DE102007039772A1 - Mikrokapsel und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mikrokapsel zur Immobilisierung von organischen oder anorganischen Feststoffen, lipophilen Verbindungen wie Ölen und/oder Fetten, Lipiden oder Mikroorganismen wie Hefen und Bakterien zum Einsatz in Nahrungsmitteln, als Nahrungsmittelzusatzstoff oder als Nahrungsergänzungsmittel, auf Basis einer vorzugsweise kugelförmigen Matrixverkapselung mit Alginat als Grundsubstanz. Diese Kapsel enthält in der Alginatmatrix zusätzliche Hilfsstoffe und Stabilisatoren, wie z. B. Proteine, Stärke, anorganische Feststoffe und/oder Emulgatoren, nämlich Lecithin, Oxidationsstabilisatoren, die das Verhalten der Kapsel im Verdauungstrakt beeinflussen, so dass die immobilisierten Inhaltsstoffe vor Oxidation geschützt sowie Geschmack und Geruch der Inhaltsstoffe maskiert sind, wobei die immobilisierten Inhaltsstoffe nach Einnahme der Kapsel erst nach der Magenpassage im Duodenum freigesetzt und vorher vor den Verdauungseinflüssen des Magens geschützt sind.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Mikrokapsel zur Verkapselung und/oder Immobilisierung von Feststoffen und/oder Flüssigkeiten sowie auf ein Verfahren zu deren Herstellung gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
• Im Bereich der Nahrung, Nahrungsergänzungsmittel und Zusatzstoffe für Nahrungsmittel, aber auch im Bereich der Pharmazie ist es oftmals erforderlich, Substanzen, die eine ernährungsphysiologische oder pharmazeutische Wirkung haben sollen, zu diesem Zwecke nicht frei, sondern in einer zusätzlichen Umhüllung einzusetzen.
• Dies kann z. B. in bekannter Weise durch Dragierung, Tablettierung, durch Abfüllen der Substanz in vorgefertigte Hüllkompartimente, wie z. B. Hartgelatinekapseln, oder aber durch die Mikroverkapselung erfolgen.
• Die Gründe dafür können vielfältig sein, wie zum Beispiel:
  Bessere Handhabbarkeit und Anwendbarkeit der Substanzen.
• Schutz der Substanzen vor Umwelteinflüssen zur Stabilisierung während der Lagerung.
• Schutz der Substanzen vor Einflüssen eines Umgebungsmediums, in dem die Substanzen eingesetzt, gelagert und mit dem sie aufgenommen oder verzehrt werden.
• Schutz vor Interaktion der Substanzen untereinander beim gleichzeitigen Einsatz verschiedener Stoffe.
• Geschmacksmaskierung und Geruchsmaskierung der Substanzen um eine höherer Akzeptanz beim Anwender zu erreichen.
• Ein weiterer wesentlicher Grund für die Verkapselung von Substanzen im Bereich der Pharmazie und Nahrungsmittel ist die Ermöglichung der Magenpassage.
• Viele Wirkstoffe und Nahrungsinhaltsstoffe werden vom Körper erst über den Dünn- oder Dickdarm aufgenommen. Das saure Magenmilieu ist in vielen Fällen der Stabilität dieser Verbindungen abträglich, so dass bei ungeschützter Magenpassage mit einem erheblichen Verlust an wirksamer Substanz zu rechnen ist.
• In anderen Fällen tritt eine Unverträglichkeitsreaktion des Magens insbesondere bei hohen Dosierungen auf. So kann es bei omega-3-Fettsäure-haltigen Präparaten zu unangenehmem Aufstoßen nach dem Verzehr kommen.
• Ziel ist es daher, eine Formulierung zu finden, die die in Frage kommenden Wirkstoffe oder Substanzen im Magen noch eingeschlossen hält, schützt und erst im Darm freisetzt.
• Nach Stand der Technik wird dies wird für pharmazeutische Produkte in der Regel mit Hilfe von Dragees, Tabletten oder Kapseln bewirkt, die mit speziellen funktionalen Materialien beschichtet oder darin eingebettet werden. Diese enterischen Materialien sind im sauren Magenmilieu unlöslich und stabil und ermöglichen erst im alkalischen Darmmilieu eine Wirkstofffreisetzung durch Auflösung, Quellung oder Abbau.
