Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
hat folglich darin bestanden, neue Kaugummizubereitungen zur Verfügung zu
stellen, die frei von den geschilderten Nachteilen des Stands der
Technik sind. Insbesondere sollten die Zubereitungen verkapselte
Wirkstoffe enthalten, wobei die Kapseln im Vergleich zu Produkten
des Stands der Technik stabiler sind und die Wirkstoffe somit über einen
längeren
Zeitraum freigeben. Weiterhin sollten die Kapseln alle Anforderungen
an die toxikologische Verträglichkeit
erfüllen,
geschmacksneutral sein und nach Möglichkeit zusätzliche
positive Eigenschaften aufweisen, die sich in Kaugummizubereitungen
als nützlich
erweisen.
Beschreibung
der Erfindung
Gegenstand der Erfindung sind neue
Kaugummizusammensetzungen, enthaltend
- (a) einen
wasserunlöslichen
Basisanteil,
- (b) einen wasserlöslichen
Anteil, und
- (c) verkapselte Wirkstoffe,
die sich dadurch auszeichnen,
dass sie als Komponente (c) Mikrokapseln enthalten, deren Hülle wenigstens anteilig
aus Chitosan oder einem Chitosanderivat besteht.
Überraschenderweise
wurde gefunden, dass Wirkstoffe, die in Chitosanhüllen verkapselt
vorliegen, über
einen deutlich längeren
Zeitraum freigesetzt werden, als dies Produkte des Stands der Technik
leisten. So ist es beispielsweise möglich, Kaugummimassen zur Verfügung zu
stellen, die zu Beginn die Geschmacksrichtung A aufweisen und infolge
zeitverzögerter
Freisetzung des verkapselten zweiten Geschmackstoffes nach ein bis
zwei Minuten ganz anders schmecken. Ein weiterer Vorteil besteht
darin, dass das als Hüllsubstanz
verwendete Chitosan eine bakterizide Wirkung besitzt und somit zur
Zahnhygiene beiträgt,
während
es auf der anderen Seite physiologisch völlig unbedenklich und absolut
geschmacks- und geruchsneutral ist.
Wasserunlösliche Basis
Die wasserunlösliche Basis, die auch als „Gummibasis" bezeichnet wird
(Komponente a), umfasst üblicherweise
natürliche
oder synthetische Elastomere, Harze, Fette und Öle, Weichmacher, Füllstoffe,
Softener, Farbstoffe sowie gegebenenfalls Wachse. Der Anteil der
Basis an der Gesamtzusammensetzung macht üblicherweise 5 bis 95, vorzugsweise
10 bis 50 und insbesondere 20 bis 35 Gew.-% aus. In einer typischen
Ausgestaltungsform der Erfindung setzt sich die Basis aus 20 bis
60 Gew.-% synthetischen Elastomeren, 0 bis 30 Gew.-% natürlichen
Elastomeren, 5 bis 55 Gew.-% Weichmachern, 4 bis 35 Gew.-% Füllstoffe,
5 bis 35 Gew.-% Softener und in untergeordneten Mengen Zusatzstoffe
wie Farbstoffe, Antioxidantien und dergleichen zusammen, mit der
Maßgabe,
dass sie allenfalls in geringen Mengen wasserlöslich sind.
Elastomere
Als geeignete synthetische Elastomere
kommen beispielsweise Polyisobutylene mit durchschnittlichen Molekulargewichten
(nach GPC) von 10.000 bis 100.000 und vorzugsweise 50.000 bis 80.000,
Isobutylen-Isopren-Copolymere („Butyl Elastomere"), Styrol-Butadien-Copolymere
(Styrol:Butadien-Verhältnis
z.B. 1 : 3 bis 3 : 1), Polyvinylacetate mit durchschnittlichen Molekulargewichten
(nach GPC) von 2.000 bis 90.000 und vorzugsweise 10.000 bis 65.000,
Polyisoprene, Polyethylene, Vinylacetat-Vinyllaurat-Copolymere und deren Gemische.
Beispiele für
geeignete natürliche
Elastomere sind Kautschuks wie etwa geräucherter oder flüssiger Latex
oder Guayule sowie natürliche
Gummistoffe wie Jelutong, Lechi caspi, Perillo, Sorva, Massaranduba balata,
Massaranduba chocolate, Nispero, Rosindinba, Chicle, Gutta hang
karg sowie deren Gemische. Die Auswahl der synthetischen und natürlichen
Elastomere und deren Mischungsverhältnisse richtet sich im wesentlichen
danach, ob mit den Kaugummis Blasen erzeugt werden sollen („bubble
gums") oder nicht.
