WO2004050069A1 - Nahtlose gefüllte kapseln - Google Patents

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WO2004050069A1
WO2004050069A1 PCT/EP2003/013473 EP0313473W WO2004050069A1 WO 2004050069 A1 WO2004050069 A1 WO 2004050069A1 EP 0313473 W EP0313473 W EP 0313473W WO 2004050069 A1 WO2004050069 A1 WO 2004050069A1
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WO
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gelatin
capsule
shell
casing
capsule according
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PCT/EP2003/013473
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English (en)
French (fr)
Inventor
Birgit Schleifenbaum
Ines Voigt
Frank Aickele
Original Assignee
Symrise Gmbh & Co. Kg
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Filing date
Publication date
Application filed by Symrise Gmbh & Co. Kg filed Critical Symrise Gmbh & Co. Kg
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Priority to AU2003293741A priority patent/AU2003293741A1/en
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61J—CONTAINERS SPECIALLY ADAPTED FOR MEDICAL OR PHARMACEUTICAL PURPOSES; DEVICES OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR BRINGING PHARMACEUTICAL PRODUCTS INTO PARTICULAR PHYSICAL OR ADMINISTERING FORMS; DEVICES FOR ADMINISTERING FOOD OR MEDICINES ORALLY; BABY COMFORTERS; DEVICES FOR RECEIVING SPITTLE
    • A61J3/00—Devices or methods specially adapted for bringing pharmaceutical products into particular physical or administering forms
    • A61J3/07—Devices or methods specially adapted for bringing pharmaceutical products into particular physical or administering forms into the form of capsules or similar small containers for oral use
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/4816—Wall or shell material
    • A61K9/4825—Proteins, e.g. gelatin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/4833—Encapsulating processes; Filling of capsules

Definitions

  • the present invention relates to spherical capsules with a liquid core and a seamless, solid shell surrounding this core; the core comprises an aroma component and the shell comprises gelatin.
  • the invention also relates to methods for the production of such capsules and curable coating mixtures (coating formulations) for use in the production of the capsules according to the invention.
  • the capsules according to the invention are distinguished by the fact that they are suitable for direct consumption without further processing and can be sucked or chewed in the mouth without the casing being perceived as a nuisance.
  • Flavors are used in foods to achieve taste impressions.
  • an aroma is understood to mean an individual substance (aroma substance) or a mixture of substances (aroma substances) which have organoleptic properties.
  • Organoleptic properties include the ability to impart a particular smell or taste to a mixture, and the property to induce certain stimuli that are directed through the trigeminal nerve and are thus perceived.
  • Oils such as vegetable oils and other triglycerides, which are used as solvents for the aroma and which are themselves odorless and tasteless, are not considered to be aroma substances in the following.
  • the aroma-containing liquid core must be released in the mouth.
  • the capsule, including the shell, should usefully be consumable, since a separation of the shell and liquid core after the capsule has been put into the mouth is problematic.
  • a capsule shell in the mouth should preferably (a) not have a haptic disturbing effect, (b) be easily bitten and (c) dissolve quickly.
  • the aroma-containing core fluid to be released or released is said to produce a sensory effect with a strong impact in the mouth.
  • the capsule should be easy to handle, ie have a certain minimum size; in the case of spherical capsules, a diameter> 4 mm is preferred in many cases.
  • the capsule should have sufficient temperature stability for easy handling during transport, storage and use. It is desirable that the capsules do not stick even at temperatures above 30 ° C.
  • Spherical capsules with a liquid core and a solid shell surrounding this core are known, and capsules with a diameter of more than 4 mm can be produced, for example, using the rotary die method or, in the case of the particularly interesting capsules with a seamless shell, using a drip method with a multi-component nozzle ( see Bauer, Frömming, 5%; Pharmaceutical Technology; 1997).
  • This process is also referred to below as the multi-component nozzle process.
  • References to the multi-component nozzle process (unless the context otherwise indicates) are also to be understood as references to a large number of related processes for producing seamless capsules.
  • capsules with a seam in the shell are produced using a stamping process with rotating form rollers, in which the capsule wall is assembled and shaped from two gelatin halves that are punched out of a gelatin ribbon.
  • the processes have high air conditioning requirements. 20 - 30% relative humidity at around 22 ° C must be guaranteed in all manufacturing and packaging rooms.
  • capsules with a seamless shell are produced using a drip process.
  • a lipophilic core material and a warm gelatin solution are usually pumped simultaneously through a concentric multi-component nozzle, so that they drip into a cold lipophilic cooling liquid, for example vegetable oil.
