Aliments anticariogènes.
La présente invention concerne la production d'aliments et plus particulièrement des sucreries que l'on a rendus anticariogènes par l'emploi d'un nouvel additif cariostatique.
On cherche depuis longtemps à compenser le pouvoir cariogène des aliments et en particulier des aliments ayant une teneur élevée en édulcorants tels que le saccharose et d'autres sucres. On a établi une théorie selon laquelle l'introduction de sucres dans la bouche produit des acides provoquant les caries dentaires.
Un élément qui contribue à la formation des caries dentaires chez l'enfant est l'adhérencedes sucres très raffinés et de leurs produits de décomposition à la plaque dentaire après l'ingestion, couplée à la lenteur de l'élimination orale et/ou la capacité de produire des quantités importantes d'acides.
On a évalué dans le passé de nombreux agents cariostatiques dans des systèmes dans lesquels un tel agent est consommé ou appliqué localement (c'est-à-dire directement sur
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frice en pâte ou en poudre). Cependant, les informations relatives à l'efficacité des agents cariostatiques utilisés dans
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l'efficacité de ces agents cariostatiques dans d'autres modes d'application, par exemple lors de leur emploi dans des aliments et en particulier dans des aliments renfermant une proportion importante de sucres.
Généralement, les agents cariostatiques connus n'ont malheureusement apporté aucun degré pratique de protection lorsqu'on les utilise dans les aliments. Ainsi, les agents cariostatiques connus tels que les fluorures, les phosphates, la vitamine K, les nitrofurannes, les composés
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ajoute séparément à un aliment ayant une teneur élevée en sucres, ont peu d'effet local direct dans l'environnement de l'aliment.
Pour ces raisons entre autres, les chercheurs ont poursuivi leurs efforts pour mettre au point de nouveaux agents anticariogènes présentant non seulement une activité anticariogène élevée, mais qui soient non toxiques, stables
1 et faciles à se procurer. On a suggère que les sels d'aluminium pourraient avoir un effet bénéfique sur la diminution
des caries dentaires ou faciliter la fixation des fluorures par l'émail dentaire..On peut à cet égard consulter Manly et coll, "Substances Capable of Decreasing the Acid Solubility
of Tooth Enamel", J. Dent. Res. 28 : 160 (1 948) ; Regolati
et coll, "Effets of Aluminum and Fluoride on Caries, Fluorine Content and Dissolution of Rat Molars", Hel.Odon.Acta. 13 : 59
(1 969); et Kelada, "Electrochemical Characteristics of Free and Complexed Fluorides in Drinking Water and the Effects of Aluminum and Iron on Fluoride Incorporation Into Tooth Enamel," Univ. Michigan Thesis (1 972).
Les études in vitro ont montré qu'un traitement préalable de l'émail avec des solutions d'aluminium accroissait la fixation de fluorure lorsqu'on effectue un traitement ultérieur avec une solution de fluorure ; cependant le traitement avec des combinaisons d'aluminium et de fluorure n'apporte aucun avantage supplémentaire au traitement par un
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"Fluoride Uptake in Natural Tooth Surfaces Pretreated with Aluminum Nitrate", J.Dent.Res. 51:870 (1 972). De plus ces techniques concernent principalement l'emploi de l'aluminium en combinaison avec des fluorures et on ne s'est pas intéressé à l'effet produit par l'aluminium en l'absence de fluorures.
On a précédemment suggéré que l'addition d'une source d'aluminium aux aliments pourrait réduire leur pouvoir cariogène. Cependant à ce jour les études ont conduit à penserque l'aluminium est inefficace comme agent anticarioçène alimentaire. Par exemple Van Reen et coll, "Trace Elements and Dental Carries: Molybdenum, Aluminum and Titanium", Helv.
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sulfate d'aluminium et de potassium, lorsqu'on l'ajoute à l'eau de boisson des rats à raison de 10, 50 ou 100 ppm d'a- luminium n'apporte aucune protection contre les caries den- taires...". On aboutit à la même conclusion lorsqu'on ajoute de l'aluminium à la ration alimentaire des rats, comme indiqué par Wynn et coll dans "Dental Caries in the Albino Rat on High Sucrose Diets Containing Différent Amounts of Aluminum", <EMI ID=8.1>
l'aluminium par voie parentérale, comme indiqué par Kruger, "The Effect of "Trace Elements" on Expérimental Dental Caries in the Albino Rat", Univ.. of Queensland Papers, 1:1-28 (1 959).
L'emploi de sels d'aluminium dans les dentifrices s'est révélé n'avoir aucun effet souhaitable. Ainsi bien que
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de lactate d'aluminium, de fluorure d'aluminium et de pyrophosphate de calcium, l'abrasif réagit avec l'aluminium pour former un phosphate d'aluminium insoluble. De même, dans le
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que le fluorure d'aluminium pour qu'en association avec des abrasifs de type métaphosphate de sodium, ils réduisent la solubilité de ces abrasifs et accroissent la fixation de fluorure, sans que l'aluminium ait un effet thérapeutique avantageux indépendant.
Le brevet US 3 282 792 décrit des dentifrices à bas pH à base de fluorure stanneux stabilisés contre la précipitation et l'oxydation des ions stanneux par l'emploi d'acides di- et tricarboxyliques hydroxy-substitués. Cependant
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de systèmes ne contenant pas de fluorures. De même, bien que
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pas que l'on peut obtenir des résultats bénéfiques avec l'alu-
<EMI ID=14.1> <EMI ID=15.1> des constitués d'une combinaison de substances tensio-actives .et de substances coagulant l'albumine telles'que certains sels d'aluminium et d'autres métaux avec des acides carboxyliques.