Vorzugsweise werden Elastomergemische eingesetzt, die Jelutong,
Chicle, Sorva und Massaranduba enthalten.
Weichmacher
In den meisten Fällen erweisen sich die Elastomere
in der Verarbeitung als zu hart oder zu wenig verformbar, so dass
es sich als vorteilhaft erwiesen hat, spezielle Weichmacher mitzuverwenden,
die natürlich
insbesondere auch alle Anforderungen an die Zulassung als Nahrungsmittelzusatzstoffe
erfüllen
müssen.
In dieser Hinsicht kommen vor allem Ester von Harzsäuren in
Betracht, beispielsweise Ester von niederen aliphatischen Alkoholen
oder Polyolen mit ganz oder teilweise gehärteten, monomeren oder oligomeren
Harzsäuren. Insbesondere
werden für
diesen Zweck die Methyl-, Glycerin, oder Pentareythritester sowie
deren Gemische eingesetzt. Alternativ kommen auch Terpenharze in
Betracht, die sich von α-Pinen, β-Pinen, δ-Limonen
oder deren Gemischen ableiten können.
Füllstoffe und Texturiermittel
Als Füllstoffe oder Texturiermittel
kommen Magnesium- oder Calciumcarbonat, gemahlener Bimsstein, Silicate,
speziell Magnesium- oder Aluminiumsilicate, Tone, Aluminiumoxide.
Talkum, Titandioxid, Mono-, Di- und Tricalciumphosphat sowie Cellulosepolymere.
Softener und Emulagatoren
Geeignete Softener bzw. Emulgatoren
sind Talg, gehärteter
Talg, gehärtete
oder teilweise gehärtete pflanzliche Öle, Kakaobutter,
Partialglyceride, Lecithin, Triacetin und gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren mit
6 bis 22 und vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen sowie deren
Gemische.
Farbstoffe und Weißungsmittel
Als Farbstoffe und Weißungsmittel
kommen beispielsweise die für
die Färbung
von Lebensmitteln zugelassenen FD&C-Typen,
Pflanzen- und Fruchtextrakte sowie Titandioxid in Frage.
Die Basismassen können Wachse enthalten oder
wachsfrei sein; Beispiele für
wachsfreie Zusammensetzungen finden sich unter anderem in der US
Patentschrift
US 5,286,500 ,
auf deren Inhalt hiermit ausdrücklich
Bezug genommen wird.
Wasserlöslicher
Anteil
Zusätzlich zu der wasserunlöslichen
Gummibasis enthalten Kaugummizubereitungen regelmäßig einen
wasserlösliche
Anteil (Komponente b), der beispielsweise von Softenern, Süßstoffen,
Füllstoffen,
Geschmacksstoffen, Geschmacksverstärkern, Emulgatoren, Farbstoffen,
Säuerungsmitteln,
Antioxidantien und dergleichen gebildet werden, hier mit der Maßgabe, dass
die Bestandteile eine wenigstens hinreichende Wasserlöslichkeit
besitzen. In Abhängigkeit
der Wasserlöslichkeit
der speziellen Vertreter können
demnach einzelne Bestandteile sowohl der wasserunlöslichen
wie auch der wasserlöslichen
Phase angehören.
Es ist jedoch auch möglich,
Kombinationen beispielsweise eines wasserlöslichen und eines wasserunlöslichen
Emulgators einzusetzen, wobei sich die einzelnen Vertreter, dann
in unterschiedlichen Phasen befinden. Üblicherweise macht der wasserunlösliche Anteil
5 bis 95 und vorzugsweise 20 bis 80 Gew.-% der Zubereitung aus.
Softener und Plastifiziermittel
Wasserlösliche Softener oder Plastifiziermittel
werden den Kaugummizusammensetzungen hinzugegeben um die Kaubarkeit
und das Kaugefühl
zu verbessern und sind in den Mischungen typischerweise in Mengen
von 0,5 bis 15 Gew.-% zugegen. Typische Beispiele sind Glycerin,
Lecithin sowie wässrige
Lösungen von
Sorbitol, gehärteten
Stärkehydrolysaten
oder Kornsirup.
