hier in Verbindung mit dem Blitz-Scher-Verfahren genannte aufbrechende Fluid-Scherkraft ist bevorzugt durch einen Gasstrom positiven Drucks, z. B. einen Luftstrom, verwirklicht, welcher auf die ausgestoßene Masse (das Extrudat) gerichtet ist. Somit ist der auf das Extrudat gerichtete ausgeübte Druck größer als der atmosphärische Luftdruck.
Die Solloide werden in wesentlichem Maße und sofort abgekühlt, nachdem der Kontakt mit der Fluid-Scherkraft erfolgt ist, wobei ihnen eine weitere Bewegung unter Bedingungen des freien Flusses oder freien Falls erlaubt wird, wodurch sie weiter abgekühlt werden, um die Anhaftung einzelner Solloide aneinander zu verhindern und die Bedingung des freien Flusses aufrecht zu erhalten.
Das Ausgangsmaterial, das für das Blitz-Scher-Verfahren verwendbar ist, beinhaltet Trägersubstanzen wie Fette oder andere ölartige Materialien, ist jedoch nicht auf diese beschränkt.
Es ist wichtig, dass die für das Blitz-Fließ-Verfahren ausgewählte Grundsubstanz verarbeitet werden kann, ohne sich dabei auf einen Lösungseffekt stützen zu müssen. Im Fall von Materialien auf Fettbasis ist die Grundsubstanz bei Raumtemperatur ein Feststoff, welcher dann dem Blitz-Scher-Verfahren oder dem Blitz-Heiz-Verfahren unterworfen wird. Es wird kein Lösungsmittel und keine Flüssigkeit benötigt, um die Solloid Form sowohl beim Blitz-Scher-Verfahren als auch beim Blitz-Heiz-Verfahren zu erhalten. Diese Verfahren stellen Prozesse des Prinzips "Feststoff-zu-Feststoff" dar, welche schnell und fast ohne oder ohne längere Hitzebehandlung während der Verarbeitung ablaufen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Fett durch Blitz-Fließ-Behandlung vorbehandelt, bevor es zur Bildung der Solloide verwendet wird. Bevorzugt erfolgt diese Vorbehandlung des Fettes durch Blitz-Heiz-Behandlung, z. B. durch Drehen in einem Drehkopf.
Das Blitz-Scher-Verfahren kann in einem Apparat durchgeführt werden, der Mittel zur Temperatur-Erhöhung eines nicht-gelösten Ausgangsmaterials und Mittel zum simultanen Transport für das Ausstoßen des Materials besitzt. Ein Doppelextruder ("twin extruder") mit multiplen Heizzonen kann verwendet werden, um die Temperatur zu erhöhen und das Material vorwärts zu transportieren. Das zweite Element des Apparates ist ein Mittel zum Auswerfen der Grundmasse in einer für das Scheren geeigneten Weise, um die Scherform-Matrix bereit zu stellen. Das Mittel für das Ausstoßen steht im Fließkontakt mit dem Mittel zur Erhöhung der Temperatur und ist an einer solchen Stelle angebracht, dass es die Grundmasse entgegen nehmen kann, während sich diese in einem internen Fließzustand befindet. Das Mittel zum Ausstoßen der Grundmasse ist bevorzugt eine Düse, die ausreichende Gas-Reibungskraft erlaubt, welche auf den ausgestoßenen Strahl der Grundmasse angewandt wird, um den Strahl aufzubrechen und ein Solloid zu bilden und aufrecht zu erhalten.
Ein Apparat zur Blitz-Scher-Bearbeitung eines Ausgangsmaterials ist in der ebenfalls anhängigen Patentanmeldung U.S.S.N. 965,804 (eingereicht am 23. Oktober 1992) beschrieben. Das Mittel zum Scheren ist in der Nähe der Auswurfvorrichtung angeordnet und dafür vorgesehen, das Scheren der Grundmasse durchzuführen, während sich diese im Zustand des internen Fließens befindet. Bevorzugt ist das Mittel zum Scheren ein Mittel zur Bereitstellung eines Fluids wie etwa eines Gases bei ausreichender Geschwindigkeit und bei einer Temperatur, die gegenüber derjenigen des aus der Düse austretenden Strahls der Grundmasse erhöht ist. Eine solche Vorrichtung kann eine externe Zerstäubungsdüse sein. Das Mittel zum Scheren kann auch eine Kammer sein, in der die Umgebung aufrecht erhalten wird, um einen Schereffekt zu induzieren, der in Folge einer bei hoher Geschwindigkeit stattfindenden Kollision eines Strahls der Grundmasse gegenüber einer vorab ausgewählten und aufrecht erhaltenen Umgebung erfolgt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsweise der vorliegenden Erfindung wird der Lebensmitteltechnischer in die Lage versetzt, ein Abgabesystem bereit zu stellen, das so ausgestaltet werden kann, dass es die gewünschten Sinneseindrücke beim Verbraucher beeinflusst. Zum Beispiel können Lebensmittelsäuren separat in ein Solloid-Abgabesystem einbezogen werden, während die Geschmacksstoff- und Süßstoff-Komponenten der Zusammensetzung direkt in das Gesamtprodukt oder ein separates Solloid-System oder -Systeme einbezogen werden können. Unter Stützung auf das grundlegende Konzept, dass Partikel größerer Größe ihre Aktivstoffe beim Kauen früher abgegeben, kleinere Partikel dagegen später, während sich das Kauprodukt in der Mundhöhle befindet, kann der Fachmann in hervorragender Weise eine sequentielle Abgabe von Geschmacksstoffen, Säuren, Süßstoffen, etc. verwirklichen. Es ist beabsichtigt, die technischen Möglichkeiten von Geschmackssystemen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung einzubeziehen.
Somit umfaßt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, welches der Abgabe und/oder Verlängerung der Wirkung von Geschmacksstoffen, Süßstoffen und anderen auf die Sinneswahrnehmung zielenden Agenzien beim Konsumenten dient.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in der Fähigkeit, flüchtige Geschmacksstoffe wie Menthole, etc. derart freizusetzen, dass ihre Verdampfung, bzw. Verflüchtigung unterdrückt wird, bis das Solloid im Mund des Verbrauchers aufgeschlossen wird. Bei dieser speziellen Ausführungsform wurde herausgefunden, dass die Verwendung mittelkettiger Triglyceride (medium chain triglycerides, MCTs) die Unversehrtheit des Fettanteils des Solloids verbessert und ferner den Fluß des Fettes um den Nichtfett-Feststoff und die Säuren bei Ausbildung separater einzelner Solloid-Partikel verbessert.
Darüber hinaus sind mittelkettige Triglyceride sehr nützlich, wenn sie zuerst mit einem flüchtigen Geschmacksöl gemischt werden, bevor eine Mischung mit einer zweiten Kombination aus Süßstoff, Fett und dem Nichtfett-Feststoff wie etwa Hydroxypropylmethyl-Cellulose, erfolgt. Die beiden Kombinationen, d. h. Geschmacksöl plus MCT und Süßstoff plus Fett plus Hydroxypropylmethyl-Cellulose, werden dann gemischt und der Blitz-Fließ-Bearbeitung unterworfen, um singuläre Solloide bereitzustellen, welche in idealer Weise geeignet sind, um in Lebensmittelprodukte für den Konsumenten, insbesondere in Kaugummi, eingebracht zu werden. Dieses Produkt kann sogar noch weiter verbessert werden, indem das zur Herstellung der Solloide verwendete Fett vorbehandelt wird.
Als Ergebnis der vorliegenden Erfindung kann ein einzigartiges Abgabesystem dazu verwendet werden, die Abgabe einer vollständigen Bandbreite an Sinnesstoffen zu verwirklichen und bei niedriger Temperatur eine Verarbeitung zu ermöglichen, um derartige Agenzien zu schützen, insbesondere solche, die in Gegenwart von Hitze und/oder Feuchtigkeit abnehmen oder zerfallen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt Mikrophotographien von Solloiden, welche in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erzeugt wurden.
2 ist eine Mikrophotographie eines Querschnitts eines Solloids, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erzeugt wurde.
Detaillierte Beschreibung und bevorzugte Ausführungsformen
Wie zuvor diskutiert, sind die Solloide der vorliegenden Erfindung einzelne, gleichförmige, kugelige Abgabesysteme für feste Suspensionen. Die feste Suspension beinhaltet ein Nichtfett-Feststoffsubstrat mit einem damit assoziierten Aktivstoff. Das Nichtfett-Feststoffsubstrat ist in einer festen Fett-Matrix suspendiert. Die einzeln vorliegenden Solloide können in einer Vielzahl von Produkten wie Arzneimitteln, Lebensmitteln, Körperpflegeprodukten und dergleichen verwendet werden. Die Solloide lassen sich mittels Blitz-Fließ-Bearbeitung entweder in Form des Blitz-Scher-Verfahrens oder des Blitz-Heiz-Verfahrens, wie hier weitergehend beschrieben, erzeugen. Die Vorteile der vorliegenden Erfindung erlauben sowohl eine gleichförmige Abgabe als auch eine kontrollierte Freisetzung des Aktivstoffes.
Der Aktivstoff wird im allgemeinen durch einfache Mischvorrichtungen mit dem Nichtfett-Feststoffsubstrat assoziiert. Der Begriff "assoziiert mit" beinhaltet die Absorption des Aktivstoffes in, die Beschichtung auf oder die Verbindung mit dem Nichtfett-Feststoffsubstrat. In den Fällen, in denen das Substrat ein poröses Material ist, kann der Aktivstoff ein Fluid wie etwa ein Geschmacksöl oder ein anderes ölartiges Material sein, das dazu in der Lage ist, in das poröse Substrat hinein absorbiert zu werden. Wie im folgenden weiter diskutiert, muss das Substrat nicht in zwingender Weise porös in dem Sinne sein, dass es Mikrokanäle enthält, jedoch kann es befähigt sein, den Aktivstoff zu absorbieren oder zu tragen. Der Aktivstoff ist bevorzugt ein Material, das gegenüber Hitze und wässrigen Bedingungen der Verarbeitung empfindlich ist.
