DE19836450A1

DE19836450A1 - Stabile, Brenztraubensäure (Salze) enthaltende Formulierung für die Tierernährung

Info

Publication number: DE19836450A1
Application number: DE19836450A
Authority: DE
Inventors: Joachim Von Seyerl
Original assignee: SKW Trostberg AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1998-08-12
Filing date: 1998-08-12
Publication date: 2000-02-17

Abstract

Beschrieben wird eine stabile, Brenztraubensäure(-Salze) enthaltende Formulierung für die Tierernährung, die aus a) Brenztraubensäure und/oder mindestens einem seiner physiologisch unbedenklichen Salze und mindestens einer der Komponenten b) mit 0,5 bis zu 10 Gew.-% bezogen auf die Gesamtformulierung mindestens einer Aminocarbonsäure wie Kreatin und/oder einem oder mehrerer deren physiologisch unbedenklicher Salze, c) 0,5 bis zu 20 Gew.-% bezogen auf die Gesamtformulierung einer von den Komponenten a) und b) verschiedenen organischen Säure und/oder einem seiner physiologischen Salze, und d) 0,5 bis zu 20 Gew.-% bezogen auf die Gesamtformulierung weiterer physiologisch wertvoller Zusatzstoffe wie Kohlenhydrate, Spurenelemente, Vitamine, Fette sowie Oligo- und Polypeptide sowie e) ggf. bis zu 20 Gew.-% bezogen auf die Gesamtformulierung an Formulierungshilfsmitteln besteht. Die additiven und z. T. synergistischen Auswirkungen des physiologischen Hauptbestandteils Pyruvat macht die hinsichtlich Stabilität, Löslichkeit, Bioverfügbarkeit und nicht zuletzt Wirksamkeit deutlich verbesserte erfindungsgemäße Formulierung zu einem wertvollen Futterzusatz in der Tierernährung, vor allem bei Tieren im Leistungssport, in der Zucht sowie in der Mast und bei Haustieren.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine stabile, Brenztraubensäure(-Salze) enthaltende Formulierung für die Tierernährung.

Brenztraubensäure und ihre Salze, die sog. Pyruvate sind natürlich im Säuger vorkommende wichtige Metaboliten der Glykolyse. Pyruvate sind somit wesentliche physiologische Intermediate der Energieproduktion und besitzen die Fähigkeit, Zellwände zu permiieren.

Die zentrale Bedeutung als wichtigster Metabolit im anaeroben wie im aeroben Kohlenhydratstoffwechsel kommt den Pyruvaten als Produkt der durch die Pyruvatkinase katalysierten Phosphorylierungs-Reaktion des ADP zu. Pyruvate stehen somit im direkten Zusammenhang mit der ATP-Bildung in den Mitochondrien und dem Zuckertransport in Geweben mit erhöhtem Energiebedarf, bspw. den Muskeln.

Vor allem aus dem Umfeld des Menschen liegen bisher Erkenntnisse über zusätzliche Pyruvatgaben vor:

So stellen Pyruvate natürliche Lebensmittelinhaltsstoffe dar und besitzen außerdem nachgewiesenermaßen neben der Steigerung der Leistungsfähigkeit bei Athleten auch eine körpergewichtsreduzierende Wirkung bspw. in Form eines vermehrten Fettabbaus oder eines gesteigerten Gewebswasserverlustes (R. Stanko et al. Am. J. Clin. Nutr 1994, 59 (2), S. 423-427).

Neben dem gesteigerten Abbau von Körperfetten wird den Pyruvaten aber auch allgemein eine vermehrte Eiweißaufnahme in den arbeitenden Muskeln zugeschrieben. So belegen klinische Human-Studien, daß die Aufnahme von Pyruvat unter Lastbedingungen die Ausdauer und Belastungsfähigkeit von Muskeln bis zu 50% steigern kann (R. Stanko et al. Am. J. Physiol Soc, 1990, 86 (1), S. 119-124).

Zur optimalen Ausnutzung dieser vorteilhaften Eigenschaften der Brenztraubensäure-Salze ist es allerdings in der Praxis notwendig, auch die geeigneten Kationen zur Verfügung zu stellen.

