подслащивающее средство

Формула изобретения

1. Подслащивающее средство в виде таблеток, содержащее искусственный подсластитель, органическую кислоту, ароматизатор и наполнитель, отличающееся тем, что оно содержит в качестве искусственного подсластителя - смесь сахарината натрия и цикламата натрия в соотношении от 1:10,7 до 1:5,7, органической кислоты - винную, лимонную, янтарную, фумаровую, яблочную или их смеси, ароматизатора - порошкообразные ароматизаторы с запахом лимона, малины, персика, смородины, наполнителя - фармацевтически инертные вещества, лактозу, сорбит, мальтодекстрин, крахмал или их смеси, при этом компоненты средства взяты при следующем соотношении, мас.%: искусственный подсластитель 35,0-47,0, порошкообразный ароматизатор 15,0-32,0, органическая кислота 19,0-30,0, инертный фармацевтический наполнитель 5,0-14,0.

2. Подслащивающее средство по п.1, отличающееся тем, что представляет собой таблетки массой от 0,06 до 0,1 г.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к медицинской промышленности, а именно производству пищевых добавок, содержащих сахарин, цикламат и применяемых в качестве подсластителя в диетическом и диабетическом питании для профилактики заболеваний сахарного диабета, атеросклероза, ожирения и борьбы с избыточным весом.

В настоящее время в пищевой промышленности широко применяются подслащивающие вещества: сахаринат натрия, цикламат натрия и их смеси [1].

Основным недостатком сахарината натрия является отличие вкуса подслащиваемого напитка от раствора сахарозы. При этом наблюдается остаточный привкус сладости в течение длительного времени, называемый «послевкусие».

Известно несколько технических решений, позволяющих уменьшить остаточное послевкусие сахарината натрия.

В ряде патентов предложено улучшить вкус подслащиваемых сахарином напитков введением в состав растворов натрия битартрата [2], аспартама [3].

Имеется несколько патентов, в которых остаточное послевкусие сахарина нейтрализуют введением ароматизаторов в состав смеси для приготовления напитков.

Предложена готовая смесь для приготовления растворимого напитка - холодного чая, содержащая мас.%: безводной лимонной кислоты - 25-55, бикарбоната натрия - 0,1-25, подслащивающих веществ - 5-30, отличающаяся тем, что для улучшения вкуса содержит до 70 мас.% ароматических веществ, красителей и/или вспомогательных веществ [4].

Заявлен состав сахарозаменителя, содержащий искусственный подсластитель (сахарин, аспартам или ацесульфам калия), и натуральный ароматизатор меда или кокоса 0.001-0.2%, и инертный фармацевтический наполнитель (мальтодекстрин, кукурузный сироп или пищевой белок)[5].

Наиболее близким по составу и последовательности технологических операций является подслащивающее средство в виде таблеток массой от 0,058 до 0,065 г [6], прототип, содержащее натриевые соли сахарина и цикламата, систему газообразования, отличающееся тем, что в качестве системы газообразования оно содержит смесь органических кислот, предпочтительно винной, лимонной, янтарной, фумаровой, яблочной с одно- или двухзамещенными карбонатами натрия, калия, кальция или магния, при их массовом соотношении: (7,5-8,4):(10,5-11,5) соответственно, при этом компоненты средства взяты при следующем соотношении, мас.%: сахаринат натрия 8,8-15,0, цикламат натрия 67,0-71,3,система газообразования 18,0-19,9 (смесь органических кислот с одно- или двухзамещенными карбонатами натрия, калия, кальция или магния при их массовом соотношении (7,5-8,4):(10,5-11,5) соответственно).

Способ получения подслащивающего средства включает таблетирование смеси ингредиентов пуансонами таблеточного пресса. Реализация данного способа позволяет получать таблетки, растворяющиеся в воде за 1 минуту, стабильные при хранении в течение двух лет.

Недостатками данного подслащивающего средства являются:

- вкус подслащиваемых напитков, характеризуемый остаточным послевкусием и отличием от раствора сахарозы,

- относительно высокая концентрация натрия гидрокарбоната, изменяющая кислотность желудочного сока после приема раствора подслащивающего средства.

Целью настоящего изобретения является разработка таблетированного подслащивающего средства, отличающегося улучшенными органолептическими свойствами, фармакологической безопасностью и стабильностью, при условии устойчивого таблетирования и полного соответствия требованиям фармакопеи: внешний вид (таблетки круглой формы с плоскими поверхностями, цельными кромками), прочность на истираемость (не менее 97%), отклонение в массе отдельных таблеток (не более +10%) [7], растворимость в кипящей воде не более 3 минут, стабильность при хранении в течение двух лет, сладость одной таблетки эквивалентна 1 чайной ложке сахара.

