DE2521815C3

DE2521815C3 - Diätnahrungspräparate und -mischungen und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE2521815C3
Application number: DE2521815A
Authority: DE
Inventors: Robert M. Palo Alto Calif. Marks
Original assignee: Syntex USA LLC
Current assignee: Syntex USA LLC
Priority date: 1974-08-26
Filing date: 1975-05-16
Publication date: 1982-04-15
Also published as: HU169781B; BE829401A; ATA389575A; FI58579C; FR2282902B1; FI58579B; CS195704B2; DE2521815B2; US3950547A; DD120791A5; NO139428C; CA1062534A; GB1493317A; DE2521815A1; SE7505717L; FI751297A7; NL7506036A; FR2282902A1; NO139428B; NO751037L

Description

A) a) 3—40 Gew.-% einer im Nährwert ausgeglichenen Peptidmischung oder mit Aminosäure ergänzten Peptidmischung, wobei diese Peptidmischungen ein zur Aufrechterhaltung normaler menschlicher physiologischer Funktionen ausreichendes Gesamtaminosäureprofil haben,

b) 2—35Gew.-°/o eines Lipids mit einem Linolsäuregehalt von wenigstens 0,4 Gew.-%,

c) 7,5 — 90 Gew.-% einer osmotisch annehmbaren Kohlenhydratquelle,

d) 0,05-10 Gew.-% eines Wasser-Lipid-Emulgators

B) a) 3 — 40 Gew.-°/o einer im Nährwert ausgeglichenen Mischung von Aminosäuren oder deren pharmakologisch annehmbaren Salzen mit einem zur Aufrechterhaltung normaler menschlicher physiologischer Funktionen ausreichenden Gesamtaminosäureprofil,

b) 2 — 20 Gew.-°/o einer Lipidquelle mit einem Linolsäuregehalt von wenigstens 0,4Gew.-%,

c) 7,5 —9OGew.-°/o einer osmotisch annehmbaren Kohlenhydratquelle,

d) 0,1-12 Gew.-% eines Wasser-Lipid-Emulgators,

dadurch gekennzeichnet, daß die Präparate zusätzlich zur Komponente c) jeweils 1 — 16 Gew.-°/o einer amylosereichen Stärke mit mindestens 50 Gew.-°/o Amylose enthalten, wobei das Präparat

A) ein Gewichtsverhältnis von amylosereicher Stärke zu Komponente b) von mindestens 0,25, einen Gesamtstärkegehalt von 20 Gew.-°/o oder weniger und einen Gesamtgehalt an freien Aminosäuren unter 5% hat und wobei gegebenenfalls die Komponente b) ein Molverhältnis von ungesättigten freien Fettsäuren und deren Triglyceriden zu gesättigten freien Säuren und deren Triglyceriden von über 1 hat

und wobei das Präparat

B) ein Gleichgewichtsverhältnis von amylosereicher Stärke zur Komponente b) von mindestens 0,3 und einem Gesamtstärkegehalt von 20 Gew.-°/o oder weniger hat.

2. Verfahren zur Herstellung von Diätnahrungspräparaten bzw. -mischungen gemäß Anspruch 1 in Form von wäßrigen Emulsionen, dadurch gekennzeichnet, daß man

1) homogenisierte wäßrige Mischungen von A) und B), jeweils mit einem Feststoffgehalt von 20-60 Gew.-%, durch einen bei Temperaturen von etwa 120-150⁰C und Drücken von etwa 4,12 —6,52 bar arbeitenden Wasserdampfinjektor leitet, und jeweils gegebenenfalls

2) die Wasserdampfinjektion in der Weise reguliert, daß die Emulsion einen Feststoffgehalt von mindestens 10 Gew.-% aufweist,

3a) die erhaltene Emulsion in Dosen abfüllt, oder
b) das mit Wasserdampf behandelte Produkt sprühtrocknet und ggf. von diesem trockenen Produkt eine Emulsion herstellt

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Diätnahrungspräparate, insbesondere auf solche Präparate, die mit Wasser stabile Emulsionen von verbesserter Schmackhaftigkeit bilden. Diese Präparate sollen einen nur geringen Rückstand besitzen.

Es sind zahlreiche synthetische Diätnahrungspräparate mit geringem Rückstand vorgeschlgen worden, um die wesentlichen Nährstofferfordernisse für den Mensehen zu liefern. Diese Präparate enthalten daher Aminosäuren und/oder eine Aminosäurequelle, wie z. B. Proteine, Kohlenhydrate und Lipide, plus einem Emulgator und wahlweisen Bestandteilen, wie Vitamine, Mineralien usw. (vgl. z. B. die US-Patentschriften 36 97 287 und 37 77 930). Obgleich diese Präparate einen hohen Nährwert haben und auch für gesunde Menschen als Nahrungsmittelersatz oder -ergänzung verwendet werden können, sind sie hauptsächlich für prä- oder postoperative Patienten oder solche mit Verdauungsproblemen bestimmt Zwei wesentliche Probleme bei solchen Präparaten sind die Schmackhaftigkeit oder das ästhetische Aussehen und, da diese Präparate als wäßrige Emulsionen eingenommen werden, die Unmöglichkeit, aus diesen Präparaten für eine längere Dauer stabile wäßrige Emulsionen, selbst unter Zuhilfenahme von Emulgatoren, herzustellen. Die bekannten Präparate bilden gewöhnlich eine 2phasige Flüssigkeit-Flüssigkeit-Mischung mit Wasser, wobei eine Phase sehr reich an Lipiden und die andere reich an Aminosäuren und Kohlenhydraten ist. Wenn solche Emulsionen daher oral verabreicht werden, erhält der Patient eine praktisch reine Lipidschicht, die sehr schlecht einzunehmen ist; und bei Sonderernährung direkt in den Magen, wird beim Patienten ein nicht einheitlicher Fluß des Nahrungsmittels erhalten.

Bekannte Diätnahrungspräparate mit niedrigem Rückstand aus Aminosäuren oder Peptiden haben einen sehr niedrigen Fettgehalt, da es kein Verfahren gibt, das Lipidmaterial in Suspension zu halten, und alle Versuche zur Formulierung solcher Mittel mit einem Fettgehalt über 1 % (flüssiges Gewicht), führten zu einer Trennung des Produktes, das sich im Mund fettig anfühlte. Dies ist ein besonders entscheidendes Problem, wenn das Produkt oral eingenommen werden soll. Diätmittel mit niedrigem Fettgehalt erfordern weiter den Konsum eines größeren Volumens an Mittel, da das zum Ersatz von Fett verwendete Kohlenhydrat nur etwa die Hälfte der Joulewerte pro g hat.

Weiterhin haben Diätnahrungspräparate auf der Basis von Aminosäuren und mit niedrigem Rückstand gewöhnlich aufgrund der Aminosäuren selbst einen schlechten Geschmack und üben auf den Verdauungstrakt des das Mittel einnehmenden Patienten eine sehr hohe osmotische Belastung aus; weiterhin sind sie sehr anfällig gegen ein nicht-enzymatisches Braunwerden.

Bekannte, mit Proteinen hergestellte Formulierungen sind als Diätnahrungsmittel mit geringem Rückstand unannehmbar, da die Proteine von einem Patienten mit

bestimmten gastrointestinalen Störungen nicht wirksam ausgenutzt werden. Im Gegensatz zu bekannter Protein enthaltenden Mitteln sollen erfindungsgemäß vorverdaute Proteine in Form von Peptiden verwendet werden, die von Patienten mit gastrointestinalen Störungen ebenso wirksam wie freie Aminosäurediätnahrungsmittel absorbiert werden können. Weiterhin soll die neue Diät eine geringere osmotische Belastung mit sich bringen. Außerdem sollen die Peptide die Fette im Präparat besser als die Aminosäuren stabilisieren und die Peptide sollen außerdem gegenüber den Aminosäuren einen angenehmen Geschmack besitzen.

Die Erfindung betrifft den durch die obigen Ansprüche gekennzeichneten Gegenstand.

