Настоящее изобретение относится к пищевой добавке для снабжения питательными минеральными веществами, необходимыми при процессе метаболизма (обмена веществ) в организме человека.
Питательные минеральные вещества представляют собой жизненно необходимые неорганические питательные вещества для организма человека. Так как организм человека сам по себе не способен вырабатывать эти вещества, снабжение этими веществами должно происходить вместе с пищей, которую мы потребляем. Однако, как и витамины, питательные минеральные вещества не являются источником энергии, что означает, что они, в основном, не вовлечены в процесс энергетического метаболизма.
Большинство питательных минеральных веществ представляет собой так называемые укрепляющие или регулирующие вещества. Укрепляющие вещества включают в себя кальций, фосфор и магний, а регулирующие вещества включают в себя иод, натрий, калий, железо и хлорид. Только лишь несколько питательных минеральных веществ обладают этими свойствами одновременно. Например, фосфор служит для укрепления костей и зубов, и в то же самое время служит для регулирования кислотно-щелочного баланса.
Питательные минеральные вещества в организме человека являются необходимыми компонентами для многих функций. Питательные минеральные вещества обеспечивают прочность и упругость для развития костей, зубов и мышц. Растворенные питательные минеральные вещества в виде электролитов оказывают влияние на основные и необходимые свойства жидкостей организма. Сюда входит, например, поддержание осмотического давления.
Питательные минеральные вещества являются также основными компонентами органических соединений в организме. Иод является компонентом тиреоидного гормона. Кобальт содержится в витамине В12, для гемоглобина, который является пигментом крови, необходимо железо.
Согласно рекомендациям Немецкого общества питания (Deutshe Gesellschaft fur Ernährung) людям младшего и старшего возраста в зависимости от количества лет и пола требуется, по меньшей мере, 1000-1200 мг кальция в день, 700-1250 мг фосфора, 350-400 мг магния, 12-15 мг железа, 150-200 мг иода, 7-10 мг цинка и других питательных минеральных веществ, так называемых микроэлементов, в меньших количествах. Организм человека приспособился в течение тысячелетий к питанию, состоящему на 2/3 из растительных компонентов. В результате исследования, проведенного К.Гедрихом (K.Gedrich) и Г.Каргом (G.Karg) в Мюнхенском технологическом университете в Германии, было выявлено, что фактический пищевой рацион в Германии резко отличается от оптимизированного питания в смысле снабжения организма минеральными веществами по сравнению с рекомендуемым количеством, фактическое потребление фруктов и овощей снизилось наполовину, а зерновых продуктов и картофеля на 2/3. Что касается женщин, то потребление овощей снизилось даже на 1/3, в то время как потребление мяса, рыбы и яиц, с другой стороны, увеличилось в 1,3 раза от рекомендуемого количества. Эти продукты были замещены пищевыми продуктами, приготовленными на кухне или при помощи промышленных способов обработки. Эти способы обработки приводят в некоторых случаях в значительной степени к потере питательных минеральных веществ и микроэлементов. В результате это приводит к резкому сокращению снабжения питательными минеральными веществами населения.
Известны многочисленные пищевые добавки, которые предназначены для восполнения вышеописанной недостаточности питательных минеральных веществ. Однако они обладают различными недостатками. Согласно патентному документу Германии № 10349050 А1, связуемые кальций и фосфор вводят в пищевые продукты, такие как жевательные сладости с фруктовым вкусом, желатиновые продукты или другие сладости. Недостаток заключается в том, что при добавлении рекомендуемых количеств добавок, содержащих питательные минеральные вещества, в процессе изготовления происходит их осаждение с образованием кристаллов, что приводит к помутнению продукта неприемлемым образом. Если примеси подвергают выпариванию путем концентрации до количества, при котором больше не происходит образование кристаллов, содержание питательных минеральных веществ становится столь малым, что желаемый эффект уменьшается до почти незначительного уровня.
При осуществлении вышеупомянутого способа проблема нежелательной кристаллизации может быть устранена за счет применения химически активного донора кальция из определенных соединений или смесей, к которому могут быть дополнительно добавлены кислоты с различными степенями комплексообразования кальция. Однако это не позволяет полностью устранить недостаток, так как чрезмерно высокое содержание воды в растворе снова ограничивает концентрацию кальция, которая может быть достигнута, и таким образом приводит к снижению эффективности до незначительного уровня.
В патентном документе WO 00/44245 раскрывается сущность изобретения, относящегося к продукту в виде столовой соли, которая содержит один или более видов хлорида магния-аммония или хлорида кальция-аммония. Согласно данному изобретению продукты в виде столовой соли являются кристаллическими.