  • the nozzle can directly immerse in the coolant.
  • the capsules take on a spherical shape due to the interfacial tensions.
  • the gelatin-containing seamless capsule shell solidifies as a result of the temperature drop upon contact with the coolant.
  • JP 52-148635 describes a capsule with a diameter of 0.5-4 mm for direct consumption.
  • the wall thickness of the capsule is 50 ⁇ m - 200 ⁇ m.
  • a capsule diameter over 4 mm is not described.
  • No. 5,939,097 describes a food that contains capsules, which in turn contain a pharmaceutical active ingredient, the ratio of shell thickness to capsule diameter being 0.01-0.05, with capsule diameters of 0.5-5 mm.
  • the capsules are intended to be incorporated into the food and should be swallowed whole with it.
  • the capsule should only release the core in the gastrointestinal tract.
  • the capsule shell contains gelatin or agar. No further information on the composition of the casing is given, plasticizers are not mentioned.
  • No. 5,300,305 describes seamless capsules with a diameter of 2-9 mm, which are suitable for direct consumption and are used for breath odor control. Active substances for breath odor control are incorporated into the capsule shell for reasons of solubility.
  • the capsules should remain in the mouth for a longer period of time so that the active substance influencing the breath smell can be released from the shell and have a long-lasting effect in the mouth.
  • the shell thickness is in the range from 30 ⁇ m to 2 mm. Exemplary embodiments show shell contents of not less than 13% by weight and only small amounts of plasticizer (sorbitol ⁇ 10% based on the shell).
  • the core of the capsule contains up to 25% by weight of aroma, based on the total mass of the capsule.
  • the capsules are manufactured, for example, using a multi-component nozzle process.
  • the capsule shell has evidently been developed for a slow dissolution in the mouth, and our own investigations have now shown that it turns out to be rather hard and annoying when it is sucked on.
  • a disadvantage of using the capsule described in US Pat. No. 5,300,305 for an immediate strong aroma impression is accordingly in particular the negative mouthfeel which is caused by the slowly dissolving shell residues in the mouth.
  • the aroma content in the capsule is limited to 25% and the realization of a strong aroma impact is therefore not possible.
  • US 4,935,243 describes a soft gelatin capsule, the shell of which quickly disintegrates when chewed.
  • the shell consists of water (15-30%), plasticizer (17.5-35%) and a small proportion of hydrolyzed starch (5-25%).
  • Exemplary embodiments show coating solutions, the dry matter content of which is approximately 75%.
  • WO 96/29986 describes seamless capsules with a diameter of 2-9 mm, which contain a pharmaceutical active ingredient against cough.
  • the capsule shells are 30 ⁇ m - 500 ⁇ m thick and should dissolve within 3.5 - 5 minutes.
  • the capsule shells contain at least 10% water. A ratio of shell thickness to capsule diameter is not specified.
  • a disadvantage of the capsules according to WO 96/29986 is, in particular, the stated low dissolution rate of the casing.
  • US 5620707 describes seamless spherical capsules with a diameter of 2-15 mm and a shell thickness of 30 ⁇ m-2000 ⁇ m for use in drinks which contain flavor, acesulfame and another sweetener in certain proportions in the core.
  • the exemplary embodiments show that the casing contains more than 10% water and that sorbitol is used in the casing in amounts of more than 15%.
  • a formulation without plasticizers is also mentioned.
  • the problems and requirements specified above should be at least partially, but preferably all, solved or taken into account.
  • a manufacturing process for the capsules that is practical on an industrial scale should be specified.
  • a special (partial) object of the present invention was to provide a spherical seamless capsule with a shell that is only 20-200 ⁇ m thick, a diameter in the range of 4-8 mm and a ratio of shell thickness to capsule diameter in the range of 0.004-0. 04 to be specified, the shell of which is still moist during manufacture before drying, remains dimensionally stable even at temperatures of 40 ° C - 60 ° C. In this way, both a higher drying speed (through possible application of higher drying temperatures) and an improved storage and transportability should be realized.
  • a spherical capsule with a liquid core and a seamless, solid shell surrounding this core is specified to achieve the object (s), the diameter of the capsule being in the range 4-8 mm, the thickness of the shell being in the range of 20 200 ⁇ m, the ratio of the shell thickness to the capsule diameter is in the range of 0.004-0.04 mm, the shell contains 70-90% by weight of gelatin and 10-30% by weight of plasticizer, based on the dry mass of the shell, and the core contains an aroma content in the range of 1 to 100% by weight, based on the total mass of the core.
