SK135395A3 - Thermally and by pressure treated composition containing cholestyramine, cereal starch, cereal bran and incidentally an aromatic agent, without oil and manufacturing process thereof - Google Patents

Description

Tepelne a tlakom spracovaný prostriedok obsahujúci cholestyramín, obilný škrob, obilné otruby a poprípade aromatické činidlo, bez oleja a spôsob jeho výroby

Oblasť techniky

Tento vynález sa týka spôsobu výroby oleja jednoduchých kompozícií obsahujúcich cholestyramín a škrob, najmä vo forme tyčiniek pre bezprostrednú spotrebu pre pacientov trpiacich hypercholesterinémiou.

Doterajší stav techniky

Cholestyramín je medzinárodné voíné meno (INN of WHO) pre chlorid kopolyméra styrénu s divinylbenzénom, ktorý obsahuje kvartérne amóniové skupiny. Cholestyramín je účinný ako iónomenič na viazanie galových kyselín a pri hypercholesterinémii ako prípravok znižujúci lipidy. Pri hypercholesterinémii sa musia používať mimoriadne veíké dávky, ktoré môžu byť tak vysoké, že tvoria 4 až 16 g na každé oddelené podanie a až 32 g za deň. To je problém, pretože chelestyramín je prítomný vo forme velmi jemných, iónomeničových častíc, ktoré nie sú rozpustné vo vode. Ak sa častice prehltnú v suspendovanej alebo tuhej forme, spôsobujú rybí zápach a chuť a okrem toho zostáva v ústach nepríjemná chuť zrniek piesku, čo sa niekedy tiež označuje ako neodbytný efekt piesočných zrniek. Preto je obtiažne donútiť pacienta, aby užíval cholestyramínové prostriedky na pravidelnom základe počas predĺženého časového obdobia v požadovaných vysokých dávkach.

Bolo už uskutočnených veía rôznych pokusov ako previesť cholestyramín do formy príjemnejšej pre pacienta, ktorá by mohla byť lahko používaná, napríklad by bola priamo požívaná a bola by chutná. Mimo iného boli vyvinuté suspenzie (napríklad vo forme ovocných štiav), práškov, pečených produktov a tyčiniek (napríklad vo forme sladkého nugátu alebo čokoládových tyčiniek) .

Cholestyramínové kompozície podía DE 38 08 191A sú prítomné vo forme vodnej suspenzie s pevne danou viskozitou.

Európsky patentový spis č. 347.014A popisuje pečené produkty obsahujúce cholestyramín, ktoré sa vyrábajú pečením pri teplote približne od 150 do 180* C počas 20 minút z cesta, ktoré okrem vody obsahujú olej na pečenie, monosacharid alebo polysacharid, aromatickú látku rovnako ako cholestyramín.

Z európskeho patentového spisu č. 492 235A boli už skôr známe nepečené cholestyramínové produkty, ktoré mali vlhkosť menšiu ako 11 %. Tieto produkty obsahovali cholestyramín, obilniny, ako múku alebo otruby, cukor, aromatické látky, spájacie prostriedky založené na škrobe, rovnako ako prípadne olej na pečenie. Spracovanie sa uskutočňovalo takým spôsobom, že zmes sa nepiekla pri teplote 150* C alebo vyššej, ale sa sušila pri teplote približne 70* c pri zníženom tlaku v predĺženom časovom období, približne od 16 do 48 hodín, kým sa nedosiahlo požadované zníženie vlhkosti.

Ani jeden z doteraz známych návrhov nevedie tak ďaleko k cholestyramínovému produktu v tuhej forme, ktorý spĺňa vyššie zmienené nároky s ohľadom na zápach a chuť a má jednoduché zloženie, aby bolo možné vyrábať ho iba pomocou dostupnej technológie. Predmet tohto vynálezu je riešením naznačeného problému.

Podstata vynálezu

Teraz bolo s prekvapením vynájdené, že s ohľadom na nutričnú fyziológiu a tiež s ohľadom na chuť a zápach sa vo všetkých ohľadoch uspokojujúce cho lestyramínové produkty získajú v tuhej forme, ak sa receptúra, rovnako ako výrobné podmienky zvolia určitým spôsobom a navzájom sa prispôsobia.