• Ein mögliches Material für diesen Zweck ist unter anderem Alginat. Alginat als Gerüstsubstanz der Braunalge hat die Eigenschaft dass es als Natriumsalz in Wasser löslich ist. Mit den divalenten Ionen der Erdalkalimetalle Calcium, Barium oder Strontium bildet sich spontan unter ionotroper Vernetzung ein wasserunlösliches Gel. Für Lebensmittel wird dabei Calcium bevorzugt eingesetzt.
• Das entstehende Calciumalginat wird als Polysaccharid bei der Verdauung nicht abgebaut. Zusätzlich ist die sich im sauren Magenmilieu bildende Alginsäure ebenfalls unlöslich.
• Damit scheint Ca-Alginat als magensaftresistentes Grundmaterial für Verkapselungen grundsätzlich geeignet.
• So offenbaren zum Beispiel die Druckschriften KR 100387245 und KR 20040044319 Darreichungsformen, die mit einer Beschichtung von Alginat und zusätzlichen Polymeren versehen sind.
• Die CA 2555114 beschreibt Beschichtungen, die aus Alginat und Ethylcellulose aufgebaut sind
• Einen weiteren Ansatz verfolgt z. B. US634628 . Alginat wird neben weiteren enterisch funktionalen Materialien als Tablettiergrundlage im Kern der Dragees oder Tabletten eingesetzt.
• Eine Vielzahl weiterer Patentschriften wie z. B. US 2002076438 und JP3034929 beschreiben eine Kombination aus Alginat-haltigem Tablettenkern mit einer zusätzlichen, äußeren Beschichtung, um die Magenpassage zu verbessern.
• Der generelle Nachteil dieser Vorgehensweise ist jedoch, dass in den Tablettenkernen und Beschichtungen zum Erreichen der Magenpassage außer dem Alginat zusätzliche Materialien eingesetzt werden müssen, die keine generelle Zulassung für Lebensmittel haben. Für Pharmazeutika ist dies akzeptabel. Der Einsatz im Nahrungsmittelbereich ist damit jedoch nicht möglich.
• Zusätzlich muss bei diesen Verfahren sichergestellt sein, dass die Beschichtung vollständig ist und vor der Anwendung des Präparates nicht beschädigt oder angelöst und damit unwirksam wird. Ein Einsatz dieser Präparate als Bestandteil einer Nahrungsmittelzubereitung ist daher nicht möglich.
• Auch Hart- oder Weichgelatine-Kapseln können zur Ermöglichung der Magenpassage mit Alginat funktionalisiert werden. So beschreiben z. B. JP11302158 bzw. JP11076369 Kapseln mit Alginatbeschichtungen auf der Hülle.
• In JP 58172313 wird eine Methode aufgezeigt, das Alginat auf der Kapsel nachträglich mittels Calciumionen zu vernetzen. JP61044810 beschreibt dagegen die Herstellung von Weichgelatinekapseln, die aus einem Gelatine-Alginat-Film hergestellt werden. Nachteil dieser Kapseln ist jedoch, dass die Funktion nicht mehr gewährleistet ist, wenn die Kapseln während der Einnahme z. B. durch Zerbeißen im Mund beschädigt werden. Ihr Einsatz ist daher auf eine von der Nahrung getrennte Aufnahme beschränkt.
• Eine weitere Möglichkeit wird unter anderem in US20050226905 beschrieben. Hier wird chemisch modifiziertes Alginat zusammen mit Proteinen mit den zu verkapselnden Inhaltsstoffen gemischt und dieser Ansatz in Calcium-haltige Fällbäder vertropft. Die so erhaltenen Kapseln zeigen eine höhere Stabilität im Magen. Eine Trocknung der erhaltenen Produkte ist nicht vorgesehen. Durch die Modifikation des Alginates ist auch in diesem Fall die Lebensmittelkonformität nicht mehr gegeben.