Cependant ce brevet n'indique pas que des aliments contenant
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strontium et le vanadium) et que d'autres favorisent les caries (par exemple le sélénium, le magnésium et le cadmium), la majeure partie des indications relatives à l'aluminium in-diquent qu'il est inerte vis-à-vis des caries dentaires selon la classification de Navia, "Effect of Minerais on Dental Caries", in Dietary Chemicals v. Dental Caries, A.C.S., Washington, D.C. (1 970).
Le brevet US n[deg.] 3 772 431 concerne un collutoire en comprimés contenant un couple efferverscent (par exemple une matière basique solide et un acide organique solide tel que l'acide fumarique, citrique ou tartrique) qui produit du dioxyde de carbone par dissolution dans l'eau, en combinaison avec un agent astringent et désensibilisant qui peut (sans que cela soit obligatoire) être un composé d'aluminium. De plus, ce brevet décrit l'emploi local de la vitamine C (acide ascorbique) comme agent précipitant de la mucine en combinaison avec un agent antimicrobien et un agent chélatant. Cependant, ce brevet ne suggère pas que l'on obtienne un effet
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que les autres constituants essentiels des comprimés sont incompatibles avec les ions aluminium, si bien que ces derniers ne peuvent pas avoir d'effet thérapeutique.
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rieur un système à activité thérapeutique apportant de l'alu.;minium susceptible d'activité biologique à un aliment en l'absence de fluorure.
L'invention a donc pour objet de fournir des moyens pour supprimer les inconvénients des tentatives de l'art antérieur pour réduire le pouvoir cariogène des aliments conte- ..nant du sucre.
Elle vise également un additif cariostatique efficace contenant de l'aluminium utile dans les aliments édulcorés tels que les sucreries, elle vise en outre des aliments anticariogènes renfermant de.s additifs cariostatiques contenant . de l'aluminium, comme précédemment décrit.
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Selon l'invention on incorpore à des aliments des quantités anticariogènes et non toxiques d'un additif cariostatique constitué d'au moins un sel contenant un ion aluminium
1 soluble et un composant choisi parmi l'acide adipique, l'acide ascorbique et leurs mélanges. Lorsqu'on incorpore un tel additif à une friandise faite avec du sucre, même à des teneurs très faibles en additif (par exemple des quantités d'aluminium
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gestion répétée de petites quantités de l'agent anticariogène s'est révélée avoir un effet cumulatif.
Il est souhaitable que ces aliments contenant un tel additif renferment également un édulcorant nutritif non cariogène constitué d'un mélange d'au moins un premier agent édulcorant choisi parmi le sorbitol, le xylitol et leurs mélanges et au moins un second agent édulcorant choisi parmi le dextrose, le fructose et leurs mélanges. Le mélange renferme au moins environ 75% du premier agent édulcorant par rapport au poids du mélange lorsque le dextrose est le second agent
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est le second agent. On incorpore l'édulcorant au comestible en une quantité convenable pour l'éculcorer.
L'emploi de l'additif cariostatique de l'invention réduit la solubilité dans les acides de l'émail dentaire et,
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tion, on obtient des produits qui, lorsqu'on les introduit dans (la, bouche: ne provoquent que peu ou pas d'abaissement dangereux du pH de la plaque dentaire (ce qui indique que la formation d'acides provoquant des altérations a été réduite au minimum), provoquent peu ou pas de décalcification dangereuse de l'émail dentaire (la décalcification étant un stade
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précurseur des caries dentaires) ; et dont l'élimination orale est rapide.
Les modes de réalisation préférés de l'invention vont maintenant être décrits. Selon l'invention, on incorpore à des aliments, en particulier des aliments édulcorés tels que des sucreries, des quantités anticariogènes et non toxique;
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bles contenant un ion aluminium et un composant choisi dans le groupe comprenant l'acide adipique, l'acide .ascorbique et!
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On entend ici par "aliments" pratiquement tous les produits alimentaires susceptibles d'être ingérés par l'homme y compris les sucreries, les pâtisseries, les chewing-gums,
'1 les boissons manufacturées, les préparations à base de fruits et similaires.
Dans la présente description, le terme "acide a.scorbique" englobe l'épimère isomère, l'acide isoascorbique également appelé acide érythorbique ou 6-lactone de l'acide D-éry-
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l'on peut utiliser dans l'invention au lieu de l'acide ascorbique.
L'acide adipique et/ou l'acide ascorbique peuvent être présents à une teneur appropriée quelconque supérieure à
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poids.
Le sel d'aluminium soluble particulier que l'on utilise n'a pas de limitation stricte etcn peut pratiquement utiliser tout sel sol"ble dans l'eau non toxique contenant l'ion aluminium. Des sels d'aluminium appropriés sont le sulfate
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d'aluminium, AlCl-,6 H20 ; le sulfate d'aluminium et de so-
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de potassium et le sulfate d'aluminium et de sodium qu'il est facile de se procurer et dont l'innocuité est bien établie.
La quantité anticariogène et non toxique du sel d'aluminium soluble doit être comprise dans la gamme permettant d'apporter environ 100 ppm à environ 1 000 ppm d'ions aluminium (0,01 à 0,10 % en poids en ions aluminium). Donc lorsqu'on utilise le sulfate d'aluminium et de potassium dodécahydraté ou le chlorure d'aluminium hexahydraté, les concentrations de ces sels sont respectivement comprises dans la
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1,0 % en poids.
On peut utiliser l'additif cariostatique de l'invention dans tous les types de comestibles édulcorés tels que les bonbons durs, les caramels mous, les caramels dura, les chocolats et les revêtements de chocolat ainsi que dans d'autres sucreries. De préférence cependant on utilise l'additif <EMI ID=35.1> dans des pastilles et des bonbons durs cuits. Lorsqu'on prépare des sucreries à partir de divers constituants (par exemple les bonbons constitués d'un noyau à base de sucre cuit enrobé de chocolat), on peut utiliser l'additif de l'invention dans un ou plusieurs des constituants ou dans la totalité de ceux-ci.