  • the capsule can be produced by a multi-component nozzle process; it is suitable for direct consumption without further processing and can be sucked or chewed in the mouth without the casing being perceived as annoying.
  • a suitable drying process without release agent
  • the capsule shell is shiny and transparent.
  • a capsule is referred to as a spherical capsule if the ratio between the largest and the smallest diameter of the capsule is not more than 1.2.
  • the arithmetic mean of the largest and the smallest diameter of the capsule is referred to below as the diameter of a capsule according to the invention.
  • the thickness of the shell is in the range of 50-150 ⁇ m and the ratio of the shell thickness to the capsule diameter is in the range of 0.01 - 0.03. It is most advantageous if the diameter of the capsule is in the range of 4.5 - 5.5 mm, the thickness of the Shell in the range of 50 - 90 microns and the ratio of shell thickness to capsule diameter is in the range of 0.01 - 0.02
  • the shell thickness should be as small as possible. With the core-shell-mass ratio remaining the same, the shell thickness increases sharply with increasing capsule diameter.
  • the capsules according to the invention have a shell thickness of only 20 ⁇ m-200 ⁇ m.
  • the ratio of shell thickness to capsule diameter is in the range of 0.004 - 0.04.
  • This information relates to the dried capsule.
  • the capsule diameter can be determined with a micrometer screw.
  • a cross-section is made of the capsule to determine the shell thickness.
  • the thickness of the shell can be determined using a microscope with image evaluation. For this purpose, the thickness of the capsule shell is measured at several points and the mathematical mean value for the shell thickness is determined.
  • composition of the casing chosen according to the invention see below, high process and transport stability, sufficient elasticity, good biting ability and a sufficiently high dissolving power in the mouth are guaranteed.
  • Viscosity of the coating mixture / gelling point When a capsule according to the invention is shaped using a multi-component nozzle process, the viscosity and the gelling behavior of the curable coating mixture must be given particular attention. A viscosity that is too low or a gelation point that is too low will prevent a sufficiently firm capsule shell when wet. Corresponding capsules would be mechanically destroyed by further process steps such as centrifugation. On the other hand, too high a viscosity and a too high gelling point prevent correct capsule formation and also cause undesired strong satellite formation.
  • the viscosity of preferred coating mixtures for the production of capsules according to the invention was determined using a CVO 120 rheometer (Bohlin Instruments GmbH, Pforzheim).
  • a plate-plate system with a plate diameter of 50 mm served as the measuring system. It was measured in rotation. The shear rate was 50 s "1 , the gap was set to 500 ⁇ m. It was measured isothermally, the temperature was 80 ° C.
  • Preferred coating mixtures have a viscosity at 80 ° C. in the range from 30 mPas to 300 mPas, preferably from 40 mPas to 150 mPas, particularly preferably from 50 mPas to 90 mPas.
  • the gelling point of preferred coating mixtures for the production of capsules according to the invention was also determined using a CVO 120 rheometer (Bohlin Instruments GmbH, Pforzheim).
  • a plate-plate system with a plate diameter of 50 mm served as the measuring system. It was measured in oscillation. The frequency was constant 1 Hz, the gap was set to 500 ⁇ m, the temperature was reduced from 80 ° C to 10 ° C with a gradient of 5 ° C / min.
  • the temperature at which the viscosity or storage modulus G 'is equal to the elasticity or loss modulus G was read as the gelation point, the sol / gel transition point (Thomas Mezger, Das Rheologie Handbuch, 2000).
  • the gelling points of preferred coating mixtures according to the invention are between 15 ° C. and 60 ° C., preferably between 20 ° C. and 40 ° C., particularly preferably between 25 ° C. and 35 ° C.
  • Gelatin
  • the shell of the capsules according to the invention contains gelatin and plasticizer.
  • the quality and quantity of the gelatin and the plasticizer have an effect on the solubility kinetics of the shell in the mouth.
  • aqueous solutions with 10-40% by weight, preferably 15-30% by weight, particularly preferably 18-25% by weight gelatin are preferably used for the shell.
  • the gelatin used in capsules according to the invention is obtained in many cases by partial hydrolysis of collagen-containing material from animals, such as pigs, cattle, fish and poultry.
  • Type A gelatin is mostly obtained from pig or fish skins by acid digestion
  • type B gelatin is mostly obtained from bovine bones and skins by alkaline digestion.
  • bloom is used to indicate the gelatin strength of gelatin.