Beispielsweise ist das zweiwertige Calcium-Ion beim Säuger ein wichtiger Co-Faktor für das zelluläre Transportsystem (bspw. in den Enzymen Phosphorylase, Phospholipase A1, A2 und D und der ATPase), von dem mögliche Nebenwirkungen nicht bekannt sind.

Eine ausreichende Calcium-Aufnahme ist für den Säuger in allen Lebensabschnitten von großer Bedeutung. Calcium spielt nämlich nicht nur für den Knochenaufbau eine zentrale Rolle, sondern auch bei der Muskelkontraktion, der Blutgerinnung und der neuronalen Übermittlung. Beim Menschen ist die Rolle des Calciums in der Osteoporose-Vorsorge hinlänglich dokumentiert.

Die wichtigsten Nahrungsmittel, mit denen eine ausreichende Calcium- Versorgung erzielt werden kann, sind natürlich Milch und Milchprodukte. Obwohl bspw. auch grünblättrige Pflanzen z. T. signifikante Gehalte an Calcium besitzen, ist allein durch diese eine ausreichende Versorgung mit Calcium aber nicht notwendigerweise zu gewährleisten. Zur Anreicherung von Futtermitteln mit dem Ziel einer wirkungsvollen Calciumversorgung werden deshalb heute verschiedene Calciumformen wie z. B. Calciumcarbonat (Kalk), vermahlene Austernschalen, Calciumgluconat, Calciumlactat oder Calciumcitrat eingesetzt.

Calciumsalze der Brenztraubensäure sind bekannt. Das nicht-formulierte, reine und lagerstabile Calciumpyruvat-Monohydrat ist ein mikrokristallines Pulver, das zu 5% in Wasser löslich ist.

Eine weitere körpereigene Verbindung, die in den letzten Jahren vor allem auf dem Gebiet der Leistungssteigerung beim Menschen und hier insbesondere bei Athleten für Aufsehen gesorgt hat, ist Kreatin.

Kreatin ist chemisch gesehen ein Aminosäurederivat, das insbesondere als energiereiches Phosphokreatin neben dem Adenosintriphosphat (ATP) eine wesentliche "Aktionssubstanz" des Muskels darstellt. Kreatin kann Phosphat in energiereicher Bindung aufnehmen und steht so als Phosphokreatin im direkten Gleichgewicht mit ATP.

Kreatin wird im Körper primär durch Leber und Niere produziert und wird in kleinen Mengen im Muskelgewebe angetroffen, wo es als Phosphokreatin im Aktionszustand durch den o. g. Phosphatgruppen- Transfer auf ADP der Regenerierung von ATP dient.

Bei starker und über längere Zeit anhaltender Muskelarbeit sind die natürlich im Körper vorhandenen Kreatin-Vorräte rasch erschöpft. Insbesondere bei Leistungssportlern haben sich deshalb gezielte Kreatingaben positiv auf die Ausdauer und Leistungsfähigkeit ausgewirkt, wobei unerwünschte Anreicherungsprozesse im Körper oder nachteilige Abbauprodukte unbekannt sind, da Kreatin bei Überschießen der Zufuhr immer als physiologisches Kreatinin ausgeschieden wird.

Wie bei dem bereits beschriebenen physiologischen Stoff Pyruvat ist auch beim Kreatin dessen Darreichungsform von ausschlaggebender Bedeutung für die Löslichkeit, die Resorbierbarkeit und die daraus resultierende physiologische Wirksamkeit.

Die positiven Wirkungen von Pyruvaten und auch des Kreatins sind bislang hauptsächlich für den Menschen belegt. Gefestigte Ergebnisse aus der Tierernährung liegen bislang nicht vor.

So ist bzgl. des Kreatins zwar aus der GB 2 300 103 dessen Verwendung in Form eines Hunde-Biskuits bekannt, wofür das Kreatin-Monohydrat gemeinsam mit Fleisch in einer extrudierten Masse angeboten wird. Es ist aber nachgewiesen, daß das Kreatin-Monohydrat nur schlecht bioverfügbar ist, weshalb es gemeinsam mit weiteren physiologisch aktiven Verbindungen, vorzugsweise als Salz, verabreicht werden soll.