Une des caractéristiques importantes de l'invention est la découverte que, par comparaison avec les autres acides carboxyliques couramment utilisés tels que l'acide citrique et l'acide malique, les acides ascorbique et adipique
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lorsqu'ils sont présents dans la bouche pendant la période d'élimination orale rapide obtenue avec les sucreries de l'invention. De plus ces acides (1) ne présentent pas d'interférence avec les ions aluminium contrairement à beaucoup d'autres acides carboxyliques, (2) contribuent temporairement à porter le pH de la bouche à une valeur de 3,5 à 4,5 où les ions alu-
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et (3) ouvrent quelque peu le réseau cristallin d'apatite de l'émail, si bien que les ions aluminium meuvent mieux réunir
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Les sucreries obtenues selon l'invention sont essentiellement les mêmes que celles de l'art antérieur, si ce n'est que l'addition de l'additif cariostatique de l'invention permet leur consommation sans risque de provoquer ou de favoriser les caries dentaires.
Les sucreries anticariogènes produites selon l'invention peuvent renfermer d'autres ingrédients actuels courants tels que des colorants, des arômes, des matières grassesdérivant du lait, des matières grasses végétales, des agents moussants, des agents de texturation tels que du riz croquant, des noix et similaires. Cependant certains ingrédients classiques des sucreries sont indésirables du point de vue de l'hygiène dentaire. Par exemple'des quantités Importantes de graisses et d'agents de texturation tels que du riz croquant peuvent ralentir l'élimination orale des sucreries..Néanmoins <EMI ID=39.1>
dangereuses pour les dents.
On peut préparer les sucreries produites selon l'invention selon les techniques de fabrication antérieures.
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On peut ajouter l'additif er: un stade approprié quelconque, tant qu'il est présent dans le produit final à la concentration désirée.
Les compositions d'exemples de sucreries anticariogènes produites selon l'invention figurent dans les exemples suivants.
Exemple 1 - Bonbons en pastilles
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que de l'invention dans des aliments édulcorés renfermant au lieu du saccharose ou d'autres édulcorants cariogènes, un système édulcorant nutritif non cariogène constitué d'un mélange d'au moins un premier agent édulcorant choisi parmi le sorbitol, le xylitol et leurs mélanges et au moins un second agent
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langes, ce mélange renfermant au moins environ 75% en poids du premier agent lorsque le dextrose est le second agent et au moins environ 60% du premier agent lorsque le fructose est' le second agent.
Le premier agent est de préférence du sorbitol et le second agent du dextrose, en raison du coût et de la facilité avec laquelle on se procure ces agents.
Il est souhaitable d'utiliser des mélanges homogènes du premier et du second agents.
Lorsqu'on utilise des mélanges de sorbitol et de
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à 75% de sorbitol et/ou de xylitol et à 25% de dextrose. Lorsqu'on utilise le fructose, les teneurs du second agent édulcorant peuvent être quelque peu supérieures. On préfère ainsi,
1 <EMI ID=45.1>
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xylitol et de fructose, que la teneur en fructose soit d'envi-
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De façon générale, on utilise les mélanges édulcorants de l'invention aux mêmes concentrations que le sucre ou les autres systèmes édulcorants cariogènes. Ainsi, lorsqu'on utilise selon l'invention les systèmes édulcorants nutritifs non cariogènes dans des sucreries, leur teneur est de préférence comprise entre environ 40 et 100% du poids du produit.
Les sucreries obtenues selon l'invention sont es-
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n'est que l'addition de l'additif cariostatique et l'emploi d'un système édulcorant nutritif non cariogène permettent leur consommation sans danger avec une diminution de la fréquence et
de la gravité des caries dentaires.
On peut préparer des sucreries selon l'invention avec le système édulcorant nutritif non cariogène selon les techniques classiques, bien que certaines modifications puissent être rendues nécessaires en raison de l'emploi du sorbitol
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rant.
Ainsi, dans le cas de pastilles, on utilise les mêmes techniques de mélange des ingrédients et de façonnage en pastilles, mais on doit effectuer une régulation plus stricte de l'humidité car le sorbitol et le xylitol sont des desséchants. On peut également ajouter de faibles teneurs d'un agent tel que le stéarate de magnésium pour faciliter l'éjection des pastilles.
Connaissant ces propriétés des agents édulcorants contenant du sorbitol et/ou du xylitol, l'homme de l'art pourra facilement adapter les techniques existantes de fabrication des sucreries à la préparation des sucreries de l'invention.
Les compositions d'exemples de sucreries anticariogènes produites avec le système édulcorant nutritif selon l'invention figurent dans les exemples suivants.
Exemple 3 - Bonbons en pastilles
Constituants Parties en poids
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tales suivantes.
Un critère important de l'évaluation d'un agent an-
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dentaire, la réduction de la solubilité de l'émail dentaire étant désignée ci-après par l'abréviation RSE. On a effectué des études portant sur la RSE de la façon suivante. On monte des incisives saines de bovins dans une résine acrylique autodurcissable, avec la surface labiale apparente et on effectue un traitement prophylactique minutieux avec de la pierre ponce en poudre. On forme ensuite "une fenêtre" sur la surface labiale en faisant tomber de la cire sur un disque constitué d'une feuille mince d'aluminium de 1,0 cm de diamètre. On utilise ensuite une pointe aiguisée pour découper la cire sur le pourtour de la feuille que l'on retire pour exposer un disque d'émail de taille reproduct'ble.