Поставленная цель достигается тем, что разработано подслащивающее средство в виде таблеток массой от 0,06 до 0,1 г, содержащее натриевые соли сахарина и цикламата, органической кислоты, ароматизатора и наполнителя, отличающееся тем, что содержит в качестве:

- искусственного подсластителя - смесь сахарината натрия и цикламата натрия в соотношении от 1:10,7 до 1:5,7;

- органической кислоты - предпочтительно винную, лимонную, янтарную, фумаровую, яблочную или их смеси;

- ароматизатора - порошкообразные ароматизаторы, предпочтительно с запахом лимона, малины, персика, смородины;

- наполнителя - фармацевтически инертные вещества, предпочтительно лактозу, сорбит, мальтодекстрин, крахмал или их смеси.

При этом компоненты средства взяты при следующем соотношении, мас.%:

искусственный подсластитель 35,0-47,0, порошкообразный ароматизатор 15,0-32,0, органическая кислота 19,0-30,0 и инертный фармацевтический наполнитель 5,0-14,0.

Таким образом, сущностью изобретения является то, что в заявленном составе таблетированного подсластителя по сравнению с известным:

- во-первых, введен порошкообразный ароматизатор, инертный фармацевтический наполнитель и изменено соотношение подсластителей;

- во-вторых, исключена система газообразования (натрия гидрокарбонат).

Технический результат - получение подсластителя, обладающего улучшенными потребительскими свойствами, стабильного при хранении.

Заявленные соотношения, мас.%: искусственный подсластитель (смесь сахарината натрия и цикламата натрия в соотношении от 1:10,6 до 1:5,7) 35,0-47,0, порошкообразный ароматизатор 15,0-32,0, органическая кислота 19,0-30,0 инертный фармацевтический наполнитель 5,0-14,0 - обеспечивают вкус подслащиваемого напитка наиболее близко соответствующий, по мнению экспертов, вкусу напитков с лимоном, смородиной, персиком, малиной(пример 1).

Кроме того, заявленные изменения позволяют снизить послевкусие сахарината натрия, т.е. улучшить органолептические свойства подсластителя (пример 1) и улучшить фармакологическую безопасность подслащивающего средства, т.к. избыточная сода снижает кислотность желудочного сока и способствует газообразованию в желудке и кишечнике.

В состав заявленного подслащивающего средства введен наполнитель.

Известно, что свойства таблеток (механическая прочность, время распадаемости и скорость высвобождения действующего вещества) определяются выбором вспомогательных материалов и производственным процессом. В соответствии с современными представлениями, чем больше содержание частиц разного размера, тем прочнее таблетки в сравнении с монодисперсной фракцией [8]. Кроме того, неправильная форма и высокая поверхность частиц облегчают пластическую деформацию, следовательно таблетирование [9]. Поэтому введение в смесь крупных кристаллов цикламата, сахарина и винной кислоты мелкокристаллической лактозы способствуют получению таблеток с высокой механической прочностью (см. пример 2).

Таким образом, новым в составе подслащивающего средства является введение в состав ароматизатора, новое соотношение ингредиентов и исключение из состава соды.

Предлагаемое соотношение действующих и вспомогательных веществ является оптимальным и позволяет получать таблетки, растворяющиеся в течение 3 минут (пример 3), соответствующие требованиям фармакопеи по всем показателям, стабильные при производстве и хранении в течение двух лет.

Уменьшение или увеличение параметров ведения процесса в сторону от заявленных пределов приводит к снижению качества получаемых таблеток или затрудняет их прессование.

Подслащивающее лекарственное средство получают следующим образом.

В смеситель загружают навески сахарината натрия, цикламата натрия, винной кислоты и лактозы. Заявленный концентрационный предел подсластителей (сахаринат натрия, цикламат натрия), ароматизатора и винной кислоты определен по минимальному и максимальному соотношению ингредиентов в составе таблеток массой 0,08 г, соответствующих по сладости одной чайной ложке сахара (пример 1) и наиболее близко соответствует вкусу 1/2 стакана чая с 1/2 долькой лимона или 3,0 г измельченной малины.