Süßstoffe
Als Süßstoffe kommen sowohl zuckerhaltige
wie zuckerfreie Verbindungen in Frage, die in Mengen von 5 bis 95,
vorzugsweise 20 bis 80 und insbesondere 30 bis 60 Gew.-% bezogen auf die
Kaugummizusammensetzung eingesetzt werden. Typische Saccharid-Süßstoffe
sind Sucrose, Dextrose, Maltose, Dextrin, getrockneter Invertzucker,
Fructose. Levulose, Galactose, Kornsirup sowie deren Gemische. Als
Zuckerersatzstoffe kommen Sorbitol, Mannitol, Xylitol, gehärtete Stärkehydrolysate,
Maltitol und deren Gemische in Frage. Weiterhin kommen als Zusatzstoffe
auch sogenannte HIAS („High
Intensity Articifical Sweeteners")
in Betracht, wie beispielsweise Sucralose, Aspartam, Acesulfamsalze,
Alitam, Saccharin und Saccharinsalze, Cyclamsäure und deren Salze, Glycyrrhizine,
Dihydrochalcone, Thaumatin, Monellin und dergleichen alleine oder
in Abmischungen. Besonders wirksam sind auch die hydrophoben HIAS,
die Gegenstand der internationalen Patentanmeldung WO 02/091849
A1 (Wrigleys) sind. Die Einsatzmenge dieser Stoffe hängt in erster
Linie von ihrem Leistungsvermögen
ab und liegt typischerweise im Bereich von 0,02 bis 8 Gew.-%.
Füllstoffe
Insbesondere für die Herstellung kalorienarmer
Kaugummis eignen sich Füllstoffe
wie beispielsweise Polydextrose, Raftilose, Rafitilin, Fructooligosaccharide
(NutraFlora), Palatinoseoligosaaccharide, Guar Gum Hydrolysate (Sun
Fiber) sowie Dextrine.
Geschmacksstoffe und Geschmacksverstärker
Die Auswahl an Geschmacksstoffen
ist praktisch unbegrenzt und für
das Wesen der Erfindung unkritisch. Üblicherweise liegt ihr Anteil
bei 0,1 bis 15 und vorzugsweise 0,2 bis 5 Gew.-% bezogen auf die
Kaugummizusammensetzung. Geeignete Geschmacksstoffe stellen beispielsweise
essentielle Öle,
synthetische Aromen und dergleichen dar, wie etwa Pfefferminzöl, Krauseminzöl, Anisöl, Sternanisöl, Kümmelöl, Eukalyptusöl, Fenchelöl, Citronenöl, Wintergrünöl, Nelkenöl, Menthol
und dergleichen.
Weitere Hilfs- und Zusatzstoffe
Die Kaugummis können des weiteren Hilfs- und
Zusatzstoffe enthalten, die beispielsweise für die Zahnpflege, speziell
zur Bekämpfung
von Plaque und Gingivitis geeignet sind, wie z.B. Chlorhexidin,
CPC oder Trichlosan. Weiter können
pH-Regulatoren (z.B. Puffer oder Harnstoff), Wirkstoffe gegen Karies
(z.B. Phosphate oder Fluoride), biogene Wirkstoffe (Antikörper, Enzyme,
Koffein, Pflanzenextrakte) enthalten sein, solange diese Stoffe
für Nahrungsmittel
zugelassen sind und nicht in unerwünschter Weise miteinander in
Wechselwirkung treten.
Chitosanmikrokapseln
Unter dem Begriff "Mikrokapsel" werden vom Fachmann
sphärische
Aggregate mit einem Durchmesser im Bereich von etwa 0,0001 bis etwa
5 mm verstanden, die mindestens einen festen oder flüssigen Kern enthalten,
der von mindestens einer kontinuierlichen Hülle umschlossen ist. Genauer
gesagt handelt es sich um mit filmbildenden Polymeren umhüllte feindisperse
flüssige
oder feste Phasen, bei deren Herstellung sich die Polymere nach
Emulgie rung und Koazervation oder Grenzflächenpolymerisation auf dem
einzuhüllenden Material
niederschlagen. Chitosanmikrokapseln und Verfahren zu ihrer Herstellung
sind Gegenstand früherer Patenanmeldungen
der Patentanmelderin [WO 01/01926, WO 01/01927, WO 01/01928, WO
01/01929. Mikrokapseln mit mittleren Durchmessern im Bereich von
0,0001 bis 5, vorzugsweise 0,001 bis 0,5 und insbesondere 0,005
bis 0,1 mm, bestehend aus einer Hüllmembran und einer die Wirkstoffe
enthaltenden Matrix, die als Komponente (c) in Betracht kommen,
können
vorzugsweise erhalten werden, indem man
- (a1)
aus Gelbildnern, Chitosanen und Wirkstoffen eine Matrix zubereitet,
- (a2) gegebenenfalls die Matrix in einer Ölphase dispergiert,
- (a3) die dispergierte Matrix mit wässrigen Lösungen anionischer Polymere
behandelt und gegebenenfalls dabei die Ölphase entfernt.