Aus den geschilderten Mängeln hat sich die Aufgabe gestellt, eine stabile, Brenztraubensäure(-Salze) enthaltende Formulierung für die Tierernährung bereitzustellen, die vor allem die vorteilhaften Eigenschaften der Brenztraubensäure und deren Salze nutzt, aber auch deren Vorteile mit denen weiterer natürlicher oder naturidentischer Verbindungen wie Kreatin kombiniert. Die Hauptbestandteile, aber auch die gesamte genannte Formulierung sollen stabil und somit gut verarbeitbar und lagerbar sein; vor allem die Brenztraubensäure(-Salze) sollen aber auch leicht wasserlöslich und damit gut resorbierbar sein, um so das vorteilhafte Wirkungsspektrum der Einzelkomponenten voll entfalten zu können.

Gelöst wurde diese Aufgabenstellung durch eine Formulierung bestehend aus

a) Brenztraubensäure und/oder mindestens einem seiner physiologisch unbedenklichen Salze
und mindestens einer der Komponenten b), c) und d), mit
b) 0,5 bis zu 10 Gew.-% bezogen auf die Gesamtformulierung mindestens einer Aminocarbonsäure und/oder einer oder mehrerer deren physiologisch unbedenklicher Salze,
c) 0,5 bis zu 20 Gew.-% bezogen auf die Gesamtformulierung einer von den Komponenten a) und b) verschiedenen organischen Säure und/oder einem seiner physiologischen Salze, und
d) 0,5 bis zu 20 Gew.-% bezogen auf die Gesamtformulierung weiterer physiologisch wertvoller Zusatzstoffe wie Kohlenhydrate, Spurenelemente, Vitamine, Fette sowie Oligo- und Polypeptide, sowie
e) ggf. bis zu 20 Gew.-% bezogen auf die Gesamtformulierung an Formulierungshilfsmitteln.

Überraschend hat sich mit den beanspruchten Kombinationsmöglichkeiten gezeigt, daß nicht nur die gewünschten Formulierungen in stabiler Form erhalten werden, sondern daß sich auch die physiologischen Einzelwirkungen der Bestandteile z. T. deutlich überadditiv ergänzen; die bekannten Nachteile der einzelnen Hauptkomponenten können mit der vorliegenden Formulierung zudem völlig vermieden werden. Dies war in diesem Ausmaß aufgrund der bislang bekannten Eigenschaften der Einzelkomponenten von Formulierungen für die Tierernährung überhaupt nicht zu erwarten.

Außerdem zeichnet sich die erfindungsgemäße Formulierung dadurch aus, daß die Gesamtformulierung eine ausgewogene Ionenbilanz aufweist bzw. ermöglicht, die Inhaltsstoffe hoch bioverfügbar sind und nicht zuletzt deshalb langzeitig hohe Serumpyruvat-Konzentrationen ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Formulierung besitzt außerdem wertvolle biologische Eigenschaften, insbesondere für Tiere im Leistungssport, in der Zucht und in der Mast.

Neben den anderen beanspruchten Brenztraubensäure-Salzen, hat sich als bevorzugter Bestandteil vor allem das Kreatinpyruvat als ideale Kombinationsmöglichkeit erwiesen, da es sowohl das Kreatin als auch die zur verbesserten Bioverfügbarkeit benötigte Brenztraubensäure in stabilisierter Form im Molverhältnis 2 : 1 enthält, wodurch bspw. eine deutlich gesteigerte Löslichkeit in Wasser erzielt wird, was auch eine signifikant höhere Bioverfügbarkeit nach sich zieht. Die Kombination des in hohen Maße bioverfügbaren Kreatins mit dem Pyruvat führt zu einer Addition und/oder Ergänzung von Wirkungen, die vor allem bei Tieren im Leistungssport von Vorteil ist:

Die Gabe von Pyruvaten im Tierfutter weist somit deutliche physiologische und physikalische Vorteile auf. So verfügen die beanspruchten Pyruvate und wieder insbesondere das Kreatinpyruvat über eine erhöhte Löslichkeit, eine hohe Absorptionsfähigkeit und eine signifikant ausgeprägte Bioverfügbarkeit. Aber auch das Calciumpyruvat ist insbesondere hinsichtlich seiner positiven Wirkungen auf den Knochen- und Bindegewebsapparat von besonderem Interesse.

