SK9963Y1 - Jedlé gély dietetických vláknin, spôsob ich prípravy a použitie - Google Patents

Abstract

Technické riešenie opisuje jedlé gély obsahujúce najmenej jeden polysacharid vybraný zo skupiny betaglukán, sulfatovaný glukán, schizophyllan, pullulan, arabinogalaktán, pektín, kurdlan alebo ich kombinácie v množstve 0,5 až 60 % hmotnostných a hydrofilný gélujúci polymér vybraný zo skupiny polyvinylalkohol, polyetylénoxid a jeho kopolyméry, polypropylénoxid a jeho kopolyméry, celulóza, karboxymetylcelulóza, metylcelulóza, hydroxypropylcelulóza, hydroxyetylcelulóza, hydroxypropylmetylcelulóza, hemicelulóza, chitosan, kolagén, želatína, polyakrylová kyselina alebo jej deriváty a kopolyméry, syntetické škroby, škrob alebo ich kombinácie v množstve 0,1 až 20 % hmotnostných a/alebo prírodnú gumu vybranú zo skupiny glukomanán, xantánová guma, gelan, guarová guma, arabská guma, karobín, laminarín, agar, karagénan, kyselina polygalaktourónová, psyllium, alginát a jeho soli alebo ich kombinácie v množstve 0,01 až 20 % hmotnostných, sladidiel vybraných zo skupiny maltitol, maltóza, palatinóza, glukóza, galaktóza, fruktóza, maltodextrín, inulín, trehalóza, sukralóza, sacharóza, erytritol, xylitol, aspartám alebo ich kombinácie v množstve 0,001 až 45 %, ďalej 0,01 až 3 % hmotnostných konzervačných prostriedkov a 0,05 až 10 % hmotnostných aditív, pričom zvyšok do 100 % tvorí voda. Riešenie opisuje aj spôsob prípravy takýchto jedlých gélov a ich použitie v potravinárstve alebo ako výživového doplnku. Takto vytvorený jedlý gél z prírodných polysacharidov, gúm a/alebo hydrofilného gélujúceho polyméru predstavuje multivlákninový systém a zvyšuje užívateľský komfort pri jeho aplikácii.

Description

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka jedlých gélov dietetických vláknin, pričom jedlý gél obsahuje polysacharidy a hydrofilné gélujúce polyméry a/alebo prírodné gumy a sladidlá. Riešenie sa taktiež týka spôsobu prípravy takýchto gélov a ich použitia.

Doterajší stav techniky

Medzi látky, pre ktoré EFSA (European Food Safety Authority - Európsky úrad pre bezpečnosť potravín) schválil zdravotné tvrdenia, patria polysacharidy glukomanán, guarová guma, hydroxypropylcelulóza, chitosan a betaglukány (BG). Tieto tvrdenia sú definované tak, že látky prispievajú k udržaniu normálnej hladiny cholesterolu, resp. prispievajú k zníženiu nárastu glukózy v krvi po tomto jedle.

Glukomanán je rastlinný polysacharid získavaný z hľúz rastliny Amorphophallus konjac a ako vláknina pektínového typu má priaznivé účinky na trávenie a celkový metabolizmus, najmä spomalenie vstrebávania sacharidov z potravy a nižšie hladiny glykémie po požití potravy.

Prebiotické a fermentovateľné vlákniny, arabinogalaktán a betaglukán, sú schválené Food and Drug United States (FDA) a potvrdené GRAS (generally recognized as safe - všeobecne uznávané ako bezpečné) ako priame potravinové prísady. Uvedené konštatovania podporili aplikácie arabinogalaktánu a betaglukánu v rade potravinárskych výrobkov, ako jogurty, pekárenské výrobky, nápoje, cukrovinky a funkčné potraviny (Czech J. Food Sci. Vol. 29, 2011, No. 1:1-14, Current Opinion in Colloid & Interface Science 14 (2009) 43-47, Ametis Joint-stock company uvádza aplikácie arabinogalaktánu v potravinárstve).

Vzhľadom na svoju vysoko organizovanú štruktúru (trojnásobný helix, stabilizovaný postrannými reťazcami) a konformačné správanie sú BG zvlášť vhodné na enkapsulácie a komplexácie s biologicky aktívnymi látkami.

Veverka M, et al. potvrdil stabilizačný účinok betaglukánu pre chemickú a fyzikálnu stabilizáciu, napr. nutraceutík, liečiv a fosfatidyl cholínu v Journal of Functional Foods 8(1):309-2014, stabilizáciu rekombinantného trombínu v Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition. 27, 202-217 (2016) a CLA in: Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2017, 118, 1600258, a stabilizáciu emulzií prírodných olejov hydrogélom glukánu v: Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2018, 390-398.

Keďže väčšina diét má nedostatok vlákniny, schopnosť súčasne podporiť imunitnú aktivitu a príjem vláknin, naznačuje výhodu týchto jedinečných polysacharidov. Bol stanovený tzv. „primeraný príjem (Adequate Intake = AI) na základe hodnoty, ktorá znamená najnižšie riziko kardiovaskulárnych chorôb, t. j. 14 g/1 000 kcal (to zodpovedá 25 g pre dospelé ženy a 38 g pre mužov - založené na epidemiologických štúdiách). Ako zdroj vlákniny sú uvádzané najmä: gumy, glukány, celulóza a jej deriváty, pektín a škroby. Na trhu je niekoľko prípravkov upravujúcich príjem vlákniny, napr. OptiFibre (nešpecifikované, Nestlé), BEBEFIBRE® (pšeničný dextrín), Dimica Inulín (inulín), VLÁKNINA Rozpustná (nešpecifikované, Topnatur), Fibreline CITRUCEL® (metylcelulóza), FIBERCHOICE (inulín), VITAFUSON (polydextróza). Hydrokoloidy sú široko používané v mnohých potravinových formuláciách na zlepšenie atribútov kvality a skladovateľnosti. Dve hlavné použitia hydrokoloidov sú ako zahusťovacie a želatinačné činidlá. Na účely opísané v dokumente sú vlákniny využívané najmä ako reštrukturalizované potraviny a nízkosacharidové alebo kalorické gély.

Úloha špecifických hydrokoloidov (xantán, hydroxypropylmetylcelulóza - HPMC, arabská guma, konjak, škroby, karagénan) na zahustenie a tvorbu gélu je spracovaná v prehľadnom článku pre špecifické aplikácie v potravinách. (J Food Sci Technol (Nov-Dec 2010) 47(6):587-597.)

Prehľadný článok Trends in Food Science & Technology 102 (2020) 1-15 uvádza klasifikácie vlastností potravinárskych polysacharidov a ich aplikácie na zlepšenie textúry potravín. Potravinové polysacharidy kategorizuje do rôznych skupín podľa rôznych kritérií. Vnútorné molekulárne charakteristiky aj vonkajšie faktory prostredia významne ovplyvňujú fyzikálno-chemické vlastnosti polysacharidov, čím ovplyvňujú ich funkčnosť a použitie v rôznych typoch potravín.

Stabilné emulzné gély boli pripravené homogenizáciou hydrogélu betaglukánu obsahujúce od 0,10 - 2,0 % glukánu s prírodnými olejmi bez pridania pomocného rozpúšťadla alebo povrchovo aktívnej látky. Emulzné gély boli charakterizované vizuálne, SEM, kryoelektrónovou mikroskopiou a meraniami viskozity. (Colloids and Surfaces A 537 (2018) 390-398)

Reologické vlastnosti gélov a textúra pripravených materiálov, ako aj sledovanie senzorických vlastností sú študované v početných článkoch.

Vzťahy medzi nelineárnym viskoelastickým správaním a textúrou potravín sa určili meraním a koreláciou nelineárných viskoelastických vlastností pri srvátkových proteínových izolátoch/karagénanových géloch na senzorické, orálne spracovanie a reologické charakteristiky. Korelácie orálneho spracovania všeobecne zahŕňali skôr termíny pohybu čeľuste než elektromyografické údaje. Porozumenie pre nelineárne viskoelastické vlastnosti potravín umožňuje lepšie pochopenie vzťahu štruktúra potravín - mechanizmus deformácie a ako túto štruktúru ovplyvňuje textúra. (Journal of Food Process Engineering 36 (2013) 521-534.)