Die Solloid-Form und das Blitz-Fließ-Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, dass sie gegenüber Hitze- und Lösungsmittel-empfindlichen Aktivstoffen schonend sind, d. h. gegenüber Materialien wie z. B. flüchtigen Aromaölen, künstlichen Süßmitteln oder Arzneistoffen. Das Blitz-Scher- und das Blitz-Heiz-Verfahren erlauben die Bildung von Solloiden, die im wesentlichen eine gleichbleibende Form und Größe sowie gleichbleibenden Gehalt an Aktivstoff aufweisen. Der Aktivstoff bleibt erhalten, weil das Blitz-Scher- und das Blitz-Heiz-Verfahren zur Herstellung der Solloide Temperatur- und Kraftbedingungen verwenden, die die Unversehrtheit oder Wirksamkeit des Aktivstoffes nicht gefährden. Stoffzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung werden bei weitgehendem oder gänzlichem Verzicht auf eine längere Wärmebehandlung verarbeitet und die Verarbeitungszeit im Vergleich zu konventionellen Verfahren der Sprühtrocknung oder Sprühgefrierung wesentlich vermindert. Die Temperaturen im Blitz-Fließ-Verfahren werden so niedrig wie möglich gehalten und die benötigte Wärme ist nur diejenige, die zum Erreichen eines fließfähigen Zustandes des festen Fettes notwendig ist, die jedoch nicht hoch genug ist, um das Nichtfett-Feststoftsubstrat zu schmelzen.
Das Blitz-Fließ-Verfahren hat deutliche Vorteile gegenüber den zur Sprühtrocknung und Sprühgefrierung verwendeten Extrusionstechniken. Das vorliegende Verfahren eliminiert nicht nur die mit einer langen Hitzebehandlung verbundenen Nachteile, sondern verhindert auch, dass sich Bestandteile der Mischung vor der Extrusion absetzen. Hierdurch wird die Notwendigkeit beseitigt, die auf Grund der benötigten Schmelz- und Mischtanks bei Sprühtrocknung und Sprühgefrierung üblicher Weise verwendeten Dispersionsmittel einzusetzen, die dort ein derartiges Ausfallen verhindern. Zusätzlich erfordern konventionelle Verfahren der Sprühtrocknung und Sprühgefrierung ein erhebliches Maß an physikalischem Prozessraum, um ordnungsgemäß durchgeführt werden zu können. Dies liegt daran, dass die geschmolzene Flüssigkeit aus dem Wartetank und dem Mischtank unter Druck auf eine Turmhöhe hinauf gepumpt werden muss, so dass sie abwärts in eine kühle Umgebung versprüht werden kann und eine Trocknung oder ein Gefrieren während des freien Falls erlaubt wird. In der vorliegenden Erfindung wird nicht nur eine derartige Ausstattung und ein derartiger vergrößerter Platzbedarf überflüssig gemacht, sondern auch die zur Durchführung des Verfahrens nötige Zeitspanne signifikant vermindert. Während die konventionelle Verarbeitung auf Chargen basierte und erhebliche Wartezeiten erforderte, bevor eine bestimmte Menge des Ausgangsmaterials aufwärts in den Bereich der Düse gepumpt werden konnte, stellt die vorliegende Erfindung einen kontinuierlichen Prozess dar, der keine Erfordernisse an eine Vormischung und ein Schmelzen des festen Fettes mit dem nicht festen Substrat aufweist. Gemische der erfindungsgemäßen Zusammensetzung können sofort in Zehnteln einer Sekunde im Fall des Blitz-Heiz-Verfahrens und in Sekunden oder höchstens Minuten im Fall des Blitz-Scher-Verfahrens verarbeitet werden.
Die Vorteile einer Verarbeitung von Feststoff zu Feststoff ohne lange Standzeiten zum Schmelzen sind außerordentlich bedeutsam. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden entweder in den Drehkopf oder in die Extrusionstrommel gegeben und bei Temperaturen verarbeitet, die ausreichend sind, um dem Fett das Fließen zu ermöglichen. Ein positiver Druck wird während des Verfahrens des Blitz-Scherens aufrecht erhalten. Dieser positive Druck unterstützt die Mischung dabei, stabil zu bleiben, d. h. die Abscheidung jedweden Nichttett-Feststoffsubstrats in der Fettmatrix zu verhindern. Die Abscheidung von Mischungsbestandteilen ist bei den Verfahren der Sprühtrocknung und des Sprühgefrierens ein übliches Phänomen. Um dieses Problem zu überwinden, werden im Wartegefäß Mixer eingesetzt. Zusätzlich dient der positive Druck in der Extrusionsvorrichtung dazu, den innigen Kontakt zwischen dem Nichtfett-Feststoffsubstrat und dem festen Fett während der kurzen Zeitspanne in der Extrusionstrommel zu unterstützen und aufrecht zu erhalten. Im Fall des Blitz-Heiz-Verfahrens läuft der Prozess unter Einwirkung von Zentrifugalkraft im wesentlichen in Bruchteilen einer Sekunde ab, so dass eine Abscheidung nicht wahrscheinlich ist.
Im Fall des Blitz-Scher-Verfahrens wird das Stoffgemisch, sobald es durch die Extrusionstrommel befördert wurde, über eine Düse freigesetzt, die auf Leitung einer Aufbrech-Kraft hin ausgestaltet ist, wobei diese Aufbrechkraft hinreichend ist, Solloide aus der fließenden Mischung zu bilden und diese aufrecht zu erhalten. Bei dieser Kraft handelt es sich bevorzugt um einen Gasstrahl wie etwa Luft, welcher auf die fließende Masse gerichtet ist, wenn sie den Extruder verlässt. Diese Aufbrechkraft ist ausreichend, den fließenden Strahl in einzeln vorliegende, kugelige Partikel zu teilen, welche im wesentlichen von gleichförmiger Größe sind und im wesentlichen einen gleichbleibenden Gehalt des Aktivstoffes aufweisen.
Kräfte, die zu groß sind, so dass sie das Nichtfett-Feststoffsubstrat vom fließenden Fett abschälen oder abtrennen, sind nicht als Bestandteil dieser Erfindung gedacht. Die Kraft soll ausreichend groß sein, um die Solloid-Einheit hervorzubringen, aber nicht so groß, die Solloid-Komponenten zu trennen.
Im Fall des Blitz-Heiz-Verfahrens ist der Drehkopf mit einem Heizelement ausgestattet, das eine ausreichende Temperatur liefert, um das feste Fett durch die Öffnungen des Drehkopfes fließen zu lassen, wobei es das Nichtfett-Feststoffsubstrat, welches den Aktivstoff enthält, mit sich führt. Die fließfähige Masse deformiert ausreichend, um unter Zentrifugalkraft aus dem Drehkopf heraus und in die umgebende Atmosphäre geschleudert zu werden. Die austretende Masse wird den Aufbrechkräften der umgebenden Luft ausgesetzt, wenn sie den Drehkopf verlässt. Diese Aufbrechkräfte der Luft sind ausreichend, um die Solloide gemäß der vorliegenden Beschreibung zu bilden und aufrecht zu erhalten.
Die folgenden allgemeinen Zusammensetzungen sind für die erfindungsgemäßen Solloid-Zusammensetzungen und Verfahren vorteilhaft:

Bestandteil Gewichts-% bzw. Zusammensetzung

Fett 40–94

Nichtfett-Substrat 5–30

Aktivstoff(e) 0,01–35
Die 1 und 2 stellen Mikrophotographien der vorliegenden Erfindung dar. 1 zeigt die Gleichförmigkeit in Größe und Form. 2 zeigt das Nichtfett-Feststoffsubstrat im Inneren der festen Fettmatrix. Risse innerhalb der Kristalle der Fettmatrix sind anhand des Querschnitts erkennbar.
Fette, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, sind solche, die bei Raumtemperatur im wesentlichen fest sind. Hydrierte und teilhydrierte Pflanzen- und Tierfette sind Beispiele für geeignete Fette. So beinhaltet eine unvollständige Liste entsprechender Pflanzenfette z. B. hydriertes oder teilhydriertes Baumwollsamen-Öl, hydriertes oder teilhydriertes Sojaöl, hydriertes oder teilhydriertes Palmöl und Gemische daraus. Zusätzlich können diese Fette sowohl durch Mono-, Di- oder Triglyceride von Fettsäuren als auch durch Propylenglycol-mono und -diester von Fetten und Fettsäuren ergänzt werden. Tierische Fette wie Talg, Schmalz sowie andere hydrierte und teilhydrierte Versionen von tierischen Fetten können ebenfalls für die vorliegende Erfindung verwendet werden.
Andere verwendbare Matrixmaterialien umfassen Wachse, die bei Raumtemperatur fest sind. So können z. B. Petroleumwachse wie Paraffin und mikrokristalline Wachse und dergleichen verwendet werden. Diese Materialien können allein oder in Kombination für die Fettmatrix verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Fett mittels Blitz-Fließ-Behandlung vorbehandelt, bevor es zur Bildung von Solloiden herangezogen wird. Bevorzugt wird das Fett durch Blitz-Heiz-Behandlung, z. B. durch Drehen des Fettes in einem Drehkopf, vorbehandelt. Im folgenden werden Beispiele geschildert, die die Vorbehandlung des Fettes vor der Bildung von Solloiden beinhalten.
Andere Materialien können der Solloid-Zusammensetzung zugegeben werden, um die Fließeigenschaften, die Textur oder den Geschmack zu modifizieren. So können z. B. mittelkettige Triglyceride, Emulgatoren, Weichmacher und dergleichen verwendet werden. Dampf-vermindernde Zusätze können flüchtigen Geschmacksölen zugegeben werden, um dem Verlust an Geschmackskomponenten abzuhelfen. Mittelkettige Triglyceride wurden als besonders effektiv zur Unterdrückung der Verdampfung, bzw. Verflüchtigung von Menthol ermittelt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform können mittelkettige Triglyceride in Kombination mit flüchtigen Geschmacksstoffen (ebenso auch mit nicht-flüchtigen Geschmacksstoffen) verwendet werden, was besonders nützlich zur Unterdrückung einer Verflüchtigung dieser Geschmacksstoffe ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird MCT zusammen mit Fruchtaromen verwendet. So kann z. B. ein Geschmacksöl (insbesondere ein flüchtiges Geschmacksöl) mit einem mittelkettigen Triglycerid vorab gemischt werden. Eine andere vorbereitete Mischung enthält einen Süßstoff, Fett und ein Nichtfett-Feststoffsubstrat wie etwa Hydroxypropylmethyl-Cellulose. Die zwei vorbereiteten Mischungen werden dann wiederum innig gemischt (melangiert), um eine Zusammensetzung zu ergeben, die zur Bildung von Solloiden weiterverarbeitet wird.
