CZ200567A3 - Potahované tablety pro prezvýkavce - Google Patents

Abstract

Potahované tablety pro prezvýkavce, zejména skot,chránené pred pusobením prostredí bachoru prezvýkavcu, obsahují 50 az 70 % hmotn. koncentrátu vybraných ze skupiny zahrnující sojový koncentrát, repkový koncentrát, kukuricný koncentrát, bramborový protein, psenicný protein, zitný protein, rýzový lepek, proteinový izolát z trav, proteinový izolát zlistu, proteinový izolát z rostlinných zbytku, které jsou obohacené nejméne jednou esenciální aminokyselinou v mnozství 0,01 az 30 % hmotn., vztazenona celkovou hmotnost tablety.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká potahovaných tablet pro přežvýkavce s rostlinnými proteiny a aminokyselinami chráněnými před působením prostředí bachoru přežvýkavců, které jsou určeny jako proteinový doplněk krmivá a způsobu jejich výroby.

Současny stav techniky

Přežvýkavci jsou schopni v krátké době uložit do bachoru značné množství rostlinného krmivá, které se potom zpracovává postupně. Mikroorganizmy žijící v prostředí bachoru napadají rostlinná pletiva, skládající se zejména z celulózy, která je za normálních okolností nestravitelná, a rozkládají ji na řadu jednoduchých látek, které mohou být zvířetem stráveny nebo přeměněny na mikrobiální hmotu, obsahující mj. také proteiny. Bachor třídí krmivo podle velikosti, případně podle délky částic. Velké částice vrací k opětnému přežvýkání a smísení se slinami, částice malé velikosti postupují přes další předžaludky (čepec a kniha) do vlastního žaludku - slezu, kde jsou definitivně tráveny.

Je však známo, že mikroorganizmy bachoru přežvýkavců část vysoce hodnotných bakteriálních proteinů rozkládají až na amoniak, oxid uhličitý, močovinu a jiné látky, z nichž poté se ztrátami v organizmu syntetizují nový protein. To má za následek sníženou efektivnost využití proteinů u přežvýkavců. Potřeba zvýšit množství tzv. bypass proteinu, tzn. proteinu, který uniká rozkladu v bachoru, se stala velmi naléhavá po zákazu používání levného živočišného proteinu v souvislosti se šířením choroby BSE (Bovine Spongiform Encephalopathy) a snahou o náhradu živočišných proteinů dražšími koncentrovanými rostlinnými. Jediným živočišným proteinem, který je pro výživu povolen, je mléčný protein - kasein.

Nejběžnějším postupem, kterým se dosahuje omezení rozkladu proteinu v bachoru, především u šrotů bohatých na protein, jako jsou sojový, řepkový nebo kukuřičný šrot, je tepelné zpracování, např. extruzí nebo ošetření proteinu formaldehydem nebo xylózou, při kterém dochází kjeho zesíťování. Tyto postupy však současně částečně snižují dostupnost proteinu ve střevu, a nelze je použít v případě volných aminokyselin a dalších doplňků krmivá (např. v případě vitaminů, enzymů nebo léčivých přípravků). Pro ochranu těchto komponent v bachoru přežvýkavců byly navrženy postupy ochrany, při kterých se částice získané běžnými postupy, např. granulováním, extruzí, tabletováním, peletizací, aglomerací ve vznosu aj., pokrývají ochrannou vrstvou, která odolává prostředí s pH > 5,5, které je přítomné v prostředí bachoru a rozpouští se až v prostředí s pH < 3,5, tj. ve slezu, který je vlastním žaludkem přežvýkavců a kde dochází k resorpci živin. K tomu se používají rostlinné nebo • 4 4 4 4 4 • · • ·