Die aus den neuen Präparaten hergestellten Emulsionen besitzen eine Beständigkeit gegen Trennung bei Zimmertemperatur von mindestens 12 Stunden, gewöhnlich 24 Stunden oder mehr, und eine Kühlbeständigkeit bei 1,1°C von etwa 48 Stunden oder mehr nach Hydratisierung.

Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Präparate in fester Form oder in Form von Emulsionen besteht im Erhitzen und Homogenisieren einer wäßrigen Mischung der Komponenten des Präparates, anschließende Einführung von Wasserdampf und Trocknen der homogenisierten Mischung. Die mit Wasserdampf behandelte Mischung kann auch abgekühlt und unter milder Kühlung gelagert werden; gegebenenfalls kann sie anschließend getrocknet und in Dosen gefüllt und gelagert werden oder sie kann in eine wäßrige Emulsion übergeführt werden.

Die erfindungsgemäßen Peptide enthaltenden Präparate können neben den oben angegebenen Komponenten je nach den Nährstofferfordernissen des Patienten noch geringere Mengen anderer Komponenten enthalten; z. B. Aminosäuren oder deren Pharmazeutisch annehmbare Salze, Vitamine, Mineralien, Geschmacks-, Färbe- oder Antioxidationsmittel. Bevorzugt enthalten die neuen trockenen Präparate 4 — 22 Gew.-% Peptidmischung, 22-85 Gew.-% Kohlenhydrate, 4-22 Gew.-% Lipide und zusätzlich zu den Kohlenhydraten 2 — 8 Gew.-°/o gelatinierte amylosereiche Stärke und 0,4 - 2 Gew.-% Wasser-Lipidemulgaior.

Die im erfindungsgemäßen Präparat verwendete Peptidmischung ist eine Mischung von Peptiden in den richtigen relativen Mengen und Verhältnissen, um alle essentiellen Aminosäuren und solche nicht-essentiellen Aminosäuren zu liefern, die zur Aufrechterhaltung aller normalen physiologischen, von Aminosäuren abhängenden Funktionen notwendig sind. Wahlweise kann die Peptidmischung auch geringe Mengen Aminosäuren entweder als Nebenprodukte aus der Herstellung der Peptidmischung oder als Zusätze entsprechend dem Aminosäurerestprofil einer gegebenen Peptidmischung enthalten, um den Nährstofferfordernissen einer besonderen Patientenklasse zu entsprechen. Gewöhnlich und vorzugsweise hat die Peptidmischung eine Aminosäurezusammensetzung (d. h. den enthaltenen Aminosäureteil der Peptide und aller freien Aminosäuren oder -salze) aus Eialbumin und nähert sich entsprechend dem biologischen Wert von Eialbumin, wobei die Verdaulichkeit sich gewöhnlich und vorzugsweise 100% nähert. Es können auch Peptidmischungen aus unterschiedlichen Proteinquellen zugemischt werden, um optimale Aminosäurerestprofile zu erzielen. Bekanntlich sollen Peptide und gegebenenfalls Aminosäuren in den entsprechenden Mengen und relativen Verhältnissen von essentiellen und nicht-essentiellen Aminosäuren oder Aminosäureresten anwesend sein, um die Nährstofferfordernisse des Menschen zu befriedigen. Obgleich allerdings die erfindungsgemäßen Diätnahrungsmittel geringe Mengen Aminosäuren enthalten können, sollten sie aufgrund der oben erwähnten, den Aminosäuren inhärenten Probleme nur in Mengen unter 5 Gew.-% auf Trockenbasis, vorzugsweise zwischen 0,0-1,5 Gew.-%, Trockenbasis, anwesend sein. Gewöhnlich besteht die Peptidmischung hauptsächlich aus

ίο Peptiden mit einem Molekulargewicht zwischen 400—1000 mit einem maximalen Molekulargewicht von 2000, und die größte Verteilung der Peptide hat gewöhnlich 4-8 Aminosäurereste. Die Peptidmischung hat gewöhnlich etwa den Nährwert von hochwertigen Proteinen, z. B. aus Eiern, Fisch, Fleisch und Milch. Eine zweckmäßig und leicht erhältliche Peptidmischung mit dem richtigen Nährwertnusgleich ist die Proteinhydrolysatmischung aus der enzymatischen oder chemischen Hydrolyse von Fischmehl, ölsamenproteinen, Blattproteinen, Einzellerproteinen oder tierischem Schlachthausabfall und Blut. Diese Hydrolysate können nach üblichen Verfahren in den US-Patentschriften 20 98 923, 2180 637, 29 58 630, 36 97 285, 37 61353 in praktisch geschmackloser Form hergestellt werden. Wie erwähnt, enthalten solche Proteinhydrolysate gewöhnlich neben Peptiden etwa 10—15 Gew.-% freie Aminosäuren, gewöhnlich Lysin, Arginin, Tyrosin, Phenylalanin und Leucin.

Die erfindungsgemäße Lipidkomponente bezieht sich auf eßbare Lipide gemäß der Definition von Deuel in »The Lipids; Their Chemistry and Biochemistry« Chemistry, Bd. 1, Interscience Publishers, New York (1951); sie umfassen Fette, Fettsäuren, Fettöle, etherische Öle, Wachse, Sterine, Phospholide, Glykolipide.

Sulfolipide, Aminolipide, Chromolipide usw. Der Nährwert von Lipiden ist bekannt, und weitere Informationen finden sich ir. der Literatur, z. B. R. Amen »The RoIe of Fat as Nutrient« Food Product Developemt, Juni 1973. Obgleich eine einzige Lipidverbindung als Lipidkomponente verwendet werden könnte, sind die im erfindungsgemäßen Präparat verwendeten I ipide gewöhnlich eine Mischung freier Fettsäuren und/oder Triglyceride von Fettsäuren. Auch dem menschlichen Nährstoffbedürfnis nach Linolsäure wird mit dem erfindungsgemäßen Mittel entsprochen, da es mindestens 0,4%, zweckmäßigerweise 0,4 — 2% (Gesamttrokkengewicht) Linolsäure, gewöhnlich in Form der Ester, wie Triglyceride der Linolsäure, enthält. Die Lipidmischung enthält ein Verhältnis polyungesättigter Fettsäuren und/oder deren Triglyceride zu gesättigten Fettsäuren und/oder deren Triglyceriden von gesättigten Fettsäuren von über 1:1. Die bevorzugten Lipide mit hoher Ungesättigtheit einschließlich der erforderlichen Linolsäureester finden sich in vielen natürlich vorkommenden Substanzen, die direkt im erfindungsgemäßen Präparat verwendet werden können, wie z. B. Sojabohnenöl, Maisöl, Sonnenblumenöl, Saffranöl, Erdnußöl, Baumwollsamenöl usw. und deren Mischungen.

In einer besonderen Ausführungsform besteht ein wesentlicher Teil des Lipidanteils des erfindungsgemäßen Präparates aus Fettsäuretriglyceriden mittlerer Kettenlänge (d. h. Triglyceride, in welchen der Fettsäureteil 6-12 Kohlenstoffatome enthält). Die Fettsäuretriglyceride mit mittlerer Kettenlänge sind aufgrund ihrer hohen Absorptionswirksamkeit beim Menschen besonders wünschenswert und dhaer besonders geeignet in Diätnahrungspräparaten für Patienten, die aufgrund unterschiedlicher Störungen des Verdauungs-

traktes keine ausreichenden Mengen der höheren Fettsäuretriglyceride absorbieren können. In dieser Ausführungsform besteht daher der Lipidanteil des Präparates aus etwa 70 — 85 Gew.-% Fettsäureglyceriden mittlerer Kettenlänge. Die Fet .säuretriglyceride mittlerer Kettenlänge enthalten vorzugsweise weniger als 5 Gew.-% an C^-Fettsäuretriglyceriden, da die niedrigeren Fettsäuretriglyceride, d.h. Ce-io, beim Menschen eine größere Absorptionswirksamkeit haben. Gewöhnlich werden die Fettsäuretriglyceride mittlerer Kettenlänge als Mischung aus Triglyceriden zugefügt, obwohl auch einzelne Fetlsäuretriglyceride verwendet werden könnten. Geeignete Fettsäuretriglyceride mittlerer Kettenlänge erhält man zweckmäßig im Handel in Form von fraktionierten Kokosnußölen, Babassuölen, Palmkernölen usw.