  • a stamp of a Bloom gelometer or texture analyzer with a diameter of 12.7 mm (0.5 inch) is pressed 4 mm deep into a 6.67% gelatin gel, which is used for 18 hours before measurement at 10 ° C was aged.
  • the information is given in "Bloom", corresponding to the weight in grams that is on the stamp to achieve the depth of impression, (see Schormüller, Handbuch der Anlagenmie, Volume III, 1968 and British Standard Method for Sampling and Testing Gelatine (BS757; 1975 )).
  • a gelatin with a bloom value of over 200 is preferably used, and preferably a type A gelatin. Sufficient stability of the casing during capsule manufacture and during transport is thus made possible despite the small thickness of the capsule casing.
  • gelatin qualities which are obtained from beef, poultry or fish, are suitable for the production of the capsule according to the invention.
  • viscosity and the gelling behavior are set correctly. Both qualities from cold water fish and qualities from warm water fish can be used as fish gelatine. Mixtures of different qualities of gelatin can also be used. Details can be found in the examples.
  • Hydrolyzed 0-bloom gelatin has no gelling power and is easily soluble in water at 20 ° C.
  • the polypeptide chains in this 0 bloom gelatin are degraded to a great extent by acid or enzymatic hydrolysis. It is therefore not used to form capsule shells, but only z. B. used as a nutrient (protein source), as an emulsifier, or for clarifying wine.
  • the proportion of the hydrolyzed 0- bloom gelatin is preferably in the range from 0.5 to 90% by weight, based on the dry weight of the casing.
  • the gel point of the mixtures is largely determined by the gel point of the high bloom gelatin portion (see the attached table "Gel points").
  • the flexibility of a film made from a coating mixture is surprisingly high if the mixture comprises 0-blooming gelatin (see the attached table "Gelier anyway").
  • the protein composition is presumably important for the lower gelation points for fish gelatin qualities.
  • the proportions of the amino acids proline and hydroxyproline are significantly lower in fish gelatins, especially in cold water fish gelatins compared to pig, beef and poultry gelatin.
  • Hydroxyproline and proline play an important role in the cross-linking of the protein helices with each other.
  • the helices are likely to unfold in water, water can be stored and the solubility increases.
  • the temperature at which this unfolding takes place depends on the hydroxyproline and proline content. The lower the content, the lower the temperature at which the gelatin goes into solution.
  • a low gelling temperature and a low solubility temperature are advantageous for good solubility in the mouth.
  • Capsule shells are often not sufficient for a further course of the process.
  • the capsules are often too mechanically unstable.
  • the admixing of such a gelatin as a rapidly soluble filler to a high-bloom gelatin, which is supposed to form a process-stable framework solves the particular technical problem.
  • Mixtures of fish gelatins with bloom values below 200 and highly blooming pork, beef or poultry gelatins with bloom values over 200 have proven to be advantageous.
  • Preference is given to fish gelatin (below 200 bloom) of 0.5-50% by weight, based on the dry weight of the casing.
  • Gelatin qualities from cold water fish are particularly preferred.
  • the gel point of the mixtures is largely determined by the gel point of the high bloom gelatin portion (see the attached table "Gel points").
  • plasticizers such as sorbitol, glycerol, propylene glycol, lactitol, hydrogenated starch hydrolysates and trehalose can be used as plasticizers.
  • Plasticizer levels improve the consumption properties of a capsule by reducing the hardness of the capsule shell and improving the solubility in the mouth. Plasticizers also promote the flexibility of the casing and thus the stability during capsule drying and during transport.
  • Preferred plasticizer proportions for the capsules according to the invention are not more than 30% by weight, based on the total dry mass of the casing. Higher amounts of plasticizers make it difficult to dry the capsules and also require packaging that excludes the humidity.
  • Plasticizers with a proportion of 10 to 30% by weight, particularly preferably 15 to 20% by weight in the casing, based on the dry mass of the casing, are preferably used.
  • the plasticizer preferably comprises one or more polyols, preferably selected from the group consisting of '' Glycerin, propylene glycol, sorbitol and maltitol. Glycerin is preferred as a plasticizer.
  • plasticizers above 30% by weight make the capsules of the invention more difficult to dry and often make it necessary to use anticaking agents such as silica.
  • anticaking agents such as silica.
  • the capsules according to the invention should generally have a transparent, glossy shell for optical reasons, the use of silica is not desired.
  • the proportion of plasticizer below 10% by weight makes the capsule shell of a capsule according to the invention increasingly brittle
  • the shell of a capsule according to the invention can contain sweeteners such as, for example, sucralose, aspartame, acesulfame K, sodium saccharin, thaumatin, neohesperidin, or mixtures thereof, and water-soluble food colors.