• 4 44 44 4444 • 4 · 4 4 · · 4

4 4 4 4 4 444 • 444 4444 4

4 4 4 4 4 4

44 4444 44 444 živočišné hydrogenované tuky, mastné kyseliny, vosky nebo polymery, případně jejich směs nebo vrstvy kombinující různé látky. Velmi dobrou účinnost ochrany poskytují zejména polymerní látky, např. bazického kopolymeru citlivé na pH uvedené např. v patentu US 4,181,708, které odolávají prostředí bachoru s pH > 5.5, a rozrušují se až ve slezu při pH < 3.5, v kombinaci s hydrofobní složkou, která má mít bod tání nad 60 °C. Směs podle US 4,181,708 např. sestává z roztoku kopolymeru vinylpyridin/styren kombinovaném ve směsi s kyselinou stearovou v methanolu, ethanolu, toluenu, chloroformu nebo ethylacetátu. Kromě požadavku na účinnost ochranné vrstvy musí částice splňovat též některé fyzikální parametry, které by měly zajistit jejich spolehlivou dopravu z bachoru do slezu bez toho, že by byly přežvýkány. Experimentálně bylo zjištěno, že bachorem velkých přežvýkavců mohou procházet částice o velikosti 0,1 až 19 mm. Důležitým, nikoli však jediným parametrem určujícím chování částice v bachoru, je i její specifická hmotnost. Ukázalo se totiž, že částice s hydrofobním povlakem mohou plavat na hladině kapaliny v bachoru vlivem nesmáčivosti povrchu i v případě, kdy mají vyšší specifickou hmotnost než kapalina (US 6,013,286).

Pokud částice chráněného proteinu nebo aminokyseliny plave na hladině v bachoru, výrazně roste pravděpodobnost, že bude přežvýkána a rozrušena, což znamená předčasné uvolnění proteinu nebo aminokyseliny již v bachoru a degradaci této komponenty. Na druhé straně nesmí být specifická hmotnost částice příliš vysoká, aby se doba jejího pobytu v bachoru neúměrně neprodloužila, což by opět mohlo vést ke ztrátám proteinů a aminokyselin. Výhodná specifická hmotnost se z tohoto hlediska se pohybuje v rozmezí 0,8 až 2,0 g/cm³. S důrazem na co nejnižší přežvýkatelnost se doporučují částice s velikostí maximálně 8 mm a specifická hmotnost v rozmezí 1,0 až 1,4 g/cm³. K zvýšení specifické hmotnosti částic se používají tzv. modifikátory, tj. více či méně inertní látky s vysokou specifickou hmotností, jako jsou např. kaolin, kovy, sírany, oxidy kovů aj. Přídavky těchto komponent však snižují podíl účinných látek v částici. Výsledkem kombinace technologických možností a požadovaných optimálních fyzikálních parametrů částic je velikost částic nejčastěji v rozmezí 2 až 4 mm s měrnou hmotností kolem 1,1 g/cm³.

V patentovém dokumentu WO 02/082921 Al, který se týká ochrany obecné bioaktivní substance s cholinem je nárokován rozměr částic 2 až 8 mm. V patentovém dokumentu US 6,013,286, který se také týká ochrany obecné bioaktivní substance s cholinem, naneseným na cereálním nosiči, je nárokována měrná hmotnost částic v rozpětí 0.3 až 2.0 g/cm³ a specifická hmotnost v rozmezí 1.0 až 2.0 g/cm³, přičemž jako výhodná je uváděna hodnota 1.35 g/cm³.

Nejčastěji chráněnou substancí jsou samotné aminokyseliny. Příkladem může být přípravek dodávaný pod názvem Smartamine. Tento přípravek slouží jako doplněk krmné dávky pro vyrovnání deficitu některých aminokyselin, které v proteinech rostlinného původu chybí. Jedná se

- 3 ·· ·««· ·· ·· ·· ·♦·· • · · ···· · · · ··· · · ··· ··· • · · ··» · t · · t · · · · · · · · ·« 9 99 9999 99 999 o granule velikosti 1,4 až 2,5 mm se specifickou hmotností konečného produktu kolem 1.1 g/cm³. Účinnou složkou granulí je v tomto případě methionin nebo směs methioninu s lysinem, které jsou chráněny ochrannou vrstvou z kopolymeru vinylpyridin/styren. Částice mají průměr 0,06 až 5,00 mm a specifickou hmotnost 0,3 až 0,85 g/cm³. Složení ochranné vrstva vychází z patentu EP 0260 186, případně z ekvivalentního patentu US 4,877,621. Velikost částic je důležitá i z jiného hlediska. Zatímco povrch povlaku a jeho hmotnost s rostoucím průměrem částice roste s druhou mocninou, objem a tím i hmotnost částice roste s třetí mocninou. Výhodné jsou tedy částice s co největším průměrem, u nichž má hmotnost povlaku nejmenši podíl na celkové hmotnosti částice a naopak. Se snižujícím se poloměrem částic se tedy snižuje podíl aktivní složky v částici a roste hmotnost povlaku.