• Die ES 2228243 offenbart eine Mikrokapsel, die aus einem Ca-Alginat-Kern mit eingeschlossenem Öl besteht, der von einer Hülle eines magensaftresistenten Polymeren und eines Polysaccharids umschlossen ist. Letzteres soll durch Darmbakterien abbaubar sein, was die Wirkstofffreisetzung erst im Darm bewirkt. Durch dass Hülle-Kern-System muss auch hier sichergestellt sein, dass die Kapsel unbeschädigt eingenommen wird.
• Bekannt sind auch Kapseln auf Alginatbasis mit gezielter Freisetzung nach verschiedenen, möglichen Mechanismen. Eine Zerstörung der Kapselmatrix erfolgt durch einen Konzentrationssprung im Umgebungsmedium, eine Aktivierung eines mitverkapselten Enzym/Substrat-Systems, z. B. Pectinase und Pectin und Abbau der Kapsel durch enzymatische Spaltung der Gerüstsubstanz, oder aber durch eine reversible ionotrope Gelierung der Kapselmatrix durch Zusatz von ionenkomplexierender Substanzen.
• Zwar können die hier beschriebenen Kapseln nur aus für Lebensmittel zugelassenen Substanzen hergestellt werden, die Freisetzungsmechanismen sind jedoch nicht unter den physiologischen Bedingungen des Verdauungssystems anwendbar.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kapsel und eine Verkapselungsmethode zur Verfügung zustellen, die es ermöglicht, Feststoffe und Flüssigkeiten so zu umschließen, dass eine Wirkstofffreisetzung unter physiologischen Bedingungen erst nach der Magenpassage stattfindet, d. h. dass eine Magenresistenz gegeben ist.
• Die erfindungsgemäße Verkapselungsmethode beruht auf einer an sich bekannten Matrixverkapselung mit vorzugsweise Alginat als Grundsubstanz der Matrix, ergänzt durch weitere Zusatzstoffe. Die zu verkapselnde Substanz wird in der Matrix eingeschlossen. Somit ist sichergestellt, dass bei einer Beschädigung der Kapsel, deren Funktion nicht beeinträchtigt wird. Die Kapselmatrix ist wasserunlöslich. Durch die Kombination der Kapselmaterialien lassen sich die Art der Kapsel und der Freisetzungsort bestimmen. Eine Freisetzung der verkapselten Substanzen erfolgt erst im unteren Verdauungstrakt.
• Es werden nur für Lebensmittel zugelassene, bekannte Materialien und Hilfsstoffe eingesetzt, so dass dieses System ohne besondere Zulassung oder beschränkende Auflagen für den Einsatz im Lebensmittelbereich, insbesondere im Bereich der Nahrungsergänzungsmittel, eingesetzt werden kann. Die erhaltenen Kapseln können somit in Lebensmittel eingearbeitet und mit diesen verzehrt werden. Dies können z. B. feuchte Nahrungsmittel wie Wurstwaren, Molkereiprodukte, Gelees oder Süßspeisen sein. Aber auch trockene Nahrungsmittel oder Instant-Mischungen wie Müsli-Mischungen, Müsli- oder Getreideriegel, Nuss- und Schokoriegel sind geeignet.
• Die Kapseln können jedoch auch in reiner Form, also ohne Verarbeitung in o. g. Lebensmittel aufgenommen werden.
• Ebenso eigenen sie sich als Zusatz, der durch den Verbraucher selbst, erst kurz vor dem Verzehr zu entsprechenden Lebensmitteln zugegeben wird.
• Ein offenporiges Ca-Alginat-Gel allein bietet für die zu verkapselnden Substanzen keinen ausreichenden Schutz und weist eine unzureichende Freisetzungscharakteristik auf. Daher werden erfindungsgemäß weitere Hilfsstoffe als Kapselmaterialien zur Ergänzung des Alginates eingesetzt. Dies sind vorzugsweise unter anderen:
  Proteine, insbesondere Gelatine, Caseinat und Molkenproteine, anorganische Zusatzstoffe, insbesondere Kieselsol, Kieselerde, Bentonit.
• Weitere Polysaccharide wie z. B. Pectine verschiedener Veresterungsgrade, Carragene, und zugelassene Cellulosederivate. Die zusätzlichen Polysaccharide zeigen dabei ähnlich dem Alginat eine Reaktion mit Calcium.
• Füllstoffe wie Stärke oder Cellulosefasern.
