DE60308180T2

DE60308180T2 - Verfahren für die herstellung einer laktulosehaltigen pulverzusammensetzung, mit diesem verfahren gewonnene laktulosehaltige pulverzusammensetzung, sowie futterzusatzstoff

Info

Publication number: DE60308180T2
Application number: DE60308180T
Authority: DE
Inventors: Morinaga Milk Industry Co. Mamoru TOMITA; Morinaga Milk Industry Co. Sadayuki Zama-shi KOKUBO; Morinaga Milk Industry Co. Teruhiko Zama-shi MIZOTA; Morinaga Milk Industry Co. Nobuo Zama-shi ICHIHASHI; Morinaga Milk Industry Co. Nobuo Zama-shi SEKI; Morinaga Milk Industry Co. Kenji Zama-shi NISHI
Original assignee: Morinaga Milk Industry Co Ltd
Current assignee: Morinaga Milk Industry Co Ltd
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2023-05-29
Also published as: WO2003101218A1; AU2003241837A1; CN100521962C; AU2003241837B2; JP3920288B2; JPWO2003101218A1; EP1510136A1; DE60308180D1; NZ536784A; US20050166911A1; CN1658766A; US7037377B2; EP1510136A4; EP1510136B1; CA2487436C; CA2487436A1; DK1510136T3