On décalcifie les dents fenêtrées quatre fois consécutives sur des intervalles de 20 minutes avec des portions
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pH 4,0) en agitant à 60 tr/mn avec un appareil de détermination de la RSE. A la quatrième décalcification, la quantité de calcium et de phosphore extraits par déminéralisation des dents atteint une valeur constante. On traite ensuite les dents avec 25 ml de surnageant de bonbon (1 partie de bonbon diluée par 3 parties d'eau bidistillée pour simuler la dilution qui se produit dans la bouche lors de'l'ingestion)
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Après traitement, on décalcifie à nouveau les dents avec des portions de 25 ml d'acide acétique tamponné pendant quatre nouvelles périodes de 20 minutes. La cinquième et la huitième solutions de décalcification sont ap- <EMI ID=59.1>
(1ère DAT) et quatrième solution de décalcification après
<EMI ID=60.1> <EMI ID=61.1> ..o.....9 ....
La différence entre la quantité de calcium et de phosphc re do la quatrième solution de décalcification,avant traitement, et la teneur dans la cinquième et la huitième solutions de décalcification après traitement divisée par la teneur de la quatrième solution de décalcification et multipliée par 100, constituent la première et la quatrième valeurs de la RSE après traitement. Pour déterminer le calcium, on opère par soectroscopie d'absorption atomique et on détermine le phosphore selon la méthode de FisKe-Subbarow.
Pour montrer que l'injection répétée de confiseries contenant l'additif cariostatique de l'invention pendant des durées brèves a un effet cumulatif sur la réduction de la solubilité de' l'émail dentaire, on traite les dents plusieurs fois pendant une durée brève (par exemple 5 minutes, ce qui correspond à l'élimination orale typique des confiseries de ce type). Selon
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au raisin correspondant à la composition de l'exemple III. A titre comparatif, on utilise comme témoins des bonbons ayant la même composition, mais ne contenant pas de sel d'aluminium. On
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traitement de 5 minutes ou de 20 minutes. Les valeurs de la RSEfigurant dans le tableau I montrent que des traitements répétés <EMI ID=64.1>
latif significatif. Après vingt de ces traitements, on obtient une RSE de 70%.
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Bien que les évaluations de la RSE permettent d'établir l'efficacité d'un agent anticariogène, il est également très souhaitable de déterminer la quantité d'agent fixée par l'émail dentaire pour mieux connaître son efficacité. On traite six incisives saines de bovin fenêtrées avec les bonbons de l'exemple III dilués au tiers par de l'eau bidistillée. On traite les dents vingt fois consécutives pendant des durées de 5 minutes avec 25 ml de solu- tion de bonbon. Après traitement, on décalcifie les dents pendant
30 secondes dans 15,0 ml d'acide perchlorique 2,0 N et on détermine la quantité de calcium et d'aluminium. On détermine le calcium par absorption atomique et l'aluminium par la méthode à l'aluminon.
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db façon évidente qu'une quantité importante d'ions aluminium réagit avec l'émail dentaire et est fixée par ce dernier. Lorsqu'on
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minium correspondent aux valeurs cumulées de la RSE indiquées dans le tableau I. Ces deux types de résultats montrent l'effica- <EMI ID=70.1>
TABLEAU II
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On a également mis en évidence l'activité anticariogène des additifs de l'invention dans une étude in vivo sur le rat effectuée de la façon suivante. On répartit au hasard en deux groupes égaux en ce qui concerne le sexe, le poids corporel et
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2 sert de témoin et reçoit à volonté un alimsnt constitué de farine de mais à faible teneur en fluorure et de l'eau dépourvue de fluorure. On maintient les rats du groupe 1 au même régime si
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la solubilité dans les acides de leurs molaires inférieures. Les résultats obtenus figurent dans le tableau III.
TABLEAU III
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Ces résultats montrent les RSE relatives au. "phosphore et.
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au calcium, respectivement de 40% et de 35% pour les rats dont l'alimentation contient l'additif cariostatique de l'invention.
On a également mis en évidence l'activité anticariogène des sucreries anticariogènes de l'invention chez le rat salcn la méthode décrite par Francis, "The Effectivness of Anticaries Agents in Rats Using an Incipient Carrious Lesion Method", Arch.
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sexe, le poids corporel et les ascendants, 100-rats venant d'être sevrés âgés de 21 jours. Une semaine avant l'accouplement, on fournit aux parents un aliment non cariogène constitué de mais
à faible teneur en fluorure et de l'eau de boisson bidistillée dépourvue de fluorure. On maintient les rates au même régime pendant les 21 jours de gestation et les 21 jours avant le sevrage pour que les jeunes ne reçoivent pas de fluorure exogène lors
de leur développement. Après sevrage, on fournit à volonté aux rats de 21 jours un aliment générateur de caries à teneur élevée en saccharose et de l'eau bidistillée ne contenant pas de fluorure. Cinq jours par semaine pendant quatre semaines, on frotte une fois par jour les molaires inférieures droites et gauches pendant 60 secondes avec un écouvillon chargé de la solution de bonbon anticariogène à étudier. On trempe le coton u3 l'écouvillon dans la solution de bonbon toutes les 15 secondes. On utilise pour le traitement des solutions de bonbon obtenues par dissolution de 1 partie en poids des divers bonbons à étudier dans 3 parties d'eau bidistillée. On utilise la composition de base
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suivantes :
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Groupe 2 - exemple III.
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Groupe 4 - exemple III avec remplacement de la totalité du sorbitol par du dextrose.
Groupe 5 - comme pour le groupe 3 avec remplacement de la totalité du sorbitol par du dextrose.
On loge les rats dans une pièce à air conditionné dans des cages à plancher grillagé surélevé et on respecte strictement les règles habituelles d'hygiène relatives aux animaux de laboratoire. On règle l'éclairage pour assurer 12 heures de lumière et
12 heures d'obscurité.
On détermine le poids des rats au départ, puis à la fin du mois d'étude. On n'observe pas de différence statistiques entre les gains de poids des groupes expérimentaux et du groupe
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A la fin de l'expérience, on sacrifie les animaux par inhalation de chloroforme et on colore les dents avec du nitrate
'1 <EMI ID=82.1>
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sions naissantes. Les résultats figurent dans le tableau IV.