Согласно Европейскому патентному документу № 0673913 А1 известно изготовление и применение цитратных соединений кальция-щелочных металлов в качестве лекарственных средств. Согласно данному изобретению соединения являются кристаллическими.
В патентном документе Великобритании №2341798 А раскрывается сущность изобретения, относящегося к соединению, содержащему питательные вещества, или фармацевтическому соединению, к которым примешивают одно или более безводных соединений для связывания высвобождающейся воды. Примешивание оказывает высушивающее действие.
Согласно патенту США № 5851578 известен напиток, который обладает улучшенной растворимостью для соединений кальция. Кальций вводят в напиток в виде водорастворимой соли.
В патентном документе Великобритании № 1298299 А раскрывается сущность изобретения, относящегося к пищевой добавке, которая содержит легко подвергающиеся диссоциации органические соли натрия, кальция, калия и магния, при этом атомное отношение натрия к калию находится в определенном диапазоне.
В патенте США № 4097935, автор изобретения Джарчо (Jarcho), описан раствор, предлагаемый в качества альтернативы. Автор изобретения предлагает перенасыщенный раствор гидроксилапатита, применяемый в качестве жидкости для полоскания рта. В данном случае достигаемая концентрация является низкой, в результате чего желаемый эффект может быть достигнут только в случае слишком длительного и нереально частого полоскания.
В патенте США № 4080440, автор изобретения Дигиулио (Digiulio), описан метастабильный раствор кальция и фосфата с низким рН. Предполагаемый механизм действия состоит в том, что после увеличения рН происходит осаждение кальция и фосфата в деминерализованных порах зубной эмали, в особенности вместе с ионами фторида, которые обладают каталитическим действием. Опасность в данном случае заключается в том, что зубная эмаль становится деминерализованной вследствие низкого рН до момента достижения необходимого эффекта, что в результате приводит к повреждению ткани.
В патенте США № 4606912, автор изобретения Руди (Rudy), предлагается способ использования водного раствора с источником ионов кальция и хелатообразователем для ионов кальция. Однако данный способ является трудно осуществимым на практике вследствие сложности контроля хелатобразователя.
В различных вариантах автор изобретения Танг (Tung) (патенты США № 5037639, № 5268167, № 5437857, а также № 5460803) предлагает порошок, который содержит соли кальция, фосфаты и карбонаты. После растворения в слюне происходит осаждение этого порошка в виде аморфного фосфата кальция. Однако его стабильность является проблематичной.
В общем, пример реминерализации зубной эмали указывает на то, что важные проблемы, связанные с добавками для снабжения питательными минеральными веществами, так и не были решены до конца. В рассматриваемом примере имеются нижеследующие три наиболее значительных недостатка:
концентрация ионов кальция и ионов фосфата, которая может быть фактически достигнута, является слишком маленькой для оказания эффективного действия или
раствор является слишком водонасыщенным и соответственно не обладает большой эффективностью или
рН, который значительно отклоняется от физиологического рН 4,5, приводит к повреждению слизистой оболочки рта, горла, желудка и пищеварительного тракта и/или в значительной степени затрудняет введение добавок в пищевые продукты.
Целью настоящего изобретения является создание пищевых добавок, которые позволяют обеспечить необходимое снабжение питательными минеральными веществами и микроэлементами и которые содержат эти питательные минеральные веществ в быстрорассасываемом виде.
Эта цель достигается за счет того, что питательные минеральные вещества представляют собой компонентный расплав гидрата соли в ионизированном виде, при этом расплав гидрата соли представляет собой соляно-водную систему, и содержание в ней воды соответствует координационному числу наиболее гидратированных ионов.
Известно, что координационное число - это число ближайших ионов, окружающих данный ион, а также известно, что гидратация представляет собой присоединение Н2О к иону.
Эта пищевая добавка обладает многочисленными преимуществами. Исходя из этого принципа, организм может быть снабжен почти всеми необходимыми питательными минеральными веществами и микроэлементами, в частности, в ионизированном виде, так, чтобы они могли быть легко усвоены организмом. Для процесса переработки при производстве пищевых продуктов наиболее важным преимуществом является то, что расплав гидрата соли в аморфно отвержденном виде может храниться длительное время, не становясь при этом нейтральным, а также то, что он может быть легко адаптирован вследствие своей вязкости к процессу производства конкретного пищевого продукта или путем добавления небольшого количества воды, и/или изменения температуры. Так как имеются два параметра для регулирования вязкости, адаптация к процессам переработки при конкретной температуре или к процессам переработки, для которых вязкость является важным параметром, не представляет собой проблемы.