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung sowie eine durch ein derartiges Verfahren hergestellte, Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung und ein Futtermitteladditiv.
Technischer Hintergrund
Lactulose ist ein bekannter Wachstumsfaktor für Bifidobacterium. Ihre Wirksamkeit bei der Aufrechterhaltung der Gesundheit des Menschen ist gut dokumentiert. Außerdem ist die Wirksamkeit von Lactulose nicht auf den Menschen beschränkt, sondern wurde auch für Tierfutter nachgewiesen, was bedeutet, dass ihre Anwendung auf einer Vielzahl von Gebieten untersucht worden ist.
Über die Wirksamkeit von Lactulose beim Menschen wird beispielsweise in "The Many Faces of Lactulose: Recent Research Trends in Development and Physiological Effects" (Milk Science, Bd. 50, Nr. 2 (2001), S. 39–47) berichtet, wo Informationen bezüglich der Wachstumsaktivität bei Bifidobacterium gegeben werden. Mittels dieser Aktivität sorgt Lactulose für eine Reihe von Wirkungen, einschließlich einer Verbesserung der Umgebung im Darm, einer Verbesserung der Ausscheidung und einer Beschleunigung der Darmentleerung, was bedeutet, dass die positiven Wirkungen auf die Gesundheit des Menschen bekannt sind.
Ferner wird über die Wirksamkeit von Lactulose auf dem Gebiet der Tierfütterung auch in "Process for Producing Lactulose-containing Powders for Livestock Feed" in der geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 554-15829 (2. Veröffentlichung) berichtet. Diese Anmeldung gibt für Lactulose enthaltende Pulver eine Anzahl von Wirkungen an, einschließlich der Gewichtszunahme bei jungen Schweinen und einer verbesserten Futterverwertung.
Ferner beschreibt die japanische ungeprüfte Patentanmeldung H7-39318 (1. Veröffentlichung) die Wirksamkeit von Lactulose als Fischfutter. Diese Anmeldung führt aus, dass Futter, das 0,01 bis 10 % an einem oder mehreren Oligosacchariden, die aus der Gruppe Fructooligosaccharid, Galactooligosaccharid, Xylooligosaccharid, Isomaltooligosaccharid, Sojabohnen-Oligosaccharid, Gentiooligosaccharid, Raffinose und Lactulose ausgewählt sind, umfasst, das Wachstum von Fischen fördert.
Wie vorstehend ausgeführt, ist die Wirksamkeit von Lactulose offensichtlich. Da ihre Bedeutung in immer breiterem Umfang erkannt wird, nimmt auch die Zahl der Gebiete, auf denen Lactulose eingesetzt wird, ständig zu.
Jedoch ist Lactulose schwierig zu kristallisieren oder in Pulverform umzuwandeln. Herkömmlicherweise wird sie in Form einer wässrigen Lösung verwendet, obgleich man derzeit damit beginnt, neue Pulver, die die Einfachkeit der Anwendung verbessern, zu entwickeln und einzusetzen.
Ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung von pulverförmiger Lactulose ist in der japanischen geprüften Patentanmeldung S40-861 (2. Veröffentlichung) beschrieben. Dieses Verfahren beinhaltet die Herstellung eines getrockneten Lactuloseprodukts durch Sprühtrocknung einer wässrigen Lösung mit einem Gehalt an einer festen Fraktion, die Lactulose, Lactose und andere Kohlenhydrate je nach Bedarf umfasst, wobei die maximale Konzentration der festen Fraktion 45 bis 50 % beträgt und der maximale Lactulosegehalt innerhalb der festen Fraktion 45 bis 50 % beträgt.
Jedoch ist die gemäß diesem herkömmlichen Verfahren hergestellte, Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung zwar pulverförmig, ist aber zum Anwendungszeitpunkt mit einer Anzahl von Handhabungsproblemen behaftet, wozu eine hohe Hygroskopizität und die Absorption von Feuchtigkeit gehören, was dazu führt, dass das Produkt bei Anwendung in einer Umgebung von hoher Feuchtigkeit, z. B. bei regnerischem Wetter, am Behälter haftet oder sich verfestigt. Obgleich sich ferner ein getrocknetes Produkt mit verbesserten Freifließeigenschaften erhalten lässt, indem man den Lactulosegehalt innerhalb der festen Fraktion der dem Sprühtrocknungsverfahren zugeführten wässrigen Lösung verringert, führt dies zu einer Verringerung des Lactulosegehalts im als Produkt gebildeten Pulver, was bedeutet, dass das Produkt von geringerem wirtschaftlichem Wert und daher unzweckmäßig ist.
Als eine Alternative beschreibt die geprüfte japanische Patentanmeldung S49-44332 (2. Veröffentlichung, erteiltes japanisches Patent 778 565) ein Verfahren zur Herstellung eines Pulvers mit einem hohen Lactulosegehalt von mindestens 55 % durch Sprühtrocknung einer wässrigen Lactuloselösung, die ein Protein als Trocknungshilfsmittel in einer Menge von mindestens 5 % der Lactulosemenge enthält.
Jedoch ist auch die nach diesem Verfahren hergestellte, Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung mit dem Nachteil einer hohen Hygroskopizität und einer geringen Stabilität bei hohen Feuchtigkeitsgraden behaftet.
Andererseits beschreibt die ungeprüfte japanische Patentanmeldung H5-43590 (1. Veröffentlichung, erteiltes japanisches Patent 2 848 721) die Herstellung einer nicht-hygroskopischen, kristallinen Lactulose von hoher Reinheit, indem man einen Lactulosesirup, der neben Lactulose Lactose und Galactose und dergl. enthält, einengt, den erhaltenen konzentrierten Sirup abkühlt, Lactulose-Impfkristalle zusetzt und einen Rührvorgang durchführt, um ein kristallines Lactulose-trihydrat zu erzeugen, und anschließend dieses Lactulose-trihydrat abtrennt.
Jedoch ist die Reinigungs- und Kristallisationsstufe bei diesem Herstellungsverfahren für kristalline Lactulose kompliziert und, wenn man die Verarbeitung der nach der Abtrennung der Kristalle zurückbleibenden Mutterlauge berücksichtigt, ist das Verfahren auch kostspielig, was zu einer Erhöhung der Kosten des Endprodukts führt.
GB-1499717 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Lactulosepulvers für Fütterungszwecke.
Die vorliegende Erfindung berücksichtigt die vorstehend geschilderten Umstände und hat die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung einer Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung bereitzustellen, das über eine einfache Folge von Stufen die Herstellung einer Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung mit einem praxisgerechten Lactulosegehalt und einer verbesserten Feuchtigkeitsstabilität ermöglicht. Ferner sollen eine nach diesem Verfahren hergestellte, Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung und ein Futtermitteladditiv, das sich eines derartigen Pulvers bedient, bereitgestellt werden.
Offenbarung der Erfindung
Als Ergebnis von eingehenden Forschungsarbeiten mit dem Ziel, die vorstehend geschilderten Probleme zu überwinden, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass zur Herstellung eines pulverförmigen Produkts mit einem relativ hohen Lactulosegehalt ein Verfahren unter Sprühtrocknung einer Rohmaterialflüssigkeit, die Lactulose und ein zugesetztes Protein enthält, vorzuziehen ist. Ferner haben sie festgestellt, dass wichtige Faktoren zur Verbesserung der Stabilität gegen Feuchtigkeit im Lactulosegehalt des Pulvers nach der Sprühtrocknung und in der Menge an negativen Chlorionen bestehen, die während der Zugabe des Proteins und dergl. einverleibt werden und die wasserlösliche Salze bilden, die einen Beitrag zur Hygroskopizität des Pulvers leisten. Aufgrund dieser Erkenntnis waren die Erfinder in der Lage, die vorliegende Erfindung fertigzustellen.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung einer Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung bereitgestellt, das die folgenden Stufen umfasst: Herstellen einer Rohmaterialflüssigkeit, die Lactulose und Protein umfasst, und Sprühtrocknen der Rohmaterialflüssigkeit zur Bereitstellung einer Pulverzusammensetzung mit einem Lactulosegehalt von 10 bis 50 Gew.-%, einem Proteingehalt von 0,2 bis 9,0 Gewichtsteilen pro 1 Gewichtsteil Lactulose und einem Chlorgehalt von nicht mehr als 0,08 Gewichtsteilen pro 1 Gewichtsteil Protein.
Ferner wird erfindungsgemäß eine sprühgetrocknete, Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung mit einem Lactulosegehalt von 10 bis 50 Gew.-%, einem Proteingehalt von 0,2 bis 9,0 Gewichtsteilen pro 1 Gewichtsteil Lactulose und einem Chlorgehalt von nicht mehr als 0,08 Gewichtsteilen pro 1 Gewichtsteil Protein bereitgestellt.
Außerdem wird erfindungsgemäß ein Futtermitteladditiv bereitgestellt, das eine erfindungsgemäße, Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung umfasst.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung ausführlicher beschrieben.
Erfindungsgemäß kann die Lactulose in Form einer wässrigen Lösung oder in Form eines handelsüblichen Lactulosepulvers verwendet werden. Bei Verwendung einer wässrigen Lactuloselösung kann eine herkömmliche wässrige Lactuloselösung, die durch Isomerisieren von Lactose und anschließende Durchführung von Entfärbungs- und Reinigungsstufen hergestellt worden ist, eingesetzt werden. Es sind entweder eine bearbeitete wässrige Lactuloselösung von hoher Reinheit oder eine wässrige rohe Lactuloselösung, die noch Rohmaterialkomponenten oder andere Reaktionsprodukte enthält, geeignet.
Als erfindungsgemäß verwendetes Protein kann man Proteine, wie Lactoprotein, Casein, Molkeprotein und Sojabohnenprotein einsetzen. Beim Protein kann es sich um ein bearbeitetes, hochreines Produkt, ein rohes Proteinmaterial, das die vorerwähnten Typen von Proteinen enthält, oder ein konzentriertes Produkt, bei dem die vorerwähnten Proteine konzentriert worden sind, handeln. Bei Verwendung eines festen Proteins kann der Feststoff zur Herstellung einer wässrigen Lösung vorher in Wasser gelöst werden.
Zur Herstellung einer Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst eine Lactulose und Protein enthaltende Rohmaterialflüssigkeit hergestellt und diese Rohmaterialflüssigkeit wird sodann zur Erzeugung eines Pulvers sprühgetrocknet. Die Sprühtrocknung kann unter Anwendung herkömmlicher Verfahren durchgeführt werden. Wenn der Wassergehalt in dem nach der Sprühtrocknung gebildeten Pulver zu hoch ist, ergibt sich eine Beeinträchtigung der Lagerstabilität, während bei einem zu niedrigen Wassergehalt die Menge an gebildeten Verunreinigungen beim Auflösen der Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung übermäßig hoch wird und auch die Gefahr einer Verbrennung des Pulvers beim Sprühtrocknen besteht. Infolgedessen liegt der Wassergehalt vorzugsweise im Bereich von 2 bis 5 Gew.-%.
Wenn bei der Sprühtrocknung der Rohmaterialflüssigkeit die feste Fraktion in der Rohmaterialflüssigkeit zu hoch ist, wird der Trocknungsvorgang schwierig und die Haftung im Innern der Sprühtrocknungsvorrichtung nimmt zu. Wenn dagegen die feste Fraktion in der Rohmaterialflüssigkeit zu gering ist, ergibt sich ein übermäßig feines Pulver, was dessen Gewinnung erschwert und die Trocknungskosten erhöht. Demgemäß wird die Konzentration der festen Fraktion in der Rohmaterialflüssigkeit vorzugsweise auf einen Bereich von 30 bis 50 Gew.% eingestellt. Im Anschluss an die Herstellung der Rohmaterialflüssigkeit, jedoch vor der Sprühtrocknung kann die Rohmaterialflüssigkeit nötigenfalls einer Sterilisation und/oder einer Einengung unter Anwendung herkömmlicher Verfahren unterzogen werden.
Zur Herstellung der Rohmaterialflüssigkeit werden Lactulose, Protein und zusätzliches Wasser je nach Bedarf miteinander vermischt und in Lösung gebracht. Neben Lactulose und Protein kann die Rohmaterialflüssigkeit auch andere zugesetzte Materialien, wie Lactose, Kohlenhydrate, Fette, Vitamine und Mineralien enthalten, vorausgesetzt, dass ihre Zugabe die Trocknungseigenschaften während der Sprühtrocknung oder die Lagerstabilität nicht beeinträchtigen.
Die Rohmaterialflüssigkeit wird so hergestellt, dass der Lactulosegehalt im Pulver, das nach der Sprühtrocknung der Rohmaterialflüssigkeit gebildet wird, 10 bis 50 Gew.-%, der Proteingehalt 0,2 bis 9,0 Gewichtsteile pro 1 Gewichtsteil Lactulose und der Chlorgehalt nicht mehr als 0,08 Gewichtsteile pro 1 Gewichtsteil Protein betragen.
Speziell verändert sich der absolute Wert des Wassergehalts vom Zustand der Rohmaterialflüssigkeit vor der Sprühtrocknung bis zum Zustand nach der Sprühtrocknung, während der absolute Wert der festen Fraktion. keiner Veränderung unterliegt, was bedeutet, dass sich die Mengen (absolute Mengen) an Lactulose, Protein und Chlor nicht verändern. Wenn infolgedessen der Wassergehalt im Pulver nach der Sprühtrocknung bestimmt wird, lassen sich die Mischungsverhältnisse der einzelnen Materialien, die in der Rohmaterialflüssigkeit benötigt werden, um ein sprühgetrocknetes Pulver einer angestrebten Zusammensetzung zu erhalten, berechnen.
Insbesondere im Fall von Chlor führt ein erhöhter Chlorgehalt zu einer erhöhten Hygroskopizität. Infolgedessen werden Verfahren, bei denen keine aktive Zugabe von Chlor erfolgt und der Chlorgehalt auf die Menge beschränkt ist, die als Bestandteil der Zugabe des Proteins und anderer Materialien zur Rohmaterialflüssigkeit hinzugefügt wird, bevorzugt. Demgemäss werden zur Steuerung des Chlorgehalts in der Rohmaterialflüssigkeit innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereiches entweder Proteine und andere Materialien mit Chlorgehaltwerten, die in diesen bevorzugten Bereich fallen, ausgewählt oder das Protein. und/oder die anderen Materialien werden einer Vorbehandlung, z. B. einer Ultrafiltration oder Elektrodialyse, unterworfen, um das Verhältnis von Protein und Chlor zu regulieren. Beispielsweise kann durch Ultrafiltration der Proteingehalt selektiv erhöht werden, während durch Elektrodialyse der Chlorgehalt selektiv verringert werden kann.
In der vorliegenden Beschreibung beziehen sich die Werte des Lactulosegehalts auf Werte, die durch Messungen erhalten worden sind, die gemäß dem im Handbuch zum Testen von gesunden Nahrungsmitteln (herausgegeben von der Japan Health Food and Nutrition Food Association, veröffentlicht am 1. Oktober 1992) beschriebenen "Verfahren zum Testen von Lactulose enthaltenden Nahrungsmitteln" erhalten worden sind.
Speziell wird das nachstehend beschriebene Messverfahren herangezogen.
(1) Reagenzien

Lactulose: Merck Corporation
Acetonitril: für die Flüssigchromatographie

(2) Ausrüstung

Hochgeschwindigkeits-Flüssigchromatograph (HPLC) mit einem differenziellen Refraktometer-Detektor
Vakuumentgasungsvorrichtung, Datenverarbeitungsvorrichtung.