Predmetom tohto vynálezu je spôsob výroby kompozícií obsahujúcich cholestyramín a škrob, ktoré neobsahujú olej a sú výhodné vo forme tyčiniek, zvlášť pre bezprostredný príjem pacientom trpiacimi hypercholesterinémiou, ktorý spočíva v tom, že sa cholestyramín a zrná škrobu v hmotnostnom pomere 1 : 1,8 až 2,9 s výhodou 1 :2,2 až 2,7, s pridaním obilných otrúb ako plniaceho činidla a prípadne aromatickej látky, zmiešajú s 10 až 35 % hmotnostnými vody (vo vzťahu k východiskovým látkam) na homogénnu vlhkú hmotu, ktorá sa spracováva vytláčaním na povrazce, pričom teplota (meraná v hmote vo vytláčacej hlave) je 105 až 180 C a tlak (meraný vo vytláčacej hlave) je 3,0 až 7,0 MPa, a nasledujúce sušenie sa uskutočňuje pri teplote 100 ’C po dosiahnutie vlhkosti rovnajúcej sa alebo nižšej ako

3,5 % hmotnostných, pričom sa vytlačovaná hmota s výhodou pred alebo po sušení rozdeíuje na tyčinky alebo sa melie na prášok.

Výrazom tyčinka v rozsahu tohto vynálezu sa rozumie predmet tvaru disku alebo tvaru kocky. Rozmery sa volia tak, aby tyčinka obsahovala jedinú dávku cholestyramínu, ktorá má byť podaná. Pri hrúbke od 1 do 12 mm môže byť šírka napríklad od 20 do 50 mm a dĺžka od 100 do 160 mm.

Podía iného uskutočnenia, vytlačená hmota sa môže zomlieť na prášok (veíkosť častíc je s výhodou menšia ako 2 mm) ktorý sa môže pridávať napríklad do mlieka, vody, džúsu obsahujúcemu kompót alebo do iných nápojov, do jogurtov a podobne.

Zvlášť výhodné organoleptické charakteristiky sa získajú prekvapujúco jednoduchou receptúrou. Prísady, ako oleje alebo tuky, fermentačné činidlá a látky upravujúce chuť polymérov alebo želatinizačné činidlá nie sú potrebné. Prípadný prípravok aromatických látok v podstate plní úlohu dosiahnuť odlišnú chuť a slúži menej na modifikáciu chuti a pachu produktov ako takých.

Podía výhodného uskutočnenia, škrob a otruby sú z rovnakého zrna, to znamená, že sa v receptúre použije napríklad pšeničný škrob a pšeničné otruby. Obsah otrúb (vztiahnuté na východiskovú látku) je zvyčajne menší ako 10 % hmotnostných, s výhodou až 7,5 % hmotnostných. V prípade, že sa používajú aromatické látky, napríklad zvláštne suché aromatické látky typu chleba, aplikácia na tyčinku sa môže uskutočniť práve na konci výrobného procesu po vysušení tyčinky.

Pšeničný, ryžový a kukuričný škrob sú zvlášť dobre vhodné. Pokiaľ ide o použité otruby, zvlášť výhodné sú otruby pšeničné alebo ryžové. Potom sa otruby ako také môžu stabilizovať prídavkom škrobu.

Zvlášť výhodné kompozície pozostávajú s 30 % hmotnostných cholestyramínu, 65 % hmotnostných pšeničného škrobu a 5 % hmotnostných pšeničných otrubov a ďalej z 25 % hmotnostných cholestyramínu, 67,5 % hmotnostných pšeničného škrobu a 7,5 % hmotnostných pšeničných otrúb. Podľa potreby sa tiež pridáva suchá aromatická látka.

