DE60222106T2

DE60222106T2 - Mikrokapseln

Info

Publication number: DE60222106T2
Application number: DE60222106T
Authority: DE
Inventors: Anders Vagn Pedersen; Morten Mohr Hansen; Susanne Lund Madsen; Nina Musaeus Jensen; Carsten Lynggaard Hansen; Annette Kristensen Strarup; Karin Meyer Hansen
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2022-04-11
Also published as: NO20034547D0; CN1501776A; DE60222106D1; NO20034547L; WO2002082924A1; US20040170693A1; DK1377180T3; EP1377180B1; JP2004529760A; EP1377180A1; NO324980B1; ES2288558T3; CN1236692C; ATE371376T1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Mikrokapseln, die eine Wirksubstanz, eingebettet in eine neue Art von Matrixmaterial, umfassen, ein Verfahren zur Herstellung dieser Mikrokapseln und Produkte, die diese Mikrokapseln umfassen.
HINERGRUND DER ERFINDUNG
Natürlich vorkommende und modifizierte Polysaccharide und natürlich vorkommende Hydrokolloide, wie etwa Alginat, Carrageen, Gelatine, Pektine, Gummi arabicum und Akaziengummi, finden breite Anwendung als Matrixmaterialien für die Mikroverkapselung empfindlicher aktiver Substanzen, wie etwa von Vitaminen und Aroma- und Geschmackssubstanzen in Nahrungsmitteln, Nahrungsmittelergänzungen, pharmazeutischen und landwirtschaftlichen Produkten, um sie so vor Einflüssen durch Sauerstoff, Feuchtigkeit und Bestrahlung, als auch vor physikalischen Einflüssen, zu schützen und um dadurch einen chemischen und/oder physikalischen Abbau der aktiven Substanzen zu vermeiden und ihre Lagerbeständigkeit zu verbessern.
Die derzeit als Matrixmaterialien verwendeten Hydrokolloide sind in erster Linie tierischen Ursprungs, z.B. gelatineartige Materialien von Säugern und Fischen.
Allerdings sind mikroverkapselte Produkte, die auf der Verwendung von Matrixmaterialien eines tierischen Ursprungs basieren, zur Verwendung in einigen Produkten, wie etwa vegetarischen Nahrungsmitteln, koscheren Nahrungsmitteln und Halal-Nahrungsmitteln, inakzeptabel. Außerdem werden die gesetzlichen Bestimmungen, die die Verwendung von Nahrungsmittelprodukten von tierischem Ursprung regeln, in der Zukunft wahrscheinlich strenger.
Es ist versucht worden, Pektinsubstanzen als potenzielle Alternativen für Matrixmaterialien von tierischem Ursprung zu verwenden, doch ist festgestellt worden, dass Pektinsubstanzen, wie etwa Zitrus- oder Zuckerrübenpektin, lediglich einen begrenzten Schutz gegen Abbau der mikroverkapselten aktiven Substanzen bieten und somit keine mikroverkaspelten Produkte mit einer gewünschten Lagerbeständigkeit liefern.
Die europäische Patentanmeldung Nr. 1 066 761 beschreibt verkapselte Zusammensetzungen, die eine fettlösliche Substanz, eingekapselt in seine Kohlehydrat-Matrix, umfassen, die sich aus Maltose oder Maltosesirup oder einem Gemisch von niedermolekularen Kohlehydraten, wie etwa Maltodextrin, wahlweise in Kombination mit einem hochmolekularen Kohlehydrat, einem Emulgator und wahlweise einem Antioxidans, zusammensetzt.
US-Patent Nr. 5 998 176 beschreibt eine Methode zur Bewirkung der Gelierung oder Erhöhung der Viskosität eines wässrigen Mediums, das ein Pektinmaterial, wie Zuckerrübenpektin, enthält, indem das wässrige Medium mit einer Carboxylesterhydrolase und einer Oxidase und/oder einer Peroxidase in der Gegenwart eines Oxidationsmittels zur Verwendung mit der Oxidase und/oder Peroxidase behandelt wird. Es wird erwähnt, dass die resultierenden gelierten oder viskosen Produkte z.B. als Verdickungs- und/oder Stabilisationsmittel bei Nahrungsmittel-Anwendungen, als ein Material für die Wirkstoff-Verkapselung in medizinischen/pharmazeutischen Anwendungen und als ein verzögert freisetzendes Vehikel sowohl bei medizinisch/pharmazeutischen als auch bei agrikulturellen/hortikulturellen Anwendungen geeignet sind.
Die dänische Patentanmeldung 1991 01060 beschreibt unverzweigte Arabane, z.B. von Zuckerrübe, die durch Behandlung von Zuckerrüben-Araban mit α-L-Arabinofuranosidase erhalten werden, und deren Verwendung als Geliermittel, als Emulgatoren und als Verkapselungsmaterial. Die als ein enzymatisches Substrat in jenem Verfahren verwendeten Zuckerrüben-Arabane werden durch eine akalische Behandlung der Zuckerrübenpulpe erhalten, wobei die rohen Zuckerrüben-Arabane typi scherweise etwa 70–85 % Arabinose, 5–10 % Uronsäure, 8–15 % D-Galactose und ein paar % Rhamnose und andere Monosaccharide umfassen.
WO 00/70967 A1 beschreibt eine Zusammensetzung, die färbende Substanzkörper umfasst, die zumindest teilweise mit unmodifiziertem Pektin beschichtet sind, ausgewählt aus Rübenpektin, Chicoreepektin und Jerusalem-Artischocke, vorzugsweise bei einem hohen Acetylierungsgrad.
WO 00/17368 beschreibt eine Pektinacetylesterase der Orangenfrucht und ein Verfahren, bei dem die Esterase mit einem Substrat, wie etwa Pektin von einer Frucht oder einem Gemüse, in Kontakt gebracht wird. Verbesserte Gelierungs-Eigenschaften werden durch Deacetylierung von Zuckerrückenpektin mit der beschriebenen Acetylesterase erhalten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung von Mikrokapseln, die ein Matrixmaterial von nicht-tierischem Ursprung umfassen und zum wirksamen Schützen der in das Matrixmaterial eingebetteten Wirksubstanzen gegen chemische und physikalische Einflüsse fähig ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Mikrokapseln gemäß der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixmaterial durch Behandeln einer Pektinsubstanz mit ein oder mehreren Enzymen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Esterasen (E.C.3.1), Glucosidasen (E.C.3.2), Peptidasen (E.C.3.4), Proteasen (E.C.3.4) und Lyasen (E.C.4), erhaltbar ist.
Die mit den Mikrokapseln der Erfindung erzielbaren verbesserten Stabilitätseigenschaften, verglichen zu Mikrokapseln, die ein Matrixmaterial aus nicht-modifiziertem Pektin umfassen, werden aus den Zeichnungen erkennbar werden, wobei
1 die Ergebnisse eines Stabilitätstests zeigt, die bei Lagerung der Mikrokaspeln bei einer Temperatur von 25 °C und 60 % RF erhalten werden, und
2 die Ergebnisse eines Stabilitätstests zeigt, die bei Lagerung der Mikrokapseln bei einer Temperatur von 40 °C und 75 % erhalten werden.
1 und 2 zeigen Kurven, die die Wirksamkeit von Mikrokapseln, die Vitamin A-Palmitat, eingebettet in verschiedene Matrixmaterialien, enthalten, als einer Funktion der Zeit.
Es wird aus diesen Kurven erkennbar, dass die Mikrokapseln gemäß der Erfindung, d.h. die ein Matrixmaterial umfassen, das Protease-behandeltes Pektin, „shaved" β-Pektin, deacyliertes β-Pektin, Rhamnogalacturonase-behandeltes β-Pektin, Lyasebehandeltes β-Pektin, mit Carboxypeptidase A oder B behandeltes β-Pektin und mit Flavourzyme 500L^TM behandeltes β-Pektin, als auch Lyase-behandeltes Orangenpektin ist, signifikant bessere Beständigkeiten bei der Lagerung sowohl bei 25 °C, 60 % RF als auch 40 °C, 75 % RF für Zeiträume von bis zu mindestens 20 Tagen zeigen als Mikrokapseln, die nicht-modifiziertes Pektin als Matrixmaterial umfassen.
Der Begriff "Mikrokapseln", wie hierin verwendet, meint Partikel, die jeweils ein Matrixmaterial umfassen, das darin eingebettet eine Vielzahl von festen oder flüssigen Mikropartikeln aufweist.
Pektine bestehen aus hochmolekularen Polygalacturonsäuren, die durch (1⇒4)-α-glycosidische Verknüpfungen verbunden sind, bei denen einige der Carboxylsäuregruppen mit Methanol verestert sind, und die sich aus flexiblen Regionen zusammensetzen, in denen das polymere Rückgrat reich an Rhamnose ist und die Seitenketten, "hairy regions" (neutralzuckerreiche Zonen), einer komplexen Natur aufweisen.
Pektine umfassen auch "smooth regions" (homogene Polygalacturonsäure-Abschnitte), bei denen es sich um starre Regionen handelt, bei denen das Rückgrat im Wesentlichen aus Galacturonsäure oder Galacturonsäure-Resten mit sehr kleinen Seitenketten, zum Beispiel Methyl- oder Ethylgruppen, besteht.