Увеличение концентрации подсластителей, ароматизатора и винной кислоты более заявленных пределов нецелесообразно, т.к. приводит к ухудшению вкуса таблеток (пример 1) или стабильности при хранении (пример 5).

Исключение из состава таблеточной массы натрия гидрокарбоната увеличивает продолжительность растворения таблеток до 3 минут, однако позволяет сохранить стабильность таблеток в течение двух лет (пример 2).

В промышленных условиях подтверждено устойчивое прессование заявленной таблеточной массы при высоких скоростях таблетирования (20 оборотов ротора таблеточного пресса РТМ-41 в минуту) (см. пример 2). Возможно использование в качестве подсластителя аспартама и ацесульфама калия, а в качестве кислоты - винной, лимонной, янтарной, фумаровой, яблочной. Установлена устойчивая работа таблеточного пресса без налипания таблеточной массы к поверхности пуансонов в опытах с заменой винной кислоты на фумаровую, янтарную или безводную лимонную, яблочную (пример 4). Органолептические свойства таблеток с измененным составом остались неизменными.

Массу в смесителе перемешивают и таблетируют пуансонами диаметром 5 мм роторного таблеточного пресса РТМ-41 со скоростью до 20 оборотов в минуту (см. пример 2). Средняя масса таблеток 0,08 г.

В состав заявленного средства введена лактоза (инертный фармацевтический наполнитель. Это обусловлено свойством данного вещества увеличивать прочность таблеток (пример 3).

В настоящем изобретении заявлена масса таблеток 0,06-0,10 г, что соответствует разрешенному в Государственной фармакопее XI изд. отклонению отдельных таблеток от средней массы таблеток, не более 25% [7].

Как видно из вышеизложенного, только предложенные интервалы соотношений ингредиентов являются оптимальными и позволяют получить более эффективное подслащивающее средство в виде таблеток, соответствующих требованиям научно-технической документации [7] по всем показателям и стабильных при хранении.

Пример 1

В ступку загружали навески сахарината натрия, цикламата натрия, ароматизатора, винной кислоты. Компоненты тщательно перемешивали. 0,08 г полученных порошков помещали в стакан, содержащий 100 мл кипящей воды, растворяли и проводили оценку сладости и вкуса органолептически репрезентативной группой экспертов. Для приготовления растворов сравнения навеску 4,5 г сахарозы растворяли в 100 мл кипящей воды. К раствору добавляли 3,0 г лимона, или растертой смородины, или малины или 5,0 г персика.

Таблица 1 Влияние состава таблеток подсластителя на органолептические свойства
№	Состав таблеток, %					Свойства раствора
	Сахаринат натрия	Цикламат натрия	Ароматизатор	Винная кислота	Лактоза	Вкус	Сладость
1	2	30	25	20	23	-	-
2	3	32	30	30	5	+	+
3	4	33	33	30	0	-	+
4	5	35	10	15	35	-	-
5	7	40	15	24	14	+	+
6	10	45	20	25	0	-	-
7	4	36	16	14	30	-	+
8	6	38	32	19	5	+	+
9	8	40	33	19	0	+	-
10	11,25	69,35	Сода 11,25	8,15	-	-	+
Примечание к таблице: (+) соответствует раствору сравнения. Опыты №№1-3 - ароматизатор лимон, №№4-6 - малина или персик, №№7-9 - черная смородина. Опыт №10к в полном соответствии с прототипом. Масса навески, взятой на испытание, 0,062 г.

Представленные в таблице 2 данные свидетельствуют о том, что таблетки, содержащие мас.%: искусственный подсластитель (смесь сахарината натрия и цикламата натрия в соотношении от 1:10,6 до 1:5,7) 35,0-47,0, порошкообразный ароматизатор 15,0-32,0, винной кислоты 19,0-30,0, позволяют получать вкус подслащиваемого напитка наиболее близко соответствующий, по мнению экспертов, вкусу напитков с лимоном, смородиной, малиной или персиком. Одновременно всеми экспертами отмечено значительное снижение остаточного послевкусия растворов, приготовленных с ароматизаторами в сравнении с раствором прототипа (таблица 1 опыт№10).

Пример 2.

Для определения свойств таблеток и устойчивости прессования в смеситель загружали навески ингредиентов из расчета получения 100 кг таблеточной массы состава опытов №№2, 5, 8 (табл.1). Массу перемешивали и таблетировали пуансонами таблеточного пресса РТМ-41 со скоростью 20 об/мин. Средняя масса таблеток 0,08 г. Высота 2,4±0,2 мм.