Okrem toho pre výhody dosahované podľa tohto vynálezu je dôležité zachovať vyššie dané podmienky spôsobu, ktoré sa jasne líšia od podmienok sušiaceho procesu alebo od obvyklého spôsobu pečenia. Rovnako ako pri sušení, tak tiež pri pečení, voda obsiahnutá vo vlhkej hmote sa odparuje, takže sa získa konečný produkt, ktorý má zodpovedajúcu nízku zvyškovú vlhkosť. Preto pri vyšších teplotách používaných pri pečení sa škrob degraduje t

vo väčšom rozsahu v porovnaní so sušením, pričom sa tvorí zvlášť amylóza a amylopektín. V protiklade k tomu pri vytláčaní použitom podľa tohto vynálezu voda nemôže unikať alebo iba čiastočne uniká pri vyšších teplotách (tzv. variace extrudovanie). Za týchto podmienok (popri teplote sa tiež podstatne zvyšuje tlak, v porovnaní so sušiacim alebo pečúcim procesom) sa škrob degraduje vo veľkom rozsahu a tvorí sa zvlášt dextrín. Nemôže sa predvídať, že za úspech vynálezu sú vedľa zmeny receptúry tiež zodpovedné tri rozdielne podmienky procesu.

Pri vytláčaní nastáva podstatné zníženie obsahu vody, napríklad z 35 % na približne 10 až 20 %. Sušenie na konečnú vlhkosť rovnakú alebo nižšiu ako 3,5 %, sa dosahuje zahrievaním na teplotu 130 *C alebo spracovaní v mikrovlnnej rúre počas krátkeho obdobia až pri teplote 175 ’C. V tomto prípade je dalej výhodné daľšie sušenie a starostlivé ochladenie v nasledujúcom vyhrievanom vzduchovom tuneli, až produkt dosiahne nízku teplotu, ktorá je potrebná pre jeho zabalenie.

V dôsledku nízkej vlhkosti sú vyrábané tyčinky podlá tohto vynálezu hygroskopické. Preto je výhodné vyrábané tyčinky baliť do impregnovaného obalu odolného voči vlhkosti, napríklad použitím vhodných zložených fólií s hliníkovou vrstvou brániacou prístupu vody. Zložené fólie sú komerčne dostupné a majú napríklad formu papier/polyetylén/hliník/polyetylén, polypropylén/hliník/polyetylén alebo polyetyléntereftalát/hliník/polyetylén. ,

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklady uvedené ďalej slúžia na podrobnejšie vysvetlenie vynálezu, avšak vynález neobmedzujú.

Príklady

Vyhotovia sa dalej uvedené receptúry:

Receptúra A

Cholestyramín 4000 mg (30 % hmotnostných)

Pšeničný škrob 8600 mg (65 % hmotnostných)

Pšeničné otruby 4000 mg ( 5 % hmotnostných)

Na výrobu približne 100 000 tyčiniek má zmes toto zloženie:

Cholestyramín Pšeničný škrob Pšeničné otruby Čistá voda

Suchá aromatická látka

400 kg 860 kg kg 332,6 kg

0,4 kg

Receptúra B

Cholestyramín Pšeničný škrob Pšeničné otruby

4000 mg (25 % hmotnostných)

10800 mg (67,5 % hmotnostných) 1200 mg ( 7,5 % hmotnostných)

Výrobný postup

Najprv sa v silnom mixéri zmiešajú do dosiahnutia homogenity cholestyramín, pšeničný škrob, pšeničné otruby, rovnako ako napríklad suchá aromatická látka.

Experiment 1 až 3

I

Táto hmota sa homogenizuje po pridaní dostatočného množstva vody, vytláča sa okrúhlou lisovacou formou a tvaruje sa do tyčiniek. Vytláčanie sa uskutočňuje pomocou jedinej vytláčacej skrutky. Sledovanie výrobných parametrov (teploty a tlaku) sa uskutočňuje podlá vopred stanovenej receptúry (dôležitý je zvlášť obsah škrobu a obsah vody) voíbou teploty, rovnako ako rýchlosti skrutky, geometrického tvaru skrutky a jej usporiadania. Použitý extrudér má tri vyhriavateíné zóny okolo skrutky, ktorý sa zahrieva vyhrievacími prvkami, ktoré sú zapojené jeden po druhom. Najskôr sa celá hmota zlisuje a miesi sa pri obehovej rýchlosti zodpovedajúcej frekvencii otáčania 15 za minútu, čo vedie k rýchlemu zahriatiu a roztaveniu hmoty. Pri teplote hmoty približne 170 *C a tlaku 5,0 MPa (merané vo vytláčacej hlave pri rovnomernej produkčnej fáze) mäkká, želatinizovaná hmota sa stáva viskóznou kvapalinou. Tá sa vytláča cirkulačnou tryskou. Na výstupe povrazca z trysky začne expanzná fáza hmoty, pričom pôsobením unikajúcej vodnej pary sa tvoria malé, hlavne otvorené bunky.