US Patent Nr. 5 929 051 enthält eine ausführlichere Eröterung der allgemeinen Struktur von Pektin und Pektinsubstanzen, wie sie derzeit verstanden wird.
Wie im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung verwendet, umfasst der Begriff "Pektinsubstanz" Pektin, Pektinsäure und Salze und Ester von Pektinsäure (Pektate), wobei die Pektinsubstanz einen Glacturonsäuregehalt von etwa 40 % aufweist.
Der Galacturonsäuregehalt der Pektinsubstanz beträgt vorzugsweise mehr als 50 %, und bevorzugter mehr als 65 %.
Das Matrixmaterial der Mikrokapseln der Erfindung besteht vorzugsweise aus Pektin, das mit ein oder mehreren Enzymen behandelt worden ist, die zur Modifizierung der hairy regions, d.h. der Seitenketten des Rhamnogalacturonan-Rückgrats des Pektins, fähig sind.
Bevorzugte Beispiele solcher Enzyme sind Rhamnogalacturonase, Rhamnogalacturonanacetylesterase, β-Galactosidase, Arabinanase, Galactanase und α-Arabinofuranosidase.
Ein anderes bevorzugtes Matrixmaterial ist ein Pektin, das mit ein oder mehreren Enzymen behandelt worden ist, die zum Modifizieren des Rückgrats der „smooth regions" von Pektin fähig sind, um separate Elemente zu bilden, die „hairy regions" umfassen.
Beispiele solcher Enzyme sind Pektinlyase und Kombinationen von Polygalacturonase und Pektinmethylesterase.
Die meisten Pektine enthalten Proteine, z.B. in einer Menge von etwa 1–5 % w/w, und überraschenderweise ist festgestellt worden, dass die schützenden Eigenschaf ten solcher Protein-enthaltender Pektine wesentlich verbessert sind, wenn sie mit einer Protease, z.B. Papain, Pepsin und Trypsin, behandelt worden sind.
Das gemäß der Erfindung zu modifizierende Pektinmaterial stammt vorzugsweise von der Rübenwurzel (Beta vulgaris L. Chenopodiaceae), einschließlich Zuckerrübe, Gartenrübe (rote Beete), Mangold, Runkelrübe, Spinatbete, Silberrübe und Futterrübe, oder von Orange, Traube, Sojabohne, Leinsamen, Jerusalem-Artischocke, Sellerie und Kartoffeln. Zuckerrübenpektin stellt eine besonders nützliche Pektinsubstanz dar.
Das in der Definition der Enzyme, die zum Modifizieren der Pektinsubstanzen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, zugrunde gelegte Enzymklassifikationssystem ist beschrieben in Enzyme Nomenclature 1992, Academic Press, San Diego, Kalifornien, mit Ergänzungen.
Esterasen (E.C.3.1), die eine Unterklasse der Hydrolasen (E.C.3) darstellen, sind Enzyme, die die Hydrolyse der Estergruppen von Pektin katalysieren. Bevorzugte Esterasen zur Verwendung für die Modifikation von Pektinsubstanzen sind deacetylierte Enzyme, wie etwa Rhamnogalacturonan-Acetylesterase, Pektinacetylesterase und Pektinmethylesterase.
Glucosidasen (E.C.3.2), die ebenfalls eine Unterklasse der Hydrolasen (E.C.3) darstellen, sind Enzyme, die die Hydrolyse der glycosidischen Bindungen in Pektin katalysieren. Bevorzugte Glucosidasen sind Debranching Enzymes, wie etwa α-Arabinofuranosidase, Galactanase, Arabinanase und Endo- und Exo-Polygalacturonasen. Ein Gemisch aus α-Arabinofuranosidase, Galactanase, Rhamnogalacturonase und Arabinanase ist besonders nützlich.
Peptidasen und Proteasen (E.C.3.4), die ebenfalls eine Unterklasse der Hydrolasen (E.C.3) darstellen, katalysieren die Hydrolyse der Peptidbindungen. Bevorzugte Proteasen sind Papain, Pepsin und Trypsin (Endopeptidasen) und Carboxypeptidase A und B (Exopeptidasen), als auch Kombinationen von Endo- und Exopeptidasen, wie etwa Flavorzyme 500L^TM.
Beispiele geeigneter handelsüblicher Proteasen sind Papain 16000 von Valley Research und Collupulin^® von DSM Gist-Brocades Food Specialities.
Lyasen (E.C.4) sind Enzyme, die die Addition von Doppelbindungen katalysieren. Eine bevorzugte Lyase ist Pektinase PL-Lyase.
Der Begriff "deacetylierendes Enzym" meint ein Enzym, das zur Entfernung der Acetylgruppen, die kovalent an Galacturonsäure-Reste im Rückgrat der hairy regions von Pektin gebunden sind, in der Lage ist.
Die Begriffe "shaving enzyme" oder "debranching enzyme" meint Enzyme, die zur Verminderung der Länge der Seitenketten der hairy regions von Pektin in der Lage sind.
Der Begriff "Pektinesterase" meint ein Enzym, welches zur Entfernung der Ester-Reste von den Galacturonsäure-Resten im Rückgrat von Pektin in der Lage ist.
In der Praxis kann die enzymatische Modifikation der Pektinsubstanzen wie folgt vorgenommen werden:
Temperatur und pH-Wert des Pektinpräparats werden jeweils auf die Arbeitstemperatur und den pH-Wert des verwendeten Enzyms eingestellt. Das Enzym wird in ionenausgetauschtem Wasser gelöst/verdünnt und dann dem Pektinpräparat zugegeben. Die Reaktion wird unter kontinuierlichem Rühren durchgeführt, und der pH-Wert wird durch Titrierung kontrolliert, sofern erforderlich. Nach einer bestimmten Zeitdauer wird die Reaktion durch Senkung des pH-Werts beendet. Um das Enzym irreversibel zu inaktivieren, wird die Temperatur auf 80 °C für 10 min angehoben. Die Temperatur der Lösung wird gesenkt und das Pektin wird in 80 % 2-Propanol ausgefällt (1:3). Das ausgefällte Pektin wird auf einer Bandpresse ablaufen gelassen und in ein Trockenkabinett bei 70 °C für 24 Stunden eingebracht. Nach der Trocknung wird das Pektin gemahlen und gesiebt (DIN 24).
Das als Substrat für die Enzymbehandlung zu verwendende Pektinpräparat kann ein direkt aus dem Rohmaterial erhaltener Extrakt sein, z.B. Zuckerrübenschale, oder es kann eine Lösung eines raffinierten Pektinprodukts sein.
Ein Extrakt von Zuckerrübenpektin kann wie folgt hergestellt werden:

1) Mischen von trockener granulärer Rübenpulpe mit einer wässrigen Lösung einer starken Mineralsäure, vorzugsweise Salpetersäure
2) Extrahieren der Pulpe unter kräftigem Rütteln für etwa eine bis fünf Stunden bei 60–80 °C und einem pH im Bereich von 1,5 bis 2,5.
3) Auftrennen des resultierenden Gemischs in ein festes Abfallmaterial und eine Pektin-enthaltende Flüssigkeit.
4) Behandeln der Pektin-enthaltenden Flüssigkeit mit Enzym, wie oben beschrieben.

Eine Pektinlösung wird durch Zugeben von Pektinpulver zu heißem (70 °C) ionenausgetauschtem Wasser hergestellt. Die Zubereitung wird kontinuierlich gerührt, bis das Pektin vollständig gelöst ist.
Die in den Mikrokapseln der vorliegenden Erfindung enthaltenen aktiven Substanzen können jegliche Substanz sein, die während der Lagerung, Transport, Handhabung und Verwendung einen Schutz, z.B. vor Sauerstoff, Feuchtigkeit, Lichteinstrahlung und physikalischen Einflüssen, benötigt, um eine physikalische und chemische Zersetzung der Substanz zu vermeiden. Diese aktiven Substanzen sind weiterhin als entweder in chemischen oder biologischen Systemen aktiv definiert. Weiterhin kann eine schützende Matrix verwendet werden, um die aktive Substanz am Reagieren mit anderen, in einer Zusammensetzung vorhandenen Substanzen oder mit Substanzen, mit denen sie während der Verwendung in Kontakt kommen kann und die einen nachteilige Auswirkung auf die erwünschte Aktivität der aktiven Substanz haben könnte, zu hindern. Auch kann eine schützende Matrix verwendet werden, um Flüssigkeiten und andere Substanzen, die z.B. aufgrund ihrer Klebrigkeit schwer handhabbar sind, zu einer festen Form umzuwandeln, die zur Handhabung und Ver arbeitung während der Verwendung geeignet ist, wie z.B. eine Pulverform der Mikrokapseln.
