DE60307366T3

DE60307366T3 - Lösliche hochverzweigte Glukose-Polymere und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE60307366T3
Application number: DE60307366.2T
Authority: DE
Inventors: Daniel Backer; Marie-Helène Saniez
Original assignee: Roquette Freres SA
Current assignee: Roquette Freres SA
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2016-03-03
Anticipated expiration: 2023-06-04
Also published as: DE60307366D1; CN1322013C; EP1369432A3; JP4476566B2; ES2269943T3; ES2269943T5; FR2840612B1; US20040014961A1; CA2430557A1; US6861519B2; EP1369432B2; JP2004161998A; FR2840612A1; CA2430557C; PT1369432E; EP1369432B1; US20050142167A1; DK1369432T3; US7211662B2; DE60307366T2

Description

Gegenstand der Erfindung sind lösliche hochverzweigte Glukose-Polymere mit einem Gehalt an reduzierenden Zuckern von weniger als 1%, welche einen bedeutend erhöhten Gehalt an glykosidischen Bindungen α-1,6 zwischen 12 und 30% bei einer sehr engen Molekulargewichtsverteilung zwischen 0,3·10⁵ und 2·10⁵ Dalton und eine sehr geringe Osmolalität zwischen 1 und 15 mOsm/kg aufweisen.
Die löslichen verzweigten Glukose-Polymere weisen des Weiteren eine schwache Viskosität auf und keine Rückbildung, selbst nach Lagerung bei Kälte für sehr lange Zeitspannen.
Die Erfindung betrifft gleichermaßen ein Verfahren zur Herstellung der löslichen hochverzweigten Glukose-Polymere.
Vorgesehen sind ebenfalls Zusammensetzungen, welche die löslichen verzweigten Polymere enthalten, welche in zahlreichen industriellen Anwendungen verwendet werden können, und insbesondere in der Nahrungsmittel- und Pharmaindustrie.
Die industriell erhältlichen herkömmlichen Glukose-Polymere werden insbesondere durch Hydrolyse natürlicher oder hybrider Stärke und ihrer Derivate hergestellt.
Standard-Stärkehydrolysate sind somit Produkte saurer oder enzymatischer Hydrolyse von Stärke aus Getreide oder Knollen. Sie sind faktisch eine Mischung aus Glukose und Glukose-Polymeren mit extrem veränderlichem Molekulargewicht.
Diese Stärke-Hydrolysatprodukte (Dextrine, Maltodextrine...) in der Industrie (mit einem bestimmten Polymerisationsgrad oder mittlerem Polymerisationsgrad (DP)) bestehen aus einer breiten Verteilung von Sacchariden, welche gleichzeitig lineare Strukturen (glykosidische Bindungen α-1,4) und verzweigte Strukturen (glykosidische Bindungen α-1,6) aufweisen.
Die Stärke-Hydrolysate, und insbesondere die Maltodextrine, werden als Carrier oder Füllstoff, Strukturfestiger, Atomisierungshilfen, Ersatzstoff für Fette, Filmbildner, Erstarrungs-Kontrollmittel, Anti-Kristallisierungsmittel oder aufgrund ihres Beitrags zur Ernährung verwendet.
Dem Durchschnittsfachmann ist des Weiteren bekannt, dass die saccharidische Zusammensetzung der Maltodextrine deren physikalische wie auch biologische Eigenschaften bestimmt.
Somit sind ihre Hygroskopizität, Vergärbarkeit in den Nahrungsprodukten, ihre Viskosität, ihr Süßungscharakter, ihre Stabilität, ihr Geliercharakter und ihre Osmolalität Kriterien, die herkömmlich für ihre unterschiedlichen Anwendungsbereiche bestimmt werden.
Die Grundkenntnisse über das physikalisch-chemische Verhalten der Saccharide führen also dazu, diese beispielsweise in Sportgetränke, Flüssiggetränke mit begrenzter Löslichkeit, parenterale oder enterale Flüssigkeiten oder Nahrungsmittel für Diabetiker einzubinden.
Aufgrund dieser Tatsache sind für die unterschiedlichen Anwendungen verschiedene physikalische und biologische Eigenschaften erforderlich.
Es ist zum Beispiel bekannt, dass die Absorptionsrate der Saccharide durch die Magenentleerungsrate und die Darmadsorptionsrate bestimmt wird, deren Kontrolle durch die Osmolalität der Saccharide sichergestellt wird.
Auf Darmebene werden die Maltodextrine durch die α-Pankreas-Amylase hydrolysiert, was zu einer Minderung ihrer Größe bis zu Grenzdextrinen führt, und eine bestimmte Anzahl an die Darmschleimhaut gebundener Enzyme (Maltase, Sucrease und α-Dextrinase) hydrolysieren weiter die linearen und verzweigten Saccharide zu Glukose.
Wenn auch die Glukose leicht durch die Darmsperre geht (passive Diffusion), gilt dies nicht für Saccharide mit geringem DP. So werden lineare Oligosaccharide schneller als verzweigte Oligosaccharide adsorbiert, obwohl Maltose und Maltotriose schneller als Glukose absorbiert werden.
Die Bakterien des Colons fermentieren alle Kohlenhydrate, die nicht von dem Dünndarm adsorbiert wurden. Übermäßige Fermentation durch diese Bakterien führt zu Darmstörungen, wie beispielsweise Krämpfen und Blähungen.
Es ist gleichermaßen bekannt, dass die Osmolalität die Absorptions-/Sekretionsrate von Wasser im Dünndarm beeinflusst. Je höher die Osmolalität einer Verbindung ist, umso mehr bewirkt sie einen Flüssigkeitseintritt in den Darm und führt zu schweren Schäden im Darm (osmotische Diarrhoe), begleitet von Flüssigkeits- und Elektrolytverlust.
Die Osmolalität einer Lösung ist gleich der Menge an gelösten Mol pro kg Wasser, was impliziert, dass bei gleicher Konzentration in Trockengewicht die Osmolalität eines herkömmlichen Maltodextrins mit dem Mindern seines DPs steigt.
Auf allgemeine Weise werden die Maltodextrine gut vom menschlichen Körper absorbiert, aber unter extremeren körperlichen Bedingungen, wie beispielsweise bei sportlicher Betätigung oder bei Krankheit, muss eine bessere Zufuhr von Kohlenhydraten sichergestellt werden.
Zum Beispiel muss bei Sportlern durch ein während einer körperlichen Aktivität, die sehr viel Leistung erfordert, konsumiertes Getränk augenblicklich die notwendige Energie und das notwendige Wasser zugeführt werden, um den Flüssigkeitsverlust durch Perspiration auszugleichen.
Aus dem oben Dargelegten geht hervor, dass eine an Kohlenhydraten ausgewogene Zusammensetzung notwendig ist, um ein derartiges Ergebnis zu erhalten.
Eine herkömmlich vorgeschlagene Lösung für das optimale Getränk ist es, kurze lineare Oligosaccharide mit einem DP von 3 bis 6 zu wählen, damit sie mit der höchsten Geschwindigkeit absorbiert werden, wobei die Osmolalität auf einem mittleren Niveau bleibt, wodurch somit Flüssigkeitsverlust und Nebenwirkungen wie Diarrhoe und Krämpfe vermieden werden.
Jedoch weisen diese Zusammensetzungen den Nachteil auf, dass sie Energiequellen bilden, die von dem Organismus zu schnell aufgenommen werden können, was sich durch Schwierigkeiten ausdrückt, über lange Zeitspannen eine konstante Energiezufuhr zu bewahren.
Also wurden mit der Patentanmeldung WO 95/22.562 neue Stärkederivate offenbart, die für die Energiezufuhr für die Vorbereitung von oder im Anschluss an körperliche Leistungen bestimmt sind.
Es handelt sich um Dextrine, gekennzeichnet durch ein Molekulargewicht zwischen 15·10³ und 10⁷ Dalton und einen Grad an glykosidischer Verzweigung 1,6 zwischen 2 und 8%, vorzugsweise zwischen 3 und 7%, welche eine Erneuerung der Energiereserven in Form von Glykogen sicherstellen.
In flüssiger Form gehen diese bestimmten Dextrine nach einer schnellen Magenentleerung in den Dünndarm. Dieser Weg wird des Weiteren durch die Osmolalität der Dextrine gesteuert.
Eine erhöhte Osmolalität bedeutet hier, dass sich die Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht mit Wasser verbinden, was den Transport von Wasser und Nährstoffen in die Zelle schwierig macht. Die Osmolalität des Blutes beträgt ungefähr 300 mOsm/l, und in dem Ziel, den Transport von Nährstoffen zu erleichtern, ist es wünschenswert, dass die Osmolalität der Substanz merklich unter diesem Wert liegt.
Von einem Dextrin gemäß WO 95/22.562 mit einem mittleren Molekulargewicht von ungefähr 720.000 und einem Verzweigungsgrad von ungefähr 4% wird beschrieben, dass es eine Osmolalität von 20 mOsm/kg Lösung aufweist.
Allerdings werden die Dextrine durch Säurebehandlung nativer Stärke, insbesondere von Kartoffelmehl, bei sehr hohen Temperaturen, das heißt 110 bis 140°C, und in einer Reaktionszeit von 1 bis 15 Stunden hergestellt, was zu einem Verzweigungsgrad 1,6 führt, der gleichzeitig glykosidischen Bindungen α-1,6 und β-1,6 entspricht.
Diese atypischen glykosidischen Bindungen werden von den enzymatischen Systemen des Darms nicht verdaut und können zu einer Ansammlung von nicht verdaulichen Resten führen, die bestimmte unerwünschte Bakterien aufnehmen.
In einem anderen Anwendungsbereich werden die Maltodextrine oft Getränken hinzugefügt, um deren Viskosität zu erhöhen. Jedoch können bei solchen, die Alkohol enthalten, durch Zugabe von Maltodextrinen mit hohem DP Probleme der Stabilität der Mischung erzeugt werden.
Eine andere Lösung, die darin besteht, Maltose oder Glukose hinzuzugeben, führt jedoch dazu, der Mischung einen zusätzlichen süßen Geschmack zu verleihen, was nicht immer gewünscht ist. Des Weiteren können die kleinen Oligosaccharide als Fermentationssubstrate für unerwünschte Mikroorganismen dienen.
Die für diesen Anwendungsbereich am besten angepassten Maltodextrine müssen somit die Parameter ”nicht süß”, Viskosität und Stabilität in Einklang und Gleichgewicht bringen.