Tlakový nárast v extrudére pred hlavou trysky závisí od teplote, výrobnej kapacity a geometrickom tvare trysky, pričom tlak je znovu dôležitý na tvarovacie podmienky a podmienky expanzie hmoty potom, čo opustila trysku.

Na okrúhlu trysku na tvarovanie povrazca, ktorá v tomto prípade má priemer 5,0 mm, je navarený defúzer trysky, aby poskytol vytláčanému materiálu požadovanú formu plochej tyčinky. Vzniká povrazec so širkou 35 mm a výškou 10 mm a tento sa delí na úseky s požadovanou dĺžkou.

Keď sa použije expandér, dosiahne sa výrobná kapacita približne 10 až 11 kg hmoty za hodinu. Tlak a teplota hmoty sa meria v hlave expandéra. Na receptúru A a B sa použijú tieto výrobné parametre:

Experiment č.	1	2	3
Receptúra	A	A	B 1
Tryská	5,0 mm kru-	5,5 mm kru-	5,0 mm kru-
	hová tryská	hová tryská	hová tryská
Krútiaci moment (Nm)	243,1+10,1	243,1+10,1	243,1+10,1
Frekvencia otáčok	151,2+0,4	150,7+0,3	150,7+0,5
(za minútu)
Tlak (MPa)	4,94+0,1	5,63+0,55	4,94+0,1
Teplota (C)	174,2+0,4	168,4+1,9	174,5+1,7

Tyčinky sa následne dodatočne sušia na sušiacich doskách (Horden-trockner) pri teplote 130 ’C 15 až 25 minút, po dosiahnutie obsahu vody od 2,5 do 3,5 % hmotnostných. Týmto dodatočným sušením sa získa kyprý a chrumkavý produkt a súčasne sa zníži zvyšková vlhkosť pod hodnotu rovnovážnej vlhkosti, čo zabraňuje mikrobiologickej deštrukcii.

Experiment 4 až 5

Hmota homogenizovaná v strihovom mixéri sa vytláča pomocou dvojitého skrutkového extrudéra (Bernstorff ZE 40A - 330, priemer skrutky 40 mm, dĺžka skrutky 1530 mm). Tento variaci extrudér s charakteristikami dvojitej skrutky má výhodu v tom, že umožňuje dosiahnuť ďalšie dôkladné miesenie a súčasné zníženie mechanického napätia v hmote. Nevyhnutné množstvo vody sa dodáva pomocou dávkovacieho čerpadla po prvom stupni do extrudéra.

Vytláčacie zariadenie má 7 vyhrievacích zón a vyhrievateínú časť hlavy. Posledné vyhrievacie zóny sa udržiavajú pri teplote 130 “C, pričom zóna hlavy má o niečo menšiu teplotu. Extrudér je možné chladiť vodou dodávanou na účel zabezpečenia presného riadenia teploty.

Kríž z časti hlavy do formovacej trysky je zhotovený tryskou so skosenou štrbinou (dĺžka 40 mm,;výška 10 mm). V pripojenej tryske sa štrbina zbieha vo vzdialenosti od 15 mm do 30 mm dĺžky a 6 mm výšky. Teplota hmoty a jej tlak sa sledujú na hlave extrudéra a zaznamenávajú sa.

Vytláčaný materiál po opustení trysky má šírku 40 mm a výšku 14 mm. Pri tomto experimente sa používajú tieto výrobné parametre:

Experiment č. Receptúra	1 2 A A	3 B
Tryská	30 x 6 mm štrbinová tryská	30 x 6 mm štrbinová tryská
Frekvencia otáčok (za minútu)	170	170
Teplota (* C)	111	115
Tlak (MPa)	3,5 - 4,6	3,4 - 3,7

Vytláčaný materiál sa dopravuje do rezacieho zariadenia pomocou dopravníka. Sušenie sa uskutočňuje pomocou mikrovlnnej sušiarne a následne v tuneli horúcim vzduchom. Počas mikrovlnného spracovania je dosiahnutá teplota 170 *C behom krátkeho času a zostatková vlhkosť činí okolo 5 %. Predmet z tunela s horúcim vzduchom sa ďalej suší na zvyškovú vlhkosť menšiu ako

3,5 % a ochladzuje sa na teplotu 80 ’C, aby sa umožnilo nasledujúce zabalenie.