Beispiele der aktiven Substanzen, die zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind fettlösliche Substanzen, wie etwa Vitamine, Fettsäuren, z.B. einfach und mehrfach ungesättigte Fettsäuren, die in der Form von Fischöl zugesetzt werden können, das u.a. die (n-3)-Fettsäuren Docosahexaensäure (DHA) und Eicosapentaensäure (EPA) enthält, und in der Form von Abendprimel-Öl und Castoröl, das u.a. die (n-6)-Fettsäure γ-Linolensäure, Carotenoide, z.B. β-Caroten, Lutein, Lycopen, β-Cryptoxanthin und Zeaxanthin, Öle und Fette; wasserlösliche Substanzen, wie etwa Vitamin C; Enzyme, z.B. Amylase; Pharmazeutika, wie etwa Griseofulvin, Ibuprofen, Benzodiazepine, Phenacetin, Hormone und Paracetamol; und andere Nahrungsmittelergänzungen, wie etwa Mineralien, enthält.
Weitere aktive Substanzen sind Aroma- und Geschmacks-Verbindungen.
Das Matrixmaterial der Mikrokapseln der Erfindung kann herkömmliche Additive enthalten, wie etwa Antioxidantien, z.B. t-Butylhydroxyloluen (BHT), t-Butylhydroxyanisol (BHA), Ascorbinsäure, Ascorbylpalmitat, Natriumascorbat, Tocoperhole, TBHQ, Ethoxychin, Propylgallat und Extrakte von Kräutern, d.h. Rosmarinextrakt; pulvrige Mittel, z.B. Stärken, modifizierte Stärken, tri-Calciumphosphat, Lactose, Mannitol, Ethylcellulose, koaguliertes Albumin, gehärtete Gelatine, Casein, Stearat-Ca, Stearat-Na, Metallseifen, hydriertes Rizinusöl, Polyoxid, Talk, Wachse und Silicate; Antiklumpmittel, z.B. tri-Calciumphosphat und Silicate, u.a. Siliziumdioxid und Natriumaluminiumsilicat; Weichmacher, z.B. Kohlehydrate und Kohlehydratalkohole, für die Beispiele Saccharose, Glucose, Fructose, Lactose, Invertzucker, Sorbitol, Mannitol, Maltodextrin, Glycerin und Gemische davon sind, vorzugsweise Saccharose, Lactose, Maltodextrin und Gemische davon.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, die eine Wirksubstanz, eingebettet in ein Matrixmaterial, enthalten, umfassend die Schritte des Bereitstellens eines wässrigen Mediums von einer Pektinsubstanz, modifiziert durch Behandeln mit ein oder mehreren Enzymen, ausgewählt aus der Gruppe, be stehend aus Esterasen (E.C.3.1.), Glucosidasen (E.C.3.2.), Peptidasen (E.C.3.4.), Proteasen (E.C.3.4.) und Lyasen (E.C.4.), Zugebens zu der Lösung wenigstens einer Wirksubstanz, Feinzerteilens und Trocknens des derart erhaltenen Gemischs, um eine Masse von Partikeln zu erhalten, die jeweils eine Vielzahl von flüssigen oder festen Mikropartikeln der Wirksubstanz, eingebettet in eine Matrix, umfassend die modifizierte Pektinsubstanz, enthalten.
Der letzte Schritt des obigen Verfahrens kann auch mit herkömmlichen Methoden durchgeführt werden, wie etwa der Sprühkühlung, Sprühtrocknung, modifizierten Sprühtrocknung oder Plattentrocknung und Zerstoßung, vergl. WO 91/06292.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem Produkte, umfassend die oben beschriebenen Mikrokapseln. Typische Beispiele solcher Produkte sind Nahrungsmittel, Nahrungsmittelergänzungen, Getränke, pharmazeutische und veterinärmedizinische Produkte, Futtermittel, Futtermittelergänzungen, persönliche Pflegeprodukte und Haushaltsprodukte.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele in weiterer Ausführlichkeit beschrieben werden.
BEISPIELE
In den Beispielen ist das Molekulargewicht (MG) gemäß des Prinzips der Capillary Tube Method (Kapillarrohrmethode) wie folgt gemessen:
Die Auslasszeit wird für eine Pektin/Hexamethaphosphat-Lösung gemessen und das Molekulargewicht wird daraufhin gemäß einer wohlbekannten Formel berechnet (siehe WO 00/58367 Pectin having reduced calcium sensitivity, Seite 12).
Die Auslasszeit wird an zwei Auslässen gemessen. Beträgt die Differenz zwischen den zwei Ablaufzeiten mehr als 0,4 Sekunden, so wird die Messung wiederholt, bis die Differenz weniger als der entsprechende Wert beträgt. Die für die molekulare Bestimmung angewendete Ablaufzeit stellt den Mittelwert aus den oben genannten identischen oder im Wesentlichen identischen Messergebnissen dar.
Herstellung der enzymatisch modifizierten Pektinsubstanzen
Beispiel 1
Bei diesem Beispiel stammte die Pektinsubstanz von Zuckerrüben (GENU Beta-Pektin, Lot 92455, hergestellt von CP Kelco ApS, Lille Skensved, Dänemark), und das Enzym war Papain (Collupulin^® Papain Charge R9741, hergestellt von DSM Gist-Brocades Food Specialities,. Delft, Niederlande).
1000 Liter ionenausgetauschtes Wasser wurden auf 70 °C erhitzt, 0,4 M an NaCl wurde gelöst und 20 kg Pektinsubstanz unter fortgesetztem Rühren zugesetzt. Nachdem das Pektin vollständig gelöst war, wurde die Temperatur auf 45 °C gesenkt; der pH wurde auf 5,50 durch Titrierung mit einer 2 % (w/v) NH₃-Lösung eingestellt. 240 Gramm Collupulin wurden in etwa 5 Liter ionenausgetauschtem Wasser bei Raumtemperatur gelöst und der Pektinlösung zugegeben. Während des Experiments wurde der pH konstant auf 5,50 durch Titrierung mit 2 % (w/v) NH₃ gehalten. Nach 20 Minuten wurden 6127 ml an 2 % (w/v) NH₃ zugegeben, und die Reaktion wurde durch Zugabe einer 10 % HNO₃-Lösung bis pH 2,50 gestoppt. Um das Enzym irreversibel zu inaktivieren, wurde die Temperatur auf 80 °C erhöht. Nach 10 Minuten bei 80 °C wurde die Lösung auf 50 °C abgekühlt, und das modifizierte Pektin wurde in 80 % 2-Propanol (1:3) ausgefällt. Das ausgefällte Pektin wurde auf einer Bandpresse ablaufen gelassen und in ein Trockenkabinett bei 70 °C für 24 Stunden eingebracht. Nach dem Trocknen wurde das Pektin gemahlen und gesiebt (DIN 4). Der Grad der Acetylierung (% D(Ac)), der Grad der Veresterung (% DE), der Galacturonsäuregehalt (% GA) und das Molekulargewicht (MG) des Enzym-behandelten Pektins wurden bestimmt, wobei die erhaltenen Ergebnisse aus Tabelle 1 zu ersehen sind. TABELLE 1
Beispiel 2
Bei diesem Beispiel stammte die Pektinsubstanz von Zuckerrüben (GENU^® Beta-Pektin, Lot 82899, hergestellt von CP Kelco ApS, Lille Skensved, Dänemark). Die verwendeten Enzyme waren α-Arabinofuranosidase (α-ARA) (Charge sp 580, PPJ 4494), Arabinanase (Charge sp 564, PPJ 4381) und Galactanase (Charge sp 518 PPJ 4368), alle hergestellt von Novo Nordisk, Bagsvaerd, Dänemark.
1000 Liter ionenausgetauschtes Wasser wurden auf 60 °C erhitzt und 10 kg Pektinsubstanz wurden unter fortgesetztem Rühren zugesetzt. Nachdem das Pektin voll-ständig gelöst war, wurde die Temperatur auf 45 °C gesenkt, und der pH wurde auf 4,50 durch Titrierung mit einer 2 % (w/v) NH₃-Lösung eingestellt. 5 Gramm Arabinanase, 35 Gramm α-Arabinofuranosidase und 35 Gramm Galactanase wurden in etwa 1 Liter ionenausgetauschtem Wasser bei Raumtemperatur gelöst und der Pektinlösung zugegeben. Nach 4 Stunden wurde die Reaktion durch Zugabe einer 10 % HNO₃-Lösung bis pH 3,00 gestoppt. Um das Enzym irreversibel zu inaktivieren, wurde die Temperatur auf 80 °C erhöht. Nach 10 Minuten bei 80 °C wurde die Lösung auf 20 °C abgekühlt, und das modifizierte Pektin wurde in 80 % 2-Propanol (1:3) ausgefällt. Das ausgefällte Pektin wurde auf einer Bandpresse ablaufen gelassen und in ein Trockenkabinett bei 70 °C für 24 Stunden eingebracht. Nach dem Trocknen wurde das Pektin gemahlen und gesiebt (DIN 4). Der Grad der Acetylierung (% D(Ac)), der Grad der Veresterung (% DE), der Galacturonsäuregehalt (% GA) und das Molekulargewicht (MG) und Neutralzuckergehalt des Enzym-behandelten Pek tins wurden bestimmt, wobei die erhaltenen Ergebnisse aus Tabelle 2 zu ersehen sind. TABELLE 2
Beispiel 3
Bei diesem Beispiel stammte die Pektinsubstanz von Zuckerrüben (GENU^® Beta-Pektin, Lot 92455, hergestellt von CP Kelco ApS, Lille Skensved, Dänemark), und das Enzym war Rhamnogalacturonan-Acetylesterase (Charge PPJ 4456, hergestellt von Novo Nordisk, Bagsvaerd, Dänemark).