Študované sú reologické vlastností a mikroštruktúra hráškového proteínu/k-karagénanu/škrobových gélov ovplyvnená rôznymi podmienky chladenia. Dynamické oscilačné merania pre zmiešané gély, chladené rôznymi rýchlosťami, sa uskutočňovali pri kontrolovanom namáhaní reometrom, objasnila sa kinetika tvorby gélu a charakterizovala sa štruktúra vyzretých gélov. Parametre textúry sa určili z analýzy profilu textúry pomocou texturometra. Mikroštruktúra bola sledovaná pomocou konfokálneho laserového skenovacieho mikroskopu. Študovala sa aj reológia jednozložkových gélov. Výsledky ukázali, že podmienky tuhnutia gélu mali vplyv na fázovú separáciu hrachového proteínu a karagénanu a na konečnú štruktúru a textúru zmiešaného gélu. Pomalšie chladenie podporuje rozsiahlu fázovú separáciu medzi hráškovým proteínom a karagénanom. Mechanizmus gelácie k-karagénanu by mal riadiť mechanizmus gelácie viaczložkového gélu. (Food Hydrocolloids 20 (2006) 106-113)

Prehľadný článok sa týka rôznych typov potravinárskych gélov tvorených polysacharidmi. Diskutujú sa gély na báze jedného polyméru, tzv. termoreverzibilné gély (agaróza, x-karagénan, gellan), iónovo zosieťované gély (algináty, pektíny) a termoformné gély (hydrofóbne modifikované polysacharidy). Diskutované sú gély na báze dvoch polymérov; dva negelujúce polysacharidy (galaktomanán/xantán), polyanión a polykatión (alginát/chitosan), príp. dva gélujúce polyméry a ich vlastnosti (stabilita, reologické, mechanické). (Journal of Intelligent Material Systems and Structures 1993 4: 210)

Termodynamické aspekty formulácie potravín sa zhrnujú v prehľadnom článku. Nekompatibilita jednotlivých biopolymérnych zložiek, samoasociácia, interkomplexácia sa prejaví v synergických antagonistických efektoch. (Food Hydrocolloids 17 (2003) 1-23)

Uvoľňovanie sacharózy z polysacharidových gélov (karagénan, gellan, agar) bolo študované pre pochopenie uvoľňovania chuti z pevných potravín a nájdenie novej metódy spracovania, produkujúcej chutnejšie a zdravšie potraviny. Sledovalo sa uvoľnenie sacharózy a ďalších cukrov z agarových gélov a príbuzných polysacharidov. Pridanie sacharózy do agarových roztokov vedie k zvýšeniu priehľadnosti gélov a poklesu synerézy. Syneréza vyskytujúca sa v pokojovom stave a uvoľňovanie tekutiny vyvolané kompresiou sa diskutovali. Riešil sa vzťah medzi uvoľňovaním cukru a štruktúrou, reológiou a tepelnými vlastnosťami gélov. (Food &Function)

Profily prehltania potravinárskych polysacharidových gélov (gellan, psyllia) boli skúmané vo vzťahu k bolusovej reológii. Modelový bolus bol pripravený pomocou mechanického simulátora na napodobnenie činnosti ľudskej čeľuste v prítomnosti alebo neprítomnosti umelých slín a bol podrobený dynamickým meraniam viskoelasticity na skúmanie reologických vlastností. Bolus z binárneho gélu mal kratší čas potrebný na prenos fázy cez hltan v dôsledku hmotnostného toku a bol hodnotený vyššie v zmyslovo vnímanej súdržnosti (tvorba bolusu) ako gellanu. Modelový bolus z binárneho gélu vykazoval reologicky slabý gél (alebo štruktúrovaná kvapalina) a mal vyššiu štrukturálnu homogenitu ako gél z gellanovej gumy. Výsledky naznačujú, že rovnováha viskoelasticity je kľúčom pre dizajn textúry potravín s dysfágiou vo vzťahu k miešateľnosti slín. (Food Hydrocolloids 25 (2011) 1016-1024)

Textúrne a štrukturálne vlastnosti gélu κ-karagénan/konjac guma a vplyv koncentrácie κ-karagénanu, zmiešavacieho pomeru, sacharózy a koncentrácia Ca²⁺ a jej aplikácia v mliečnom pudingu opisuje článok (doi: 10.1002/jsfa.10936).

Štúdia sleduje vplyv mechanických vlastností agar-pektínových gélov na stravovacie správanie myší. Mechanické vlastnosti gélov (pevnosť, Youngov modul a elasticita) boli stanovené na analyzátore textúry. Účinok gélu na potravové správanie zvierat a množstvo zjedenej potravy závisí od tvrdosti gélu a nezávisí od pomeru zložiek gélu a jeho odolnosti proti in vitro simulovaným žalúdočným a črevným tekutinám. (Vopr. Pitan, 2020;89(1):46-53. doi: 10.24411/0042-8833-2020-10005)

Článok Carbohydrate Polymers 69 (2007) 713-724 študoval kalorimetrické a reologické vlastnosti zmesí xantánu a konjakovej gumy pripravené pri hodnotách pH v rozsahu 4,0 - 3,5, tieto poskytli porovnateľné moduly, ako sa získali pri neutrálnom pH, ale vykazovali podstatné zmäkčenie pri zahriatí na telesnú teplotu, čo naznačuje, že je to možná aplikácia ako náhrada želatíny vo výrobkoch, kde sú vlastnosti „rozpúšťania sa v ústach“ dôležité pre prijateľnosť.

Prehľadný článok diskutuje o rôznych géloch (škroby, pektín, karagénan, celulózové deriváty, xantán...) a želírovacích činidlách (želatína, srvátkový proteín, zeín), charakterizácii gélov (XRPD, FTIR, DSC, reológia) a mechanizme gélovatenia s dôrazom na zmiešané alebo viaczložkové gély, ktoré majú využitie v potravinárstve. (Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 52:334-346 (2012))

Prehľadný článok diskutuje potravinárske hydrokoloidy pre formulácie na zlepšenie atribútov kvality a skladovateľnosti. Dve hlavné použitia hydrokoloidov sú ako zahusťovacie a želatinačné činidlá. Ako zahusťovadlá (škroby, celulózové deriváty, xantán, galaktomanány) nachádzajú využitie v polievkach, prívarkoch, šalátoch, dresingoch, omáčkach a polevách, zatiaľ čo ako želírovacie činidlá (agar, karagénan, pektín, gelan, celulózové deriváty) sú vo veľkej miere používané vo výrobkoch ako džem, želé, marmeláda, reštrukturalizované potraviny a nízkosacharidové/kalorické gély. Aplikácie a vlastnosti špecifických hydrokoloidov na zahustenie a tvorbu gélu sú diskutované s cieľom určiť špecifické aplikácie v potravinách a na vývoj produktov. (J Food Sci Technol (Nov-Dec 2010) 47(6):587-597)

Ťažkosti s jedením boli hodnotené senzorickými analýzami hydrokoloidných potravinárskych gélov (karagénan, gellan, pektín, locus bean gum, želatína, agar) ako potravinového modelu. Dvadsať vzoriek gélov so širokou škálou textúr bolo pripravených a charakterizovaných. Panelisti hodnotili obťažnosť príjmu potravy pre každý gél na neštruktúrovanej stupnici. Následne tiež hodnotili šesť atribútov textúry vrátane pevnosti, reznej sily, elasticity, rozťažnosti, priľnavosti a rýchlosti topenia v ústach. Údaje získané v tejto štúdii sú použiteľné pre dizajn textúry hydrokoloidných gélov. (Food Hydrocolloids 38 (2014) 95-103)

Uskutočnili sa štúdie účinku modifikácie gélu želatíny s dihydrokvercetínom a arabinogalaktánom na jeho fyzikálne a biologické vlastnosti, dôležité na zabezpečenie optimálnych podmienok pre biotlač a rast bunkových kultúr. Získané výsledky ukazujú potenciál zmesi dihydrokvercetínu a arabinogalaktánu ako činidiel modifikujúcich želatínu pri 3D tlači. (doi 10.22448/AMU-2017.4.66-67), AMypcKUŇ Megu^uHCKUM »ypHa^,2017)

Štúdia sa zamerala na skúmanie potravinárskych gélových zmesí vytvorených z polysacharidov s rôznym nábojom (κ-karagénan, furcellaran a agaróza) a škrobu a jeho derivátov (predželatínovaný zosieťovaný kukuričný škrob a maltodextrín Paselli SA2). Kombinácia reologickej a optickej mikroskopickej analýzy sa použila na preskúmanie toho, ako prítomnosť ďalšej rozpustenej látky a manipulácia s parametrami procesu počas gélovatenia (šmyková rýchlosť a rýchlosť chladenia) ovplyvňuje štruktúru gélu zmiešanej tekutiny a reologické vlastnosti. Zistilo sa, že zmiešané tekuté gély majú potenciál ako účinnejšie modifikátory viskozity a viskoelasticity v porovnaní s jednoduchými tekutými gélovými štruktúrami.