Для сочетания пищевой добавки с другими пищевыми продуктами преимуществом является то, что в процессе производства может быть применено множество органических кислот, таких как глюконовая кислота, молочная кислота, уксусная кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота, валериановая кислота, аскорбиновая кислота, цистеин, глутаровая кислота или другие кислотобразователи, которые подходят для пищевых продуктов так же, как их соли. К тому же преимуществом является то, что согласно варианту, обладающему изобретательским уровнем, могут быть применены радикалы неорганических кислот, т.е., например, хлориды, сульфаты, фосфаты, фториды, карбонаты или их частично этерифицированные производные. Это создает преимущество, которое заключается в том, что в случае солей с радикалом неорганических кислот, например, хлоридов, кислотный радикал демонстрирует низкий молекулярный вес. Таким образом, становится возможным достичь очень высокого весового процента катионов в готовом продукте. Благодаря использованию, например, хлоридов, весовой процент катионов может быть в конечном продукте значительно увеличен с сохранением в то же самое время вязкости. Максимальный весовой процент в общем весе готового продукта в большой степени определяется молекулярным весом и валентностью анионов. В зависимости от состава солевой смеси получают различное максимальное процентное содержание катионов, которое теоретически возможно. Если три соли CaA1, CaA2 и СаА3 с молекулярным весом M1, М2, М3 смешивают при молекулярном процентном содержании X1, X2 и Х3, где X1,+X2+Х3=1, получают нижеследующее максимальное молярное содержание Са:
Camax=1(x1·M1+x2·М2+x3·М3)
Продукт согласно настоящему изобретению может быть получен и подвергнут обработке таким образом, чтобы содержание в нем питательных минеральных веществ составляло 10%-95% максимально возможного содержания питательных минеральных веществ, рассчитанного согласно вышеприведенной формуле. Путем незначительного изменения содержания воды вязкость может быть изменена в пределах широкого диапазона.
В данном случае преимущество состоит в том, что желаемый рН расплава гидрата соли может быть заранее определен путем выбора соответствующих добавок. Для пищевых продуктов в физиологическом диапазоне при рН около 6,5-7 подходят расплавы солей с неорганическими и органическими кислотами. Для пищевых продуктов с низким (кислотным) рН могут быть получены расплавы гидратов солей с избыточным содержанием кислот. Они подходят в качестве добавки для выпечки или сладостей. Расплавы кислых гидратов солей также позволяют примешивать питательные минеральные вещества в расплав сахара для карамели; жевательные соединения, изготавливаемые из желатина и других загустителей, могут быть аналогичным образом улучшены путем добавления питательных минеральных веществ.
Физиологически нейтральными расплавами, например, являются лактат кальция и глюконат кальция, а также лактат магния. Для снабжения кислых расплавов кальцием может быть осуществлено подкисление лактата кальция при помощи глюконовой кислоты. В зависимости от желаемого вкуса и аромата пищевого продукта могут быть добавлены яблочная кислота или лимонная кислота или же яблочная кислота вместе с лимонной кислотой, а также и другие подкисляющие вещества, которые разрешены для применения. Для снабжения магнием, расплав глюконовой кислоты и лактата кальция обогащают солями магния, например, уксусной кислоты, глюконовой кислоты, молочной кислоты или также соляной кислоты. Практическим примером являются кислые жевательные соединения, такие как сладости с резинистой консистенцией, с фруктовым вкусом и ароматом, в которых расплав гидрата соли может представлять собой кислую смесь глюконата кальция, лактата кальция, малата кальция, а также цитрата кальция.
Дополнительно преимущество пищевых добавок согласно настоящему изобретению заключается в том, что вкус и аромат продукта может быть подвержен изменениям. Лактаты кальция придают слегка горьковатый вкус и таким образом подходят для безалкогольных напитков, смешанных напитков, пудингов и кушаний с горьковато-миндальным вкусом и ароматом или пива с горьковатым вкусом, которое не подпадает под немецкие правила и нормы, регулирующие чистоту пива. Сильно горьковатый вкус создается за счет хлорида кальция или хлорида магния. Слегка сладковатый вкус со слегка горьковатым остаточным привкусом достигается за счет компонента в виде ацетата кальция;
подходящий соответственно, например, для применения в апельсиновом мармеладе, сладостях и напитках из фруктовых соков, аналогичных лимонному напитку с горьковатым вкусом типа «Биттер Лемон» ("Bitter Lemon"). В тех случаях применения, когда не является преимущественным оказание влияния на вкус и аромат, преобладает применение глюконата магния или кальция, которые не имеют вкуса и аромата. В тех случаях применения, когда требуется «горьковатый» вкус и аромат, либо этот вкус может быть придан с целью попытки создания нового вкуса или может быть «замаскирован» путем применения соответствующих ароматов, должен найти применение вариант осуществления настоящего изобретения, при котором в качестве источника катионов применяют соли неорганической кислоты. Преимущество варианта применения, например, таких солей с сильно горьковатым вкусом и ароматом, как хлорид магния и хлорид кальция, заключается в том, что может быть осуществлено примешивание питательных минеральных веществ с очень высоким весовым процентным содержанием. Это представляет собой очень большое преимущество, в особенности, для хлорида кальция, так как согласно тому, что было упомянуто выше, кальций является минералом, который необходим в наибольшем количестве для организма человека.