50 Liter ionenausgetauschtes Wasser wurden auf 70 °C erhitzt, und 1 kg Pektinsubstanz wurde unter fortgesetztem Rühren zugesetzt. Die Temperatur wurde auf 50 °C gesenkt, und der pH wurde auf 4,50 durch Titrierung mit einer 2 % (w/v) NH₃-Lösung eingestellt. 10 Gramm Rhamnogalacturonan-Acetylesterase wurden der Pektinlösung zugegeben. Nach 24 Stunden bei 50 °C unter fortgesetztem Rühren wurde die Reaktion durch Zugabe einer 10 % (w/v) HNO₃-Lösung bis pH 2,50 gestoppt. Um das Enzym irreversibel zu inaktivieren, wurde die Temperatur auf 80 °C erhöht. Nach 10 Minuten bei 80 °C wurde die Lösung auf 50 °C abgekühlt, und das modifizierte Pektin wurde in 80 % 2-Propanol (1:3) ausgefällt. Das ausgefällte Pektin wurde auf einer Bandpresse ablaufen gelassen und in ein Trockenkabinett bei 70 °C für 24 Stunden eingebracht. Nach dem Trocknen wurde das Pektin gemahlen und gesiebt (DIN 4). Der Grad der Acetylierung (% D(Ac)), der Grad der Veresterung (% DE), der Galacturonsäuregehalt (% GA) und das Molekulargewicht (MG) wurden bestimmt, wobei die erhaltenen Ergebnisse aus Tabelle 3 zu ersehen sind. TABELLE 3
Beispiel 4
Bei diesem Beispiel stammte die Pektinsubstanz von Zuckerrüben (GENU^® Beta-Pektin, Lot 82899, hergestellt von CP Kelco ApS, Lille Skensved, Dänemark), und das Enzym war Rhamnogalacturonase (Charge PPJ 4478, hergestellt von Novo Nordisk, Bagsvaerd, Dänemark).
50 Liter ionenausgetauschtes Wasser wurden auf 70 °C erhitzt, und 1 kg Pektinsubstanz wurde unter fortgesetztem Rühren zugesetzt. Die Temperatur wurde auf 50 °C gesenkt, und der pH wurde auf 4,50 durch Titrierung mit einer 2 % (w/v) NH₃-Lösung eingestellt. 3,125 Gramm Rhamnogalacturonase wurden in etwa 50 ml an ionenausgetauschtem Wassert gelöst und der Pektinlösung zugegeben. Nach 4 Stunden bei 50 °C wurde die Reaktion durch Zugabe einer 10 % (w/v) HNO₃-Lösung bis pH 2,50 gestoppt. Um das Enzym irreversibel zu inaktivieren, wurde die Temperatur auf 80 °C erhöht. Nach 10 Minuten bei 80 °C wurde die Lösung auf 50 °C abgekühlt, und das modifizierte Pektin wurde in 80 % 2-Propanol (1:3) ausgefällt. Das ausgefällte Pektin wurde auf einer Bandpresse ablaufen gelassen und in ein Trockenkabinett bei 70 °C für 24 Stunden eingebracht. Nach dem Trocknen wurde das Pektin gemahlen, und abschließend wurde das Pektin gesiebt (DIN 4). Der Grad der Acetylierung (% D(Ac)), der Grad der Veresterung (% DE), der Galacturonsäuregehalt (% GA) und das Molekulargewicht (MG) wurden bestimmt, wobei die erhaltenen Ergebnisse aus Tabelle 4 zu ersehen sind. TABELLE 4
Beispiel 5
Bei diesem Beispiel stammte die Pektinsubstanz von Zuckerrüben (Charge Nr. 30003, Typ SF H-25, hergestellt von CP Kelco, Germany GmbH, Grossenbrode, Deutschland), und das Enzym war Enzeco Pectinase PL-Lyase von Enzyme Development Corporation, Charge Nr. S-11677, Aktivität 26 U/ml.
55 Liter ionenausgetauschtes Wasser wurden auf 70 °C erhitzt, und 2,75 kg Pektinsubstanz wurden unter fortgesetztem Rühren zugesetzt. Nachdem das Pektin voll-ständig gelöst war, wurde die Temperatur auf 45 °C gesenkt; der pH wurde auf 4,50 durch Titrierung mit einer 10 % (w/v) Sodalösung eingestellt. 1,63 ml Enzeco Pectinase PL-Lyase wurden der Pektinlösung zugegeben. Während des Experiments wurde der pH konstant auf 5,50 durch Titrierung mit 5 % (w/v) Soda gehalten. Nach 6 Stunden (Viskositätskonstante 9 cP) wurde die Reaktion durch Zugabe einer 10 % Sodalösung bis pH 2,50 gestoppt. Um das Enzym irreversibel zu inaktivieren, wurde die Temperatur auf 80 °C erhöht. Nach 10 Minuten bei 80 °C wurde die Lösung auf 50 °C abgekühlt und auf die Hälfte der Menge mittels der folgenden Verfahrensweise eingedampft: Die Lösung wurde in den Verdampfer übertragen. Wärme wurde unter Vakuum von 0,8 Bar angelegt, woraufhin die Lösung den Siedepunkt erreichen wird (um 60 °C). Die Lösung wurde auf 50 °C abgekühlt, und das modifizierte Pektin wurde in 80 % 2-Propanol (1:3) ausgefällt. Das ausgefällte Pektin wurde auf einer Band presse ablaufen gelassen und in ein Trockenkabinett bei 70 °C für 24 Stunden eingebracht. Nach dem Trocknen wurde das Pektin gemahlen und gesiebt (DIN 4). Der Grad der Acetylierung (% D(Ac)), der Grad der Veresterung (% DE) der Galacturonsäuregehalt (% GA) und das Molekulargewicht (MG) des Enzym-behandelten Pektins wurden bestimmt, wobei die erhaltenen Ergebnisse aus Tabelle 5 zu ersehen sind. TABELLE 5
Beispiel 6
Bei diesem Beispiel stammte die Pektinsubstanz von Zuckerrüben (GENU Beta-Pektin, Charge Nr. 30003, Typ SF H-25, hergestellt von CP Kelco, Germany GmbH, Grossenbrode, Deutschland), und das Enzym war Carboxyeptidase B von Sigma, Charge Nr. 108H7406, Aktivität 176 U/mg.
40 Liter ionenausgetauschtes Wasser wurden auf 70 °C erhitzt, und 1,6 kg Pektinsubstanz wurden unter fortgesetztem Rühren zugesetzt. Nachdem das Pektin voll-ständig gelöst war, wurde die Temperatur auf 45 °C gesenkt; der pH wurde auf 7,50 durch Titrierung mit einer 10 % (w/v) Sodalösung eingestellt. 21 mg Carboxypeptidase B wurden der Pektinlösung zugegeben. Während des Experiments wurde der pH konstant auf 7,5 durch Titrierung mit 5 % (w/v) Soda gehalten. Nach 24 Stunden wurde die Reaktion durch Zugabe einer 10 % (w/v) Sodalösung bis pH 2,50 gestoppt. Um das Enzym irreversibel zu inaktivieren, wurde die Temperatur auf 80 °C erhöht. Nach 10 Minuten bei 80 °C wurde die Lösung auf 50 °C abgekühlt, und das modifizierte Pektin wurde in 80 % 2-Propanol (1:3) ausgefällt. Das ausgefällte Pektin wurde auf einer Bandpresse ablaufen gelassen und in ein Trockenkabinett bei 70 °C für 24 Stunden eingebracht. Nach dem Trocknen wurde das Pektin gemahlen und gesiebt (DIN 4). Der Grad der Acetylierung (% D(Ac)), der Grad der Veresterung (% DE) der Galacturonsäuregehalt (% GA) und das Molekulargewicht (MG) des Enzymbehandelten Pektins wurden bestimmt, wobei die erhaltenen Ergebnisse aus Tabelle 6 zu ersehen sind. TABELLE 6
Beispiel 7
Bei diesem Beispiel stammte die Pektinsubstanz von Zuckerrüben (GENU Beta-Pektin, Charge Nr. 30003, Typ SF H-25, hergestellt von CP Kelco, Germany GmbH, Grossenbrode, Deutschland), und das Enzym war Carboxyeptidase A von Sigma, Charge Nr. 127H7445, Aktivität 50 U/mg.