Im Bereich parenteraler Lösungen werden nährstoffreiche Lösungen entwickelt, um einen Patienten bei guter Gesundheit zu halten und ihm Nährstoffe zu liefern, wenn er nicht über sein normales Verdauungssystem ernährt werden kann.
Da die Lösungen direkt auf venösem Weg zugeführt werden, müssen sie isotonisch sein und die Zufuhr an Glukose ist begrenzt.
Um eine tägliche Energiezufuhr von 10.000 kJ zu liefern, wird in einem Artikel der FOOD Science Technology aus dem Jahr 1999, S. 345–355, von MARCHAL et al. beschrieben, dass es notwendig wäre, 14 Liter isotonische Glukoselösung über den Tropf zuzuführen (5 Gew.-%/Glukosevolumen), was die menschlichen Kapazitäten weit überschreitet.
Die Zufuhr von Lösungen, welche konzentrierter an Glukose oder Fruktose sind (10–20 Gew.-%/Volumen), ist möglich, aber nicht für lange Zeitspannen.
Es ist möglich, lineare Saccharide mit einem DP zwischen 2 und 5 zu verabreichen, da diese Saccharide von Maltasen in der Niere hydrolysiert werden und da die freigesetzte Glukose dann aufgenommen wird. Auf diese Weise ermöglicht die Verwendung kurzer linearer Oligosaccharide, in einer isotonischen Lösung ausreichend Energie zuzuführen, ohne den Patienten mit Flüssigkeit überzuversorgen.
Des Weiteren wird, da die linearen Oligosaccharide mit einem DP kleiner 7 in Lösung über lange Zeitspannen stabil sind, herkömmlich gewählt, den DP zwischen 2 und 7 zu variieren, um zu ermöglichen, den Patienten über lange Zeitspannen stets die gesamte erforderliche Energie zuzuführen.
Aber diese Lösung ist nicht vollständig zufriedenstellend, und es ist nur die Nutzung linearer glykosidischer Strukturen vorgesehen.
Bezüglich enteraler Ernährung, betrifft sie Getränke, die oral eingenommen werden können oder per Sonde in den Magen oder den Dünndarm verabreicht werden.
Bei diesen enteralen Flüssigkeiten ist Diarrhoe aufgrund einer zu starken Osmolalität das Hauptproblem. Im Prinzip kann die für die Sportler gefundene Lösung gleichermaßen auch hier Anwendung finden.
Auf herkömmliche Weise werden somit Maltodextrine, die eine komplexe Mischung linearer und verzweigter Saccharide einschließen, mit einem DP von 10 bis 20 verwendet, was aber nicht vollständig zufriedenstellend ist.
Die Spezialisten für diese Anwendungsbereiche suchen die Lösung für die technischen Probleme in der Ausarbeitung von von Stärke abgeleiteten verzweigten Strukturen.
Das Amylopektin, Hauptbestandteil von Stärke, gruppiert sich um lineare Bindungen α-1,4 und Bindungen α-1,6, die sich verzweigen. Die Kenntnis über Mikrostrukturen hat aufgezeigt, dass die beiden Bindungsarten nicht auf einheitliche Weise verteilt sind, sondern dass sehr dichte Zonen von Bindungen α-1,6 neben Zonen liegen, die nur aus Bindungen α-1,4 gebildet sind.
In dem US-Patent 4.840.807 oder der japanischen Patentanmeldung JP 11/187.708 wurde vorgeschlagen, nur die dichten Zonen von Bindungen α-1,6 als Quelle für Kohlenhydrate mit langsamer Absorption zu extrahieren, in dem Sinn, dass die Bindungen α-1,6 schwieriger abzubauen sind als die Bindungen α-1,4.
Auf diese Weise wurden zwei Produktfamilien entwickelt. Die erste betrifft Grenzdextrine, die durch Abbau der Zonen zu Bindungen α-1,4 einzig durch eine α-Amylase hergestellt werden, und die Dextrine, die durch Abbau der Zonen zu Bindungen α-1,4 durch gleichzeitige Wirkung einer α-Amylase und einer β-Amylase hergestellt werden.
Die Widerstandsfähigkeit der Grenzdextrine gegenüber menschlichen Verdauungsenzymen ermöglicht es, sie zu verwenden, um die Verdauung zu regulieren, aber auch, um den Blutzucker (Anwendung für Nahrungsmittel für Diabetiker) zu steuern. Diese Wirkung erfolgt aufgrund einer Verzögerung der Adsorptionsgeschwindigkeit der Verdauung.
Jedoch haben die Verbindungen den Nachteil, ein sehr geringes Molekulargewicht (zwischen 10.000 und 55.000 Dalton) aufzuweisen, was die Nutzung in anderen Anwendungsbereichen einschränkt.
Das Patent EP 207.676 informiert darüber, dass für eine kontinuierliche und ambulante Nutzung bei der Peritonealdialyse Stärkehydrolysate bevorzugt werden, die klare und ungefärbte Lösungen zu 10% in Wasser mit einem Mw von 5·10³ bis 10⁶ Dalton und einem schwachen Polymolekularitätsindex oder Ip bilden.
Dies wird durch Zusammensetzungen umgesetzt, die hauptsächlich Glukosepolymere mit hohem Molekulargewicht zwischen 5·10³ und 5·10⁶ Dalton einschließen, die keine oder nur sehr wenig Glukose oder Oligosaccharide mit einem DP von kleiner oder gleich 3 einschließen und keine oder nur sehr wenige Glukosepolymere mit einem Mw größer als 10⁶ Dalton.
Bei dieser Anwendung ist tatsächlich leicht verständlich, dass die Monomere oder Polymere mit geringem Molekulargewicht schnell die Peritonealwand durchqueren und somit ohne nachhaltiges Interesse für das Erzeugen eines osmotischen Druckgradienten sind und dass die Polymere mit sehr hohem Molekulargewicht, die ohne Osmosekraft sind, zu vermeiden und sogar zu verbieten sind, da sie potentiell gefährlich sind, falls es geschieht, dass sie im Anschluss an ihren Abbau ausfallen.
Die Peritonealdialyse besteht darin, eine Dialyselösung in die Peritonealhöhle mittels eines Katheters einzubringen. Nach Ablauf einer bestimmten Zeit findet ein Austausch an gelösten Stoffen zwischen dem Dialysat und dem Blut statt. Die Verwendung eines geeigneten Osmosemittels ermöglicht die Drainage von überschüssigem Wasser von dem Blut zu dem Dialysat.
Das Standardverfahren bei der Peritonealdialyse zum Entfernen des Wasserüberschusses (Ultrafiltration) und der gelösten Stoffe von dem Organismus im Fall eines Nierenfehlers bestand darin, eine Dialyselösung zu verwenden, die auf das Plasma bezogen hypertonisch gemacht wurde, indem Glukose als Osmosemittel hinzugefügt wurde. Der Fluss durch eine ideale semipermeable Membran wird hauptsächlich durch die Gesamtzahl an Partikeln des gelösten Stoffes (Osmolalität) bestimmt, die in der Lösung vorhanden sind, unabhängig von ihrer Größe. Im Gegensatz dazu hängt bei einer biologischen Membran wie der Peritonealmembran der Fluss einzig von den gelösten Stoffen ab, die nicht oder nur wenig die Membran durchqueren, und ist somit nicht notwendigerweise mit der Gesamtosmolalität der Lösung verbunden. Des Weiteren ist die Fähigkeit der gelösten Stoffe, die Membran zu durchqueren, gekennzeichnet durch die Form der Moleküle und ihrer ionischen Ladung sowie durch ihre Größe.
Die Wahl eines idealen Osmosemittels ist heikel: das Letztgenannte muss einen Osmosegradienten ermöglichen, so dass das Wasser und die giftigen Substanzen im Blut gegen die Dialyselösung über das Bauchfell ersetzt werden. Es muss gleichermaßen nicht toxisch und biologisch inert sein, wobei es gleichzeitig von dem Organismus umsetzbar ist, wobei ein Teil desselben in dem Blut aufgenommen wird. Es darf die Peritonealmembran nicht zu schnell durchqueren, damit dauerhaft ein Ultrafiltrationsgradient bewahrt wird, ohne dass sich unerwünschte Substanzen in dem Blut ansammeln.
In ihrem Patent EP 667.356 hat die Anmelderin der vorliegenden Erfindung ein Herstellungsverfahren offenbart aus Waxy-Stärke, einem Stärkehydrolysat, das vollständig in Wasser löslich ist und einen schwachen Polymolekularitätsindex, kleiner als 2,8, mit einem Mw zwischen 5·10³ und 1·10⁶ Dalton aufweist.
Dieses Verfahren besteht darin, auf saurem Weg eine Stärkemilch zu hydrolysieren, die ausschließlich aus Amylopektin gebildet ist, dann die saure Hydrolyse durch eine enzymatische Hydrolyse mit bakterieller α-Amylase zu vervollständigen und auf makroporösen stark kationischen Harzen in Alkali- oder Erdalkaliform zu chromatographieren.
Es wird darauf hingewiesen, dass seinerzeit die Anmelderin empfohlen hat, nur Stärke, die annähernd ausschließlich aus Amylopektin zusammengesetzt ist und häufig Waxy-Stärke oder Wachsstärke genannt wird, als Hauptbestandteil in diesem Verfahren zu verwenden, Stärke oder Stärkemehl mit einem nicht vernachlässigbaren Anteil Amylose waren nicht geeignet.
Das Stärkehydrolysat, auch Icodextrin genannt, hat eine bedeutende Senkung der täglichen Absorption von Glukose ermöglicht, die vorher als Osmosemittel in Lösungen für die Dialyse verwendet wurde, was somit einen möglichen Vorteil für die Behandlung von Patienten mit Diabetes oder dickleibige Patienten bildet, für die der Kaloriengehalt ein kritischer Faktor ist. Dies konnte weiter verbessert werden, indem ein den Blutzucker weniger beeinflussendes Osmosemittel verwendet wurde, dessen Osmosekraft länger anhielt, was ermöglicht hat, das Verfahren der Dialysebehandlung wesentlich zu erleichtern. Der Wirkungsgrad des Dialysats wurde verbessert, die Wechselhäufigkeit der Dialysebeutel konnte gemindert werden, was eine gewisse Verbesserung der Lebensqualität des Patienten darstellt.
Folglich muss das für die Peritonealdialyse ideale Kohlenhydrat:

– in Wasser löslich sein
– einen osmotischen Druck ausüben
– eine niedrige Viskosität aufweisen
– sich nicht zurückbilden
– in der systemischen Zirkulation eine schwache Glukose-Entstehungskinetik bewirken
– langsam durch Amylase hydrolysiert werden, um einen dauerhaften osmotischen Druck auszuüben.