Die Nichtfett-Feststoffsubstrate können aus einer breiten Palette von Materialien ausgewählt werden, die dazu befähigt sind, an einen Aktivstoff zu binden, mit diesem beschichtet oder vereint zu werden oder diesen zu absorbieren. Eine Einschränkung liegt jedoch darin, dass der Schmelzpunkt des als Nichtfett-Feststoffsubstrats ausgewählten Materials so sein muss, dass dieses nicht während des Blitz-Fließ-Verfahrens schmilzt. Dies bedeutet, dass der Schmelzpunkt des Nichtfett-Feststoffsubstrats oberhalb der Fließpunkttemperatur des festen Fettes liegen muss. Es gibt mehrere Gründe für dieses Erfordernis; einer dieser Gründe liegt darin, dass das endgültige aus den Zusammensetzungen und dem Verfahren gewonnene Produkt ein Solloid, d. h. eine feste Suspension des Feststoffsubstrats in einem festen Fett ist. Hätte das Substrat die Möglichkeit zu schmelzen, so würde sich eine innige Mischung ergeben und die feste Suspension wäre kein Solloid gemäß der hier getroffenen Definition. Zusätzlich würde sich der mit dem Feststoffsubstrat assoziierte Aktivstoff ebenfalls mit dem Fett vermischen. Es ist die Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, den Aktivstoff derartig auf dem Substrat zu tragen, dass er auch in der Solloid-Form weitgehend mit dem Feststoffsubstrat verbunden bleibt. Während es absolut möglich ist, dass sich eine gewisse Menge des Aktivstoffs von dem Substrat löst oder während des Verfahrens anderweitig in das fließfähige Fett übertritt, wird jedoch davon ausgegangen, dass ein wesentlicher Anteil des Aktivstoffes eng mit dem Substrat verbunden bleibt. Das resultierende Solloid profitiert insofern von dieser Eigenschaft, als sie eine gleichbleibende Form und einen gleichbleibenden Gehalt an Aktivstoff für jedes Solloid und außerdem eine kontrollierte Abgabe des Aktivstoffes aus dem Solloid gewährleistet. Jedes Solloid muss durch Kauen, Nahrungsaufnahme oder andere Kräfte wie etwa einem Verreiben auf der Haut, aufgebrochen werden, um den Aktivstoff aus dem einzelnen Solloid freizusetzen und um diesen für den beabsichtigten Zweck verfügbar zu machen.
Repräsentative Nichtfett-Feststoffsubstrate umfassen – ohne jedoch darauf beschränkt zu sein – Materialien, die adsorbierend wirken und ebenso Materialien, die absorbierend wirken. Denkbare Beispiele sind Cellulose-Materialien wie etwa Alkyl-Cellulosen, Hydroxyalkyl-Cellulosen und Hydroxyalkylalkyl-Cellulosen. Diese beinhalten Methyl-Cellulose, Hydroxymethyl-Cellulose, Hydroxyethyl-Cellulose, Hydroxypropyl-Cellulose, Hydroxyethylmethyl-Cellulose, Hydroxypropylmethyl-Cellulose, Hydroxybutylmethyl-Cellulose, Cellulose-Ester und Hydroxyalkyl-Cellulose-Ester. Unter den vorteilhaften Beispielen sind auch Cellulose-Acetylphthalate und Hydroxypropylmethyl-Cellulose. Weiterhin sind Carboxyalkyl-Cellulosen und deren Ester ebenso wie Carboxyalkylalkyl-Cellulosen und deren Ester vorteilhaft. Ein Beispiel hierfür ist Carboxymethyl-Cellulose.
Andere Nichtfett-Feststoffsubstrate umfassen in Wasser quellfähige Gummen und Leimprodukte, Polysaccharide aus Algen, Pektin und Lignin. So können z. B. Karayagummi, Akaziengummi, Tragant, Natrium-Alginat, Calcium-Alginat, Carageen und seine Salze sowie Mischungen hiervon verwendet werden. Stärken einschließlich chemisch und biologisch modifizierter Stärken werden ebenfalls zu den vorteilhaften Beispielen gerechnet. Des weiteren können Proteinmaterialien wie Zein, Sorghum und andere Prolamine verwendet werden.
Verschiedene Siliciumdioxid-Produkte und mikrokristalline Substanzen sind ebenfalls als Nichtfett-Feststoffsubstrat geeignet. So sind Siliciumdioxid-Produkte allgemein bekannt für ihre Fähigkeit, Flüssigkeiten zu absorbieren oder anderweitig zu binden, und bestimmte Siliciumdioxid-Produkte sind von außerordentlich poröser Natur. So hat sich z. B. synthetische, amorphe Kieselsäure als besonders geeignet herausgestellt, da sie eine einmalige Kombination aus Gleichförmigkeit, Reaktionsträgheit, großer Oberfläche und Porosität aufweist, wodurch sie sehr stark adsorbierend wird. Diese Siliciumdioxid-Produkte werden mit genau kontrollierter Oberflächengröße, Porosität und statistischer Verteilung der Partikelgröße hergestellt. Dies macht sie für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen besonders geeignet. Kommerziell erhältliche Siliciumdioxid-Produkte dieser Art werden unter den Markennamen SYLOID^® und SYLOX^® von der W. R. Grace & Company, Baltimore, Maryland, verkauft. Diese Materialien sind besonders für konventionelle flüssige Dispersionen und Suspensionen vorgesehen. Sie sind jedoch auch für die festen Suspensionen gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet.
Es ist bevorzugt, dass das Nichtfett-Feststoffsubstrat muco-adhäsive Eigenschaften (Eigenschaften eines Muco-Klebstoffs) aufweist. Dies bedeutet, dass das Substrat eine Neigung dazu hat, an den Schleimhäuten des Körpers, insbesondere im Mund, anzuhaften, so dass der Aktivstoff entweder schnell absorbiert werden kann, oder – im Fall von Geschmacksstoffen – für eine lange Zeitspanne in der Mundhöhle verbleibt, da die Aktivstoffe durch das Substrat getragen werden. Diese Substratmaterialien lagern sich an, wenn sie den feuchten Bedingungen im Mund ausgesetzt sind, im wesentlichen wegen ihrer physikalischen und chemischen Affinität gegenüber der Schleimhaut-Struktur. Die hydrophilen Carboxyl- und Hydroxyl-Gruppen im Substrat, ebenso wie andere eventuell vorliegende hydrophile Gruppen, werden hauptsächlich für die Affinität und Adhäsion dieser Stoffgruppen gegenüber Schleimhäuten verantwortlich gemacht. Diese Stoffe haben außerdem die Fähigkeit, glatt und im Mund von jedweden unangenehmen Textureigenschaften frei zu sein. Aus diesem Grund erlaubt ihr gleitstoffartiges Mundgefühl ihnen, kaum spürbar zu sein, wenn sie an der Schleimhaut gebunden sind, wodurch der Aktivstoff im Fall von Geschmacksstoffen langsam im Mund oder im Fall von Arzneimitteln langsam in den Blutstrom freigesetzt werden kann.
Das bevorzugte Nichtfett-Feststoffsubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung ist Hydroxypropylmethyl-Cellulose. Dieses spezielle Substrat wurde als besonders geeignet für Kaugummi-Zusammensetzungen und andere Konfekt-Produkte ermittelt. Geschmacksstoffe wie etwa Geschmacksöle werden der Hydroxyproplymethyl-Cellulose im allgemeinen beigemischt und dann in Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung zu der festen Fettmatrix gegeben. Da die Geschmacksöle rasch von der Cellulose aufgesogen werden, werden die Öle so in das fertige Solloid-Produkt eingebracht, dass während der Verarbeitung praktisch keine Verflüchtigung der Geschmacksstoffe erfolgt.
Die für die vorliegende Erfindung geeigneten Aktivstoffe können aus sämtlichen Aktivstoffen ausgewählt werden, die dazu in der Lage sind, mit dem Nichtfett-Feststoffsubstrat zu assoziieren und damit von diesem getragen zu werden. Flüssigkeiten sind z. B. besonders geeignet, da sie in Form einer Beschichtung auf das Nichtfett-Feststoffsubstrat aufgebracht oder von diesem absorbiert werden können. Jedoch können auch nicht-flüssige Formen verwendbar sein, wenn das Nichtfeststoff-Substrat zuerst durch Blitz-Fließen behandelt wird, d. h. wenn das Feststoffsubstrat in einem Bitz-Fließ-Verfahren (wie etwa beschrieben in der ebenfalls anhängigen Patentanmeldung U.S.S.N. 07/787,245; eingereicht am 4. November 1991) mit dem festen Aktivstoff kombiniert wird, um ein verbundenes Partikel aus Nichtfett-Feststoffsubstrat und Aktivstoff zu bilden.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sind jedoch Flüssigkeiten bevorzugt. Beispiele der flüssigen Aktivstoffe beinhalten Arzneistoffe und ölartige Materialien wie etwa Geschmacksöle und dergleichen. Der flüssige Aktivstoff kann eine Kombination verschiedener Einzelbestandteile, wie etwa ein in dem Geschmacksöl gelöster oder dispergierter Süßstoff oder eine Mischung zweier Flüssigkeiten sein. So können z. B. künstliche Süßstoffe zu dem Geschmacksöl hinzu gegeben und dann auf das Substrat aufgebracht werden. Alternativ kann eine Mischung von Geschmacksölen oder Arzneistoffen hergestellt und mit dem Substrat kombiniert werden.
Bei einer Ausführungsform wird Fischöl durch Beschichten auf das Nichtfett-Feststoftsubstrat, wie z. B. Stärke, aufgebracht oder von diesem aufgesogen und damit in das erfindungsgemäße Abgabesystem eingebaut.