40 Liter ionenausgetauschtes Wasser wurden auf 70 °C erhitzt, und 1,6 kg Pektinsubstanz wurden unter fortgesetztem Rühren zugesetzt. Nachdem das Pektin voll-ständig gelöst war, wurde die Temperatur auf 45 °C gesenkt; der pH wurde auf 7,50 durch Titrierung mit einer 10 % (w/v) Sodalösung eingestellt. 21 mg Carboxypeptidase A wurden der Pektinlösung zugegeben. Während des Experiments wurde der pH konstant auf 7,5 durch Titrierung mit 5 % (w/v) Soda gehalten. Nach 24 Stunden wurde die Reaktion durch Zugabe einer 10 % (w/v) Sodalösung bis pH 2,50 gestoppt. Um das Enzym irreversibel zu inaktivieren, wurde die Temperatur auf 80 °C erhöht. Nach 10 Minuten bei 80 °C wurde die Lösung auf 50 °C abgekühlt, und das modifizierte Pektin wurde in 80 % 2-Propanol (1:3) ausgefällt. Das ausgefällte Pektin wurde auf einer Bandpresse ablaufen gelassen und in ein Trockenkabinett bei 70 °C für 24 Stunden eingebracht. Nach dem Trocknen wurde das Pektin gemahlen und gesiebt (DIN 4). Der Grad der Acetylierung (% D(Ac)), der Grad der Veresterung (% DE) der Galacturonsäuregehalt (% GA) und das Molekulargewicht (MG) des Enzymbehandelten Pektins wurden bestimmt, wobei die erhaltenen Ergebnisse aus Tabelle 7 zu ersehen sind. TABELLE 7
Beispiel 8
Bei diesem Beispiel stammte die Pektinsubstanz von Zuckerrüben (GENU Beta-Pektin, Charge Nr. 30003, Typ SF H-25, hergestellt von CP Kelco, Germany GmbH, Grossenbrode, Deutschland), und das Enzym war Flavorzyme 500L^TM von Novozymes, Dänemark, Charge Nr. HPN01200 mit einer Aktivität von 500 LAPU/g.
50 Liter ionenausgetauschtes Wasser wurden auf 70 °C erhitzt, und 2 kg Pektinsubstanz wurden unter fortgesetztem Rühren zugesetzt. Nachdem das Pektin vollständig gelöst war, wurde die Temperatur auf 45 °C gesenkt; der pH wurde auf 5,50 durch Titrierung mit einer 10 % (w/v) Sodalösung eingestellt. 15 ml Flavorzyme 500L wurden der Pektinlösung zugegeben. Während des Experiments wurde der pH konstant auf 5,5 durch Titrierung mit 5 % (w/v) Soda gehalten. Nach 4 Stunden wurde die Reaktion durch Zugabe einer 10 % (w/v) Sodalösung bis pH 2,50 gestoppt. Um das Enzym irreversibel zu inaktivieren, wurde die Temperatur auf 80 °C erhöht. Nach 10 Minuten bei 80 °C wurde die Lösung auf 50 °C abgekühlt, und das modifizierte Pektin wurde in 80 % 2-Propanol (1:3) ausgefällt. Das ausgefällte Pektin wurde auf einer Bandpresse ablaufen gelassen und in ein Trockenkabinett bei 70 °C für 24 Stunden eingebracht. Nach dem Trocknen wurde das Pektin gemahlen und gesiebt (DIN 4). Der Grad der Acetylierung (% D(Ac)), der Grad der Veresterung (% DE) der Galacturonsäuregehalt (% GA) und das Molekulargewicht (MG, Kapillarrohrmethode) des Enzym-behandelten Pektins wurden bestimmt, wobei die erhaltenen Ergebnisse aus Tabelle 8 zu ersehen sind. TABELLE 8
Beispiel 9
Bei diesem Beispiel stammte die Pektinsubstanz von der Orange (Charge Nr. 1001-69-1, hergestellt von CP Kelco, Limeira, Brasilien), und das Enzym war Enzeco Pectinase PL-Lyase von Enzyme Development Corporation, Charge Nr. S-11677, Aktivität 26 U/ml.
55 Liter ionenausgetauschtes Wasser wurden auf 70 °C erhitzt, und 940 Gramm Pektinsubstanz wurden unter fortgesetztem Rühren zugesetzt. Nachdem das Pektin vollständig gelöst war, wurde die Temperatur auf 45 °C gesenkt; der pH wurde auf 4,50 durch Titrierung mit einer 10 % Sodalösung eingestellt. 0,55 ml Enzeco Pectinase PL-Lyase wurden der Pektinlösung zugegeben. Während des Experiments wurde der pH konstant auf 5,5 durch Titrierung mit 5 % (w/v) Soda gehalten. Nach 1,5 Stunden wurde die Reaktion durch Zugabe einer 10 % (w/v) Sodalösung bis pH 2,50 gestoppt. Um das Enzym irreversibel zu inaktivieren, wurde die Temperatur auf 80 °C erhöht. Nach 10 Minuten bei 80 °C wurde die Lösung auf 50 °C abgekühlt und auf die Hälfte der Menge mittels der folgenden Verfahrensweise eingedampft: Die Lösung wurde in den Verdampfer übertragen. Wärme wurde unter Vakuum von 0,8 Bar angelegt, woraufhin die Lösung den Siedepunkt erreichen wird (um 60 °C). Die Lösung wurde auf 50 °C abgekühlt, und das modifizierte Pektin wurde in 80 % 2-Propanol (1:3) ausgefällt. Das ausgefällte Pektin wurde auf einer Bandpresse ablaufen gelassen und in ein Trockenkabinett bei 70 °C für 24 Stunden eingebracht. Nach dem Trocknen wurde das Pektin gemahlen und gesiebt (DIN 4). Der Grad der Acetylierung (% D(Ac)), der Grad der Veresterung (% DE) der Galacturonsäuregehalt (% GA) und das Molekulargewicht (MG) des Enzym-behandelten Pektins wurden bestimmt, wobei die erhaltenen Ergebnisse aus Tabelle 9 zu ersehen sind. TABELLE 9
Herstellung der Mikrokapseln
Die Mikrokapseln wurden gemäß des folgenden Rezepts hergestellt:
100,00 Gramm Wasser
92,9 Gramm (modifiziertes) Pektin
797,0 Gramm Zucker
12,6 Gramm Natriumascorbat
400,0 Gramm Vitamin A-Palmitatöl
20,4 Gramm α-Tocopherol
Vergleichsbeispiel
92,9 Gramm Zuckerrüben-Pektin (GENU^® Beta-Pektin Typ BETA, Lot HF 72-097-0, von CP Kelco ApS, Lille Skensved, Dänemark) und 797,0 Gramm Saccharose wurden in 1,0 l Wasser bei 65 °C in einem Emulsionstank gelöst, und 12,6 Gramm Natriumascorbat wurden zugegeben. Ein Gemisch aus 400,0 Gramm Vitamin A-Palmitat 1,7 Millionen IU/g, und 20,4 Gramm DL-α-Tocopherol wurde auf 65 °C in einem Becher erhitzt. Das ölige Gemisch wurde der wässrigen Lösung von Pektin, Zucker und Natriumascorbat unter langsamem Rütteln zugegeben und dann bei 10.000 UpM mittels Ultra Turrax (Ultra Turrax T50) für 60 Minuten bei 65 °C kräftig gerührt. Die fertige Emulsion wurde mit 975 ml an 65 °C heißem Wasser auf eine Viskosität von 150 cP (gemessen mittels Brookfield Viscometer Typ HAT, Spindel HA1) verdünnt. Die mittlere Öltröpfchengröße wurde als 1,40 μm gemessen (Malvern Mastersizer long bed ver. 2.19, Fokuslänge 45 mm, Strahllänge 2,4 mm). Anschließend wurde die Emulsion in einem Sprühturm atomisiert, worin die Tröpfchen mit Stärke bedeckt waren, und getrocknet. Lediglich ein Teil der Emulsion wurde versprüht. Dies ergab nach dem Screening auf Maschenweite 30/120 etwa 1 kg an partikulärem Produkt mit einer Potenz von 105.000 IU/G. (Die Probe wurde mit 50 % KOH, 96 % Ethanol und einer 10 % Natriumascorbat-Lösung verseift und mit Heptan extrahiert. Die Menge an Vitamin A wurde mittels HPLC, Hichrom LiChrosorb CN 5, 5 μl, 250 mm × 4,0 mm gegen einen externen Standard gemessen).