В качестве контроля служили таблетки, полученные в полном соответствии с составом, установленным в прототипе. Для чего в смеситель загружали 14,297 кг сахарината натрия, 88,247 кг цикламата натрия, 10,4 кг винной кислоты, 14,297 кг натрия гидрокарбоната. Перемешивали и таблетировали пуансонами таблеточного пресса со скоростью 20 об/мин. Средняя масса таблеток 0,062 г. Высота таблеток 2,0±0,2 мм.

Во время прессования исследовали устойчивость прессования по отсутствию затирания и налипания таблеточной массы на поверхность матриц и пуансонов. Расход пресс инструмента штук/кг таблеточной массы. Полученные таблетки анализировали на скорость растворения в кипящей воде, прочность на истираемость, внешний вид (однородная поверхность, ровные кромки). Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2 Влияние состава на свойства таблеток
Наименование	Состав таблеток, %					Свойства таблеток				Расход пресс инструмента, шт/кг
	Подсластитель		Ароматизатор	Винная кислота	Лактоза	Средняя масса таблеток	Внешний вид( )	Растворимость, минут	Прочность, %
	Массовая доля,.%	Отношение сахаринат/ цикламат натрия
Лимон	35	1:10,7	30	30	5	0.08	Соотв.	3,0	99,8	0,03
Малина	47	1:5,7	15	24	14	0,08	Соотв.	3,0	99,6	0,02
Персик	47	1:5,7	15	24	14	0,08	Соотв.	3,0	99,7	0,02
Смородина	46	1:6,3	32	19	5	0.08	Соотв.	3,0	99,9	0,02
Прототип	11,25 80,6	1:6,2	Сода 11,25	8,15	-	0.06	Соотв.	1,0	99,7	0,03
Примечание к таблице: ( ) таблетки однородной поверхности с ровными кромками.

В опытах установлено устойчивое таблетирование таблеточных масс при расходе пресс инструмента на уровне прототипа. Растворимость таблеток не превышает трех минут, прочность более 97%. Внешний вид таблеток соответствует требованиям фармакопеи.

Полученные таблетки расфасовывали в банки оранжевого стекла из стекломассы с треугольным венчиком типа БДС 60-27,5-ОС-1 по ТУ 64-2-239-79, укупоренные крышками натягиваемыми типа 1.2-27,5 по ОСТ 64-2-87-81, и исследовали стабильность качественных и количественных свойств при хранении методом «ускоренного старения» [10] при температуре 60 град. С. Представленные в таблице 2 данные свидетельствуют о том, что разработанное подслащивающее средство стабильно при хранении в течение двух лет.

Таблица 3 Стабильность свойств таблеток заявленного подсластителя с ароматом лимона при хранении
Показатели качества	Описание	Средняя масса одной таблетки, г	Отклонение от средней массы таблеток, %	Растворимость, не более, мин	Количественное определение
					Сахаринат натрия	Цикламат натрия
Норма	Таблетки Желто-коричнев ого цвета с вкраплениями( )	0,080	±10	3,0	0,0035±0,0015	0,040±0,015
Эквивалентный срок хранения, месяцев
0	Соотв.	0,081	8,2	2,5	0,0039	0,037
12	Соотв.	0,079	9,9	1,3	0,0037	0,039
24	Соотв.	0,077	9,7	1,5	0,0036	0,037
Примечание к таблице: ( ) - таблетки лимонного вкуса и запаха с однородной поверхностью и ровными кромками.

Из таблицы видно, что заявленное подслащивающее средство стабильно при хранении в течение двух лет.

Для оценки влияния соды на стабильность таблеток при хранении был поставлен эксперимент, в котором к таблеточной массе (см. таблица 2 «лимон») добавляли 5% соды. Таблетировали. В процессе хранения сода реагирует с ароматизатором (цитраль). Продукты реакции изменяют внешний вид таблеток. Появляются темно-коричневые пятна.

Пример 3

Определение оптимальной концентрации лактозы проводили в экспериментах, где к постоянному количеству смеси 1,5 г сахарината натрия, 16,0 г цикламата натрия, 15,0 г ароматизатора «Лимон» и 15 г винной кислоты добавляли различное количество лактозы. Смеси таблетировали гидравлическим прессом. Полученные таблетки массой 0,08 г анализировали на прочность.