Podstata vynálezu

Cílem tohoto vynálezu je částice vhodná jako doplňkové krmivo pro výživu skotu, obsahující rostlinné proteiny obohacené esenciálními aminokyselinami a případně dalšími látkami. Částice, ať už ve formě potahovaných tablety nebo potahovaných granulí, obsahující proteiny a esenciální aminokyseliny, jsou určeny jako doplněk krmivá, zejména velkých přežvýkavců, jako náhrada za živočišné proteiny s výjimkou kaseinu, jehož používání je povoleno. Je známo, že rostlinné proteiny, např. sojový, řepkový nebo kukuřičný, jako složka krmné dávky má nižší kvalitu ve srovnání se živočišnými proteiny, např. masokostními moučkami, kaseinem nebo mikrobiálním proteinem. Je to zaviněno deficitem některých aminokyselin, které jsou nezbytné pro syntézu aminokyselin a proteinů nutných pro správný vývoj živočišného organizmu a požadovanou užitkovost. Nedostatek esenciálních aminokyselin v rostlinných proteinech a jejich rozklad v prostředí bachoru je jednou z příčin neprůkazných výsledků některých experimentů sledujících vliv chráněného rostlinného proteinu na úroveň živočišné produkce. Proto se musí esenciální aminokyseliny dodávat ve formě chráněných aminokyselin.

Podle tohoto vynálezu, v závislosti na druhu použitého rostlinného proteinového koncentrátu a typu krmné dávky, se koncentrát doplňuje deficitními, synteticky připravenými aminokyselinami. Syntetickým způsobem přípravy aminokyselin se míní zejména příprava aminokyselin biotechnologicky.

Pro snížení sklonu k přežvýkání tablet se ukázalo výhodné zmenšení jejich maximálního průměru na přibližně 12 mm. Optimálním tvarem jsou tablety s výhodou čočkovitého tvaru o průměru 5 až 12 mm a výšce rovné 0,5 až 1-násobku průměru tablety, přičemž výhodný je zaoblený tvar tablet bez hran, blížící se tvaru koule, který umožňuje nanesení optimální, rovnoměrné vrstvy povlaku ochranného prostředku. Takový tvar a rozměr umožňuje snížení

- 4 ·· ···· • « · · • » · ···· ··· • · · · · ··· ··· • · · · · · ···· · • · · ··· · · · ·· « ······ ·· ··· spotřeby materiálu pro vytvoření ochranné vrstvy na hodnotu 5 až 20 % hmot. Aplikačně výhodná specifická hmotnost tablet přitom je 1,1 až 1,4 g/cm³.