(3) Herstellen der Testlösung
Etwa 2 g Probe werden genau ausgewogen, mit Wasser auf ein konstantes Volumen von 50 ml gebracht und sodann auf natürliche Weise durch Filterpapier filtriert. Das Filtrat wird sodann durch eine Ultrafiltrationsmembran mit einer Molekulargewichts-Ausschlussgrenze von 10 000 filtriert, wodurch man die Testlösung erhält.
(4) Testverfahren
(4-1) Qualitativer Test
Die vorstehende Testlösung und Lactulose-Standardlösungen werden unter identischen Bedingungen durch HPLC analysiert. Die Retentionszeit auf dem Chromatogramm wird identifiziert.
(4-2) Quantitativer Test
A. Grundprinzip
Unter Anwendung von HPLC wird eine absolute Eichkurve aufgestellt. Gleiche Volumina einer Lactulose-Standardlösung und der Testlösung werden in die HPLC-Vorrichtung injiziert und die Menge an Lactulose wird aus dem Flächenverhältnis der entsprechenden Peaks bestimmt.
B. Beispiele für Analysenbedingungen

Säule: 4,6 mm (Durchmesser) × 250 mm, Rohr aus rostfreiem Stahl
Packung: Wakosil 5NH₂ oder gleichwertiges Produkt
Bewegliche Phase: Acetonitril:Wasser = 75:25 (Vol./Vol.)
Fließgeschwindigkeit: 1,0 ml/min.
Detektor: differenzieller Refraktometer-Detektor
Injektionsvolumen: 20 μl

C. Verfahren zur Aufstellung einer Eichkurve
Getrennte wässrige Standardlösungen mit einem Gehalt an 0,5 mg/ml, 1,0 mg/ml, 1,5 mg/ml bzw. 2,0 mg/ml einer standardmäßigen Lactulose werden hergestellt. Die Lactulose-Peakfläche wird unter den vorstehend beschriebenen Analysenbedingungen gemessen, was die Aufstellung einer Eichkurve ermöglicht.
(5) Bestimmung und Formeln
(5-1) Qualitativer Test
Die vorstehende Testlösung und Lactulose-Standardlösungen werden unter identischen Bedingungen durch HPLC analysiert. Die Retentionszeit auf einem Chromatogramm wird bestimmt.
(5-2) Quantitativer Test
Unter Verwendung der Lactulose-Peakfläche der Testlösung auf dem Chromatogramm wird die Lactulose-Konzentration aus der Eichkurve ermittelt. Die folgende Formel wird zur Berechnung des Lactulosegehalts der Probe herangezogen: Lactulosegehalt (%) im Produkt = 5 × (Lactulose-Konzentration (mg/ml) bestimmt aus der Eichkurve)/(Probenmenge (g)).
Ferner beziehen sich in dieser Beschreibung Werte des Proteingehalts auf Werte, die durch Messungen gemäß dem Halbmikro-Kjeldahl-Verfahren erhalten worden sind. Dieses Verfahren stellt das gebräuchlichste Verfahren zur Bestimmung des Gesamtstickstoffes dar. Ein spezielles Beispiel hierfür ist die "quantitative Analyse unter Anwendung eines Halbmikro-Kjeldahl-Verfahrens" gemäß der Beschreibung auf den Seiten 163 bis 165 von "Methods of Analysis in Health Science 2000" (herausgegeben von The Pharmaceutical Society of Japan, veröffentlicht von Kanehara & Co., Ltd., 29. Februar 2000).
Speziell wird das nachstehend beschriebene Messverfahren herangezogen.
(1) Reagenzien

(1-1) Zersetzungsbeschleuniger: CuSO₄:5H₂O:K₂SO₄ (1:4)
(1-2) 4 %-ige Borsäurelösung: 960 ml Wasser werden zu 40 g Borsäure (H₃BO₃) gegeben, das Gemisch wird zur Auflösung der Borsäure erwärmt und die Lösung wird sodann abgekühlt und auf 1000 ml aufgefüllt.
(1-3) Bromcresolgrün-Methylrot-Indikator: 0,15 g Bromcresolgrün und 0,1 g Methylrot werden in 180 ml 99,5 %-igem Ethanol gelöst. Wasser wird zum Auffüllen der Lösung auf 200 ml zugesetzt.

(2) Vorrichtung
Die Vorrichtung für das Halbmikro-Kjeldahl-Verfahren verwendet Komponenten aus gehärtetem Glas. Als Verbindungsstücke können Glasschliffe verwendet werden. Die in der Vorrichtung verwendeten Gummiteile werden 10 bis 30 Minuten in einer NaOH-Lösung (1 Mol/Liter) und sodann 30 bis 60 Minuten in Wasser gekocht und vor der Verwendung gründlich mit Wasser gewaschen.
(3) Testverfahren

(3-1) Probenzersetzung Eine Probenmenge, die einem Stickstoffgehalt von 20 bis 30 mg entspricht, wird genau ausgewogen und sodann in einen 250 bis 300 ml fassenden Kjeldahl-Zersetzungskolben gebracht. 1 bis 2 g Zersetzungsbeschleuniger und 20 bis 30 ml H₂SO₄ werden in den Kolben gegeben. Unter fortgesetztem konstanten Bewegen wird der Kolben sodann mit 1 ml einer 30 %-igen H₂O₂-Lösung versetzt und anschließend vorsichtig auf einem Drahtnetz erwärmt. Nachdem die Probe carbonisiert worden ist, wird die Temperatur erhöht und die Lösung zum Sieden gebracht. Nachdem aus der Zersetzungsflüssigkeit eine blassblaue, durchsichtige Lösung entstanden ist, wird diese Lösung weitere 1 bis 2 Stunden erwärmt. Sodann wird die Zersetzungslösung abgekühlt und allmählich mit 100 ml Wasser versetzt. Sodann wird die Flüssigkeit in einen 200 ml fassenden Messkolben übertragen. Nach Abkühlung wird Wasser bis zu einem Gesamtvolumen von 200,0 ml zugesetzt. 20,0 ml dieser Lösung werden sodann in einen Halbmikro-Kjeldahl-Zersetzungkolben gegeben. Der Zersetzungskolben wird in einer Destillationsvorrichtung angebracht.
(3-2) Destillation: 15 ml einer 4 %-igen (Gew./Vol.) Borsäurelösung und 3 Tropfen Bromcresolgrün-Methylrot-Indikator werden in den Absorptionskolben der Destillationsvorrichtung gegeben. Nach Zusatz einer geringen Menge an Wasser wird die Spitze eines Kühlers in die Flüssigkeit gebracht. 25 ml einer 30 %-igen (Gew.-/Vol.) Lösung von NaOH wird aus einem Tropftrichter der Destillationsvorrichtung zugesetzt. Weitere 10 ml Wasser werden zum Waschen in den Kolben gegeben. Anschließend wird sofort Dampf aus einem Dampfgenerator eingeleitet und die Destillation wird bis zum Erreichen eines Destillatvolumens von 100 ml durchgeführt. Sodann wird die Spitze des Kühlers von der Flüssigkeitsoberfläche entfernt. Nach Sammeln weiterer weniger Milliliter des Destillats wird die Kühlerspitze mit einer geringen Wassermenge gewaschen. Die Waschflüssigkeit wird anschließend mit dem Kolbeninhalt vereinigt.
(3-3) Titration: Unter Verwendung von 5 mmol/Liter H₂SO₄ wird eine Titration durchgeführt, bis die grüne Farbe des Bromcresolgrün-Methylrot-Indikators in eine hellgrau-purpurrote Farbe umschlägt. Unter Anwendung des gleichen Verfahrens wird auch ein Leerwert ermittelt. 1 ml 5 mmol/Liter H₂SO₄ = 0,14007 mg N

(4) Berechnungen

N-Gehalt (%) in der Probe = (0,14007 × (a-b) × f × 200 × 100)/20 × Probengröße (mg)

a:

Volumen (ml) einer 5 mmol/Liter H₂SO₄-Lösung, das zur Neutralisation der Probe erforderlich ist.