Die Stabilität des Produkts wurde wie folgt untersucht: etwa 0,2 Gramm Produkt wurden abgewogen und in einen kleinen offenen Glasbehälter (15 × 10 mm) eingebracht und bei 25 °C/60 % RF und bei 40 °C/75 % RF für 3 Wochen gehalten. Die Proben wurden zu Beginn, nach 7, 14 und 21 Tagen auf die Potenz analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend angegeben:
Beispiel 10
92,9 Gramm Collupulin-modifiziertes Zuckerrüben-Pektin, das wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt war, und 797,0 Gramm Saccharose wurden in 1,0 l Wasser bei 65 °C in einem Emulsionstank gelöst, und 12,6 Gramm Natriumascorbat wurden zugegeben. Ein Gemisch aus 400,0 Gramm Vitamin A-Palmitat 1,7 Millionen IU/g, und 20,4 Gramm DL-α-Tocopherol wurde auf 65 °C in einem Becher erhitzt. Das ölige Gemisch wurde der wässrigen Lösung von Pektin, Zucker und Natriumascorbat unter langsamem Rütteln zugegeben und dann bei 10.000 UpM mittels Ultra Turrax (Ultra Turrax T50) für 60 Minuten bei 65 °C kräftig gerührt. Die fertige Emulsion wurde mit 1000 ml an 65 °C heißem Wasser auf eine Viskosität von 155 cP (gemessen mittels Brookfield Viscometer Typ HAT, Spindel HA1) verdünnt. Die mittlere Öltröpfchengröße wurde als 1,09 μm gemessen (Malvern Mastersizer long bed ver. 2.19, Fokuslänge 45 mm, Strahllänge 2,4 mm). Anschließend wurde die Emulsion in einem Sprühturm atomisiert, worin die Tröpfchen mit Stärke bedeckt waren, und getrocknet. Lediglich ein Teil der Emulsion wurde versprüht. Dies ergab nach dem Screening auf Maschenweite 30/120 etwa 1 kg an partikulärem Produkt mit einer Potenz von 278.000 IU/G. (Die Probe wurde mit 50 % KOH, 96 % Ethanol und einer 10 % Natriumascorbat-Lösung verseift und mit Heptan extrahiert. Die Menge an Vitamin A wurde mittels HPLC, Hichrom LiChrosorb CN 5, 5 μl, 250 mm × 4,0 mm gegen einen externen Standard gemessen).
Die Stabilität des Produkts wurde wie folgt untersucht: etwa 0,2 Gramm Produkt wurden abgewogen und in einen kleinen offenen Glasbehälter (15 × 10 mm) eingebracht und bei 25 °C/60 % RF und bei 40 °C/75 % RF für 3 Wochen gehalten. Die Proben wurden zu Beginn, nach 7, 14 und 21 Tagen auf die Potenz analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend angegeben:
Wie aus diesen Ergebnissen erkennbar wird, sind die Potenz und die Stabilität der Zusammensetzung der Erfindung denen der Zusammensetzung nach dem Stand der Technik aus dem Vergleichsbeispiel weit überlegen.
Beispiel 11
92,9 Gramm α-Ara-, Arabinanase- und Galactanase-modifiziertes Zuckerrüben-Pektin, das wie in Beispiel 2 beschrieben hergestellt war, und 797,0 Gramm Saccharose wurden in 1,0 l Wasser bei 65 °C in einem Emulsionstank gelöst, und 12,6 Gramm Natriumascorbat wurden zugegeben. Ein Gemisch aus 400,0 Gramm Vitamin A-Palmitat 1,7 Millionen IU/g, und 20,4 Gramm DL-α-Tocopherol wurde auf 65 °C in einem Becher erhitzt. Das ölige Gemisch wurde der wässrigen Lösung von Pektin, Zucker und Natriumascorbat unter langsamem Rütteln zugegeben und dann bei 10.000 UpM mittels Ultra Turrax (Ultra Turrax T50) für 60 Minuten bei 65 °C kräftig gerührt. Die fertige Emulsion wurde mit 1050 ml an 65 °C heißem Wasser auf eine Viskosität von 155 cP (gemessen mittels Brookfield Viscometer Typ HAT, Spindel HA1) verdünnt. Die mittlere Öltröpfchengröße wurde als 1,28 μm gemessen (Malvern Mastersizer long bed ver. 2.19, Fokuslänge 45 mm, Strahllänge 2,4 mm). Anschließend wurde die Emulsion in einem Sprühturm atomisiert, worin die Tröpfchen mit Stärke bedeckt waren, und getrocknet. Lediglich ein Teil der Emulsion wurde versprüht. Dies ergab nach dem Screening auf Maschenweite 30/120 etwa 1 kg an partikulärem Produkt mit einer Potenz von 224.000 IU/G. (Die Probe wurde mit 50 % KOH, 96 % Ethanol und einer 10 % Natriumascorbat-Lösung verseift und mit Hep tan extrahiert. Die Menge an Vitamin A wurde mittels HPLC, Hichrom LiChrosorb CN 5, 5 μl, 250 mm × 4,0 mm gegen einen externen Standard gemessen).
Die Stabilität des Produkts wurde wie folgt untersucht: etwa 0,2 Gramm Produkt wurden abgewogen und in einen kleinen offenen Glasbehälter (15 × 10 mm) eingebracht und bei 25 °C/60 % RF und bei 40 °C/75 % RF für 3 Wochen gehalten. Die Proben wurden zu Beginn, nach 7, 14 und 21 Tagen auf die Potenz analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend angegeben:
Wie aus diesen Ergebnissen erkennbar wird, sind die Potenz und die Stabilität der Zusammensetzung der Erfindung denen der Zusammensetzung nach dem Stand der Technik aus dem Vergleichsbeispiel weit überlegen.
Beispiel 12
92,9 Gramm Rhamnogalacturonan-Acetylesterase-modifiziertes Zuckerrüben-Pektin, das wie in Beispiel 3 beschrieben hergestellt war, und 797,0 Gramm Saccharose wurden in 1,0 l Wasser bei 65 °C in einem Emulsionstank gelöst, und 12,6 Gramm Natriumascorbat wurden zugegeben. Ein Gemisch aus 400,0 Gramm Vitamin A-Palmitat 1,7 Millionen IU/g, und 20,4 Gramm DL-α-Tocopherol wurde auf 65 °C in einem Becher erhitzt. Das ölige Gemisch wurde der wässrigen Lösung von Pektin, Zucker und Natriumascorbat unter langsamem Rütteln zugegeben und dann bei 10.000 UpM mittels Ultra Turrax (Ultra Turrax T50) für 60 Minuten bei 65 °C kräftig gerührt. Die fertige Emulsion wurde mit 800 ml an 65 °C heißem Wasser auf eine Viskosität von 150 cP (gemessen mittels Brookfield Viscometer Typ HAT, Spindel HA1) verdünnt. Die mittlere Öltröpfchengröße wurde als 1,59 μm gemessen (Malvern Mastersizer long bed ver. 2.19, Fokuslänge 45 mm, Strahllänge 2,4 mm). Anschlie ßend wurde die Emulsion in einem Sprühturm atomisiert, worin die Tröpfchen mit Stärke bedeckt waren, und getrocknet. Lediglich ein Teil der Emulsion wurde versprüht. Dies ergab nach dem Screening auf Maschenweite 30/120 etwa 1 kg an partikulärem Produkt mit einer Potenz von 252.000 IU/G. (Die Probe wurde mit 50 KOH, 96 % Ethanol und einer 10 % Natriumascorbat-Lösung verseift und mit Heptan extrahiert. Die Menge an Vitamin A wurde mittels HPLC, Hichrom LiChrosorb CN 5, 5 μl, 250 mm × 4,0 mm gegen einen externen Standard gemessen).
Die Stabilität des Produkts wurde wie folgt untersucht: etwa 0,2 Gramm Produkt wurden abgewogen und in einen kleinen offenen Glasbehälter (15 × 10 mm) eingebracht und bei 25 °C/60 % RF und bei 40 °C/75 % RF für 3 Wochen gehalten. Die Proben wurden zu Beginn, nach 7, 14 und 21 Tagen auf die Potenz analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend angegeben:
Wie aus diesen Ergebnissen erkennbar wird, sind die Potenz und die Stabilität der Zusammensetzung der Erfindung denen der Zusammensetzung nach dem Stand der Technik aus dem Vergleichsbeispiel weit überlegen.
Beispiel 13
92,9 Gramm Rhamnogalacturonase-modifiziertes Zuckerrüben-Pektin, das wie in Beispiel 4 beschrieben hergestellt war, und 797,0 Gramm Saccharose wurden in 1,0 l Wasser bei 65 °C in einem Emulsionstank gelöst, und 12,6 Gramm Natriumascorbat wurden zugegeben. Ein Gemisch aus 400,0 Gramm Vitamin A-Palmitat 1,7 Millionen IU/g, und 20,4 Gramm DL-α-Tocopherol wurde auf 65 °C in einem Becher erhitzt. Das ölige Gemisch wurde der wässrigen Lösung von Pektin, Zucker und Natriumascorbat unter langsamem Rütteln zugegeben und dann bei 10.000 UpM mit tels Ultra Turrax (Ultra Turrax T50) für 60 Minuten bei 65 °C kräftig gerührt. Die fertige Emulsion wurde mit 980 ml an 65 °C heißem Wasser auf eine Viskosität von 150 cP (gemessen mittels Brookfield Viscometer Typ HAT, Spindel HA1) verdünnt. Die mittlere Öltröpfchengröße wurde als 1,64 μm gemessen (Malvern Mastersizer long bed ver. 2.19, Fokuslänge 45 mm, Strahllänge 2,4 mm). Anschließend wurde die Emulsion in einem Sprühturm atomisiert, worin die Tröpfchen mit Stärke bedeckt waren, und getrocknet. Lediglich ein Teil der Emulsion wurde versprüht. Dies ergab nach dem Screening auf Maschenweite 30/120 etwa 1 kg an partikulärem Produkt mit einer Potenz von 218.000 IU/G. (Die Probe wurde mit 50 % KOH, 96 % Ethanol und einer 10 % Natriumascorbat-Lösung verseift und mit Heptan extrahiert. Die Menge an Vitamin A wurde mittels HPLC, Hichrom LiChrosorb CN 5, 5 μl, 250 mm × 4,0 mm gegen einen externen Standard gemessen).