Bezogen auf den letzten Punkt wird das Schicksal der in Lösung in die Peritonealhöhle verabreichten Osmosemittel bei Niereninsuffizienzen durch ihre Stabilität in der Peritonealflüssigkeit, die Bedeutung der Absorption in der systemischen Zirkulation und die Hydrolysegeschwindigkeit durch Amylase bestimmt. Jedoch weisen die Osmosemittel im Stand der Technik den Nachteil auf, schnell hydrolysiert zu werden.
Gleichermaßen wurden als resistent bezeichnete Stärken als Regulatoren für den Blutzucker vorgeschlagen. Jedoch sind diese im Allgemeinen in den Zusammensetzungen nicht stabil, können nicht sterilisiert werden, was schließlich einen Verlust des Produkts verursacht, und sie können fermentiert sein und erbringen somit nicht den erwarteten kalorischen Anteil.
Aus dem Vorgenannten geht somit hervor, dass es ein nicht erfülltes Bedürfnis gibt, Glukose-Polymere vorzusehen, die bedeutende Eigenschaften aufweisen, insbesondere hinsichtlich Stabilität, Löslichkeit und gegebenenfalls Viskosität, und die selbst den Produkten, die diese enthalten, eine längere Lebensdauer und eine kontrollierte Verdaulichkeit verleihen, was die Verwendung in unterschiedlichen Bereichen ermöglicht, wie beispielsweise der Peritonealdialyse, der enteralen oder parenteralen Ernährung, als Inhibitor und/oder Regulator für den Blutzucker, als Energiezufuhr bei körperlichen Aktivitäten und als Verdauungsregulator.
Der Anmelderin ist es gelungen, all diese gewünschten Ziele, die bis jetzt schwer zu vereinen waren, durch zahlreiche Forschungen zu vereinen, indem sie neue lösliche hochverzweigte Glukose-Polymere ersonnen und entwickelt hat.
Die löslichen hochverzweigten Glukose-Polymere gemäß der Erfindung weisen einen Gehalt an reduzierenden Zuckern von weniger als 1% auf und sind somit durch die Tatsache gekennzeichnet, dass sie einen Gehalt an glykosidischen Bindungen α-1,6 zwischen 12 und 30%, ein Mw, bestimmt durch Lichtstreuung, zwischen 0,3·10⁵ und 2·10⁵ Dalton, und eine Osmolalität, bestimmt gemäß einem Test A, zwischen 1 und 15 mOsm/kg aufweisen.
Die löslichen verzweigten Glukose-Polymere gemäß der Erfindung weisen einen geringen Gehalt an reduzierenden Zuckern auf.
Die Bestimmung der reduzierenden Kraft der verzweigten Glukose-Polymere gemäß der Erfindung ergibt auf jede dem Durchschnittsfachmann bekannte Weise Werte von weniger als 1%.
Der Gehalt an glykosidischen Bindungen α-1,6 der löslichen verzweigten Glukose-Polymere gemäß der Erfindung wird durch Protonen-NMR-Analyse bestimmt. Der Gehalt an Verzweigungen wird also in Prozent ausgedrückt, entsprechend der Größe des Protonensignals, das durch das C1 einer Anhydroglukoseeinheit erzeugt wird, die eine andere Anhydroglukoseeinheit durch eine Bindung α-1,6 bindet, wenn man allen Protonensignalen von allen C1 des Glukoserests der löslichen Glukose-Polymere einen Wert von 100 gegeben hat.
Unter diesen Bedingungen wird bestimmt, dass die löslichen hochverzweigten Glukose-Polymere gemäß der Erfindung einen Gehalt an Bindungen α-1,6 aufweisen, der zwischen 12% und 30% liegt.
Dieser Gehalt an glykosidischen Bindungen α-1,6 bringt jedem hochverzweigten Glukose-Polymer gemäß der Erfindung hinsichtlich Verzweigungsgrad und/oder Länge der verzweigten Ketten bezogen auf die Stärke oder das Stärkederivat, aus dem es hervorgegangen ist, eine bestimmte Struktur bei.
Dieser besonders erhöhte Gehalt an glykosidischen Bindungen α-1,6 macht die hochverzweigten Glukose-Polymere gemäß der Erfindung schwer verdaulich, was dazu beiträgt, diese als Regulator für die Verdauung und als Inhibitor für Glykämie verwenden zu können, wie oben beschrieben.
Sie können somit Diabetikern oder anderen anfälligen Personen als Nahrungsmittel, Getränke oder Nahrungsergänzungsmittel, deren Funktion es ist, den Anstieg des Blutzuckers zu hemmen, verabreicht werden.
Die löslichen hochverzweigten Glukose-Polymere gemäß der Erfindung bilden sich des Weiteren in wässriger Lösung nicht zurück und weisen eine beachtliche Stabilität auf.
Durch diese Eigenschaft sind die verzweigten Glukose-Polymere gemäß der Erfindung auf ganz natürliche Weise für Zusammensetzungen im Bereich der Nahrungsmittelindustrie verwendbar, die dann eine bessere Lagerstabilität aufweisen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass möglich wird, ein Endprodukt zu erhalten, das zum Beispiel in gekühlten oder tiefgekühlten Produkten als lösliches Bindemittel verwendbar ist.
Die Bestimmung der Molekularmassen der löslichen verzweigten Glukose-Polymere gemäß der Erfindung wird durch Messen des mittleren Molekulargewichts (Mw) durchgeführt.
Dieser Wert wird durch Größenausschluss-Chromatographie auf Säulen PSS SUPREMA 100 und PSS SUPREMA 1000 erhalten, die in Reihe angebracht sind und mit einem Detektor für Lichtstreuung verbunden sind.
Die verzweigten Glukose-Polymere gemäß der Erfindung weisen somit einen Wert für das Mw zwischen 0,3·10⁵ und 2·10⁵ Dalton auf.
Die löslichen Glukose-Polymere gemäß der Erfindung weisen gleichermaßen eine bemerkenswert geringe Osmolalität auf.
Der Test A besteht darin, die Osmolalität einer Lösung mit 100 g trocken der hochverzweigten Glukose-Polymere gemäß der Erfindung, welche in 1 kg Wasser angeordnet sind, zu bestimmen.
Das Messen der Osmolalität dieser Lösung wird anschließend mit einem Osmometer MARK 3 von FISKE^® ASSOCIATES durchgeführt, indem die Anweisungen des Herstellers befolgt werden.
Die verzweigten Glukose-Polymere gemäß der Erfindung weisen also einen bemerkenswert niedrigen Osmolalitätswert zwischen 1 und 15 mOsm/kg auf.
Nach Kenntnis der Anmelderin gibt es keine Glukose-Polymere, die einen derartigen Osmolalitätswert aufweisen für Produkte, die des Weiteren einen Verzweigungsgrad und ein Molekulargewicht wie beschrieben aufweisen.
Tatsächlich ergeben Vergleichsmessungen, die an herkömmlichen Maltodextrinen durchgeführt werden, welche ein Dextrose-Äquivalent (DE) zwischen 5 und 20 aufweisen, Osmolalitätswerte zwischen 25 und 85 mOsm/kg.
Andere Messungen, die an Grenzdextrinen, die wie zuvor beschrieben durch Behandlung verflüssigter Stärke mit α-Amylase, unter dem Namen BLD 8 von SANMATSU vermarktet, durchgeführt wurden, wiesen für ein Molekulargewicht zwischen 0,4 und 0,5·10⁵ Dalton und einen Verzweigungsgrad α-1,6 zwischen 8 und 9% einen Osmolalitätswert von mehr als 35 mOsm/kg auf.
Dieser sehr niedrige Osmolalitätswert verleiht folglich den löslichen hochverzweigten Polymeren gemäß der Erfindung Eigenschaften, die es ermöglichen, in Zubereitungen verwendet zu werden, die für Sportler bestimmt sind, um die Energiequellen zu erneuern, die sie für körperliche Anstrengungen über lange Zeitspannen benötigen.
Aber gleichermaßen und insbesondere können die Zusammensetzungen vorteilhafterweise im Rahmen einer enteralen oder parenteralen Ernährung für Patienten verwendet werden, die sich nicht mehr normal ernähren können.
Des Weiteren sind, verbunden mit der Eigenschaft geringer Osmolalität, dem Nichtauftreten von Rückbildung, dem geringen Molekulargewicht und dem geringen Polydispersitätsindex, die hochverzweigten Glukose-Polymere gemäß der Erfindung perfekt als Osmosemittel für Peritonealdialyse-Anwendungen geeignet, wie nachstehend beispielhaft dargelegt wird. Die Anmelderin hat des Weiteren aufgezeigt, dass die Polymere gemäß der Erfindung eine Widerstandsfähigkeit gegen α-Amylase aufweisen, was wesentliche Vorteile bezogen auf Polymere gemäß dem Stand der Technik erbringt, bei gleichem Molekulargewicht, da sie weniger glykämisch sind und eine Osmosekraft aufweisen, die länger andauert, was somit ihre Verwendung bei Dialysebehandlungen mit langer Dauer ermöglicht.
Auf vorteilhafte Weise können die hochverzweigten Glukose-Polymere gemäß der Erfindung entsprechend ihrer Osmolalität in drei Unterfamilien eingeteilt werden.
Die erste Unterfamilie enthält hochverzweigte Polymere, welche für ein Mw, das durch Lichtstreuung bestimmt wurde, zwischen 0,5·10⁵ und 1,5·10⁵ Dalton eine Osmolalität, die gemäß Test A bestimmt wurde, von wenigstens gleich 1 und weniger als 2 mOsm/kg aufweist.
Die zweite Unterfamilie enthält hochverzweigte Polymere, welche für ein Mw, das durch Lichtstreuung bestimmt wurde, zwischen 0,5·10⁵ und 0,8·10⁵ Dalton eine Osmolalität, die gemäß Test A bestimmt wurde, von wenigstens gleich 2 und weniger als 5 mOsm/kg aufweist.
Die Anmelderin hat des Weiteren verzweigte Glukose-Polymere gefunden, die zu den beiden Unterfamilien gehören und einen beachtlich erhöhten Verzweigungsgrad α-1,6, das heißt zwischen 15 und 30%, aufweisen.
Die dritte Unterfamilie enthält hochverzweigte Polymere, welche ein Mw, das durch Lichtstreuung bestimmt wurde, zwischen 0,3·10⁵ und 0,7·10⁵ Dalton und eine Osmolalität, die gemäß Test A bestimmt wurde, von wenigstens gleich 5 und weniger als 15 mOsm/kg aufweisen.
Um die löslichen verzweigten Glukose-Polymere gemäß der Erfindung herzustellen, werden der Reihe nach die folgenden Schritte durchgeführt:

a. Herstellen einer wässrigen Suspension aus Stärke oder einer Lösung aus einem Stärkederivat einer Trockensubstanz von wenigstens gleich 1 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-%,
b. Behandeln der Suspension oder der Lösung mit einem Verzweigungsenzym bei einer Temperatur zwischen 25 und 80°C für eine Dauer von 1 bis 24 Stunden,
c. zu der Suspension oder zu der so erhaltenen Lösung wenigstens ein Enzym zum Agieren bringen, das aus der Gruppe gewählt ist, die aus β-Amylase, Amyloglukosidase und α-Transglukosidase gebildet ist,
d. Durchführen einer Fraktionierung mittels wenigstens einer Technik, die aus der Gruppe von Trennungen auf Membran oder Chromatographien gewählt ist, um die Fraktionen mit hohem Molekulargewicht zu erhalten,
e. Gewinnen der so erhaltenen verzweigten Glukose-Polymere.

Die Stärke wird in Suspension, oder die Stärkederivate in wässrige Lösung, mit einer Trockensubstanz von wenigstens gleich 1 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 10 und 50 Gew.-%, gebracht.
Die Wahl der Herkunft oder der Qualität der Stärke oder ihrer bestimmten Derivate hat nur eine relative Bedeutung.
Tatsächlich hat die Anmelderin ein neues Verfahren entwickelt, welches es ermöglicht, hochverzweigte Glukose-Polymere gemäß der Erfindung zu erhalten, die beispielsweise bei der Peritonealdialyse verwendbar sind, das es nicht erfordert, sich auf eine bestimmte Art Stärke zu beschränken, in diesem Fall eine Stärke, die reich an Amylopektin ist.
Somit kann natürliche oder hybride Stärke gewählt werden, welche stammt aus Kartoffeln, Kartoffeln mit hohem Amylopektingehalt (Waxy-Stärkemehl), aus Erbsen, Reis, Maniok, Weizen, Mais, an Amylopektin reichem Mais oder Weizen (Waxy-Mais oder -Weizen), Mais mit hohem Amylosegehalt, Schnitten oder Fraktionen, die aus Stärken gemacht oder erhalten werden können, wie beispielsweise Amylose, Amylopektin, granulometrische Schnitte, die dem Durchschnittsfachmann unter den Begriffen Weizenstärke ”A” und Weizenstärke ”B” bekannt sind, und Mischungen aus wenigstens zwei der oben genannten Produkte.
Die Stärkederivate können modifizierte Stärken sein, die aus der enzymatischen, chemischen und/oder physikalischen Modifikation in einem oder mehreren Schritten aus der Stärke hervorgegangen sind.
Die Stärkederivate können insbesondere die Stärken sein, die durch wenigstens eine der bekannten Techniken der Veretherung, Veresterung, Vernetzung, Oxidation, Alkalibehandlung, saurer und/oder enzymatischer Hydrolyse (ursprünglicher Maltodextrine und Dextrine) modifiziert wurden.
Die Anmelderin hat herausgefunden, dass die hochverzweigten Glukose-Polymere gemäß der Erfindung leicht aus Stärke oder ihren Derivaten, welche bereits einen Verzweigungsgrad von wenigstens gleich 1% aufweisen, synthetisiert werden können.
Die Stärkesuspension, oder die Stärkederivat-Lösung, kann dann gegebenenfalls einer Behandlung durch spezielles Kochen unterzogen werden, die darin besteht, sie bei einer Temperatur von mehr als 130°C, vorzugsweise zwischen 140 und 150°C, bei einem Druck von mehr als 3,5 bar, vorzugsweise zwischen 4 und 5 bar, für eine Dauer von 30 Sekunden bis 15 Minuten, vorzugsweise 1 bis 5 Minuten, zu behandeln.
Die Behandlung wird vorzugsweise in einem rohrförmigen Kocher mit Doppelmantel durchgeführt, der durch thermisches Fluid geheizt wird, was eine Ausrüstung ist, die sich der Durchschnittsfachmann leicht beschaffen kann.
Der zweite Schritt des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, die Stärkesuspension oder die Stärkederivat-Lösung mit einem Verzweigungsenzym zu behandeln.
Vorteilhafterweise werden 50.000 bis 500.000 U des gereinigten Verzweigungsenzyms für 100 g trocken der Stärke oder des Stärkederivats verwendet, bei einer Temperatur zwischen 25 und 95°C, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 70 und 95°C, für eine Dauer von 1 bis 24 Stunden.
Unter Verzweigungsenzym werden im Sinn der Erfindung die Verzweigungsenzyme verstanden, die aus der Gruppe gewählt sind bestehend aus den Verzweigungsenzymen von Glykogen, Verzweigungsenzymen von Stärke und beliebigen Mischungen dieser Enzyme.
Insbesondere werden die Verzweigungsenzyme von Organismen und/oder Mikroorganismen extrahiert, die gewählt sind aus der Gruppe bestehend aus den Verzweigungsenzymen von Glykogen, Verzweigungsenzymen von Stärke und beliebigen Mischungen dieser Enzyme.
Die Anmelderin empfiehlt, zur Durchführung der Behandlung mit einem Verzweigungsenzym der Lehre ihrer Patentanmeldung WO 00/18.893 zu folgen.
Dieser Schritt führt zur Herstellung löslicher verzweigter Glukose-Polymere, jedoch mit einem Gehalt an glykosidischen Bindungen α-1,6 von bestens gleich 10%.
Um diesen Wert zu erhöhen und um Gehalte an Bindungen α-1,6 bis zu 30% zu erhalten, hat die Anmelderin herausgefunden, dass eine ergänzende enzymatische Behandlung durchgeführt werden muss, was den dritten Schritt des Verfahrens zum Erhalten löslicher hochverzweigter Glukose-Polymere gemäß der Erfindung bildet.
Der dritte Schritt besteht darin, mit der so erhaltenen, mit einem Verzweigungsenzym behandelten Suspension oder Lösung wenigstens ein Enzym agieren zu lassen, das gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus α-Amylase, β-Amylase, Amyloglukosidase und α-Transglukosidase.
Die Einsatzbedingungen (Temperatur und pH) der verschiedenen in dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Enzyme werden aus den folgenden gewählt (die Mengen werden unter Bezug auf das betreffende Substrat festgelegt, wie nachstehend beispielhaft dargelegt wird):

– α-Amylase: der Art LYSASE 2000 von GENENCOR, bei einer Temperatur von 55 bis 65°C, einem pH von 6,5 bis 6,7, für 30 Minuten bis 1 Stunde (zum Vergleich).
– β-Amylase: der Art SPEZYME BBA von GENENCOR, bei einer Temperatur von 40°C, einem pH von 4,9 bis 5, für 1 Stunde 30 Minuten bis 2 Stunden.
– Amyloglukosidase: entweder der Art OPTIDEX L300 A von GENENCOR, bei einer
Temperatur von 55°C, einem pH von 4,7; oder der Art A-7420 von SIGMA, bei einer Temperatur von 50 bis 60°C, einem pH von 4,7 bis 4,9, für 1 Stunde 30 Minuten bis 2 Stunden.
– α-Transglukosidase: der Art α-TGase von L-AMANO, bei einer Temperatur von 55°C, einem pH von 5 bis 5,2, für eine Stunde.

Die verwendeten Enzyme können bakterieller oder pilzlicher Herkunft sein.
Am Ende dieser ergänzenden Behandlung werden lösliche hochverzweigte Glukose-Polymere in Mischung mit ihren enzymatischen Abbauprodukten, hauptsächlich gebildet aus Glukose, Maltose und/oder Isomaltose, erhalten, wie nachstehend beispielhaft dargelegt wird.
Der vierte Schritt des Verfahrens besteht darin, eine Fraktionierung durchzuführen mittels einer Technik gewählt aus der Gruppe von Trennungen auf Membran und Chromatographien, um Fraktionen mit hohem Molekulargewicht und Fraktionen mit niedrigem Molekulargewicht zu erhalten.
Die Fraktionen mit hohem Molekulargewicht entsprechen den hochverzweigten Glukose-Polymeren gemäß der Erfindung, wohingegen es die Fraktionen mit niedrigem Molekulargewicht ermöglichen, an Maltose und/oder Isomaltose angereicherte Zusammensetzungen mit einer hervorragenden Ausbeute zu erhalten.
Vorteilhafterweise wird eine Fraktionierungstechnik gewählt aus der Gruppe bestehend aus Trennung auf Ultrafiltrationsmembran und chromatographischer Trennungstechnik auf einem Träger der Art Gel.
In einer ersten Ausführungsweise zur Durchführung des vierten Schritts des Verfahrens wird die Fraktionierung mittels einer Trennungstechnik auf Ultrafiltrationsmembran durchgeführt, indem eine Membran mit einem Abtrennungs-Schwellenwert von wenigstens gleich 3000 Dalton, vorzugsweise wenigstens gleich 5000 Dalton, verwendet wird.
Die Fraktionen mit hohem Molekulargewicht entsprechen den hochverzweigten Glukose-Polymeren, gleich dem Ultrafiltrationsretentat, welche dann ungefähr 60% der verwendeten Trockensubstanz entspricht.
In einer zweiten Ausführungsweise zur Durchführung des vierten Schritts des Verfahrens wird die Fraktionierung mittels einer Chromatographietechnik bewirkt, die auf einem gelartigen Harz durchgeführt wird.
Die erhaltenen Profile ermöglichen die Trennung der die hochverzweigten Glukose-Polymere einschließenden Fraktionen mit einem optimalen Ertrag zwischen 40 und 45%.
Unabhängig von dem verwendeten Verfahren ermöglichen die erhaltenen Profile die Trennung der Polysaccharid-Fraktion mit hohem Molekulargewicht, welche den löslichen verzweigten Glukose-Polymeren gemäß der Erfindung entsprechen, der Oligosaccharid-Fraktionen mit niedrigem Molekulargewicht, die in der Hauptsache aus Glukose und Maltose und/oder Isomaltose gebildet sind.
Der letzte Schritt des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht somit darin, einerseits die Fraktionen mit hohem Molekulargewicht zu sammeln, die den hochverzweigten Glukose-Polymeren entsprechen, und andererseits die Fraktionen mit niedrigem Molekulargewicht zu sammeln, die mit Glukose und Isomaltose und/oder Maltose angereichert sind.
Die Produkte mit hohem Molekulargewicht können als solche gesammelt werden, oder können durch 3 Volumen Ethanol ausgefällt, gereinigt und unter Vakuum für 24 Stunden getrocknet werden oder auch atomisiert werden, auf jede dem Durchschnittsfachmann bekannte Weise.
Bezüglich der Zusammensetzungen, die an Maltose und/oder Isomaltose angereichert sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Fraktionen mit niedrigem Molekulargewicht des Schritts d des Verfahrens gemäß der Erfindung aufweisen, können diese als solche verwendet werden oder mit jeder dem Durchschnittsfachmann weiterhin bekannten Hydrierungstechnik hydriert werden.
Die besonderen physiko-chemischen Eigenschaften der Polymere gemäß der Erfindung ermöglichen deren Anwendungen besonders in der Papier-/Pappindustrie, Textilindustrie, Kosmetikindustrie und insbesondere in der Pharmazie und Nahrungsmittelindustrie, und ganz besonders in den Bereichen der enteralen und parenteralen Ernährung, der Peritonealdialyse als Osmosemittel, als Inhibitor für Glykämie, als Energiezufuhr bei körperlichen Aktivitäten und als Regulator für die Verdauung.
Bezüglich des besonderen Bereichs der Peritonealdialyse hat die Anmelderin mittels eines Tests zur Widerstandsfähigkeit gegen α-Amylase herausgefunden, dass eine Familie der Polymere gemäß der Erfindung besonders geeignet für die Herstellung von Lösungen für die Peritonealdialyse ist, wie nachfolgend beispielhaft erläutert wird. Die Polymere werden dort als Osmosemittel verwendet.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Lösung für die Peritonealdialyse, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Osmosemittel wenigstens ein lösliches hochverzweigten Polymer gemäß der Erfindung aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung weist das Polymer auf:

– ein Mw, bestimmt durch Lichtstreuung, zwischen 0,3·10⁵ und 0,7·10⁵ Dalton,
– eine Osmolalität, bestimmt gemäß einem Test A, von wenigstens gleich 5 und kleiner als 15 mOsm/kg.

Die Lösung für Peritonealdialyse gemäß der Erfindung kann des Weiteren physiologisch geeignete Elektrolyte aufweisen, wie beispielsweise Natrium, Kalium, Kalzium, Magnesium, Chlor, um den Verlust durch Elektrolyttransfer von dem Serum zu dem Bauchfell zu vermeiden.
Diese Lösung kann zum Beispiel in wässriger Lösung vorliegen. Im letztgenannten Fall muss die durch Auflösung der hochverzweigten Polymere gemäß der Erfindung in Wasser erhaltene Lösung klar und ungefärbt sein. Die Lösung muss vorzugsweise ohne Endotoxine, Peptidoglukane und Betaglukane sein, sowie ohne Stickstoff-Verunreinigungen, die von dem Ausgangsmaterial stammen, oder für deren Herstellung verwendete enzymatische Zubereitungen.
Zu diesem Zweck wurden die in der Lösung verwendeten hochverzweigten Polymere vorzugsweise einer Reinigung unterzogen, um jede Färbung oder alle unerwünschten Verunreinigungen, wie Proteine, Bakterien, bakterielle Toxine, Fasern, Metallspuren etc. zu entfernen.
Dieser Reinigungsschritt kann entsprechend den dem Durchschnittsfachmann bekannten Reinigungstechniken durchgeführt werden.
Die Lösung für Dialyse gemäß der Erfindung kann gleichermaßen Pufferlösungen (insbesondere Lactat, Acetat, Glukonat) und andere Additive wie beispielsweise Aminosäuren, Insulin, Polyole, wie zum Beispiel Sorbitit, Erythritit, Mannitit, Maltitit, Xylitit, aufweisen.
Das Hinzufügen von Polyolen zu der Zusammensetzung, und vorzugsweise von pyrogenfreien Polyolen, die ohne die zuvor beschriebenen Verunreinigungen (insbesondere Endotoxine und andere Reste bakterieller Herkunft) sind, ermöglicht es, die Osmolalität der Lösung auf vorteilhaftere Weise zu steigern als mit Glukose oder Maltose, aufgrund ihres geringeren Kaloriengehalts, der besseren osmotischen Kraft und da sie nicht reduzierend sind.
Die Zusammensetzung für Dialyse gemäß der Erfindung ist bezogen auf Produkte gemäß dem Stand der Technik vorteilhaft, da das Osmosemittel, das in ihr enthalten ist, ermöglicht, einen nachhaltigen osmotischen Druck auszuüben und eine schwache Glukose-Entstehungskinetik bewirkt, wobei sie gleichzeitig gegen Rückbildung stabil ist, womit sie den zuvor beschriebenen Hauptkriterien entspricht.
Andere charakteristische Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der nicht einschränkenden, untenstehenden Beispiele offenbar.
Beispiel 1
Es wird eine Lösung von Stärkederivaten mit einem Gehalt an Trockensubstanz von 25 Gew.-% durch Erwärmen auf 80°C unter langsamem und kontinuierlichem Rühren hergestellt.
Es handelt sich in diesem Fall um zwei unter dem Namen GLUCIDEX^® 2 (Substrat A) und GLUCIDEX^® 6 (Substrat B) von der Anmelderin vermarktete Maltodextrine zu 250 g/l.
Diese Lösung wird auf 30°C abgekühlt, und der pH wird durch NaOH 1N auf 6,8 gebracht.
Dann werden diese Lösungen mit dem Verzweigungsenzym aus gereinigtem Glykogen, Extrakt des Mikroorganismus B. stearothermophilus, behandelt.
Man fügt das Verzweigungsenzym im Verhältnis von 1600 U/g des Substrats hinzu und bringt die Temperatur nach und nach auf 65°C.
Die Inkubation wird unter moderatem Rühren für 4 Stunden durchgeführt. Die Reaktion wird dann durch Senken des pH auf einen Wert von 5 und durch Sieden für 6 Minuten gestoppt.
In der untenstehenden Tabelle I sind für die beiden getesteten Substrate die hinsichtlich des Gehalts an glykosidischen Bindungen α-1,6, der Mw-Werte, des Gehalts an reduzierenden Zuckern und der Osmolalität erlangten Ergebnisse für die erhaltenen Produkte (Produkt C aus Substrat A und Produkt D aus Substrat B) zusammengefasst. Tabelle I

% an Bindungen α-1,6 Mw 10⁵ Dalton % an reduzierenden Zuckern Osmolalität mOsm/kg

A 5,9 4,88 2 16

C 8,7 1,19 1,5 12

B 5,4 0,9 3,8 25

D 8 0,61 4,3 25
Der Gehalt an glykosidischen Bindungen α-1,6 ist wesentlich gestiegen, erreicht aber noch nicht die gewünschten Werte.
Die Anmerlderin hat somit befunden, dass eine ergänzende Behandlung durchgeführt werden muss, durch Wirkung von Enzymen, die spezifisch die glykosidischen Bindungen α-1,4 hydrolysieren (beispielsweise β-Amylase oder Amyloglukosidase), oder durch Verwendung von Enzymen, die die Verzweigung an Bindungen α-1,6 vervollständigen (beispielsweise α-Transglukosidase), und zwar auf die folgende Weise.
Für die ergänzenden enzymatischen Behandlungen werden die Lösungen der verzweigten Maltodextrine C und D zuallererst auf die Temperatur und den pH des gewählten Enzyms gebracht.

1) Für die ergänzende Behandlung mit α-Amylase (LYSASE 2000 bis 2444 UBR/g enzymatisches Extrakt) werden die Lösungen aus C oder aus D auf die Temperatur von 60°C und den pH von 6,5 bis 6,7 gebracht, und es werden 6 U α-Amylase pro g Substrat hinzugefügt. Die Inkubation wird für 30 Minuten durchgeführt und die Reaktion durch Sieden für 6 Minuten gestoppt.
2) Für die ergänzende Behandlung mit β-Amylase (BBA SPEZYME von GENENCOR) werden die Lösungen aus C oder aus D auf die Temperatur von 40°C und den pH von 4,9 bis 5 gebracht, und es werden 30 U β-Amylase pro g Substrat hinzugefügt. Die Inkubation wird für 2 Stunden durchgeführt und die Reaktion durch Sieden für 6 Minuten gestoppt.
3) Für die ergänzende Behandlung mit Amyloglukosidase (AMG von SIGMA AA-7420 aus A. niger, zu 40 U/mg an Proteinen) werden die Lösungen aus C oder aus D auf die Temperatur von 55°C und den pH von 4,7 bis 4,9 gebracht, und es werden 20 U AMG pro g Substrat hinzugefügt. Die Inkubation wird unter moderatem Rühren für 2 Stunden durchgeführt und die Reaktion durch Sieden für 6 Minuten gestoppt.
4) Für die ergänzende Behandlung mit α-Transglukosidase (α-TGase L-AMANO, Aktivität von 27,7 μMol in Glukose) werden die Lösungen aus C oder aus D auf die Temperatur von 55°C und den pH von 5 bis 5,2 gebracht, und es werden 2 U α-TGase pro g Substrat hinzugefügt. Die Inkubation wird für 1 Stunde durchgeführt und die Reaktion durch Sieden für 6 Minuten gestoppt.

Anschließend werden die physiko-chemischen Eigenschaften bestimmt:

– der Produkte E und F (erhalten durch ergänzende Behandlung mit α-Amylase der jeweiligen Produkte C und D),
– der Produkte G und H (erhalten durch ergänzende Behandlung mit β-Amylase der jeweiligen Produkte C und D),
– der Produkte I und J (erhalten durch ergänzende Behandlung mit AMG der jeweiligen Produkte C und D) und
– der Produkte K und L (erhalten durch ergänzende Behandlung mit α-TGase der jeweiligen Produkte C und D),

Tabelle II

	% an Bindungen α-1,6	Mw 10⁵ Dalton	% an reduzierenden Zuckern	Osmolalität mOsm/kg
E*	8,3	0,72	3,8	29
G	8,4	0,76	22,5	132
I	9	0,49	55	320
K	9,6	1,2	22	153
F*	7,4	0,44	8,7	52
H	7,2	0,51	23,8	141
J	7,8	0,47	50,5	301
L	12	0,69	28	192

* Vergleichsbeispiele

Die Osmolalität und der Gehalt an reduzierenden Zuckern, die steigen, bringen hier hauptsächlich die begleitende Erzeugung von Glukose, DP2 (Maltose und Isomaltose) zum Ausdruck, die somit entfernt werden müssen, um die hochverzweigten Glukose-Polymere gemäß der Erfindung zu erhalten.
Es wird gewählt, eine Fraktionierung durch Ultrafiltration auf Membran mit einem Abtrennungs-Schwellenwert von 5000 Dalton (Membran 5K AMICON) zu verwenden.

Die für die Produkte der Ultrafiltration M, O, Q, S der jeweiligen Verbindungen E, G, I und K einerseits (also hervorgegangen aus GLUCIDEX^® 2) und für die Produkte der Ultrafiltration N, P, R, T der jeweiligen Verbindungen F, H, J, L (also hervorgegangen aus GLUCIDEX^® 6) erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III dargestellt. Tabelle III

	% an Bindungen α-1,6	Mw 10⁵ Dalton	% an reduzierenden Zuckern	Osmolalität mOsm/kg
M*	10,2	0,89	0,42	1
O	15	0,75	0,3	1
Q	18,8	0,57	0,37	2
S	12,1	1,22	0,33	1
N*	10,9	0,69	0,54	2
P	14,4	0,51	0,8	3
R	18,1	0,55	0,5	5
T	12,2	0,72	0,6	3

* Vergleichsbeispiele

Die Ergebnisse bringen die Tatsache zum Ausdruck, dass die so erhaltenen hochverzweigten Glukose-Polymere die perfekte Ausgewogenheit zwischen dem Gehalt an glykosidischen Bindungen α-1,6, der merklich gestiegen ist (bis auf 18%), für die Produkte aufweisen, die einen solchen Mw-Wert und einen ebenfalls niedrigen Osmolalitätswert aufweisen.
Die hochverzweigten Glukose-Polymere können einfach mit anderen Elektrolyten gemischt werden, um für die Peritonealdialyse höchst leistungsfähige Osmosemittel zu erhalten, oder um so, wie sie sind, in Zusammensetzungen verwendet zu werden, die dazu bestimmt sind, die Verdauung zu regulieren, für die enterale oder parenterale Ernährung, für Zusammensetzungen, die für Diabetiker bestimmt sind, oder auch in flüssigen Getränken, um die Energiereserven von Sportlern während einer körperlichen Anstrengung von langer Dauer aufzufüllen.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Verfahren ermöglicht, außer den hochverzweigten Glukose-Polymeren ebenfalls Fraktionen zu sammeln, die an Maltose und/oder Isomaltose angereichert sind.
Zum Beispiel sind in dem Fall der Herstellung der Produkte S und T (hervorgegangen aus der kombinierten Behandlung mit dem Verzweigungsenzym und α-TGase) Isomaltose und Glukose die einzigen hergestellten Nebenprodukte (in den jeweiligen Konzentrationen von 25 bis 30 g/l und 75 bis 80 g/l).
Auf gleiche Weise ist in dem Fall der Herstellung der Produkte O und P (hervorgegangen aus der kombinierten Behandlung mit dem Verzweigungsenzym und β-Amylase) Maltose das einzige hergestellte Nebenprodukt (in einer Konzentration von 130 g/l).
Diese Fraktionen mit niedrigem Molekulargewicht können somit vorteilhafte Quellen für an Maltose und/oder Isomaltose reiche Zusammensetzungen sein.
Beispiel 2
Die hochverzweigten Glukose-Polymere gemäß der Erfindung können gleichermaßen aus Standard-Maisstärke hergestellt werden. Dazu werden 110 g Trockengewicht Stärke trocken in einem Liter Wasser bei Umgebungstemperatur und unter langsamem und kontinuierlichem Rühren in Suspension gebracht.
Der pH wird auf 6,8 bis 7 gebracht und unter diesen Bedingungen für 15 Minuten stehen gelassen und der pH, falls notwendig, berichtigt. Das Verzweigungsenzym des gereinigten Glykogen von B. stearothermophilus wird in einem Verhältnis zu 4000 U/g des Substrats hinzugefügt und die Temperatur nach und nach auf 72 bis 75°C gebracht.
Die Inkubation erfolgt dann unter moderatem Rühren für 30 Minuten bewirkt, danach Abkühlung auf eine Temperatur von 65 bis 68°C. Die enzymatische Reaktion wird für 4 Stunden durchgeführt. Die Reaktion wird dann durch Absenken des pHs auf einen Wert von 4,5 bis 5 gestoppt, dann für 6 Minuten zum Sieden gebracht.
Wie in Beispiel 1 wird die Reaktion durch Behandlungen mit β-Amylase oder Amyloglukosidase vervollständigt, anschließend durch einen Schritt der Ultrafiltration auf Membran mit einem Abtrennungs-Schwellenwert von 5000 Dalton unter den bei Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen.
In Tabelle IV sind die erhaltenen Ergebnisse zusammengefasst.

Die Standard-Maisstärke ist mit U bezeichnet, das Produkt der Behandlung mit dem Verzweigungsenzym V, jene, die ergänzend behandelt wurden mit β-Amylase: mit W, mit AMG: mit X, die ultrafiltrierten Endprodukte: mit Y und Z. Tabelle IV

	% an Bindungen α-1,6	Mw 10⁵ Dalton	% an reduzierenden Zuckern	Osmolalität mOsm/kg
U	3,6	110	< 0,01	n. d.
V	8,8	1,75	0,2	2
W	8,9	1,31	20,5	117
Y	16,3	1,38	0,1	2
X	7,9	0,55	55	357
Z	24,2	0,45	0,4	2

Die erhaltenen Produkte Y und Z weisen die gleichen ausgewogenen Profile auf wie die bei Beispiel 1 beschriebenen Produkte und können somit vorteilhafterweise in den gleichen Anwendungsbereichen verwendet werden.
Beispiel 3

Zwei andere hochverzweigte Glukose-Polymere werden aus zwei Arten von an Amylopektin reicher Stärke unter industriellen Bedingungen hergestellt. Es handelt sich um zwei Proben verflüssigter saurer Waxy-Maisstärke mit einem Fluidifikationsgrad WF von ungefähr 90, ebenfalls von der Anmelderin unter dem Markennamen CLEARGUM^® CB 90 vermarktet. In der Tabelle V sind die angewendeten Verfahrensbedingungen dargelegt, um zu den hochverzweigten Glukose-Polymeren gemäß der Erfindung zu gelangen. Tabelle V

Grundlage	CLEARGUM CB 90	CLEARGUM CB 90
Solubilisierung	Kontinuierlicher Laborkocher mit 25% Trockensubstanz	Kontinuierlicher Laborkocher mit 25% Trockensubstanz
1. Enzym	Verzweigungsenzym 50.000 U/ml – 1 ml/100 g Trockengewicht	Verzweigungsenzym 50.000 U/ml – 1 ml/100 g Trockengewicht
1. enzymatische Behandlung	70°C pH 6,8 22 h, dann Deaktivierung 1 h bei 90–95°C	70°C pH 6,8 22 h, dann Deaktivierung 1 h bei 90–95°C
2. Enzym	Amyloglukosidase OPTIDEX L300A 0,08 ml/100 g Trockengewicht + 0,08 ml/100 g Trockengewicht nach 1h30	β-Amylase SPEZYME BBA 0,2 ml/100 g Trockengewicht
2. enzymatische Behandlung	55°C pH 4,7 – 2 h und 3 h, dann Deaktivierung 1 h bei 90–95°C	40°C pH 5 – 2 h, dann Deaktivierung 1 h bei 90–95°C
Reinigung	Filtration auf 8, dann 0,22 μm – Ultrafiltration auf Membranen PCI Membrane Systems ES209 (9000 Da) – Schwarzbehandlung NORIT SX+ 5% c/s pH5 70°C 1 h – Anpassung pH auf 5,8 und Filtration auf 8, dann 0,22 μm	Anpassung des pH auf 3,5 für 18 h – Zentrifugieren 5000 U/min 10 min – Filtration auf Filtererde, dann 8 μm – Ultrafiltration auf Membranen PCI Membrane Systems ES209 (9000 Da) – Schwarzbehandlung NORIT SX+ 5% c/s pH5 70°C 1 h – Filtration auf 8, dann 0,22 μm
Gewinnung	Trockenkonzentration in Rotavapor unter Vakuum	Trockenkonzentration in Rotavapor unter Vakuum

Tabelle VI stellt die erhaltenen Ergebnisse hinsichtlich Gehalt an glykosidischen Bindungen α-1,6, Mw-Werten, Gehalt an reduzierenden Zuckern und Osmolalität für die erhaltenen Produkte dar:

– ”a” betrifft das aus CLEARGUM^® CB 90 hervorgegangene Produkt nach einer Behandlung mit dem Verzweigungsenzym und Amyloglukosidase und
– ”b” betrifft das aus CLEARGUM^® CB 90 hervorgegangene Produkt nach einer Behandlung mit dem Verzweigungsenzym und β-Amylase.

Tabelle VI

% an Bindungen α-1,6 Mw 10⁵ Dalton % an reduzierenden Zuckern Osmolalität mOsm/kg

”a” 19,4 0,33 1 12

”b” 14,3 0,68 0,7 6
Diese Ergebnisse zeigen deutlich, dass das verwendete Verfahren es ermöglicht, hochverzweigte Glukose-Polymere gemäß der Erfindung unabhängig von der als Grundlage gewählten Stärke oder dem als Grundlage gewählten Stärkederivat zu erhalten.
Beispiel 4
Es werden wässrige Lösungen aus hochverzweigten Polymeren gemäß der Erfindung hergestellt, die mit Amylase pankreatischem Ursprungs in Kontakt gebracht werden. Die Hydrolyse durch Amylase wird über die Zeit durch das Messen der gebildeten reduzierenden Zucker und das Messen von Glukose, die in dem Reaktionsmedium entsteht, verfolgt. Dieser Test ermöglicht es, die Widerstandsfähigkeit der Polymere gegen Hydrolyse durch Amylase zu bewerten, welche ein wesentliches Kriterium bei der Wahl eines Osmosemittels für eine Dialyselösung darstellt.
Mehrere Polymere gemäß der Erfindung wurden im Vergleich zu Icodextrin (Osmosemittel im Stand der Technik) getestet. Die Polymere werden so gewählt, dass sie ein Molekulargewicht nahe dem des Letztgenannten aufweisen:
Produkte A und B werden gemäß Beispiel 3 hergestellt und Produkt Z gemäß Beispiel 2 hergestellt.
Das Icodextrin wird gemäß dem in der Beschreibung genannten Patent EP 667.356 hergestellt.
Ein Maltosevergleich wird hergestellt, um das in vitro-Modell der enzymatischen Verdauung zu bestätigen.
Die Verfahrensbedingungen für die Amylase-Verdauung sind wie folgt:

– Abwiegen von ungefähr 0,6 g des Produkts, um die Genauigkeit zu testen
– Hinzufügen von 150 ml Maleatpuffer von Na mit pH 7 zu 0,1 mol/l,
– Rühren, bis sich das Produkt aufgelöst hat,
– Entnehmen von 1,5 ml der erhaltenen Lösung (Anfangslösung = si),
– Anordnen der Kolben im Wasserbad für 15 Minuten, damit die Temperatur der Lösung 37°C beträgt,
– Hinzufügen von 0,15 g Pankreatin vom Schwein (α-Amylase tierischer Herkunft),
– Inkubieren bei 37°C im Temperaturbad unter Rühren für 300 Minuten fTA,
– Durchführen von Entnahmen von 1,5 ml zu den Zeiten: 15, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240, 300 Minuten,
– Anhalten der enzymatischen Reaktion, indem die Entnahmen in einem Trockenbad bei 100°C für 10 Minuten angeordnet werden,
– Dosieren der Glukose auf die Entnahmen, um den Einfluss auf den Blutzucker des untersuchten Produkts zu simulieren,
– Dosieren der reduzierenden Zucker auf die Entnahmen, um die Hydrolysegeschwindigkeit zu untersuchen.

Für das Dosieren der Glukose wird ein kolorimetrisches Verfahren verwendet, das mit dem Gerät HITACHI 704 (ROCHE) durchgeführt wird. Das verwendete Reagens ist ein Reagens, das die Enzyme GOD/PAP (Glukoseoxidase, Peroxidase) enthält. Das Volumen des verwendeten Reagens beträgt 500 Mikroliter, das Volumen der Probe ist 5 Mikroliter und die Reaktionstemperatur beträgt 30°C.
Das für die Dosierung der reduzierenden Zucker verwendete Verfahren ist das Verfahren von SOMOGYI NELSON. In ein verkorktes Rohr werden 200 Mikroliter der Probe eingebracht, es werden 200 Mikroliter der Arbeitslösung (Reagenzien Natriumtartrat und Kupfersulfat) hinzugefügt. Es wird zum Sieden gebracht, nach Abkühlen wird das Reagens Arsenomolybdän hinzugefügt, danach Wasser. Die erhaltene Lösung wird in einer Mikroplatte abgelagert, dann wird die optische Dichte auf dem Lesegerät für Mikroplatten bei einer Wellenlänge von 520 Nanometern abgelesen.

Die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen vermerkt: 1. Kinetik des Entstehens von Glukose (freigesetzt in % des Trockengewichts)

Zeit (in min)	MALTOSE	A	B	Z	ICODEXTRIN
si	0,26	3,35	0,00	0,53	0,28
0	0,26	4,75	0,93	1,19	1,96
15	0,79	5,31	1,59	-	3,07
30	1,06	5,68	1,96	2,11	3,63
45	1,59	5,86	2,24	-	3,91
60	2,12	6,14	2,52	2,37	4,19
90	2,65	6,52	2,89	-	4,75
120	3,44	6,61	3,17	2,90	5,31
180	5,03	7,26	4,76	3,43	6,15
240	6,35	8,10	-	3,96	6,99
300	7,68	8,38	5,41	4,22	7,82

2. Kinetik des Entstehens von reduzierenden Zuckern (freigesetzt in % des Trockengewichts

Zeit (in min)	MALTOSE	A	B	Z	ICODEXTRIN
si	51,01	5,76	0,88	1,45	2,74
0	49,82	18,34	18,04	8,92	31,07
15	47,94	19,33	18,96	-	30,39
30	48,29	20,00	19,04	11,00	32,53
45	48,55	20,25	19,78	-	32,46
60	48,84	19,92	20,80	11,10	32,95
90	49,42	20,37	19,42	-	34,16
120	47,15	21,68	21,04	12,16	34,40
180	48,87	22,46	21,79	12,22	36,64
240	50,90	23,05	23,11	12,29	37,03
300	52,20	22,67	22,88	13,64	37,06

3. Zusammenfassung der Ergebnisse

GETESTETE PRODUKTE	% an freigesetzter Glukose bei 300 min	% an gebildeten reduzierenden Zucker bei 300 min	Gehalt an Bindungen α-1,6 in %	Molmasse (Dalton)
MALTOSE	7,41	52,20	0	342
A	5,03	16,91	19,4	33000
B	5,41	22,88	14,3	68000
Z	3,69	12,19	24,2	45000
ICODEXTRIN	7,54	34,32	6,5–8	12000–20000

Es wird anhand der erhaltenen Ergebnisse festgestellt, dass je mehr der Verzweigungsgrad (der Grad an Bindungen α-1,6) steigt, die Hydrolyse durch Amylase gemindert wird.
Die Letztgenannte ist gleichermaßen abhängig von dem Molekulargewicht. Folglich wird, je höher der Verzweigungsgrad ist und je geringer das Molekulargewicht ist, das Molekül weniger von Amylase angegriffen.
Für eine Verwendung bei der Intraperitonealdialyse sind die Produkte A und Z besonders geeignet und weisen eine deutlich höhere Widerstandsfähigkeit auf als Icodextrin, was bedeutet, dass die Produkte einen gewissen Vorteil hinsichtlich der Dauer der Osmosekraft und der glykämischen Kraft bei gleichem Molekulargewicht aufweisen.
Beispiel 5
Es werden wässrige Lösungen aus hochverzweigten Polymeren gemäß der Erfindung hergestellt, die mit Amylase pankreatischen Ursprungs und einer Darm-Amyloglukosidase (Acetonpulver des Darms) in Kontakt gebracht werden. Die Hydrolyse wird durch das Messen von Glukose, die in dem Reaktionsmedium entsteht, verfolgt. Dieser Test ermöglicht es, die Widerstandsfähigkeit der Polymere gegen Hydrolyse durch an der Verdauung von Lebensmittel-Kohlenhydraten beteiligte Enzyme zu bewerten, welche ein wesentliches Kriterium bei der Wahl eines Nahrungsbestandteils, das in die Zusammensetzung von Formulierungen für die Verwendung durch Sportler eingeht oder für die enterale oder parenterale Ernährung bestimmt ist, darstellt.
Mehrere Polymere gemäß der Erfindung wurden im Vergleich zu Icodextrin, Glykogen und Standard-Maltodextrin getestet. Die gewählten Polymere sind die folgenden:
Produkte A gemäß Beispiel 3 hergestellt, Produkt Y gemäß Beispiel 2 hergestellt und Produkt Y' gemäß Beispiel 2 aus an Amylopektin reicher Stärke, die mit dem Verzweigungsenzym behandelt und ultrafiltriert wurde, hergestellt.
Das Icodextrin wird gemäß dem in der Beschreibung genannten Patent EP 667.356 hergestellt. Das Glykogen ist ein Glykogen aus Rindsleber, das von der Firma SIGMA-ALDRICH geliefert wird. Ein Vergleich mit Standard-Maltodextrin wird durchgeführt, um das in vitro-Modell der enzymatischen Verdauung zu bestätigen.
Die Verfahrensbedingungen für die enzymatische Verdauung sind wie folgt:

– Abwiegen von ungefähr 0,6 g des Produkts, um die Genauigkeit zu testen
– Hinzufügen von 150 ml Natriummaleatpuffer mit pH 7 zu 0,1 mol/l,
– Rühren, bis sich das Produkt aufgelöst hat,
– Entnehmen von 1,5 ml der erhaltenen Lösung,
– Anordnen der Kolben im Wasserbad für 15 Minuten, damit die Temperatur der Lösung 37°C beträgt,
– Hinzufügen von 0,15 g Pankreatin vom Schwein,
– Inkubieren bei 37°C im Temperaturbad unter Rühren für 30 Minuten,
– Durchführen von Entnahmen von 1,5 ml zu den Zeiten: 0 Minuten und 30 Minuten,
– Anhalten der enzymatischen Reaktion, indem die Entnahmen in einem Trockenbad bei 100°C für 10 Minuten angeordnet werden,
– Hinzufügen von 0,15 g Darmschleimhaut von der Ratte,
– Inkubieren für 5 h 30 bei 37°C im Temperaturbad unter Rühren,
– Durchführen von Entnahmen von 1,5 ml alle 60 Minuten zu den Zeiten: 60, 120, 180, 240, 300, 330 und 360 Minuten,
– Anhalten der enzymatischen Reaktion, indem die Entnahmen in einem Trockenbad bei 100°C für 10 Minuten angeordnet werden,
– Dosieren der Glukose auf die Entnahmen, um den Hydrolyse-Prozentsatz des untersuchten Produkts zu berechnen.

Für das Dosieren der Glukose wird das gleiche Verfahren wie bei Beispiel 4 verwendet.

Die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen vermerkt: 1. Kinetik des Auftretens von Glukose (freigesetzt in % des Trockengewichts)

	Zeit (in min)	Standard-Maltodextrin	GLYKOGEN	A	Y	Y'	ICODEXTRIN
Pankreas-Amylase	0	0	0	0	0	0	0
	15	0,79	2,87	2,61	2,17	3,90	3,35
	30	1,06	3,30	2,70	2,71	4,74	3,63
Darm-Amylase	60	20,88	12,62	9,77	13,71	16,31	15,09
	90	38,59	22,81	16,66	23,34	28,29	26,96
	120	52,07	31,41	23,17	32,17	40,28	37,86
	150	62,90	39,45	28,66	39,22	48,64	47,22
	180	70,83	46,04	32,75	44,52	57,84	55,88
	210	78,76	51,50	37,03	49,00	64,53	63,01
	240	83,78	56,09	39,64	52,39	68,71	69,01
	270	88,81	59,96	42,62	54,56	72,33	72,09
	300	91,18	62,40	45,50	57,27	75,96	76,28
	330	93,03	64,26	47,27	58,63	79,44	78,37
	360	94,36	65,84	51,64	60,80	81,11	80,89

2. Zusammenfassung der Ergebnisse

GETESTETE PRODUKTE	% an freigesetzter Glukose bei 360 min	Gehalt an Bindungen α-1,6 in %	Molmasse (Dalton)
STANDARD-MALTODEXTRIN	94,36	0	3000–5000
GLYKOGEN	65,84	10	10⁶–10⁷
A	51,64	19,4	33000
Y	60,80	16,3	138000
Y'	81,11	7,9	133000
ICODEXTRIN	80,89	6,5–8	12000–20000

Die Maltodextrine gemäß der Erfindung sind besonders geeignet für eine Verwendung als Nahrung für Sportler oder allgemeiner, um den Blutzucker zu regulieren. Die Produkte A und Y gemäß der Erfindung ermöglichen es, einen Prozentsatz an Glukosefreisetzung zwischen 50 und 70% zu erhalten oder eine Widerstandsfähigkeit gegen Hydrolyse, die deutlich besser ist als bei herkömmlichen Maltodextrinen und vergleichbar mit Glykogen, was bedeutet, dass die Produkte einen gewissen Vorteil hinsichtlich der glykämischen Kraft aufweisen und somit vorteilhafterweise einen Ersatz für Glykogen bilden können, da sie gleiche Verdauungsmerkmale aufweisen.

Claims

Lösliche hochverzweigte Glukose-Polymere mit einem Gehalt an reduzierendem Zucker von weniger als 1%, dadurch gekennzeichnet, dass diese aufweisen: – einen Gehalt an glykosidischen Bindungen α-1,6 zwischen 12 und 30%, – ein Mw, bestimmt durch Lichtstreuung, zwischen 0,3·10⁵ und 2·10⁵ Dalton, – eine Osmolalität, bestimmt gemäß einem Test A, zwischen 1 und 15 mOsm/kg, wobei der Test A darin besteht, die Osmolalität einer Lösung mit 100 g trocken der hochverzweigten Glukose-Polymere, welche in 1 kg Wasser angeordnet sind, mittels einem Osmometer MARK 3 von FISKE^® ASSOCIATES zu bestimmen.
Polymere gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese aufweisen: – ein Mw, bestimmt durch Lichtstreuung, zwischen 0,5·10⁵ und 1,5·10⁵ Dalton, – eine Osmolalität, bestimmt gemäß dem Test A, von wenigstens gleich 1 und kleiner als 2 mOsm/kg.
Polymere gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese aufweisen: – ein Mw, bestimmt durch Lichtstreuung, zwischen 0,5·10⁵ und 0,8·10⁵ Dalton, – eine Osmolalität, bestimmt gemäß dem Test A, von wenigstens gleich 2 und kleiner als 5 mOsm/kg.
Lösliche hochverzweigte Glukose-Polymere gemäß einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese zwischen 15 und 30% an glykosidischen Bindungen α-1,6 aufweisen.
Polymere gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese aufweisen: – ein Mw, bestimmt durch Lichtstreuung, zwischen 0,3·10⁵ und 0,7·10⁵ Dalton, – eine Osmolalität, bestimmt gemäß dem Test A, von wenigstens gleich 5 und kleiner als 15 mOsm/kg.
Verfahren zur Herstellung von Polymeren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass: – eine wässrige Suspension aus Stärke oder eine Lösung aus einem Stärkederivat einer Trockensubstanz von wenigstens gleich 1 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-%, hergestellt wird, – die Suspension oder die Lösung mit einem Verzweigungsenzym bei einer Temperatur zwischen 25 und 80°C während einer Dauer von 1 bis 24 Stunden behandelt wird, – auf der Suspension oder auf der so erhaltenen Lösung wenigstens ein Enzym, das aus der Gruppe gewählt ist, die aus β-Amylase, Amyloglukosidase und α-Transglukosidase gebildet ist, zum Agieren gebracht wird, – eine Fraktionierung durchgeführt wird mittels wenigstens einer Technik, die aus der Gruppe von Trennungen auf Membran oder Chromatographien gewählt ist, um die Fraktionen mit hohem Molekulargewicht und jene mit niedrigem Molekulargewicht zu erhalten, – die hochverzweigten Glukose-Polymere gewonnen werden, die den so erhaltenen Fraktionen mit hohem Molekulargewicht entsprechen.
Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verzweigungsenzym gewählt ist aus der Gruppe, die aus den Verzweigungsenzymen von Glykogen, den Verzweigungsenzymen von Stärke und beliebigen Mischungen dieser Enzyme besteht.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fraktionierungstechnik gewählt ist aus der Gruppe, die aus der Trennungstechnik auf Ultrafiltrationsmembran und chromatographischer Trennungstechnik auf einem Träger der Art Gel besteht.
Verwendung von hochverzweigten Glukose-Polymeren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, um Zusammensetzungen herzustellen, die dazu bestimmt sind, insbesondere in der Papier-/Pappindustrie, Textilindustrie, Kosmetikindustrie und ganz besonders in der Pharmazie und Nahrungsmittelindustrie verwendet zu werden.
Verwendung gemäß Anspruch 9, bei welcher die Zusammensetzungen dazu bestimmt sind, in den Bereichen der enteralen und parenteralen Ernährung, als Inhibitor oder Regulator für die Glykämie, als Energiezufuhr bei körperlichen Aktivitäten und als Regulator für die Verdauung verwendet zu werden.
Lösung für Peritonealdialyse, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Osmosemittel wenigstens ein lösliches hochverzweigtes Polymer gemäß Anspruch 1 aufweist.
Lösung für Dialyse gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das lösliche hochverzweigte Polymer aufweist: – ein Mw, bestimmt durch Lichtstreuung, zwischen 0,3·10⁵ und 0,7·10⁵ Dalton, – eine Osmolalität, bestimmt gemäß einem Test A, von wenigstens gleich 5 und kleiner als 15 mOsm/kg.
Lösung für Peritonealdialyse gemäß einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese des Weiteren ein Polyol aufweist, dass aus der Gruppe gewählt ist, die aus Sorbitol, Mannitol, Maititol, Xytitol, Erythritol gebildet ist.
Lösung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese des Weiteren Pufferlösungen aufweist wie die Salze von Lactat, Acetat, Gluconat.