Da sowohl die physiologische Aufnahme, die Bioverfügbarkeit als auch die Wirksamkeit in den meisten Fällen mit der Löslichkeit direkt korrelieren, stellen die Brenztraubensäure und/oder eines seiner geeigneten Salze allein oder in Kombination in der vorliegenden Formulierung ideale Bestandteile eines Futtermittelzusatzstoffes dar.

Neben der Hauptkomponente Brenztraubensäure und/oder Pyruvat enthält die erfindungsgemäße Formulierung noch mindestens eine von drei weiteren möglichen Zusatzkomponenten:

Hervorzuheben sind insbesondere die Aminocarbonsäuren als fakultativer Formulierungsbestandteil b), die beliebig gewählt werden können, vorzugsweise aber der Reihe Kreatin, Arginin, Carnitin und Ornithin entstammen sollten. Die Aminocarbonsäuren können aber auch als physiologisch unbedenkliche Salze verwendet werden, wobei dann vor allem Pyruvate, Ascorbate, Citrate und Tartrate als organische Salze zu empfehlen sind, sowie als anorganische Salze deren Hydrochloride. Gemäß Erfindung sollten Anteile von 10 Gew.-% bezogen auf die Gesamtformulierung nicht überschritten werden.

Außerdem können gemäß Erfindung auch organische Säuren als Komponente c) eingesetzt werden, die sich von den Komponenten a) und b) unterscheiden und die noch mindestens eine Hydroxy- oder Ketofunktion aufweisen. α-Ketoglutarsäure, Milchsäure, D-Gluconsäure, β-Hydroxy-β- Methylbuttersäure, Citronensäure, Hydroxycitronensäure, Äpfelsäure, Ascorbinsäure und Bernsteinsäure stellen eine bevorzugte Auswahl daraus dar. Aber auch alle anderen geeigneten organischen Carbonsäuren können beliebig kombiniert werden. Allerdings ist ein Anteil von bis zu 20 Gew.-% bezogen auf die Gesamtformulierung zu bevorzugen.

Als gut geeignet im Sinne der Erfindung haben sich auch Formulierungen gezeigt, die als zusätzliche Komponente d) 0,5 bis 20 Gew.-% (ebenfalls bezogen auf die Gesamtformulierung) an weiteren physiologisch wertvollen Zusatzstoffen enthalten. Bevorzugt werden hierfür Kohlenhydrate wie z. B. Zucker, Stärke, Glucosamin-Derivate, Spurenelemente wie z. B. Alkali- und Erdalkalimetalle, Bor, Eisen, Zink, Kupfer und Fluor sowie deren Salze, Vitamine wie die Vitamine der A-, B-, D-, E- und K-Familie, Fette sowie Oligo- und Polypeptide, die auch Eiweißzubereitungen einschließen, herangezogen. Aber auch Cerealien, Fleischzubereitungen, vegetarische Zusätze, Hefeprodukte, Geschmacks- und Aromastoffe sowie Eierzeugnisse sind dazuzurechnen.

Für die vorliegende Formulierung ist ein bestimmtes Mischungsverhältnis zwischen der obligatorischen Komponente a) und den weiteren möglichen Komponenten b), c) und d) im Rahmen der beanspruchten Obergrenzen nicht erforderlich. Das jeweils zu wählende Mischungsverhältnis hängt aber entscheidend davon ab, welche weiteren physiologisch aktiven Zusätze tatsächlich ggf. der Formulierung beigemengt werden und welche Ziele mit deren Verwendung in der Tierernährung verfolgt werden.