TABLEAU IV
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L'analyse statistique des résultats montre que la diminution de la fréquence des caries de 11% est observée pour le groupe 2 (bonbons contenant un mélange de 3/1 de sorbitol et de
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un coefficient de confiance de 98%, tandis que la diminution de
18% observée pour le groupe 3 (bonbons contenant un mélange 3/1
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de 10% et 7% observées respectivement pour les groupes 4 et 5 ne sont pas significatives du point de vue statistique. Ces deux derniers groupes sont respectivement identiques aux groupes 2 et 3, si ce n'est que la totalité du sorbitol des bonbons a été remplacée par du dextrose. Bien.que le groupe 4 présente en moyenne approximativement le même nombre de lésions que le groupe 2, les lésions du groupe 4 sont bien plus graves. Les résultats montrent que les bonbons contenant un mélange 3/1 de sorbitol et de dextrose avec l'A1K(S04)2. 12 H20 ont un effet significatif
de réduction in vivo des caries dentaires. Ils montrent également que pour tous les bonbons, le système additif cariostatique de l'invention a un certain degré d'effet bénéfique.
On a vérifié expérimentalement la nécessité de l'emploi d'acide adipique et/ou ascorbique en combinaison avec le sel d'aluminium. On traite des dents de bovins fenêtrées selon la méthode de détermination de la RSE précédemment décrite, si ce n'est que l'on soumet les dents à un traitement unique de 20 minutes avec des solutions contenant 37 ppm d'ions d'aluminium (apportés
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carboxyliques, le pH étant ajusté à 4,0. Les RSE relatives au <EMI ID=88.1>
calcium et au phosphore figurent dans le tableau V et montrent que, contrairement aux autres acides qui désactivent l'aluminium ou qui réduisent nettement son efficacité comme agent de réduction de la solubilité de l'émail dans ces conditions, les acides adipique et ascorbique ont un effet minime, en particulier lors de la quatrième décalcification après le traitement, et sont compatibles avec l'aluminium.
TABLEAU V
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Bien que l'invention ait particulièrement été décrite relativement à des sucreries, elle s'applique également à d'autres produits alimentaires dans lesquels on peut utiliser l'additif de l'invention.
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1. Additif cariostatique pour aliments, caractérisé en ce qu'il est constitué de quantités anticariogènes et non toxiques d'au moins un sel soluble contenant un ion aluminium et d'un composant choisi parmi l'acide adipique, l'acide ascorbique et leurs mélanges.
Anticariogenic foods.
The present invention relates to the production of foods and more particularly to sweets which have been made anticariogenic by the use of a novel cariostatic additive.
It has long been sought to compensate for the cariogenic power of foods and in particular foods having a high content of sweeteners such as sucrose and other sugars. A theory has been established that the introduction of sugars into the mouth produces acids causing dental caries.
One element which contributes to the formation of dental caries in children is the adhesion of highly refined sugars and their breakdown products to dental plaque after ingestion, coupled with the slow oral elimination and / or the ability to produce significant amounts of acids.
Many cariostatic agents have been evaluated in the past in systems in which such an agent is consumed or applied topically (i.e. directly to
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frice in paste or powder). However, information on the efficacy of cariostatic agents used in
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the effectiveness of these cariostatic agents in other modes of application, for example when they are used in foods and in particular in foods containing a large proportion of sugars.
Generally, the known cariostatic agents have unfortunately provided no practical degree of protection when used in food. Thus, the known cariostatic agents such as fluorides, phosphates, vitamin K, nitrofurans, compounds
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added separately to a food with a high sugar content, have little direct local effect in the environment of the food.
For these and other reasons, researchers have continued their efforts to develop new anticariogenic agents not only exhibiting high anticariogenic activity, but which are non-toxic, stable.
1 and easy to obtain. It has been suggested that aluminum salts may have a beneficial effect in reducing
dental caries or facilitate the fixation of fluorides by dental enamel. In this regard, see Manly et al, "Substances Capable of Decreasing the Acid Solubility
of Tooth Enamel ", J. Dent. Res. 28: 160 (1948); Regolati
et al, "Effects of Aluminum and Fluoride on Caries, Fluorine Content and Dissolution of Rat Molars", Hel.Odon.Acta. 13:59
(1,969); and Kelada, "Electrochemical Characteristics of Free and Complexed Fluorides in Drinking Water and the Effects of Aluminum and Iron on Fluoride Incorporation Into Tooth Enamel," Univ. Michigan Thesis (1,972).
In vitro studies have shown that pretreatment of enamel with aluminum solutions increased fluoride uptake upon subsequent treatment with fluoride solution; however, treatment with combinations of aluminum and fluoride does not provide any additional benefit to treatment with a
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"Fluoride Uptake in Natural Tooth Surfaces Pretreated with Aluminum Nitrate", J.Dent.Res. 51: 870 (1,972). In addition, these techniques mainly relate to the use of aluminum in combination with fluorides and we have not looked at the effect produced by aluminum in the absence of fluorides.
It has previously been suggested that adding an aluminum source to foods could reduce their cariogenic potential. However, to date studies have led to believe that aluminum is ineffective as an anticarocene agent in food. For example Van Reen et al, "Trace Elements and Dental Carries: Molybdenum, Aluminum and Titanium", Helv.
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aluminum potassium sulphate, when added to the drinking water of rats at a rate of 10, 50 or 100 ppm of alumium, does not provide any protection against dental caries ... The same conclusion is reached when aluminum is added to the diet of rats, as reported by Wynn et al in "Dental Caries in the Albino Rat on High Sucrose Diets Containing Different Amounts of Aluminum", <EMI ID = 8.1>
aluminum parenterally, as reported by Kruger, "The Effect of" Trace Elements "on Experimental Dental Caries in the Albino Rat", Univ. of Queensland Papers, 1: 1-28 (1959).