Der Kohlenhydratanteil des Präparates kann durch jede geeignete Kohlenhydratquelle, wie Stärken, Dextrine, Zucker und Mischungen derselben, geliefert werden. Wo Zucker zur Zufuhr des gesamten oder eines Teils des Kohlenhydratgehaltes verwendet werden, wird zweckmäßig die Verwendung reduzierender Zucker, z. B. Monosaccharide (d. h. Glucose, Fructose), vermieden, da diese Zucker die osmotische Belastung unnötig erhöhen können. Weiterhin können diese Monosaccharide mit Aminosäuren, insbesondere Lysin, unter Bildung eines Produktes von vermindertem biologischen Wert reagieren. Die bevorzugten verwendbaren Zucker umfassen daher Disaccharide, Trisaccharide, Tetrasaccharide, Oligosaccharide oder Dextrin. Diese Zucker umfassen z. B. Saccharose, Maltose usw. Wo Stärke als Kohlenhydratquelle verwendet wird, sollte der gesamte Stärkegehalt des Mittels nicht über 20 Gew.-% Trockenbasis liegen, und der gesamte Gehalt an amylosereicher Stärke (einschließlich den zusätzlich zum Kohlenhydrat zugefügten) sollte nicht über 16% liegen; diese letztgenannten Begrenzungen sind zur Aufrechterhaltung der entsprechenden Viskosität notwendig. Geeignete verwendbare Stärken sind z. B. Maisstärke, Sorghum, Kartoffel-, Weizen,- Tapiocastärke, Reisstärke usw. und die Hydrolysatzuckerprodukte der Stärken. Es können auch Mischungen unterschiedlicher Zucker und Stärken und Mischungen aus Zuckern und Stärken verwendet werden. Die besten Ergebnisse erzielt man gewöhnlich durch Verwendung von 5 — 42 Dextroseäquivalent Maissirupfeststoffen, 5-42 Dextroseäquivalent Dextrinfeststoffen; Saccharose und Mischungen derselben.

Die amylosereiche Stärkekomponepte der neuen Diätnahrungspräparate spielt eine entscheidende Rolle bei der starken Erhöhung der Emulsionsstabilität des Präparates. So wurde gefunden, daß man durch Verwendung von amylosereicher Stärke die Emulsionsstabilität gegenüber einem üblichen Präparat um das 10-bis 10Ofache erhöhen kann, während dasselbe Präparat bei Verwendung von üblicher Stärke (d. h. etwa 70 Gew.-% Amylopektin, 30 Gew.-°/o Amylose) anstelle der amylosereichen Stärke eine nur etwas bessere Emulsionsstabilität als übliche bekannte Präparate haben. Zur Gewährleistung einer verbesserten Emulsionsstabilität wurde weiter gefunden, daß das Gewichtsverhältnis von amylosereicher Stärke zu Lipid mindestens 0,25 betragen muß und vorzugsweise mindestens bei 0,3 liegen sollte. Die Bezeichnung amylosereiche Stärke bezieht sich auf Stärken mit etwa 50—100Gew.-°/o Amylose, gewöhnlich etwa 55 — 90% Amylose, wobei der Rest aus Amylopektin besteht. Eine amylosereiche Stärke erhält man gewöhnlich als eine Form von Maisstärke aus einer Maisart, die zur Erzielung amylosereicher Stärke gezüchtet worden ist; diese Stärke ist im Handel mit Amylosegehalten von 50-100Gew.-%, gewöhnlich 55-85 Gew.-%, in Abhängigkeit von genetischen und Umwaltfaktoren, die den Amylosegehalt des Maissirups beeinflussen, erhältlich. Weitere Informationen bezüglich der amylosereichen Stärke finden sich z. B. in »A New Family of Starches«, Bulletin Nr. 214 der F&od Division of the National Starches and Chemical Corporation, New York, N. Y., und »Amylomize VII Starches«, Technical Service Bulletin, 2/2/71-EMBP 71-26 der American Mase-Products Company, New York, N. Y. Wie im Fall üblicher, für den menschlichen Verbrauch bestimmten Stärken muß die amylosereiche Stärke ebenfalls zum Aufbrechen der Wasserstoffbindung vorgekocht sein, um eine sog. gelatinierte Stärke zu liefern. Dies erfolgt zweckmäßig durch Erhitzen der amylosereichen Stärke vorzugsweise in Wasser für etwa 5 Sekunden bis 2 Stunden auf etwa 100-180⁰C. Die amylosereiche Stärke kann vor dem Mischen mit den anderen Komponenten des Präparates gekocht werden; wie im folgenden jedoch noch näher erläutert, wird sie zweckmäßig in Mischung mit einigen oder allen anderen Komponenten der Mischung gekocht. Durch Verwendung der amylosereichen Stärke ist weiterhin, wie festgestellt wurde, eine wesentliche Verbesserung der Emulsionsstabilität in vorherrschend aus Aminosäure bestehenden Diätnahrungspräparaten mit geringem Rückstand zu erzielen. Die erfindungsgemäßen Aminosäuren enthaltenden Präparate umfassen daher etwa 3 — 40 Gew.-% Aminosäuremischung; etwa 7,5 — 90 Gew.-% Kohlenhydrate, etwa 2-20 Gew.-% Lipide und zusätzlich zu den Kohlenhydraten etwa 1 — 16 Gew.-% gelatinierte amylosereiche Stärke in einem Gewichtsverhältnis zu Lipid von mindestens 0,3 und etwa 0,1-12 Gew.-% eines Wasser-Lipidemulgators. Wie im Fall der Peptidpräparate sollte der Gesamtgehalt an amylosereicher Stärke 16% oder weniger und der gesamte Stärkegehalt 20% oder weniger betragen. Wie für die erfindungsgemäßen Peptidpräparate bereits beschrieben, können die Aminosäurepräparate auch geringe Mengen anderer, für den Nahrungshaushalt des Patienten gewünschter und für das ästhetische Aussehen zweckmäßiger Komponenten, wie Vitamine, Mineralien, Geschmacks-, Färbe-, Antioxidationsmittel usw., enthalten. Bezüglich der wäßrigen Emulsionsstabilität erzielt man die besten Ergebnisse, wenn das trockene Aminosäurediätmittel etwa 4-22 Trockengewicht-% Aminosäuremischung, etwa 22 - 85 Gew.-% Kohlenhydrate, etwa 4-15 Gew.-% Lipide und zusätzlich zu den Kohlenhydraten etwa 3-10 Gew.-% gelatinierte amylosereiche Stärke und 0,6 —3 Gew-% Emulgator enthält.

Die im Präparat verwendete Aminosäuremischung ist eine Mischung aus Aminosäuren oder deren pharmazeutisch annehmbaren Salzen in den richtigen relativen Mengen und Verhältnissen, um praktisch alle essentiellen Aminosäuren und solche nicht-essentiellen Aminosäuren zu liefern, die zur Aufrechterhaltung aller normalen physiologischen, von Aminosäuren abhängenden Funktionen notwendig sind. Die Aminosäuremischung kann wahlweise auch geringe Mengen (bis zu 10Gew.-% der Aminosäuremischung) an Peptiden and/oder Proteinen enthalten. Die Zusammensetzung der Aminosäuremischung nähert sich vorzugsweise dem Aminosäureprofil von Eialbumin und hat vorzugsweise eine etwa 100%ige Verdaulichkeit. Das für den

Nährstoffbedarf notwendige, richtige Aminosäureprodukt ist bekannt; weitere Informationen hierzu finden sich in der Literatur, z. B. die Besprechung der Aminosäure-Nährstofferfordernisse in den US-Patentschriften 36 97 287 und 37 01 666 und den dort zitierten Literaturstellen.