oder - (b1) aus Gelbildnern, anionischen Polymeren
und Wirkstoffen eine Matrix zubereitet,
- (b2) gegebenenfalls die Matrix in einer Ölphase dispergiert,
- (b3) die dispergierte Matrix mit wässrigen Chitosanlösungen behandelt
und gegebenenfalls dabei die Ölphase
entfernt.
oder - (c1) wässrige Wirkstoffzubereitungen
mit Ölkörpern in
Gegenwart von Emulgatoren zu O/W-Emulsionen verarbeitet,
- (c2) die so erhaltenen Emulsionen mit wässrigen Lösungen anionischer Polymere
behandelt,
- (c3) die so erhaltene Matrix mit wässrigen Chitosanlösungen in
Kontakt bringt und
- (c4) die so erhaltenen Verkapselungsprodukte von der wässrigen
Phase abtrennt.
Gelbildner
Im Sinne der Erfindung werden als
Gelbildner vorzugsweise solche Stoffe in Betracht gezogen, welche die
Eigenschaft zeigen in wässriger
Lösung
bei Temperaturen oberhalb von 40 °C
Gele zu bilden. Typische Beispiele hierfür sind Heteropolysaccharide
und Proteine. Als thermogelierende Heteropolysaccharide kommen vorzugsweise
Agarosen in Frage, welche in Form des aus Rotalgen zu gewinnenden
Agar-Agar auch zusammen mit bis zu 30 Gew.-% nicht-gelbildenden
Agaropektinen vorliegen können.
Hauptbestandteil der Agarosen sind lineare Polysaccharide aus D-Galaktose
und 3,6- Anhydro-L-galaktose,
die alternierend β-1,3-
und β-1,4-glykosidisch
verknüpft
sind. Die Heteropolysaccharide besitzen vorzugsweise ein Molekulargewicht
im Bereich von 110.000 bis 160.000 und sind sowohl farb- als auch
geschmacklos. Als Alternativen kommen Pektine, Xanthane (auch Xanthan
Gum) sowie deren Mischungen in Frage. Es sind weiterhin solche Typen
bevorzugt, die noch in 1-Gew.-%iger wässriger Lösung Gele bilden, die nicht
unterhalb von 80 °C
schmelzen und sich bereits oberhalb von 40 °C wieder verfestigen. Aus der
Gruppe der thermogelierenden Proteine seien exemplarisch die verschiedenen
Gelatine-Typen genannt.
Chitosane
Chitosane stellen Biopolymere dar
und werden zur Gruppe der Hydrokolloide gezählt. Chemisch betrachtet handelt
es sich um partiell deacetylierte Chitine unterschiedlichen Molekulargewichtes,
die den folgenden – idealisierten – Monomerbaustein
enthalten:
Im Gegensatz zu den meisten Hydrokolloiden,
die im Bereich biologischer pH-Werte negativ geladen sind, stellen
Chitosane unter diesen Bedingungen kationische Biopolymere dar.
Die positiv geladenen Chitosane können mit entgegengesetzt geladenen
Oberflächen
in Wechselwirkung treten und werden daher in kosmetischen Haar- und Körperpflegemitteln
sowie pharmazeutischen Zubereitungen eingesetzt. Zur Herstellung der
Chitosane geht man von Chitin, vorzugsweise den Schalenresten von
Krustentieren aus, die als billige Rohstoffe in großen Mengen
zur Verfügung
stehen. Das Chitin wird dabei in einem Verfahren, das erstmals von
Hackmann et al. beschrieben worden ist, üblicherweise zunächst durch
Zusatz von Basen deproteiniert, durch Zugabe von Mineralsäuren demineralisiert
und schließlich
durch Zugabe von starken Basen deacetyliert, wobei die Molekulargewichte über ein
breites Spektrum verteilt sein können.