Pozorovalo sa, že zmiešané tekuté gélové štruktúry sa vytvorili skôr v dôsledku slabých fyzikálnych interakcií ako chemických interakcií. (I. Gladkowska-Balewicz, thesis, 2016)

Článok opisuje inovatívne obaly na báze gélov pre Mozzarellu, ktoré by boli schopné zaručiť predĺženú trvanlivosť najmenej 15 dní, bez vplyvu na metodiku výroby a žiadneho vplyvu na chuť, mechanické vlastnosti a nutričné vlastnosti produktu. Hodnotenie pH, mikrobiologická analýza, elektroforetická analýza a mechanické testy ako funkcia typu pamäťového média a času skladovania ukázali optimálnu kombináciu gélotvorných látok, tieto však nie sú v článku konkretizované. (J. Dairy Sci. 89:2856-2864)

Cieľom štúdie bolo určiť vzťah medzi reologickými, tribologickými a senzorickými vlastnosťami potravinárskych hydrogélov líšiacich sa typom hydrokoloidov, koncentráciou a stupňom nehomogenity; lomové vlastnosti hydrogélov obsahujúcich rôzne pomery K-karagénanu a/alebo karobovej gumy (LBG), alginátu sodného; stanovili sa koeficienty viskozity a trenia (μ) hydrogélu po simulovanom orálnom spracovaní. (Food Hydrocolloids ,DOI: 10.1016/j.foodhyd.2018.09.040).

Výsledky štúdie: Orálne spracovanie hydrogélov (karagénan, alginát): Vplyv vlastnosti potravinového materiálu vzhľadom na stravovaciu schopnosť jednotlivcov naznačuje, že orálne spracovanie u zdravých dospelých sa zdá byť motivované najmä vlastnosťami potravinového materiálu a zdá sa, že rýchlosť žuvania súvisí skôr s individuálnymi rozdielmi a stravovacou schopnosťou ako vlastnosťami potraviny. (J. Texture Stud. 2019;1-10.)

Vnímanie a meranie textúry tuhých potravín a (mäkkých) gélov (želatína, karagénan, agar, gellan, škrob) inštrumentálnymi metódami ako TPA (texture profile analysis) a ďalších a ich senzorické hodnotenie uvádza prehľadný článok. (J Texture Stud. 2018;49:160-201.)

Pochopenie zdravotných výhod a technologické vlastnosti β-glukánu pre vývoj gélov, ktoré sa ľahko prehĺtajú pri zaručení potravinovej bezpečnosti medzi seniormi, uvádza prehľadný článok. (Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2022, https://doi.org/10.1080/10408398.2022.2093325.)

Potravinárske polysacharidy (škrob, alginát, celulóza, gellan, xantán, karagénan, agar,) a mikroštruktúra gélov a ich formovanie a charakterizácia je obsahom monografie. Zaoberá sa aj interakciami s ďalšími komponentmi potravín a tvorbou binárnych gélov. Manipulácia so štruktúrou a funkciou polysacharidov v potravinách, napr. chemickými, fyzikálnymi a enzymatickými metódami, poskytuje nové vlastnosti. (V. J. Morris, Polysaccharides: their role in food microstructure. Ch.5.)

Binárne polysacharidové hydrogély a xerogély na báze betaglukánu a/alebo arabinogalaktánu a derivátov celulózy, karagénanu, xantánu a karboméru sa pripravili ako nosiče bakteriofágov. (J. Drug Delivery Science and Technology 59 (2020) 101909)

Ako prírodný, vo vode rozpustný hydrokoloid s jedinečnými vlastnosťami z hľadiska nutričných hodnôt a procesno-technologické vlastnosti uvádza článok arabskú gumu (Acacia Gum). Tradične používaná v cukrárňach a je kľúčová zložka priemyselnej výroby nápojov. Stabilizuje emulzie a suspenzie, ale aj harmonizuje ich textúru a poskytuje dobrý pocit v ústach. Vďaka prirodzene vysokému obsahu vlákniny a nízkej kalorickej hodnote, ako aj dobrej črevnej znášanlivosti je funkčná prísada podľa moderných štandardov zloženia a deklarácie potravín. (vol 19 n 3 _ May/Jun 2008 _ AgroFOOD industry hi-tech)

Patentový dokument US 10646506B2 opisuje 2 % glukánový gél a spôsob jeho získania. Glukán pochádza zo Saccharomyces cerevisiae, vodný roztok sa zahrieva na teplotu 120 °C až 130 °C (10 až 30 minút) a ochladzuje na teplotu 35 °C až 50 °C v priebehu menej ako 80 minút.

Patentový dokument US 9956245B2 uvádza gélovú kompozíciu obsahujúcu glukán a želírujúce činidlo s bodom topenia nad 37 °C a použitie tejto kompozície v terapii, najmä pri hojení rán.

Gélovitú, tekutú a sušenú formu potraviny s enzýmom glukán fosforylázou syntetizovaného α - 1,4-glukánu uvádza patentový dokument JP 2006211989A.

Patentový dokument JPH06276965A zahrnuje gélovú potravinu a spôsob jej výroby. Potravina obsahuje kurdlán, karagénan gél, želatínu a agar. Tepelnou koaguláciou zložiek pri 80 °C sa získajú potraviny obsahujúcej jedlé gélové zrná s veľkosťou 10~10,000 pm.

Patentový dokument KR 100566602B1 uvádza agarózový gél a spôsob jeho výroby, prípravu roztoku 1,3-glukánu jeho rozpustením v alkalickom roztoku a následným pridaním do roztoku agarózy.

Patentový dokument KR2004007724 opisuje pelety s riadeným uvoľňovaním na perorálne podanie, obsahujú vrstvu s rýchlym uvoľňovaním liečiva a vrstvu s oneskoreným uvoľňovaním liečiva v neaktívnom jadre, pričom vrstva liečiva s oneskoreným uvoľňovaním obsahuje hydrofóbny polymér vybraný zo skupiny zahrnujúcej etylcelulózu, polymér a estery kyseliny metakrylovej, polyetylén, polyamid, polyetylénvinylacetát, nitrát celulózy, silikón a polylaktid-ko-glykolid; a vrstva s rýchlym uvoľňovaním liečiva obsahuje hydrofilný polymér vybraný z polyetylénglykolu, polyetylénoxidu, želatíny, škrobu, dextránsulfátu, sacharózy, karboxymetylcelulózy, chitosanu, hydroxyetylcelulózy, hydroxypropylmetylcelulózy, hydroxypropylcelulózy, metylcelulózy, arabinogalaktánu, polyvinylalkoholu, kyseliny polyakrylovej, arabskej gumy, polyvinylpyrolidónu a alginátu sodného.

Patentový dokument CA 2120230A1 sa týka spôsobu prípravy a použitia e-1,3-glukánu kurdlanu a kompozícií, ktoré ich obsahujú.

Gélové penové krmivo s β-glukánom ako hlavnou zložkou a napeneným koagulovaným vaječným bielkom a spôsob jeho výroby je predmetom patentového dokumentu JPH041 1852A.

Patentová prihláška JP2006289711 opisuje zložený vrstvený gél obsahujúci rôzne gély, ktoré sú laminované, pričom kombinácia susedných gélov je kombináciou aspoň jedného gélu z agaru, karagénanu, furcellaranu, kyseliny algínovej, alginátu, guarovej gumy, svätojánskeho chleba, tara gumy, kasiovej gumy, tamarindovej gumy, arabskej gumy, arabinogalaktánu, tragantovej gumy, pektínu, deacylačnej gumy gelanovej, natívnej gumy gelanovej, card run, pullulanu, xantánovej gumy, dextránu, gumy azotobakter binerane G, glukomanánu, škrobu, želatíny, CMC, soli CMC, metylcelulózy, gumy caraya, chitínu, chitosanu, gumy zo semien psyllia a polysacharidu zo sójových bôbov.

Patentový dokument JP 2010063407A zahrnuje gél obsahujúci β-glukán a spôsob jeho výroby. Príprava gélu zahŕňa zahrievanie zmesi e-1,3-1,4-glukánu a vody pri teplote 40 až 100 °C (priemerná molekulová hmotnosť β-glukánu 200 000 Da alebo viac).

Medzinárodná patentová prihláška WO 2012073020A1 opisuje liečivú gélovú kompozíciu obsahujúcu glukán zo Saccharomyces cerevisiae a gélujúce činidlo, neglukánový sacharid (schopné tvoriť hydrogél vo vodnom roztoku - deriváty celulózy, gumy a hydrofilné polyméry, želatína atď.), ktorá má teplotu topenia vyššiu ako 37 °C a jej použitie pri hojení rán. Kompozície majú viskozitu aspoň 1 000 cP, výhodne aspoň 1 500 cP.

Patentová prihláška EP 3130609A1 uvádza glukánový gél (pri 25 °C a pH medzi 4 a8), ktorý obsahuje betaglukán získaný z kvasiniek Saccharomyces cerevisiae v koncentrácii 0,1 až 6 % vo vodnom roztoku a 0,2 až 3 % karboxymetylcelulózy prípadne s glycerínom a jeho použitie pri hojení rán.

Patentový dokument EP 3045044 A1 opisuje spôsob výroby potravinárskeho výrobku (mletej múky s obsahom betaglukánu).

Patentový dokument JPH0698698A sa týka prípravy granulovaného gélu vyznačujúceho sa kvapkaním tepelne koagulačnej vodnej disperzie obsahujúcej beta-1,3-glukán do horúcej vody a potraviny (mrazený dezert) pripravenej z tohto gélu.

