FI58579B - Anvaendning av hoeg-amylosstaerkelse vid framstaellning av en dietfoedoaemneskomposition - Google Patents

Description

11--.. '".'I Γβ1 ,,,, KU ULUTUSJULKAISU - - r _ Λ JÄV ™ (,’>UTLÄ0eNIN6SSK»IFT 58579 C Patentti myönnetty 10 03 1901

Patent aeddelat v (51) Kv.ik3/Int.ci3 A 23 L 1/30 SUOMI —FINLAND (21) P»t»flttlh*k«mui —P»t«nt»n*6knln| 751297 (22) Hikamltptlvt — AiwBknlnftdag 30.OU.75 (Fl) (23) AlkupUvI —Glltlgh«tadag 30.0U.75 (41) Tullut julkiseksi — Bllvlt offsntllg 27-02.76

Patentti* ja rekisterihallitus (44) Nlhtlvlkilpinon ja kuuLJulktltun pvm. — „Q , _ Qn

Patent· och registerstyrelsen Aiuttkan utltjd och utUkrlfun publkertd 2o. 11. oO

(32)(33)(31) Pyydstty ttuolkeus—Begird prlorltet 26.08.7U

USA(US) 500239 (71) Syntex (U.S.A.) Inc., 3U01 Hillview Avenue, Palo Alto, California 9U30U, usa(us) (72) Percie L. Lamar, III, Palo Alto, California, Robert M. Marks,

Palo Alto, California, Andrew C. Piggot, Woodside, California, USA(US) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Suuren amyloosipitoisuuden omaavan tärkkelyksen käyttö dieettiruoka-koostumuksen valmistuksessa - Användning av hög-amylosstärkelse vid framställning av en dietfödoämneskomposition

Keksinnön kohteena on vähintään 50 paino-$ amyloosia sisältävän tärkkelyksen käyttö kuivan, veden kanssa vesiemulsiona nautittavan, emulsiostabiilin dieettiruokakoostumuksen valmistuksessa, joka koostumus sisältää kuivapainosta noin 1-16 % gelatinoitua tärkkelystä, noin U—35 paino-$ lipidiä, jolloin lipidi sisältää sellaisen määrän lincOihappoa tai sen estereitä, että mainittu koostumus sisältää lincOähappolähdettä 0,U %t noin 0,05-10 % vesi-lipidi-emulgointiainetta sekä noin 3-Uo % ravinnollisesti tasapainotettua peptidiseosta tai aminohapoilla täydennettyä peptidiseosta, jonka aminohappoprofiili on riittävä normaalien, ihmisen fysiologisten toimintojen ylläpitämiseksi, ja noin 7,5-90 % hiilihydraattia, jolloin dieettiruokakoostumuksessa paljon amyloosia sisältävän tärkkelyksen ja lipidin välinen painosuhde on vähintään 0,25 ja tärkkelyksen kokonaispitoisuus on 20 % tai vähemmän ja vapaiden aminohappojen kokonaispitoisuus on alle 5 %·

Lukuisia synteettisiä tai hyvin elimistössä imeytyviä dieettiruokia on käytetty ihmisen oleellisten ravintovaatimusten täyttämiseksi. Tämän mukaan nämä 2 58579 dieettiruoat sisältävät aminohappoja ja/tai aminohappolähteitä kuten proteiinia, hiilihydraatteja ja lipidejä sekä emulgoivaa ainetta ja mahdollisesti lisäaineita kuten vitamiineja ja mineraaleja, esimerkiksi US-patentit 3 697 2Ö7 ja 3 777 930. Vaikkakin tällaisten dieettiruokien ravintoarvo on suuri ja ihmiset voivat normaalisti käyttää niitä ruuan korvikkeena tai täydentäjänä, ne on pääasiassa suunniteltu leikkauspotilaille käytettäviksi ennen tai jälkeen leikkauksen, tai ruuan-sulatusvaikeuksista kärsiville potilaille. Näiden dieettiruokien heikkoutena on niiden mauttomuus tai epäesteettinen ulkonäkö ja koska ne nautitaan vesiemulsioina, niiden muodostamien vesisnulsioiden pysymättömyys, jopa emulgoivien aineiden läsnäollessa. Alan aikaisemmat koostumukset muodostavat tavallisesti kaksifaasisen neste-neste-seoksen veden kanssa, joista toinen faasi sisältää runsaasti aminohappoja ja hiilihydraatteja. Tällöin annosteltaessa näitä emulsioita oraalisesti, potilas saa pääasiallisesti puhdasta lipidikerrosta, joka maistuu erittäin epämiellyttävältä ja syötettäessä letkun avulla suoraan vatsaan, syntyy ravintoaine-virtaukseen epätasaisuutta.

Vastaavasti aikaisanmissa hyvin elimistöön imeytyvissä dieettiruokaseoksis-sa, jotka on valmistettu aminohapoista tai peptideistä, on erittäin vähän rasvaa, koska ei ole keksitty menetelmää, jolla lipidimateriaali saadaan pysymään suspensiossa ja kaikki yritykset näiden dieettiruokien valmistamiseksi siten, että ne sisältävät enemnän kuin 1 % (nesteen painosta) rasvaa, ovat johtaneet tuotteisiin, joissa rasva erottuu, ja jotka maistuvat rasvaisilta. Tämä on erittäin suuri ongelma nautittaessa tuotetta oraalisesti. Vähäisen rasvamäärän sisältävät dieetti -ruuat vaativat myös suuremman dieettiruokamäärän nauttimisen, koska hiilihydraatin, jonka tarkoituksena on korvata rasva, energiamäärä grammaa kohti on vain noin puolet rasvan energiamäärästä.

Edelleen aminohappopöhjaisten, hyvin elimistöön imeytyvien dieettiruokien maku on tavallisesti huono aminohapoista itsestään johtuen ja lisäksi ne aiheuttavat erittäin suuren osmoottisen kuormituksen dieettiruokaa nauttivan henkilön ruuansulatuskanavaan ja ne ovat lisäksi erittäin herkkiä ei-entsymaattiselle rus-kistumiselle.

Aikaisempia proteiineja sisältäviä valmisteita ei voida hyväksyä hyvin elimistöön imeytyviksi dieettiruuiksi, koska määrätyistä ruuansulatuselinten sairauksista kärsivät potilaat eivät pysty käyttämään proteiineja tehokkaasti hyväkseen. Aikaisemmista prot eiinidieettiruuista poiketen niissä di e ett imuissa, joiden valmistukseen tämä keksintö liittyy, käytettävät, peptideinä olevat esisulatetut proteiinit absorboituvat ruuansulatuselinten sairauksista kärsivien potilaiden elimistöön yhtä tehokkaasti kuin vapaita aminohappoja sisältävät dieettiruuat ja lisäksi peptididieetin etuna on se, että dieettiruokaan liittyy vähemnän osmoottista kuormitusta. Myös peptidien funktionaalinen kyky stabiloida rasva dieettiruuas-sa on suurempi kuin aminohappojen ja lisäksi peptidien maku ei ole läheskään niin 58579 epämiellyttävä kuin aminohappojen.

Keksintö liittyy kuivaan tai varastointimuodossa olevaan dieettiruoka-koostumukseen, joka sisältää peptidejä ja/tai aminohappoja, hiilihydraatteja, lipidejä, suuren amyloosipitoisuuden omaavaa tärkkelystä ja edullisesti pienen määrän amulgoivaa ainetta. Tämä koostumus nestemäisinä emulsioina tai annostusmuodossa käsittää dieettiruokakoostumuksen vesiemulsion, jonka pysyvyys erottumista vastaan huoneenlämpötilassa on vähintään 12 tuntia ja tavallisesti 2k tuntia tai kauemmin ja jäähdytys stabiilisuus l,l°C:ssa noin U0 tuntia tai kauanmin hydrauksen jälkeen.

Keksinnön mukaisesti suuren amyloosipitoisuuden omaavaa tärkkelystä voidaan käyttää valmistettaessa peptidikoo st vanusta, joka käsittää noin 3-^0 paino-# pepti-diseosta, noin 7,5~90 paino-# hiilihydraatteja, noin 2-35 paino-# lipidejä ja hiilihydraattien lisäksi 0,5-16 paino-# gelatinoitua, runsaasti amyloosia sisältävää tärkkelystä, jolloin suuren amyloosipitoisuuden omaavan tärkkelyksen painosuhde lipideihin on vähintäin 0,25 sekä noin 0,05-10 # vesi -lipid i-emulgoivaa ainetta. Koostumus voi lisäksi sisältää pieniä määriä muita aineosia, jotka ovat edullisia potilaan ravintohyvinvoinnin sekä tuotteen esteettisen ulkonäön kannalta, kuten esimerkiksi aminohappoja (tai niiden farmaseuttisesti hyväksyttäviä suoloja) vitamiineja, mineraaleja, väriaineita, antioksidantteja ynnä muita· Vesiemulsion pysyvyyden suhteen parhaat tulokset saavutetaan, kun kuiva dieettiruokakoostumus sisältää noin k-22 kuivapaino-# peptidiseosta, noin 22-8h paino-# hiilihydraatteja, noin U —22 paino-# lipidejä ja hiilihydraattien lisäksi noin 2-ö paino-# gelatinoitua, suuren amyloosipitoisuuden omaavaa tärkkelystä ja noin 0,1*-2 # mainittua vesilipidi emulgoivaa ainetta, ja jolloin mainitun koostumuksen vapaan aminohapon kokonaispitoisuus on alle 1,5 #· Käytetty peptidiseos sisältää peptidejä sopivina suhteellisina määrinä ja suhteissa niin, että seos sisältää kaikki välttämättömät aminohapot ja sellaiset vähemmän tärkeät aminohapot, jotka tarvitaan ylläpitämään kaikki normaalit, aminohapoista riippuvat fysiologiset toiminnat. Peptidiseos voi haluttaessa sisältää myös pieniä määriä aminohappoja joko peptidiseosta valmistettaessa muodostuneina sivutuotteina tai lisäaineina antamaan määrätylle peptidiseokselle aminohappo-jäännösprofiili, joka täyttää kulloisenkin potilasryhmän ravintovaatimukset. Tavallisesti ja edullisesti peptidiseoksen aminohappokoostumus (so. peptidien aminohappo-osat ja mahdolliset vapaat aminohapot tai niiden suolat ) sisältää muna-albumiinia ja täten vastaa muna-albumiinin biologista arvoa ja sen sulavuus tavallisesti ja edullisesti on lähes 100 #. Myös eri proteiinilähteistä saatuja peptidiseok-sia voidaan lisätä optimaalisen aminohappotähdeprofiilin saamiseksi. Kuten alalla hyvin tiedetään, peptidejä ja mahdollisia aminohappoja tulee olla läsnä sopivia määriä ja sopivassa, välttämättömien ja epäoleellisten aminohappojen tai aminohappotähteiden, suhteessa ihmisen ravintovaatimusten täyttämiseksi. Myöskin, vaikka dieettiruokakoostumus voi sisältää pieniä määriä aminohappoja, edellä esitetyistä 1+ 58579 aminohappoihin liittyvistä probleemoista johtuen, dieettiruokakoostumuksen täytyy sisältää vähemmän kuin 5 % kuivapainosta aminohappoja ja tavallisesti ne sisältävät 0,0-1,5 % kuivapainosta aminohappoja. Tavallisesti peptidiseos sisältää pääasiallisesti peptidejä, joiden molekyylipainot ovat välillä 100-1000, maksimimole-kyylipainon ollessa 2000 ja tavallisesti peptidien suurimmassa ryhmässä olevat peptidit sisältävät neljästä kahdeksaan aminohappotähdettä. Tyypillisesti peptidi-seoksen ravintoarvo vastaa lähes korkealaatuisten proteiinien, kuten munien, kalan, lihan ja maidon ravintoarvoa. Eräs sopiva ja helposti saatava peptidiseos, joka sisältää asianmukaisen ravintotasapainon, on proteiinihydrolysaattiseos, joka on saatu hydrolysoimalla entsymaattisesti tai kemiallisesti kalajauhoa, öljykasvien siementen proteiinia, lehtiproteiinia, yksikkösolujen proteiinia tai eläinten teurastusjätteitä ja verta. Näitä hydrolysaatteja voidaan valmistaa tavanomaisten menetelmien avulla, joita on esimerkiksi esitetty US-patenteissa 2 098 923, 2 180 637, 2 958 630, 3 697 285, 3 761 353. Kuten edellä on lyhyesti mainittu, tällaiset proteiinihydrolysaatit sisältävät tyypillisesti peptidien lisäksi noin 10-15 paino-% vapaita aminohappoja, tavallisesti lysiiniä, arginiinia, tyrosiinia, fenyylialaniinia ja leusiinia.

Lipidikomponentti tarkoittaa syötäviä lipidejä. Niitä on yleisesti esitetty kirjassa Deuel, H.J. Junios, "The Lipids: Their Chemistry and Biochemistry", Chemistry, Vol. 1, Interscience Publishers, New York (1951)· Lipideihin kuuluvat rasvat, rasvahapot, rasvaöljyt, aromiöljyt, vahat, steroidit, fosfolipidit, glyko-lipidit, sulfolipidit, aminolipidit, kromilipidit ja vastaavat. Niiden ravinnolli-nen tärkeys tunnetaan hyvin ja lisätietoja on löydettävissä kirjallisuudesta, esim. R. Amen, The Role of Fat as Nutrient, Food Product Development, kesäkuu 1973-Vaikkakin yksittäistä lipidiyhdistettä voidaan käyttää lipidikomponenttina, tavallisesti koostumuksessa käytetyt lipidit ovat vapaiden rasvahappojen ja/tai rasvahappojen triglyseridien seoksia. Dieettiruoka, jonka valmistukseen keksintö liittyy, täyttää myös ihmisen ravintovaatimuksen linolihapon suhteen sisältäen vähintään 0,U % kokonaiskuivapainosta linolihappoa, tavallisesti estereinä esim. lincOlhapori triglyserideinä ja tyypillisesti noin 0,U-2 % kokonaiskuivapainosta linolihappoa tai sen estereitä tai näiden seoksia dieettiruoan lipidi-komponentin osana. Edullisesti lipidiseos sisältää verrattain suuren polytyydyttä-mättömien rasvahappojen ja/tai polytyydyttämättömien rasvahappojen triglyseridien suhteen tyydytettyihin rasvahappoihin ja/tai tyydytettyjen rasvahappojen triglyse-rideihin. Termi tyydyttämättömien verrattain suuri suhde tyydytettyihin tarkoittaa tyydyttämättömien rasvahappojen ja tyydyttämättömien rasvahappojen triglyserideihin suurempaa suhdetta kuin 1:1. Suositeltavia voimakkaasti tyydyttämättömiä lipidejä, jotka sisältävät myös vaadittavia linolihappoestereitä, esiintyy lukuisissa 5 58579 luonnontuotteissa, joita voidaan käyttää suoraan koostumuksessamme, kuten esim. soijapapuöljyissä, maissiöljyssä, saflori-öljyssä, maapähkinäöljyssä, puuvilla-öljyssä ja vastaavissa sekä näiden seoksissa.

Koostumuksen hiilihydraattiosuus voidaan saada jokaisesta sopivasta hiili -hydraattilähteestä, esimerkiksi tärkkelyksestä, dekstriinistä, sokereista ja näiden seoksista. Milloin sokereita käytetään muodostamaan kaikki tai osa hiilihyd-raattipitoisuudesta, on edullista välttää pelkistyvien sokerien, so. monosakkari-dien (esim. glukoosin tai fruktoosin) käyttöä, koska nämä sokerit voivat tarpeettomasti nostaa osmoottista kuormitusta. Lisäksi monosakkaridit voivat reagoida aminohappojen kanssa ja erikoisesti lysiinin kanssa, jolloin saadaan alentuneen biologisen arvon omaava tuote. Täten suositeltaviin käyttökelpoisiin sokereihin kuuluvat disakkaridit, trisakkaridit, tetrasakkaridit tai oligosakkaridit. Näihin sokereihin kuuluvat esimerkiksi sakkaroosi, maltoosi ja vastaavat. Milloin tärkkelystä käytetään hiilihydraattilähteenä, dieettiruuaö kokonaistärkkelyspitoisuus ei saa olla suurempi kuin 20 # kuivapainosta ja suuren amyloosipitoisuuden omaavan tärkkelyksen kokonaispitoisuus (mukaanluettuna hiilihydraattia lisattäesSä saatu) ei saa olla suurempi kuin 16 tämä jälkimmäinen rajoitus on välttämätön sopivan viskositeetin ylläpitämiseksi. Sopiviin käyttökelpoisiin tärkkelyksiin kuuluvat esimerkiksi maissitärkkelys, durra-, peruna-, vehnä-, tapiokatärkkelys, riisitärkkelys ja vastaavat sekä näiden tärkkelysten hydrolysoidut sokerituotteet. Myös voidaan käyttää erilaisten sokerien ja tärkkelysten seoksia. Tavallisesti saadaan parhaat tulokset käyttämällä 5~H2 dekstroosiekvivalenttista maissisiirappia, dekstroosiekvivalenttista dekstriiniä, sakkaroosia ja näiden seoksia.

Keksinnön kohteena on runsaasti amyloosia sisältävän tärkkelyskomponentin käyttö dieettiruokakoostumuksessa. Tämä parantaa dramaattisesti koostumuksen muodostaman emulsion stabiili suutta. On havaittu, että käytettäessä suuren amyloosipitoisuuden omaavaa tärkkelystä pystytään saamaan 10-100-kertainen emulsion stabiili suud en kasvu tavanomaisiin dieettiruokakoostumuksiin verrattuna. Vastaavan koostumuksen, jossa käytetään tavanomaista tärkkelystä (so. noin JO paino-# amylo-pektiiniä ja 30 paino-# amyloosia) suuren amyloosipitoisuuden omaavan tärkkelyksen asanasta, emulsiostabiili suus on vain hieman parempi alan aikaisempiin paremman-laatuisiin koostumuksiin verrattuna. On myös havaittu, että parantuneen emulsio-stabiili suud ei takaamiseksi on käytettävä suuren amyloosipitoisuuden omaavan tärkkelyksen ja lipidin välillä vähintäin painosuhdetta 0,25 ja edullisesti vähintäin 0,3· Termillä suuren amyloosipitoisuuden omaava tärkkelys tarkoitetaan tärkkelyksiä, jotka sisältävät noin 50-100 paino-# amyloosia ja tavallisesti 55-90 # amyloosia, lopun ollessa amylopektiiniä. Suuren amyloosipitoisuuden omaavaa tärkkelystä saadaan tavallisesti maissitärkkelyksenä määrätyistä maissilaaduistn, jotka on jalostettu suuren amyloosipitoisuuden omaavan tärkkelyksen saamiseksi ,ju sitä on kaupallisesti saatavana 50-100 paino-# amyloosipitoisena, tavallisesti 6 58579 55-85 #:isena geneettisistä ja ympäristötekijöistä riippuen, jotka vaikuttavat maissisiirapin amyloosipitoisuuteen. Lisätietoja suuren amyloosipitoisuud en omaa-vista tärkkelyksistä saadaan alan ammattikirjallisuudesta, esimerkiksi A New Family of Starches, Bulletin n:o 2lk of the Food Division of the National Starohes and Chemical Corporation, New York, New York; ja Amylomize VII Starches, Technical Service Bulletin, 2/2/71-IMBP 71-26, of the American Mase-Products Company,

New York, New York. Samoin, kuten tavalliset ihmisravinnoksi tarkoitetut tärkkelykset, suuren amyloosipitoisuuden omaava tärkkelys täytyy esikeittää vetysidosten poistamiseksi, jolloin saadaan tuote, jota kutsutaan gelatinoiduksi tärkkelykseksi. Tämä voidaan tehdä sopivasti kuumentamalla suuren amyloosipitoisuuden omaavaa tärkkelystä edullisesti vedessä noin 100-l80°C :n lämpötilaan noin viidestä sekunnista kahteen tuntiin. Suuren amyloosipitoisuuden omaava tärkkelys voidaan keittää ennen sekoittamista koostumuksen muiden aineosien kanssa, mutta kuten seuraavassa esitetään, se keitetään sopivasti yhdessä kaikkien tai joidenkin seoksen aineosien kanssa.

On myös havaittu, että käytettäessä suuren amyloosipitoisuud en omaavaa tärkkelystä saavutetaan oleellisesti parantunut emulsion stabiilisuus vähän aminohappoja sisältävissä dieettiruuissa. Tämän mukaisesti suositeltava aminohappokoostumus käsittää noin 3-^0 paino-# aminohapposeoMta, noin 7,5~90 paino-# hiilihydraatteja, noin 2-20 paino-# lipidejä ja hiilihydraattien lisäksi noin 1-10 paino-# gelatinoitua, suuren amyloosipitoisuuden omaavaa tärkkelystä, jolloin sen painosuhde lipidiin on vähintäin 0,3, ja s« sisältää noin 0,1-12 paino-# vesi-lipidi-anulgointiainetta. Myöskin, kuten peptidikoostumusten tapauksessa, suuren amyloosipitoisuud en omaavan tärkkelyksen kokonaispitoisuuden tulee olla 16 paino-# tai vähemmän ja kokonaistärkkelyspitoisuus saa olla korkeintaan 20 paino-#. Lisäksi, kut en edellä on esitetty peptidikoostumust en yhteydessä, aminohappokoostumukset voivat sisältää pieniä määriä potilaan ravitsemuksen kannalta edullisia aineosia sekä aineita aminohappojen (tai niiden farmaseuttisesti hyväksyttävien suolojen) esteettisen ulkonäön parantamiseksi, vitamiineja, mineraaleja, makuaineita, väriaineita, antioksidantteja ja vastaavia. Vesiemulsion stabiilisuuden suhteen saadaan parhaat tulokset, jos kuiva aminohappo-dieettiruokakoostumus sisältää noin k-22 # kuivapainosta amino happo seosta, noin 22-Ö5 paino-# hiilihydraatteja, noin lt-15 paino-# lipidejä sekä hiilihydraattien lisäksi noin 3-10 paino-# gelatinoitua, suuren amyloosipitoisuuden omaavaa tärkkelystä ja emulgoivaa ainetta noin 0,6-3 paino-#.

Koostumuksessa käytetty aminohapposeos sisältää aminohappoja tai niiden farmaseuttisesti hyväksyttäviä suoloja sopivina suhteellisina määrinä ja suhteissa kaikkien oleellisten aminohappojen ja sellaisten ei-oleellisten aminohappojen saamiseksi, jotka tarvitaan kaikkien aminohapoista riippuvien normaalien fysiologisten toimintojen muodostamiseksi. Haluttaessa aminohapposeos voi sisä! tää myös pie- τ 58579 niä määriä (noin 10 paino-$:iin asti aminohapposeoksesta) peptidejä ja/tai proteiineja. Edullisesti aminohapposeoksen koostumus vastaa likimain muna-ai"burniinin aminohappoprofiilia ja sen sulavuus on edullisesti lähes 100 %. Oikea aminohappo-profiili ravintovaatimusten täyttämiseksi on alalla hyvin tunnettu ja lisätietoja tämän suhteen on saatavissa kirjallisuudesta, esim. katso tarkastelua aminohappojen ravintovaatimuksista US-patenteissä 3 697 287 ja 3 701 666 ja niissä mainittuja viitteitä.

Dieettiruokakoostumuksissa käytettäväksi sopivia emulgointiaineita ovat sellaiset, joiden hydrofiili-lipofiili-tasapaino (HLB) on noin 8 —lU,5. Vaikka yleensä pienemmän HLB-arvon omaavat emulgointiaineet antavat huonompia tuloksia, niin tästä on myös poikkeuksia. Samanlaisen HLB-arvon omaavien emulsioiden tehossa esiintyy eroavaisuuksia erilaisesta kemiallisesta koostumuksesta riippuen. Parhaat tulokset saavutetaan emulsion stabiilisuuden parantumisessa käytettäessä emulgaatto-reina monoglyseridien diasetyyliviinihapon estereitä, joiden saippuoitumisluku on noin ^05-^25 (AOCS Cd 3-25) ja jodiluku noin 60-70 (KL-68l,l). Keksintöön liittyvissä peptidi-dieettiruokakoostumuksissa käytetään tavallisesti noin 0,05-10 % kuivapainosta emulgointiainetta, ja tavallisesti parhaat tulokset saavutetaan käytettäessä niitä 0,1+-2 % kuivapainosta. Vastaavasti aminohappoperustaisissa koostumuksissa on yleensä edullista käyttää hieman suurempia määriä emulgaattoreita, tavallisesti noin 0,1-12 % koostumuksen kuivapainosta, edullisesti 0,6-3 % kuivapainosta. Voidaan kuitenkin käyttää emulgointlaineiden määriä, jotka ovat suurempia tai pienempiä kuin mainitut arvot kulloisestakin emulgointlaineesta riippuen. Optimimäärät annettua systeemiä varten voidaan määrätä rutiinikokeiden avulla. Samoin, kuten aiaila on tunnettua, peräkkäiset prosessivaiheet vaikuttavat emul-gointiaineen tehoon, esimerkiksi suuren HLB-arvon (esim. 8-15) omaavat emulgointiaineet ovat tehokkaampia kun materiaali ruiskutuskuivataan, ja pienen HLB-arvon (esim. 2-5) ovat tehokkaampia materiaaleissa, joita lämpökäsitellään (esim. steriloidaan) nesteinä.

Haluttaessa voi keksintöön liittyvä koostumus sisältää myös pieniä määriä vitamiineja, mineraaleja, lääkeaineita, happamuuden esto- tai puskuriaineita, joita tavallisesti lisätään dieettiruokakoostumuksiin tai jotka ovat edullisia määrätyille potilaille. Tavallisesti tällaiset lisäaineet muodostavat vain pienen osan koostumuksen painosta, esimerkiksi näitä aineita lisätään kokonaisvitamiinipitoi-suuden saamiseksi noin 0,001-0,005 painoprosentiksi, kokonaismineraalipitoisuuden noin 1-10 prosentiksi ja happamuuden estoaineiden kokonaispitoisuuden saamiseksi noin 0,1-0,5 prosentiksi. Sopiviin vitamiineihin kuuluvat esimerkiksi vitamiini A, vitamiini D, vitamiini B^» vitamiini C, p-aminobentsoehappo, pantoteenihappo, kaisiumpantotenaatti, foolihappo, koliini, inositoli, niasinamidi, riboflaviini, pyridoksiini, tiamiini ja edellä mainittujen happojen farmaseuttisesti hyväksyttävät suolat sekä vastaavat aineet. Sopiviin mineraaleihin kuuluvat esimerkiksi nat- β 58579 riumin, kaliumin, kalsiumin, magnesiumin, raudan, kuparin, sinkin ja jodin lähteet, tavallisesti suolat. Mineraalisuolojen edullisuus ravintodieeteissä tunnetaan hyvin ja lisätietoja on saatavissa kirjallisuudesta, esimerkiksi R. Amen, Minerals as Nutrients, Food Product Development, September, 1973, R. Amen, Trace Minerals as Nutrients, Food Product Development, October 1973. Sopiviin puskuriainei siin kuuluvat esimerkiksi natriumasetaatti ja vastaavat.

Haluttaessa voi tämä keksintöön liittyvä koostumus sisältää vielä pieniä määriä makua antavia aineita nautittavuuden parantamiseksi edelleen. Sopiviin käyttökelpoisiin makuaineisiin kuuluvat esimerkiksi luonnollinen ja jäljitetty suklaa, vanilja, hedelmämakuaineet, kuten sitruunan, appelsiinin ja muiden sitruunahedel-mien makuaineet, persikan, mansikan, kirsikan aromiaineet sekä muut tavanomaiset makuaineet. Yleensä makuaineita on saatavissa tiivisteinä tai uutteina tai synteettisesti valmistettuina aromipitoisina estereinä, alkoholeina, aldehydeinä, terpii-neinä, seSkviterpiineinä ja vastaavina. Yleensä näitä makuaineita lisätään alueella 0,01-2,0 paino-# (kuivapainosta) olevina määrinä.

Kuivia dieettiruokakoostumuksia, joiden valmistukseen keksintö liittyy, voidaan valmistaa yksinkertaisesti sekoittamalla keskenään vastaavat aineosat ja lämpö käsittelemällä seosta 65~95°C:ssa noin 5~15 minuutin ajan. Korkeampia lämpötiloja voidaan käyttää, mutta ne eivät ole välttämättömiä. Tässä tapauksessa suuren amyloosipitoisuuden omaava tärkkelys täytyy gelatinoida ensin esikuumentaraalla vedessä noin llö-l^C^C: ssa noin 5-20 sekunnin ajan. Jälleen voidaan käyttää korkeampiakin lämpötiloja, mutta ne eivät ole välttämättömiä. Olemme edelleen havainneet, että kuiva dieettiruokakoostumus voidaan sopivasti ja tehokkaasti valmistaa esisekoittamalla aineosat nesteseokseksi, esimerkiksi veteen, noin 20-60 paino-# edullisesti noin 35~*+5 paino-# :n kiinteäainepitoisuut een ja homogenisoimalla sit-ten nestemäinen seos 100-210 kp/cm :n paineessa ja syöttämällä homogenisoitu seos höyryinjektorin lävitse, joka toimii noin 120-150°C:n, edullisesti 125-135°C:n lämpötilassa ja 5“7 kp/cm :n paineella ja steriloimalla seos sitten pitämällä sitä alueella 125-1^0°C:n lämpötilassa noin 10-15 sekuntia. Suuren amyloosipitoisuuden omaavan tärkkelyksen gelatinoimiseen tarvittava lämpötila kasvaa seoksen kiinteä-ainepitoisuuden kasvaessa, kuitenkin 150°C korkeammat lämpötilat ovat tarpeettomia. Tässä tapauksessa suuren amyloosipitoisuuden omaavaa tärkkelystä ei tarvitse esi-keittää, koska tärkkelys keitetään höyryinjektiovaiheessa. Täten höyryinjektio-vaihe suorittaa suuren amyloosipitoisuuden omaavan tärkkelyksen gelatinoimisen ja helpottaa myös sekoittamista sekä lisäksi kuumennusasteesta riippuen myös pastöroi , tai steriloi materiaalin. Höyryinjektio voidaan suorittaa tavanomaisten, alan asiantuntijoiden hyvin tuntemien menetelmien avulla, katso esimerkiksi US-patenttia 2 6öh 'Jhg.

Höyryinjektorista saatu nestemäinen seos voidaan sitten kuivata tavanomaisten menetelmien avulla, esimerkiksi ruiskutuskuivaamalla, pakasiekuivaamalla tai 9 58579 rumpukuivaamalla, vaikkakin ruiskutuskuivaus on yleensä suositeltava. Myös 61--: entsomaattisen ruskistumismahdollisuuden vuoksi kuivatussa dieettiruokakoostumuk-sessa hiilihydraatin ja aminohappo- sekä peptidikomponentin välillä on edullista varastoida ja pakata dieettiruokakoostumus lähes vedettömissä olosuhteissa 21°C :n alapuolella olevissa lämpötiloissa. Vaihtoehtoisesti höyryruiskutuksesta saatu tuote voidaan purkittaa tavanomaisia menettelyjä käyttäen ja jakaa täten käytettäväksi nest etiivist eenä, joka laimennetaan vedellä ennen nauttimista. Haluttu gnulsion kiinteäainepitoisuus voidaan muodostaa höyryruiskutusvaiheen sopivan koostumuksen avulla, kuten alalla hyvin tiedetään.

Nestemäinen emulsio on se dieettiruokakoostumuksen muoto, jonka potilas itse nauttii oraalisesti tai joka johdetaan letkua käyttäen potilaan vatsaan. Nestemäinen emulsio voidaan valmistaa edellä esitetyllä tavalla tai se voidaan valmistaa helposti sekoittamalla yksinkertaisesti kuiva dieettiruokakoostumus veteen sopivassa suhteessa kiinteäainepitoisuuden saamiseksi 10-50 paino-#:iseksi ja tavallisesti 15-30-#:iseksi. Muodostuneen emulsion viskositeetti on noin 2-10 sent-tipoisia ja emulsion pysyvyys jäähdytettynä (esim. l-3°G:ssa) on vähintäin vuorokausi ja tavallisesti noin 2-3 vuorokautta. Jäähdytyssäilyvyys on tärkeä sairaalakäytössä, koska se sallii koko vuorokauden dieettiruokamäärän valmistamisen yhdellä kertaa ilman, että materiaalissa esiintyy emulsion hajoamista. Enulsiot ovat myös riittävän pysyviä suurehkojen määrien valmistamiseksi, mutta yleensä se on epäkäytännöllistä. Myös milloin halutaan painovoiman avulla syöttää emulsiota putken lävitse, suuren amyloosipitoisuuden omaavan tärkkelyksen pitoisuuden täytyy olla pienempi kuin 6,6 % kuivapainosta, jotta saadaan emulsio, jonka viskositeetti on 25 senttipoisia tai pienenpi. Vaikka vesi on tavallisesti valittu nestanäinen väliaine, muitakin farmaseuttisesti hyväksyttäviä väliaineita voidaan käyttää.

Samoin kuin edellä on käytetty, käytetään seuraavia termejä seuraavissa merkityksissä, ellei toisin ole mainittu. Qnulsioaineilla termi hydrofiilinen-lipofiilinen tasapaino (HLB) tarkoittaa emulgaattorimolekyyIin veteen liukenevan osan koon ja voimakkuuden suhdetta lipidiin liukenevan molekyylin osaan. Emulgaat-toreita luokiteltaessa käytetty HLB-systeemi antaa muodostuvan onulsiotyypin, esimerkiksi vesi öljyssä tai öljy vedessä, mutta se ei anna emulgoitumisen tehokkuutta. (Philips Sherman, Bnulsion Science, sivu 1, Academic Press, New York (1968)). Lyhennys AOCS tarkoittaa American Oil Chemists Society'n esittämää analyyttistä menettelyä. Lyhennys KL tarkoittaa analyyttistä standardimenetelmää, jonka on esittänyt Kilborn laboratories of the Witco Chemical Company of Chicago, Illinois.

Termi jodiluku ilmoittaa materiaalissa olevien tyydyttämättömien rasvahappojen määrän (esimerkiksi rasvan) lausuttuna grammoina.jodia, jonka 100 grammaa materiaalia absorboi.

Termi saippuoituun.sluku tarkoittaa KOH-määrää grammoina, joka tarvitaan neutraloimaan vapaa tai sidottu rasvahappo yhdessä grammassa materiaalia.

10 58579

Termi prosenttiluku (%) tarkoittaa prosentteja kuivapainosta paitsi milloin tarkoitetaan emulsion kiinteäainepitoisuutta tai erikoisesti emulsiota itseään, jolloin se lasketaan emulsion kokonaispainosta.

Termiä farmaseuttisesti hyväksyttävä tai ravintona käyttökelpoinen käytetään kuvaamaan eri aineita esitettäessä aineita tai materiaaleja, jotka eivät merkittävästi muuta koostumuksen farmaseuttisia tai ravinnollisia ominaisuuksia, esimerkiksi myrkyllisyyttä tai ihmisen assimilaatiota.

Valmistusohje 1 Tämän valmistusohjeen mukaan 208 kg kalaproteiinitiivistettä sekoitetaan 2000 l:aan deionisoitua vettä noin U5°C:n lämpötilassa. Seoksen pH säädetään arvoon noin 8,5 + 0,2 lisäämällä valvotusti kalsiumhydroksidia, jota tarvitaan noin 2,25 kg. Seokseen lisätään sitten biostaattisina aineina 1,9 1 tolueenia ja 1,9 1 kloroformia ja muodostunut seos kuumennetaan noin 1+2°C:n lämpötilaan ja lisätään 6,3 kg pankreatiinia x N.F. (National Formulary XII-monograph 287). Kalaproteiinitiivisteen sulaessa reaktioseoksen pH laskee ja se säädetään arvoon noin 7,7 ± 0,3 lisäämällä kalsiumhydroksidia puolen tunnin välein noin U-5 tunnin aikana, jolloin tarvitaan noin 6,7~9j0 kg kalsiumhydroksidia. Sulamisen annetaan jatkua vielä noin 1U—15 tuntia, jona aikana pH on laskenut arvoon noin 7,^ + 0,2. Tämän jälkeen pH säädetään arvoon 7»0 0,1 lisäämällä 85 paino-#:sta fosforihapon vesiliuosta. Reaktioseos kuumennetaan sitten 62°C:seen 30 minuutin ajaksi pankreatiinientsyylikompleksin deaktivoimiseksi ja pumpataan sitten suodatuspuristimen lävitse nopeudella 9,5—1U,8 litraa minuutissa käyttäen vain fosforihappoa. Saatu emäksinen kalsiumfosfaattisakka on tällöin suodatusapuna. Suodos otetaan talteen ja siihen sekoitetaan 25 kg jauhemaista aktiivihiiltä, sekoitetaan 30 minuuttia ja suodatetaan sitten aktiivihiilen poistamiseksi. Aktiivihiilisuodatuskakku pestään 38 litralla kuumaa vettä (noin 65°C) ja yhdistetään suodoksen kanssa. Yhdistettyjä suodosta ja pesuvettä kuumennetaan ja tiivistetään haihduttamalla noin 10 %:n kiinteäainepitoisuuteen. Tiiviste jäähdytetään U,5°C:n lämpötilaan ja sumutuskuivataan sitten, jolloin saadaan noin 118 kg proteiinihydrolysaattia lähes täysin valkoisena jauheena. Tuotteesta otettu näyte liuotetaan sitten veteen, jolloin muodostuu lähes täysin kirkas liuos, jossa ei havaita mitään makua.

Seuraavat esimerkit valaisevat suuren amyloosipitoisuuden omaavan tärkkelyksen keksinnönmukaista käyttöä.

11 58579

Esimerkki 1

Sekoitetaan 1,9 kg suuren amyloosipitoisuuden omaavaa tärkkelystä (70 pai-no-% amyloosia, 30 paino-$ amylopektiiniä) 67,5 kg:n kanssa vesipitoista peptidi-seosta, joka sisältää i+,73 kg peptidejä valmistettuna valmistusohjeen 1 mukaan, jolloin kiinteäainepitoisuus on 7 %· Muodostunutta seosta sekoitetaan ja kuumennetaan jatkuvasti ja lisätään seuraavat aineosat: 1,θ6 kg kaiiumglukonaattia, 0,207 kg trikalsiumfosfaattia, 0,386 kg natriumkloridia, 0,26 kg kaksi emäksistä magnesium-fosfaattia, 0,11+6 kg kalsiumsitraattia, 2,1378 g mangaaniglukonaattia, 15,1189 g f errogluko naattia, 0,369 g ku pr igluko naattia, 3,91+5 g sinkkiasetaattia ja 0,0196 g kaliumjodidia. Tämän jälkeen lisätään 29,8 kg kiinteää maissisiirappia {2k dekst-roosiekvivalenttia) ja 3,1 kg sakkaroosia. Samanaikaisesti tämän seoksen valmistuksen kanssa valmistetaan lipidiseos, joka sisältää 1+,63 kg maissiöljyä, 0,363 kg diasetyyliviinihapon glyseridiesteri-emulgaattoria, jota myydään kauppanimellä flncol AA-1+5 (Witco Chemical Corp. , Chicago, Illinois), 0,225 kg vaniljamakuainetta ja vitamiineja A, D, E ja K sopivina määrinä seuraavassa taulukossa A esitetyn koostumuksen saamiseksi. Lipidiseos kuumennetaan sitten noin 57 +. 3°C:n lämpötilaan ja lisätään peptidimaissisiirappiseokseen, kun sen lämpötila on noussut 60_+ 3°C:een. Tämän jälkeen lisätään seokseen fenyylialaniinia, tryptofaania, metioniinia, iso-leusiinia ja valiinia sopivina määrinä taulukossa A esitetyn koostumuksen saamiseksi, ja muodostunut seos kuumennetaan sitten 71°C:een. Seos pumpataan tämän jälkeen homogenisaattoriin ja homogenisoidaan 189 kp/cm :n paineessa ja pumpataan sitten jatkuvatoimiseen höyryinjektoriin, jonka sekoitusosassa ylläpidetään noin 129,5“ 132,2°C:n käyttölämpötilaa. Höyryinj ektoriin syötetty seos pidetään noin 129,5“ 132,2°C:n lämpötilassa noin 11 sekunnin ajan seoksen steriloimiseksi ja jäähdytetään sitten noin 15°C:een ja siihen lisätään vesiliukoiset vitamiinit , Bg, Bg,

B^g, niasinamidi, pantoteenihappo, foolihappo, koliini, askorbiinihappo ja biotiini sopivina määrinä taulukossa A esitetyn koostumuksen saamiseksi. Seos sumutekuiva-taan, jolloin saadaan 1+5,3 kg taulukossa A esitetyn koostumuksen omaavaa tuotetta, joka kunkin aineosan määrässä 10-15 $:n vaihtelurajoin edustaa edullisinta tuotetta. Taulukko A

Aineosien kuivapaino 1+3,5 kg kohti kuiva- tuot että

Peptidiravinnetta (7 % kiinteitä aineita)·1· 1+,78 kg

Aminohappolisäys 0,1+12 kg 10,87 % 1-tryptofaania 0,01+1+6 kg 20,65 % 1-isoleusiinia 0,08515 kg 28,26 % 1-fenyylialaniinia 0,11626 kg 18,1+8 % Imet ioniin ia 0,07022 kg 21,71+ % 1-valiinia 0,0891+1+8 kg 12 58579

Maissiöljyä 1,63 kg

Ekulgaattoria ( Oncol AA-15) 0,363 kg

Kokonaishiilihydraatti (33,0 kg)

Frodex 2l (kiinteä maissisiirappi ) 28,269 kg

Sakkaroosia 3,1 kg

Suuren arayloosipitoisuuden omaavaa tärkkelystä 1,70 kg (70 % amyloosia, 30 % amylopektiiniä) *

Kaliumglukonaattia p 06 kg

Trikalsiumfosfaattia 0,207 kg

Natriumkloridia 0,366 kg

Magnesiumfosfaattia, kaksi emäksistä. 3 i^O 0,18 kg

Kalsiumsitraattia.l H^O 0,1271* kg

Mangaaniglukonaattia 2,1378 g

Ferroglukonaattia 15,119 g

Kupriglukonaattia 0,369 g

Sinkkiasetaattia 3,9l*5 g

Kaliumjodidia 0,0196 g

Firmenich-vaniljanmakujäljitettä 0,01*53 kg

Vitamiini A, D, E ja K (sekoitus (l)) 6,71*32 g

Vitamiini B (sekoitus (2)) 5,372 g

Koliinikloridia 30,000 g

Jfe.tr iumaskorbaatt ia 30,000 g (1) Vitamiini A, D, E ja K sekoitus: Lähde Potaissi Yksikköä grammaa kohti vitaniiniseosta_

Vitamiini-A-palmitaatti 1 miljoonaa I.U./g 86,789 I.U.

Kiteinen vitamiini 1 miljoonaa I.U./g 6,361+,5 I.U.

Alfa-tokoferyyliasetaatti (E) 5*13,6 I.U./g 1*91,75 I.U.

Vitamiini K1 (K) 100 % 2,17 g (2) Vitamiini B seos: Yksikköä grammaa kohti vitamiiniseosta_

Tiamiinimononitraatti 1*1,676 mg

Riboflaviini 51,75 mg

Pyridoksiini -HC1 55,1 mg d-kalsiumpantotenaatti 235,29 mg

Niasinamidi 1*52,3*+5 mg

Foolihappo 9,1211 mg

Biotiini 6,5153 mg

Vitamiini B^, (0,1 %:n pitoisuus) li5,197 mg ^Valmistettu valmistusohjeen 1 mukaan o \ .

(mono- ja diglyseridien diasetyyliviinihappoestereitä, myy Witco Chemical Company, Chicago, Illinois, kauppanimellä fincol AA-I5.

13 53579

Esimerkki 2 Tässä esimerkissä esitetään emulsion parantuneet ominaisuudet verrattuna vastaaviin koostumuksiin, joissa ei käytetä tärkkelystä lainkaan tai joissa käytetään tavallista tärkkelystä (so. 30 % amyloosia, 70 % amylopektiiniä) tai vähämäistä tärkkelystä (100 % amylopektiiniä). Valmistetaan kolme erilaisen rasvapitoisuuden omaavaa ryhmää vesiemulsioita (23 % kiinteitä aineita) seuraavasti: yhden ryhmän rasvapitoisuus on 2,35 %, toisen h,70 % ja kolmannen 9,h0 %. Jokaisessa tapauksessa käytetään emulsioita, jotka on valmistettu käyttäen esimerkissä 1 esitettyä peruskooetumusta, mutta vaihtelemalla rasvan suhteellisia määriä (maissiöljyä) ja kiinteän maissisiirapin määriä määrätyn rasvapitoisuuden saamiseksi emulsioon pitäen samalla kiinteiden aineiden kokonaispitoisuus vakiona 23 #:ssa ja peptidiseos-pitoisuus vakiona 2,2h %:ssa. (märkäpaino). Tärkkelystä sisältävissä valmisteissa käytetään 1 %:n (märkäpaino) tärkkelyspitoisuutta ja vertailukoosturauksissa, jotka eivät sisällä tärkkelystä, kiinteän maissisiirapin määrää nostetaan vastaavasti (so. 1 % :11a märkäpaino ).

Kulloisetkin tärkkelysemulsiot (suuren amyloosipitoisuuden omaava tärkkelys, normaalitärkkelys tai vahamainen tärkkelys) valmistetaan sekoittamalla kaikki aine- o 2 osat keskenään ja kuumentamalla seos 71°C;een. Seos homogenisoidaan 190 kp/cni :n paineessa ja johdetaan sitten suoraan höyryinjektoriin, jossa se kuumennetaan 132 +_ 3°C :n lämpötilaan. Höyryinjektorista poistuu kuuma liuos väliosaan 11 sekunnin viipymisajaksi, jäähdytetään nopeasti noin h9°C:een tyhjiökammiossa. Bnulsiota jäähdytetään edelleen vesi vaipalla varustetussa lämmönvaihtajassa ja varastoidaan 2 + 0,5°C:n lämpötilassa. Tärkkelystä sisältämättömät emulsiot valmistetaan samalla tavalla.

Jokainen emulsio tutkittiin puolen tunnin, kahden tunnin, 16 tunnin ja hO tunnin väliajoin emulsion ominaisuuksien määrittämiseksi. Näiden kokeiden tulokset on esitetty seuraavissa taulukoissa.

Kustakin emulsiosta määritettiin seuraavat emulsion ominaisuudet: 1) Stabiilisuus erottumista vastaan. Tämä mitataan valmistamalla kaksi näytettä kustakin emulsiosta asteikolla varustettuun kirkkaaseen lasiastiaan ja mittaamalla erottuneen rasvan tilavuusprosentti, muodostuneen vesipitoisen faasin tilavuus ja öljypitoisen faasin määrä, joka jää jäljelle puolen tunnin, kahden tunnin, 16 tunnin ja ho tunnin kuluttua.

2) Alkuperäisen emulsion misellien kokojakautuma. Mi selli en koko jakautuma määritetään tutkimalla kahtakymnentä satunnaisesti valittua 10 pn aluetta. Koko määritetään prosentteina alueista, jotka sisältävät suurempia kuin 10,0 pn, 5,0-10,0 pn ja pienanpiä kuin 5,0 pn misellejä.

3) Lämpöstabiilisuus. Näytteitä kuumennetaan 71°C:ssa kaksi tuntia, jonka jälkeen tarkkaillaan anulsion erottumista.

iu 5 8 579 k) Leikkuustabiilisuus. Bnulsion kestävyys voimakasta hiertämistä vastaan mitataan käsittelemällä likimain 500 ml:n näytettäviisi minuuttia suurinopeuksisessa (3200 kierr./tolin) Waring-sekoittimessa. Tämän jälkeen seisotetaan viisi minuuttia, jonka jälkeen eraulsionäytt ei st ä tutkitaan merkkejä emulsion erottumisesta.

5) Viskositeetti. Viskositeetti määrätään käyttäen Brookfield model LVF-viskosi-metriä nopeudella 60 kierr./min.

Kokeiden tulokset on esitetty seuraavissa taulukoissa.

Taulukko 1

Qnulsion stabiilisuus erottumista vastaan T är kkelystyyppi

Lipidi Ei tärkkelystä Vahamainen Normaali Suuri amyloosipitoisuus (maissiöljy) *..... . .

märkäpaino-# * ol.iypitoisessa faasissa 1/2 tunnin kuluttua 2.35 100 100 100 100 *+,70 99 90 100 97 9,1+0 5 65 18 95 % öljypitpisessa faasissa 2 tunnin kuluttua 2.35 100 100 100 99 1+,70 98 90 98 9I+ 9,1+0 2 20 20 90 % öljypitpisessa faasissa 16 tunnin kuluttua 2.35 100 6 100 9I+ 1+,70 95 10 5 81 9,1+0 1 17 20 71+ % öljypitpisessa faasissa 1+0 tunnin kuluttua 2.35 95 60 9I+ 1+,70 95 13 3 81 9,1+0 1 16 8 71+

Edellä elevassa taulukessa 1 öljypiteinen faasi dispergeituneena 100 #risesti emulsioen eseittaa stabiilia emulsieta, kun taas epästabiilit, tai vähemmän stabiilit, emulsiet en esitetty öljypiteisen faasin pien en eilisenä, jelloin samanaikaisesti vapaata öljyä sisältävä faasi tai vesipiteinen faasi tai molemmat suurenevat, Nestettaessa öljypitoisuus 9,1+ #:iin, emulsiesysteemit jeutuvat niiden odotettujen stabiilisuusrajojen ulkopuolelle. Taulukon 1 arvot osoittavat, että suuren amyloosipitoisuuden omaavaa tärkkelystä sisältävien systeanien stabiilisuus on suurin 1+0 tunnin jakson aikana kaikilla öljypitoisuuksilla ja että, kuten voidaan odottaa, kaikkien emulsioiden stabiilisuudet alenevat öljypitoisuuden kasvaessa.

is 58579

Taulukko 2

Misellien kokojakautuma Tärkk ely st yyppi

Lipidi Ei tärkkelystä Vahamainen Normaali Suuri amyloosipitoisuus (maissiöljy) . . ..... . . ...

märkäpaino-^ Misellien prosenttimäärä, joiden koko on pienempi kuin ^ pm_ 2.35 90 70 70 80 1+,70 92 62 0 10 9,^0 1+2 22 0 15

Misellien prosenttimäärä, joiden koko on suurempi kuin 10 ^im 2.35 8 18 28 2 1+,70 8 8 90 1+0 9,1+0 3 30 32 1+5

Yleensä emulsion stabiilisuus kasvaa yhdessä pienempien kuin 5 pn:n misellien osuuden kanssa. Kuitenkaan peptidien kanssa valmistettujen koostumusten arvot, taulukossa 2 esitettyinä, eivät osoita selvää korrelaatiota misellien koko-jakautuman ja stabiilisuuden välillä.

Taulukko 3 Lämpöstabiili suu s 71°C:ssa Tärkkelystyyppi

Lipidi Ei tärkkelystä Vahamainen Normaali Suuri amyloosipitoisuus (maissiöljy) pa ino -%

2.35 Y NY N

1+,70 N NY N

9,1+0 N NN N

Y = kohtuullisen stabiili N = epästabiili

Minkään emulsion lämpöstabiilisuus ei ollut hyvä 71°C:ssa, vaikkakin anul-sioiden, joissa käytetään normaalia tärkkelystä tai ei lainkaan tärkkelystä, lära-pöstabiilisuus on hieman parempi kuin vahamaisten tai suuren amyloosipitoisuuden omaavien tärkkelysten muodostavien emulsioiden.

Taulukko 1+

Leikkuustabiilisuus Tär kk ely st yyppi

Lipidi Ei tärkkelystä Vahamainen Normaali Suuri amyloosipitoisuus (maissiöljy) märkäpaino-i?

2.35 Y N Y N

1+,70 N NN N

9,1+0 N N N N

Y = kohtalaisen stabiili N = epästabiili 16 58579

Mikään emulsioista ei ole merkittävän stabiili voimakkaasti hiertävissä olosuht eissa.

Taulukko 5

Bnulsion viskositeetti (senttipoisia 23°C:ssa) Tärkkelystyyppi

Lipidi Ei tärkkelystä Vahamainen Normaali Suuri tärkkelyspitoi- (maissiöljy) suus märkäpaino-% 2,35 k ,6 8,9 9,0 32,7 U,70 5> 8,9 9tb 32,9 9,^0 5,3 8,U 8,5 29,2

Suuren amyloosipitoisuuden omaavan tärkkelyksen kanssa muodostettujen peptidiemulsioiden viskositeetti on likimain kaksinkertainen verrattaessa emulsioihin, jotka on valmistettu vahamaisesta tai normaalista tärkkelyksestä (taulukko 5).

Esimerkki 3 Tässä esimerkissä toistettiin esimerkin 2 menettely, paitsi että tässä tapauksessa käytettiin peptidiseoksen asemesta vapaitten aminohappojen seosta, joka on esitetty seuraavassa taulukossa A, ja joka vastaa esimerkissä 2 käytettyä peptidiseoksen aminohappoprofiilia. Näiden kokeiden tulokset on esitetty seuraavis-sa taulukoissa IA - 5A· Kuten näistä taulukoista ilmenee, aminohappo-rasvaemulsio, jossa on käytetty suuren amyloosipitoisuuden omaavaa tärkkelystä, on selvästi paranpi kuin emulsio, jossa on käytetty vahamaista tärkkelystä tai normaalia tärkkelystä tai emulsio, jossa ei ole käytetty tärkkelystä lainkaan. Se on kuitenkin huonompi kuin esimerkissä 2 esitetty peptidi emulsio.

it 58579

Taulukko A

Aminohappo fa.ino-%

Lysiini 10,6k

Histidiini 3,03

Arginiini 6,1+1+

Asparagiinihappo 10,85

Treoniini 5,05

Soriini ^,3^

Glutamiinihappo 15,98

Proliini 3,50

Kystiini 0,52

Glysiini 1+ »T3

Alaniini 6,1*8 Väliini 5,73

Met ioniini 3,2l

Isoleusiini 1*,70

Leusiini 8,69

Tyrosiini 2,75

Fenyylialaniini 3.23 ϊοο’οο

Taulukko IA

Stabiilisuus emulsion erottumisen suhteen Tärkkelystyyppi

Lipidi Ei tärkkelystä Vahamainei Normaali Suuri amyloosipitoisuus märkäpaino-^ ^ öljypitoisessa faasissa 1/2 tunnin kuluttua 2.35 100 3 100 100 1+J0 98 8 90 93 9,1*0 95 2U 25 80 % öljypitoisessa faasissa 2 tunnin kuluttua 2.35 100 3 100 99 k JO 97 θ 1 83 9,1+0 91* 23 20 80 % öljypitoisessa faasissa 16 tunnin kuluttua 2.35 10 8 2 90 1+,70 0 10 1 72 9,1*0 3 22 o 60 % öljypitoisessa faasissa 1*0 tunnin kuluttua 2.35 7 5 0 90 1+,70 0 10 1 72 9,1*0 2 22 o 60 ie 58579

Qnulsion viskositeetti (senttipoisia 23°:ssa) 2.35 5,9 9,6 11,2 LL,8 L,70 5,L 9,5 10,1 55,3 9,L0 5 9,5 10,9 60,3

Esimerkki L

Tässä esimerkissä toistettiin esimerkin 2 mukainen menettely paitsi, että peptidi seoksen asanesta käytettiin funktionaalista kalaproteiinia (valmistettuna uuttamalla matalassa lämpötilassa isopropanolilla punaturskaa - so. Urophysis chuss). Kuten seuraavissa taulukoissa esitetyistä tuloksista voidaan nähdä, proteiini-rasva -emulsiot valmistettuina suuren amyloosipitoisuuden omaavaa tärkkelystä käyttäen ovat yhtä hyviä tai parempia kuin aminohappoja käyttäen valmistetut ja peptidejä käyttäen saadut. Kuitenkin, koska lukuisat ruuansulatushäiriöistä kärsivät potilaat pystyvät absorboimaan paljon helpommin aminohappoja ja peptidejä kuin proteiineja, aminohappoemulsiot ja varsinkin peptidiemulsiot ovat suositeltavia huolimatta pro-teiiniemulsioiden paremmista emulsion stabiilisuusominaisuuksista.

Taulukko IB

Stabiilisuus erottumista vastaan Tärkkelystyyppi

Lipidi Ei tärkkelystä Vahamainen Normaali Suuri amyloosipitoisuus (maissiöljy) ..... . , märkäpaino-^ * oljypitoisessa faasissa 1/2 tunnin kuluttua 2»35 9L 25 90 100 L ,70 9k 35 90 100 9,L0 96 50 90 100 % oljypitoisessa faasissa 2 tunnin kuluttua 2.35 85 25 90 99 LJO 90 35 90 99 9,L0 90 50 90 99 % oljypitoisessa faasissa 16 tunnin kuluttua 2.35 10 22 80 98 70 5 35 16 97 9,L0 6 LO Lo 70 % oljypitoisessa faasissa LO tunnin kuluttua 2.35 8 22 80 97 L ,70 8 30 10 97 9,LO 8 LO 30 70

Qnulsion viskositeetti (senttipoisia 23°C:ssa) 2.35 8,0 lL,T 13,6 20,6

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

9,LO 6,8 18,8 13,9 26,2 19 58579

Esimerkki 5 Tässä esimerkissä toistettiin esimerkin 2 menettely paitsi, että käytettiin 55~#:ista suuren amyloosipitoisuuden omaavaa tärkkelystä ja 70-#:ista suuren amy-loosipitoisuuden omaavaa tärkkelystä ja vaihdeltiin sekä öljypitoisuutta että suuren amyloosipitoisuuden omaavan tärkkelyksen pitoisuutta. Kiinteäainepitoisuus pidettiin vakiona 23 paino-#:ssa, esimerkin 1 mukaan valmistettua peptidikoostumus-ta käyttäen ja säätäen maissi siirapin kiinteitä aineita öljypitoisuuden ja tärkke-lyspitoisuuden muutosten korvaamiseksi. Jokaiselle emulsiolle suoritettiin samat kokeet kuin esimerkissä 2 ja määritettiin näiden kokeiden perusteella emulsion kokonais stabiilisuus. Käissä määrityksissä öljyn erottumiskokeelle annettiin suurin paino emulsion stabiilisuuden osoittamissa. Lukema 100 osoittaa emulsioita, jotka ovat erittäin stabiileja erottumisen suhteen ja lukema 0 osoittaa erittäin epästabiilia emulsiota - siis·öljyn ja veden täydellistä erottumista kahdeksi eri faasiksi. Näiden kokeiden tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa 6. Yleensä 55-# :isen suuren amyloosipitoisuuden omaavan tärkkelyksen viskositeetti on myös hieman suurempi, kun taas misellien kokojakauma, lämpöstabiilisuus ja leikkuustabiilisuus ovat likimain yhtä suuret sekä 55~#:iselle että 70-#:iselle amyloosia sisältävälle tärkkelykselle.

Taulukko 6

Kokonaisemulsiostabiilisuus 55 #:isen amyloositärkkelyksen pitoisuus (paino-#)

Lipidi 0,5 1,0 2,0 (maissiöljy) paino-# * 0,65 100 100 100 1.90 50 100 100 5,70 !+0 60 100 70 #:isen amyloositärkkelyksen pitoisuus (paino-#) 0,65 100 100 100 1.90 60 80 80 5,70 20 50 70 * laskettu kokonaisemulsiosta (so. märkäpainosta).

Kuten edellä olevasta taulukosta voidaan nähdä, optimistabiilisuus kaikilla suuren amyloosipitoisuuden omaavan tärkkelyksen pitoisuuksilla esiintyy öljy-pitoisuuksien ollessa pienanpiä kuin 1,9 paino-#. Systeemit, jotka sisältävät 1,0 # tärkkelystä, pystyvät stabiloimaan 1,9 # öljyä, mutta vähennän kuin 5,7 # öljyä ja systeemit, jotka sisältävät 2,0 # t är kk elyst ä pystyvät stabiloimaan enemmän kuin 5,7 # öljyä. Lisäksi emulsioissa, jotka on valmistettu 55 #:isen ja 70 #:isen amyloositärkkelyksen kanssa, ei esiintynyt merkkejä mineraalien saostumi-sesta. Yleisesti lipidimäärän kasvaessa dieettiruuassa emulsion stabiilisuus alenee.

ao 58579

Rasvamäärän kasvaessa samanaikainen tärkkelyslisäys parantaa stabiilisuutta. Myöskin viskositeetti yleisesti pienenee emulsion rasvapitoisuuden kasvaessa saman Lärkkelyspitoisuuden omaavissa emulsioissa.

Esimerkki 6 Tässä esimerkissä toistetaan esimerkin 2 mukainen menetteLy suuren amyloo-sipitoisuuden omaavasta tärkkelyksestä valmistettujen emulsioiden suhteen ja esimerkin 5 mukainen menettely paitsi, että käytetään erilaisia kaupallisia emulgoin-tiaineita ja niiden seoksia esimerkissä 2 ja esimerkissä 5 käytettyjen eraulgointi-aineiden asemasta. Vastaavat anulsiot tutkittiin ja mitattiin esimerkissä 2 esitetyllä tavalla ja kullekin enulgaattorille annettiin arvosana niiden kyvystä stabi: lien emulsioiden saamiseksi suuren tärkkelyspitoisuuden omaaviin tärkkelyssysteemeihin. Arvosteluasteikko ulottuu arvosta 100 erittäin stabiileille emulsioille arvosanaan 0 epästabiileille emulsioille (täydellinen öljyn ja veden erottuminen kahteen faasiin). Tämän tutkimuksen tulokset on koottu seuraavaan taulukkoon 7. Taulukko 7

Bnulgointiaine- Myydään kauppa- Kaupallinen HLB 1 Stabiili suuden luokka_nimellä_lähde arvo_

Ei emulgointlainetta - - - Uo

Mono- ja diglyseridien Bncol AA-J+5 Witco Chemical Co. 15 100 d ia s etyyli viinihappo- Chicago, Hl.

est erit

Mono- ja diglyseridit Atmos 300 KA America Corp. 2,8 70 of Willmerton, D elä war e

Mono- ja diglyseridit Atmos 150 VS " 3,2 100 " " Atmul 12U " 3,5 100

Mono- ja diglyseridit Tween-M0S " ^»3 50

+ polysorbaatit 2U0 VS

Mono- ja diglyse- Tween-M0S " 5,2 90

ridit + polysorbaatit 100 K

Bolyoksietyleeni (20-sorhitaani- Tween 80 " 15,0 60 mono-oieaatti

Polyoksietyleeni (20 )-sorbitaani- Tween 60 " 1^,9 100 mono st earaatt i

Sorbitaanimono- Span 60 ” H,7 70 st earaatti

Seokset

Span όθ Tween 60 paino-% paino-% 87 13 8 70 68 32 8 100 U8 52 10 90 28 72 12 100 6 9U ik 100 HLB = hydrofiili-lipofiili-^tasapaino 2i 5 8 5 7 9

Kuten edellä esitetystä taulukosta voidaan nähdä, suuren amyloosipitoi suu-den omaavilla tärkkelyssysteaneillä saadaan stabiileja emulsioita lukuisilla emul-gointlaineilla ja erikoisesti emulgointiaineilla (ja seoksilla), joilla stabiili-suuden arvo on 100.