Für die vorliegende Erfindung geeignete Geschmacksöle können aus einer großen Vielzahl natürlicher Öle, künstlicher Öle oder Essenzen ausgewählt werden. Derartige Öle stammen in der Regel aus Pflanzenextrakten, können alternativ aber auch synthetisch hergestellt werden. Pfefferminzöl, Krauseminzöl (spearmint oil), Zimtöl, Wintergrünöl, Menthol, Citrusöle und andere Fruchtessenzen sind die am häufigsten verwendeten Geschmacksöle, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Die Solloide der vorliegenden Erfindung vermitteln den Eindruck, dass eine größere Menge an Geschmack, bzw. Geschmacksstoff vorliegt, als dies tatsächlich der Fall ist, wodurch sowohl der Sinneseindruck mit weniger Geschmacksöl gesteigert und die Notwendigkeit größerer Mengen an Geschmacksöl oder Aktivstoff eliminiert wird. Dies ist besonders vorteilhaft für Anwendungen wie Kaugummi-Zusammensetzungen, bei denen der Zusatz von Geschmacksölen in hohen Konzentrationen zum Erreichen eines intensiveren Geschmacks in einer Weichmachung der Komponenten der Gummibase und in labberigen Kaueigenschaften resultiert. Hinzu kommt, dass Geschmacksöle wie Pfefferminzöl, Krauseminzöl, Menthol und Zimtöl besonders scharf sind und ein brennendes Gefühl im Mund erzeugen, wenn sie in zu großer Menge aufgenommen werden. Die vorliegende Erfindung erlaubt – wenn gewünscht – die Verwendung kleinerer Mengen als sie für Anwendungen im Lebensmittelbereich üblich sind, wobei größere Mengen als vorhanden wahrgenommen werden.
Alternativ ist auch eine im Vergleich zu früheren Verfahren stärkere Beladung mit dem Aktivstoff möglich, da dieses Verfahren Genauigkeit hinsichtlich der Menge des Aktivstoffs im Solloid erlaubt. Als wesentliches Charakteristikum erlaubt das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eine genaue Kontrolle der Menge an Aktivstoff im Solloid.
Beispiele für geeignete Citrusöle oder Hauptöle und/oder Essenzen umfassen eine große Menge an Materialien wie Apfel, Aprikose, Banane, Blaubeere, Kirsche, Traube, Grapefruit, Zitrone, Limette, Orange, Birne, Pfirsich, Ananas, Pflaume, Himbeere, Erdbeere und dergleichen. Mischungen und Derivate dieser Materialien sind eingeschlossen.
Zusätzliche Geschmacksstoffe können aus den synthetischen Geschmacksölen und Geschmacksaromen und/oder aus Ölen, Ölharzen und Extrakten, welche aus Pflanzen, Blättern, Blüten, Früchten usw. gewonnen wurden, sowie aus Kombinationen dieser Materialien ausgewählt werden. Beispielsweise können hier Nelkenöl, Lorbeeröl, Anisöl, Eukalyptusöl, Thymianöl, Zedernnadelöl, Muskatnussöl, Salbeiöl, Bittermandelöl und Cassiaöl verwendet werden. Üblicher Weise benutzte Geschmacksstoffe beinhalten Menthol, künstliches Vanillearoma, Zimt-Derivate und verschiedene Fruchtaromen, die sowohl individuell als auch in Beimischung verwendet werden können.
Als Geschmacksstoffe können weiterhin Aldehyde und Ester wie Zimt-Acetat, Zimt-Aldehyd, Citral-Diethylacetal, Dihydrocarvyl-Acetat, Eugenyl-Formiat, p-Methylamisol usw. verwendet werden. Generell kann jeder Geschmacksstoff und jeder Lebensmittelzusatzstoff, wie etwa die in "Chemicals Used in Food Processing", pub 1274 durch die National Academy of Sciences, Seiten 63–258 genannten, verwendet werden.
Weitere Beispiele für Aldehyd-Geschmacksstoffe beinhalten, sind jedoch nicht limitiert auf: Acetaldehyd (Apfel); Benzaldehyd (Kirsche, Mandel); Anisaldehyd (Lakritz, Anis); Zimtaldehyd (Zimt); Citral, d. h. alpha-Citral (Zitrone, Limette); Neral, d. h. beta-Citral (Zitrone, Limette); Decanal (Orange, Zitrone); Ethyl-Vanillin (Vanille, Sahne); Heliotropin, d. h. Piperonal (Vanille, Sahne); Vanillin (Vanille, Sahne); alphaamyl-Zimtaldehyd (würzige Fruchtaromen); Butyraldehyd (Butter, Käse); Valcraldehyd (Butter, Käse); Citronellal; Decannal (Zitrusfrüchte); Aldehyd C-8 (Zitrusfrüchte); Aldehyd C-9 (Zitrusfrüchte); Aldehyd C-12 (Zitrusfrüchte); 2-Ethylbutyraldehyd (Beerenfrüchte); Hexenal, d. h. trans-2 (Beerenfrüchte); Tolylaldehyd (Kirsche, Mandel); Veratraldehyd (Vanille); 2,6-Dimethyl-5-Heptenal, d. h. Melonal (Melone); 2,6-Dimethyloctanal (grüne Früchte); und 2-Dodecenal (Citrus, Mandarine), Mischungen dieser Stoffe und dergleichen.
Andere spezifische Geschmacksstoffe wie Ethylacetat, Thiophen, Ethylpropionat, Ethylbutyrat, 2-Hexanoat, 2-Methylpyazin, Heptaldehyd, 2-Octanon, Limonen und Eugenol sind ebenfalls verwendbar.
Der Geschmacksölanteil des vorliegenden Abgabesystems liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 0,02% bis etwa 40% Gewichtsanteil des Abgabesystems. Jedoch sind Abweichungen von diesem Größenbereich natürlich möglich, sofern das Solloid als Ergebnis eines Blitz-Fließ-Verfahrens hergestellt wird. Bevorzugt sind die Öle in Gewichtsanteilen von etwa 0,5% bis etwa 20% des Solloid-Abgabesystems vorhanden; besonders bevorzugt liegt ihr Gewichtsanteil bei etwa 2% bis etwa 12%.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Verwirklichung einer kontrollierten Freisetzung bereit gestellt. Insbesondere können Geschmacksstoffe wie Säuren, Aromen, Süßstoffe etc. zusammen oder getrennt in Solloide eingebaut werden, um die gewünschte Freisetzung des Geschmacksstoffs bereit zu stellen. In einer bestimmten Ausführungsform werden säurehaltige Solloide als separater geschmacksgebender Bestandteil hergestellt. Als davon getrennter geschmacksgebender Bestandteil werden Aromen plus Süßstoffe in ein zweites Solloid-Abgabesystem eingebracht. Die Solloide können dann in ein Lebensmittelprodukt wie Kaugummi eingebaut werden, um das gewünschte Abgabemuster herzustellen. Beispielsweise kann eine aufeinander folgende Freisetzung von Geschmacksstoffen als Ergebnis der Verwendung des Solloid-Abgabesystems gemäß der vorliegenden Erfindung realisiert werden.
Darüber hinaus kann der Aspekt der kontrollierten Freisetzung weiterhin durch eine Kontrolle der Größe der Solloid-Partikel realisiert werden. Im allgemeinen ergibt eine größere Partikelgröße beim Kauen eine Abgabe der Geschmacksstoffe in einem früheren Stadium, während Solloide kleinerer Partikelgröße die Geschmacksstoffe zu einem späteren Zeitpunkt abgeben. Dieses Charakteristikum, kombiniert mit der Tatsache, dass Solloide als monodispergierte Partikel bereitgestellt werden können, stattet den Lebensmitteltechniker mit einer erstklassigen Methode aus, um die Geschmacksstoffabgabe an den Verbraucher zu kontrollieren.
Darüber hinaus können die Zusammensetzung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung in diesem Zusammenhang auch verwendet werden, um nicht nur den geschmacklichen Aspekt des Lebensmittels zu verstärken oder zu kontrollieren, sondern auch die Textur. Zum Beispiel können Solloide im Bereich der Kaugummis verwendet werden, um eine volumenbildende Komponente (Füllmittel) nachzubilden. Es kann eine Kaugummi-Zusammensetzung bereit gestellt werden, die in Kombination mit einem niedrigen Gehalt an Süßmittel (z. B. hoher Intensität) in einem Solloid-Abgabesystem einen im Vergleich zu anderen kommerziellen Kaugummi-Zusammensetzungen hohen Prozentanteil an Gummibase besitzt, um eine Kaugummi-Zusammensetzung mit hohem Anteil an Füllmittel nachzubilden. Dies kann die gummiartige Textur beseitigen und den Sinneseindruck vermitteln, dass ein Füllstoff-Süßmittel noch immer und über eine verlängerte Zeitspanne beim Kauen freigesetzt wird. Diese und andere Vorteile werden für den Lebensmitteltechniker angesichts der Offenbarung der vorliegenden Erfindung einschätzbar werden.
Die für die vorliegende Erfindung geeigneten Arzneistoffe beinhalten feste oder flüssige Arzneimittel, die mit dem Nichtfett-Feststoftsubstrat kombiniert werden können. Flüssigkeiten sind bevorzugt, da sie absorbiert oder ansonsten durch Beschichtung auf dem Substrat aufgebracht werden können. Jedoch können Feststoffe – wie zuvor diskutiert – mittels Blitz-Fließ-Verarbeitung mit dem Nichtfett- Feststoffsubstrat kombiniert werden, um eine neue Feststoff-Form zu bilden, welche in Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut werden können.
Geeignete Arzneimittel können aus einer großen Bandbreite von Arzneistoffen und deren säureaddierten Salzen ausgewählt werden. Diese Arzneistoffe können entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden. Sowohl anorganische als auch organische Salze können verwendet werden, vorausgesetzt der Arzneistoff behält seinen medizinischen Wert. Beispielhafte Salze beinhalten Hydrochlorid, Hydrobromid, Orthophosphat, Benzoat, Maleinat, Tartrat, Succinate, Citrat, Salicylat, Sulfat und Acetat. Der prozentuale Gewichtsanteil der Arzneistoffe in der Mischung zur Solloidherstellung beträgt bis etwa 30%.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass ein Aktivstoff im Solloid-Produkt in nahezu gleichem Gehalt vorliegt wie in der Mischung. Dies ist besonders nützlich bei Darreichungsformen, bei denen der Gehalt des Wirkstoffs entscheidend ist. Zum Beispiel können die den Aktivstoff enthaltenden Solloide dazu verwendet werden, um eine pharmazeutische Kapsel zu füllen.