Trotz der gegenüber bekannten Präparaten erzielten verbesserten Stabilität der erfindungsgemäßen Aminosäurepräparate wurde gefunden, daß die erfindungsge- © mäßen Peptidpräparate zahlreiche Vorteile sowohl gegenüber Aminosäurediätpräparaten mit niedrigem Rückstand und Proteindiätnahrungspräparaten bieten, da Peptide eine leicht verfügbare Quelle von Aminosäuren ohne merklichen, unangenehmen Geschmack wie bei zahlreichen Aminosäuren sind, die für Aminosäurenährstoffdiäten erforderlich sind. Weiter wurde gefunden, daß es bei Peptiddiätpräparaten wesentlich leichter ist, die Osmolalität der erhaltenen wäßrigen Emulsionen aufrechtzuerhalten als bei einem freien Aminosäurediätpräparat. Dies ist besonders wichtig, da osmolatische Belastungen um 1000 Milliosmol beim Patienten ein Syndrom mit Diarrhöe oder Übelkeit und Erbrechen hervorrufen. Es ist daher, wie festgestellt wurde, wesentlich leichter, unter Verwendung von Peptidsystemen Emulsionssysteme mit osmotischen Belastungen unter 650 Milliosmol als mit Aminosäuresystemen zu erhalten, da die Osmolalität eine Funktion der anwesenden Molzahl oder Molekülen ist und daher, bezogen auf ein gegebenes Gewicht des Materials, umgekehrt proportional zum Molekulargewicht des Präparats ist Ein weiterer Nachteil von Aminosäuresystemen ist die Neigung der Aminosäuren zu einer Maillard-Reaktion mit der Kohlenhydrat(Zucker)-Komponente unter Bildung einer harten, karamellartigen Substanz. Die nicht-enzymatischen Bräunungsprodukte des Maillard-Reaktion sind in ihrem Nährwert den ursprünglichen Bestandteilen unterlegen und verschlechtern ab einem gewissen Punkt das ästhetische Aussehen des Produktes. Auch Peptide unterliegen dieser Reaktion, sie reagieren jedoch wesentlich geringer als Aminosäuren.

Wie im Fall bekannter Diätnahrungspräparate hat es sich als notwendig erwiesen, in den erfindungsgemäßen Präparaten einen Emulgator zu verwenden. Geeignete Emulgatoren sind solche mit einem hydrophilen lipophilen Ausgleich (»hydrophilic, lipophilic balance =HLB«) von etwa 8-143- Erfindungsgemäß wurde auch festgestellt daß, obwohl Emulgatoren mit niedrigem HLB gewöhnlich schlechtere Ergebnisse liefern, es doch Ausnahmen gibt. Es bestehen Unterschiede im Verhältnis von Emulsionen mit ähnlichem HLB aufgrund uriieibChieahcher chemischer Zusammensetzung. Es wurde festgestellt, daß man die besten Ergebnisse bezüglich Emulsionsstabilität durch Verwendung von Diacetylweinsäureestern von Monoglyceriden mit einer Verseifungszahl von etwa 405—425 (AOCS Cd 3-25) und einer Jodzahl von etwa 60-70 (KL-681.1) als Emulgator erhält. In den erfindungsgemäßen Peptiddiätpräparaten werden gewöhnlich etwa 0,05 —10Gew.-°/o Emulgator, insbesondere 0,4—2 Gew.-°/o (jeweils auf Trockenbasis) verwendet. Bei erfindungsgemäßen Präparaten auf Aminosäuregrandlage wurde es als zweckmäßig gefunden, etwas höhere Emulgatormengen, gewöhnlich etwa 0,1—12 Gew.-% (Trockenbasis), und vorzugsweise etwa 0,6—3 Gew.-% (Trockenbasis), an Emulgator zu verwenden. Optimale Mengen für ein gegebenes System können durch Routine-Versuche bestimmt werden. Wie bekannt.

beeinflussen auch anschließende Verfahrensstufen die Wirksamkeit der Emulgatoren, so sind z. B. Emulgatoren mit hohem HLB, z. B. 8 — 15, wirksamer, wenn das Material sprühgetrocknet wird, und Emulgatoren mit niedrigem HLB, z. B. 2—5, sind wirksamer in Materialien, die als Flüssigkeit wärmebehandelt, z. B. sterilisiert, werden. Sehr gute Emulgatoren sind Mono- oder Diglyceridverbindungen mit einem HLB von 3 — 4, vorzugsweise von 3—3,6, oder deren Mischungen.

Das Präparat kann wahlweise auch geringe Mengen an Vitaminen, Mineralien, Arzneimitteln, Antacide oder Puffermitteln enthalten, wie sie üblicherweise zu solchen Diätpräparaten zugegeben werden oder für eine gegebene Klasse von Patienten zweckmäßig sind. Gewöhnlich bilden solche Zusätze nur einen kleinen Gew.-Teii des Präparates; soiche Zusätze werden z. B. gewöhnlich zugegeben, daß sie einen gesamten Vitamingehalt von etwa 0,001—0,005 Gew.-%, einen gesamten Mineralgehalt von etwa 1 — 10% und einen Gesamtgehalt an Antaziden von etwa 0,1 — 0,5% ergeben. Geeignete Vitaminkomponenten umfassen z. B. Vitamin A, Vitamin D, Vitamin B12, Vitamin C, p-Aminobenzoesäure, Pantothensäure, Calciumpantothenat, Folsäure, Cholin, Inosit, Niacinamid, Riboflavin, Pyridoxin, Thiamin und pharmazeutisch annehmbare Salze der oben aufgeführten Säure usw. Geeignete Mineralien umfassen z. B. Quellen üblicher Salze von Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium, Eisen, Mangan, Kupfer, Zink, Jod oder Phosphor. Die Zweckmäßigkeit von Mineralsalzen in Nährstoffpräparaten ist bekannt, und weitere Informationen finden sich in der Literatur, z. B. R. Amen »Minerals as Nutrients«, Food product Development, September 1973; R. Amen »Trace Minerals as Nutrients« Food Product Development, Oktober 1973. Geeignete Puffermittel umfassen z. B. Natriumacetat usw.

Das Präparat kann gegebenenfalls auch geringe Mengen an Aromamitteln zur weiteren Verbesserung der Einnehmbarkeit enthalten. Geeignete Aromamittel umfassen z. B. natürliche und imitierte Schokolade, Vanille, Fruchtaromen, wie Zitrone, Orange, Limone oder andere Zitrusaromen, Pfirsich, Erdbeere, Kirsche oder andere übliche Aromamittel. Die Aromamittel sind gewöhnlich als Konzentrate oder Extrakte oder in Form synthetisch hergestellter Aromaester, -alkohole, -aldehyde, -terpene, -sesquiterpene usw. im Handel erhältlich. Solche Aromamittel werden gewöhnlich in Mengen zwischen etwa 0,01—2,0, vorzugsweise 0.05 — 0,2 Gew.-% Trockenbasis zugefügt

Die erfindungsgemäßen trockenen Diätpräparate können durch einfaches Mischen der entsprechenden Komponenten und anschließende Wärmebehandlung für etwa 5-15 Minuten bei etwa 65-95° C hergestellt werden. Es können auch höhere Temperaturen angewendet werden, diese sind jedoch nicht notwendig. In diesem Falle muß die amylosereiche Stärke zuerst durch Vorkochen in Wasser für etwa 5—20 Sekunden bei etwa 115 —140° C gelatiniert werden. Es können wiederum höhere Kochtemperaturen angewendet werden, welche jedoch nicht notwendig sind. Weiter wurde gefunden, daß das trockene Diätpräparat zweckmäßig und in wirksamer Weise durch Vormischen der Komponenten in einer flüssigen Mischung, z. B. Wasser, auf einen Feststoffgehalt von 20—60 Gew.-%, vorzugsweise 35—45 Gew.-%. und anschließendes Homogenisieren der flüssigen Mischung bei Drücken zwischen 105—210 bar sowie darauffolgendes Hindurchführen der homogenisierten Mischung durch einen bei Temperaturen

zwischen etwa 120-150⁰C, vorzugsweise 125-135⁰C, und Drücken von etwa 5,8 —7,5 bar arbeitenden Wasserdampfinjektor hergestellt werden können worauf die Mischung etwa 10-15 Sekunden auf einer Temperatur zwischen etwa 125 —140° C sterilisiert wird. Die zum Gelatinieren der amylosereichen Stärke notwendige Temperatur erhöht sich mit einem höheren Feststoffgehalt der Mischung, Temperaturen über 150⁰C, sind jedoch nicht notwendig. In diesem Fall braucht die amylosereiche Stärke nicht vorgekocht zu sein, da sie während der Wasserdampfeinführungsstufe gekocht wird. So erfüllt die Wasserdampfeinführungsstufe die Funktion des Gelatinierens der amylosereichen Stärke sowie des verbesserten Mischens des Präparates und pasteurisiert oder sterilisiert weiterhin das Material in Abhängigkeit vom Ausmaß des Erhitzens. Die Wasserdampfeinführung erfolgt nach üblichen Verfahren, z. B. gemäß der US-PS 26 84 949.