Aus diesem Grund kann es auch erforderlich sein, der jeweiligen Formulierung entsprechende Hilfsmittel zuzusetzen, was gemäß Erfindung in Form der Komponente e) in Anteilen von bis zu 20 Gew.-% bezogen auf die Gesamtformulierung geschehen soll.

Als besonders geeignete Formulierungs-Hilfsmittel sieht die vorliegende Erfindung Hilfsstoffe wie Polyvinylpyrrolidon, Methylcellulosen, microkristalline Cellulose, SiO₂, Stearate, Konservierungsmittel und Aromastoffe vor.

Aufgrund der genannten möglichen Komponenten kann die erfindungsgemäße Formulierung in einem relativ breiten prophylaktischen und therapeutischen Spektrum eingesetzt werden, wobei alle physiologisch aktiven Zusätze auf die jeweilige Einsatzgebiete abgestimmt werden können, oder aber diese sinnvoll ergänzen können.

Die Breite ihres Wirkungsspektrums spiegelt sich auch in den Möglichkeiten der Darreichungsformen der erfindungsgemäßen Formulierung wieder: So berücksichtigt die Erfindung bevorzugte Formulierungen in Form von Biskuits, die als extrudierte plastische Masse vorliegen, Pellets, Futterflocken, Schokoriegel sowie Zubereitungen auf Fleisch- oder Pflanzen- (vegetarischer) Basis.

So empfehlen sich bspw. für Hunde oder Katzen Fleischerzeugnisse, denen die erfindungsgemäße Formulierung zugesetzt worden ist. Die Formulierung kann aber auch in Form von Preßkuchen als Kraftfutter(-zusatz) angeboten werden. Oder aber die entsprechend geeignete Formulierung wird als flüssiges Konzentrat zubereitet und schließlich dem Trinkwasser zugesetzt.

Die so dargebotene erfindungsgemäße Formulierung eignet sich aufgrund der spezifischen (kombinatorischen) Eigenschaften der Bestandteile bei Tieren insbesondere zur Steigerung der Ausdauer und Kraft ganz allgemein, vor allem aber im Leistungssport-, Zucht- und Mastbereich. Hier sind insbesondere die Wirkungsformen der Gewichts- und Körperfettreduzierung sowie als Schutzsubstanz für Körperzellen und -gewebe und als Substanz zur Inhibition der Radikalbildung sowie als Radikalfängersubstanz in Körperzellen und -geweben (auch Synovialgewebe) zu beachten. Bei der Verabreichung an Haustiere wie Hunde und Katzen steht vor allem der Gesundheitsbereich allgemein im Vordergrund; aber auch bei der Behandlung von Fettsucht und Übergewicht ist die beanspruchte Formulierung ein idealer Futtermittelzusatz und deckt somit sowohl die von den Einzelsubstanzen bereits bekannten Anwendungsmöglichkeiten als auch aufgrund der synergistischen Effekte neue Einsatzgebiete ab.

Unter Berücksichtigung der speziellen Komponenten empfiehlt die vorliegende Erfindung eine bevorzugte Tagesdosis, die 0,06 bis 0,25 g, insbesondere 0,1 bis 0,15 g Brenztraubensäure(-Salz) pro Kilogramm Körpergewicht des jeweiligen Tieres entspricht.

Insgesamt weist die erfindungsgemäße Formulierung somit insbesondere bezüglich der synergistischen Auswirkungen der physiologischen Einzelbestandteile Pyruvat und ggf. Kreatin Vorteile auf, die eine deutliche Verbesserung bei Futtermittelzusatzstoffen hinsichtlich Stabilität, Löslichkeit, Bioverfügbarkeit und Wirksamkeit in der Tierernährung führen.

Die nachfolgenden Beispiele verdeutlichen die Vorteile der vorliegenden Erfindung anhand typischer Formulierungen:

Beispiele Beispiel 1

Eine Formulierung bestehend aus

Kreatinpyruvat (Komponente a)	5.000 mg
Inulin (Komponente d)	5.000 mg
10.000 mg

wird in eine typische Rezeptur für Futterpellets zur Futterergänzung von Pferden eingebracht. Der Anteil bezogen auf eine Tagesration liegt bei 0,15 g Gesamtformulierung oder 0,075 g Pyruvat/kg Tierkörpergewicht.