Таблица 4 Влияние лактозы на прочность таблеток
№	Состав таблеток, %					Прочность таблеток		Давление выталкивания таблеток из матриц, ати
	Сахаринат натрия	Цикламат натрия	Ароматизатор	Винная кислота	Лактоза	кг	%
1	3	37	30	30	0	5,4	94,2	12,0
2	3	32	30	30	5	8,4	99,6	18,0
3	3	23	30	30	14	8,8	99,8	21,0
4	3	17	30	30	20	9,2	99,9	34,0

Из таблицы видно, что лактоза увеличивает прочность таблеток. Увеличение концентрации лактозы более 14% нерационально, т.к. приводит к увеличению давления выталкивания таблеток из матриц, что ведет к повышенному расходу пресс инструмента и затрудняет прессование.

Определение возможности замены лактозы на другие инертные фармацевтические наполнители (сорбит, мальтодекстрин, крахмал) проводили в экспериментах, аналогичных экспериментам получения подслащивающего средства с запахом малины (см. таблица 2), в которых на неизменном фоне ингредиентов заменяли 14,0 г лактозы на 14,0 г или сорбитола, или мальтодекстрина, или смеси сорбитола с крахмалом 10:1. В опытах установлено устойчивое прессование смесей. Наиболее прочные таблетки получены с применением сорбитола (99,9%) и мальтодекстрина (99,9%). Введение в состав крахмала ускоряет распадаемость таблеток в кипящей воде до 1,0 минуты. Таким образом, в составе заявленного подслащивающего средства предложено введение в качестве наполнителя лактозы, сорбита, мальтодекстрина, крахмала, а также их смесей.

Пример 4

Опыты проводили в полном соответствии с данными примера 1 (табл.1 опыт №2), за исключением того, что в качестве кислоты использовали фумаровую, янтарную, яблочную и лимонную кислоты или их смеси. В опытах изучали влияние применяемой кислоты на вкус раствора одной таблетки в 100 мл.

Репрезентативной группой дегустаторов показано, что вкус растворов таблеток практически не отличается от вида применяемой кислоты.

Одновременно исследовали устойчивость прессования смесей. Установлено, что смеси. содержащие различные кислоты, прессуются удовлетворительно.

Пример 5

Для определения влияния ароматизатора на гигроскопичность таблеток в ступке готовили смесь 3,0 г сахарината натрия, 19,0 г цикламата натрия, 9,5 г винной кислоты и 2,5 г лактозы. К полученной смеси добавляли 8, 12, 16, 24 г порошкового ароматизатора «смородина». Таблетировали. Масса таблеток 0,08 г. Полученные таблетки помещали в чашки Петри на слой фильтровальной бумаги и хранили при комнатной температуре.

В опытах исследовали гигроскопичность вариантов, влияние концентрации ароматизатора на стабильность при хранении по отсутствию прилипания таблеток к поверхности бумаги.

Установлено, что повышение концентрации ароматизатора более 32% приводит к росту гигроскопичности таблеток. При хранении начинает наблюдаться слипание таблеток между собой.

Литература

1. Challener С.High-Intensity Sweeteners. Look To Blends to Drive Growth // Chemical Market Reporter, - 11.12.2000.

2. Патент США №3625711.

3. Hill J.A., Via A. Sweetening composition / Патент США №3695898. - 1970.-03.-25

4. Саво А.Г., Амо В.Л., Миц А.В. Готовая смесь для растворимых напитков / Патент РФ №97115814, 1999.07.20

5. Bakal A.I., Eisenstadt M.E. Composition for enhancing the sweetness intensity and masking the aftertaste of intense and artificial sweeteners / Патент США №4990354. - 02-05-1991

6. Тренихин Г.А., Гаврилов А.С. Подслащивающее средство / Патент РФ №2230552. - 2004.-06.-20. Прототип.

7. М.Д.Машковский, Э.А.Бабаян, А.Н.Обоймакова, (ред.). Государственная фармакопея СССР, XI изд., Вып.2, Москва, (1990), с.154.

8. Shotton, E., Obiorah, В.А., 1973. The effect of size shape and crystal habit on properties of sodium chloride. A Pharm. Pharmacol. 25, 37P-43P.

9. Wong, L.W., Pilpel, N., 1990. The effect of particle shape on mechanical properties of powders. Int. J. Pharm. 59, 145-154.

10. Временная инструкция по проведению работ с целью определения сроков годности лекарственных средств на основе метода «ускоренного старения» при повышенной температуре. МЗ СССР. И-42-2-82. - М., 1983. - 13 с.