The use of aluminum salts in toothpastes has been found to have no desirable effect. So although
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of aluminum lactate, aluminum fluoride and calcium pyrophosphate, the abrasive reacts with the aluminum to form an insoluble aluminum phosphate. Likewise, in the
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than aluminum fluoride so that in combination with sodium metaphosphate abrasives, they reduce the solubility of these abrasives and increase fluoride uptake, without the aluminum having an independent beneficial therapeutic effect.
US Pat. No. 3,282,792 describes low pH dentifrices based on stannous fluoride stabilized against the precipitation and oxidation of stannous ions by the use of hydroxy-substituted di- and tricarboxylic acids. However
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systems that do not contain fluorides. Likewise, although
<EMI ID = 12.1>
<EMI ID = 13.1>
not that beneficial results can be obtained with alu-
<EMI ID = 14.1> <EMI ID = 15.1> products consisting of a combination of surface-active substances and substances coagulating albumin such as certain salts of aluminum and other metals with carboxylic acids.
However, this patent does not indicate that foods containing
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strontium and vanadium) and that others promote caries (e.g. selenium, magnesium and cadmium), the majority of the indications for aluminum indicate that it is inert to dental caries according to the classification of Navia, "Effect of Minerais on Dental Caries", in Dietary Chemicals v. Dental Caries, A.C.S., Washington, D.C. (1970).
US Patent No. 3,772,431 relates to a tablet mouthwash containing an efferverscent couple (for example a solid basic material and a solid organic acid such as fumaric, citric or tartaric acid) which produces carbon dioxide by dissolving in water, in combination with an astringent and desensitizing agent which may (but not necessarily) be an aluminum compound. In addition, this patent describes the local use of vitamin C (ascorbic acid) as a mucin precipitating agent in combination with an antimicrobial agent and a chelating agent. However, this patent does not suggest that one obtains an effect
<EMI ID = 17.1>
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that the other essential constituents of the tablets are incompatible with aluminum ions, so that the latter cannot have a therapeutic effect.
<EMI ID = 19.1>
laughing a system with therapeutic activity providing aluminum.; minium capable of biological activity to a food in the absence of fluoride.
The object of the invention is therefore to provide means for overcoming the drawbacks of prior art attempts to reduce the cariogenic power of foods containing sugar.
It also relates to an effective cariostatic additive containing aluminum useful in sweetened foods such as sweets, it also relates to anticariogenic foods containing cariostatic additives containing. aluminum, as previously described.
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'genes6 � ..
According to the invention, anticariogenic and non-toxic amounts of a cariostatic additive consisting of at least one salt containing an aluminum ion are incorporated into foods.
1 soluble and a component selected from adipic acid, ascorbic acid and mixtures thereof. When such an additive is incorporated into a candy made with sugar, even at very low additive contents (for example amounts of aluminum
<EMI ID = 21.1>
Repeated management of small amounts of the anticariogenic agent has been shown to have a cumulative effect.
It is desirable that these foods containing such an additive also contain a non-cariogenic nutritive sweetener consisting of a mixture of at least one first sweetening agent chosen from sorbitol, xylitol and their mixtures and at least one second sweetening agent chosen from among dextrose, fructose and mixtures thereof. The mixture contains at least about 75% of the first sweetening agent based on the weight of the mixture when dextrose is the second agent
<EMI ID = 22.1>
is the second agent. The sweetener is incorporated into the edible in an amount suitable for the skinning.
The use of the cariostatic additive of the invention reduces the acid solubility of dental enamel and,
<EMI ID = 23.1>
tion, products are obtained which, when introduced into (the, mouth: cause little or no dangerous lowering of the pH of dental plaque (indicating that the formation of acids causing alterations has been reduced to a minimum), cause little or no dangerous decalcification of tooth enamel (decalcification being a stage
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precursor of dental caries); and whose oral elimination is rapid.
The preferred embodiments of the invention will now be described. According to the invention, anticariogenic and non-toxic amounts are incorporated into foods, in particular sweetened foods such as sweets;
<EMI ID = 25.1>
bles containing an aluminum ion and a component selected from the group consisting of adipic acid, ascorbic acid and!
<EMI ID = 26.1>
By "food" is meant here practically all food products capable of being ingested by humans, including sweets, pastries, chewing gum,
1 manufactured beverages, fruit preparations and the like.
In the present description, the term "a.scorbic acid" embraces the isomeric epimer, isoascorbic acid also called erythorbic acid or 6-lactone of D-ery- acid.
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it is possible to use in the invention instead of ascorbic acid.
Adipic acid and / or ascorbic acid may be present at any suitable level greater than
<EMI ID = 28.1>
<EMI ID = 29.1>
weight.
The particular soluble aluminum salt which is used is not critical and virtually any non-toxic water soluble salt containing aluminum ion can be used. Suitable aluminum salts are sulfate.
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aluminum, AlCl-, 6 H2O; aluminum sulphate and so-
<EMI ID = 31.1>
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<EMI ID = 33.1>
of potassium and sodium aluminum sulphate which are readily available and well established to be safe.
The anticariogenic and nontoxic amount of the soluble aluminum salt should be within the range making it possible to provide about 100 ppm to about 1000 ppm of aluminum ions (0.01 to 0.10% by weight of aluminum ions). So when aluminum potassium sulfate dodecahydrate or aluminum chloride hexahydrate is used, the concentrations of these salts are respectively within the range.
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1.0% by weight.
The cariostatic additive of the invention can be used in all types of sweetened edibles such as hard candies, soft caramels, dura caramels, chocolates and chocolate coatings as well as in other sweets. Preferably, however, the additive <EMI ID = 35.1> is used in pastilles and hard boiled candies. When preparing sweets from various constituents (for example candies consisting of a core based on cooked sugar coated with chocolate), the additive of the invention can be used in one or more of the constituents or in the all of these.