В организме взрослого человека содержится примерно 1 кг кальция. 99% этого количества кальция содержится в зубах и костях. Как было упомянуто выше, кальций постоянно требуется для их укрепления и поддерживается в нормальном состоянии в зависимости от пола и возраста в минимальном количестве 1000-1200 мг в день.
В результате исследования, проведенного на основе соответствующих статистических данных, было определено, что ежедневное потребляемое количество кальция у 2/3 взрослых людей в Германии составляет менее чем 800 мг в день. Декальцификация костей (остеопороз) и зубов (кариес) может быть отнесена к этому фактору среди других факторов.
Таким же образом недостаток кальция в мышцах может привести к дрожи и судорогам во время интенсивной разминки. На прогрессирующей стадии наблюдается повышенная раздражимость (возбудимость) нервной системы, а также обострения, которые связаны с сокращением мышц (фибрилляцией) и тактильными ощущениями, такими как покалывание или онемение, или ощущение онемения кожи (парестезия). На основании этих симптомов недостаточности становится ясно, что кальций среди других факторов отвечает за потенциал электрической активности мышц и нервов.
Кальций также играет важную роль в кровообращении. В этом случае он оказывает действие в качестве так называемого коагуляционного фактора IV.
Вышеупомянутые симптомы недостаточности могут быть предотвращены путем необходимого снабжения организма ионами кальция.
Коррекция при помощи пищевой добавки обладает преимуществом также и потому, что отсутствуют известные проблемы, связанные с передозировкой. В процессе метаболизма в организме человека происходит абсорбирование только того количества ионов кальция, которое требуется для их функции. Ионы кальция, которые присутствуют за пределами этого количества, выводятся естественным путем из организма. Только лишь в некоторых редких случаях наблюдалось образование камней в почках при чрезмерных передозировках в сочетании с генетическими предрасположенностями. Однако обычно это явление связано с чрезвычайно большим потреблением, которое может быть вовремя установлено и прекращено.
Дополнительное преимущественное действие кальция в качестве пищевых добавок заключается в так называемой реминерализации зубов: после употребления поддающихся ферментации карбогидратов, бактерии зубных бляшек приводят к увеличению образования кислот. Это вызывает уменьшение рН в слюне в области вокруг зубов.
Обычно, т.е. при рН в диапазоне от 6 до 7, в слюне всегда наблюдается перенасыщенная так называемая гидроксилапатитовая фаза. Это растворенное вещество способствует устранению дефектов в эмали в таких случаях, как начальная деминерализация или волосные трещины.
Если чрезмерное подкисление приводит к уменьшению рН ниже 5,5, в слюне наблюдается состояние недонасыщения и происходит удаление гидроксилапатита из зубной эмали (деминерализация). При этом процессе происходит образование пор в зубной эмали, которые на прогрессирующей стадии приводят к кариесу зубов.
Как только рН слюны снова превысит рН 5,5, происходит превышение предела насыщения гидроксилапатитом в слюне, в результате чего поры, образование которых было вызвано агрессивным действием кислоты, снова заполняются минеральным веществом, растворенным в слюне (реминерализация).
Если вследствие чрезмерного потребления пищи, содержащей сахар, и/или вследствие недостаточного удаления бляшек, действие, оказываемое при наличии фаз деминерализации, является более значительным, чем действие, оказываемое при наличии фаз реминерализации, происходит постоянное выщелачивание минерального вещества из зубной эмали. Происходит углубление пор и развитие кариеса зубов. Прекращению развития этого кариеса зубов помогает дополнительное снабжение слюны ионами кальция в течение фазы деминерализации. При увеличении концентрации кальция в слюне, градиент концентрации между слюной и бляшками становится меньше. Это приводит к тому, что происходит меньшая диффузия кальция или не происходит диффузии кальция из бляшек в слюну. Диффузионный поток может быть даже перенаправлен и способствовать усиленной реминерализации зубной эмали.