Potahovaná tableta podle vynálezu sestává z jádra vyrobeného tabletováním, které obsahuje nejméně jeden rostlinný protein, obohacený nejméně jednou esenciální aminokyselinou vybranou z methioninu, lysinu, histidinu, threoninu, valinu, leucinu, isoleucinu, fenylalaninu nebo argininu, dále obsahuje pomocné látky, jako jsou pšeničný škrob a mikrocelulóza, polyvinylpyrrolidon a maltodextrin jako pojivá, síran vápenatý jako modifikátor, stearát hořečnatý jako mazadlo a sodnou sůl karboxymethylcelulózy jako látka usnadňující rozpad tablety v zažívacím traktu, případně další přísady, např. vitaminy, léčivé přípravky nebo stopové prvky. Obsah nejméně jednoho z rostlinných nebo živočišných proteinů, např. sojového, řepkového, kukuřičného a bramborového proteinu nebo pšeničného, žitného nebo rýžového lepku, proteinových izolátů z trav, listů nebo rostlinných zbytků, proteinů mikrobiálního původu, např. proteinu z kvasnic nebo mléčného proteinu, kaseinu, se podle vynálezu může pohybovat u každého z použitých proteinů v rozmezí 50 až 70 % hmotnosti tablety, přičemž obsah výše uvedených syntetických aminokyselin se může jednotlivě pohybovat v rozmezí 0,001 až 30 % hmotnosti tablety. Pomocnými látkami, umožňující proces granulace a tabletování, nebo dosažení vhodné rychlosti rozpadu tablety jsou pšeničný škrob, mikrocelulóza, maltodextrin, síran vápenatý nebo oxid železitý, stearát vápenatý a sodná sůl karboxymethylškrobu jejichž obsah u každé ze složek se pohybuje v rozmezí 15 až 40 % hmot. Specifickou hmotnost směsí pro tabletování je v případě potřeby možné upravit přídavkem oxidu železitého nebo síranu vápenatého. Jádra částic podle tohoto vynálezu se výhodně vyrábějí z důkladně homogenizované směsi přírodního proteinu s aminokyselinami a případně dalšími přísadami tabletováním, které je známé z farmaceutického průmyslu. Tímto postupem lze snadno, i bez přídavku modifikátorů, dosáhnout specifické hmotnosti tablet 1,10 až 1,25 g/cm³. Ochrannou vrstvu tablet podle tohoto vynálezu tvoří kopolymer vinylpyridin/styren podle EP 0 260 186 ve směsi s kyselinou stearovou, která tvoří hydrofobní složku. Materiál potahu tablety tvoří cca 12 až 25 % hmotnosti tablety

Tableta se nánosem vrstvy na bázi směsi vinypyridin/styrenového polymeru s kyselinou stearovou chrání proti degradačnímu účinku prostředí v bachoru, a umožňuje uvolnění účinných složek až ve slezu při pH < 3,5. Přídavek deficitních aminokyselin k rostlinným proteinům pozitivně ovlivňuje efektivnost využití chráněného rostlinného proteinu na zvýšení produkce, a kromě toho tím vzniká značná úspora, neboť jedním povlakem se chrání celý komplex - rostlinný protein, případě živočišný protein, včetně doplňkové aminokyseliny.

4 4··· • · · · * · • 4

- 5 • 4 4 4 44

444

Průmyslová využitelnost

Vynález je využitelný k průmyslové výrobě tablet, které jsou určeny jako doplněk krmivá pro přežvýkavce, zejména skot a obsahují rostlinné proteiny a aminokyseliny chráněné před působením prostředí bachoru přežvýkavců.

Příklady provedení

Příklad 1

Proteinové tablety na bázi sojového proteinového koncentrátu s nízkým obsahem lysinu, methioninu a histidinu,

V kulovém mlýně byly nejdříve intenzivně zhomogenizovány proteinové a aminokyselinové komponenty, které byly naváženy podle předpisu:

sojový proteinový koncentrát 492,0 g lysin 10,0 g methionin 13,0 g histidin 15,0 g a homogenizovaná směs byla poté smísena s následujícími komponentami a pomocnými látkami:

pšeničný škrob 38,0 g polyvinylpyrrolidon K 90 12,0 g maltodextrin 15,0 g síran vápenatý · H₂O 9,0 g mikrocelulóza M 102 136,0 g stearát hořečnatý 12,0 g sodná sůl karboxymethylškrobu (Ultramyl) 29,0 g

Poté byla směs tabletována na karuselovém tabletovacím lisu a tablety potaženy ochrannou vrstvou nástřikem toluenového roztoku vinylpyridin / styrenového kopolymeru ve směsi s kyselinou stearovou z roztoku ethanolu ve směsi s dichlorethanem v objemovém poměru 1:1 v rotujícím bubnu se skloněnou osou otáčení. Průměrná hmotnost jedné tablety byla 0,09 g. Průměr vyrobených tablet byl 5 mm, výška tablety 2.5 mm. Roztok pro nástřik ochranné vrstvy byl připraven podle EP 0 260 186. Potažená tableta obsahovala 51,6% hmot. rostlinného proteinu, 4,0 % hmot. aminokyselin a 26,5 % pomocných látek. Hmotnost ochranné vrstvy činila cca 18 % hmot. z celkové hmotnosti tablety. Konečná měrná hmotnost tablety činila 1,25 g/cm³.