Patentový dokument CN 104874009A uvádza spôsob prípravy medicínskeho antibakteriálneho gélového materiálu, pričom tento spôsob zahrnuje postupné pridávanie β-glukánu, prírodných látok, kyseliny algínovej, želatíny, PEG a nanooxidu titaničitého do miešanej reakčnej zmesi.

Patentový dokument CN 12375260 opisuje jedlý gél, pripravený v krokoch: rozpustenie bezvodej glukózy vo vode, pridanie chitosanu a kyseliny citrónovej, uskutočnenie zosieťovacej reakcie, hydrotermálnu reakciu v peci, chladenie a čistenie.

Spôsob prípravy nápoja zo zmesi paradajok, broskýň a hrušiek s obsahom ovseného β-glukánu uvádza patentový dokument CN 102669768A.

Patentový dokument CN 104353104A opisuje priepustný medicínsky gélový materiál pozostávajúci z sójového oligosacharidu, polykaprolaktónu, β-glukánu, pektínu a vody.

Patentový dokument CA 3059259A1 zahrnuje kompozíciu v mikronizovanej alebo práškovej forme obsahujúcu xylooligosacharid, arabinogalaktán, inulín, Ganoderma lucidum beta glukán, nerozpustný kvasinkový beta-(1,3/1,6)-glukán, ovsený beta-(1,3/1,4)-glukán, nerozpustný sušený fermentát Saccharomyces cerevisiae a Bacillus coagulans. Uvádza spôsob zlepšenia alebo udržania zdravia tráviaceho traktu, imunity, hmotnosti a rovnováhy glukózy. Táto kompozícia môže predstavovať potravinu, výživový doplnok, ľahkú zdravotnícku potravinu, farmaceutický výrobok alebo nutraceutický výrobok.

Patentový dokument US 2020404941A1 uvádza spôsob výroby cukrovej kompozície, žuvacích potravinových produktov bez želatíny, ako sú gumové, želé alebo iné žuvacie cukrovinky. Kde 40 % hmotn. až 70 % hmotn. prebiotickej kompozície obsahuje prvú prebiotickú zložku a druhú prebiotickú zložku odlišnú od prvej prebiotickej zložky; a 60 % hmotn. až 30 % hmotn. tretej zložky obsahujúcej nosič, kde cukrovinková kompozícia neobsahuje želatínu; kde prvá prebiotická zložka je vybraná zo skupiny arabskej gumy, betaglukánu, čiastočne hydrolyzovanej guarovej gumy (PHGG), konjak glukomanánu, arabinogalaktánu alebo zmesi ktorýchkoľvek dvoch alebo viacerých z nich; kde druhá prebiotická zložka je vybraná zo skupiny oligosacharidového polysacharidu, glykoproteínu (inulín, polydextróza, fruktooligosacharidy, galaktooligosacharidy, isomaltooligosacharidy, pektínové oligosacharidy, oligosacharidy z rias, rezistentný dextrín, rezistentný škrob alebo zmesi ktorýchkoľvek dvoch alebo viacerých z nich; pričom kompozícia po vytvrdení je gumovitá alebo želé.

Patentový dokument EP 1366761A1 opisuje gélový prípravok na perorálne podanie, pozostávajúci z dvoch jedlých gélov, kde prvý jedlý gél obsahuje medicínsky účinnú zložku a je rozpustný v tráviacom trakte a druhý jedlý gél obsahuje medicínsky účinnú zložku a vykazuje odlišné správanie v tráviacom trakte v porovnaní s prvým jedlým gélom, pričom je druhý jedlý gél obsiahnutý v prvom jedlom géli. Druhý jedlý gél je vytvorený jedným alebo viacerými gélujúcimi činidlami vybranými zo skupiny pozostávajúcej z agaru, gelanovej gumy, soli kyseliny algínovej, vápenej soli karboxymetylcelulózy, pektínu, polyvinylalkoholu, soli kyseliny polyakrylovej, xantánovej gumy a gumy zo svätojánskeho chleba. Prvý požívateľný gél je gél vytvorený s karagénanom alebo želatínou.

Patentový dokument US 2021 uvádza prípravu zmesí modifikovaného škrobu a gúm (celulózové deriváty, xantán) pre jedlé gély topením gélov.

Patentový dokument SK 50017-2020 opisuje gélovú alebo xerogélovú kompozíciu, obsahujúcu bakteriofágy a polysacharid vybraný zo skupiny betaglukán, sulfatovaný glukán, schizophyllan, kurdlan, pullulan, arabinogalaktán, pektín, arabinogalaktán, pektín, mannozym alebo ich kombinácie a hydrofilný gélujúci polymér vybraný zo skupiny polyvinylalkohol, polyetylénoxid a jeho kopolyméry, polypropylénoxid a jeho kopolyméry, deriváty celulózy, chitosan, pektín, kolagén, želatína, polyakrylová kyselina alebo jej deriváty a kopolyméry, syntetické škroby, škrob alebo ich kombinácie, a/alebo prírodnú gumu vybranú zo skupiny glukomanán, xantánová guma, gelan, guarová guma, arabská guma, karobín, laminarín, agar, karagénan, kyselina polygalaktourónová, alginát a jeho soli alebo ich kombinácie.

Patentový dokument US 2013/0309286 zahrnuje gélové kompozície glukánu 0,1 - 6 % a gélujúcich činidiel 0,25 - 3 % (celulózové deriváty, xantán, gelan, želatína, PEO) na medicínske použitie najmä pri hojení rán, pričom uvedená kompozícia má mať bod topenia (gél na sól) nad 37 °C.

Patentový dokument WO 2016/004170 uvádza tuhé farmaceutické kompozície pozostávajúce z farmaceutického komponentu a necelulózového polysacharidu, gélujúceho polyméru a efervescentného systému. Ako necelulózový polysacharid je xantán, betaglukán, guar, arabská guma a karagénan a hydrofilný gélujúci polymér je celulózový derivát, PAA, polyalkylénoxid.

Patentový dokument WO 2018/191206 uvádza probiotické a prebiotické potravinárske alebo nutraceutické kompozície vláknin pozostávajúce z xylooligosacharidu, arabinogalaktánu, inulínu, betaglukánov, fermentovaného nerozpustného sušeného S. cerevisae a Bacilus koagulans na zlepšenie imunity a zdravia tráviaceho traktu. Táto kompozícia je aplikovaná napr. ako tableta alebo prášok.

Patentový dokument EP3287013 opisuje jedlé gélové kompozície a spôsob ich prípravy, kde gély obsahujú triglyceridy, pričom emulzie majú veľkosť častíc 2 - 40 mikron. Gély tvorí škrob, karagénan, xantán, agar, lokus bean a zapracujú sa do jogurtov.

Patentový dokument WO 2006/002539 zahrnuje roztoky glukánu a gúm (xantán, karagénan, celulózové deriváty), ktoré synergicky zvyšujú viskozitu roztoku. Po zmiešaní komponentov s vodou sa používajú ako nápoje a fázová stabilita, reologické vlastnosti sú deklarované. Nárokuje sa roztok ako nápoj.

Patentový dokument WO 2012/073020 opisuje gélové kompozície glukánu 0,1 - 6 % hmotn. a gélujúceho činidla 0,2 - 3 % hmotn. (deriváty celulózy, xantán, gelan, alginát, želatína, POE, PVA) s teplotou topenia 37 °C, používané na liečbu rán, s viskozitou 1 000 až 1 500 cP. Syneréza je dokumentovaná.

Patentový dokument US 2020/0404941 uvádza neželatínové prebiotické cukrovinkové kompozície pozostávajúce z kombinácie prebiotických látok 1 ako betaglukán, arabinogalaktán, arabská guma, guarová guma s prebiotickým oligosacharidom 2 (inulín, polydextróza, škrob, dextrín) alebo glykoproteínom a ďalšou zložkou ako sladidlo (fruktóza, stevia, cukor, sorbitol, maltol...), vitamín, dochucovadlo, aminokyselina. Príprava pozostáva zo zmiešania komponentov vo vode a následného vysušenia na 16 až 20 % vody. Gumové výrobky sú charakterizované TPA.

Patentový dokument WO2018008715 opisuje potravinársku kompozíciu - gél obsahujúci 50 - 88 hmotnostných % oleja/tuku, 11 - 49 hmotnostných % vody, 0,05 - 5 hmotnostných % emulgátora a 0,15 0,5 hmotnostných % želírovacieho činidla, pričom želírovacie činidlo obsahuje xantánovú gumu a svätojánsku gumu a celkové množstvo týchto zložiek je 70 %.

Patentový dokument US2002/0136802 opisuje nápoje s obsahom arabinogalaktánu a minerálov.

Patentový dokument US2021/189013A1 sa zaoberá spôsobom prípravy fyzikálne modifikovaného škrobu využívaním zahrievania a mrazenia - rozmrazovania škrobu alebo zmesi škrobu a gumy získanej pridaním gumy ku škrobu, čím sa zlepšuje tepelná a strihová stabilita, schopnosť vytvárať gél a skladovateľnosť.