b:

Volumen (ml) 5 mmol/Liter H₂SO₄-Lösung, das zur Neutralisation des Leerwerts erforderlich ist.

f:

5 mmol/Liter H₂SO₄-Faktor

Rohes Protein (%) = N (%) × Stickstofffaktor

Der Wert des Stickstofffaktors variiert je nach den Nahrungsmaterialien und beträgt bei Milch und Käse 6,38.
Ferner beziehen sich die in der vorliegenden Beschreibung angegebenen Werte für den Chlorgehalt auf Werte, die durch Messungen nach dem Silbernitrat-Titrationsverfahren (S. 714 der vorerwähnten Abhandlung "Methods of Analysis in Health Science 2000) durchgeführt worden sind.
Speziell wird das nachstehend beschriebene Messverfahren herangezogen.
(1) Reagenzien

(1-1) 0,01 mol/Liter NaCl-Lösung: 0,5844 g NaCl, das unter Verwendung einer Platinschale bis zum Schmelzen erwärmt worden ist, wird in Wasser gelöst. Das Lösungsvolumen wird auf 1000 ml aufgefüllt. 1 ml einer 0,01 mol/Liter NaCl-Lösung entspricht 0,3545 mg Cl.
(1-2) 0,01 mol/Liter AgNO₃-Lösung: 1,7 g AgNO₃ werden in Wasser gelöst. Das Lösungsvolumen wird auf 1000 ml aufgefüllt. 1 ml dieser Lösung entspricht 0,3545 mg Cl^–. Der Faktor dieser Lösung wird unter Verwendung einer 0,01 mol/Liter-Lösung standardisiert.
(1-3) K₂CrO₄-Lösung: 50 g K₂CrO₄ werden in einer geringen Menge Wasser gelöst. Die 0,01 mol/Liter AgNO₃-Lösung wird zugegeben, bis ein hellroter Niederschlag entsteht. Der Niederschlag wird abfiltriert. Das Filtrat wird mit Wasser auf ein Lösungsvolumen von 1000 ml aufgefüllt.
(1-4) Al(OH)₃: 10 g Aluminiumkaliumsulfat oder Aluminiumammoniumsulfat werden in 200 ml Wasser gelöst. Ammoniak wird zur Ausfällung von Al(OH)₃ zugesetzt. Die überstehende Flüssigkeit wird abgegossen und verworfen. Der Niederschlag wird mit Wasser versetzt und gründlich vermischt. Nach dem Absetzen wird die überstehende Flüssigkeit erneut abgegossen und verworfen. Dieser Vorgang wird mehrmals wiederholt. Sodann wird der Niederschlag auf Filterpapier gesammelt und gründlich mit Wasser gewaschen, bis im Filtrat Reaktionen auf Cl^–, NH₄ ⁺ und NO₂ ^– nicht mehr feststellbar sind. Dieses Reagenz wird nach Bedarf frisch zubereitet.