• Zusätzliche Hilfsstoffe wie Emulgatoren, Stabilisatoren, pH-Regulatoren, Salze.
• Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäßen Eigenschaften der Kapseln erst durch die Kombination der genannten Kapselbestandteile erreicht werden. Dazu ist es notwendig, die Mengenverhältnisse der Kapselmaterialien hinsichtlich ihrer Wechselwirkungen untereinander abzustimmen.
• In Abhängigkeit von pH-Wert und Salzkonzentration reagieren Proteine wie Gelatine mit Alginat und weiteren negativ geladenen Polysacchariden wie Pectin und Carragen unter Koazervatbildung.
• Caseinat reagiert mit den Calciumionen unter Ausbildung von Calciumcaseinat.
• Caseinat und Gelatine reagieren wiederum mit den anorganischen Zusatzstoffen.
• Die Proteine tragen dabei im Wesentlichen zum Schutz des zu verkapselnden Stoffes bei, während der Anteil der anorganischen Zusatzstoffe den Auflöseort der Kapseln im Verdauungssystem bestimmt.
• Mit einer Erhöhung des Proteinanteils im Kapselansatz wird ein verbesserter Schutz des zu verkapselnden Materials erreicht. Es ist zu beachten, dass ausreichend freies Alginat für die ionotrope Gelierung zur Verfügung steht. Der Alginatanteil sollte daher nicht unter 1,2–2%, bevorzugt 1,5% des Gesamtansatzes liegen, da sonst keine stabilen Kapseln erhalten werden.
• Wird das Verhältnis von anorganischen Zusatzstoffen zu Protein erhöht, führt dies zu einer späteren Auflösung der Kapsel im Verdauungstrakt. Kapseln mit einem zu hohem Verhältnis von anorganischen Anteilen zu Protein werden durch die Verdauung nicht mehr aufgelöst.
• Inerte Zusatzstoffe, wie Stärke, bewirken dagegen, dass sich die Kapsel bereits im oberen Dünndarm löst.
• Es hat sich bewährt, bei gleich bleibendem Alginatanteil, das Verhältnis der anderen Zusatzstoffe zu variieren. Auf diese Weise können die Freisetzungseigenschaften der Kapsel festgelegt werden.
• Die zu verkapselnde Substanz wird in einer gemeinsamen Lösung oder Suspension der genannten Kapselmaterialien suspendiert oder emulgiert, wobei die Zugabereihenfolge der Materialien so zu wählen ist, dass ein homogener Produktansatz erhalten wird. Dieser hat typischerweise folgende Zusammensetzung:
  Na-Alginat: 2–4%
  Protein: 1–4%
  Anorganische Zusatzstoffe: 1–10%
  Weitere Polysaccharide: 1–5%
  Zu verkapselndes Substanz: 5–10%
  Weitere Hilfsstoffe: 0–4%
  Rest Wasser.
• Folgende Vorgehensweise hat sich dabei als günstig erwiesen:
  Das Wasser wird vorgelegt. Darin werden die anorganischen Zusatzstoffe suspendiert und ggf. wird der pH-Wert mittels Natriumhydroxid soweit angehoben, dass keine vorzeitige Reaktion mit den nun folgenden Proteinbestandteilen erfolgt. Weitere unlösliche Pulver werden anschließend eingerührt.
• Anschließend werden die Proteinbestandteile so lange eingerührt, bis ein homogener Ansatz vorliegt.
• Danach wird das Natrium-Alginat eingestreut und bis zur vollständigen Auflösung gerührt.
• Zuletzt werden die hydrophoben Bestandteile ggf. mit den nötigen Emulgatoren zugegeben und der Ansatz zu einer homogenen Emulsion gerührt.
• Dann kann durch eine Absenkung des pH-Wertes mittels Essigsäure die Reaktion der Kapselbestandteile induziert werden.
• Anschließend wird dieser Produktansatz durch ein geeignetes Düsensystem in ein Fällbad vertropft, das in der Regel 1–10%, bevorzugt 1,5–2% Calciumchlorid ggf. neben Säure bzw. pH-Puffer zur Einstellung des pH-Wertes enthält.
• In dem Fällbad bilden sich aus den Tropfen die Ca-Alginat-Gelperlen, die die zu verkapselnden Inhaltstoffe und Hilfsstoffe in der Matrix enthalten.
