DE60111626T2

DE60111626T2 - Kaugummi mit eingekapseltem schleifaktivem füllstoff

Info

Publication number: DE60111626T2
Application number: DE60111626T
Authority: DE
Inventors: Roberto Colle; Claudio Fuganti
Original assignee: Perfetti Van Melle SpA
Current assignee: Perfetti Van Melle SpA
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2021-02-17
Also published as: JP2003530865A; PL351400A1; DE60111626D1; ITTO20000394A0; HUP0202859A3; CN1366451A; ES2240422T3; PT1276386E; BR0106275A; PL198920B1; IT1320188B1; ATE298202T1; EP1276386A1; WO2001080661A1; CA2377185A1; HUP0202859A2; HK1049095A1; JP4253454B2; CZ2002223A3; RU2265359C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kaugummi-Zusammensetzung mit einer abrasiven Substanz, die für die orale Hygiene und insbesondere zur Entfernung und zur Vorbeugung der Bildung von Zahnbelag nützlich ist.
Nach dem Stand der Technik sind Kaugummi-Zusammensetzungen bekannt, die abrasive Substanzen enthalten, welche bei der Verhinderung oder Reduktion von Zahnbelag in der Mundhöhle als nützlich beschrieben sind.
US 4 400 372 beschreibt eine Kaugummi-Zusammensetzung, die eine Gummibasis, zumindest eine Quelle einer nicht-toxischen Säure und Partikel von kalziniertem Kaolin mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 2 μm enthält und bei der im Wesentlichen alle Partikel einen Durchmesser von weniger als ca. 20 μm aufweisen. Wie beschrieben, hat die Kaugummi-Zusammensetzung beim Kauvorgang eine reinigende Wirkung auf den Zahnschmelz und verhindert die erneute Bildung von Plaque.
US 4 828 820 beschreibt eine Kaugummi-Zusammensetzung, die in der Lage ist, Zahnbelag zu entfernen und die 20 bis 40 Gew.-% eines abrasiven Calciumcarbonats mit einer bestimmten Körnchengröße enthält.
WO 97/02009 wiederum beschreibt eine Gummibasis-Zusammensetzung, die eine bestimmte Mischung aus einem Elastomer und abrasiver Kieselsäure enthält, wobei die abrasive Kieselsäure eine durchschnittliche Partikelgröße zwischen 1 und 8 μm aufweist.
Ein häufiges Problem, das alle Kaugummi-Zusammensetzungen betrifft, die abrasive Substanzen enthalten, ist das Erreichen einer wirkungsvollen Reinigung beim Kauen, wobei eine Beschädigung des Zahnschmelzes sowie ein unangenehmes, organoleptisches Empfinden von Erdigkeit auf natürliche Weise vermieden werden soll.
Aus diesem Grunde sind die wichtigsten Parameter, die bei der Formulierung von Gummibasis-Zusammensetzungen und Kaugummis berücksichtigt werden, im Wesentlichen die Art des abrasiven Mittels, seine Körnchengröße und die Menge zur Einarbeitung in den Kaugummi.
Zum Zwecke der Lösung der oben angeführten Probleme ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Kaugummi mit einer abrasiven Substanz, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die abrasive Substanz in die Mikropartikel eines quervernetzten Alginats eingebunden ist.
Dank dieser Eigenschaft werden die Mikrokörnchen der abrasiven Substanz, die im Alginat-Matrixmaterial eingefügt sind, insbesondere bei Kaubeginn des Kaugummis geschützt; auf diese Weise wird bei Beginn der Kauphase ein unangenehmes Empfinden von Erdigkeit am Gaumen verhindert; darüber hinaus, da die Mikropartikel relativ brüchig sind, werden sie direkt bei Kontakt mit den Zähnen während des Kauens aufgebrochen, wobei sie die abrasiven Substanzen an der Stelle, an der sie ihre abrasive Wirkung ausüben sollen, auf progressive Weise freisetzen.
Die Herstellung und Verwendung von Kapseln basierend auf Hydrokolloiden und insbesondere Alginat wurde in der Patentliteratur bereits beschrieben, zum Zwecke der Verkapselung von aktiven Wirkstoffen, wie beispielsweise Süßstoffe, Aromastoffe und Arzneimittel, um eine verlängerte und verzögerte Freisetzung solcher aktiver Wirkstoffe zu erreichen.