Die Stabilität des Produkts wurde wie folgt untersucht: etwa 0,2 Gramm Produkt wurden abgewogen und in einen kleinen offenen Glasbehälter (15 × 10 mm) eingebracht und bei 25 °C/60 % RF und bei 40 °C/75 % RF für 3 Wochen gehalten. Die Proben wurden zu Beginn, nach 7, 14 und 21 Tagen auf die Potenz analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend angegeben:
Wie aus diesen Ergebnissen erkennbar wird, sind die Potenz und die Stabilität der Zusammensetzung der Erfindung denen der Zusammensetzung nach dem Stand der Technik aus dem Vergleichsbeispiel weit überlegen.
Beispiel 14
92,9 Gramm Pectinase PL-Lyase-modifiziertes Zuckerrüben-Pektin, das wie in Beispiel 5 beschrieben hergestellt war, und 797,0 Gramm Saccharose wurden in 1,0 l Wasser bei 65 °C in einem Emulsionstank gelöst, und 12,6 Gramm Natriumascorbat wurden zugegeben. Ein Gemisch aus 400,0 Gramm Vitamin A-Palmitat 1,7 Millionen IU/g, und 20,4 Gramm DL-α-Tocopherol wurde auf 65 °C in einem Becher erhitzt. Das ölige Gemisch wurde der wässrigen Lösung von Pektin, Zucker und Natriumascorbat unter langsamem Rütteln zugegeben und dann bei 10.000 UpM mittels Ultra Turrax (Ultra Turrax T50) für 60 Minuten bei 65 °C kräftig gerührt. Die fertige Emulsion zeigte eine Viskosität von 155 cP (gemessen mittels Brookfield Viscometer Typ HAT, Spindel HA1) verdünnt. Die mittlere Öltröpfchengröße wurde als 0,83 μm gemessen (Malvern Mastersizer long bed ver. 2.19, Fokuslänge 45 mm, Strahllänge 2,4 mm). Anschließend wurde die Emulsion in einem Sprühturm atomisiert, worin die Tröpfchen mit Stärke bedeckt waren, und getrocknet. Lediglich ein Teil der Emulsion wurde versprüht. Dies ergab nach dem Screening auf Maschenweite 30/120 etwa 1 kg an partikulärem Produkt mit einer Potenz von 349.000 IU/G. (Die Probe wurde mit 50 % KOH, 96 % Ethanol und einer 10 % Natriumascorbat-Lösung verseift und mit Heptan extrahiert. Die Menge an Vitamin A wurde mittels HPLC, Hichrom LiChrosorb CN 5, 5 μl, 250 mm × 4,0 mm gegen einen externen Standard gemessen).
Die Stabilität des Produkts wurde wie folgt untersucht: etwa 0,2 Gramm Produkt wurden abgewogen und in einen kleinen offenen Glasbehälter (15 × 10 mm) eingebracht und bei 25 °C/60 % RF und bei 40 °C/75 % RF für 3 Wochen gehalten. Die Proben wurden zu Beginn, nach 7, 14 und 21 Tagen auf die Potenz analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend angegeben:
Wie aus diesen Ergebnissen erkennbar wird, sind die Potenz und die Stabilität der Zusammensetzung der Erfindung denen der Zusammensetzung nach dem Stand der Technik aus dem Vergleichsbeispiel weit überlegen.
Beispiel 15
92,9 Gramm Carboxypeptidase B-modifiziertes Zuckerrüben-Pektin, das wie in Beispiel 6 beschrieben hergestellt war, und 797,0 Gramm Saccharose wurden in 1,0 l Wasser bei 65 °C in einem Emulsionstank gelöst, und 12,6 Gramm Natriumascorbat wurden zugegeben. Ein Gemisch aus 400,0 Gramm Vitamin A-Palmitat 1,7 Millionen IU/g, und 20,4 Gramm DL-α-Tocopherol wurde auf 65 °C in einem Becher erhitzt. Das ölige Gemisch wurde der wässrigen Lösung von Pektin, Zucker und Natriumascorbat unter langsamem Rütteln zugegeben und dann bei 10.000 UpM mittels Ultra Turrax (Ultra Turrax T50) für 60 Minuten bei 65 °C kräftig gerührt. Die fertige Emulsion wurde mit 1151 ml an 65 °C heißem Wasser auf eine Viskosität von 155 cP (gemessen mittels Brookfield Viscometer Typ HAT, Spindel HA1) verdünnt. Die mittlere Öltröpfchengröße wurde als 0,83 μm gemessen (Malvern Mastersizer long bed ver. 2.19, Fokuslänge 45 mm, Strahllänge 2,4 mm). Anschließend wurde die Emulsion in einem Sprühturm atomisiert, worin die Tröpfchen mit Stärke bedeckt waren, und getrocknet. Lediglich ein Teil der Emulsion wurde versprüht. Dies ergab nach dem Screening auf Maschenweite 30/120 etwa 1 kg an partikulärem Produkt mit einer Potenz von 222.000 IU/G. (Die Probe wurde mit 50 % KOH, 96 % Ethanol und einer 10 % Natriumascorbat-Lösung verseift und mit Heptan extrahiert. Die Menge an Vitamin A wurde mittels HPLC, Hichrom LiChrosorb CN 5, 5 μl, 250 mm × 4,0 mm gegen einen externen Standard gemessen).
Die Stabilität des Produkts wurde wie folgt untersucht: etwa 0,2 Gramm Produkt wurden abgewogen und in einen kleinen offenen Glasbehälter (15 × 10 mm) eingebracht und bei 25 °C/60 % RF und bei 40 °C/75 % RF für 3 Wochen gehalten. Die Proben wurden zu Beginn, nach 7, 14 und 21 Tagen auf die Potenz analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend angegeben:
Wie aus diesen Ergebnissen erkennbar wird, sind die Potenz und die Stabilität der Zusammensetzung der Erfindung denen der Zusammensetzung nach dem Stand der Technik aus dem Vergleichsbeispiel weit überlegen.
Beispiel 16
92,9 Gramm Carboxypeptidase A-modifiziertes Zuckerrüben-Pektin, das wie in Beispiel 7 beschrieben hergestellt war, und 797,0 Gramm Saccharose wurden in 1,0 l Wasser bei 65 °C in einem Emulsionstank gelöst, und 12,6 Gramm Natriumascorbat wurden zugegeben. Ein Gemisch aus 400,0 Gramm Vitamin A-Palmitat 1,7 Millionen IU/g, und 20,4 Gramm DL-α-Tocopherol wurde auf 65 °C in einem Becher erhitzt. Das ölige Gemisch wurde der wässrigen Lösung von Pektin, Zucker und Natriumascorbat unter langsamem Rütteln zugegeben und dann bei 10.000 UpM mittels Ultra Turrax (Ultra Turrax T50) für 60 Minuten bei 65 °C kräftig gerührt. Die fertige Emulsion zeigte eine Viskosität von 100 cP (gemessen mittels Brookfield Viscometer Typ HAT, Spindel HA1) verdünnt. Die mittlere Öltröpfchengröße wurde als 1,77 μm gemessen (Malvern Mastersizer long bed ver. 2.19, Fokuslänge 45 mm, Strahllänge 2,4 mm). Anschließend wurde die Emulsion in einem Sprühturm atomisiert, worin die Tröpfchen mit Stärke bedeckt waren, und getrocknet. Lediglich ein Teil der Emulsion wurde versprüht. Dies ergab nach dem Screening auf Maschenweite 30/120 etwa 1 kg an partikulärem Produkt mit einer Potenz von 331.000 IU/G. (Die Probe wurde mit 50 % KOH, 96 % Ethanol und einer 10 % Natriumascorbat-Lösung verseift und mit Heptan extrahiert. Die Menge an Vitamin A wurde mittels HPLC, Hichrom LiChrosorb CN 5, 5 μl, 250 mm × 4,0 mm gegen einen externen Standard gemessen).
Die Stabilität des Produkts wurde wie folgt untersucht: etwa 0,2 Gramm Produkt wurden abgewogen und in einen kleinen offenen Glasbehälter (15 × 10 mm) eingebracht und bei 25 °C/60 % RF und bei 40 °C/75 % RF für 3 Wochen gehalten. Die Proben wurden zu Beginn, nach 7, 14 und 21 Tagen auf die Potenz analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend angegeben:
Wie aus diesen Ergebnissen erkennbar wird, sind die Potenz und die Stabilität der Zusammensetzung der Erfindung denen der Zusammensetzung nach dem Stand der Technik aus dem Vergleichsbeispiel weit überlegen.