• Nach diesem Verfahren lassen sich insbesondere hydrophobe, wasserunlösliche Materialien wir Öle, Fette und Lipide verkapseln, aber auch unlösliche Pulver sowie Bakterien und Hefen.
• Öllösliche Materialien können sowohl direkt als auch als Lösung in einem geeigneten Trägeröl eingesetzt werden.
• Für besondere Anwendungen können die Alginat-Kapseln mit einer mehrlagigen Membran aus Polykationen und Polyanionen beschichtet werden. Dies geschieht in bekannter Weise durch abwechselndes Umspülen der Kapseln mit verdünnten, wässrigen Lösungen der entsprechenden Polymere. Dieser Schritt ist für die enterische Funktion jedoch nicht zwingend erforderlich
• Sowohl die unbeschichteten, als auch die beschichteten Kapseln werden anschließend auf Restfeuchten von < 5% getrocknet. Dazu hat sich eine Warmlufttrocknung bei Temperaturen von 30–45° in der Wirbelschicht eines Vibrations-Chargentrockners als geeignet erwiesen. Andere Trocknungsverfahren sind jedoch auch möglich. Die Trocknung muss jedoch langsam und gleichmäßig stattfinden, um eine homogene Kapsel zu erhalten. Die trockenen Kapseln sind rieselfähig.
• Die Trocknung stellt einen wesentlichen Verfahrensschritt zur Ausbildung der gewünschten Eigenschaften der Kapseln dar. Die getrockneten Kapseln quellen in feuchter Umgebung wie Lebensmittel wieder leicht an, der ursprüngliche Wassergehalt wird jedoch nicht erreicht.
• Der Einsatz der Kapseln als ungetrocknete Nasskapseln, z. B. als Nahrungsergänzungsmittel in feuchten Nahrungsmitteln wie z. B. Joghurt bietet sich jedoch ebenfalls an.
• Die getrockneten Kapseln sollen die geforderte Eigenschaft der Magenpassage aufweisen. Die ist durch geeignete in vitro- oder in vivo-Versuche nachprüfbar.
• Die Erfindung soll anhand der nachstehenden Ausführungsbeispiele näher erläutert werden:
• Ausführungsbeispiel 1:
• Verkapselung von Ölen zur Nahungsergänzung
• 150 g Kieselsol in Wasser, Trockensubstanz 9 g, werden vorgelegt und mit 1 M Natronlauge auf einen pH-Wert von 7 eingestellt.
• 4 g Natriumcaseinat werden darin unter Rühren gelöst
• 2 g Na-Alginat werden anschließend unter Rühren gelöst
• 12 g Pflanzenöl werden mit
• 2 g Lecithin und
• 0,2 g Tocopherol versetzt und gerührt bis sich das Lecithin weitgehend gelöst hat
• Die Ölmischung wird in den homogenen Alginatansatz eingerührt, bis eine homogene Emulsion erhalten wird.
• Diese Emulsion wird in 250 ml 2%iges CaCl₂ mit pH 4–5 (Essigsäure) vertropft.
• Die erhaltenen Gelperlen werden ca. 20 Minuten im Fällbad ausgehärtet, mehrfach mit Wasser gewaschen und anschließend im Warmluftwirbelbett bei 38–40°C bis zu einer Restfeuchte von < 5% getrocknet.
• Die erhaltenen Kapseln haben im vorliegenden Fall einen Durchmesser von 1,5–2 mm
• Ausführungsbeispiel 2:
• Ölkapsel als Träger für hydrophile Wirkstoffe
• 3 g Maisstärke werden 85 g Wasser suspendiert darin werden 1,7 g Alginat unter Rühren gelöst
• 2 g Kokosfett und 0,05 g Tocopherol werden in 8 g Sonnenblumenöl gelöst
• Diese Mischung wird in der wässrigen Alginat-Stärke-Suspension unter Rühren emulgiert.
• Diese Emulsion wird in 200 ml 2%iges CaCl₂ vertropft.
• Die erhaltenen Gelperlen werden ca. 20 Minuten im Fällbad ausgehärtet, mehrfach mit Wasser gewaschen und anschließend im Warmluftwirbelbett bei 38–40°C bis zu einer Restfeuchte von < 5% getrocknet.