Vorzugsweise werden solche Typen eingesetzt, wie die ein durchschnittliches
Molekulargewicht von 10.000 bis 500.000 bzw. 800.000 bis 1.200.000
Dalton aufweisen und/oder eine Viskosität nach Brookfield (1 Gew.-%ig
in Glycolsäure)
unterhalb von 5000 mPas, einen Deacetylierungsgrad im Bereich von 80
bis 88% und einem Aschegehalt von weniger als 0,3 Gew.-% besitzen.
Aus Gründen
der besseren Wasserlöslichkeit
werden die Chitosane in der Regel in Form ihrer Salze, vorzugsweise
als Glycolate eingesetzt.
Wirkstoffe
Obschon die Auswahl der verkapselten
Wirkstoffe für
das Wesen der Erfindung unkritisch ist, kommen für diesen Zweck aus naheliegenden
Gründen
solche Stoffe primär
in Betracht, die in den Kaugummizubereitungen eine spezielle Aufgabe
zu erfüllen
haben und vorzugsweise verzögert
freigesetzt werden sollen. Hierzu zählen vor allem Farbstoffe,
Geschmacksstoffe, Geschmacksverstärker, Süßstoffe sowie spezielle Hilfsstoffe. Eine
beispielhafte, jedoch nicht limitierende Aufzählung von geeigneten individuellen
Stoffen aus diesen Klassen wurde bereits oben gegeben. Besonders
bevorzugt ist jedoch der Einsatz von Chitonmikrokapseln, welche Wirkstoffe
enthalten, die ausgewählt
sind aus der Gruppe, die gebildet wird von Lebensmittelfarbstoffen,
Titandioxid, Sucralose, Aspartam, Acesulfamsalzen, Alitam, Saccharin
und Saccharinsalzen, Cyclamsäure
und deren Salzen, Glycyrrhizinen, Dihydrochalconen, Thaumatin, Monellin,
Pfefferminzöl,
Krauseminzöl,
Anisöl,
Sternanisöl,
Kümmelöl, Eukalyptusöl, Fenchelöl, Citronenöl, Wintergrünöl, Nelkenöl, Menthol,
Chlorhexidin, CPC, Trichlosan, Koffein und Pflanzenextrakten.
Ölphase
Die Matrix kann vor der Bildung der
Membran optional in einer Ölphase
dispergiert werden. Als Öle kommen
für diesen
Zweck beispielsweise Guerbetalkohole auf Basis von Fettalkoholen
mit 6 bis 18, vorzugsweise 8 bis 10 Kohlenstoffatomen, Ester von
linearen C6-C22-Fettsäuren mit
linearen C6-C22-Fettalkoholen,
Ester von verzweigten C6-C13-Carbonsäuren mit
linearen C6-C22-Fettalkoholen,
wie z.B. Myristylmyristat, Myristylpalmitat, Myristylstearat, Myristylisostearat,
Myristyloleat, Myristylbehenat, Myristylerucat, Cetylmyristat, Cetylpalmitat,
Cetylstearat, Cetylisostearat, Cetyloleat, Cetylbehenat, Cetylerucat,
Stearylmyristat, Stearylpalmitat, Stearylstearat, Stearylisostearat,
Stearyloleat, Stearylbehenat, Stearylerucat, Isostearylmyristat,
Isostearylpalmitat, Isostearylstearat, Isostearylisostearat, Isostearyloleat,
Isostearylbehenat, Isostearyloleat, Oleylmyristat, Oleylpalmitat,
Oleylstearat, Oleylisostearat, Oleyloleat, Oleylbehenat, Oleylerucat,
Behenylmyristat, Behenylpalmitat, Behenylstearat, Behenylisostearat,
Behenyloleat, Behenylbehenat, Behenylerucat, Erucylmyristat, Erucylpalmitat,
Erucylstearat, Erucylisostearat, Erucyloleat, Erucylbehenat und
Erucylerucat.