EP-A-0 202 819 beschreibt ein Freisetzungssystem für Kaugummis, die einen Wirkstoff enthalten, der in einer Matrix aus quervernetzten Hydrokolloiden basierend auf Alginaten oder Carraginaten von mehrwertigen Kationen unlöslich gemacht wurde.
Dieses Freisetzungssystem wird zum Verkapseln von Wirkstoffen, wie insbesondere ätherischen Ölen, Süßstoffen und Arzneimitteln, verwendet. Jedoch gibt es keinen Hinweis auf die Möglichkeit und noch weniger auf den Vorteil der Verkapselung einer abrasiven Substanz in einem Alginat, die nützlich bei der Verhinderung und Entfernung von Zahnbelag ist.
Wie erwähnt, weisen die Mikropartikel aus Alginat, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, eine Alginatmatrix auf, in der die Körnchen aus abrasiver Substanz dispergiert sind; es ist jedoch auch vorgesehen, dass im Rahmen der Definition der Mikropartikel die Körnchen aus abrasiver Substanz mit einem Film aus Alginat überzogen sind.
Die Mikropartikel weisen vorzugsweise eine Größe auf, die als entsprechender mittlerer Durchmesser ausgedrückt ist und zwischen 0,6 und 1,5 mm liegt; es ist jedoch wünschenswert, dass solche Mikropartikel eine relativ schmale Verteilungskurve der Körnchengröße, zum Beispiel mit einem entsprechenden mittleren Durchmesser zwischen 1.000 und 1.200 μm, aufweisen sollten.
Der relative Anteil der abrasiven Körnchensubstanz in Bezug auf das Alginat liegt vorzugsweise zwischen 80–99 Gew.-% der abrasiven Substanz und entsprechend zwischen 20–1 Gew.-% des Alginats.
Die Mikropartikel können jedoch kleinere Prozentanteile von Wirkstoffen, insbesondere Aromastoffen, Farbstoffe und aktive Wirkstoffe zur Pflege und Behandlung der Zähne, verkapseln, wobei der Gewichtsprozentanteil, der sich auf 100 Gewichtsteile des Alginats und der Mikropartikel bezieht, generell Werte zwischen 0,1% und 1 Gew.-% nicht übersteigt.
Die abrasiven, körnigen Substanzen, die in den Mikropartikeln enthalten sind, sind üblicherweise Füllstoffmaterialien, wie beispielsweise abrasive Kieselsäure, Talk, Kaolin Calciumcarbonat, können aber auch andere feste, abrasive Materialien enthalten, die organische Substanzen enthalten, welche eine förderliche mechanische Wirkung bei der Entfernung von Plaque haben, solange solche Substanzen von den derzeit gültigen Gesetzen bezüglich der Einarbeitung in Kaugummis zugelassen sind.
Üblicherweise weisen die Partikel einer abrasiven Substanz einen entsprechenden mittleren Durchmesser zwischen 2 und 100 μm auf, wobei Werte, die zwischen 4 und 60 μm liegen, bevorzugt sind, und Werte zwischen 6 und 10 μm noch mehr bevorzugt werden.
Ein bevorzugtes Material ist abrasive Kieselsäure des Typs, wie sie als abrasiver Füllstoff in Zahnpastaformulierungen verwendet wird.
Mischungen aus abrasiven Substanzen können auch verwendet werden, wie beispielsweise Partikel, die einen Kern aus Calciumcarbonat und eine Schafe aus Kieselsäure umfassen, wie in WO 97/39728 beschrieben ist, oder Mischungen aus Kieselsäure-Calciumcarbonat, Kieselsäure -Talk-Calciumcarbonat, Kieselsäure -Talk oder Calciumcarbonat-Talk.
Die Verfahren zur Herstellung von Alginat-Mikropartikel sind per se bekannt und nutzen die Eigenschaft der Alginate, die als einwertige Kationen wasserlöslich sind, wie beispielsweise Natrium und Kalium, und Reaktionen ionischer Substitution mit mehrwertigen Kationen bewirken, um ein Gel zu bilden, das, wenn die Substitution beendet ist, ein quervernetztes Präzipitat bildet, das in Wasser unlöslich ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden Calciumionen als mehrwertige Kationen verwendet, die einer wässrigen Lösung eines wasserlöslichen Alginats (insbesondere Natriumalginat) in Form von Salzen zugegeben werden.