Повышенная концентрация кальция в бляшках обеспечивает дополнительные преимущества. Благодаря типичным рН профилям в зубных бляшках с течением времени после употребления пищи, содержащей сахар, может начаться реминерализация зубной эмали в основании поры, если концентрация кальция является соответствующей при каталитическом действии фторида. В том случае, если рН является постоянным в течение времени, реминерализация, в особенности, в случае повышенной концентрации фторида, в основном ограничена внешним поверхностным слоем толщиной 20-100 мкм. При неблагоприятных обстоятельствах это может привести к образованию «шапки» над порой.
Дополнительное преимущество согласно настоящему изобретению представляют собой те количества питательных минеральных веществ, перенос которых в таком объеме не определяется в виде добавок, и которые могут быть практически применены в зубных пастах, жидкостях для полоскания рта, других гигиенических средствах для внутриротовой гигиены, других мазях или жидкостях, которые применяют для губ, или лекарственных средствах для перорального и ректального введения, а также в других пилюлях, капсулах или суппозиториях. В данном случае, открываются также новые возможности благодаря тому, что вязкость пищевой добавки легко подвергается регулированию при добавлении воды, а также благодаря тому, что в общепризнанных и проверенных способах изготовления не требуется вообще никаких изменений или же требуются только незначительные изменения. Зубным пастам или жидкостям для полоскания рта может быть легко придано действие, оказываемое цинком для предотвращения неприятного запаха изо рта. Кроме того, расплав гидрата соли обладает очень длительным сроком годности. В связи с этой стабильностью открываются новые возможности, связанные с добавлением питательных минеральных веществ в пищевые продукты, предназначенные для человека, а также питьевую воду и напитки. Согласно настоящему изобретению, помимо прочего, предлагается покрытие расплавами гидратов солей поверхности внутри соломинок для потребления холодных напитков. Напиток, который протекает по этому покрытию, приводит к непрерывному уменьшению расплава гидрата соли, который содержит минеральное вещество и который осажден на внутреннем слое. Полученная таким образом соломинка для потребления холодных напитков, становится пищевым продуктом, для которого требуется наклеивание соответствующей этикетки и маркировки с указанием даты истечения срока годности.
Соответственно этому на внутренние поверхности устройства для дозированного розлива питьевой воды, устройства для очистки питьевой воды и устройства для изготовления кубиков льда также может быть нанесена соответствующая маркировка.
К тому же дополнительное преимущество практического применения состоит в возможности примешивания к различным видам напитков. В первую очередь, это относится к ассортименту напитков с предпочтительно низким содержанием калорий, которые служат для снабжения организма жидкостями, при этом может быть осуществлено не только вышеупомянутое примешивание питательных минеральных веществ, но также и придание соответствующего вкуса и аромата. В случае этих напитков добавление пищевых добавок не приводит к нежелательному увеличению содержания калорий.
С другой стороны, возможным ассортиментом таких напитков являются калорийные напитки, такие как молоко, какао, вино или пиво. В данном случае пищевая добавка представляет интерес благодаря тому факту, что в случае применения варианта этой пищевой добавки, не имеющей вкуса и аромата, она не изменяет основное характерное свойство напитка, но при этом позволяет увеличить содержание питательных минеральных веществ, что представляет собой дополнительный аргумент с точки зрения маркетинга.
Кроме того, дополнительное преимущество данного изобретения состоит в том, что расплав гидрата соли, содержащий питательные минеральные вещества, примешивают к напитку или питьевой воде путем подачи из резервуара с помощью трубчатого соединения в вышеупомянутых или аналогичных устройствах.
Соответствующее применение этого принципа дает возможность использования систем подачи питьевой воды общественного пользования для обеспечения всего населения питательными минеральными веществами путем примешивания расплавов гидратов солей целенаправленным способом.
Большой интерес представляет возможность значительного повышения привлекательности в рекламных целях пищевых продуктов не первой необходимости, таких как шоколадные конфеты с начинкой, конфеты с лакрицей, торты, булочки, джем, картофель фри и гамбургеры вследствие повышенного содержания минеральных веществ в этих продуктах.
Далее настоящее изобретение будет более подробно пояснено с помощью примеров. Настоящее изобретение не ограничивается этими примерами, приведенными в описании настоящего изобретения, они предназначены исключительно для пояснения настоящего изобретения. Настоящее изобретение проиллюстрировано нижеследующими схематическими чертежами.
На Фиг.1 схематически показана в табличном виде координация и взаимодействие в системе соль-вода.
На Фиг.2 схематически показана реминерализация поры в зубной эмали. Конкретно, на чертежах показано нижеследующее:
На Фиг.1 показана схематическая структура расплавов гидратов солей в соответствии с классификацией в диапазоне от чистой воды до разбавленных солевых растворов и до расплавов гидратированных солей.