Patentový dokument RU 2460303 uvádza kompozíciu a spôsob prípravy pekárenských výrobkov, masla a cukru s arabinogalaktánom.

Patentový dokument US 6303584 opisuje vodorozpustný biokompatibilný lipido-arabinogalaktán s množstvom potravinárskych aplikácií ako povrchovo aktívna látka, emulgátor a aj medicinálnych aplikácií.

Doteraz používané formulácie na aplikáciu vláknin majú určité nevýhody, ako uvádza dokument: Understanding the health benefits and technological properties of β-glucan for the development of easy-toswallow gels to guarantee food security among seniors. Melina Korčok, vvJehannara Calle, Miroslav Veverka &Vladimir Vietoris. https://doi.org/10.1080/10408398.2022.2093325, Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2022.

Predostreté dokumenty sa prekvapivo nezaoberajú prípravou jedlých gélov využívajúcich vlákniny kombináciou polysacharidov a hydrofilných gélujúcich polymérov a/alebo prírodných gúm a sladidiel. Na trh uvedené prípravky s vlákninou zväčša obsahujú jeden druh vlákniny a sú formulované vo forme prášku, resp. tabliet. A hoci sa potravinársky priemysel snaží vyhovieť požiadavkám starnúcej spoločnosti, tieto snahy nie sú dostatočné. Nové stratégie vyžadujú vývoj potravín s upravenými textúrami, ktoré sa ľahko prehltajú, ako napríklad jedlé gély vhodné pre seniorov. Z uvedeného prehľadu ďalej vyplýva, že doteraz nie je opísaná kompozícia dietetickej vlákniny, ktorá by kombinovala výhody gélovej formulácie s dodaním prospešnej vlákniny cieleným výberom vhodných polysacharidov, pritom s vlastnosťami charakteristickými najmä udržaním normálnej hladiny cholesterolu v krvi a znížením nárastu glukózy v krvi po tomto jedle (zoznam zdravotných tvrdení, ktoré možno uvádzať na potravinách podľa článku 13 ods. 3 nariadenia (ES) č. 1924/2006).

Podstata technického riešenia

Predkladané technické riešenie odstraňuje uvedené nedostatky stavu techniky kombináciou viacerých druhov vlákniny (napr. vo vode rozpustná a nerozpustná) v jednej kompozícii, ktorá je vo forme jedlého gélu, ktorá je zvlášť vhodná pre skupinu detí a seniorov.

Prekvapivo sa zistilo, že optimálna kompozícia pre dietetické vlákniny je jedlý gél dietetických vláknin. Zistilo sa, že s gélovou kompozíciou dietetických vláknin, ktorá zahrnuje hydrofilné gélujúce polyméry a/alebo prírodné gumy a sladidlá, sú spojené mnohé benefity. Z hľadiska užívateľského komfortu sa zistilo, že jedlý gél dietetických vláknin obsahujúci polysacharid, hydrofilné gélujúce polyméry a/alebo prírodné gumy a sladidlo má charakteristiky kombinovaného prípravku v porovnaní s doterajšími prípravkami.

Podstatu riešenia podľa predloženého dokumentu tvorí jedlý gél, ktorý obsahuje najmenej jeden polysacharid vybraný zo skupiny betaglukán, sulfatovaný glukán, schizophyllan, pullulan, arabinogalaktán, pektín, kurdlan alebo ich kombinácie v množstve 0,5 až 60 % hmotnostných, hydrofilný gélujúci polymér vybraný zo skupiny polyvinylalkohol, polyetylénoxid a jeho kopolyméry, polypropylénoxid a jeho kopolyméry, celulóza, karboxymetylcelulóza, metylcelulóza, hydroxypropylcelulóza, hydroxyetylcelulóza, hydroxypropylmetylcelulóza, hemicelulóza, chitosan, kolagén, želatína, polyakrylová kyselina alebo jej deriváty a kopolyméry, syntetické škroby, škrob alebo ich kombinácie v množstve 0,1 až 20 % hmotnostných a/alebo prírodnú gumu vybranú zo skupiny glukomanán, xantánová guma, gelan, guarová guma, arabská guma, karobín, laminarín, agar, karagénan, kyselina polygalaktourónová, psyllium, alginát a jeho soli alebo ich kombinácie v množstve 0,01 až 20 % hmotnostných, sladidlo vybrané zo skupiny maltitol, maltóza, palatinóza, glukóza, galaktóza, fruktóza, maltodextrín, inulín, trehalóza, sukralóza, sacharóza, erytritol, xylitol, aspartám alebo ich kombinácie v množstve 0,001 až 45 % a vodu do 100 % hmotn., pričom % hmotn. sú vztiahnuté na hmotnosť jedlého gélu.

Jedlý gél ďalej môže obsahovať 0,01 až 3 % hmotnostných konzervačných prostriedkov a 0,05 až 10 % hmotnostných aditív.

Je zrejmé, že niektoré z uvedených látok možno zaradiť do viacerých z uvádzaných skupín súčasne, ale na účely tejto prihlášky bolo použité uvedené triedenie.

Všetky uvádzané % hmotn. jednotlivých zložiek tvoriacich jedlý gél sú vztiahnuté na hmotnosť jedlého gélu, zvyšok do 100 % hmotn. tvorí voda, pokiaľ nebude určené inak.

Neočakávane bol pozorovaný synergický účinok pri kombinácii polysacharidov a hydrofilných gélujúcich polymérov a/alebo prírodných gúm a sladidiel. Toto sa preukázalo v senzorickom hodnotení jasnou preferenciou jedlých gélov polysacharidov a hydrofilných gélujúcich polymérov a prírodných gúm a sladidiel oproti gélu bez polysacharidu a ovplyvnením kľúčových senzorických parametrov, konkrétne elasticity, tekutosti, umelej a prírodnej vône, chuti, ovocnej príchuti, umelej príchuti, intenzity sladkej chuti (obrázok 1a)). Jasná preferencia jedlých gélov polysacharidov a hydrofilných gélujúcich polymérov a prírodných gúm a sladidiel oproti gélu bez polysacharidu sa preukázala aj pri hodnotení senzorických parametrov, ako vzhľad, vôňa, chuť, dochuť a celkový dojem (obrázok 1b)).

Synergický účinok (synergizmus, synergia) prejavujúci sa zvýšením viskozity a testom synerézie sa pozoroval pre kombináciu polysacharidov s hydrofilnými gélujúcimi polymérmi a/alebo prírodnými gumami. Tabuľka 2 ilustruje synergizmus prejavujúci sa nárastom viskozity a vznikom gélu pri kombinovaní polysacharidu a hydrofilného gélujúceho polyméru a/alebo gumy, pričom synergizmus bol charakterizovaný indexom synergie Iv (synergia pre Iv > 0,5). Meranie a hodnotenie sa vykonalo postupom podľa Food Sci. Technol. Int. 7, 383-391. Uvedený synergizmus umožňuje nastaviť optimálnu viskozitu kompozície podľa požiadaviek.

Tabuľka 2

Príklad	Index synergie Iv
Príklad 25	> 1,0
Príklad 22	0,85
Príklad 20	1,0
Príklad 9	> 1,0
Príklad 2	> 1,0

Predkladané riešenie ďalej zahrnuje spôsob prípravy jedlého gélu a jeho použitie v potravinárstve ako výživového doplnku, prípadne fortifikovaného ďalšími bioaktívnymi zložkami, príp. látkami s nutričným/protektívnym efektom pre populáciu seniorov (vitamíny, minerálne látky a podobne). Ďalším podstatným rysom jedlého gélu podľa predkladaného technického riešenia je stimulácia rastu prospešného probiotického Lactobacillus acidophilus oproti gélu bez polysacharidu (obrázok 2). Toto je dôležité vzhľadom na schopnosť L. acidophilus fermentovať cukry na kyselinu mliečnu v tenkom čreve, teda v mieste absorpcie polysacharidov. Uvedený efekt môže znížiť počet dávok, ktoré sa musia podávať užívateľovi, zároveň umožňuje zníženie vedľajších účinkov, ku ktorým dochádza pri podávaní väčšieho množstva dávok a ktoré bývajú spôsobené napr. segregáciou v potrave v žalúdku a nedostatočným premiešaním v črevnom trakte. Tiež sa zistilo, že gélová formulácia polysacharidov a hydrofilných gélujúcich polymérov a/alebo prírodných gúm a sladidiel umožňuje podávanie dietetických vláknin v jednej dávke, pričom sa ňou jednorazovo podá odporúčaná denná dávku (ODD). To znižuje nežiaducu vysokú frekvenciu podávania, zvlášť u vyššej vekovej skupiny užívateľov. Jedlý gél podľa tohto riešenia tiež vykazuje vynikajúcu stabilitu, pričom nevykazuje žiadnu degradáciu po 12 mesiacoch pri laboratórnych podmienkach (25 °C) ani po 6 mesiacoch pri podmienkach urýchlenej degradácie (40 °C) podľa ICH Q1A (R2), pričom v roztokovej kompozícii sa degradácia za rovnakých podmienok pozorovala.