So ist beispielsweise bei der Herstellung der Mikropartikel die Zugabe einer wässrigen Lösung aus Natriumalginat in eine wässrige Lösung aus Calciumchlorid vorgesehen, die, als Dispersion oder Suspension, ein inertes, abrasives Material enthält und möglicherweise einen oder mehrere aktive Wirkstoffe, die frei oder suspendiert oder dispergiert in der Alginatlösung sein können, enthält.
Ein Farbstoff, ausgewählt aus jenen, die nach dem Lebensmittelgesetz zulässig sind, kann in der wässrigen Lösung aus Calciumchlorid oder in der Lösung aus Natriumalginat zum Zwecke der Erreichung seiner Einarbeitung in die Mikropartikel enthalten sein, um farbige Mikropartikel zu erhalten. Die wässrige Lösung aus Alginat, welches das abrasive nicht-wasserlösliche Material enthält, wird insbesondere über eine Düse der wässrigen Lösung aus Calciumchlorid zugegeben, während die Zugaberate und die Rührbedingungen überwacht werden, mit dem Zweck, dass Mikropartikel mit der gewünschten Körnchengröße erhalten werden.
Die Mikropartikel aus Calciumalginat, die auf diese Weise gebildet werden, inkorporieren in ihrem Inneren das inerte Material und/oder die aktiven Wirkstoffe, die in den beiden Lösungen, die gemischt sind, vorhanden sind. Zwecks Unterstützung und Beschleunigung der Quervernetzung des Alginates kann die Zugabe einer Säure als ein Initiator zur Quervernetzung vorgesehen sein.
Die aktiven Wirkstoffe, die der Lösung aus Alginat zugegeben werden können, um in den Mikropartikeln verkapselt zu werden, umfassen insbesondere Fluorionen in Form eines Fluorsalz, das für die Nahrungsmittelverwendung zulässig ist, Salze aus Phosphor und Calcium, Salze oder Phosphor und Calcium, die in einer stabilen oder metastabilen Art an Phosphorproteine gebunden sind, wie beispielsweise jene, die in hydrolisiertem Kasein vorhanden sind, wie auch Aromasubstanzen, die vorzugsweise den Aromastoffen im wasserlöslichen Teil des Kaugummis entsprechen.
Darüber hinaus können Nahrungsintegratoren, Vitamine und intensive Süßstoffe als aktive Wirkstoffe enthalten sein.
Im Verfahren zur Herstellung der Mikropartikel werden letztere aus der Reaktionsmasse mittels Filtration wieder gewonnen und anschließend mit Wasser gewaschen und auf einen entsprechenden Feuchtigkeitsgehalt getrocknet; der bevorzugte Feuchtigkeitsgehalt liegt zwischen 0,1 und 5 Gew.-% in Bezug auf das Gewicht des Mikropartikels, da bei diesem Feuchtigkeitsgehalt, wie herausgefunden wurde, die Mikropartikel ausreichend zäh sind, um unversehrt den mechanischen Reinigungen, die bei der Herstellung des Kaugummis notwendig sind, zu widerstehen, jedoch gleichzeitig auch ausreichend zerbrechlich sind, so dass sie beim Kauen auf der Oberfläche des Zahnes aufbrechen, wobei sie bei der mechanischen Entfernung des Plaques und der Freisetzung der gewünschten, aktiven Wirkstoffe auf der Oberfläche der Zähne behilflich sind.
Die auf diese Weise erhaltenen Mikropartikel, die vorzugsweise den oben angeführten Feuchtigkeitsgehalt aufweisen, werden in eine Kaugummi-Zusammensetzung üblicherweise in Konzentrationen von 1 bis 10 Gew.-% oder vorzugsweise von 3 bis 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung eingearbeitet.
Die Herstellung des Kaugummis erfolgt mittels konventioneller Verfahren, die im Handel erhältliche Gummi-Basen verwenden.
Üblicherweise umfasst die verwendete Gummi-Basis:

– 5 bis 50 Gew.-% von natürlich auftretenden, synthetischen Elastomeren, insbesondere Polyisobutylen, Isobutylen-Isopren-Copolymer und Butadien-Styrol;
– 5 bis 60 Gew.-% eines Harzes, das als Elastomer-Weichmacher agiert, einschließlich, Polyterpenharze, Kolophoniumester und Polyvinylacetat mit niedrig- oder hochmolekularem Gewicht;
– 5 bis 40 Gew.-% von weich machenden Mitteln (Weichmachern), die aus mikrokristallinen Wachsen, hydrierten oder teilweise hydrierten pflanzlichen Ölen und ihren Mischungen ausgewählt sind;
– 1 bis 15 Gew.-% von Emulgatoren, wie Lecithin, Mono- und Di-Glyceridacetaten und Triacetaten; und
– 0 bis 60 Gew.-% von optionalen Füllstoffen, die aus Füllstoffen, die üblicherweise bei der Herstellung der Gummi-Basis verwendet werden, ausgewählt sind.

Der Kaugummi kann mittels konventioneller Verfahren durch Mischen der Gummi-Basis mit den Alginat-Mikropartikeln, Füllstoffen, Süßstoffen, Aromastoffen und weiteren hochintensiven oder geringintensiven Süßstoffen und möglichen Weichmachern hergestellt werden. Die Kaugummi-Zusammensetzungen weisen vorzugsweise einen Wassergehalt auf, der nicht größer als 5 Gew.-% ist.
Beispiel 1
Eine wässrige Lösung aus Natrium-Alginat mit 1 bis 10 Gew.-% Alginat wurde hergestellt, im gegenständlichen Fall mit 5 Gew.-% Natrium-Alginat. Dieser Lösung wurden Kieselsäure-Partikel (Syloid AL1 F. P.^®, Grace Company) mit einer Körnchengröße zwischen 6,0 und 7,6 μm zugegeben, wobei die Quantität ca. 40 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der wässrigen Lösung betrug. Die Suspension aus Alginat und Kieselsäure-Lösungen, die durch gleichmäßiges Rühren aufrechterhalten wurde, ist in Form von winzigen Tröpfchen über eine Düse in eine wässrige Lösung aus Calciumchlorid mit einem Gew.-% zugegeben und langsamen Rühren unterzogen worden. Bei Kontakt mit dem Calciumchlorid verwandelten sich die Tröpfchen aus Natriumalginat, welche die inerte Kieselsäure enthielten, in Tröpfchen aus Calciumalginat, welche die inerte Kieselsäure umschlossen. Nach ca. fünf Minuten wurde der Überstand von den präzipitierten Mikropartikeln dekantiert, und diese wurden durch ein Netzfilter mit einer Maschengröße von 1 Mesh gefiltert. Die Mikropartikel wurden auf einem Filter mit ein wenig Wasser gewaschen und in einem Ofen unter Vakuum bei 50°C auf einen Wassergehalt von ca. 3–5 Gew.-% getrocknet.
Beispiel 2
Dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 wurde angewandt, jedoch anstelle der Kieselsäure Calciumcarbonat bzw. Talk mit einer Körnchengröße, die im Wesentlichen der im vorhergehenden Beispiel verwendeten Kieselsäure entspricht, verwendet.
Beispiel 3
Verfahren wie in Beispiel 1, wobei der Kieselsäure eine Lebensmittelfarbe in Konzentrationen zwischen 0,1% und 10% bezogen auf das Gewicht der wässrigen Lösung des Alginats zugegeben wurde; nach demselben Verfahren wie in Beispiel 1 wurden gefärbte Mikropartikel erhalten.
Beispiel 4
Nach demselben Verfahren wie in Beispiel 1 wurde der Lösung aus Natriumalginat ein aktiver Wirkstoff, im gegenständlichen Beispiel Kaliumfluorid, in Mengen von 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der wässrigen Lösung des Alginats, zugegeben.
Die Mikropartikel, die gemäß den oben beschriebenen Beispielen erhalten wurden, sind zur Herstellung von Kaugummi, der 15–50 Gew.-% einer Gummi-Basis, ca. 20 bis ca. 60 Gew.-% von süßenden Füllstoffen, 0,5%–15% Weichmachern und 1–10 Gew.-% Alginat-Mikropartikel enthält, einschließlich weiterer Aromastoffe und Süßstoffe, vorzugsweise hochintensive, verwendet worden.

Claims

Kaugummi-Zusammensetzung mit einer abrasiven Füllstoffsubstanz, dadurch gekennzeichnet, dass die abrasive Füllstoffsubstanz aus der Gruppe bestehend aus abrasiver Kieselsäure, Calciumcarbonat, Talk, Kaolin und Mischungen davon ausgewählt ist und in Mikropartikel aus quervernetztem Alginat verkapselt ist.
Kaugummi-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikropartikel einen entsprechenden mittleren Durchmesser zwischen 0,6 und 1,5 mm aufweisen.
Kaugummi-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikropartikel einen entsprechenden mittleren Durchmesser zwischen 1 und 1,2 mm aufweisen.
Kaugummi-Zusammensetzung nach jedem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikropartikel in Mengen von 1 bis 10 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des Kaugummis vorhanden sind.
Kaugummi-Zusammensetzung nach jedem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die abrasive Füllstoffsubstanz in Partikeln vorliegt, welche Größen, die als entsprechender mittlerer Durchmesser ausgedrückt werden, aufweisen, die zwischen 2 und 100 μm liegen.
Kaugummi-Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die abrasive Füllstoffsubstanz eine Partikelgröße zwischen 6 und 10 μm aufweist.
Kaugummi-Zusammensetzung nach jedem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikropartikel 80–99 Gew.-% einer abrasiven Füllstoffsubstanz enthalten.
Kaugummi-Zusammensetzung nach jedem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikropartikel weiters Bestandteile, ausgewählt aus Aromastoffen, Süßstoffen, aktiven Wirkstoffen und Mischungen davon, enthalten.