Die endgültige Darreichungsform, in der die Solloide vorliegen können, kann aus einer beliebigen Anzahl an Vehikeln und Darreichungsformen ausgewählt werden. Unter anderem können z. B. Lebensmittelprodukte, Medikamente, wärmebehandelte Produkte, pharmazeutische Zubereitungen, Tabletten bzw. Pastillen, Kapseln, Nuggets, Kaugummi, Flüssigkeiten und Gele eingesetzt werden.
Nach ihrer Herstellung können die Solloide für zukünftigen Gebrauch gelagert werden, ebenso können sie mit üblichen Additiven wie pharmazeutisch geeigneten Trägern und Konfekt-Bestandteilen formuliert werden, um Zusammensetzungen herzustellen, die eine Bandbreite an Texturen passend für verschiedene Anwendungen anbieten. Pharmazeutisch geeignete Träger können aus einer großen Zahl von Materialien ausgewählt werden. Ohne hierauf beschränkt zu sein, können derartige Materialien Verdünnungsmittel, Bindemittel und Klebstoffe, Gleitstoffe, Stoffe zur Auflösung, Farbstoffe, Geschmacksstoffe, Süßstoffe und andere mannigfaltige Materialien wie Puffer und Adsorbentien umfassen, die verwendet werden, um eine bestimmte Arzneizusammensetzung herzustellen. Zusätzlich sind auch Elixiere und Sirupe, mittels derer, bzw. in denen die Solloide suspendiert werden, zu berücksichtigen.
Unter den geeigneten Arzneimitteln sind die folgenden enthalten:

(a) Antitussiva (Hustenmittel) wie Dextromethorphan, Dextromethorphan-Nydrobromid, Noscapin, Carbetapentan-Citrat und Chlorphedianol-Hydrochlorid;
(b) Antihistaminika wie Chlorpheniramin-Maleinat, Phenindamin-Tartrat, Pyrilamin-Maleinat, Doxylamin-Succinat und Phenyltoloxamin-Citrat;
(c) Abschwellende Mittel gegen Rhinitis (Decongestantants) wie Phenylephrin-Hydrochlorid, Phenylpropanolamin-Hydrochlorid, Pseudoephedrin, Hydrochlorid-Ephedrin;
(d) Verschiedene Alkaloide wie Codein-Phosphat, Codein-Sulfat und Morphin;
(e) Mineralstoff- und Nahrungsergänzungsmittel wie Kaliumchlorid und Calciumcarbonat, Magnesiumoxid und andere Alkalimetall- und Erdalkalimetall-Salze;
(f) Laxantien (Abführmittel), Vitamine und Antacida;
(g) Ionenaustauscher-Harze wie Cholestyramin;
(h) Cholesterin- und lipidsenkende Mittel;
(i) Antiarrhytmika wie N-Acetylprocainamid;
(j) Antipyretika und Analgetika wie Acetaminophen, Aspirin und Ibuprofen;
(k) Appetithemmer wie Phenylpropanolamin-Hydrochlorid oder Koffein; und
(l) Expektorantien (schleimlösende Mittel) wie Guaifenesin; und
(m) H₂-Inhibitoren.

Zusätzliche geeignete aktive Medikamente beinhalten anti-inflammatorische (entzündungshemmende) Mittel, Coronardilatoren, Cerebraldilatatoren, periphere Vasodilatatoren, infektionshemmende Mittel, Psychotropika, Psychopharmaka gegen manische Erkrankungen, Stimulantien, gastrointestinale Sedativa, Mittel gegen Diarrhö, Mittel gegen Angina, Vasodilatatoren, Mittel gegen Bluthochdruck, Vasoconstrictoren, Migränemittel, Antibiotika, Tranquilizer, Antipsychotika, Tumormittel, Anticoagulantien und Antithrombotika, Hypnotika, Sedativa, Antiemetika, Mittel gegen Übelkeit (antinauseants), Antikonvulsiva, Neuromuskuläre Mittel, Mittel gegen Hyper- und Hypoglycämie, Schilddrüsenmittel, Diuretika, Antispasmodika, Uterusrelaxantien, Mittel gegen Fettsucht, Anabolika, blutbildende Mittel, Antiasthmatika, Expektoratien und Mucolytika, Mittel gegen Urikämie und dergleichen.
Gemische dieser Arzneistoffe und Medikamente können ebenfalls verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt die Verwendung von in der Technik wohlbekannten Süßstoffen, umfassend sowohl natürliche als auch künstliche Süßstoffe. Somit können Süßstoffe aus der folgenden, nicht abschließenden Liste ausgewählt werden: Zucker wie Saccharose, Glucose (Glucosesirup), Dextrose, Invertzucker, Fructose und Gemische hiervon; Saccharin und seine verschiedenen Salze wie etwa das Natrium- und Calcium-Salz; Cyclaminsäure und ihre verschiedenen Salze wie etwa das Natrium- oder Calcium-Salz; Dipeptid-Süßstoffe wie Aspartam und Alitam; chlorierte Zuckerderivate wie Sucralose; natürliche Süßstoffe wie Dihydrochalcon; Glycyrrhin; Stevia rebaudiana (Steviosid); und Zuckeralkohole wie Sorbit, Sorbitsirup, Mannitol, Xylit und dergleichen. Als weiterers Süßmittel ist der nicht-fermentierbare Zuckerersatzstoff hydriertes Stärke-Hydrolysat (Lycasin), welches im US-Patent Nr. Re. 26,959 beschrieben ist, in Betracht zu ziehen. Ebenfalls als Möglichkeit betrachtet wird der künstliche Süßstoff 3,6-Dihydro-6-methyl-1-1,2,3-oxathiazin-4-on-2,2-dioxid, insbesondere in Form des Kaliumsalzes (Acesulfam-K) und des Natrium- und Calciumsalzes (beschrieben im deutschen Patent 2,001,017.7).
Die Süßstoffe können als Aktivstoff an sich eingebaut werden, d. h. mit dem Nichtfett-Feststoftsubstrat mittels Blitz-Fließen verarbeitet werden, um ein Solloid kombiniert aus Substrat/Aktivstoff zu bilden, sie können mit Geschmacksöl als Aktivstoff kombiniert werden oder direkt in die Fettmatrix eingebaut werden.
Das Abgabesystem kann in konventionelle Kaugummi-Zusammensetzungen eingebaut werden. Diese Zusammensetzungen enthalten typischer Weise einen Süßstoff, eine Gummibase und einen Geschmacksstoff. Zusätzliche Quellen an Geschmacksstoff und/oder Süßstoff können natürlich mit dem Solloid-Abgabesystem kombiniert und in die Kaugummi-Zusammensetzung eingebracht werden.
In der vorliegenden Erfindung können der Geschmacksstoff, der Süßstoff und – optional – Säuerungsmittel in das Solloid eingebaut werden. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform ein Geschmacksstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Geschmacksölen, Süßstoffen, Lebensmittelsäuren (auch als Säuerungsmittel bezeichnet) und Gemische hiervon mit dem Nichtfett-Feststoffsubstrat verbunden werden. Bevorzugt ist ein Gemisch aller drei Komponenten anwesend. In einer anderen Ausführungsform können einer oder mehrere der Geschmacksstoffe zusätzlich in die feste Fettmatrix eingebaut werden, so dass diese im festen Fettanteil des Solloids verbleiben.
Kaugummi-Zusammensetzungen, die das neue Solloid-Abgabesystem beinhalten, haben deutliche Vorteile im Bezug auf eine anhaltende Geschmackswahrnehmung. Auf Grund der physikalischen Struktur des Solloids werden die Geschmacksstoffe sowohl während der Verarbeitung, als auch in der auf die Verarbeitung folgenden masseartigen Speicherform geschützt. Das das Nichtfett-Feststoffsubstrat umgebende Fett dient dazu, die Verflüchtigung der Geschmacksstoffe aus den einzelnen Solloid-Partikeln zu verhindern, ebenso vermeidet es, dass Feuchtigkeit den Süßstoff und/oder andere Geschmacksstoffe vorzeitig angreift. Sobald der Einbau in eine Kaugummi-Zusammensetzung erfolgt ist, dient die Solloid-Form sowohl dazu, die Geschmacksstoffe vor anderen Komponenten im Kaugummi zu schützen als auch dazu, die Wanderung der Geschmacksstoffe aus der Gummibase zur Oberfläche des Gummis zu verhindern.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Abgabesysteme ist durch deren Fähigkeit begründet, die Wahrnehmung von Geschmacks- und Süßstoffen im Kaugummi auszudehnen. Das Nichtfett-Feststoffsubstrat besitzt bevorzugt eine muco-adhäsive (schleimhaut-anhaftende) Eigenschaft, die dazu dient, die Solloide an die Mundschleimhaut anzuhaften. Die Solloide setzen ihre Geschmacksstoffe langsam durch einen verzögerten Hydratationsprozess frei. Die Wahrnehmung von Geschmacks- und Süßstoffen wird während des Kauens durch die Anwesenheit der Solloide im Mund signifikant gesteigert.
Ein Nachweis einer vergleichenden verlängerten Freisetzung von Geschmacksund Süßstoffen bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Kaugummi-Zusammensetzung, welche die neuartigen Solloide enthält, soll im Vergleich zu kommerziell erhältlichen Kaugummi-Zusammensetzungen durch Präsentation der folgenden Daten erbracht werden. Diese Daten wurden von einer repräsentativen Kaugruppe aus Experten ermittelt und der Bewertung eine Skala von 1–10 zugrunde gelegt, wobei 1 die niedrigste Wertung und 10 die höchste Wertung war.