Prítomné polysacharidy, napr. betaglukán, a gélujúce polyméry, ako napr. hydroxypropylmetylcelulóza, a/alebo gumy, napr. guarová guma, v kompozícii jedlého gélu slúžia jednak ako zdroje vlákniny a ďalej majú potvrdené vlastnosti charakterizované najmä udržaním normálnej hladiny cholesterolu v krvi a znížením nárastu glukózy v krvi po tomto jedle (1048/2012/EU). Zdravotné tvrdenia sa môžu používať len v prípade potraviny, ktorá obsahuje špecifikované množstvá látok a toto jedlé gély podľa predkladaného technického riešenia zohľadňujú tým, že sa špecifikované množstvá dodajú v jednej alebo niekoľkých malých dávkach výživového doplnku. Napríklad môžu byť dodané postačujúce vlákniny, vitamíny a minerálne látky, aby zabezpečili približne 50 % až približne 150 % odporúčanej dennej dávky (ODD) vlákniny, vitamínov a minerálnych látok. Výživový doplnok sa môže brať v násobných dávkach jednotkových množstiev, napríklad 2- až 3-krát, aby sa dosiahla odporúčaná denná dávka, alebo sa môže brať v jednotlivých dávkach. Je zrejmé, že výživový doplnok taktiež môže výhodne zahŕňať úplný vlákninový, vitamínový a minerálny profil v závislosti od objemu jedlého gélu. Výživový doplnok sa môže použiť ako výživová podpora napríklad pre pacientov, ktorí prekonávajú zápalovú reakciu, trpia na podvýživu, cystickú fibrózu, chronické zápalové črevné ochorenia, ulceróznu kolitídu a Crohnovu chorobu, podstupujú liečbu, ktorá zahrnuje podávanie nesteroidných protizápalových liekov a iné podobné chorobné stavy, potrebné množstvo môže byť stanovené ošetrujúcim lekárom. Výhodou takéhoto multivlákninového systému podľa predkladaného technického riešenia je vytvorenie jedlého gélu z prírodných polysacharidov a možnosť zharmonizovať požadované vlastnosti rôznym pomerom komponentov: prírodná guma, hydrofilný gélujúci polymér alebo ďalší sacharid.

Cieľom predkladaného technického riešenia je poskytnúť podávanie dietetických vláknin vo forme jedlého gélu, umožňujúc: • užívateľsky komfortný prístup nastavením vhodných reologických vlastností, • homogénnu distribúciou prípravku v matrici a následne • ochranu účinných látok vzhľadom na podmienky panujúce v žalúdku (gastroprotekcia), • maskovanie chuti, • rýchle uvoľňovanie v črevnom prostredí, • maskovanie účinkov dráždivosti sliznice, vhodné pH, • vyňatie povrchovo aktívnych, amfifilných zlúčenín a balastných látok z formulácie.

Ďalej, jedlé gély podľa predkladaného technického riešenia, určené na dietetické použitie majú blahodarný vplyv na intestinálne pH, spoľahlivé zníženie cholesterolu a predstavujú taktiež vhodný spôsob prísunu minerálov.

Ako polysacharidy sú použité prírodné betaglukány (ovsený, jačmenný, ryžový, pšeničný, mykoproteíny, sacharomyces), sulfatovaný glukán, schizophyllan, kurdlan, pullulan, arabinogalaktán, pektín (napr. z Sutherlandiafrutescens) alebo ich kombinácia.

Jedlý gél obsahuje prírodnú gumu, ako glukomanán, xantánová guma, gelan, guarová guma, arabská guma, karobín, laminarín, agar, karagénan, kyselina polygalaktourónová, psyllium (Plantago ovata), alginát a jeho soli alebo ich kombinácie, pričom prírodná guma je v množstve 0,01 až 20 % hmotnostných.

Ako hydrofilný gélujúci polymér je použitý polyvinylalkohol, polyetylénoxid a jeho kopolyméry, polypropylénoxid a jeho kopolyméry, celulóza, karboxymetylcelulóza, metylcelulóza, hydroxypropylcelulóza, hydroxyetylcelulóza, hydroxypropylmetylcelulóza, hemicelulóza, chitosan, kolagén, želatína, polyakrylová kyselina alebo jej deriváty a kopolyméry, syntetické škroby, škrob alebo ich kombinácie a gélujúci polymér je v množstve 0,2 až 20 % hmotnostných. Na vylepšenie organoleptických vlastností alebo pH je možné ku kompozícii pridať kyselinu vínnu, kyselinu citrónovú alebo kyselinu askorbovú. Výhodnou vlastnosťou je, že uvedený systém vláknin môže kombinovať rozpustnú vlákninu, napr. arabinogalaktán, betaglukán z ovsa a nerozpustnú vlákninu, napr. celulózu, betaglukán z húb.

V nasledujúcom bude opísaný spôsob prípravy jedlých gélov podľa predkladaného technického riešenia. V tomto spôsobe sa polysacharid v množstve 0,5 až 60 % hmotnostných mieša vo vode s použitím napr. rýchlomiešadla so sladidlom v množstve 0,001 až 45 %, za následnej stabilizácie buď ďalším prídavkom hydrofilného gélujúceho polyméru v množstve 0,1 až 20 % hmotnostných, alebo prírodnej gumy v množstve 0,01 až 20 %, alebo obidvoch uvedených (hydrofilného gélujúceho polyméru aj prírodnej gumy), s prípadnou úpravou pH. Na úpravu pH na požadovanú hodnotu sa používa prídavok kyseliny citrónovej, kyseliny vínnej alebo kyseliny askorbovej. Ako sladidlo v kroku a) sa použijú napr. maltitol, maltóza, palatinóza, glukóza, galaktóza, fruktóza, maltodextrín, inulín alebo nekalorické (umelé) cukry trehalóza, sukralóza, erytritol, xylitol, aspartám, alebo ich kombinácie. Následne je možné, ale nie nutné pridať konzervačné prostriedky, pričom všetky látky procesu sa dávkujú podľa žiaduceho hmotnostného pomeru. Konzervačné prostriedky na účely tohto technického riešenia sa pridávajú v množstve 0,01 až 3 % hmotnostných a chránia proti pomnoženiu patogénnych mikroorganizmov (baktérií, kvasiniek, plesní) a produkcii toxínu. Ako konzervačné prostriedky sa použijú látky známe odborníkovi z danej oblasti techniky, ako sú deriváty kyseliny benzoovej, kyseliny sorbovej, ako aj ich soli (napr. sorban draselný) alebo antioxidanty ako kyselina askorbová alebo tokoferoly. Reakčná zmes sa mieša s použitím rýchlomiešadla (resp. desintegrátora) s nastaviteľnými otáčkami tak, aby sa dosiahlo žiaduce premiešanie a žiaduca viskozita a nedošlo k tvorbe vzdušných bublín. Výhodou je použitie zariadenia s monitorovaním viskozity. V spôsobe podľa predkladaného technického riešenia sa ako hydrofilné gélujúce polyméry použijú, napr. polyvinylalkohol, polyetylénoxid a jeho kopolyméry, polypropylénoxid a jeho kopolyméry, celulóza, karboxymetylcelulóza, metylcelulóza, hydroxypropylcelulóza, hydroxyetylcelulóza, hydroxypropylmetylcelulóza, hemicelulóza, chitosan, kolagén, želatína, polyakrylová kyselina alebo jej deriváty a kopolyméry, syntetické škroby, škrob alebo ich kombinácie.

SK 9963 Υ1

Ako prírodné gumy možno použiť, napr. glukomanán, xantánová guma, gelan, guarová guma, arabská guma, karobín, laminarín, agar, karagénan, kyselina polygalaktourónová, psyllium, alginát a jeho soli alebo ich kombinácie.

Ďalej sa počas technologického procesu môžu pridať aditíva. Je zrejmé, že aditíva je možné pridávať do vytvorenej zmesi alebo výhodne časť pridať v úvodnom kroku zmiešania polysacharidu s vodou a sladidlom a ďalšiu časť až následne. Ako aditíva sa podľa účelu použitia vyberú látky zo skupiny potravinárskych farbív, potravinárskych ochucovadiel a aróm, vitamínov, provitamínov, minerálnych solí alebo antioxidantov, alebo ich kombinácie a pridávajú sa v množstve 0,05 až 10 % hmotnostných. Ako minerálne soli sa použijú soli alkalických kovov a alkalických zemín, predovšetkým chloridy alebo sírany, napr. chlorid draselný, alebo soli organických kyselín, ako kyselina citrónová, kyselina vínna, kyselina askorbová, napr. citran horečnatý, askorban draselný, alebo aminokyselín, ako kyselina 2-aminoetánová (glycín), lyzín, ako aj ich soli, napr. glycinát horečnatý. Zo skupiny potravinárskych ochucovadiel a aróm sú vybrané bromelaín, kurkumín, isoeugenol, etyl 5-acetoxyoktanoát, etyl 5-hydroxydekanoát, orin laktón, etyl 2-acetyloktanoát, hydroxyacetón, propylénglykol monohexanoát, etyl levulinát, propylén glykol ketál, citral alebo citronelol a ich deriváty, myricitrín, naringín dihydrochalkón, 6-metylheptanal, ď-limonén-10-οΙ, /V-glukonyl etanolamín, ako aj z prírodných aróm, ako napr. aróma jablčná, karamelová, vanilková, kakaová, malinová, jahodová a broskyňová. Z vitamínov sú vybrané vitamín C, vitamín E, vitamíny skupiny B, vitamín A, vitamín D, ako aj provitamíny, napr. β-karotén.