(2) Testverfahren
50 ml der Testlösung werden in einen Erlenmeyer-Kolben oder einen Porzellanbecher gegeben. 0,5 ml der K₂CrO₄-Lösung werden zugesetzt. Die Lösung wird mit einem Glasstab gerührt und mit der 0,01 mol/Liter AgNO₃-Lösung titriert, bis die Testlösung eine blassbraune Farbe annimmt, die nicht mehr verschwindet. Die Cl^–-Konzentration wird aus dem Volumen (ml) (a) der zugesetzten AgNO₃-Lösung unter Anwendung der folgenden Formel bestimmt. Der Reaktionsendpunkt wird bestätigt, indem man weitere 50 ml der Testlösung in einen identischen Behälter gibt, 0,5 ml der K₂CrO₄-Lösung zugibt und die Farben der beiden Proben vergleicht. Cl^– (μg/ml) = 0,3545a × 1000/Testlösung (ml)
Wenn das bei der Filtration erforderliche Volumen der AgNO₃-Lösung 25 ml übersteigt, so wird eine andere Probe der Testlösung genommen und mit 0,2 bis 0,3 ml der K₂CrO₄-Lösung versetzt. Sodann wird der vorstehende Vorgang wiederholt.
Wenn der Cl^–-Wert äußerst nieder ist, werden 100 bis 200 ml der Testlösung in einen Erlenmeyer-Kolben gegeben und mit 0,2 bis 0,3 ml der K₂CrO₄-Lösung versetzt. Die Lösung wird unter Verwendung eines Wasserbads zur Trockene eingedampft. Der dabei gebildete Rückstand wird in 2 bis 3 ml Wasser gelöst. Sodann wird das vorstehende Verfahren durchgeführt.
Wenn die Färbung der Testlösung intensiv ist, wird Al(OH)₃ zur Entfärbung der Lösung zugesetzt und das vorstehende Verfahren wird sodann durchgeführt.
Wenn der Lactulosegehalt in dem nach der Sprühtrocknung erhaltenen Pulver, d. h. in der erfindungsgemäßen Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung, weniger als 10 Gew.-% beträgt, so ist das Produkt wirtschaftlich weniger wertvoll und daher unzweckmäßig. Wenn außerdem in Fällen, bei denen die Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung zu anderen Ernährungszusammensetzungen, z. B. zu Tierfutter, gegeben wird, der Lactulosegehalt zu gering ist, steigt die Menge der Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung, die zur Erzielung der angestrebten Wirkungen zugesetzt werden muss, in erheblichem Maße, was einen unerwünschten Einfluss auf die Zusammensetzung des Futters hat. Wenn dagegen der Lactulosegehalt der Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung 50 Gew.-% übersteigt, so ergibt sich eine unbefriedigende Stabilität gegen Feuchtigkeit.
Wenn der Proteingehalt weniger als 0,2 Gewichtsteile pro 1 Gewichtsteil Lactulose beträgt, so ergibt sich eine unbefriedigende Stabilität gegen Feuchtigkeit. Ferner kann aufgrund der Tatsache, dass die Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung mindestens 10 Gew.-% Lactulose enthalten muss, der Proteingehalt in der Pulverzusammensetzung nicht höher als 9 Gewichtsteile pro 1 Gewichtsteil Lactulose betragen.
Wenn der Chlorgehalt 0,08 Gewichtsteile pro 1 Gewichtsteil Protein übersteigt, so ergibt sich eine unbefriedigende Stabilität gegen Feuchtigkeit. Es besteht keine Untergrenze für den Chlorgehalt. Geringere Werte werden bevorzugt.
Beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren lässt sich eine Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung mit einem für praktische Zwecke geeigneten Lactulosegehalt von 10 bis 50 Gew.-% und einer hochgradigen Stabilität gegen Feuchtigkeit unter Durchführung einer einfachen Stufenfolge erzeugen.
Ferner weist eine auf diese Weise hergestellte, Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung einen für die Praxis geeigneten Lactulosegehalt von 10 bis 50 Gew.-% sowie eine verbesserte Hygroskopizität und eine günstige Lagerstabilität auf. Da ferner die Zusammensetzung durch Sprühtrocknung pulverisiert worden ist, ist die Lactulose mit hoher Gleichmäßigkeit verteilt, was bedeutet, dass die Zusammensetzung weniger anfällig für eine lokale Ungleichmäßigkeit des Lactulosegehalts ist, als dies bei pulverförmigen Gemischen der Fall ist, die durch Vermischen verschiedener pulverförmiger Bestandteile erzeugt worden sind.
Da außerdem die Zusammensetzung Lactulose als Wirkstoff enthält, lassen sich eine Reihe von günstigen Wirkungen erwarten, einschließlich eine Förderung des Wachstums von günstigem Bifidobacterium, eine günstige Wirkung auf die Aufrechterhaltung der Gesundheit und auf die Verhinderung von Infektionen durch Verbesserung der bakteriellen Darmflora und eine Verhinderung der Verstopfung durch Förderung der Ausscheidung.
Ferner ist die hergestellte, Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung auch als Futtermitteladditiv zur Verwendung in Tierfutter, einschließlich Futter für Säuger und Fische, wirksam. Durch Zumischen dieses Futtermitteladditivs zu Tierfutter lassen sich eine Reihe von günstigen Wirkungen, einschließlich des Wachstums von günstigem Bifidobacterium, eine verbesserte bakterielle Darmflora, eine verbesserte Ausscheidung und eine verbesserte Futterverwertung sowie eine Gewichtszunahme erreichen, ohne dass die Stabilität des Futtermittels gegen Feuchtigkeit eine Einbuße erleidet.
In den folgenden Testbeispielen und Beispielen beziehen sich, sofern nichts anderes angegeben ist; die %-Angaben auf Gewichtsprozent.
Testbeispiel 1
Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzungen wurden so hergestellt, dass der Proteingehalt pro 1 Gewichtsteil Lactulose im sprühgetrockneten Pulver in einem Bereich von 0,1 bis 0,4 Gewichtsteilen variierte.
Mit anderen Worten, eine handelsübliche wässrige Lactuloselösung (hergestellt von der Firma Morinaga Milk Industry Co., Ltd., Lactulose 52 %, feste Fraktion 70 %), ein handelsübliches Molke-Proteinkonzentrat (Produkt der Firma Milei GmbH, Protein 76 %, Chlor 0,05 %, feste Fraktion 95 %) und Lactose für Speisezwecke (hergestellt von der Firm Milei GmbH, Lactose 95 %, Chlor 0,02 %, feste Fraktion 95 %) wurden mit Wasser vereinigt und gelöst. Nachdem die feste Fraktion auf 40 % eingestellt worden war, wurde die Lösung 30 Minuten durch Erwärmen auf 65 °C sterilisiert, wodurch man eine Rohmaterialflüssigkeit erhielt, die anschließend unter Anwendung üblicher Verfahren der Sprühtrocknung unterzogen wurde. Man erhielt eine Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung. Die Erwärmungsbedingungen während der Sprühtrockung umfassten eine Einlasstemperatur von 155 °C und eine Auslasstemperatur von 85 °C.
Die jeweiligen Mischmengen der wässrigen Lactuloselösung, des Molke-Protein-Kozentrats und der Lactose für Speisezwecke wurden während der Herstellung der Rohmaterialflüssigkeit variiert, was die Herstellung von neun unterschiedlichen, Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzungen (Proben Nr. A-1 bis A-9) mit den in Tabelle 1 aufgeführten Bestandteilsmengen ermöglichte. Keine der Proben zeigte während des Pulverisiervorgangs irgendwelche Probleme.
In der folgenden Beschreibung bezieht sich der Ausdruck "p/Lu" auf den Proteingehalt (Einheiten: Gewichtsteile) pro 1 Gewichtsteil Lactulose und der Ausdruck "a/p" auf den Chlorgehalt (Einheiten: Gewichtsteile) pro 1 Gewichtsteil Protein.
Tabelle 1
Anschließend wurde eine 10 g-Probe der einzelnen Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzungen in ein Becherglas mit 100 ml Fassungsvermögen und einem Durchmesser von 50 mm gegeben und bei 25 °C in einer Umgebung mit einer relativen Feuchtigkeit von 81 % belassen. Nach 10-stündigem Stehenlassen wurden die Proben einer Inspektion ihres äußeren Erscheinungsbilds unterworfen und sodann durch ein 16 mesh-Sieb (Tyler-Sieb, lichte Maschenweite 0,991 mm) gesiebt. Der Anteil des Pulvers, der das Sieb passiert, relativ zur Gesamtmenge des Pulvers (Siebverhältnis, Einheit %) wurde berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
Proben, bei denen die vorstehende 10-stündige Behandlung in einer warmen und feuchten Umgebung keine Haftung am Behälter oder eine Verfestigung aufgrund von Feuchtigkeitsabsorption bewirkte, können unter normalen Bedingungen ohne Probleme verwendet werden, und zwar entweder als alleinige Zusammensetzung oder in Form eines Gemisches.
Tabelle 2