V experimentoch 1 až 5 sa vyrábajú tyčinky, ktoré majú šírku 40 mm, výšku 6 mm a dĺžku 150 mm. Tyčinky majú príjemnú chuť podobnú chlebu, typu bavorského koreneného chlebaak sa použijú zvláštne suché aromatické látky. Tým je odstránená inak sa prejavujúca nepríjemná rybám podobná chuť a rybám podobný zápach, a tyčinky neprejavujú neodbytný efekt piesočných zrniek, to znamená že nevyvolávajú pocit chlpov alebo zrniek piesku v ústach.

Hotové suché tyčinky sa balia do impregnovaného zloženého obalu odolného proti vlhkosti z polyetyléntereftalát/hliník/polyetylu (hliníková kombinovaná fólia HELIOnal^^R8 ktorý je nepriedušný pre vzduch a vlhkosť, čo je nevyhnutné vzhíadom na hygroskopické vlastnosti produktu.

Pri rozomletí extrudovaného materiálu a nasledujúcom preosiati (na veíkosť rovnú alebo menšiu ako 2 mm) sa získa kompozícia v práškovej forme, ktorá sa môže rovnako ako produkty vyskytujúce sa na trhu, konzumovať s rôznymi druhmi ovocia alebo pridávať k potravinám (ako je mlieko alebo jogurt). Neodbytný efekt piesočných zrniek sa tu neprejavuje, i keď bol pozorovaný pri slepých experimentoch s kolektívom pacientov.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Tepelne a tlakom spracovaný prostriedok obsahujúci cholestyramín, obilný škrob, obilné otruby a poprípade aromatické činidlo, bez oleja, výhodne vo forme tyčiniek alebo prášku, vyznačujúci sa tým, že hmotnostný pomer medzi cholestyramínom a obilným škrobom je 1: 1,8 až 1:2,9a hmotnostný zvyšok vlhkosti je najviac 3,5 %.
2. 2. Spôsob výroby tepelne a tlakom spracovaného prostriedku obsahujúceho cholestyramín, obilný škrob, obilné otruby a poprípade aromatické činidlo, bez oleja, výhodne vo forme tyčiniek alebo prášku podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa cholestyramín a zrná škrobu v hmotnostnom pomere 1 : 1,8 až 1 : 2,9, za pridania obilných otrúb ako plniaceho činidla a prípadne aromatickej látky, zmieša s hmotnostne 10 až 35 % vody, počítané na východiskové látky ako celok a získaná homogénna vlhká hmota sa vytláča na povrazec pri teplote hmoty vo vytláčacej hlave 105 až 180 ’C a pri tlaku vo vytláčacej hlave 3,0 až 7,0 MPa a produkt sa suší pri teplote nad 100 C až na dosiahnutie hmotnostného obsahu vlhkosti najviac 3,5 %, pričom vytláčaný materiál sa pred sušením alebo po sušení rozdeluje na tyčinky alebo sa melie na prášok.
3. 3. Spôsob podlá nároku 2 vyznačujúci sa tým, že sa použije škrob a otruby z rovnakého zrna.
4. 4. Spôsob podlá nároku 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že sa použije pšeničný škrob a pšeničné otruby.
5. 5. Spôsob podlá nároku 2 alebo 4, vyznačujúci sa tým, že sa pridá až 7,5 % hmotnostných otrúb, počítané na východiskové látky.
6. 6. Spôsob podlá nároku 2 až 5, vyznačujúci sa tým, že sa produkt suší na obsah zvyškovej vlhkosti od 2,5 do 3,5 % hmotnostných.
7. 7. Spôsob podlá nároku 2 až 6, vyznačujúci sa tým, že sa aromatická látka použije na tyčinky po vysušení.
8. 8. Spôsob podlá nároku 2 až 7, vyznačujúci sa tým, že sa tyčinky balia s použitím zložených fólií nepreniknuteľných pre vodu a vodnú paru.