·« ··· · • · • ··· • · · · · ·

- 6 9 9 9 9 · 9 9 9 9

9· 9 99 99 9 9 99 999

Příklad 2

Proteinové tablety na bázi řepkového proteinového koncentrátu s vyšším obsahem lysinu, methioninu a histidínu.

V kulovém mlýně byly nejdříve intenzivně zhomogenizovány proteinové a aminokyselinové komponenty, které byly naváženy podle předpisu:

řepkový proteinový koncentrát 564,0 g lysin 41,0 g methionin 52,0 g histidin 63,0 g a homogenizovaná směs byla poté smísena s následujícími komponentami a pomocnými látkami:

pšeničný škrob 20,0 g polyvinylpyrrolidon K 90 6,0 g maltodextrin 8,0 g síran vápenatý · H₂O 5,0 g mikrocelulóza M 102 70,0 g stearát hořečnatý 60,0 g sodná sůl karboxymethylškrobu (Ultramyl) 15,0 g

Poté byla směs tabletována na karuselovém tabletovacím lisu a tablety potaženy ochrannou vrstvou nástřikem vinylpyridin / styrenového kopolymeru ve směsi s kyselinou stearovou z roztoku ethanolu ve směsi s dichlorethanem v objemovém poměru 1:1 v rotujícím bubnu se skloněnou osou otáčení. Roztok pro nástřik ochranné vrstvy byl připraven podle EP 0 260 186. Průměrná hmotnost jedné tablety byla 0,24 g. Potažená tableta obsahovala 54 % hmot. rostlinného proteinu, 14,8 % hmot. aminokyselin a 17,7 % pomocných látek. Průměr vyrobených tablet byl 7 mm a výška tablety 4 mm. Hmotnost ochranné vrstvy činila cca 13,5% hmot. z celkové hmotnosti tablety. Konečná měrná hmotnost tablety činila 1,20 g/cm³.

Průmyslová využitelnost

Vynález je využitelný k průmyslové výrobě tablet pro přežvýkavce, obsahujících rostlinné proteiny obohacené esenciálními aminokyselinami chráněných polymerním potahem proti působení prostředí bachoru.

9*99

- 7 ·* 99

9 9 9 9

9 9 9

9 9 9 9

9 9 9

99 99 99

9« <999 • 9 • · · 9

999

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Potahované tablety pro přežvýkavce potažená kopolymerem vinylpyridin/styren ve směsi s kyselinou stearovou vyznačené tím, že tablety mají průměr 5 až 12 mm, přičemž výška tablet je 0,5 až 1-násobkem průměru tablet a obsahuje nejméně jeden proteinový koncentrát v množství 50 až 70 % hmot. a nejméně jednu esenciální aminokyselinu v množství 0,01 až 30 % hmot. vztaženo na celkovou hmotnost tablety.
2. 2. Potahované tablety podle nároku 1,vyznačené tím, že proteinovým koncentrátem je koncentrát vybraný ze skupiny zahrnující sojový koncentrát, řepkový koncentrát, kukuřičný koncentrát, bramborový protein, pšeničný protein, žitný protein, rýžový lepek, proteinový izolát z trav, proteinový izolát z listů, proteinový izolát z rostlinných zbytků, kasein.
3. 3. Potahované tablety podle nároku 1,vyznačené tím, že esenciální aminokyselinou je sloučenina vybraná ze skupiny zahrnující methionin, lysin, histidin, threonin, valin, leucin, isoleucin, fenylalanin, arginin.
4. 4. Potahované tablety podle nároku 1, vyznačené tím, že průměrná specifická hmotnost tablet včetně ochranného povlaku je v rozmezí 1,05 až 1,40 g/cm³.
5. 5. Způsob výroby potahovaných tablet podle nároku 1 až 4, v y z n a č e n ý t í m, že se nejméně jeden proteinový koncentrát zhomogenizuje s nejméně jednou aminokyselinou a tato směs se dále zhomogenizuje s pomocnými látkami a s přísadami a lisuje na tabletovacím stroji na tablety požadovaného tvaru a následně potahují.