Aus den Ergebnissen in den Tabellen 1 und 2 ist klar ersichtlich, dass von den Pulvern mit einem Gehalt an etwa 10 % Lactulose (Proben A-1 bis A-3) die Probe mit einem Proteingehalt von 1 % (p/Lu = 0,10) Feuchtigkeit absorbierte, eine Schrumpfung und Haftung am Behälter zeigte und nach 10 Stunden das Sieb nicht passierte, während Proben, in denen der Proteingehalt 2,1 % (p/Lu = 0,21) oder. mehr betrug, eine gute Stabilität gegen Feuchtigkeit zeigten und ihre Pulverform beibehielten.
Gleichermaßen absorbierte von den Pulvern mit einem Gehalt an 30 % Lactulose (Proben A-4 bis A-6) die Probe mit einem Proteingehalt von 3,1 % (p/Lu = 0,10) Feuchtigkeit und zeigte nach 10 Stunden eine Schrumpfung und Haftung am Behälter, während die Proben, bei denen der Proteingehalt 5,9 % (p/Lu = 0,20) oder mehr betrug, eine gute Stabilität gegen Feuchtigkeit zeigten.
Unter den Pulvern mit einem Gehalt an 50 % Lactulose (Proben A-7 bis A-9) absorbierte die Probe mit einem Proteingehalt von 4,9 % (p/Lu = 0,10) ebenfalls Feuchtigkeit und zeigte eine Schrumpfung und Haftung am Behälter, während die Proben bei denen der Proteingehalt 10 % (p/Lu = 0,20) oder mehr betrug, zwar eine gewisse Bildung von weichen Klumpen aus dem Pulver zeigten, diese jedoch leicht aufbrachen, was bedeutet, dass das Siebverhältnis immer noch hoch war, was auf einen zufriedenstellenden Grad der Stabilität gegen Feuchtigkeit hinweist.
Demzufolge ist es offensichtlich, dass zur Gewährleistung einer hochgradigen Stabilität gegen Feuchtigkeit bei einer Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung die Proteinmenge mindestens 0,2 Gewichtsteile pro 1 Gewichtsteil. Lactulose betragen muss.
Ähnliche Ergebnisse wurden auch dann erhalten, wenn der Typ des Proteins verändert wurde.
Testbeispiel 2
Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzungen wurden so hergestellt, dass der Chlorgehalt pro 1 Gewichtsteil Protein im sprühgetrockneten Pulver in einem Bereich von 0,002 bis 0,14 Gewichtsteilen variierte.
In diesem Testbeispiel wurden als wässrige Lactuloselösung, als Lactose für Speisezwecke und als Wasser die gleichen Materialien, wie sie im vorstehenden Testbeispiel 1 beschrieben wurden, verwendet. Die Molke wurde der Ultrafiltration unterworfen und vier verschiedene Molkepulver und Molke-Proteinkonzentrate wurden mit unterschiedlichen Verhältnissen zwischen dem Gehalt an Protein und Chlor hergestellt. Diese Proteinquellen wurden entweder einzeln oder in Kombinationen aus zwei oder mehr Materialien verwendet.
Unter Verwendung dieser Bestandteile wurden Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzungen gemäß den gleichen Verfahren wie in Testbeispiel 1 hergestellt. Durch Variation der Mischmengen der wässrigen Lactuloselösung und der Lactose für Speisezwecke und durch Variation des Typs und der Menge des Molkepulvers und/oder des Molkekonzentrats, die bei der Herstellung der Rohmaterialflüssigkeit verwendet wurden, wurden neun verschiedene Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzungen (Probennummer B-1 bis B-9) mit den in Tabelle 3 aufgeführten Bestandteilsmengen hergestellt. Keine der Proben zeigte irgendwelche speziellen Probleme während des Pulverisiervorgangs.
Eine Probe der einzelnen, auf diese Weise erhaltenen, Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzungen wurde dann 10 Stunden auf ähnliche Weise wie im Testbeispiel stehengelassen. Das äußere Erscheinungsbild und das Siebverhältnis wurden sodann ermittelt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 4 zusammengestellt.
Tabelle 3
Tabelle 4
Aus den in Tabelle 3 und Tabelle 4 aufgeführten Ergebnissen ist klar ersichtlich, dass zwar alle Pulver einen im wesentlichen einheitlichen Proteingehalt von etwa 0,2 Gewichtsteilen pro 1 Gewichtsteil Lactulose (p/Lu) aufwiesen, dass aber in den Proben B-1 und B-5, in denen der Chlorgehalt pro 1 Gewichtsteil Protein (a/p) mit 0,14 Gewichtsteilen signifikant höher war, das Pulver eine wesentlich höhere Hygroskopizität aufwies und nach 10-stündigem Stehenlassen eine signifikante unerwünschte Veränderung zeigte, da es in erheblichem Maße Feuchtigkeit absorbiert hatte sowie hart wurde und am Behälter haftete.
Im Gegensatz dazu behielten die Pulver, bei denen das a/p-Verhältnis nicht mehr als 0,08 Gewichtsteile betrug (Proben B-2 bis B-4 und Proben B-6 bis B-9) eine gute Fließfähigkeit und zeigten auch nach 10-stündigem Stehenlassen eine günstige Beschaffenheit.
Demzufolge ist es ersichtlich, dass zur Gewährleistung einer günstigen Stabilität gegen Feuchtigkeit bei einer Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung die Chlormenge pro 1 Gewichtsteil Protein (a/p) nicht mehr als 0,08 Gewichtsteile betragen darf. Ähnliche Ergebnisse wurden auch dann erreicht, wenn der Proteingehalt relativ zum Lactulosegehalt (p/Lu) in einem Bereich von 0,2 bis 9,0 Gewichtsteilen variiert wurde. Außerdem wurden ähnliche Ergebnisse selbst dann erhalten, wenn der Typ des Proteins verändert wurde.
Testbeispiel 3
Lactulose enthaltende Testpulverzusammensetzungen wurden hergestellt, bei denen der Lactulosegehalt in den sprühgetrockneten Pulvern in einem Bereich von 5,1 bis 55 Gew.-% variierte.
Mit anderen Worten, eine handelsübliche, Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung (Produkt der Firma Morinaga Milk Industry Co., Ltd., Lactulose 99 %, feste Fraktion 99 %), ein Molke-Proteinkonzentrat, das durch Ultrafiltration von Molke hergestellt worden war (Protein 29,3 %, Chlor 0,45 %, feste Fraktion 95 %) und Lactose für Speisezwecke (hergestellt von der Firma Milei GmbH; Lactose 95 %, Chlor 0,3 %, feste Fraktion 95 %) und Wasser wurden verwendet und unter Anwendung des Verfahrens von Testbeispiel 1 vereinigt. Man erhielt eine Reihe von Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzungen (Probennummern C-1 bis C-5) mit den in Tabelle 5 angegebenen Zusammensetzungen. Keine der Proben zeigte während des Pulverisierverfahrens irgendwelche speziellen Probleme.
Eine Probe der einzelnen, der auf diese Weise erhaltenen, Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzungen wurde sodann 10 Stunden auf ähnliche Weise wie in Testbeispiel 1 stehengelassen. Sodann wurden das äußere Erscheinungsbild und das Siebverhältnis bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 zusammengestellt.
Vergleichstestbeispiel 1
Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzungen wurden ohne Zusatz von Protein hergestellt, wobei man sich des in der geprüften japanischen Patentanmeldung S40-861 (2. Veröffentlichung) beschriebenen Sprühtrocknungsverfahrens bediente.
Mit anderen Worten, eine Mischlösung, die die gleiche wässrige Lactuloselösung, wie sie in Testbeispiel 1 verwendet wurde, enthielt, und die gleiche Lactose für Speisezwecke, die in Testbeispiel 3 verwendet worden war (Lactulose 2 %, Lactose 33 %, feste Fraktion 35 %), wurden bei einer Einlasstemperatur von 155 °C und einer Auslasstemperatur von 85 °C getrocknet. Man erhielt das in Tabelle 5 angegebene Probenpulver D-1 (Lactulosegehalt 5,1 %).
Durch Veränderung der Menge an Lactulose in der vorstehenden Mischlösung wurden ein sprühgetrocknetes Pulver mit einem Lactulosegehalt von 10 % (Probe Nr. D-2) und ein sprühgetrocknetes Pulver mit einem Lactulosegehalt von 15 % (Probe Nr. D-3) hergestellt.
Keine dieser Proben zeigte während des Pulverisiervorgangs irgendwelche speziellen Probleme.
Eine Probe der einzelnen, auf diese Weise erhaltenen Pulver wurde sodann 10 Stunden auf ähnliche Weise wie in Testbeispiel 1. stehengelassen. Das äußere Erscheinungsbild und das Siebverhältnis wurden sodann festgestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 aufgeführt.
Vergleichstestbeispiel 2
Ein Pulver (Probe Nr. E-1) mit der in der nachstehenden Tabelle 5 angegebenen Zusammensetzung wurde gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 der geprüften japanischen Patentanmeldung S49-44332 (2. Veröffentlichung, erteiltes japanisches Patent Nr. 778,565) hergestellt.