Daneben eignen sich Ester von linearen
C6-C22-Fettsäuren mit
verzweigten Alkoholen, insbesondere 2-Ethylhexanol, Ester von Hydroxycarbonsäuren mit
linearen oder verzweigten C6-C22-Fettalkoholen,
insbesondere Dioctyl Malate, Ester von linearen und/oder verzweigten
Fettsäuren
mit mehrwertigen Alkoholen (wie z.B. Propylenglycol, Dimerdiol oder
Trimertriol) und/oder Guerbetalkoholen, Triglyceride auf Basis C6-C10-Fettsäuren, flüssige Mono-/Di-/Triglycerid-mischungen
auf Basis von C6-C18-Fettsäuren, Ester
von C6-C22-Fettalkoholen
und/oder Guerbetalkoholen mit aromatischen Carbonsäuren, insbesondere
Benzoesäure,
Ester von C2-C12-Dicarbonsäuren mit
linearen oder verzweigten Alkoholen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen
oder Polyolen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen,
pflanzliche Öle,
verzweigte primäre
Alkohole, substituierte Cyclohexane, lineare und verzweigte C6-C22-Fettalkoholcarbonate,
Guerbetcarbonate, Ester der Benzoesäure mit linearen und/oder verzweigten
C6-C22-Alkoholen
(z.B. Finsolv® TN),
lineare oder verzweigte, symmetrische oder unsymmetrische Dialkylether
mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen pro Alkylgruppe, Ringöffnungsprodukte
von epoxidierten Fettsäureestern
mit Polyolen, Siliconöle
und/oder aliphatische bzw. naphthenische Kohlenwasserstoffe, wie
z.B. wie Squalan, Squalen oder Dialkylcyclohexane in Betracht.
Anionpolymere
Die anionische Polymere haben die
Aufgabe, mit den Chitosanen Membranen zu bilden. Für diesen Zweck
eignen sich vorzugsweise Salze der Alginsäure. Bei der Alginsäure handelt
es sich um ein Gemisch caboxylgruppenhaltiger Polysaccharide mit
folgendem idealisierten Monomerbaustein:
Das durchschnittliche Molekulargewicht
der Alginsäuren
bzw. der Alginate liegt im Bereich von 150.000 bis 250.000. Dabei
sind als Salze der Alginsäure
sowohl deren vollständige
als auch deren partiellen Neutralisationsprodukte zu verstehen,
insbeson dere die Alkalisalze und hierunter vorzugsweise das Natriumalginat
(„Algin") sowie die Ammonium-
und Erdalkalisalze. besonders bevorzugt sind Mischalginate, wie
z.B. Natrium/Magnesium- oder Natrium/Calciumalginate. In einer alternativen
Ausführungsform
der Erfindung kommen für
diesen Zweck jedoch auch anionische Chitosanderivate, wie z.B. Carboxylierungs-
und vor allem Succinylierungsprodukte in Frage. Alternativ kommen
auch Poly(meth)acrylate mit durchschnittlichen Molekulargewichten
im Bereich von 5.000 bis 50.000 Dalton sowie die verschiedenen Carboxymethylcellulosen
in Frage. Anstelle der anionischen Polymeren können für die Ausbildung der Hüllmembran
auch anionische Tenside oder niedermolekulare anorganische Salze,
wie beispielsweise Pyrophosphate eingesetzt werden.
Emulgatoren
Als Emulgatoren kommen beispielsweise
nichtionogene Tenside aus mindestens einer der folgenden Gruppen
in Frage:
- – Anlagerungsprodukte
von 2 bis 30 Mol Ethylenoxid und/ oder 0 bis 5 Mol Propylenoxid
an lineare Fettalkohole mit 8 bis 22 C-Atomen, an Fettsäuren mit
12 bis 22 C-Atomen, an Alkylphenole mit 8 bis 15 C-Atomen in der
Alkylgruppe sowie Alkylamine mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen im Alkylrest;
- – Alkyl-
und/oder Alkenyloligoglykoside mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen im
Alk(en)ylrest und deren ethoxylierte Analoga;
- – Anlagerungsprodukte
von 1 bis 15 Mol Ethylenoxid an Ricinusöl und/oder gehärtetes Ricinusöl;
- – Anlagerungsprodukte
von 15 bis 60 Mol Ethylenoxid an Ricinusöl und/oder gehärtetes Ricinusöl;
- – Partialester
von Glycerin und/oder Sorbitan mit ungesättigten, linearen oder gesättigten,
verzweigten Fettsäuren
mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen und/oder Hydroxycarbonsäuren mit
3 bis 18 Kohlenstoffatomen sowie deren Addukte mit 1 bis 30 Mol
Ethylenoxid;
- – Partialester
von Polyglycerin (durchschnittlicher Eigenkondensationsgrad 2 bis
8), Polyethylenglycol (Molekulargewicht 400 bis 5000), Trimethylolpropan,
Pentaerythrit, Zuckeralkoholen (z.B. Sorbit), Alkylglucosiden (z.B.