Die flüssige Mischung aus dem Wasserdampfinjektor kann dann in üblicher Weise, z. B. durch Sprühtrocknung, Gefriertrocknung oder Trommeltrocknung getrocknet werden, obgleich gewöhnlich eine Sprühtrocknung bevorzugt wird. Aufgrund der Möglichkeit eines nicht-enzymatischen Braunwerden im getrockneten Diätpräparat zwischen den Kohlenhydrat- und den Aminosäure und Peptidkomponenten ist es weiterhin zweckmäßig, das Diätpräparat unter relativ wasserfreien Bedingungen bei Temperaturen unter 21⁰C zu verpacken und zu lagern. Das aus der Wasserdampfeinführung kommende Produkt kann weiterhin auch nach üblichen Verfahren in Dosen gefüllt und somit als wäßrige Emulsion verteilt werden, die als verwendungsbereites flüssiges Konzentrat dient, das vor dem Verbrauch mit Wasser verdünnt wird. Der gewünschte Emulsionsfeststoffgehalt kann durch entsprechenden Gehalt der Wasserdampfeinführungsstufe in bekannter Weise geschaffen werden.

Die flüssige Emulsionsform des erfindungsgemäßen Diätpräparates ist diejenige Form, in welcher das Präparat tatsächlich oral vom Patienten verbraucht oder direkt mittels Schlauch in dessen Magen verabreicht wird. Die flüssige Emulsion kann wie oben hergestellt oder einfach durch Mischen des trockenen Diätpräparates mit Wasser im richtigen Verhältnis hergestellt werden, so daß sich ein Feststoffgehalt von 10-50 Gew.-°/o, insbesondere 15-30 Gew.-%, ergibt Die erhaltene Emulsion hat eine Viskosität zwischen etwa 2 — 100 mPa · s und eine Emulsionsstabilität unter milder Kühlung, z.B. 1-3°C, von mindestens einem Tag, gewöhnlich etwa 2—3 Tagen, und eine Osmolalität von weniger als 650 Milliosmol, vorzugsweise weniger als 500 Milliosmol. Die Kühlbeständigkeit ist bei der Verwendung im Krankenhaus wichtig, da so zu einem Zeitpunkt der gesamte Tagesverbrauch der Diät ohne Furcht vor einer Schichtbildung oder Phasentrennung hergestellt werden kann. Die Emulsionen sind auch ausreichend stabil, so daß eine größere Menge hergestellt werden kann, was jedoch gewöhnlich unpraktisch ist Wo eine Schlauchfütterung mittels Schwerkraft der Emulsion gewünscht wird, sollte der Gehalt an amylosereicher Stärke unter 6,6% auf Trockengewichtsbasis gehalten werden, um eine Emulsion mit einer Viskosität von 25 mPa - s oder weniger zu schaffen. Obgleich weiterhin Wasser gewöhnlich als flüssiges Medium gewählt wird, können auch andere pharmazeutisch annehmbare Medien verwendet werden.
In der vorliegenden Anmeldung haben die folgenden Bezeichnungen, falls nicht ausdrücklich anders angegeben, die folgenden Bedeutungen: Bei Emulgatoren bezieht sich die Bezeichnung »hydrophiler lipophiler Ausgleich« (HLB) auf die relative Größe und Stärke des in Wasser löslichen Emulgatormoleküls zu dem lipidlöslichen Teil des Moleküls. Das HLB-System zum Klassifizieren von Emulgatoren zeigt die Art der herzustellenden Emulsion, z. B. Wasser in öl oder öl in Wasser, zeigt jedoch nicht die Wirksamkeit der

ίο Emulgierung (vgl. Philip Sherman »Emulsion Science«, Seite 1, Academic Press, New York (1968)). Die Abkürzung »AOCS« bezieht sich auf analytische Verfahren, beschrieben von der American Oil Chemists Society. Die Abkürzung »KL« bezieht sich auf Standardanalyseverfahren der Kilborn Laboratories Division of Witco Chemical Company, Chicago, 111.

Die Bezeichnung »Jodzahl« ist ein Maß für die Menge an im Material anwesender ungesättigter Fettsäure, z. B. Fett, ausgedrückt als Anzahl g Jod, die durch 100 g Material absorbiert wird.

Die Bezeichnung »Verseifungszahl« bezieht sich auf die Anzahl g KOH, die zum Neutralisieren freier oder kombinierter Fettsäure in 1 g des Materials notwendig ist.

Die Bezeichnung »%« bezieht sich auf Gew.-% auf Trockengewichtsbasis, falls sie sich nicht auf den Emulsionsfeststoff gehalt oder insbesondere auf die Emulsion bezieht; in diesem Fall ist sie auf das Gesamtgewicht der Emulsion bezogen.

Die Bezeichnung »pharmakologisch annehmbare oder nährstoffmäßig verwendbar« steht verschiedenen Mitteln voran als Zeichen, daß diese die pharmakologischen oder Nährstoffeigenschaften des Präparates nicht nachteilig beeinflussen, wie Toxizität Assimilierbarkeit durch das menschliche System.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne sie zu beschränken.

Versuch 1

Dieser Versuch zeigt die Herstellung einer bevorzugten Peptidmischung, die zur Verwendung im erfindungsgemäßen Präparat geeignet ist 209,6 kg Fischproteinkonzentrat wurden zu 2087 kg deionisiertem Wasser bei etwa 45° C eingemischt Der pH-Wert der Mischung wurde durch geregelte Zugabe von Calciumhydroxid auf etwa 8,5 ±0,2 eingestellt wozu etwa 2,27 kg erforderlich waren. Dann wurden zur Mischung jeweils etwa 2,21 Toluol und Chloroform als biostatische Mittel zugefügt und die erhaltene Mischung auf etwa 42⁰C erwärmt worauf 6,3 kg Pancreatin 4 χ N. F. (National Formulary XII - Monograph 287) zugefügt wurden. Nach Digerieren des Fischproteinkonzentrates sank der pH-Wert der Reaktionsmischung und wurde durch Zugabe von Calciumhydroxid in halbständigen Abständen etwa 4—5 Stunden lang auf etwa 7,7 ±0,3 eingestellt wozu etwa 6,8—9,1 kg Calciumhydroxid erforderlich waren. Die Digerierung wurde weitere 14—15 Stunden fortdauern gelassen, wobei am Ende dieser Zeit der pH-Wert auf etwa 7,4 ± 0,2 gefallen war.