Mit anderen Worten, eine proteinhaltige Lösung wurde durch Vermischen von 298 g Caseinsäure (Produkt der Firma NZMP, New Zealand Dairy Board, Protein 84 %), 18 g Kaliumtriphosphat und 7,3 kg Wasser und durch Erwärmen des Gemisches unter Bildung einer Lösung hergestellt. Die Lösung wurde mit 10,0 kg der im vorstehenden Testbeispiel 1 verwendeten wässrigen Lactuloselösung vermischt. Die Lösung wurde nach Einstellen des pH-Werts auf 6,5 sprühgetrocknet. Man erhielt ein Pulver (Probe Nr. E-1) mit einem Lactulosegehalt von 69 %. Die Temperaturbedingungen während der Sprühtrocknung wurden auf eine Einlasstemperatur von 155 °C und eine Auslasstemperatur von 85 °C eingestellt. Die Probe zeigte während des Pulverisiervorgangs keine speziellen Probleme.
Eine Probe des auf diese Weise erhaltenen Pulvers wurde 10 Stunden auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 stehengelassen. Das äußere Erscheinungsbild und das Siebverhältnis wurden festgestellt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 6 zusammengestellt.
Vergleichstestbeispiel 3
Ein Pulver (Probe Nr. E-2) mit der in der nachstehenden Tabelle 5 angegebenen Zusammensetzung wurde gemäß dem Verfahren der in Beispiel 4 der japanischen Patentanmeldung S49-44332 (2. Veröffentlichung, erteiltes japanisches Patent 778,565), hergestellt.
Mit anderen Worten, eine Mischlösung wurde durch Vermischen von 10,0 kg der in Testbeispiel 1 verwendeten wässrigen Laculoselösung, 2,0 kg Molkepulver (Produkt der Firma Morinaga Milk Industry Co., Ltd., Protein 12 %) und 10,3 kg Wasser hergestellt. Nach Einstellen des pH-Werts auf 6,7 wurde die Lösung auf die gleiche Weise wie in Vergleichstestbeispiel 2 sprühgetrocknet. Man erhielt ein Pulver (Probe Nr. E-2) mit einem Lactulosegehalt von 57 %. Die Probe zeigte während des Pulverisiervorgangs keine speziellen Probleme.
Eine Probe des auf diese Weise erhaltenen Pulvers wurde auf ähnliche Weise wie in Testbeispiel 1 10 Stunden stehengelassen. Das äußere Erscheinungsbild und das Siebverhältnis wurden festgestellt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 6 zusammengestellt.
Tabelle 5
Tabelle 6
Aus den in Tabelle 5 und Tabelle 6 aufgeführten Ergebnissen ist klar ersichtlich, dass von den im Testbeispiel 3 erhaltenen, Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzungen C-1 bis C-5 die Zusammensetzungen C-1 bis C-4, bei denen der Lactulosegehalt nicht mehr als 50 % betrug, eine günstige Stabilität gegen Feuchtigkeit aufwiesen, während die Zusammensetzung C-5 mit einem Lactulosegehalt von 55 % eine unbefriedigende Stabilität gegen Feuchtigkeit aufwies.
Ferner wurde festgestellt, dass in den Zusammensetzungen D-1 bis D-3, die ohne Zugabe von Protein hergestellt worden waren, ein günstiger Grad der Stabilität gegen Feuchtigkeit erreicht werden konnte, wenn der Lactulosegehalt im Pulver auf 5,1 % verringert wurde, dass aber dann, wenn der Lactulosegehalt 10 % oder mehr erreichte, das Pulver gegen Feuchtigkeit instabil wurde.
Ferner konnte eine günstige Stabilität gegen Feuchtigkeit weder in der Zusammensetzung E-2, bei der der Lactulosegehalt im Pulver mit 57 % hoch war, oder in der Zusammensetzung E-1, bei der der Lactulosegehalt im Pulver mit 69 % ebenfalls hoch war und der Chlorgehalt 0 betrug, erreicht werden.
Aus diesen Ergebnissen ist es ersichtlich, dass zur Gewährleistung einer günstigen Stabilität gegen Feuchtigkeit die Obergrenze für den Lactulosegehalt in den sprühgetrockneten, Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzungen 50 % beträgt.
Außerdem beträgt in bezug auf die Untergrenze des Lactulosegehalts in der Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung in Fällen, bei denen die Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung als Additiv zur Vereinigung mit weiteren Ernährungszusammensetzungen, wie tierischen Futterprodukten, verwendet wird, der Lactulosegehalt vorzugsweise mindestens 10 %, um zu gewährleisten, dass die Wirkungen von Lactulose intensiviert werden können, ohne dass nachteilige Einflüsse auf die Zusammensetzung des Futters gegeben sind.
Im Testbeispiel 3 und in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 gemäß den vorstehenden Ausführungen wurden ähnliche Ergebnisse erreicht, selbst wenn der Proteingehalt, bezogen auf jeweils 1 Gewichtsteil Lactulose, in einem Bereich von 0,2 bis 9,0 Gewichtsteilen variiert wurde und der Chlorgehalt, bezogen auf jeweils 1 Gewichtsteil Protein, innerhalb eines Bereiches, der 0,08 Gewichtsteile nicht überstieg, variiert wurde. Außerdem wurden ähnliche Ergebnisse auch dann erhalten, wenn der Typ des Proteins verändert wurde.
Testbeispiel 4
Dieses Beispiel zeigt die Wirksamkeit einer erfindungsgemäßen, Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung als Futtermitteladditiv.
Mit anderen Worten, 6,12 kg der wässrigen Lactuloselösung, die in Testbeispiel 1 verwendet worden war, 1,00. kg des Molke-Proteinkonzentrats (WPC), das in Testbeispiel 1 verwendet worden war, 4,55 kg Molkepulver (WP) (Produkt der Firma Morinaga Milk Industry Co., Ltd., Protein 12 %, Chlor 1,9 %, feste Fraktion 96 %) und Wasser wurden miteinander vermischt. Nachdem die feste Fraktion auf 40 % eingestellt worden war, wurde die Lösung durch 30-minütiges Erwärmen auf 65 °C sterilisiert und sodann auf die gleiche Weise wie in Testbeispiel 1 sprühgetrocknet. Man erhielt eine Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung mit einem Lactulosegehalt von 30 %, einem Proteingehalt von 13 %, einem Chlorgehalt von 0,86 %, einem p/Lu-Wert von 0,43 Gewichtsteilen und einem a/p-Wert von 0,066 Gewichtsteilen. Die Probe zeigte hinsichtlich des Pulverisiervorgangs keine speziellen Probleme.
15 dreifach gekreuzte weibliche LWD-Schweine im Entwöhnungsstadium wurden einer 1-wöchigen Konditionierungsperiode unter Verwendung eines handelsüblichen Entwöhnungsfutters (Koromeal GS der Firma Nippon Formula Feed Manufacturing Co., Ltd.) unterzogen. Die Schweine wurden in drei Gruppen mit jeweils 5 Schweinen pro Gruppe aufgeteilt. Bei der ersten Gruppe wurde die Fütterung mit dem vorstehenden handelsüblichen Entwöhnungsfutter fortgesetzt. Die zweite Gruppe wurde zu Vergleichszwecken weiterhin mit dem vorstehenden handelsüblichen Entwöhnungsfutter, das mit dem nachstehend beschriebenen Additiv versetzt worden war, gefüttert. Die dritte Gruppe wurde mit dem vorstehenden handelsüblichen Entwöhnungsfutter mit einem Gehalt an 1,5 % der vorstehend hergestellten, Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung (entsprechend einem Lactulosegehalt von 0,45 %) gefüttert. Jede Gruppe wurde auf natürliche Weise gefüttert und erhielt 2 Wochen lang freien Futterzugang. Auch Trinkwasser war frei verfügbar.
Bei dem im Futter der zweiten Gruppe zu Vergleichzwecken verwendeten Additiv handelte es sich um ein Gemisch aus WPC und WP im gleichen Verhältnis wie bei der Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung, die dem Futter der dritten Gruppe zugesetzt worden war, nämlich um ein Gemisch aus 0,15 % WPC und 0,68 % WP.
Während der Testperiode wurden keine Anomalien, wie eine Verfestigung oder Hartwerden des Futters, beobachtet.
Das Gewicht der einzelnen Tiere wurde beim Testbeginn und beim Testende bestimmt. Die Gewichtszunahme wurde in jedem einzelnen Fall bestimmt. Ferner wurde beim Testende auch die Menge an verbliebenem Futter gemessen. Die Menge an verbrauchtem Futter wurde berechnet. Das Futterbedarfsverhältnis wurde berechnet, indem die verbrauchte Futtermenge durch die Gewichtszunahme dividiert wurde.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 7 aufgeführt. In Tabelle 7 sind das Gewicht beim Testbeginn, das Gewicht beim Testende, die Gewichtszunahme, die verbrauchte Futtermenge und das Futterbedarfsverhältnis jeweils als Mittelwert und Bereich der Abweichung für jede Gruppe angegeben. Die statistische Signifikanz des Futterbedarfsverhältnisses wurde bestimmt, indem mehrfache Vergleiche unter Anwendung des als Tukey-Verfahrens bekannten statistischen Analysenverfahrens für die Einweg-Layout-Varianzanalyse durchgeführt wurden. Das Ergebnis wurde als statistisch signifikant beurteilt, wenn der p-Wert unter 0,05 lag (5 %-Signifikanzgrad).
Tabelle 7