One of the important features of the invention is the discovery that, compared with the other commonly used carboxylic acids such as citric acid and malic acid, ascorbic and adipic acids
<EMI ID = 36.1>
when they are present in the mouth during the period of rapid oral elimination obtained with the sweets of the invention. In addition, these acids (1) do not interfere with aluminum ions unlike many other carboxylic acids, (2) temporarily contribute to raising the pH of the mouth to a value of 3.5 to 4.5 where alu- ions
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and (3) somewhat open up the apatite crystal lattice of the enamel, so that the aluminum ions move better together
<EMI ID = 38.1>
The sweets obtained according to the invention are essentially the same as those of the prior art, except that the addition of the cariostatic additive of the invention allows their consumption without risk of causing or promoting dental caries. .
The anticariogenic sweets produced according to the invention may contain other current current ingredients such as colors, flavors, milk-derived fats, vegetable fats, foaming agents, texturing agents such as crunchy rice, nuts and the like. However, certain conventional ingredients in sweets are undesirable from the point of view of dental hygiene. For example, large amounts of fats and texturing agents such as crunchy rice may slow down oral elimination of sweets. However <EMI ID = 39.1>
dangerous for teeth.
The sweets produced according to the invention can be prepared according to prior manufacturing techniques.
<EMI ID = 40.1>
The additive can be added at any suitable stage, as long as it is present in the final product at the desired concentration.
The exemplary compositions of anticariogenic sweets produced according to the invention appear in the following examples.
Example 1 - Candy lozenges
<EMI ID = 41.1>
<EMI ID = 42.1>
that of the invention in sweetened foods containing instead of sucrose or other cariogenic sweeteners, a non-cariogenic nutrient sweetener system consisting of a mixture of at least a first sweetening agent chosen from sorbitol, xylitol and their mixtures and at least a second agent
<EMI ID = 43.1>
diapers, this mixture comprising at least about 75% by weight of the first agent when dextrose is the second agent and at least about 60% of the first agent when fructose is the second agent.
The first agent is preferably sorbitol and the second agent is dextrose, due to the cost and ease with which these agents are available.
It is desirable to use homogeneous mixtures of the first and second agents.
When using mixtures of sorbitol and
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75% sorbitol and / or xylitol and 25% dextrose. When using fructose, the contents of the second sweetening agent may be somewhat higher. We thus prefer,
1 <EMI ID = 45.1>
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xylitol and fructose, that the fructose content is approximately
<EMI ID = 47.1>
In general, the sweetening mixtures of the invention are used in the same concentrations as the sugar or the other cariogenic sweetening systems. Thus, when the non-cariogenic nutritive sweetening systems are used according to the invention in sweets, their content is preferably between approximately 40 and 100% of the weight of the product.
The sweets obtained according to the invention are
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is only the addition of the cariostatic additive and the use of a non-cariogenic nutritional sweetener system allow their safe consumption with a decrease in frequency and
the severity of dental caries.
Sweets according to the invention can be prepared with the non-cariogenic nutrient sweetener system according to conventional techniques, although certain modifications may be made necessary due to the use of sorbitol.
<EMI ID = 49.1>
rant.
Thus, in the case of pellets, the same techniques of mixing the ingredients and shaping into pellets are used, but tighter humidity control must be carried out because sorbitol and xylitol are desiccants. Low levels of an agent such as magnesium stearate can also be added to facilitate the ejection of the pellets.
Knowing these properties of sweetening agents containing sorbitol and / or xylitol, a person skilled in the art can easily adapt the existing techniques for the manufacture of sweets to the preparation of the sweets of the invention.
The exemplary compositions of anticariogenic sweets produced with the nutrient sweetener system according to the invention appear in the following examples.
Example 3 - Candy lozenges
Components Parts by weight
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<EMI ID = 53.1>
<EMI ID = 54.1>
<EMI ID = 55.1>
following tales.
An important criterion in the evaluation of an agent an-
<EMI ID = 56.1>
dental, the reduction in the solubility of tooth enamel being hereinafter referred to by the abbreviation RSE. CSR studies have been carried out as follows. Healthy bovine incisors are mounted in a self-hardening acrylic resin, with the labial surface exposed and a careful prophylactic treatment is carried out with pumice powder. The labial surface is then "windowed" by dropping wax onto a disc made of thin aluminum foil 1.0 cm in diameter. A sharp point is then used to cut the wax around the perimeter of the foil which is removed to expose a reproducible size disc of enamel.
Fenestrated teeth are decalcified four consecutive times over 20-minute intervals with portions
<EMI ID = 57.1>
pH 4.0) with stirring at 60 rpm with an RSE determination apparatus. At the fourth decalcification, the amount of calcium and phosphorus extracted by demineralization of the teeth reaches a constant value. The teeth are then treated with 25 ml of candy supernatant (1 part of candy diluted with 3 parts of double-distilled water to simulate the dilution that occurs in the mouth during ingestion)
<EMI ID = 58.1>
After treatment, the teeth were decalcified again with 25 ml portions of buffered acetic acid for four further 20 minute periods. The fifth and eighth decalcification solutions are ap- <EMI ID = 59.1>
(1st DAT) and fourth decalcification solution after
<EMI ID = 60.1> <EMI ID = 61.1> ..o ..... 9 ....
The difference between the amount of calcium and phosphorus in the fourth decalcification solution, before treatment, and the content in the fifth and eighth decalcification solutions after treatment, divided by the content of the fourth decalcification solution and multiplied by 100, constitute the first and fourth values of the CSR after treatment. To determine the calcium, the operation is carried out by atomic absorption electroscopy and the phosphorus is determined according to the FisKe-Subbarow method.