Methylglucosid, Butylglucosid, Laurylglucosid) sowie Polyglucosiden
(z.B. Cellulose) mit gesättigten
und/oder ungesättigten,
linearen oder verzweigten Fettsäuren
mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen und/oder Hydroxycarbonsäuren mit
3 bis 18 Kohlenstoffatomen sowie deren Addukte mit 1 bis 30 Mol
Ethylenoxid;
- – Mischester
aus Pentaerythrit, Fettsäuren,
Citronensäure
und Fettalkohol und/oder Mischester von Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen,
Methylglucose und Polyolen, vorzugsweise Glycerin oder Polyglycerin.
- – Mono-,
Di- und Trialkylphosphate sowie Mono-, Di- und/oder Tri-PEG-alkylphosphate und
deren Salze;
- – Wollwachsalkohole;
- – Polysiloxan-Polyalkyl-Polyether-Copolymere
bzw. entsprechende Derivate;
- – Block-Copolymere
z.B. Polyethylenglycol-30 Dipolyhydroxystearate;
- – Polymeremulgatoren,
z.B. Pemulen-Typen (TR-1,TR-2) von Goodrich;
- – Polyalkylenglycole
sowie
- – Glycerincarbonat.
Herstellung
der Chitosanmikrokapseln
Zur Herstellung der Mikrokapseln
stellt man üblicherweise
eine 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 5 Gew.-%ige wässrige Lösung des Gelbildners, vorzugsweise
des Agar-Agars her und erhitzt diese unter Rückfluss. In der Siedehitze,
vorzugsweise bei 80 bis 100°C,
wird eine zweite wässrige
Lösung
zugegeben, welche das Chitosan in Mengen von 0,1 bis 2, vorzugsweise
0,25 bis 0,5 Gew.-% und den Wirkstoffen in Mengen von 0,1 bis 25
und insbesondere 0,25 bis 10 Gew.-% enthält; diese Mischung wird als
Matrix bezeichnet. Die Beladung der Mikrokapseln mit Wirkstoffen
kann daher ebenfalls 0,1 bis 25 Gew.-% bezogen auf das Kapselgewicht
betragen. Falls gewünscht,
können
zu diesem Zeitpunkt zur Viskositätseinstellung
auch wasserunlösliche
Bestandteile, beispielsweise anorganische Pigmente zugegeben werden,
wobei man diese in der Regel in Form von wässrigen oder wässrig/alkoholischen
Dispersionen zusetzt. Zur Emulgierung bzw. Dispergierung der Wirkstoffe
kann es ferner von Nutzen sein, der Matrix Emulgatoren und/oder
Lösungsvermittler
hinzuzugeben. Nach der Herstellung der Matrix aus Gelbildner, Chitosan
und Wirkstoffen kann die Matrix optional in einer Ölphase unter
starker Scherung sehr fein dispergiert werden, um bei der nachfolgenden
Verkapselung möglichst
kleine Teilchen herzustellen. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft
erwiesen, die Matrix auf Temperaturen im Bereich von 40 bis 60 °C zu erwärmen, während man
die Ölphase
auf 10 bis 20 °C
kühlt.
Im letzten, nun wieder obligatorischen Schritt erfolgt dann die
eigentliche Verkapselung, d.h. die Ausbildung der Hüllmembran
durch Inkontaktbringen des Chitosans in der Matrix mit den anionischen
Polymeren. Hierzu empfiehlt es sich, die gegebenenfalls in der Ölphase dispergierte
Matrix bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 100, vorzugsweise
50 bis 60 °C
mit einer wässrigen,
etwa 1 bis 50 und vorzugsweise 10 bis 15 Gew.-%ige wässrigen
Lösung
des Anionpolymers zu behandeln und dabei – falls erforderlich – gleichzeitig
oder nachträglich
die Ölphase
zu entfernen. Die dabei resultierenden wässrigen Zubereitungen weisen
in der Regel einen Mikrokapselgehalt im Bereich von 1 bis 10 Gew.-%
auf. In manchen Fällen
kann es dabei von Vorteil sein, wenn die Lösung der Polymeren weitere
Inhaltsstoffe, beispielsweise Emulgatoren oder Konservierungsmittel enthält. Nach
Filtration werden Mikrokapseln erhalten, welche im Mittel einen
Durchmesser im Bereich von vorzugsweise etwa 1 mm aufweisen. Es
empfiehlt sich, die Kapseln zu sieben, um eine möglichst gleichmäßige Größenverteilung
sicherzustellen. Die so erhaltenen Mikrokapseln können im
herstellungsbedingten Rahmen eine beliebige Form aufweisen, sie
sind jedoch bevorzugt näherungsweise
kugelförmig.