На верхней линии таблицы показаны структуры расположения молекул. Молекулы воды обозначены как H2O, катионы обозначены кружком со знаком плюс, а анионы обозначены кружком со знаком минус.
На линии ниже приведены обозначения, начиная от чистой воды до растворов и заканчивая концентрированными расплавами солей.
На четвертой линии таблицы приведены обозначения трех различных взаимодействий и их соответствующая оцененная доля в общем эффекте взаимодействия.
Число, приведенное на последней линии таблицы, представляет собой соответствующее содержание солей.
Столбцы в таблице на Фиг.1 иллюстрируют четыре отличительные стадии системы соль-вода.
В левой части таблицы, начиная с чистой воды, показана структура разбавленного раствора с содержанием солей до 5%. В данном случае определенное взаимодействие (вода-вода) относится главным образом к воде.
В третьем столбце таблицы показана структура концентрированного солевого раствора с содержанием солей до 10%. В данном случае, дополнительно к взаимодействиям вода-вода, очень заметными становятся взаимодействия ион-ион. В самом правом столбце таблицы показано другое крайнее значение в виде 100% содержания солей. Вода более не присутствует даже в виде химически связанной воды. Это - чистый солевой расплав, в котором происходят взаимодействия исключительно между ионами соли.
В четвертом столбце таблицы слева расплав гидрата соли характеризуется следующим образом: на верхней линии таблицы показан катион в виде структуры, полностью окруженной молекулами воды. Четыре молекулы воды представляют собой координационное число катиона - «четыре». Вследствие «более тонкой» гидратной оболочки уменьшается экранирование ионов с помощью молекул воды, что показано одним кружочком, обозначенным пунктирной линией, в структуре. Соответственно, взаимодействие между ионами становится более заметным. На схематической диаграмме состояния взаимодействие между ионом и молекулами воды показано как основное взаимодействие для расплава гидрата соли. Должно быть понятно (в нижней части четвертого столбца), что расплав гидрата соли также обладает степенью взаимодействия между ионами. В этой части Фиг.1 описывается самый существенный отличительный признак расплавов гидратов солей, а именно наличие трех различных видов взаимодействия:
- взаимодействие между молекулами воды;
- взаимодействие между ионами и молекулами воды, которые окружают его;
- взаимодействие между ионами.
Содержание соли в расплаве гидрата соли в настоящем примере составляет 10-25% (молекулярный процент).
На Фиг.2 показаны два поперечных сечения поры 1 в зубной эмали 2. В примере, приведенном в верхней части, Фиг.2а, значение рН слюны 3 в полости рта стало меньше (благодаря ферментации карбогидратов) значения рН 5,5. В результате дисбаланса гидроксилапатита в слюне 3 происходит притягивание ионов гидроксилапатита, на Фиг.2а обозначено при помощи H+. В случае отсутствия других источников происходит удаление из зубной эмали 2 недостающего гидроксилапатита. В приведенной конфигурации с рН профилем, который изменяется с течением времени в сочетании с избыточным снабжением фосфатом кальция полости рта, недонасыщение гидроксилапатитом компенсируется фосфатом кальция в слюне при каталитическом действии фторида. Из Фиг.1 видно, каким образом происходит осаждение фосфата кальция внутри поры и каким образом происходит его встраивание в кристаллы 4 гидроксилапатита. Этот процесс обеспечивает реминерализацию зубов.
Для сравнения на Фиг.2b показаны реминерализация при помощи фторида в качестве катализатора в том случае, когда с течением времени происходят незначительные изменения рН в нейтральном диапазоне. Благодаря высокой степени перенасыщения слюны минеральными веществами в нейтральном диапазоне процесс образования кристаллов происходит преимущественно на поверхности эмали; так как осаждаемое количество пропорционально длительности процесса осаждения, то время диффузии увеличивается пропорционально пути диффузии. Вследствие осаждения вдоль пути диффузии в зуб происходит утоньшение диффузионного потока в направлении более глубоких слоев. В более глубокие слои поступает меньшее количество минеральных веществ. На краевой части поры происходит образование кристаллов 4 гидроксилапатита в форме «шапки».
Ниже приведены некоторые примеры, касающиеся возможных составов расплавов с нейтральным и кислым рН. Нижеследующие химические вещества были применены во всех примерах:
Пример 1
рН нейтральный расплав с лактатом кальция:
23,16 г лактата кальция
16,84 г глюконата кальция
При комнатной температуре получают светлый расплав с консистенцией от плотной до вязкой, с расплавом 2,54 моль Са/кг (соответствующий 101 г Са/кг) с содержанием воды приблизительно 25% (процентное отношение масс).