Vo všeobecnosti sú jednotlivé stupne procesu uskutočniteľné pri teplote 15 až 100 °C, výhodne pri teplote 35 až 85 °C. Ďalšou výhodou je, že proces je dokončený v krátkom reakčnom čase, 30 až 120 min., pričom ukončenie sa prejaví zvýšením zdanlivej viskozity a homogenizáciou reakčnej masy. Finálna zdanlivá viskozita sa pohybuje v rozmedzí 3 000 mPas do 200 000 mPa. Výsledné jedlé gély majú dostatočne stabilnú konzistenciu, ako bolo potvrdené testom synerézy. Zvlášť výhodná je kompozícia jedlého gélu, ak obsahuje 0,5 až 4 % betaglukánu, 0,1 až 10 % hydroxypropylmetylcelulózy, 0,1 až 1,1 % kyseliny citrónovej, 2,5 až 45 % palatinózy, 0,01 až 1,2 % konzervačného prostriedku, 0,001 až 3 % sukralózy a vody do 100 %. Taktiež výhodná je kompozícia jedlého gélu, ktorá obsahuje 0,5 až 4 % arabinogalaktánu, 0,1 až 10 % hydroxypropylmetylcelulózy, 2,5 až 45 % palatinózy, 0,001 až 3 % sukralózy, 0,01 až 1,2 % konzervačného prostriedku a zvyšok do 100 % tvorí voda. Jedlé gély podľa technického riešenia môžu byť formulované v závislosti od viskozity ako žuvacie gumy, želatínové kapsuly, vrecúška (sáčky), mäkké gély až kvapaliny (nápoje).

Uvedený spôsob prípravy jedlých gélov podľa predkladaného technického riešenia možno zhrnúť do nasledujúcich krokov:

a) zmiešanie najmenej jedného polysacharidu v množstve 0,5 až 60 % hmotnostných so sladidlom v množstve 0,001 až 45 % hmotnostných vo vode pri teplote 15 až 100 °C;

b) pridanie hydrofilného gélujúceho polyméru v množstve 0,1 až 20 % hmotnostných a/alebo prírodnej gumy v množstve 0,01 až 20 % hmotnostných a prípadne vody, prípadne s prídavkom kyseliny citrónovej, kyseliny vínnej alebo kyseliny askorbovej na úpravu pH;

c) prípadné pridanie časti aditív;

d) prípadne úprava hodnoty pH na 7,0 až 5,5 prídavkom kyseliny citrónovej, kyseliny vínnej alebo kyseliny askorbovej, prípadne pridanie konzervačných prostriedkov v množstve 0,01 až 3 % hmotnostných;

e) ochladenie vzniknutej zmesi na teplotu 40 až 85 °C;

f) prípadné pridanie ďalšej časti aditív tak, že súhrnné množstvo aditív pridané v kroku c) a v kroku f) je 0,05 až 10 % hmotnostných, alebo alternatívne sa

g) vynechá krok c) a aditíva sa pridajú len v kroku f) v množstve 0,05 až 10 % hmotnostných;

h) ochladenie na teplotu 15 až 35 °C za zisku jedlého gélu, pričom uvedené % hmotn. sú vztiahnuté na hmotnosťjedlého gélu.

V nasledujúcich príkladoch sú opísané jedlé gély podľa predkladaného technického riešenia. Príklady slúžia na ďalšie objasnenie predloženého technického riešenia bez toho, aby ho na uvedené príklady obmedzovali.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Obr. 1 graficky zobrazuje hodnotenie jedlých gélov z príkladu 2 a príkladu 22 v senzorickej analýze v 9-bodovej preferenčnej škále, pričom sa hodnotili parametre:

a) tekutosť, homogenita, vzhľad, intenzita sladkej chuti, intenzita ovocnej chuti, elasticita, umelá vôňa, prírodná vôňa, chuť, ovocná príchuť, umelá príchuť;

b) vzhľad, vôňa, chuť, dochuť, celkový dojem;

v porovnaní s gélom neobsahujúcim polysacharid.

Obr. 2 zobrazuje efekt jedlého gélu z príkladu 2 na in vitro rast L. acidofilus v porovnaní s gélom neobsahujúcim polysacharid.

Príklady uskutočnenia

Príklad 1

K 3 230 ml deionizovanej vody sa pridá 100 g mikronizovaného betaglukánu a zmes sa mieša pri teplote 95 - 100 °C počas 30 minút. Následne sa pridá 20 g kyseliny citrónovej a po rozpustení a ochladení na 85 °C 330 g palatinózy, 8,32 g sorbanu draselného, 0,056 g niacínu a 0,2 g sukralózy. Po rozpustení sa k reakčnej zmesi postupne pridáva 53,3 g hydroxypropylmetylcelulózy. Po ochladení na 65 °C sa pridá 0,31 g jahodovej arómy a následne sa reakčná zmes za miešania ochladzuje na teplotu 20 °C, pričom vznikne jedlý gél s viskozitou 7,70 Pas.

Príklad 2

K 343 ml pitnej vody sa pridá 7 g arabinogalaktánu a zmes sa mieša pri teplote 95 - 100 °C počas 30 minút. Následne sa pridá 2,1 g kyseliny citrónovej a po rozpustení a ochladení na 85 °C sa pridá 35 g palatinózy, 0,87 g sorbanu draselného, 0,006 g niacínu a 0,042 g sukralózy. Po rozpustení sa k reakčnej zmesi postupne pridáva 7 g hydroxypropylmetylcelulózy. Po ochladení na 50 °C sa pridá 0,005 g vanilkovej arómy a 1,5 g-glycinátu horečnatého a následne sa reakčná zmes za miešania ochladzuje na teplotu 20 °C, pričom vznikne jedlý gél s viskozitou 3,96 Pas.

Príklad 3 až 19

Postupom analogickým ako v príklade jeden sa získali jedlé gély uvedené v tabuľke č. 1.

Tabuľka č. 1

Príklad č.	Polysacharid	Sladidlo	Hydrofilný gélujúci polymér	Guma	Aditívum/látka na úpravu pH
3	pektín	trehalóza	polyvinylalkohol	karagénan	kurkumín
4	pektín	xylitol	—	arabská guma	citronelol
5	schizophyllan	fruktóza	karbomér	—	etyl levulinát
6	arabinogalaktán	sacharóza	hydroxypropylmetylcelulóza	—	kakaová aróma — kakaový prášok bez tuku
7	arabinogalaktán	palatinóza	kolagén	agar	—
8	arabinogalaktán	palatinóza/sukralóza	kolagén	karobín	—
8	betaglukán	fruktóza	metyl celulóza	glukomanán	izoeugenol
9	betaglukán	sacharóza/fruktóza	carbomer	karobín	niacín
10	betaglukán	palatinóza/sukralóza	carbomer	—	—
11	pullulan	fruktóza/sukralóza	hydroxypropylmetylcelulóza	xantánová guma	bromelaín
12	pullulan	erytritol/sukralóza	etyl celulóza	psyllium	bromelaíntokoferol acetát
13	pullulan/arabinogalaktán*	aspartám	chitosan	alginát	—
14	pullulan/arabinogalaktán	—	škrob	kyselina polygalaktourónová	—
15	pullulan/arabinogalaktán	palatinóza/sukralóza	hydroxypropylmetylcelulóza	kyselina polygalaktourónová	jablčná aróma kyselina askorbová
16	arbinogalaktán	palatinóza/sukralóza	—	glukomanán	karamelová aróma/kyselina citrónová
17	arbinogalaktán	fruktóza/sukralóza	želatína	—	karamelová aróma/kyselina citrónová
18	kurdlan/arabinogalaktán	inulín/aspartám	želatína	—	jablčná aróma/kyselina vinná