Dieser wurde dann durch Zugabe von 85gew.-°/oiger wäßriger Phosphorsäure auf 7,0 ±0,1 eingestellt Die Reaktionsmischung wurde anschließend 30 Minuten zur Deaktivierung des Pancreatinenzymkomplexes auf 62° C erhitzt und dann durch eine Filterpresse bei einer Geschwindigkeit von 95—152 l/min gepumpt, wobei als Filterhilfe nur der nach der Phosphorsäurezugabe gebildete basische Calciumphosphatniederschlag verwendet wurde. Das Ffltrat wurde gewonnen und mit

27,2 kg pulverisierter aktivierter Tierkohle gemischt und dann 30 Minuten gemischt sowie anschließend zur Entfernung der Tierkohle filtriert. Der Tierkohlefilterkuchen wurde mit 3801 heißem (etwa 65°C) Wasser gewaschen und mit dem Filtrat kombiniert. Das kombinierte Filtrat und Waschmaterial wurden erhitzt und durch Verdampfen auf einen Feststoffgehalt von etwa 10% konzentriert. Das Konzentrat wurde auf 4,5° C abgekühlt und dann sprühgetrocknet, wodurch man etwa 118 kg Proteinhydrolysat als praktisch weißes Pulver erhielt. Eine Probe des Produktes wurde in Wasser gelöst und bildete eine praktisch farblose klare Lösung ohne feststellbaren Geschmack.

Beispiel 1 _:5

Dieses Beispiel zeigt ein angepaßtes großtechnisches Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Diätnahrungspräparates. 1,89 kg amylosereicher Stärke (70 Gew.-% Amylose, 30 Gew.-% Amylopektin) wurden mit 68 kg einer wäßrigen Peptidmischung mit 4,76 kg Peptiden, hergestellt gemäß Versuch 1 mit einem Feststoffgehalt von 7 Gew.-°/o, gemischt. Die erhaltene Mischung wurde kontinuierlich gerührt und erhitzt, und es wurden die folgenden Bestandteile zugefügt: 1,067 kg Kaliumgluconat, 0,207 kg Tricalciumphosphat, 0,366 kg Natriumchlorid, 0,263 kg dibasisches Magnesiumphosphat, 0,146 kg Calciumcitrat, 2,1378 g Mangangluconat, 15,1189 g Eisen(II)-gluconat, 0,369 g Kupfer(II)-gluconat, 2,945 g Zinkacetat und 0,0196 g Kaliumjodid, gefolgt von 29,76 kg Maissirupfeststoff (24 Dextroseäquivalente)und3,10 kgSaccharose.Gleichzeitigmitder Herstellung dieser Mischung wurde eine Lipidmischung aus 4,627 kg Maisöl, 0,363 kg Diacetylweinsäureglyceridester als Emulgator, 0,227 kg Vanillearoma und die Vitamine A, D, E und K in den entsprechenden Mengen, so daß man die in der folgenden Tabelle A genannte Zusammensetzung erhielt. Dann wurde die Lipidmischung auf etwa 57° C ±3° C erhitzt. Anschließend wurden Phenylalanin, Tryptophan, Methionin, Isoleucin und Valin in den entsprechenden Mengen zur Bildung der in Tabelle A genannten Zusammensetzung zugefügt und die erhaltene Mischung auf 71⁰C erhitzt. Dann wurde die Mischung in eine Homogenisierungsvorrichtung gepumpt und bei etwa 189 bar homogenisiert und in einen kontinuierlichen Wasserdampfinjektor gepumpt, der bei einer geregelten Temperatur im Mischabschnitt von etwa 129,5-132° C arbeitete. Die den Wasserdampfinjektor durchlaufende Mischung wurde 11 Sekunden auf etwa 129,5 -132° C gehalten, um sterilisiert zu werden und dann auf etwa 15° C abgekühlt; es wurden die wasserlöslichen Vitamine Bi, B2, Bä, B12, Niacinamid, Pantothensäure, Folsäure, Cholin, Ascorbinsäure und Biotin in den entsprechenden Mengen für die in Tabelle A genannte Zusammensetzung zugegeben. Anschließend wurde die Mischung sprühgetrocknet und lieferte 453 kg eines getrockneter; Produktes mit der in Tabelle A genannten Zusammensetzung, das mit eine" Änderung der entsprechenden Komponenten von plus oder minus 10—15% die beste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Tabelle A

Feuchtigkeitsfreies
Gewicht des Bestandteils pro 453 kg
feuchtigkeitsfreiem
Feststoff

digeriertes Peptidmateria! (7% Festst.)*

Aminosäurezusatz

10,87 % 1-Tryptophan 44,8 g

20,65% 1-Isoleucin 85,0 g

28,26% 1-Phenylalanin 116,4 g

18,48% 1-Methionin 76,1g

21,75% 1-Valin 89,53 g

Maisöl

Emulgator Diacetyiweinsäureester von
Mono- u. Diglyceriden

gesamte Kohlenhydrate (33,1 kg)

Maissirupfeststoffe

Saccharose

amylosereiche Stärke (70% Amylose,

30% Amylopektin) Kaliumgluconat
Tricalcmmphosphat
Natriumchlorid

Magnesiumphosphat, dibasisch - 3 H₂O
Calciumcitrat · 4 H₂O
Mangangluconat
Eisen(II)-gluconat

4,76 kg
412g

4,627 kg
363 g

28,27 kg
3,08 kg
1,70 kg

1,067 kg
207 kg
360 kg
181g
127,6 g
2,1378 g
15,1189 g

Fortsetzung

Kupfer(ll)-gluconat

Zinkacetat

Kaliumjodid

künst. Vanillearoma

Vitamin A, D, E und K Mischung (1)

Vitamin B Mischung (2)

Cholinchlorid

Natriumascorbat

(1) Vitamin A, D, E und K-Mischung

Quelle

Potenz

Vitamin-A-Palmilat
kristall. Vitamin D?
ir-Tocopherolacelat
Vitamin K,

(2) Vitamin B-Mischung

1 Mill. lU/g 1 Mill. IU/g 543,6 IU/g 100%

Thiaminmononitrat

Riboflavin

Pyridoxin HCl

d-Calciumpantothenat

Niacinamid

Folsäure

Biotin

Vitamin B,₂(0,l% Konzentration)

* = hergestellt gemäß Versuch 1.

Vergleichsversuch 1

Dieser Versuch zeigt die erfindungsgemäßen verbesserten Emulsionseigenschaften im Vergleich zu identischen Präparaten, jedoch entweder ohne Stärkekomponente oder unter Verwendung von normaler Stärke, d. h. 30% Amylose, 70% Amylopektin, oder wachsartiger Stärke, d. h. 100% Amylopektin. Wie folgt wurden drei Sätze von wäßrigen Emulsionen mit 23% Feststoff gehalt und unterschiedlichen Fettkonzentrationen hergestellt: ein Satz hatte einen Fettgehalt von 235%, der zweite Satz einen solchen von 4,70% und der dritte einen Fettgehalt von 9,40%. In jedem Fall wurden die Emulsionen nach der in Beispiel 1 beschriebenen Grundformulierung hergestellt, wobei jedoch die relativen Verhältnisse von Fett (Maisöl) und Maissirupfeststoffen zur Schaffung des besonderen Fettgehaltes in der Emulsion bei Konstanthaltung des Gesamtfeststoffgehaltes von 23% und Konstanthaltung des

Feuchtigkeitsfreies
Gewicht des Bestandteils pro 453 kg
leuchtigkeitsfreicm
Feststorr

0,369 g
3,945 g
0,0196 g
45,4 g
6,7432 g
5,372 g
30,000 g
30,000 g

Einheilen pro g
Vitaminmischung

86 789 IU
6 364,5 IU
491,75 IU
2,17 mg

Einheiten pro g
Vitaminmischung

44,676 mg
51,75 mg
55,1 mg
235,29 mg
452,345 mg
0,1214 mg
6,5153 mg
145,197 mg

Gehaltes der Peptidmischung von 2,4% (Naßgewicht) variiert wurden. In den stärkehaltigen Formulierungen wurde 1% (Naßgewicht) Stärkegehalt verwendet; in den nicht stärkehaltigen Kontrollformulierungen wurde entsprechend der Gehalt an Maissirupfeststoffen um 1% (Naßgewicht) erhöht