Die erste obige Wertungstabelle betrifft das Andauern von Süße und Geschmack. Der Expertengruppe wurden Proben kommerziell erhältlicher Kaugummiprodukte – nämlich Wrigley's Pfefferminz- und Wrigley's Extra® Pfefferminz-Kaugummi – gegeben, um diese mit den erfindungsgemäßen Pfefferminz-Kaugummis zu vergleichen. Proben eines jeden dieser Kaugummiprodukte wurden von allen Mitgliedern der Testgruppe gekaut. Die Kaugummis wurden über eine Zeitspanne von 60 Minuten gekaut, wobei an den in der Tabelle aufgelisteten Intervallen Bewertungen vorgenommen wurden. Es wird aus der Tabelle der Beurteilung über die Zeitdauer überaus klar, dass die kommerziell erhältlichen Kaugummiprodukte zwar eine Dauer von Geschmack und Süße im 30-Sekundenbereich weitgehend ähnlich denen der erfindungsgemäßen Produkte haben, dass die Bewertungen für die kommerziell erhältlichen Produkte jedoch schon nach 5 Minuten signifikant abfallen. Nach der 10-Minutenmarke waren die Bewertungen für die beiden kommerziell erhältlichen Produkte im Hinblick sowohl auf Geschmack als auch auf Süße nur noch halb so gut wie die Geschmacksbewertungen für die erfindungsgemäßen Produkte. Diese Bewertungen waren bei den erfindungsgemäßen Produkten nach 30–60 Minuten des Kauens wesentlich höher. Genauer gesagt wiesen die erfindungsgemäßen Produkte nach 60 Minuten zehnfache oder noch größere Werte an Geschmack und Süße auf, wie aus den Tabellen ersichtlich.
Hinsichtlich der Beurteilung des Gefallens von Geschmack und Süße wird auf die zweite obige Tabelle verwiesen. "Gefallen" ist die Bezeichnung, die für das allgemeine Genussempfinden während des Kauens verwendet wird. Dieses Gefallen fiel nach 5 Minuten des Kauens bei den kommerziell erhältlichen Produkten signifikant ab. Dies ist zu vergleichen mit der Bewertung des Gefallens für die erfindungsgemäßen Produkte, die sogar nach 10–15 Minuten des Kauens im wesentlichen gleich blieben. Nach der 25-Minuten-Marke wiesen die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen Bewertungen von 4,29 (Geschmack) und 4,14 (Süße) auf, während die kommerziell erhältlichen Kaugummiprodukte nur Werte von 0,14 und 1,57 für den Geschmack und 0,14 und 1,43 für die Süße aufwiesen. Kein wesentlicher Geschmack und keine wesentliche Süße wurden nach der 40 Minuten-Marke bei dem original Wrigley's Pfefferminzkaugummi wahrgenommen und bei dem Extra Pfefferminz Kaugummi wurden in diesen Zeitintervallen Bewertungen des Gefallens von 0,86 und 0,57 vergeben. Jedoch erzeugten die vorliegenden erfindungsgemäßen Zusammensetzungen Kaugummis, welche bei den 30–60-Minuten-Marken wesentlich höhere Bewertungen erzielten, nämlich 2,14–3,86 (Geschmack) und 1,71–2,86 (Süße), was anzeigt, dass die Wahrnehmung von Geschmack und Süße klar vorhanden und immer noch angenehm war.
Die Befähigung des Kaugummis, seinen Geschmack und seine Süße nach 60 Minuten des Kauens und länger zu bewahren, wird teilweise der Fähigkeit der Solloide, im Mund festgehalten zu werden, zugeschrieben, was eine Verlängerung der Wahrnehmung der Geschmacksstoffe erlaubt.
Im Hinblick auf die Kaugummi-Zusammensetzungen wird die Menge der verwendeten Gummibase erheblich in Abhängigkeit verschiedener Faktoren wie dem Typ der Base, der gewünschten Konsistenz und den anderen zur Herstellung des Endproduktes verwendeten Komponenten variieren. Im allgemeinen sind Gewichtsanteile von etwa 5% bis etwa 85% der endgültigen Kaugummi-Zusammensetzung akzeptabel, mit bevorzugten Gewichtsanteilen von etwa 15% bis etwa 30%. Als Gummibase kann jede wasserunlösliche, in der Technik bekannte Gummibase verwendet werden. Illustrative Beispiele geeigneter Polymere in Gummibasen beinhalten sowohl natürliche als auch synthetische Elastomere und Gummen. Zum Beispiel beinhalten diese für Gummibasen geeigneten Polymere – ohne abschließenden Charakter der Aufzählung – Substanzen pflanzlichen Ursprungs wie Chiclegummi, Jelutong, Gutta percha (Hartgummi, Ebonit) und Kronengummi ("crown gum"). Synthetische Elastomere wie Butadien-Styrol-Copolymere, Isobutylen-Isopren-Copolymere, Polyethylen, Polyisobutylen, Polyvinylacetat und Gemische hiervon sind besonders geeignet.
Die Zusammensetzung der Gummibase kann Lösungsmittel für Elastomere enthalten, um ein Weichmachen der Gummikomponente zu erleichtern. Derartige Elastomer-Lösungsmittel können Methyl-, Glycerin- oder Pentaerythritol-Ester von Harzen oder modifizierten Harzen wie etwa hydrierte, dimerisierte oder polymerisierte Harze oder Gemische davon sein. Beispiele für in diesem Zusammenhang geeignete Elastomer-Lösungsmittel beinhalten den Pentaerythritol-Ester von partiell hydriertem Holzharz, den Pentaerythritol-Ester von Holzharz, den Glycerinester von Holzharz, den Glycerinester von partiell dimerisiertem Harz, den Glycerinester von polymerisiertem Harz, den Glycerinester von Kiefernöl-Harz, den Glycerinester von Holzharz und partiell hydriertem Holzharz und den partiell hydrierten Methylester von Harz wie etwa Polymere aus alpha-Pinen oder beta-Pinen; Terpenharze einschließlich Polyterpen und Gemische hiervon. Das Lösungsmittel kann in Gewichtsanteilen von etwa 10% bis etwa 75% und bevorzugt in Gewichtsanteilen von etwa 45% bis etwa 70% der Gummibase verwendet werden.
Eine Vielzahl traditioneller Inhaltsstoffe, so etwa Weichmacher und Erweichungsmittel wie Lanolin, Stearinsäure, Natrium-Stearat, Kalium-Stearat, Glycerin-Triacetat, Glycerin und dergleichen, natürliche Wachse wie Paraffinwachse und mikrokristalline Wachse können ebenfalls in die Gummibase eingebaut werden, um eine Vielzahl gewünschter Texturen und Konsistenzeigenschaften zu erhalten. In Übereinstimmung mit der Erfindung können diese Inhaltsstoffe jedoch in der Menge reduziert oder in einigen Fällen ganz weggelassen werden. Wenn sie vorliegen, werden diese einzelnen Zusatzstoffe im allgemeinen in Gewichtsmengen von bis zu etwa 15% und bevorzugt in Gewichtsmengen von etwa 3% bis zu etwa 10% an der endgültigen Zusammensetzung der Gummibase eingesetzt.
Der Kaugummi kann zusätzlich die konventionellen Zusatzstoffe bestehend aus Farbstoffen wie Titandioxid; Emulgatoren wie Lecithin und Glycerin-Monostearat; zusätzliche volumenbildende Komponenten wie Aluminiumhydroxid, Tonerde, Aluminiumsilicate; Calciumcarbonat, Talk und Gemische hiervon sowie zusätzliche Geschmacksstoffe enthalten. Diese Füllstoffe können auch in der Gummibase in verschiedenen Mengen verwendet werden. Wenn sie verwendet werden, wird die Menge an Füllstoffen von etwa 4% bis zu etwa 35% Gewichtsanteil des fertigen Kaugummis reichen.
Die Menge des in der Kaugummi-Zusammensetzung verwendeten Solloid-Abgabesystems wird in hohem Maße eine Frage der Präferenz sein. Es wird in Betracht gezogen, dass das Abgabesystem in Gewichtsmengen von etwa 0,25% bis zu etwa 40% in der endgültigen Kaugummi-Zusammensetzung enthalten ist, wobei Mengen von etwa 1% bis zu etwa 30% bevorzugt und Mengen von etwa 1% bis zu etwa 20% besonders bevorzugt sind.
Zusätzlich zu dem erfindungsgemäßen Abgabesystem kann die Kaugummi-Zusammensetzung optional einen oder mehrere zusätzliche Inhaltsstoffe wie konventionelle Füllstoffe auf Basis von Polysacchariden einschließlich Zuckern und Zuckeralkoholen, Abgabesysteme für Geschmacksstoffe, sprühgetrocknete Geschmacksstoffe, flüssige Geschmacksstoffe sowie natürliche und/oder künstliche Süßstoffe und dergleichen enthalten.
Die Kaugummi-Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung können auch dadurch hergestellt werden, dass die wasserunlösliche Komponente der Gummibase und die wasserlösliche Komponente des Geschmacksstoffs, enthaltend das neuartige Geschmacksstoff/Süßstoff-Abgabesystem, mittels gängiger Kaugummi-Verarbeitungstechniken miteinander kombiniert werden.
Zu illustrativen Zwecken wird ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung der neuartigen Kaugummi-Zusammensetzung wie folgt durchgeführt:
Eine geeignete Kaugummibase wird zunächst geschmolzen. Wenn gewünscht, können Weichmacher und Füllstoffe wie Zucker oder Zuckeralkohole langsam und unter anschließendem Rühren zugegeben werden. Das erfindungsgemäße Abgabesystem wird dann zugegeben und das Mischen fortgesetzt, bis eine homogene Masse vorliegt. Optional können auch zusätzliche Geschmacksöle oder sprühgetrocknete Geschmacksstoffe zugegeben werden. Die Masse kann dann. in jedweder in der Technik bekannten Weise gerollt, in Form gebracht, eingestäubt und verpackt werden.
Bei der Herstellung anderer Typen essbarer Produkte kann das erfindungsgemäße Solloid-Abgabesystem auch in einer konventionellen Weise zugegeben werden. Im Fall gepresster Tabletten z. B. kann das Abgabesystem in trockener Form mit den übrigen Tablettenbestandteilen gemischt und die Mischung danach in die endgültige Tablettenform gepresst werden. Im Fall von Zahnpasten, Zahncremes und Zahnreinigungsmitteln profitieren die Produkte ebenfalls von einem Einbeziehen des Abgabesystems in ihre Zusammensetzung. Kurz gesagt, kann die Matrix zu verschiedenen essbaren Produkten in einer Weise zugegeben werden, die ähnlich derjenigen ist, die der fähige Techniker gegenwärtig benutzt, um konventionelle Nahrungsmittelinhaltsstoffe zuzugeben.