Príklad č.	Polysacharid	Sladidlo	Hydrofilný gélujúci polymér	Guma	Aditívum/látka na úpravu pH
19	betaglukán/arabinogalaktán	inulín/aspartám	hydroxypropylmetylcelulóza	psyllium	citrónová aróma citran horečnatý/kyselina citrónová
20	betaglukán/arabinogalaktán	inulín/aspartám	karagénan	glukomanán	jablčná aróma/kyselina citrónová
21	arabinogalaktán/pektín	palatinóza/sukralóza	hydroxypropylmetylcelulóza	glukomanán	bromelaín/kyselina citrónová
22	arabinogalaktán/pektín	maltodextrín/sukralóza	karboxymetylcelulóza	glukomanán	bromelaín/kyselina citrónová
23	betaglukán	maltodextrín	metylcelulóza	psyllium	citronelol-askorbát draselný
24	betaglukán	maltóza	metylcelulóza	xantánová guma	betakarotenpropylen glykol ketal
25	betaglukán	maltodextrín/glukóza	hydroxypropylmetylcelulóza	psyllium	jablčná aróma/kyselina vinná

*pripravené v 0,01 M CaCb

Príklad 26

Jedlý gél ako výživový doplnok

K 98 ml pitnej vody sa pridajú 2 g arabinogalaktánu (ODD, nie je stanovená) a zmes sa mieša pri teplote 95 - 100 °C počas 30 minút. Následne sa pridá 0,6 g kyseliny citrónovej a po rozpustení a ochladení na 85 °C sa pridá 10 g palatinózy, 0,25 g sorbanu draselného, 17,5 mg niacínu (100 % ODD) a 2 mg sukralózy. Po rozpustení sa k reakčnej zmesi postupne pridávajú 2 g hydroxypropylmetylcelulózy (50 % ODD) a následne za chladenia 2,1 mg tiamínu (190 % ODD), 100 mg kyseliny askorbovej (100 % ODD) a 15 mg vitamínu E (100 % ODD), 640 pg vitamínu A ako retinol palmitát (80 % ODD) a 6 pg vitamínu D (120 % ODD). Po ochladení na 45 °C sa pridá 5 mg malinovej esencie, 110 mg bromelaínu (ODD nie je stanovená) a 0,42 g glycinátu horečnatého (20 % ODD), a 1,8 mg farbiva (cviklová červeň), a reakčná zmes sa za miešania ochladzuje na teplotu 18 až 20 °C, pričom vznikne jedlý gél s viskozitou 4,08 Pas, ktorý sa aplikuje ako jedlý gél s objemom 100 ml vo vrecúšku s opakovaným uzatváraním.

Príklad 27

Senzorická analýza kombinovaných jedlých gélov s príchuťou zeleného jablka, ktorej výsledky sú graficky znázornené na obrázku 1 a), potvrdila bodovú preferenciu vo vnímaní vlastností pre gél z príkladu 2 (- prerušovaná čiara) a príkladu 22 ( . . . bodkovaná čiara) oproti gélu bez polysacharidu ( — súvislá čiara) v parametroch: elasticita, tekutosť, umelá vôňa, prírodná vôňa, chuť, ovocná príchuť, umelá príchuť a intenzita sladkej chuti. Použila sa 9-bodová preferenčná škála.

Príklad 28

Probiotická aktivita jedlých gélov bola porovnávaná s gélom neobsahujúcim polysacharid kultiváciou L. acidophilus CCDM V982 (stacionárna inkubácia 37 °C/24 hod). Počet baktérií sa stanovoval platňovou metódou zalievaním MRS pôdou (HiMedia Laboratories, Mumbai, India) [podľa ČSN 56 0094. 51]. Zmena sa stanovila ako percentuálny nárast proti pôvodnému počtu 10⁷ KTJ.cm^-3. Ako zobrazuje obrázok 2, podstatný nárast probioticky prospešnej baktérie L. acidophilus bol pozorovaný in vitro testoch pre jedlý gél podľa príkladu 2 (pozícia 3) oproti gélu neobsahujúcemu polysacharid (pozícia 2) a oproti rastu na štandardnej pôde (pozícia 1).

Priemyselná využiteľnosť

Predkladané technické riešenie má využitie v potravinárskom priemysle. Tvorba jedlého gélu z prírodných polysacharidov, gúm a/alebo hydrofilného gélujúceho polyméru vedie k tvorbe multivlákninovému systému a k zvýšeniu užívateľského komfortu pri jeho aplikácii. Ďalším prínosom predkladaného riešenia je jednoduché uskutočnenie spôsobu prípravy jedlého gélu a použitie komerčne dostupných a dlhodobo overených komponentov vo forme jedlého gélu ako výživového doplnku.

Claims (8)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Jedlý gél dietetických vláknin, vyznačujúci sa tým, že obsahuje najmenej jeden polysacharid vybraný zo skupiny betaglukán, sulfatovaný glukán, schizophyllan, pullulan, arabinogalaktán, pektín, kurdlan alebo ich kombinácie v množstve 0,5 až 60 % hmotnostných, hydrofilný gélujúci polymér vybraný zo skupiny polyvinylalkohol, polyetylénoxid a jeho kopolyméry, polypropylénoxid a jeho kopolyméry, celulóza, karboxymetylcelulóza, metylcelulóza, hydroxypropylcelulóza, hydroxyetylcelulóza, hydroxypropylmetylcelulóza, hemicelulóza, chitosan, kolagén, želatína, polyakrylová kyselina alebo jej deriváty a kopolyméry, syntetické škroby, škrob alebo ich kombinácie v množstve 0,1 až 20 % hmotnostných, a/alebo prírodnú gumu vybranú zo skupiny glukomanán, xantánová guma, gelan, guarová guma, arabská guma, karobín, laminarín, agar, karagénan, kyselina polygalaktourónová, psyllium, alginát a jeho soli alebo ich kombinácie v množstve 0,01 až 20 % hmotnostných, sladidlá vybrané zo skupiny maltitol, maltóza, palatinóza, glukóza, galaktóza, fruktóza, maltodextrín, inulín, trehalóza, sukralóza, sacharóza, erytritol, xylitol, aspartám alebo ich kombinácie v množstve 0,001 až 45 % hmotnostných a vodu do 100 % hmotn., pričom % hmotn. sú vztiahnuté na hmotnosť jedlého gélu.
2. 2. Jedlý gél podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že obsahuje konzervačné prostriedky v množstve 0,01 až 3 % hmotnostných a prípadne aditíva v množstve 0,05 až 10 % hmotnostných.
3. 3. Jedlý gél podľa nároku 2, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , ž e obsahuje 0,5 až 4 % betaglukánu, 0,1 až 10 % hydroxypropylmetylcelulózy, 0,1 až 1,1 % kyseliny citrónovej 2,5 až 45 % palatinózy, 0,001 až 3 % sukralózy, 0,01 až 1,2% konzervačného prostriedku a zvyšok do 100 % hmotn. tvorí voda.
4. 4. Jedlý gél podľa nároku 2, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , ž e obsahuje 0,5 až 4 % arabinogalaktánu, 0,1 až 10 % hydroxypropylmetylcelulózy, 2,5 až 45 % palatinózy, 0,001 až 3 % sukralózy, 0,01 až 1,2 % konzervačného prostriedku a zvyšok do 100 % hmotn. tvorí voda.
5. 5. Jedlý gél podľa nároku 2, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , ž e obsahuje aditíva vybrané zo skupiny zahrnujúcej potravinárske farbivá, potravinárske ochucovadlá a arómy, vitamíny, provitamíny, minerálne soli alebo antioxidanty, alebo ich kombinácie.
6. 6. Jedlý gél podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov 1 až 5 na použitie v potravinárstve.
7. 7. Použitie jedlého gélu podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov 1 až 5 ako výživového doplnku.
8. 8. Spôsob prípravy jedlého gélu podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že zahrnuje nasledujúce kroky: a) zmiešanie najmenej jedného polysacharidu v množstve 0,5 až 60 % hmotnostných so sladidlom v množstve 0,001 až 45 % hmotnostných vo vode pri teplote 15 až 100 °C; b) pridanie hydrofilného gélujúceho polyméru v množstve 0,1 až 20 % hmotnostných a/alebo prírodnej gumy v množstve 0,01 až 20 % hmotnostných a prípadne vody, prípadne s prídavkom kyseliny citrónovej, kyseliny vínnej alebo kyseliny askorbovej na úpravu pH; c) prípadné pridanie časti aditív; d) prípadná úprava hodnoty pH na 7,0 až 5,5 prídavkom kyseliny citrónovej, kyseliny vínnej alebo kyseliny askorbovej, prípadne pridanie konzervačných prostriedkov v množstve 0,01 až 3 % hmotnostných; e) ochladenie vzniknutej zmesi na teplotu 40 až 85 °C; f) prípadné pridanie ďalšej časti aditív tak, že súhrnné množstvo aditív pridané v kroku c) a v kroku f) je 0,05 až 10 % hmotnostných, alebo alternatívne sa g) vynechá, krok c) a aditíva sa pridajú len v kroku f) v množstve 0,05 až 10 % hmotnostných, h) ochladenie na teplotu 15 až 35 °C za zisku jedlého gélu, pričom uvedené % hmotn. sú vztiahnuté na hmotnosť jedlého gélu.