Beispiel 17
92,9 Gramm Flavorzyme-modifiziertes Zuckerrüben-Pektin, das wie in Beispiel 8 beschrieben hergestellt war, und 797,0 Gramm Saccharose wurden in 1,0 l Wasser bei 65 °C in einem Emulsionstank gelöst, und 12,6 Gramm Natriumascorbat wurden zugegeben. Ein Gemisch aus 400,0 Gramm Vitamin A-Palmitat 1,7 Millionen IU/g, und 20,4 Gramm DL-α-Tocopherol wurde auf 65 °C in einem Becher erhitzt. Das ölige Gemisch wurde der wässrigen Lösung von Pektin, Zucker und Natriumascorbat unter langsamem Rütteln zugegeben und dann bei 10.000 UpM mittels Ultra Turrax (Ultra Turrax T50) für 60 Minuten bei 65 °C kräftig gerührt. Die fertige Emulsion wurde mit 1093 ml an 65 °C heißem Wasser auf eine Viskosität von 155 cP (gemessen mittels Brookfield Viscometer Typ HAT, Spindel HA1) verdünnt. Die mittlere Öltröpfchengröße wurde als 1,50 μm gemessen (Malvern Mastersizer long bed ver. 2.19, Fokuslänge 45 mm, Strahllänge 2,4 mm). Anschließend wurde die Emulsion in einem Sprühturm atomisiert, worin die Tröpfchen mit Stärke bedeckt waren, und getrocknet. Lediglich ein Teil der Emulsion wurde versprüht. Dies ergab nach dem Screening auf Maschenweite 30/120 etwa 1 kg an partikulärem Produkt mit einer Potenz von 203.000 IU/G. (Die Probe wurde mit 50 % KOH, 96 % Ethanol und einer 10 % Natriumascorbat-Lösung verseift und mit Heptan extrahiert. Die Menge an Vitamin A wurde mittels HPLC, Hichrom LiChrosorb CN 5, 5 μl, 250 mm × 4,0 mm gegen einen externen Standard gemessen).
Die Stabilität des Produkts wurde wie folgt untersucht: etwa 0,2 Gramm Produkt wurden abgewogen und in einen kleinen offenen Glasbehälter (15 × 10 mm) eingebracht und bei 25 °C/60 % RF und bei 40 °C/75 % RF für 3 Wochen gehalten. Die Proben wurden zu Beginn, nach 7, 14 und 21 Tagen auf die Potenz analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend angegeben:
Wie aus diesen Ergebnissen erkennbar wird, sind die Potenz und die Stabilität der Zusammensetzung der Erfindung denen der Zusammensetzung nach dem Stand der Technik aus dem Vergleichsbeispiel weit überlegen.
Beispiel 18
92,9 Gramm Pectinase PL-Lyase-modifiziertes Orangen-Pektin, das wie in Beispiel 9 beschrieben hergestellt war, und 797,0 Gramm Saccharose wurden in 1,08 l Wasser bei 65 °C in einem Emulsionstank gelöst, und 12,6 Gramm Natriumascorbat wurden zugegeben. Ein Gemisch aus 400,0 Gramm Vitamin A-Palmitat 1,7 Millionen IU/g, und 20,4 Gramm DL-α-Tocopherol wurde auf 65 °C in einem Becher erhitzt. Das ölige Gemisch wurde der wässrigen Lösung von Pektin, Zucker und Natriumascorbat unter langsamem Rütteln zugegeben und dann bei 10.000 UpM mittels Ultra Turrax (Ultra Turrax T50) für 60 Minuten bei 65 °C kräftig gerührt. Die fertige Emulsion wurde mit 37 ml an 65 °C heißem Wasser auf eine Viskosität von 155 cP (gemessen mittels Brookfield Viscometer Typ HAT, Spindel HA1) verdünnt. Die mittlere Öltröpf chengröße wurde als 1,84 μm gemessen (Malvern Mastersizer long bed ver. 2.19, Fokuslänge 45 mm, Strahllänge 2,4 mm). Anschließend wurde die Emulsion in einem Sprühturm atomisiert, worin die Tröpfchen mit Stärke bedeckt waren, und getrocknet. Lediglich ein Teil der Emulsion wurde versprüht. Dies ergab nach dem Screening auf Maschenweite 30/120 etwa 1 kg an partikulärem Produkt mit einer Potenz von 313.000 IU/G. (Die Probe wurde mit 50 % KOH, 96 % Ethanol und einer 10 % Natriumascorbat-Lösung verseift und mit Heptan extrahiert. Die Menge an Vitamin A wurde mittels HPLC, Hichrom LiChrosorb CN 5, 5 μl, 250 mm × 4,0 mm gegen einen externen Standard gemessen).
Die Stabilität des Produkts wurde wie folgt untersucht: etwa 0,2 Gramm Produkt wurden abgewogen und in einen kleinen offenen Glasbehälter (15 × 10 mm) eingebracht und bei 25 °C/60 % RF und bei 40 °C/75 % RF für 3 Wochen gehalten. Die Proben wurden zu Beginn, nach 7, 14 und 21 Tagen auf die Potenz analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend angegeben:
Wie aus diesen Ergebnissen erkennbar wird, sind die Potenz und die Stabilität der Zusammensetzung der Erfindung denen der Zusammensetzung nach dem Stand der Technik aus dem Vergleichsbeispiel weit überlegen.

Claims

Mikrokapseln, umfassend eine Wirksubstanz, eingebettet in ein Matrixmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixmaterial durch Behandeln einer Pektinsubstanz mit ein oder mehreren Enzymen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Esterasen (E.C.3.1.), Glucosidasen (E.C.3.2.), Peptidasen (E.C.3.4.), Proteasen (E.C.3.4.) und Lyasen (E.C.4.), erhaltbar ist.
Mikrokapseln nach Anspruch 1, worin das Matrixmaterial durch Behandeln einer Pektinsubstanz mit ein oder mehreren Enzymen, die zum Modifizieren der neutralzuckerreichen Zonen (hairy regions) fähig sind, erhaltbar ist.
Mikrokapseln nach Anspruch 1 oder 2, worin das Matrixmaterial durch Behandeln einer Pektinsubstanz mit ein oder mehreren Enzymen erhaltbar ist, die zum Modifizieren des Rückgrats der homogenen Polygalacturonsäure-Abschnitte (smooth regions) fähig sind, um dabei separate Elemente, umfassend hairy regions, zu bilden.
Mikrokapseln nach Anspruch 1, worin das Matrixmaterial durch Behandeln einer Pektinsubstanz mit Papain, Pepsin oder Trypsin erhaltbar ist.
Mikrokapseln nach Anspruch 4, worin das Matrixmaterial durch Behandeln der Pektinsubstanz mit Papain, wie etwa Collupulin^©, erhaltbar ist.
Mikrokapseln nach Anspruch 1, worin das Matrixmaterial durch Behandeln der Pektinsubstanz mit einer Exopeptidase, wie etwa Carboxypeptidase, erhaltbar ist.
Mikrokapseln nach Anspruch 1–3, worin das Matrixmaterial durch Behandeln einer Pektinsubstanz mit einem deacetylierenden Enzym erhaltbar ist.
Mikrokapseln nach Anspruch 1–3, worin das Matrixmaterial durch Behandeln einer Pektinsubstanz mit einem entzweigenden Enzym erhaltbar ist.
Mikrokapseln nach Anspruch 1–3, worin das Matrixmaterial durch Behandeln einer Pektinsubstanz mit einem Gemisch aus α-Arabinofuranosidase, Galactanase und Arabinanase erhaltbar ist.
Mikrokapseln nach Anspruch 1–3, worin das Matrixmaterial durch Behandeln der Pektinsubstanz mit einer Lyase, wie etwa Pectinase PL-Lyase, erhaltbar ist.
Mikrokapseln nach einem der Ansprüche 1–10, worin die Pektinsubstanz von einem Gemüse stammt.
Mikrokapseln nach einem der Ansprüche 1–10, worin die Pektinsubstanz von Orange, Traube, Zuckerrübe, Sojabohne, Leinsamen, Jerusalem-Artischocke, Selerie, Kartoffeln und Rote Bete stammt.
Verfahren zum Herstellen von Mikrokapseln, die eine Wirksubstanz, eingebettet in ein Matrixmaterial, enthalten, umfassend die Schritte des Bereitstellens eines wässrigen Mediums von einer Pektinsubstanz, modifiziert durch Behandeln mit ein oder mehreren Enzymen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Esterasen (E.C.3.1.), Glucosidasen (E.C.3.2.), Peptidasen (E.C.3.4.), Proteasen (E.C.3.4.) und Lyasen (E.C.4.); Zugeben zu der Lösung wenigstens einer Wirksubstanz, Feinzerteilen und Trocknen des derart erhaltenen Gemischs, um eine Masse von Partikeln zu erhalten, die jeweils eine Vielzahl von flüssigen oder festen Mikropartikeln der Wirksubstanz, eingebettet in eine Matrix, umfassend die modifizierte Pektinsubstanz, enthalten.
Produkt, umfassend Mikrokapseln nach einem der Ansprüche 1–12.
Produkt nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Nahrungsmittel, eine Nahrungsmittelergänzung, ein Getränk, ein pharmazeutisches oder veterinärpharmazeutisches Produkt, ein Futtermittel oder eine Futtermittelergänzung, ein persönliches Pflegeprodukt oder ein Haushaltsprodukt ist.