Bei einer bestimmten Ausführungsform wurde ein synthetisches, amorphes Siliciumdioxid-Produkt von Micron-Größe als Nichtfett-Feststoffsubstrat für flüssige Aktivstoffe verwendet. Bei Verwendung dieser Materialien können Geschmacksöle auf deren Oberfläche und in deren Poren adsorbiert werden und dann zur Grundmasse des Matrixmaterials hinzu gegeben werden, um die erfindungsgemäßen Abgabesysteme zu bilden. Auf diese Weise können dem Abgabesystem zusätzliche festgelegte Freisetzungs-Eigenschaften sowie weitere Eigenschaften der Stabilisierung und des Schutzes des Öls gegenüber Verflüchtigung und Oxidation verliehen werden. Diese Siliciumdioxid-Produkte besitzen auch eine Affinität für ionische Bindungen oder Wasserstoffbrücken-Bindungen gegenüber bestimmten chemischen Gruppen von Geschmacksstoffen, wobei diese Affinität dazu dienen kann, die Zurückhaltung des Geschmacksstoffs zu verstärken und folglich die Fähigkeiten hinsichtlich der Eigenschaften der verzögerten Abgabe und Stabilisierung zu verbessern.
Bei einer weiteren Ausführungsform werden vielfach ungesättigte Fettsäuren wie Fischöl mit einem Nichtfett-Feststoff-Substrat aus Stärke kombiniert und zur Fettmatrix gegeben.
Zusätzliche Materialien, die als Trägerstoffe für die Geschmacksöle vor dem Einbau in das erfindungsgemäße Abgabesystem verwendet werden können, beinhalten Maltodextrine wie etwa sprühgetrocknetes Maltodextrin, erhältlich unter dem Markennamen M100 (10 DE) über die Grain Processing Corporation, Muscatine, IA, sowie agglomeriertes Maltodextrin (10 DE), erhältlich unter dem Markennamen Micropor Buds 1015A über die E. Staley Manufacturing Co., Decatur, IL. Diese Materialien sind ebenfalls porös und erlauben die Zurückhaltung von Geschmacksstoff. Polydextrose und mikrokristalline Cellulose sind in diesem Zusammenhang ebenfalls geeignet, ebenso wie zahlreiche andere adsorbierende Materialien.
Beispiele
Die folgenden Beispiele dienen dazu, eine weitergehende Einschätzung der Erfindung zu erlauben, sind aber in keiner Weise als Beschränkung des effektiven Schutzbereichs der Erfindung zu verstehen.
Die folgenden Zusammensetzungen wurden verwendet, um Solloide sowohl über das Blitz-Scher- als auch über das Blitz-Heiz-Verfahren herzustellen.
Solloid-Abgabesystem Zusammensetzung (Gewichtsanteil in %)
Blitz-Scher-Verfahren
Jede der obigen Zusammensetzungen wurde unter Verwendung des Blitz-Scherverfahrens verarbeitet, um das erfindungsgemäße Solloid-Abgabesystem zu gewinnen. Jede Zusammensetzung wurde als Gemisch vorbereitet. Die jeweiligen Mischungen der Zusammensetzung wurden dann individuell unter Verwendung eines Extruders verarbeitet, wo die ausgestoßene Masse mittels einer Sprühdüse aufbrechendem Luftfluss unterworfen wurde. Die Zusammensetzungen wurden in einen Doppelschnecken-Extruder gefüllt und die Zufuhrrate der bestmöglichen Produktqualität angepasst.
Die Blitz-Scher-Parameter der Zusammensetzungen A–C sind in der folgenden Tabelle dargestellt.
Die Zusammensetzungen wurden ausreichend hohen Temperaturen ausgesetzt, um sie zum Fließen zu bringen. Wie in der Tabelle ersichtlich, betrug diese Temperatur für partiell hydriertes Sojaöl etwa 62–70°C. Die verwendete Schneckengeschwindigkeit lag etwa zwischen 300–310 rpm, jedoch wird diese Geschwindigkeit nur durch die erreichbare Geschwindigkeit der Maschine begrenzt. Höhere Geschwindigkeiten wie etwa 500 rpm oder mehr sind erfolgreich angewendet worden. Als generelles Prinzip wird der Durchlauf des Extrudats umso schneller und die Verweildauer umso kürzer, je höher die Geschwindigkeit der Schnecke ist. In den unten angegeben Zusammensetzungen lag die Verweildauer der Mischung im Extruder etwa zwischen 60–83 Sekunden. Die Verweildauer wird natürlich in Abhängigkeit von einer Anzahl von Faktoren variieren, jedoch muss die Verweildauer der Mischung für die Zwecke der vorliegenden Erfindung nur so lange sein, bis das Fett seinen Intrapartikel-Fließpunkt erreicht. Wie in der obigen Beschreibung dargelegt, wird dies in Abhängigkeit vom verwendeten Fett variieren. In kleinen Extrusionsmaschinen kann die Verweildauer bei nur 5 Sekunden liegen, während sie bei großen Produktionsgeräten eher an 160 Sekunden heranreichen kann. In den obigen Gemischen lag die Temperatur des Fettes etwa zwischen 62°C und 70°C, während es im Extrusionssystem war, jedoch benötigt das erfindungsgemäße Verfahren nur Temperaturen, die ausreichend sind, um das Fett einem Intrapartikel-Fließen zu unterwerfen. Bei einigen Materialien kann diese Temperatur – in Abhängigkeit vom Druck und anderen Parametern – unterhalb des jeweiligen Schmelzpunktes liegen. Auf jeden Fall muss diese Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Nichtfett-Feststoffsubstrates liegen, wobei sie bevorzugt nicht mehr als 10°C über dem Schmelzpunkt des Fettes liegt.
Das im Extruder verarbeitete Material wird über eine Düse ausgestoßen, gegen die Luftstrahlen gerichtet sind, um das Extrudat in kleine Solloid-Partikel zu zerteilen. Es wurde eine Düse verwendet, die einen konzentrischen Luftfluss um den Strom des Extrudats bereitstellte, ebenso zwei Reihen aus drei entgegengesetzt angeordneten, auf das Extrudat gerichteten Luftstrahlern, und der konzentrische Luftstrom wurde dazu verwendet, eine gleichmäßige Größenverteilung der Solloid-Partikel zu erreichen, wenn der Luftdruck gemäß der obigen Tabelle erzeugt wurde.
Im Vergleich zu konventionellen Verfahren des Sprühgefrierens und der Sprühtrocknung kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung als "Kaltfluss"-Verfahren angesehen werden, da es frei ist von langen Verweildauern in den Mischund den Haltetanks und den zahlreichen damit verbundenen Schwierigkeiten. Die Schnecken-Geschwindigkeit wurde bei voller Drossel in Gang gesetzt und betrug zwischen 300 und 310 rpm. Der angewandte Luftdruck betrug etwa 2,25 bis etwa 2,5 psig.
Während ihres Aufenthalts im Extrudersystem waren die Zusammensetzungen stets einem positiven Druck ausgesetzt, der dazu diente, ein Absetzen des Nichtfett-Feststoffsubstrats zu verhindern, welches während des Mischens und der Überführung des festen Fettes in den fließfähigen Zustand im festen Zustand verblieb. In diesem Sinne stellte der Extruder ein geschlossenes System dar.
Der während der Verfahrensdurchläufe der obigen Zusammensetzungen angewandte Luftdruck war im Vergleich zu konventioneller Sprühtrocknung oder Sprühgefrierung sehr niedrig (2,25–2,5 psig). Wie oben erwähnt, kann der Luftdruck proportional zur Größe der Düsenöffnungen gesteigert werden. Mit anderen Worten, je größer die Masse des fließenden, den Extruder verlassenden Extrudats, desto mehr Druck kann angewendet werden, um weiterhin das Solloid-Produkt zu erhalten. Obwohl sich die Drücke des erfindungsgemäßen Verfahrens als im Vergleich zu konventionellen Verfahren der Sprühtrocknung oder Sprühgefrierung außerordentlich niedrig erweisen, liegt die einzige Begrenzung der angewendeten Stärke der Aufbrechkraft darin, dass diese nicht das Nichtfett-Feststoffsubstrat von dem Fett abtrennt und dass sie Solloide gemäß der hiesigen Definition hervorbringt. Luftdrücke von 2 bis 11 psig sind erfolgreich verwendet worden, obwohl niedrigere Drücke bevorzugt sind.
Während die Masse des austretenden Extrudats einen relativ dichten Strom fließfähigen Materials darstellen kann, kann es in bestimmten Fällen, d. h. bei bestimmten Zusammensetzungen und einer Produktionsausstattung hoher Geschwindigkeit, bevorzugt sein, den Düsenkopf so auszugestalten, dass das fließfähige Extrudat den Extruder in Form eines Hohlrohres verlässt. Dies wurde in der vorliegenden Erfindung umgesetzt, indem ein Dorn in der Düsenöffnung angeordnet wurde, um das fließfähige Material in weitgehend der gleichen Weise zwischen die Düsenwand und den Dorn zu lenken, wie es Extruder-Köpfe für die Co-Extrusion tun. Das "Hohlrohr" des fließfähigen Extrudats wurde dann mittels eines Gasstrahls in der gleichen Weise wie hier beschrieben aufgebrochen, um Solloide zu bilden.
Blitz-Heiz-Verfahren
Das folgende Beispiel beschreibt das Blitz-Heiz-Verfahren, welches verwendet wurde, um Solloide in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung herzustellen.
Eine Mischung der Solloid-Zusammensetzung A (siehe oben) wurde in eine Drehmaschine eingegeben, die mit einem beheizten Drehkopf ausgestattet war, welcher ein Heizelement und eine Vielzahl verlängerter Öffnungen mit einer Höhe etwa zwischen 0,005 und 0,01 Zoll aufwies. Die Rotationsgeschwindigkeit des sieben Zoll-Drehkopfes betrug 3.500 rpm. In Abhängigkeit von der Größe des Drehkopfes und der Auswahl des festen Fettes kann die Rotationsgeschwindigkeit von 400 bis 5.000 rpm reichen. Das Heizelement des Drehkopfes hatte eine zum Auslösen des Blitz-Heizens des Fettes ausreichende Temperatur, wodurch das Fett ein Intrapartikel-Fließen durchlief. Die Fließ-Temperatur für Zusammensetzung A betrug etwa 70 °C.