Пример 2
рН нейтральный расплав с лактатом/глюконатом/хлоридом кальция-магния:
10,23 г лактата кальция
29,77 г глюконата кальция
10,00 г хлорида магния
При комнатной температура получают светлый расплав с консистенцией от плотной до вязкой, с расплавом 1,92 моль кальций/кг (соответствующий 76,8 г Са/кг) и с расплавом 0,95 моль магния/кг (соответствующий 23,1 г магния/кг).
Пример 3
рН-нейтральный расплав с кальцием и магнием при отношении 3:1 (процентное отношение масс):
2,82 г лактата кальция
12,29 г глюконата кальция
2,89 ацетата кальция
0,99 лактата магния
6,05 г глюконата магния
1,92 ацетата магния
При комнатной температуре получают светлый расплав с консистенцией от плотной до вязкой, с расплавом 1,67 моль Са/кг (соответствующий 67 г Са/кг) и с расплавом 0,83 моль магния/кг (соответствующий 21 г магния/кг/).
Пример 4
рН-нейтральный расплав с кальцием при отношении 3:1 (процентное отношение масс):
3,25 г лактата кальция
9.44 г глюконата кальция
5,31 г ацетата кальция
1,16 г лактата магния
4,74 г глюконата магния
3,39 ацетата магния
При комнатной температуре получают светлый расплав с консистенцией от плотной до вязкой, с расплавом 2,01 моль Са/кг (соответствующим 80 г Са/кг) и с расплавом 1,00 моль магния/кг (соответствующим 24,3 г магния/кг). Содержание воды 33% (процентное отношение масс).
Пример 5
Кислый расплав с кальцием, молочной кислотой, яблочной кислотой и глюконовой кислотой:
25,00 г лактата кальция
9,42 г глюконовой кислоты
1,61 г яблочной кислоты
При комнатной температуре получают светлый расплав с консистенцией от плотной до вязкой, с расплавом 2,73 моль Са/кг (соответствующим 109 г Са/кг).
Пример 6
Кислый расплав с кальцием, молочной кислотой, яблочной кислотой, глюконовой кислотой и лимонной кислотой:
25,00 г лактата кальция
9,42 г глюконовой кислоты
1,61 г яблочной кислоты
2,31 г лимонной кислоты
При комнатной температуре получают светлый расплав с консистенцией от плотной до вязкой, с расплавом 2,45 моль Са/кг (соответствующим 98 г Са/кг). Содержание воды приблизительно 27% (процентное отношение масс).
Реагенты растворяли в малом количестве воды, насколько это возможно, при температурах, близких к точке кипения, и подвергали выпариванию путем концентрирования до тех пор, пока не была достигнута желаемая вязкость. Применение вакуума ускоряет процесс и приводит к лучшим результатам.
Настоящее изобретение относится к пищевой добавке, в виде концентрированной добавки для реминерализации зубной эмали, к применению пищевой добавки и кондитерскому изделию, содержащему указанную добавку. Пищевая добавка характеризуется тем, что питательные минеральные вещества, входящие в ее состав, являются компонентом расплава гидрата соли в виде ионов, упомянутые питательные вещества - это по меньшей мере кальций, а расплав гидрата солей является аморфно отверждающимся и представляет собой систему соль-вода, при этом содержание воды в пищевой добавке соответствует координационному числу наиболее гидратированного иона. Пищевая добавка применяется для примешивания при изготовлении пищевых продуктов, жевательной резинки, напитков, зубной пасты, жидкостей для полоскания рта, продуктов для гигиены полости рта. Питательные минеральные вещества легко усваиваются организмом, т.к. находятся в пищевой добавке в виде ионов. Расплав гидрата соли в аморфно отвержденном виде может легко храниться длительное время и легко адаптируется, вследствие своей вязкости, к процессу производства конкретного пищевого продукта. 3 н. 15 з.п. ф-лы, 2 ил.
1. Пищевая добавка в виде концентрированной добавки для реминерализации зубной эмали, характеризующаяся тем, что входящие в ее состав питательные минеральные вещества являются компонентом расплава гидрата соли в виде ионов, при этом упомянутые минеральные вещества - это по меньшей мере кальций, расплав гидрата соли представляет собой систему соль-вода, и содержание воды в ней соответствует координационному числу наиболее гидратированного иона, причем расплав гидрата соли является аморфно отверждающимся.
2. Пищевая добавка по п.1, характеризующаяся тем, что питательные минеральные вещества содержат дополнительно по меньшей мере еще одно питательное минеральное вещество, выбранное из группы, состоящей из магния, цинка, калия, фосфора, натрия, селена и лития.