*Signifikant, relativ zu den Gruppen ohne das *-Symbol (p < 0,05)

Aus den Ergebnissen von Tabelle 7 ist klar ersichtlich, dass die dritte Gruppe, bei der das Futter mit Zusatz der erfindungsgemäßen, Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung verwendet wurde, ein Futterbedarfsverhältnis zeigte, das statistisch signifikant niedriger als bei der ersten und zweiten Gruppe war, was einen Hinweis auf eine günstigere Futterverwertung darstellte.
Beispiele
Nachstehend finden sich erfindungsgemäße Beispiele.
Beispiel 1
2,63 kg Natriumcaseinat (Produkt der Firma New Zealand Dairy Board, Protein 91 %, Chlor 0,14 %, feste Fraktion 95 %) wurde mit 11,3 kg Wasser vermischt und darin gelöst. Diese Lösung wurde sodann mit 10,2 kg einer wässrigen Lactuloselösung (Produkt der Firma Morinaga Milk Industry Co., Ltd., Lactulose 49 %, feste Fraktion 70 %) vermischt und 10 Minuten bei 80 °C sterilisiert. Unter Verwendung eines Niro-Zerstäubungsgeräts (Produkt der Firma Niro Inc.) wurde die Lösung sodann unter Bedingungen sprühgetrocknet, die eine Einlasstemperatur von 155 °C und eine Auslasstemperatur von 85 °C umfassten. Man erhielt 8,5 kg einer Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung. Während des Sprühtrocknungsvorgangs traten keine speziellen Probleme auf.
Die auf diese Weise erhaltene, Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung enthielt 50 % Lactulose, 24 % Protein und 0,04 % Chlor und wies einen Wassergehalt von 3,1 %, einen Proteingehalt pro 1 Gewichtsteil Lactulose von 0,5 Gew.-% und einen Chlorgehalt pro 1 Gewichtsteil Protein von 0,001 Gewichtsteil auf.
Eine Probe von 10 g der auf diese Weise hergestellten, Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung wurde in ein 100 ml fassendes Becherglas mit einem Durchmesser von 50 mm gebracht und bei einer relativen Feuchtigkeit von 81 % bei 25 °C stehengelassen. Nach 10-stündigem Stehenlassen wurde die Probe einer Inspektion ihres äußeren Erscheinungsbilds unterworfen und sodann durch ein 16 mesh-Sieb gesiebt. Das Siebverhältnis wurde berechnet.
Die Ergebnisse zeigten, dass nach 10-stündigem Stehenlassen sich einige weiche Klumpen entwickelt hatten, obgleich diese durch Bewegen aufgebrochen wurden und eine Probe mit guter Fließfähigkeit entstand. Das Siebverhältnis betrug 94 %, was einen günstigen Grad der Stabilität gegen Feuchtigkeit anzeigte.
Beispiel 2
8,36 kg aus Sojabohnen isoliertes Protein Fujipro WR (Produkt der Firma Fuji Protein Technologies Inc., Protein 91 %, Chlor 0,18 %, feste Fraktion 94 %) wurde mit 23,6 kg Wasser vermischt und darin gelöst. Diese Lösung wurde sodann mit 16,3 kg der in Beispiel 1 verwendeten wässrigen Lactuloselösung vermischt. Sodann wurde die Lösung auf 60 °C erwärmt und anschließend 15 Sekunden bei 72 °C sterilisiert. 24,1 kg der sterilisierten Lösung wurden sodann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 sprühgetrocknet. Man erhielt 8,7 kg einer Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung. Während des Sprühtrocknungsvorgangs traten keine speziellen Probleme auf.
Die auf diese Weise erhaltene, Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung enthielt 40 % Lactulose, 38 % Protein und 0,08 % Chlor und wies einen Wassergehalt von 3,3 %, einen Proteingehalt pro 1 Gewichtsteil Lactulose von 1,0 Gewichtsteil und einen Chlorgehalt pro 1 Gewichtsteil Protein von 0,002 Gewichtsteilen auf.
Die Stabilität gegen Feuchtigkeit einer 10 g-Probe der auf diese Weise hergestellten, Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bestimmt. Nach 10-stündigem Stehenlassen behielt die Probe eine gute Fließfähigkeit. Das Siebverhältnis betrug 94 %, was einen günstigen Grad der Stabilität gegen Feuchtigkeit anzeigt.
Beispiel 3
5,65 kg eines aus Labmolke hergestellten Proteinkonzentrats (Protein 35 %, Chlor 0,94 %, feste Fraktion 95 %) wurde mit 12,4 kg Wasser vermischt und darin gelöst. Diese Lösung wurde sodann mit 6,12 kg der in Beispiel 1 verwendeten wässrigen Lactuloselösung vermischt. Die Lösung wurde durch 30-minütige Behandlung bei 65 °C sterilisiert. Die sterilisierte Lösung wurde sodann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 sprühgetrocknet. Man erhielt 8,5 kg einer Lactulose enthaltenen Pulverzusammensetzung. Beim Sprühtrocknungsverfahren traten keine speziellen Probleme auf.
Die auf diese Weise erhaltene, Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung enthielt 30 % Lactulose, 20 % Protein und 0,53 % Chlor und wies einen Wassergehalt von 3,3 %, einen Proteingehalt pro 1 Gewichtsteil Lactulose von 0,7 Gewichtsteilen und einen Chlorgehalt pro 1 Gewichtsteil Protein von 0,03 Gewichtsteilen auf.
Die Stabilität gegen Feuchtigkeit einer 10 g-Probe der auf diese Weise hergestellten, Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bestimmt. Nach 10-stündigem Stehenlassen behielt die Probe eine gute Fließfähigkeit. Das Siebverhältnis betrug 95 %, was einen günstigen Grad der Stabilität gegen Feuchtigkeit anzeigt.
Beispiel 4
7,06 kg Magermilchpulver (Produkt der Firma Morinaga Milk Industry Co., Ltd., Protein 34 %, Chlor 1,3 %, feste Fraktion 96 %) wurden mit 13,0 kg Wasser vermischt und darin gelöst. Diese Lösung wurde sodann mit 4,08 kg der in Beispiel 1 verwendeten wässrigen Lactuloselösung vermischt und die Lösung wurde durch Erwärmen auf 80 °C und 10-minütige Aufrechterhaltung dieser Temperatur sterilisiert. Die sterilisierte Lösung wurde anschließend auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 sprühgetrocknet. Man erhielt 8,5 kg einer Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung. Hinsichtlich des Sprühtrocknungsverfahrens bestanden keine speziellen Probleme.
Die auf diese Weise erhaltene, Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung enthielt 20 % Lactulose, 24 % Protein und 0,88 % Chlor und wies einen Wassergehalt von 2,9 %, einen Proteingehalt pro 1 Gewichtsteil Lactulose von 1,2 Gew.-% und einen Chlorgehalt pro 1 Gewichtsteil Protein von 0,04 Gewichtsteilen auf.
Die Stabilität gegen Feuchtigkeit einer 10 g-Probe des auf diese Weise hergestellten Pulvers wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bestimmt. Nach 10-stündigem Stehenlassen blieb bei der Probe eine gute Fließfähigkeit erhalten. Das Siebverhältnis betrug 94 %, was auf einen günstigen Grad der Stabilität gegen Feuchtigkeit hinweist.
Beispiel 5
1,34 kg Molkeproteinkonzentrat (Produkt der Firma Milei GmbH, Protein 76 %, Chlor 0,05 %, feste Fraktion 95 %) und 6,9 kg Molkepulver (Produkt der Firma Morinaga Milk Industry Co., Ltd., Protein 12 %, Chlor 1,9 %, feste Fraktion 96 %) wurden mit 13,4 kg Wasser vermischt und darin gelöst. Diese Lösung wurde sodann mit 2,5 kg einer wässrigen Lactuloselösung (Lactulose 40 %, feste Fraktion 70 %) vermischt und anschließend durch 30-minütiges Erwärmen auf 63 °C sterilisiert. Die sterilisierte Lösung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 sprühgetrocknet. Man erhielt 8,7 kg einer Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung. Beim Sprühtrocknungsverfahren traten keine speziellen Probleme auf.
Die auf diese Weise erhaltene, Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung enthielt 10 % Lactulose, 18 % Protein und 1,3 % Chlor und wies einen Wassergehalt von 3,3 %, einen Proteingehalt pro 1 Gewichtsteil Lactulose von 1,8 Gewichtsteilen und einen Chlorgehalt pro 1 Gewichtsteil Protein von 0,07 Gewichtsteilen auf.
Die Stabilität gegen Feuchtigkeit einer 10 g-Probe der auf diese Weise hergestellten, Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bestimmt. Nach 10-stündigem Stehenlassen behielt die Probe eine gute Fließfähigkeit. Das Siebverhältnis betrug 93 %, was auf einen günstigen Grad der Stabilität gegen Feuchtigkeit hinweist.
Gewerbliche Verwertbarkeit
Erfindungsgemäß lässt sich eine Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung mit einem praxisgerechten Lactulosegehalt und einer überlegenen Feuchtigkeitsstabilität durch eine einfache Reihe von Stufen herstellen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Lactulose enthaltenden Pulverzusammensetzung, umfassend die folgenden Stufen: Herstellen einer Rohmaterialflüssigkeit, die Lactulose und Protein umfasst, und Sprühtrocknen der Rohmaterialflüssigkeit zur Bereistellung einer Pulverzusammensetzung mit einem Lactulosegehalt von 10 bis 50 Gew.%, einem Proteingehalt von 0,2 bis 9,0 Gewichtsteilen pro 1 Gewichtsteil Lactulose und einem Chlorgehalt von nicht mehr als 0,08 Gewichtsteilen pro 1 Gewichtsteil Protein.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Behandeln der Materialien, die zur Herstellung der Rohmaterialflüssigkeit verwendet werden, zur Veränderung des Verhältnisses zwischen Protein und Chlor.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Behandlung zur Veränderung des Verhältnisses zwischen Protein und Chlor in einer Ultrafiltration besteht.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend das Sterilisieren und/oder Einengen der Rohmaterialflüssigkeit vor dem Spültrocknen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Rohmaterialflüssigkeit eine Konzentration der festen Fraktion von 30 bis 50 Gew.-% aufweist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die sprühgetrocknete Pulverzusammensetzung einen Wassergehalt von 2 bis 5 Gew.-% aufweist.
Sprühgetrocknete, Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung mit einem Lactulosegehalt von 10 bis 50 Gew.-%, einen Proteingehalt von 0,2 bis 9,0 Gewichtsteilen pro 1 Gewichtsteil Lactulose und einem Chlorgehalt von nicht mehr als 0,08 Gewichtsteilen pro 1 Gewichtsteil Protein.
Zusammensetzung nach Anspruch 7 mit einem Wassergehalt von 2 bis 5 Gew.-%.
Zusammensetzung nach Anspruch 7 oder 8, die durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 erhältlich ist.
Futtermitteladditiv, umfassend eine Lactulose enthaltende Pulverzusammensetzung nach Anspruch 7, 8 oder 9.