Die entsprechenden Stärkeemulsionen mit amylosereicher Stärke, normaler Stärke oder wachsartiger Stärke wurden durch Mischen aller Bestandteile und Erhitzen der Mischung auf 71⁰C hergestellt Die Mischung wurde bei 189 bar homogenisiert und dann direkt in einen Wasserdampfinjektor geleitet, wo sie auf 132°C±3°C erhitzt wurde. Die heiße Flüssigkeit lief vom Wasserdampfinjektor zu einem Sammelabschnitt für eine Verweilzeit von 11 Sekunden, dann wurde sie in einer Vakuumkammer auf etwa 49° C blitzabgekühlt Die Emulsion wurde in einem Wärmeaustauscher mit Wassermantel weiter abgekühlt und bei 2° C ±0,5° C gelagert Die nicht-stärkehaltigen Emulsionen wurden in derselben Weise hergestellt

Flüssigk.
(Maisöl)
Naßgew.-% keine

Art der Stärke

wachsart. normal

% ölreiche Phase bei 0,5 h

2,35 100 100 100 100

4,70 99 90 100 97

9,40 5 65 18 95

% ölreiche Phase bei 2 h

2,35 100 100 100 99

4,70 98 90 98 94

9,40 2 20 20 90

% ölreiche Phase bei 16 h

2,35 100 6 100 94

4,70 95 10 5 81

9,40 1 17 20 74

Die entsprechenden Emulsionen wurden bei 0,5 h, 2 h, 16 h und 40 h auf Emulsionseigenschaften getestet, wobei die Ergebnisse in den folgenden Tabellen aufgeführt werden.

Die Emulsionen wurden auf die folgenden Eigenschaften getestet:

1) Stabilität gegen Trennung

Sie wurde gemessen, indem man zwei Unterproben jeder Emulsion in einem Meßbehälter aus klarem Glas herstellte und das prozentuale Volumen des sich abscheidenden Fettes, das Volumen der gebildeten wasserfreien Phase und die in Zeitabständen von 0,5 h, 2 h, 16 h und 40 h verbleibende Menge der ölreichen Phase feststellte.

2) Größenverteilung von Mizellen in der
anfänglichen Emulsion

Die Mizellgrößenverteilung wurde bestimmt, indem man 20 zufällig ausgewählte 10 μηι Felder untersuchte. Die Größe wurde in die prozentualen Anteile der Felder gruppiert, die Mizellen über 10,0 .um, von 5,0-10,0 μπι und unter 5,0 μΐη enthielten.

3) Wärmebeständigkeit

Proben wurden 2 Stunden auf 71°C erhitzt und dann auf Anzeichen einer Trennung der Emulsion visuell ausgewertet.

4) Scherbeständigkeit bzw. -Stabilität

Die Emulsionsstabilität gegen Scherkraft von hoher Energie wurde gemessen, indem man eine Probe von etwa 500 ecm 5 Minuten bei hoher Geschwindigkeit (3200 U/min) in einem Mischer behandelte. Darauf wurde die Probe 5 Minuten stehen gelassen, dann wurden die Emulsionsproben auf Anzeichen einer Trennung untersucht

5) Viskosität

Die Viskosität wurde an einem bei 60 U/min laufenden Brookfield-Viskometer, Modell LVF, bestimmt.

Die Ergebnisse dieser Tests sind in den folgenden Tabellen aufgeführt.

Tabelle 1

Stabilität gegen Trennung

Fiüssigk.
(Masöl)

Naßge\v.-%

Art der Starke

keine

wachsart. normal

amylosereich

% ölreiche Phase bei 40 h

2,35 95 6 0 94

4,70 22 13 3 81

9,40 1 16 8 74

In der obigen Tabelle 1 zeigt eine durch 100% der Emulsion dispergierte ölreiche Phase eine stabile Emulsion, während unstabile oder weniger stabile Emulsionen durch eine Abnahme der ölreichen Phase der Emulsion mit gleichzeitiger Erhöhung an freiem Öl und/oder wasserreicher Phase gekennzeichnet sind. Durch Erhöhung der Ölkonzentration auf 9,4% wurden die Emulsionssysteme über ihre erwarteten Stabilitätgrenzen hinaus belastet. Die Daten von Tabelle 1 zeigen, daß die Systeme mit amylosereicher Stärke in allen ölkonzentrationen innerhalb von 40 Stunden die größte Stabilität hatten und daß sich, wie zu erwarten war, die Stabilität aller Emulsionen mit erhöhtem Ölgehalt verringerte.

Tabelle 2
Mizellgrößenverteilung

Flüssigk.	Art der	Stärke	normal	amylose-
(Maisöl)				reich
Naßgew.-%	keine	wachsart.

	Mizellen unter 5	70	18	UJlI	70	80
2,35	90	62	8	0	10
4,70	92	22	30	0	15
40 9,40	42	% Mizellen über	10 μηι
	8	28	2
2,35	8	90	40
4,70	3	32	45
9,40

Gewöhnlich erhöhte sich die Emulsionsstabilität mit

dem Mizellenanteil unter 5 μηι. Für die mit Peptiden formulierten Emulsionen zeigen die Daten von Tabelle 2 jedoch keine leicht feststellbare Beziehung zwischen Mizellgrößenverteilung und Stabilität.

amylosereich

Tabelle 3
Wärmestabilität bei 71 C

Flüssigk.
(Maisöl)
Naßgew.-%

Art der Stärke

keine

wachsart. normal

amylosereich

2,35	Y	N	Y	N
4,70	N	N	Y	N
9,40	N	N	N	N
Y = mäßig stabil.
N = unstabil.

230 215/257

Keine der Emulsionen zeigte eine gute Wärmestabilität bei 71°C, obgleich die Emulsionen mit normaler Stärke oder ohne Stärke eine etwas bessere Wärmestabilität als Systeme mit wachsartiger oder amylosereicher Stärke zeigten.

Tabelle A

Aminosäure

Gew.-%

Tabelle 4
Scherstabilität

Flussigk.	Art der	Stärke	normal	amylose- 15
iMaisöl)				reich
Naßgew.-%	keine	wachsart.

N
N

N
N
N

N N

N N M

20

Y = mäßig stabil.
N = unstabil.

Lysin

Histidin

Arginin

Asparaginsäure

Threonin

Serin

Glutaminsäure

Prolin

Cystin

Glycin

Alanin

Valin

Methionin

Isoleucin

Leucin

Tyrosin

Phenylalanin

10,64 3,03 6,44

10,85 5,05 4,34

15,98 3,50 0,52 4,73 6,48 5,73 3,24 4,70 8,69 2,75 3,23

100,00

25

Keine der Emulsionen war unter Scherbedingungen hoher Energie besonders stabil.

Tabelle IA
Stabilität gegen Trennung

Tabelle 5

Viskosität der Emulsion; m Pa.s bei 23 C Flussigk.
(Maisöl)
Naßgew.-%

Art der Stärke

keine

wachsart. normal

Flussigk.	Art der Stärke	normal	amylose-
(Maisöl)			reich
Naßgew.-%	keine wachsart.

35

4,6

5,4
5,3

8,9
8,9
8,4

9,0 9,4 8,5

32,7 32,9 29,2

40

45

Die Viskosität der mit amylosereicher Stärke formulierten Peptidemulsionen war etwa das Zweifache derjenigen von mit wachsartäger oder normaler Stärke formulierten Emulsionen (s. Tabelle 5).