3. Пищевая добавка по п.1, характеризующаяся тем, что питательные минеральные вещества содержатся в расплаве гидрата соли в виде солей органических кислот, при этом по меньшей мере один из кислотных радикалов таких органических кислот, как молочная кислота, глюконовая кислота, лимонная кислота, уксусная кислота, яблочная кислота, фумаровая кислота, валериановая кислота, аскорбиновая кислота, цистеин, глутаровая кислота или их частично этерифицированные производные содержатся в ней в виде анионов.
4. Пищевая добавка по п.1, характеризующаяся тем, что питательные минеральные вещества содержатся в расплавах гидратов солей в виде солей неорганических кислот, при этом по меньшей мере один из кислотных радикалов неорганических кислот, таких как фосфаты, фториды или их частично этерифицированные производные содержатся в ней в виде анионов.
5. Пищевая добавка по п.1, содержащая по меньшей мере одно из таких соединений, как лактат кальция, глюконат кальция, малат кальция, цитрат кальция, лактат магния, ацетат магния или глюконат магния, при этом ее рН находится в нейтральном диапазоне.
6. Пищевая добавка по п.1, содержащая по меньшей мере одну из таких кислот, как глюконовая кислота, яблочная кислота или лимонная кислота, при этом ее рН находится в кислом диапазоне.
7. Пищевая добавка по п.1, в которой содержание соли в составе расплава гидрата соли составляет от 10 до 25 мол.%.
8. Пищевая добавка по п.1, в которой расплав гидрата соли при комнатной температуре является светлым с консистенцией от плотной до вязкой.
9. Применение пищевой добавки по п.1 в качестве концентрированной добавки для реминерализации зубной эмали для примешивания при изготовлении пищевых продуктов, пищевых продуктов не первой необходимости, жевательной резинки, напитков, зубной пасты, жидкостей для полоскания рта, продуктов для гигиены полости рта и продуктов для ухода за зубами.
10. Кондитерское изделие, содержащее пищевую добавку в качестве концентрированной добавки для реминерализации зубной эмали, характеризующаяся тем, что входящие в ее состав питательные минеральные вещества являются компонентом расплава гидрата соли в виде ионов, питательные минеральные вещества представлены по меньшей мере кальцием, расплав гидрата соли представляет собой систему соль-вода, и содержание воды в ней соответствует координационному числу наиболее гидратированного иона, при этом обеспечено затвердевание расплава гидрата соли в аморфном состоянии, и рН расплава гидрата соли находится в кислом диапазоне.
11. Кондитерское изделие по п.10, характеризующееся тем, что питательные минеральные вещества содержат по меньшей мере еще одно питательное минеральное вещество, выбранное из группы, состоящей из магния, цинка, калия, фосфора, натрия, селена и лития.
12. Кондитерское изделие по п.10, характеризующееся тем, что питательные минеральные вещества содержатся в расплаве гидрата соли в виде солей органических кислот, при этом по меньшей мере один из кислотных радикалов таких органических кислот, как молочная кислота, глюконовая кислота, лимонная кислота, уксусная кислота, яблочная кислота, фумаровая кислота, валериановая кислота, аскорбиновая кислота, цистеин, глутаровая кислота или их частично этерифицированные производные содержатся в ней в виде анионов.
13. Кондитерское изделие по п.10, характеризующееся тем, что питательные минеральные вещества содержатся в расплавах гидратов солей в виде солей неорганических кислот, при этом по меньшей мере один из кислотных радикалов неорганических кислот, таких как фосфаты, фториды или их частично этерифицированные производные содержатся в ней в виде анионов.
14. Кондитерское изделие по п.10, характеризующееся тем, что оно содержит по меньшей мере одну кислоту из следующего перечня: глюконовая кислота, яблочная кислота или лимонная кислота.
15. Кондитерское изделие по п.10, в котором содержание соли в составе расплава гидрата соли составляет от 10 до 25 мол.%.
16. Кондитерское изделие по п.10, в котором расплав гидрата соли при комнатной температуре является светлым с консистенцией от плотной до вязкой.
17. Кондитерское изделие по п.10, выполненное в виде мармеладного кондитерского изделия с фруктовым ароматом, карамельного кондитерского изделия или жевательных смесей.
18. Кондитерское изделие по п.10, выполненное в виде мармеладного кондитерского изделия с фруктовым ароматом, при этом расплав гидрата соли содержит кислую смесь из глюконата кальция, лактата кальция, малата кальция и цитрата кальция.
| Водозаборный оголовок | 1984 |
|
SU1298299A1 |
| US 5782971, 21.07.1998 | |||
| ЕР 0871428 В1, 28.01.2004 | |||
| КОМПОЗИЦИЯ, СОДЕРЖАЩАЯ ДИЕТИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ (ВАРИАНТЫ) | 1995 |
|
RU2152216C1 |