Alternativ kann man die Anionpolymere auch zur Herstellung der Matrix
einsetzen und die Verkapselung mit den Chitosanen durchführen.
In einem alternativen Verfahren wird
zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mikrokapseln wird zunächst eine
O/W-Emulsion zubereitet, welche neben dem Ölkörper, Wasser und den Wirkstoffen
eine wirksame Menge Emulgator enthält. Zur Herstellung der Matrix
wird diese Zubereitung unter starkem Rühren mit einer entsprechenden
Menge einer wässrigen
Anionpolymerlösung
versetzt. Die Membranbildung erfolgt durch Zugabe der Chitosanlösung. Der
gesamte Vorgang findet vorzugsweise im schwach sauren Bereich bei
pH = 3 bis 4 statt. Falls erforderlich erfolgt die pH-Einstellung
durch Zugabe von Mineralsäure.
Nach der Membranbildung wird der pH-Wert auf 5 bis 6 angehoben,
beispielsweise durch Zugabe von Triethanolamin oder einer anderen
Base. Hierbei kommt es zu einem Anstieg der Viskosität, die durch
Zugabe von weiteren Verdickungsmitteln, wie z.B. Polysacchariden,
insbesondere Xanthan-Gum, Guar-Guar, Agar-Agar, Alginaten und Tylosen, Carboxymethylcellulose
und Hydroxyethylcellulose, höhermolekularen
Polyethylenglycolmono- und -diesten von Fettsäuren, Polyacrylaten, Polyacrylamiden
und dergleichen noch unterstützt
werden kann. Abschließend werden
die Mikrokapseln von der wässrigen
Phase beispielsweise durch Dekantieren, Filtrieren oder Zentrifugieren
abgetrennt. Die Chitosanmikrokapseln können in den Kaugummizubereitungen
in Mengen von 0,1 bis 10, vorzugsweise 0,5 bis 8 und insbesondere
1 bis 5 Gew.-% enthalten sein.
Herstellung
der Kaugummizusammensetzungen
Die Vermischung der Komponenten kann
in jeder bekannten und daher herkömmlichen Weise erfolgen. Dazu
gehört
insbesondere auch das Aufschmelzen, um Komponenten mit unterschiedlichen
Schmelzpunkten besser gemeinsam verarbeiten zu können. Die fertigen Zubereitungen
können
dann in beliebige stückige
Formen gebracht werden, also beispielsweise Streifen, Blöcke, Kugeln
und dergleichen. Ebenfalls ist es möglich, zunächst eine Grundmasse herzustellen
und diese dann mit ausgewählten
Komponenten zu beschichten. Typischerweise besitzen die Kaugummizubereitungen
folgenden Zusammensetzung;
- (a) 5 bis 49 Gew.-%
wasserunlösliche
Basisanteile,
- (b) 5 bis 49 Gew.-% wasserlöslichen
Anteil, und
- (c) 2 bis 10 Gew.-% verkapselte Wirkstoffe
mit der
Maßgabe,
dass sich die Mengenangaben zu 100 Gew.-% ergänzen.
Gewerbliche
Anwendbarkeit
Die neuen Kaugummizubereitungen mit
den chitosanmikroverkapselten Wirkstoffen zeichnen sich dadurch
aus, dass die Wirkstoffe über
einen deutlich längeren
Zeitraum verzögert
freigesetzt werden und die Chitosanhüllsubstanz nicht nur besonders
verträglich
und geschmacksneutral ist, sondern zudem wegen ihres schwach bakteriziden
Charakters zur Abtötung
von schädlichen
Keimen in der Mundflora beiträgt.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft daher
die Verwendung von chitosanmikroverkapselten Wirkstoffen zur Herstellung
von Kaugummizubereitungen, in denen diese in Mengen von in Mengen
von 0,1 bis 10, vorzugsweise 0,5 bis 8 und insbesondere 1 bis 5
Gew.-% enthalten sein können.
In der folgenden Tabelle 1 sind eine Reihe von typischen Formulierungsbeispielen
gegeben.