50

Vergleichsversuch 2

Der Trennungsstabilitätstest des Vergleichsversuchs 1 wurde wiederholt, wobei jedoch die in Tabelle A beschriebene freie Aminosäuremischung entsprechend dem Aminosäureprofil der in Beispiel 1 verwendeten Peptidmischung einstelle der Peptidmischung verwendet wurde. Die Ergebnisse der Tests sind in der folgenden Tabelle IA beschrieben. Wie aus diesen ersichtlich, sind die eirfindungsgemäßen Aminosäure-Fett-Emulsionen unter Verwendung amylosereicher Stärke denen mit wachsartiger oder normaler Stärke oder ohne Stärke überlegen, jedoch den in Beispiel 1 beschriebenen Peptidemulsionen unterlegen.

amylosereich

% ölreiche Phase bei 0,5 h

2,35 100 3 100

4,70 98 8 90

9,40 95 244 25

% ölreiche Phase bei 2 h

2,35 100 3 100

4,70 97 8 1

9,40 94 23 20

% ölreiche Phase bei 16 h

2,35 10 8 2

4,70 0 10 1

9,40 3 22 0

% ölreiche Phase bei 40 h

2,35 7 5 0

4,70 0 10 1

9,40 2 22 0

Viskosität der Emulsion;

m Pa.s bei 23 C

2,35 5,9 9,6 11,2 44,8

4,70 5,4 10,1 10,1 55,3

9,40 4,5 9,5 10,9 60,3

Vergleichsversuch 3

Der Trennungsstabilitätstest des Vergleichsversuchs 1 wurde wiederholt, wobei anstelle der Peptidmischung des Beispiels 1 ein funktionelles Fischprotein verwendet wurde (hergestellt durch Isopropanolextraktion von Urophysis chuss bei niedriger Temperatur). Wie aus den

Ergebnissen der folgenden Tabellen ersichtlich, sind die mit amylosereicher Stärke gebildeten Protein-Fett-Emulsionen in jedem Fall den entsprechenden Mischungen unter Verwendung von wachsartiger oder normaler Stärke oder ohne Stärke überlegen, und die Protein-Fett-Emulsionen mit amylosereicher Stärke sind denen mit Aminosäuren sowie mit Peptiden gleich oder überlegen. Da jedoch Aminosäuren und Peptide von Patienten mit zahlreichen Verdauungstörungen wesentlich leichter absorbiert werden als Proteine, werden Aminosäureemulsionen und insbesondere die Peptidemulsionen trotz der überlegenen Emulsionsstabilität der Proteinemulsionen bevorzugt.

15

Tabelle IB

Stabilität gegen Trennung

% ölreiche Phase bei 0,5 h

2,35 94 25 90 100

4,70 94 35 90 100

9,40 96 50 90 100

% ölreiche Phase bei 2 h

2,35 85 25 90 99

4,70 90 35 90 99

9,40 90 50 90 99

% ölreiche Phase bei 16 h

2,35 10 22 80 98

4,70 5 35 16 97

9,40 6 40 40 70

% ölreiche Phase bei 40 h

2,35 8 22 80 97

4,70 8 30 10 97

9,40 8 40 30 70

Viskosität der Emulsion;

m Pa.s bei 23 C

2,35 8,0 14,7 13,6 20,6

4,70 6,8 16,9 13,0 23,4

9,40 6,8 18,8 13,9 26,2

IO vollständige Trennung von Öl und Wasser in zwei Phasen. Die folgende Tabelle 6 zeigt die Ergebnisse dieser Tests. Die Emulsionen mit 55% amylosereicher Stärke hatten etwas höhere Viskositäten, während Mizellgrößenverteilung, Wärmebeständigkeit und Scherstabilität für beide Emulsionen mit 55% und 70°/u amylosereicher Stärke etwa gleich waren.

Tabelle 6

Stabilität der gesamten Emulsion

Flüssigk.
(Maisöl)
Naßgew.-%*)

Stärke '

0,5

1,0

Flüssigk.	Art der Stärke	normal	amylose-	²⁰ 0,65
(Maisöl)			reich	1,90
Naßgew.-%	keine wachsart.		5,70

25 55% Konzentration an amylosereicher Stärke, (Ge\v.-%)
100 100 100

50 100 100

40 60 100

70% Konzentration an amylosereicher Stärke, (Gew.-%)
100 100 100

60 80 80

20 50 70

0,65 1,90 5,70

30 *) = bezogen aur die gesamte Emulsion, d. h. Naßgewicht.

Wie aus der obigen Tabelle ersichtlich, liegt die optimale Stabilität für alle Werte amylosereicher Stärke

bei Ölkonzentrationen unter 1,9 Gew.-%. Systeme mit 1,0% Stärke können 1,9% öl, jedoch weniger als 5,7% Öl stabilisieren, und Systeme mit 2,0% Stärke können mehr als 5,7% öl stabilisieren. Weiterhin zeigten die mit 55% und 70°.'o amylosereicher Stärke hergestellten

•to Emulsionen keine Zeichen einer Mineralausfällung. Wenn sich der Lipidwert im Diätpräparat erhöht, verringert sich gewöhnlich die Stabilität der Emulsion. Bei Erhöhung des Fettgehaltes ergab die gleichzeitige Erhöhung des Stärkegehaltes eine verbesserte Stabilitat Auch die Viskosität nahm gewöhnlich mit erhöhtem Fettgehalt bei Emulsionen mit der gleichen Stärkekonzentration ab.

Vergleichsversuch 4

50

Der Gesamtemulsionsstabilitätstest des Beispiels 1 wurde mit 55% amylosereicher Stärke und 70% amyloserreicher Stärke und Variieren des Gehalts an öl und amylosereicher Stärke wiederholt. Der Feststoffgehalt blieb bei 23 Gew.-% durch Verwendung des in Versuch 1 hergestellten Peptidpräparates und Einstellung der Menge an Maissirupfeststoffen zur Kompensation des abgeänderten öl- und Stärkegehaltes konstant. Die Emulsionen wurden wie in Vergleichsversuch 1 getestet und auf der Basis dieser Tests einer Bewertung der Gesamtemulsionsstabilität unterzogen. Bei dieser Auswertung erhielt der öltrennungstest das meiste Gewicht als Zeichen der Emulsionsstabilität Eine Gesamtbewertung von 100 zeigt Emulsionen, die gegen eine Trennung äußerst beständig sind; eine Bewertung von 0 zeigt eine sehr unstabile Emulsion, d.h. die

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde hinsichtlich der amylosereichen Stärkeemulsionen wiederholt, wobei verschiedene handelsübliche Emulgatoren bzw. deren Mischungen verwendet wurden. Die Emulsionen wurden wie in Vergleichsversuch 2 getestet und ausgewertet, und die entsprechenden Emulgatoren erhielten eine Gesamtbewertung bezüglich ihrer Fähigkeit, stabile Emulsionen in Systemen mit amylosereicher Stärke zu ergeben. Die Bewertung erfolgte von 100 für sehr stabile Emulsionen bis 0 für unstabile Emulsionen (vollständige Trennung von öl und Wasser in zwei Phasen). Die Ergebnisse dieser Auswertung sind in der folgenden Tabelle 7 aufgeführt.

Wie ersichtlich, liefern Systeme mit amylosereicher Stärke stabile Emulsionen mit vielen verschiedenen Emulgatoren, insbesondere den mit 100 bewerteten Emulgatoren oder ihren Mischungen.

21

Tabelle 7

22

Verb. Emulgatorklasse Handelsname

HLB*

Slabilitätsbewertung

keine A Diacetylweinsaureester von Mono- u.

Diglyceriden

B Mono- u. Diglyceride

C Mono- u. Diglyceride

D Mono- u. Diglyceride

E Mono- und Diglyceride + Polysorbate

F Mono- u. Diglyceride + Polysorbat

G Polyoxyethylen-[20]-sorbitanmonooleat

H Polyoxyethylen-[20]-sorbitanmonostearat

I Sorbitanmonostearat

Mischungen; Gew.-% aus Verb.

Emcol AA-45	15
Atmos 300	2,8
Atmos 150 VS	3,2
Atmul 124	3,5
Tween-Mos 240 VS	4,3
Tween-Mos 100 K	5,2
Twecn 80	15,0
Tween 60	14,9
Span 60	4,7

87 68 48 28 6

13 32 52 72 94 40 100

100

6	70
8	100
10	90
12	100
14	100

HLB = hydrophiler lipophiler Ausgleich.

Claims

Patentansprüche:

1. Diätnahrungspräparate bzw. -mischungen zum Verbrauch in Mischung mit Wasser als wäßrige Emulsion mit verbesserter Stabilität und einem Feststoffgehalt von mindestens 10 Gew.-%, wobei die trockenen Präparate bzw. Mischungen folgende Bestandteile umfassen: