PL183306B1

PL183306B1 - Krystaliczna kompozycja maltitolu i sposób jej wytwarzania

Info

Publication number: PL183306B1
Application number: PL96317374A
Authority: PL
Inventors: Jean-Jacques Caboche
Original assignee: Roquette Freres
Priority date: 1995-03-29
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 2002-06-28
Also published as: HUP9603377A2; CZ292437B6; CN1072229C; DE69608490T2; NO305804B1; DE69608490D1; NO965023D0; CZ344796A3; CN1150432A; HUP9603377A3; IL117623A; NO965023L; CA2172886C; DK0735042T3; PL317374A1; JPH08280354A; EP0735042A1; ES2147904T3; MX9601193A; SK147196A3

Abstract

1. Krystaliczna kompozycja maltitolu, znam ienna tym , ze ma zasadniczo strukture porow ata i komórkowata, zawartosc maltitolu w yzsza lub rów na 92% i cie- zar nasypowy 100-700 g/l. PL PL PL PL PL

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy nowej, krystalicznej kompozycji maltitolu o bardzo wysokiej czystości i małej gęstości. Wynalazek dotyczy również szczególnego sposobu wytwarzania tej kompozycji i jej zastosowań w przemyśle.

4-O-alfa-D-glukopiruyozylo-D-glukitol, zwany powszechnie maltitolem, jest poliolem otrzymywanym na skalę przemysłową przez uwodornianie maltozy. Jest to związek szczególnie interesujący z powodu swojej stabilności chemicznej i mniejszej kaloryczności niż sacha183 306 roza, przy jednoczesnych własnościach organoleptycznych bardzo zbliżonych do tego cukru. Ponadto, maltitol ma tę szczególną zaletę, że nie powoduje próchnicy, co stwarza i już stworzyło możliwości licznych zastosowań w przemyśle, a zwłaszcza w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym.

Od bardzo dawna maltitol nie występował w innych postaciach, jak tylko w postaci syropów o niskich stężeniach. Ten poliol jest na przykład głównym składnikiem syropów LYCASIN® 80/55 i MALTISOPB®75/75, które są rozprowadzane handlowo przez zgłaszającego od ponad dwudziestu lat. Zawartość maltitolu w tych syropach nigdy nie przekracza 78%, licząc na ich suchą masę.

W latach późniejszych, maltitol był rozprowadzany handlowo w postaci amorficznych i zanieczyszczonych proszków. Aby je otrzymać, często suszono je na drodze atomizacji roztworów maltitolu. Jeśli chodzi o dane literaturowe, technika ta była zawsze uznawana za szczególnie trudną do stosowania, zarówno z powodu znacznego oblepiania wież atomizacyjnych, jak również bardzo higroskopijnego charakteru otrzymywanych w ten sposób proszków. Duża ilość opisów patentowych świadczy o znacznej pracy włożonej w rozwiązywanie tych problemów. Można przykładowo wymienić :

- opisy patentowe GB 1 383 724, jP 49-87619 i US 4 248 895, w których zaproponowano dodawanie do roztworów maltitolu przed atomizacją różnych substancji, takich jak alginiany, błonnik, skrobia modyfikowana, poliwinylopirolidon, polimery hydrofilowe, białka lub ekstrakty białkowe, w celu zmniejszenia stopnia oblepiania wież atomizacyjnych,

- opisy patentowe JP 50-59312 i JP 51-113813, w których przedstawiono sposoby atomizacji bezwodnych kompozycji maltitolu stopionego,

- opisy patentowe JP 49-110620, US 3 918 986, US 3 915 736, JP 50-129769 i JP 4861665, w których przestawiono sposoby mające na celu zmniejszenie higroskopijności bezwodnych proszków maltitolu, bądź przez dodanie substancji przeciwzbrylających, bądź powlekanie proszków maltitolu sacharydami, poliolami lub substancjami tłuszczowymi lub poza tym przez mokrą granulację.

Dopiero około roku 1980 otrzymano po raz pierwszy kryształy maltitolu. Do tego czasu panowało powszechne przekonanie, że ten poliol jest niekrystalizowalny. To długo utrzymujące się błędne wyobrażenie pochodziło stąd, że krystalizacja maltitolu z roztworu przesyconego nie jest tak spontaniczna jak w przypadku innych polioli, na przykład typu mannitolu, erytrytu lub izomaltu. Prawdobodobnie, źródłem stwierdzonych trudności są niektóre charakterysyczne własności maltitolu, takie zwłaszcza jak jego lepkość i rozpuszczalność.

Jedyną dotychczas znaną postacią krystaliczną maltitolu jest postać bezwodna, przedstawiona w opisie patentowym US 4 408 041 firmy HAYASHIBARA. Dla poznania charakterystyki tej postaci krystalicznej, można się odnieść, w razie potrzeby, do tego opisu patentowego złożonego w 1981 roku lub do artykułu X-ray crystal structure of maltitol (4-O-alfa-D-glucopyranosyl-D-glucitol) SHOlCHI OHNO i innych w Carbohydrate Research, 108 (1982), 163-171. Kilka lat później pojawiły się na rynku pierwsze pseudo-krystaliczne proszki maltitolu. Proszki te były i nadal są, niektóre spośród nich, wytwarzane techniką zwaną masse, która polega na dodaniu do całej ilości odwodnionego roztworu maltitolu o stężeniu dochodzącym najlepiej do 90%, kryształów cukrów lub polioli jako zarodków krystalizacji. Sposób taki jest przedstawiony na przykład w opisach patentowych JP 57-47680 i JP 58-158145.

W cytowanym wyżej opisie patentowym, US 4 408 401, zaproponowano również wytwarzanie krystalicznych mieszanin proszkowych, zwanych total suger, na drodze atomizacji roztworów przekrystalizowanych lub mas gotowanych. Otrzymuje się je poprzez bardzo powolne schładzanie przesyconych, wodnych roztworów maltitolu, które zawierają poza tym duże ilości innych polioli, takich jak sorbitol, maltotriitol i maltotetraitol i inne poliole o wyższym stopniu polimeryzacji.

Powolne schładzanie i dodanie zarodka krystalicznego maltitolu powodują pojawianie się i narastanie w roztworze kryształów maltitolu. W momencie gdy z tego wodnego roztworu wykrystalizuje 25-60% maltitolu, przeprowadza się wówczas atomizację w bardzo niskiej temperaturze, to znaczy, jak to wskazano, w temperaturze 60-100°C, aby nie spowodować

183 306 zniknięcia celowo wytworzonych kryształów. W ten sposób otrzymany total suger zawiera 25-60% krystalicznego maltitolu w postaci kryształów identycznych z otrzymywanymi przez krystalizację z wody. W dalszej części można będzie zobaczyć niedogodności wynikające z obecności wymienionych kryształów w pewnych szczególnych zastosowaniach.

Ponadto, ten total suger jest jeszcze daleki od postaci wystarczająco krystalicznej, ponieważ wymaga on, jak to wykazano w opisie, a zwłaszcza w przykładzie 4, nie tylko dalszego suszenia przez około 40 minut, ale również starzenia w ciągu 10 godzin. Jest zrozumiałe, że ten czasochłonny sposób nie został nigdy rozwinięty i nie zwrócił większej uwagi.

Decydujący krok we wprowadzaniu krystalicznych proszków maltitolu o wysokiej jego zawartości, został zrobiony dzięki pracom zgłaszającego, przez wprowadzenie nowych sposobów wytwarzania, opartych na stosowaniu technik frakcjonowania na drodze chromatografii ciągłej. Sposoby te, stanowiące przedmiot opisów patentowych EP 0 185 595 i EP 0 189 704, pozwalają na otrzymywanie po konkurencyjnych cenach, proszków o czystości dochodzącej do 99%, na drodze prostej krystalizacji z wody maltitolu występującego we frakcji chromatograficznej, szczególnie bogatej w ten poliol. Taki krystaliczny proszek jest przykładowo rozprowadzany handlowo od kilku lat przez Zgłaszającego pod nazwą MALTISORB® krystaliczny.

Techniki zwane masse, z jednej strony i krystalizacja z wody z drugiej strony, są obecnie praktycznie jedynymi sposobami stosowanymi na skalę przemysłową. Wytworzone w ten sposób produkty, których stopień krystaliczności jest bardzo zmienny, są szczególnie przydatne w niektórych zastosowaniach, takich jak w gumach do żucia lub czekoladzie.

Istnieją za to inne zastosowania, gdzie produkty te nie są całkowicie zadawalające. Ma to miejsce, na przykład, w przypadku kiedy wskazane jest zastosowanie maltitolu jako substytutu sacharozy lub laktozy w suchych postaciach farmaceutyków, takich jak kapsułki, lekach typu rozpuszczalnych proszków, tabletkach i w sproszkowanych preparatach spożywczych przeznaczonych do rozcieńczania. Jest to również przypadek, kiedy wskazany jest ten sam rodzaj zastąpienia w słodzonych produktach spożywczych, takich jak napoje w proszku, desery, preparaty do ciast lub śniadaniowe proszki czekoladowe lub waniliowe.

Stwierdzono, że w tych specjalnych zastosowaniach, zarówno pseudo krystaliczne proszki maltitolu otrzymane techniką masse, jak i krystaliczne proszki maltitolu zawierające kryształy otrzymane poprzez krystalizację maltitolu z wody, posiadają jedną lub kilka wad, zwłaszcza takich jak to, że trudno się sypią, są podatne na skawalanie się lub zbrylanie, bardzo wolno rozpuszczają się w wodzie, stanowią złe podłoża do sprasowywania lub nie spełniają kryteriów identyfikacyjnych i czystości stawianych przez różne farmakopee.

Tym niemniej, w przypadku maltitolu, zaproponowano już poprawienie na drodze ekstruzji jego podatności na sprasowywanie. Sposób taki jest na przykład przedstawiony w opisie patentowym EP 0 220 103, którego właścicielem jest Zgłaszający. Sposób ten nie jest doskonały, ponieważ niestety nie pozwala na wyeliminowanie wszystkich wymienionych wyżej wad produktów rynkowych.

Dla poprawienia stanu techniki. Zgłaszający podjął więc badania nad znalezieniem kompozycji maltitolu, która nie przedstawia sobą takich mankamentów jak złe przesypywanie się, zbrylanie się, słaba rozpuszczalność lub sprasowywalność, które to wady mają znane proszki maltitolu. Oczywiście, można by pomyśleć, że potrzeby te mogłyby być zaspokojone przez inne poliole, ale okazuje się, że nie jest to właściwa droga, ponieważ żaden spośród nich nie posiada tak zbliżonych do sacharozy własności takich jak rozpuszczalność, higroskopijność, smak cukru i topnienie, jak maltitol.

Zaletą niniejszego wynalazku jest to, że wbrew wszelkim oczekiwaniom, zdołano po licznych badaniach z tym związanych, wytworzyć kompozycję krystaliczną maltitolu nie posiadającą wad, które mają znane proszki maltitolu. W sposób nieoczekiwany i niespodziewany, ujawniono, że taką krystaliczną kompozycję można otrzymać w szczególnych warunkach, wychodząc z syropu o zawartości maltitolu wyższej od 92%, sposobem zbliżonym do atomizacji, pomimo że w przeszłości techniką tą nigdy nie zdołano uzyskać bezpośredniej krystalizacji maltitolu. Ponadto, należy zauważyć, że w przypadku maltitolu zaniechano całkowicie stosowania techniki atomizacji, od czasu stworzenia możliwości krystalizacji tego poliolu

183 306 z roztworów przesyconych i pojawienia się metod opartych na tej zasadzie, uznanych za wydajne.

Niniejszy wynalazek dotyczy zwłaszcza krystalicznej kompozycji maltitolu mającej głównie strukturę porowatą i komórkowatą o zawartości maltitolu wyższej lub równej 92% i ciężarze nasypowym 100-700 g/l.

Korzystnie zawartość maltitolu w kompozycji jest wyższa lub równa 95%, korzystniej wyższa lub równa 98%, a zwłaszcza wyższa lub równa 99%.

Korzystnie kompozycja ma entalpię topnienia wyższą niż 130 J/g, korzystniej wyższą niż 145 J/g, a zwłaszcza wyższą niż 155 J/g.

Kompozycja korzystnie zawiera, licząc na wagę suchego materiału, mniej niż 5%, korzystniej mniej niż 2% polioli innych niż maltitol.

Kompozycja korzystnie ma ciężar nasypowy 200-670 g/l, korzystniej 300-650 g/l, a zwłaszcza 400-650 g/l.

W kompozycji według wynalazku korzystnie wskaźnik sypkości Carr'a wynosi 70-90, korzystniej 75-90, a zwłaszcza 80-90.

Kompozycja zawiera wodę poniżej 2%, korzystniej poniżej 1%, a zwłaszcza poniżej

0,5%.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera jeden lub kilka dodatków, które wybiera się spośród talach jak mocne środki słodzące, barwniki, zapachy, aromaty, witaminy, składniki mineralne, aktywne składniki farmaceutyczne lub weterynaryjne, estry kwasów tłuszczowych, kwasy organiczne i nieorganiczne i ich sole, substancje białkowe takie jak proteiny, aminokwasy i enzymy.

Korzystnie kompozycja według wynalazku charakteryzuje się szybkością rozpuszczania w wodzie, według testu A, poniżej 30 sekund, a zwłaszcza poniżej 20 sekund.

W ramach niniejszego wynalazku, przez określenie zawartość maltitolu, należy rozumieć jako procentową zawartość maltitolu wyrażoną w suchej masie/w stosunku do suchej masy łącznej ilości węglowodanów występujących w krystalicznej kompozycji maltitolu. Węglowodany te mogą być cukrami, a zwłaszcza takimi jak D-glukoza, maltoza, maltotrioza i maltotetroza i poliolami pochodzącymi z uwodorniania tych cukrów. Zazwyczaj, zawartość tę mierzy się na drodze chromatografii cieczowej o wysokiej rozdzielczości.

Pierwsza zasadnicza cecha charakterystyczna kompozycji maltitolu wynika z faktu, że jest ona krystaliczna, co nadaje jej bardzo wysoką stabilność, jeśli chodzi o wilgoć. Z tego więc wynika jej mała tendencja do skawalania się lub do zbrylania. Tak więc jej stosowanie jest proste i nie trzeba czynić niezwykłych przedsięwzięć, aby uniknąć tego ryzyka.

Krystaliczność kompozycji według niniejszego wynalazku może być oceniona przez termiczną kalorymetrię różniczkową. Jest ona bezpośrednio proporcjonalna do entalpii topnienia, która korzystnie jest wyższa niż 130 J/g, korzystniej wyższa niż 145 J/g, a zwłaszcza wyższa niż 155 J/g.

Stwierdzono w sposób zaskakujący i nieoczekiwany, że kompozycja według niniejszego wynalazku ma krystaliczność zawsze wyraźnie wyższą od maltitolu masse, na ogół wyższą niż maltitol ekstrudowany o równoważnej zawartości maltitolu i na ogół bardzo niewiele niższą od maltitolu krystalizowanego z wody o równoważnej zawartości maltitolu. Tak więc często kompozycja według niniejszego wynalazku ma entalpię topnienia zawartą pomiędzy 160 a 164 J/g, podczas gdy entalpia topnienia zazwyczaj wynosi 80-120 J/g w przypadku maltitolu masse, jak to ma miejsce w przypadku proszku MALBII® CR, pomiędzy 130 a 145 J/g dla maltitolu ekstrudowanego i pomiędzy 163 a 167 J/g w przypadku maltitolu krystalizowanego z wody, takiego jak krystaliczny produkt pod nazwą MALTISORB, rozprowadzany handlowo przez Zgłaszającego.

Stwierdzono również, że kompozycja według niniejszego wynalazku ma temperaturę topnienia 148-150°C, na ogół bliską 149°C. Ta temperatura topnienia jest nieco niższa od temperatury topnienia maltitolu krystalizowanego z wody o równoważnej zawartości maltitolu.

Druga zasadnicza cecha charakterystyczna krystalicznej kompozycji maltitolu według niniejszego wynalazku to zawartość maltitolu, równa co najmniej 92%. Korzystnie, aby kry6

183 306 stalizacja mogła zachodzić bezpośrednio i lepiej, zawartość maltitolu powinna być wyższa lub równa 95%, a zwłaszcza wyższa lub równa 98%. Idealnie, zawartość maltitolu jest bliska lub wyższa od 99%.

Ponadto, korzystnie według niniejszego wynalazku jest, aby kompozycja zawierała niewielką ilość polioli innych niż maltitol, którymi mogą być zwłaszcza sorbitol, ksylitol, mannitol, iditol, arabitol, maltotriitol lub maltotetraitol. Zawartość tych polioli jest korzystnie niższa niż 5%, a zwłaszcza niższa niż 2%, w stosunku do suchej masy kompozycji. W rzeczywistości stwierdzono, że ich obecność zmienia w sposób wyraźny krystaliczność kompozycji według niniejszego wynalazku. Nie ma to miejsca w przypadku, lub w znacznie mniejszym stopniu, gdy kompozycja zawiera kilka innych substancji. To wyjaśnia, że mniejsza lub większa zawartość takich substancji w krystalicznej kompozycji maltitolu, w zależności od jej przeznaczenia, nie stanowi przeszkody.

Jeśli chodzi o odpowiednie dodatkowe substancje, które mogą wchodzić w skład krystalicznej kompozycji maltitolu nie stwarzając poważniejszych problemów, to przykładowo można wymienić środki mocno słodzące, barwniki, środki zapachowe, aromaty, witaminy, składniki mineralne, aktywne składniki farmaceutyczne lub weterynaryjne, estry kwasów tłuszczowych, kwasy organiczne lub nieorganiczne i ich sole, substancje białkowe takie jak proteiny, aminokwasy i enzymy.

Trzecia zasadniczą cechą charakterystyczną krystalicznej kompozycji maltitolu według niniejszego wynalazku jest jej gęstość, która jest na ogół niższa od gęstości którą mają znane proszki maltitolu. Gęstość tę można mierzyć, przykładowo, stosując aparat rozprowadzany przez firmę HOSOKAWA pod nazwą Powder Tester, w którym wykorzystuje się metodę rekomendowaną do pomiarów ciężaru nasypowego. W tych warunkach kompozycja według niniejszego wynalazku mą ciężar nasypowy zawarty pomiędzy około 100 a około 700 g/l, korzystnie 200-670 g/l, korzystniej 300-650 g/l, a zwłaszcza 400 -650 g/l.

Niska gęstość kompozycji według niniejszego wynalazku jest związana z jej szczególną strukturą, która różni się wyraźnie od struktury znanych proszków maltitolu. Otóż, na podstawie obserwacji pod mikroskopem można stwierdzić, że jej struktura jest głównie porowata i komórkowata. Co więcej, cząstki tworzące kompozycję według niniejszego wynalazku są zasadniczo kuliste, pozbawione ostrych krawędzi i składające się z wielkiej ilości zaglomerowanych mikrocząstek. Strukturą tą różni się w sposób wyraźny od struktur maltitolu krystalizowanego z wody i maltitolu esktrudowanego, które są utworzone z cząstek o kształcie sześcianów lub bardzo kanciastych równoległościanów łub struktury maltitolu masse, mającego strukturę bardzo zbitą, składającą się z cząstek słabo dwójłomnych w świetle spolaryzowanym.

Otóż właśnie krystaliczna kompozycja maltitolu według niniejszego wynalazku jest prawie pozbawiona cząstek o formie i wyglądzie podobnych do cząstek w proszkach maltitolu krystalizowanego z wody, ekstrudowanego lub otrzymanego techniką masse.

Krystaliczna kompozycja według niniejszego wynalazku ma na ogół powierzchnię specyficzną poniżej 0,2 m²/g.

Ponadto na podstawie pomiaru porowatości w przedziałach granulometrycznych 160-250 mikronów stwierdzono, że w przeciwieństwie do proszków maltitolu krystalizowanego z wody, kompozycja według niniejszego wynalazku jest utworzona z cząstek mających pory otwarte o wymiarach 1-10 mikronów. Objętość tych porów wynosi na ogół 0,01-0,03 cm³/g, co stanowi wartość niższą w porównaniu ze standartową objętością proszków maltitolu otrzymywanych techniką masse lub ekstrudowanego.

Oznaczona przez suszenie w temperaturze 130°C w ciągu 2 godzin, zawartość wody w krystalicznej kompozycji maltitolu według niniejszego wynalazku wynosi, korzystnie, poniżej 2%, a korzystniej poniżej 1%. Na ogół, ta zawartość wody wynosi nawet poniżej 0,5%, a nawet 0,35%.

Jeśli chodzi o charakterystyki użytkowe krystalicznej kompozycji maltitolu według niniejszego wynalazku, to została oceniona jej podatność na przesypywanie z zastosowaniem aparatu rozprowadzanego handlowo przez firmę HOSOKAWA. Aparat ten pozwala na po183 306 miar w znormalizowanych i powtarzalnych warunkach, podatności proszków na przesypywanie i obliczenie stopnia sypkości proszkU, zwanego również wskaźnikiem Carr'a. Kompozycja według niniejszego wynalazku ma świetny stopień sypkości, którego wartość wynosi 70-90. Korzystnie, wartość ta wynosi 75-90, a zwłaszcza 80-90. Jest to wartość bardzo zbliżona do wartości, którą mają znane ze stanu techniki proszki maltitolu otrzymywane przez ekstruzję kryształów krystalizowanych z wody.

Ponadto, podatność do przesypywania się kompozycji według niniejszego wynalazku jest zazwyczaj wyraźnie wyższa od podatności na przesypywanie proszków maltitolu otrzymywanych na drodze prostej krystalizacji z wody lub techniką masse.

Doskonałą podatność na przesypywanie kompozycji według niniejszego wynalazku, można przypisywać połączeniu kilku jej własności fizyko-chemicznych, to ' znaczy w szczególności braku znacznych ilości ładunków elektrostatycznych na powierzchni cząstek z której się składa, dużej zawartości maltitolu, małej higroskopijności i w końcu charakterystycznej formie cząstek, które ją tworzą. Ta świetna sypkość kompozycji jest korzystna ze względu na łatwość napełniania i opróżniania zbiorników, pojemników lub innych opakowań, takich jak torebki lub kapsułki, na przykład.

Drugą zasadniczą użytkową własnością krystalicznej kompozycji maltitolu według niniejszego wynalazku jest jej bardzo szybka rozpuszczalność w wodzie. W celu zmierzenia szybkości rozpuszczania, przeprowadza się test A, który polega na wprowadzeniu dokładnie 5 gramów badanego produktu o przedziale granulometrycznym 200-315 mikronów do niskiej zlewki o pojemności 250 ml, zawierającej 150 gramów zdemineralizowanej i odgazowanej wody o temperaturze 20°C i mieszaniu przy 200 obr./minutę. Za czas rozpuszczania uznaje się czas od momentu wprowadzenia produktu do uzyskania doskonale klarownego optycznie preparatu. W tych warunkach, kompozycja według niniejszego wynalazku ma na ogół szybkość rozpuszczania poniżej 30 sekund, korzystnie poniżej 26 sekund, a zwłaszcza poniżej 20 sekund. Czasy te są na ogół krótsze niż te dla wszystkich obecnie dostępnych handlowo proszków maltitolu. Należy rozumieć, że ta zdolność do szybkiego rozpuszczania będzie miała niepodważalną zaletę, na przykład przy wytwarzaniu produktów spożywczych lub farmaceutycznych, które należy rozpuścić przed ich spożyciem.

Krystaliczna kompozycja maltitolu według niniejszego wynalazku ma również inne korzystne właściwości. Można wymienić jej bardzo dobrą podatność na sprasowywanie przy wytwarzaniu tabletek do żucia lub ssania oraz jej bardzo dobrą podatność do mieszania się z innymi produktami.

Krystaliczna kompozycja maltitolu według niniejszego wynalazku nadaje się do otrzymania poprzez rozpylenie syropu o względnie dużej zawartości maltitolu w stosunku do ilości zawartych w syropie węglowodanów, na ruchome podłoże proszkowe, które stanowią cząstki maltitolu krystalicznego o czystości co najmniej równej tej, którą ma syrop. Stwierdzono, że zawartość maltitolu w syropie powinna być wyższa lub równa 92%, aby krystalizacja maltitolu mogła zachodzić w znacznym stopniu i w odpowiednio krótkim czasie.

Ten syrop maltitolu jest na ogół całkowicie przeźroczystym roztworem maltitolu lub roztworem lekko mętnym z powodu ewentualnej obecności, ale niepożądanej, drobnych kryształów maltitolu.

Krystaliczna kompozycja maltitolu może być zwłaszcza wytworzona sposobem obejmującym następujące etapy :

- wytwarzania syropu maltitolu o zawartości co najmniej 50% suchej masy i zawartości maltitolu wyższej lub równej 92%,

- drobnego rozpylenia tego syropu na ruchome podłoże proszkowe cząstek maltitolu krystalicznego o zawartości co najmniej równej tej, którą ma syrop; przy czym podłoże ma temperaturę 60-110°C, a masa podłoża jest w sposób ciągły dwukrotnie większą od masy rozpylanego syropu,

-suszenia podłoża proszkowego i syropu w celu wytworzenia krystalicznej kompozycji maltitolu,

- ewentualnego dojrzewania krystalicznej kompozycji maltitolu do osiągnięcia wystarczającej krystaliczności i korzystnie entalpii topnienia wyższej lub równej 130 J/g,

183 306

- ewentualnej recyrkulacji cx.ęści krystalicznej k^znmpoo^mji maltitolu w celu utworzenia nowego proszkowego podłoża muititole krystalicznego.

Wbrew temu co można pomyśleć, technika ta pozwala cu wytworzenie krystalicznej kompozycji maititolu o cisOCyt gęstości i dużej szybkości rozpuszczuniu się w wodziy. Własności te mogą być korygowane poprzez modyfikację zawartości maititolu w syropie, suchego materiału syropu, wielkości kropelek podczas rozpylania, rodzaju cząstek maititolu krystalicznego tworzących podłoże proszkowe, sposobu wprawiania w ruch tych cząstek, temperatury podłoża, temperatury suszenia oraz stosunku masy podłoża do masy rozpylanego syropu.

Jeśli chodzi o zawartość maititolu w syropie, korzystnie jest aby była oca wyższa lub równa 95%, korzystniej wyższa łub równa 98%, przy czym idealny wybór zawartości jest zbliżony lub wyższy od 99%.

Korzystnie jest unikać rozpylania syropu w postaci dużych kropelek, kiedy to obserwuje się ablypiuniy, złą krystalizację maititolu i bardzo zwiększoną gęstość, co nie jest poszukiwane. Również w celu uzyskania krystalicznej kompozycji muCeitalu o specjalnych, opisanych powyżej własnościach, przydatne jest dysponowanie materiałem pozwalającym ca wytwarzacCu z syropu bardzo drobnych kropelek, a nawet mgły.

Jeśli chodzi o właściwości cząstek muieitalu stanowiących proszkowe podłoże, korzystnie jest, aby miały również wysoką zawartość maititolu, zawsze co najmniej rówcą zawartości jaką ma stosowany syrop. Aby osiągnąć dobry wynik korzystnie jest, aby to podłoże było również stosunkowo mało gęste, to znaczy aby miało gęstość poniżej 700 g/l, a jeszcze lepiej poniżej 650 g/l. Idealnym rozwiązaniem jest dysponować ca to podłoże cząstkami maititolu mającymi eukCu same właściwości jak krystaliczna kompozycja muititalu według niciejskygo wynalazku. Można to osiągnąć realizując recyklawuciu części kompozycji według niniejszego wynalazku, która pełci więc rolę podłoża proszkowego maititolu kryseuliczcyga. Bardzo korzystnie jest postępować w ten sposób, ale wtedy bardziej pożądane jest zmielenie lub przesianie kompozycji według niniejszego wynalazku, aby zachować tylko cząstki o wymiarze poniżej 150 mikronów, a jeszcze lepiej poniżej 90 mikronów.

Cząstki stanowiące proszkowe podłoże można wprowadzić w ruch mychucickniy lub nadmuchem powietrza. Ta ostatnia możliwość jest preferowana, ponieważ przez dobranie temperatury powietrza łatwo jest korygować temperaturę podłoża do wartości temperatury 60-110°C i regulując wydatek powietrza, korygować własności krystalicznej kompozycji maititolu.

Na ogół, temperaturę tego podłoża, korzystnie utrzymuje się w kukrusiy 65-95°C, a zwłaszcza w zakresie 70-85°C. Korzystnie jest również, jeśli masa sproszkowanego podłoża jest w sosoób ciągły 3-kroeciy lub korzystniej 5-krotcie większa od masy syropu poddawanego rozpylaniu. Jeśli prowadzi się recykfowacie części kompozycji według mniejszego wynalazku, aby pełniła rolę sproszkowanego podłoża, wystarczy korygować wydatek wchodzącego syropu, aby nie stanowił oc więcej ciż 25% lub korzystniej cie więcej ciż 17% wydatku wchodzącej kompozycji recyklowuner.

Suszenie sproszkowanego podłoża ca którym został rozpylony syrop, powinno prowadzić się w taki sposób, aby otrzymać końcową zawartość wody cie przekraczającą 2%, korzystnie 1%, u zwłaszcza 0,5% kompozycji.

Zgłaszający wykazał, że można korzystnie wytwarzać w sposób ciągły krystaliczną kompozycje maieiealu, na przykład stosując wieżę atomizacyjną typu M.S.D. firmy NIROt ATOMIZER, która dzięki swej koncepcji pozwala odtwarzać wszystkie główne etapy sposobu według ciciejskega wynalazku.

Otóż, urządzecie to wyposażone jest w dyszę, która pozwala ca bardzo drobne rozpylanie syropu o temperaturze 50-100°C, zawierającego 55-85% materiału suchego, ca podłoże sproszkowanego mαititalu worawirny i utrzymywane w ruchu za pomocą powietrza. Ponadto, urządzenie to pozwala rednoczyśmy prowadzić suszenie za pomocą gorącego powietrza. Korzystnie, możca wybrać temperaturę wlotową powietrza rzędu 160-300°C i taki wydatek materiału wchodzącego, że temperatura powietrza wylotowego z wieży będzie rzędu 60-130°C, a korzystniej rzędu 70-90°C. Urządzenie to pozwala również ca ewentualne prowadzenie re183 306 cyklowania części krystalicznej kompozycji maltitolu i bardzo drobną dyspersję w górnej części wieży wokół dyszy rozpylającej syrop.

Może zaistnieć potrzeba granulowania krystalicznej kompozycji maltitolu wytworzonej sposobem według niniejszego wynalazku, w celu modyfikacji jej granulometrii. Granulację tę można przeprowadzić wodą, parą lub za pomocą syropu, korzystnie zawierającego maltitol.

Krystaliczna kompozycja maltitolu według niniejszego wynalazku może, korzystnie, być stosowana jako środek słodzący, środek wypełniający lub teksturujący, zaróbka lub podłoże różnych dodatków. Jest ona szczególnie polecana ze względu na swoje specyficzne własności w wytwarzaniu tabletek i proszków do rozpuszczania w dziedzinie spożywczej i farmaceutycznej. Tym niemniej, nic nie stoi na przeszkodzie, aby stosować ją do wszystkich innych celów, jak na przykład przy wytwarzaniu gum do żucia, syropów lub słodyczy.

Wynalazek stanie się bardziej zrozumiały przez podany poniżej przykład, który nie jest ograniczający i stanowi tylko pewien rodzaj wykonania i obrazuje niektóre korzystne własności krystalicznej kompozycji maltitolu według niniejszego wynalazku.

Przykład I: Wytwarzanie krystalicznej kompozycji maltitolu według niniejszego wynalazku i porównanie z produktami ze stanu techniki

Wytwarza się roztwór maltitolu o 75% materiału suchego, przez rozpuszczenie kryształów maltitolu o zawartości maltitolu wynoszącej 99,8%. Temperaturę roztworu doprowadza się do 80°C, a następnie utrzymuje się roztwór w tej temperaturze.

Prowadzi się atomizację tego roztworu z zastosowaniem wieży typu M.S.D. firmy NIRO ATOMIZER. W tym celu wprowadza się najpierw do wieży około 100 kg krystalizowanego z wody maltitolu w proszku o bardzo drobnej granulometrii. W tym celu używa się krystalicznego proszku MALTISORB* P 90, który jest rozprowadzany przez zgłaszającego. Ten ostatni pełni rolę sproszkowanego podłoża maltitolu krystalicznego. Proszek ten jest wprawiany w ruch przez fluidyzację za pomocą powietrza o temperaturze 40-90°C i przez recyklowanie w górnej części wieży po przejściu przez młyn wytwarzający cząstki maltitolu krystalicznego o wymiarach poniżej 90 mikronów.

Następnie, prowadzi się drobne rozpylanie syropu na sproszkowane podłoże maltitolu krystalicznego w ruchu, regulując wydatek materiałów wchodzących do wieży w taki sposób, aby ilość rozpylanego syropu nie stanowiła więcej niż 25% ilości recyklowanej maltitolu sproszkowanego. Temperaturę powietrza suszącego wchodzącego w górnej części wieży dobiera się tak, aby wynosiła 165-225°C. Temperatura powietrza wychodzącego z wieży jest zawarta pomiędzy 70 a 90°C.

W tych warunkach, po 7 godzinach działania wieży, stwierdza się, że kompozycja maltitolu opuszczającego wieżę jest prawie pozbawiona cząstek mających charakterystyczny kształt i wygląd, podobnych do tych, które można odnaleźć w proszku MALTISORB® P 90. Otóż, kompozycja jest zasadniczo porowata i komórkowata i jest utworzona z cząstek głównie kulistych, pozbawionych ostrych krawędzi i utworzona z wielkiej ilości zaglomerowanych mikrocząstek krystalicznych. Ta kompozycja według niniejszego wynalazku została nazwana I1, a jej główne własności podane są w tabeli poniżej.

Przeprowadzono również atomizację roztworu maltitolu, ale o mniejszej zawartości maltitolu, postępując dokładnie tak samo jak to wskazano wyżej. Roztwór ten zawiera 95,8% maltitolu i 2,9% innych polioli. Po 7 godzinach działania wieży, stwierdza się, że wychodzący produkt jest dobrze wykrystalizowany i ma wszystkie cechy charakterystyczne krystalicznej kompozycji maltitolu według niniejszego wynalazku. Produkt ten nazwano I2. Stwierdzono, że kompozycja I2, pomimo niskiej zawartości maltitolu, krystalizuje w stosunkowo krótkim czasie i w wystarczającym stopniu i to w sposób zaskakujący, ponieważ nie było potrzeby prowadzenia dodatkowego suszenia i starzenia przez nadmuch powietrza w ciągu godziny do dwudziestu godzin, jak to jest rekomendowane w opisie patentowym US 4 408 041.

Przeprowadzono porównanie kompozycji I1 i I2 według niniejszego wynalazku z różnymi proszkami maltitolu, znanymi ze stanu techniki, to znaczy:

- krystalicznym pryszkiem zawiezającym krysztary małtitolu otrzymane przez kizestalizację z wody (MALTISORB® P 200) ;

183 306

- proszkiem otrzymanym według techniki zwanej masse (AMALTY® MR z firmy TOWA CHEMICAL);

- i proszkiem maltitolu ekstrudowanym w warunkach podanych w opisie patentowym EP 0 220 103.

Strukturę różnych produktów obserwowano pod mikroskopem optycznym w świetle spolaryzowanym i pod mikroskopem elektronowym w przedziałach granulometrycznych 0-100 mikronów. Na podstawie otrzymanych zdjęć z mikroskopu optycznego odpowiadających kompozycji I1 (Fig. Nr 1), proszkowi krystalizowanemu z wody MALTISORB® (Fig. Nr 2), proszkowi masse AMALTY® MR (Fig. Nr 3) i proszkowi ekstrudowanemu (Fig. Nr 4), przez porównanie stwierdzono, że:

- tylko proszek masse AMALTY® MR nie polaryzuje światła, co świadczy o niskiej krystaliczności lub dużym nieuporządkowaniu krystalicznym,

- kompozycja I1 według niniejszego wynalazku jest zasadniczo utworzona z cząstek kulistych bez ostrych krawędzi, co bardzo wyraźnie odróżnia ją od proszków krystalizowanych z wody i ekstrudowanych.

Porównując fotografie otrzymane z mikroskopii elektronowej dla kompozycji I1 (Fig. Nr 5), proszku krystalizowanego z wody (Fig. Nr 6) , proszku masse (Fig. Nr 7) i proszku ekstrudowanego (Fig. Nr 8), stwierdzono, że krystaliczna kompozycja maltitolu według niniejszego wynalazku ma zasadniczo strukturę porowatą i komórkowatą i zawiera cząstki utworzone z zaglomerowanych mikrocząstek krystalicznych. Gęstość tych cząstek jest wyraźnie niższa od gęstości cząstek produktów znanych ze stanu techniki. Te ostatnie mają w rzeczywistości strukturę zbitą i zwartą o gładkich lub nastroszonych powierzchniach cząstek, bardzo różnych od powierzchni, którą mają cząstki kompozycji według niniejszego wynalazku.

W tabeli poniżej są przedstawione liczne użytkowe własności kompozycji I1 i I2 według niniejszego wynalazku. W przeciwieństwie do kompozycji znanych ze stanu techniki, kompozycje według niniejszego wynalazku, mają korzystne własności, których dotychczas nigdy jednocześnie nie stwierdzono. Otóż, charakteryzują się one jednocześnie tym, że są ściśliwe, mają dobrą sypkość i bardzo szybko rozpuszczają się w wodzie.

Ponadto, okazało się, że są one bardzo mało higroskopijne, co stanowi ich niezaprzeczalną zaletę, jeśli chodzi o składowanie i stosowanie.

Przykład II: Porównanie kompozycji według niniejszego wynalazku i produktów znanych ze stanu techniki wytworzonych według opisu patentowego US 4 408 401.

Wytwarza się total suger według stanu techniki na drodze prostej atomizacji roztworów przekrystalizowanych lub mas gotowanych maltitolu.

W tym celu postępuje się zgodnie z rekomendacjami podanymi w opisie patentowym US 4 408 401, stosując zawiesiny krystaliczne zawierające 98% maltitolu, w których kryształy maltitolu stanowią około 25-60%.

Porównuje się własności w ten sposób otrzymanego total suger z własnościami kompozycji I1 i I2 według wynalazku z przykładu I.

Stwierdzono, że total suger ma strukturę gęstą i ciężar nasypowy zawsze wyższy niż 700 g/l, przy czym inne własności również bardzo zbliżone do tych, którymi charakteryzuje się produkt krystalizowany z wody. Otóż, szybkość rozpuszczania w wodzie tego total suger jest bliska 70 sekund i nie jest możliwe, wychodząc z niego, wytworzenie tabletek zgodnie z testem opisu patentowego EP 0 220 103, nawet zwiększając siłę kompresji.

Stwierdzono, że znany ze stanu techniki total suger nie ma własności fizycznych i użytkowych korzystniejszych niż kompozycje I1 i I2 według niniejszego wynalazku.

183 306

	Kompozycje według wynalazku	Kompozycje ze stanu techniki
	I1	I2	Krystalizowane z wody	„Massse”	Ekstrudo- wane
Zawartość maltitolu	99,8%	95,8%	99,8%	92,0%	98,0%
Zawartość wody (po suszeniu)	0,3%	0,7%	0,2%	0,8%	0,2%
Zawartość polioli innych niż maltitol	ślady	2,9%	ślady	7,5%	0,5%
Entalpia topnienia (± 2J/g)	162 J/g	134 J/g	163 J/g	120 J/g	176 J/g
Temperatura topnienia szczytowa (± 0,5°C)	149°C	146°C	149°C	144°C	149°C
Struktura	Porowata i komórkowata, zaglomerowane mikrokryształy	Nieporowata, bardzo gęsta	Stosunkowo gęsta i zwarta	Nieporowata i gęsta
Gęstość	645 g/l	639 g/l	860 g/l	720 g/l	783 g/l
Wskaźnik sypkości Carr'a	83,0	82,5	78,0	78,0	79,0
Szybkość rozpuszczania (test A)	25 s	-	68 s	15 s	34 s
Ściśliwość (test z opisu EP 0 220 103)	135 N	68 N	Pomiar niemożliwy	Nie do ściśnięcia w tym stanie	140 N

Przykład III:

Wytwarza się gumę do żucia bez cukru o składzie jak poniżej:

- guma bazowa 247 g

- proszek maltitolu 543 g

- syrop maltitolu LYCASN® 80/55 198 g

- smak miętowy 12 g

Jako proszek maltitolu stosuje się:

- proszek o przedziale granulometrycznym 200-315 mikronów, wytworzony z kompozycji I1 według niniejszego wynalazku i przedstawionej w przykładzie I,

- proszek o przedziale granulometrycznym 200-315 mikronów, wytworzony z proszku maltitolu krystalizowanego z wody .MALTISOFB® P200.

Porównuje się teksturę gum do żucia -bez cukru wytworzonych w dokładnie identycznych warunkach z zastosowaniem dwóch proszków maltitolu jak powyżej.

W wyniku degustacji stwierdzono, że pomimo tego, że stosowane proszki były szczególnie gruboziarniaste, proszek o przedziale według wynalazku nadaje gumie do żucia teksturę bardziej gładką i bardzo wyraźnie mniej piaskową niż proszek o przedziale maltitolu krystalizowanego z wody.

Stwierdzono również, że twardość próbek gumy do żucia zawierającej proszek z przedziału według niniejszego wynalazku jest korzystnie dużo większa, niż próbek wytworzonych z dodatkiem proszków znanych ze stanu techniki. Jest to potwierdzone przez pomiar twardości na drodze penetrometrycznej za pomocą urządzenia marki INSTRON®.

Porównanie to potwierdza korzyść, jaką przedstawia kompozycja według niniejszego wynalazku w składzie gumy do żucia, gdy pożądane jest skorygowanie tekstury.

Można również bez niedogodności stosować kompozycję krystaliczną według niniejszego wynalazku do drażetkowania gumy do żucia, stosując ją w postaci proszku lub syropu.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Krystaliczna kompozycja maltitolu, znamienna tym, że ma zasadniczo strukturę porowatą i komórkowatą, zawartość maltitolu wyższą lub równą 92% i ciężar nasypowy 100-700 g/l.
2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawartość maltitolu jest wyższa lub równa 95%, korzystnie wyższa lub równa 98%, a zwłaszcza wyższa lub równa 99%.
3. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że ma entalpię topnienia wyższą niż 130 J/g, korzystnie wyższą niż 145 J/g, a zwłaszcza wyższą niż 155 J/g.
4. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera, licząc na wagę suchego materiału, mniej niż 5%, korzystnie mniej niż 2% polioli innych niż maltitol.
5. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że jej ciężar nasypowy wynosi 200-670 g/l, korzystnie 300-650 g/l, a zwłaszcza 400-650 g/l.
6. Kompozycja według zastrz. 5, znamienna tym, że jej wskaźnik sypkości Carr'a wynosi 70-90, korzystnie 75-90, a zwłaszcza 80-90.
7. Kompozycja według zastrz. 1, albo 2 albo 4, znamienna tym, że zawartość wody w kompozycji wynosi poniżej 2%, korzystnie poniżej 1%, a zwłaszcza poniżej 0,5%.
8. Kompozycja według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienna tym, że dodatkowo zawiera jeden lub kUka dodatków, które wy/l?i^ri^ się spośśód taikch jak mocne środki słodzące, barwniki, zapachy, aromaty, witaminy, składniki mineralne, aktywne składniki farmaceutyczne lub weterynaryjne, estry kwasów tłuszczowych, kwasy organiczne i nieorganiczne i ich sole, substancje białkowe takie jak proteiny, aminokwasy i enzymy.
9. Kompozycja według zastrz. k atóo 2, akio 3, ako 4, albo 5, a'lbo 6, tym, że charakteryzuje się szybkością ro^us^izona w wodzie, według A, poniżej 30 sekund, a zwłaszcza poniżej 20 sekund.
10. Sposób wyów^^twa kryiajHcznej kompozycji mdjijolu, znamienny tym. że obeje muje etapy, które polegają na tym, że:

- wytwarza się syrop maltitolu o zawartości co najmniej 50% suchej masy i zawartości maltitolu wyższej lub równej 92%,

- rozpyla się drobno ten syrop na ruchome podłoże proszkowe cząstek maltitolu krystalicznego o zawartości maltitolu co najmniej równej tej, którą ma syrop; przy czym podłoże ma temperaturę 60-110°C, a masa podłoża jest w sposób ciągły dwukrotnie większa od masy rozpylanego syropu,

- suszy się podłoże proszkowe i syrop w celu wytworzenia krystalicznej kompozycji maltitolu,

- ewentualnie prowadzi się dojrzewanie krystalicznej kompozycji maltitolu do osiągnięcia wystarczającej krystaliczności maltitolu i korzystnie entalpii topnienia wyższej lub równej 130 J/g,

- ewentualnie recyrkuluje się część krystalicznej kompozycji maltitolu w celu utworzenia nowego proszkowego podłoża maltitolu krystalicznego.