Beispiel 2

Eine Formulierung bestehend aus

Kreatinpyruvat (Komponente a)	7.000 mg
Carnitintartat (Komponente b)	750 mg
Sucrosestearat (Komponente e)	100 mg
Talcum (Komponente e)	160 mg
Fruktose (Komponente d)	1.090 mg
9.100 mg

wird in die Basismasse für Hunde-Bisquits eingebracht, so daß der Anteil der Gesamtformulierung bezogen auf 100 g Bisquits bei 0,2% liegt (= 0,15 g Pyruvat/kg Tierkörpergewicht).

Beispiel 3

Eine Formulierung bestehend aus

Calciumpyruvat (Komponente a)	3.000 mg
Kreatin (Komponente b)	3.000 mg
Magnesiumstearat (Komponente e)	40 mg
Carboxymethylcellulose (Komponente e)	25 mg
Lactose (Komponente d)	135 mg
6.200 mg

wird als Masterbatch homogen in eine handelsübliche Katzen- Dosenfuttermischung eingearbeitet, so daß der Anteil der Gesamtformulierung bezogen auf eine typische Tagesration von 195 g bei 400 mg/Dose liegt. Dies entspricht einer Tagesdosis von 0,1 g Pyruvat/kg Tierkörpergewicht.

Claims

1. Stabile, Brenztraubensäure(-Salze) enthaltende Formulierung für die Tierernährung, bestehend aus

a) Brenztraubensäure und/oder mindestens einem seiner physiologisch unbedenklichen Salz und mindestens einer der Komponenten b), c) und d), mit
b) 0,5 bis zu 10 Gew.-% bezogen auf die Gesamtformulierung mindestens einer Aminocarbonsäure und/oder einem oder mehrerer deren physiologisch unbedenklicher Salze,
c) 0,5 bis zu 20 Gew.-% bezogen auf die Gesamtformulierung einer von den Komponenten a) und b) verschiedenen organischen Säure und/oder einem seiner physiologischen Salze, und
d) 0,5 bis zu 20 Gew.-% bezogen auf die Gesamtformulierung weiterer physiologisch wertvoller Zusatzstoffe wie Kohlenhydrate, Spurenelemente, Vitamine, Fette sowie Oligo- und Polypeptide, sowie
e) ggf. bis zu 20 Gew.-% bezogen auf die Gesamtformulierung an Formulierungshilfsmitteln.

2. Formulierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Komponente a) Kreatinpyruvat enthält.

3. Formulierung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Aminocarbonsäure Kreatin, Arginin, Carnitin und/oder Ornithin enthält.

4. Formulierung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere organische Säure α-Ketoglutarsäure, Milchsäure, D-Gluconsäure, β-Hydroxy-β-methylbuttersäure, Citronensäure, Hydroxycitronensäure, Äpfelsäure, Ascorbinsäure und Bernsteinsäure enthalten sind.

5. Formulierung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Formulierungs-Hilfsmittel Hilfsstoffe wie Polyvinylpyrrolidon, Methylcellulosen, microkristalline Cellulose, SiO₂, Stearate, Konservierungsmittel und Aromastoffe enthält.

6. Formulierung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente d) Kohlenhydrate wie Inulin, Lactose, Sucrose und Stärke, als Spurenelemente Alkali- und Erdalkalimetalle, Bor, Eisen, Zink, Kupfer und Fluor sowie deren Salze, und Vitamine der A-, B-, D-, E- und K-Familie vorliegen.

7. Formulierung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie als extrudierte plastische Masse, vorzugsweise als Biskuit, als Pellet, Futterflocke, Schokoriegel, Fleisch- oder vegetarische Zubereitung vorliegt.

8. Verwendung der Formulierung nach den Ansprüchen 1 bis 7, in einer Tagesdosis, die 0,06 bis 0,25 g, bevorzugt 0,1 bis 0,15 g Brenztraubensäure(-Salz) pro Kilogramm Körpergewicht entspricht.