• Die erhaltenen Kapseln haben im vorliegenden Fall einen Durchmesser von 1–1,5 mm.
• In vitro-Tests
• Die Kapseln wurden in Anlehnung an die Prüfmethoden des Ph. Eur. und USP in einer Blattrührer-Apparatur verschiedenen Prüfmedien zur Simulation der Verdauungsmillieus ausgesetzt und im Abstand von 0,5 h, 1 h, 2 h, 3 h, 4 h und 24 h bezüglich ihres Quellverhaltens und Druckstabilität (50 g/30 s) geprüft.
• Die Ergebnisse der Untersuchungen sind in Tabelle 1 aufgeführt.
• Die Kapseln nach Beispiel 1 und Beispiel 2 sind nach den in vitro-Testes als magensaftresistent zu bewerten.
• Die Kapseln nach Beispiel 1 sind im Darmmilieu jedoch deutlich stabiler, als solche nach Beispiel 2. Eine Auflösung tritt im Medium 4 erst nach der doppelten Zeit auf. In Medium 6 ist für Beispiel 1 keine Auflösung zu beobachten, während Beispiel 2 nach 4 h aufgelöst ist.
• Kapseln nach Beispiel 1 können daher zum Dickdarm-Targeting dienen, während Kapseln nach Beispiel 1 sich bereits im Dünndarm lösen.

  	Prüfmedium	Ergebnis
  Nr.	Art	Beispiel 1	Beispiel 2
  1	pH 1 0,1 N HCl, Ph. Eur. "nüchterner Magen"	stabil bis 24 h	stabil bis 24 h
  2	pH 1,2 HCl + NaCl USP "simulated gastric fluid"	stabil bis 24 h	stabil bis 24 h
  3	pH 4,5 Acetatpuffer USP "posprandialer Magen"	formstabil über 4 h druckstabil über 4 h aufgelöst > 4 h	formstabil über 4 h drucklabil nach 2 h
  4	pH 6,8 Phosphatpuffer Ph. Eur. "Darminhalt, Dünndarm"	drucklabil nach 2 h aufgelöst nach 4 h	drucklabil nach 1 h aufgelöst nach 2 h
  5	pH 6,8 Phosphatpuffer + Enzyme USP "simulated intestinal fluid"	drucklabil nach 3 h aufgelöst > 4 h Biofilmbildung	drucklabil nach 2 h aufgelöst nach 3 h
  6	pH 5,5 fed simulated small intestine fluid	drucklabil nach 3 h keine Auflösung in 24 h	drucklabil nach 1 h aufgelöst nach > 4 h
  7	pH 6,5 fasted simulated small intestine fluid	drucklabil nach 3 h aufgelöst > 4 h	drucklabil nach 1 h aufgelöst nach > 4 h

  Tabelle 1, in vitro Tests der Magensaftresistenz
• Die Bestimmung des Auflöseverhaltens der Kapseln im menschlichen Verdauungssystem erfolgte durch ein Magnetic Marker Monitoring (MMM). Diese Methode erlaubt eine Beurteilung des Kapselverhaltens unter Verwendung eines physiologisch inerten Markers.
• Dazu werden Kapseln mit Magnetit (Fe₂O₃) hergestellt und an Probanden verabreicht.
• In regelmäßigen Zeitabständen wird die magnetische Flussdichte nach der Magnetisierung im magnetischen Feld zeit- und ortsaufgelöst gemessen.
• Auf diese Weise kann die Kapsel in Echtzeit im Verdauungstrakt der Probanden verfolgt werden. Eine Abnahme des magnetischen Signals zeigt die Auflösung der Kapsel an.