Als die Feststoff-Zusammensetzung durch Blitz-Heizen bearbeitet und durch die Öffnungen des Drehkopfes in die umgebende Luft hinausgeschleudert wurde, wurden diskrete kugelige Solloide gebildet. Während die Solloide im freien Flug abkühlten, wurden die feste Suspension und die Form fixiert. Eine Probe der gebildeten Solloide zeigte im wesentlichen Gleichförmigkeit hinsichtlich der Größe und Form, wobei etwa 60% oder mehr einen Durchmesser im Bereich von unter 300 Micron (300 μm) aufwiesen.
Kaugummi-Zusammensetzungen wurden in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt, wie in der unten stehenden Tabelle gezeigt. Jeder der Kaugummis zeigte ein deutliches Anhalten von Geschmack und Süße für Zeitspannen von 60 Minuten und mehr.
Solloid Beispiel mit Pfefferminz-Geschmack
Ein hocheffektives Pfefferminz Solloid-Abgabesystem wurde in Übereinstimmung mit der unten stehenden Formulierung hergestellt:
Pfefferminz Solloid Formulierung
Eine vorgefertigte Mischung des Pfefferminz-Bestandteils wurde hergestellt, indem die Pfefferminzgeschmack-Mischung und das mittelkettige Triglycerid sorgfältig gemischt (melangiert) wurden. Eine zweite vorgefertigte Mischung wurde hergestellt, indem der künstliche Süßstoff, der Fett-Bestandteil und das Nichtfett-Feststoffsubstrat zusammen gegeben wurden. Das Fett wurde außerdem mittels Blitz-Heiz-Behandlung in einem Drehkopf vorbehandelt.
Beide vorgefertigten Mischungen wurden dann sorgfältig bis zur Homogenität gemischt und dann in einem Doppelschnecken-Extruder der Blitz-Fließ-Verarbeitung unterzogen. Das erzeugte Produkt war ein monodispergiertes Solloid-Produkt, das sofort für den Einbau in Lebensmittelerzeugnisse geeignet war.
Solloid Beispiel mit Fruchtgeschmack
Ein Solloid-Produkt mit Fruchtgeschmack wurde unter Verwendung der unten stehenden Formulierung hergestellt:
Formulierung mit Fruchtgeschmack
Vor der Blitz-Fließ-Behandlung wurde eine Mischung aus dem Fruchtaroma und den mittelkettigen Triglyceriden hergestellt. Eine zweite vorgefertigte Komponente wurde durch sorgfältiges Mischen des hochintensiven Süßstoffs, der Hydroxypropylmethyl-Cellulose und eines Fettes mittels Melangieren hergestellt. Das Fett wurde durch Blitz-Heiz-Behandlung in einem Drehkopf vorbehandelt. Die beiden vorgefertigten Mischungen wurden kombiniert und bis zur Homogenität gemischt.
Die abschließende Mischung wurde dann einer Blitz-Scher-Verarbeitung in einem Doppelschnecken-Extruder unterzogen und ein gleichbleibendes Solloid-Produkt hergestellt. Das Produkt enthielt Fruchtgeschmack, der beim Kauen freigesetzt wurde, jedoch vor dem Verzehr nicht verdunstete.
Obwohl die Erfindung damit beschrieben ist, wird es erkennbar sein, das diese in mannigfacher Weise variiert werden kann. Derartige Variationen sind nicht als entfernt vom Gedanken und Schutzbereich der Erfindung anzusehen und alle derartigen Modifikationen sollen folglich vom Schutzbereich der folgenden Ansprüche erfasst sein.
Obwohl hier das beschrieben wurde, was zur Zeit als bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angesehen wird, wird der Fachmann erkennen, dass Änderungen und Modifikationen hieran vorgenommen werden können, ohne sich vom Gedanken der Erfindung zu entfernen, und es ist daher beabsichtigt, all diese Änderungen und Modifikationen als in den eigentlichen Schutzbereich der Erfindung hineinfallend zu beanspruchen.

Claims

Kaugummizusammensetzung, enthaltend: (a) eine Kaugummigrundlage in einer Menge von 5 bis 85 Gew.-%; (b) eine Mehrzahl von Solloiden, umfassend eine feste Suspension eines Nichtfett-Feststoffsubstrats mit einem damit assoziierten Aromastoff, der in einem festen Fett dispergiert ist, das bei Raumtemperatur verfestigbar ist und einen Intrapartikel-Fließpunkt unter dem Schmelzpunkt des festen Substrats aufweist, wobei ein überwiegender Anteil der Solloide im wesentlichen den gleichen Aromastoffanteil aufweist und mindestens 60% der Solloide eine Teilchengröße von weniger als 300 μm aufweisen.
Kaugummizusammensetzung nach Anspruch 1, wobei es sich beim Nichtfett-Feststoffsubstrat um einen Muco-Klebstoff handelt.
Kaugummizusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Aromastoff aus der Gruppe der Aromaöle, Süßungsmittel, Nahrungsmittelsäuren und Gemische davon ausgewählt ist.
Kaugummizusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die Aromaöle aus der Gruppe Krauseminzöl, Pfefferminzöl, Wintergrünöl (Methylsalicylat), Zimtöl, Menthol, Zitrusöl, Fruchtessenzen und Gemische davon ausgewählt ist.
Kaugummizusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Süßungsmittel aus der Gruppe Saccharide, Saccharin und dessen Salze, Cyclaminsäure und deren Salze, Aspartam, Sucralose, Dihydrochalcon, Glycyrrhin, Steviosid, mehrwertige Alkohole, hydriertes Stärkehydrolysat, Acesulfam-K und Gemische davon ausgewählt ist.
Kaugummizusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die Nahrungsmittelsäuren aus der Gruppe Citronensäure, Äpfelsäure, Ascorbinsäure, Weinsäure, Adipinsäure, Fumarsäure, Bernsteinsäure, Milchsäure, Glucono-delta-lacton und Gemische davon ausgewählt ist.
Kaugummizusammensetzung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine volumenbildende Komponente.
Kaugummizusammensetzung nach Anspruch 1, enthaltend eine oder mehrere zusätzliche Komponenten, ausgewählt aus der Gruppe Füllstoffe, Weichmacher, Erweichungsmittel, farbgebende Mittel, Süßungsmittel, Aromastoffe und Gemische davon.
Kaugummizusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von Feststoffen mehr als 0 bis 30 Gew.-% der gesamten Kaugummizusammensetzung ausmachen.
Kaugummizusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der prozentuale Anteil des Aromastoffes in der Solloidzusammensetzung 0,1 bis 35 Gew.-% beträgt.
Kaugummizusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der feste Fettanteil der Solloide einen Aromastoff aufweist, der getrennt vom Aromastoff, der mit dem Nichtfett-Substrat assoziiert ist, vorliegt.
Kaugummizusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das feste Fett aus der Gruppe der hydrierten und partiell hydrierten tierischen und pflanzlichen Fette und deren Glyceridester ausgewählt ist.
Kaugummizusammensetzung nach Anspruch 2, wobei das Nichtfett-Feststoffsubstrat aus der Gruppe Celluloseprodukte, Siliciumdioxidprodukte, mikrokristalline Substanzen, in Wasser quellbare Gummen und Leimprodukte, Alginate, Carragene, Tragant, Stärken, Titandioxid, Zein und Gemische davon, ausgewählt ist.
Kaugummizusammensetzung nach Anspruch 13, wobei es sich beim Nichtfett-Feststoffsubstrat um Hydroxypropylmethylcellulose handelt.
Kaugummizusammensetzung nach Anspruch 14, wobei es sich beim Fett um partiell hydriertes Sojaöl handelt.
Kaugummizusammensetzung nach Anspruch 15, wobei der Aromastoff aus der Gruppe Pfefferminzöl, Krauseminzöl, Menthol, Zimtöl, Wintergrünöl (Methylsalicylat) und Gemische davon ausgewählt ist.
Zusammensetzung, umfassend: eine Mehrzahl von Solloiden, wobei die Solloide eine feste Suspension eines festen Nichtfett-Substrats mit einem damit assoziierten Wirkstoff, der in einem festen Fett dispergiert ist, das bei Raumtemperatur verfestigbar ist und einen Fließpunkt unter dem Schmelzpunkt des Nichtfett-Feststoffsubstrats aufweist, umfassen, wobei ein überwiegender Anteil der Solloide im wesentlichen den gleichen Wirkstoffgehalt aufweist und mindestens 60% der Solloide in der Mehrzahl von Solloiden eine Teilchengröße von weniger als 300 μm aufweisen.
Pharmazeutisches Produkt, umfassend: eine Mehrzahl von Solloiden, wobei die Solloide eine feste Suspension eines festen Nichtfett-Substrats mit einem damit assoziierten Wirkstoff, der in einem festen Fett dispergiert ist, das bei Raumtemperatur verfestigbar ist und einen Fließpunkt unter dem Schmelzpunkt des Nichtfett-Feststoffsubstrats aufweist, umfassen, wobei ein überwiegender Anteil der Solloide im wesentlichen den gleichen Wirkstoffgehalt aufweist und mindestens 60% der Solloide in der Mehrzahl von Solloiden eine Teilchengröße von weniger als 300 μm aufweisen.
Solloid-Abgabesystem für Wirkstoffe, erhältlich nach folgendem Verfahren: (a) Bereitstellen eines Gemisches eines Nichtfett-Feststoftsubstrats mit einem damit assoziierten Wirkstoff und einem festen Fett, das bei Raumtemperatur verfestigbar ist und einen Intrapartikel-Fließpunkt unter dem Schmelzpunkt des Nichtfett-Feststoftsubstrats aufweist; (b) Einwirkenlassen von Temperatur- und Kraftbedingungen auf das Gemisch, die ausreichen, dass das feste Fett einem Intrapartikelfließen unterliegt, jedoch unter dem Schmelzpunkt des Nichtfett-Feststoftsubstrats liegen; und (c) Ausüben einer Aufbrechkraft auf das erwärmte Gemisch, um das Gemisch dazu zu veranlassen, diskrete Solloide zu bilden, die eine feste Suspension des festen Substrats im Fett umfassen.