To show that the repeated injection of confectionery containing the cariostatic additive of the invention for short periods of time has a cumulative effect on reducing the solubility of the tooth enamel, the teeth are treated several times over a short period of time ( for example 5 minutes, which corresponds to the typical oral elimination of confectionery of this type). According to
<EMI ID = 62.1>
with grapes corresponding to the composition of Example III. By way of comparison, candies having the same composition but not containing aluminum salt are used as controls. We
<EMI ID = 63.1>
5 minute or 20 minute treatment. The values of the RSE in Table I show that repeated processing <EMI ID = 64.1>
significant lative. After twenty of these treatments, we obtain an ESR of 70%.
<EMI ID = 65.1>
<EMI ID = 66.1>
Although CSR evaluations can establish the effectiveness of an anticariogenic agent, it is also very desirable to determine the amount of agent bound by tooth enamel to better understand its effectiveness. Six healthy fenestrated bovine incisors are treated with the candies of Example III diluted to one third with double distilled water. The teeth are treated twenty consecutive times for periods of 5 minutes with 25 ml of candy solution. After treatment, the teeth are decalcified for
30 seconds in 15.0 ml of 2.0 N perchloric acid and the amount of calcium and aluminum is determined. Calcium is determined by atomic absorption and aluminum by the aluminon method.
<EMI ID = 67.1>
db evidently that a large quantity of aluminum ions reacts with tooth enamel and is fixed by the latter. When we
<EMI ID = 68.1>
<EMI ID = 69.1>
minium correspond to the cumulative values of the CSR shown in Table I. These two types of results show the efficiency of <EMI ID = 70.1>
TABLE II
<EMI ID = 71.1>
The anticariogenic activity of the additives of the invention was also demonstrated in an in vivo study on rats carried out as follows. We randomly divide into two equal groups with regard to sex, body weight and
<EMI ID = 72.1>
2 serves as a control and receives at will a feed consisting of corn meal with a low fluoride content and water free of fluoride. Group 1 rats are kept on the same diet if
<EMI ID = 73.1>
the solubility in acids of their lower molars. The results obtained are shown in Table III.
TABLE III
<EMI ID = 74.1>
These results show the CSRs relating to. "phosphorus and.
<EMI ID = 75.1>
with calcium, respectively 40% and 35% for the rats whose diet contains the cariostatic additive of the invention.
The anticariogenic activity of the anticariogenic sweets of the invention was also demonstrated in rats using the method described by Francis, "The Effectivness of Anticaries Agents in Rats Using an Incipient Carrious Lesion Method", Arch.
<EMI ID = 76.1>
<EMI ID = 77.1>
sex, body weight and progeny, 100-newly weaned 21-day-old rats. A week before mating, parents are provided with a non-cariogenic food consisting of corn
low fluoride and double distilled fluoride free drinking water. The rats are kept on the same diet during the 21 days of gestation and the 21 days before weaning so that the young do not receive exogenous fluoride during the
of their development. After weaning, the 21-day-old rats were provided ad libitum with a high sucrose caries-producing food and double-distilled water containing no fluoride. Five days a week for four weeks, the lower right and left molars are rubbed once a day for 60 seconds with a swab loaded with the anticariogenic candy solution to be studied. The cotton swab is dipped into the candy solution every 15 seconds. Candy solutions obtained by dissolving 1 part by weight of the various candies to be studied in 3 parts of double-distilled water are used for the treatment. We use the basic composition
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following:
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Group 2 - example III.
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Group 4 - Example III with replacement of all of the sorbitol by dextrose.
Group 5 - as for group 3 with replacement of all the sorbitol by dextrose.
The rats are housed in an air-conditioned room in cages with raised mesh floors and the usual hygienic rules for laboratory animals are strictly observed. The lighting is adjusted to ensure 12 hours of light and
12 hours of darkness.
The weight of the rats is determined at the start and then at the end of the study month. No statistical difference was observed between the weight gains of the experimental groups and the
<EMI ID = 81.1>
At the end of the experiment, the animals are sacrificed by inhalation of chloroform and the teeth are stained with nitrate.
'1 <EMI ID = 82.1>
<EMI ID = 83.1>
nascent sions. The results are shown in Table IV.
TABLE IV
<EMI ID = 84.1>
Statistical analysis of the results shows that the decrease in the frequency of caries by 11% is observed for group 2 (candies containing a 3/1 mixture of sorbitol and
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a confidence coefficient of 98%, while the decrease in
18% observed for group 3 (candies containing a 3/1 mixture
<EMI ID = 86.1>
of 10% and 7% observed respectively for groups 4 and 5 are not statistically significant. These last two groups are respectively identical to groups 2 and 3, except that all of the sorbitol in the candies has been replaced by dextrose. Although group 4 has on average approximately the same number of lesions as group 2, group 4 lesions are much more severe. The results show that sweets containing a 3/1 mixture of sorbitol and dextrose with A1K (S04) 2. 12 H20 have a significant effect
in vivo reduction of dental caries. They also show that for all sweets, the cariostatic additive system of the invention has some degree of beneficial effect.
The necessity of using adipic and / or ascorbic acid in combination with the aluminum salt has been verified experimentally. Fenestrated bovine teeth are treated according to the method for determining ESR previously described, except that the teeth are subjected to a single treatment for 20 minutes with solutions containing 37 ppm of aluminum ions ( brought
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carboxylic acid, the pH being adjusted to 4.0. The CSRs relating to <EMI ID = 88.1>
calcium and phosphorus are shown in Table V and show that, unlike other acids which deactivate aluminum or which markedly reduce its effectiveness as an agent for reducing the solubility of enamel under these conditions, adipic and ascorbic acids have a minimal effect, especially during the fourth decalcification after processing, and are compatible with aluminum.
TABLE V
<EMI ID = 89.1>
Although the invention has been particularly described in relation to sweets, it also applies to other food products in which the additive of the invention can be used.
<EMI ID = 90.1>
1. Cariostatic additive for foods, characterized in that it consists of anticariogenic and non-toxic amounts of at least one soluble salt containing an aluminum ion and of a component selected from adipic acid, ascorbic acid and theirs. mixtures.