• Somit ist unabhängig von den physiologischen Eigenschaften einer verkapselten Testsubstanz das Verhalten der Kapsel im Gastro-Intestinal-Trakt direkt zugänglich.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• - KR 100387245 [0017]
• - KR 20040044319 [0017]
• - CA 2555114 [0018]
• - US 634628 [0019]
• - US 2002076438 [0020]
• - JP 3034929 [0020]
• - JP 11302158 [0023]
• - JP 11076369 [0023]
• - JP 58172313 [0024]
• - JP 61044810 [0024]
• - US 20050226905 [0025]
• - ES 2228243 [0026]

Claims (8)

1. Mikrokapsel zur Immobilisierung von organischen oder anorganischen Festoffen, lipophilen Verbindungen wie Ölen und/oder Fetten, Lipiden oder Mikroorganismen wie Hefen und Bakterien zum Einsatz in Nahrungsmitteln, als Nahrungsmittelzusatzstoff oder als Nahrungsergänzungsmittel, auf Basis einer vorzugsweise kugelförmigen Matrixverkapselung mit Alginat als Grundsubstanz dadurch gekennzeichnet, dass die Kapsel in der Alginatmatrix zusätzliche Hilfsstoffe und Stabilisatoren enthält, die das Verhalten der Kapsel im Verdauungstrakt beeinflussen, wie z. B. Proteine, Stärke, anorganische Feststoffe und/oder Emulgatoren nämlich Lecithin, Oxidationsstabilisatoren, so dass die immobilisierten Inhaltstoffe vor Oxidation geschützt sowie Geschmack und Geruch der Inhaltsstoffe maskiert sind, wobei die immobilisierten Inhaltsstoffe nach Einnahme der Kapsel erst nach der Magenpassage im Duodenum freigesetzt und vorher vor den Verdauungseinflüssen des Magens geschützt sind
2. Mikrokapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzten Hilfsstoffe untereinander und/oder mit der Alginatmatrix und/oder mit den zu immobilisierenden Stoffen in Wechselwirkung stehen, derart dass durch die Wahl der Art und der mengenmäßigen Zusammensetzung der Hilfsstoffe und Stabilisatoren im Verhältnis zur Alginatmatrix und zu den immobilisierten Stoffen die Freisetzungsart und der Freisetzungsort der immobilisierten Inhaltsstoffe variierbar sind.
3. Mikrokapsel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapsel eine zusätzliche, mindestens einlagige Hülle aufweist, welche durch Sprühbeschichtung, Dragieren oder aber durch abwechselndes Abscheiden von entgegengesetzt geladenen Polyelektrolyten aus verdünnten Lösungen realisiert ist.
4. Mikrokapsel nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Freisetzung der immobilisierten Inhaltsstoffe im Darm durch Auflösen und vollständige Desintegration oder durch Quellung und Aufweitung der Kapselmatrix unter Einfluss eines Biofilms erfolgt.
5. Mikrokapsel nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapsel in getrockneter Form, aber auch in nasser Form einsetzbar ist.
6. Mikrokapsel nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapsel ausschließlich aus für Lebensmittel zugelassenen Materialien besteht.
7. Mikrokapsel nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese in Lebensmittel wie Milchprodukte, Wurstwaren, Getränke oder Lebensmittelvormischungen wie Müsli, oder Süßwaren wie Müsliriegel und Schokoriegel beigemischt oder eingearbeitet ist und während des Verzehrs dieser Produkte als ergänzender Bestandteil der Nahrung aufgenommen werden kann.
8. Verfahren zur Herstellung einer Mikrokapsel nach einem der vorangegangen Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte: 1. Anmischen einer Grundsubstanz Alginat in wässriger Lösung, Einmischen der zu immobilisierenden Stoffe sowie der Hilfsstoffe und Stabilisatoren in technologisch vorteilhafter Reihenfolge, Einstellen des pH-Wertes der Mischung; 2. Vertropfen der Mischung durch ein Düsensystem in ein wässriges Fällbad, das unter anderem Calciumionen in wässriger Lösung enthält; 3. Aushärten der Kapselmatrix durch Bildung des Ca-Alginates unter Einschluss der zu immobilisierenden Stoffe sowie von Hilfsstoffen und Stabilisatoren; 4. Waschen der Kapseln mit Wasser; 5. Optionale Beschichtung der nassen Kapseln in Lösung, insbesondere durch Abscheiden von entgegengesetzt geladenen Polyelektrolyten aus verdünnten Lösungen oder 6. Trocknen der Kapseln bis auf Restfeuchten < 10%; 7. Optionale Beschichtung der trockenen Kapseln durch beispielsweise Sprühbeschichtung oder Dragierung.