  • sweeteners such as, for example, sucralose, aspartame, acesulfame K, sodium saccharin, thaumatin, neohesperidin, or mixtures thereof, and water-soluble food colors.
  • the capsules are dried during the manufacturing process. A certain amount of water remains bound in the gelatin network. Depending on the ambient humidity, a water content in the capsule shell will be balanced.
  • the equilibrium moisture content of typical capsules according to the invention is at 20 ° C. and 50% relative atmospheric humidity in the range of about 8-10% by weight of water, based on the total mass of the capsule shell. Hydrocolloids / Gellan Gum:
  • the hydrocolloid gellan gum can advantageously be used as an admixture to the gelatin of a shell material mixture for producing a capsule according to the invention.
  • Gellan Gum is a gel-forming polysaccharide that is produced with the help of microorganisms by fermentation
  • JP 4027352 (Fuji) describes soft gelatin capsules which are produced by the Rotary Die process and which only dissolve in the intestinal tract.
  • the change in the solubility of the shell is brought about by the addition of hydrocolloids which form a gel with calcium ions, such as, for example, gellan gum.
  • the disadvantage here is the addition of calcium ions to the coating solution. It is not possible to produce seamless capsules using the multi-component nozzle method, since the viscosity and the gelling point of the coating solution are too high due to the calcium ions.
  • JP 1037259 (San Ei) describes gelatin capsules with a gellan gum content in the casing to achieve an improved casing strength. This contains 0.08% - 2.4% gellan gum based on the sum of the amount of gellan gum and gelatin in the casing. The dry mass of the casing is at least 50%. Due to the resulting high viscosity, this formulation is not for a multi-component nozzle process for the production of seamless Capsules suitable.
  • JP 63170310 (San Ei) describes capsules with shells made of gellan gum and other hydrocolloids, inter alia. Gelatin.
  • the proportion of gellan gum in the total mass of the hydrocolloids is in the range from 50 to 80% by weight. The aim is to achieve the highest possible setting temperature and setting speed.
  • US 2002/0024678 A1 describes gelatin compositions for two-part capsules, wherein Gellan Gum can be used as part of a setting system.
  • the two-part capsules described in the examples are hard capsules with a resolving power that would not be acceptable for the purposes of the present invention.
  • a disadvantage of the configurations given above is that they are not matched to the process for producing seamless soft gelatin capsules by the multi-component nozzle process. If the multi-component nozzle method with a submerged nozzle is to be used to produce a capsule according to the invention, when using Gellan gum in the shell material it is essential to make the correct selection of the Gellan gum type and the Gellan gum quantity so that the shell does not already solidify. before capsule formation is complete. In addition, the viscosity of the coating solution must not be too high.
  • Gellan gum is advantageously added to the coating mixture to produce a capsule according to the invention in order to achieve increased temperature stability; as a result, the softening temperature of the casing increases significantly and the gelation temperature of the mixture is also significantly increased.
  • the gelling temperature should not be above 50 ° C and the viscosity of the coating solution at 80 ° C should not be above 300 mPas, otherwise capsule formation is difficult or unavailable. Therefore, Gellan Gum type and amount must be specifically selected. There are high and low acylated Gellan Gum grades.
  • a low acylated gellan gum preferably the quality KELCOGEL F from Kelco, a division of Merck & Co, is preferably used to produce capsules according to the invention.
  • KELCOGEL F from Kelco, a division of Merck & Co
  • gelatin makes up> 15% by weight, based on the total mass of the coating solution, of the main proportion of the total mass of hydrocolloids used.
  • Gellan gum is also used in a proportion of at most 0.6% by weight, preferably in a range between 0.2 and 0.5% by weight.
  • gellan gum in the shell of a capsule according to the invention leads to the formation of a solid network which, as a rule, does not dissolve in the moist state even at 40-60 ° C. As a strengthening element, this network should only make up a comparatively small proportion of the shell.
  • the proportions of uncrosslinked gelatin and other ingredients such as plasticizers, on the other hand, should dissolve particularly quickly in the mouth.
  • Capsules according to the invention which contain gellan gum in a range of 0.4-3% by weight, preferably 0.8-2% by weight, based on the dry mass of the casing, are preferred. With proportions of 70-90% by weight of gelatin, based on the dry mass of the casing, there is a preferred mass ratio of gellan gum to gelatin in the range from 1:23 to 1: 230, preferably from 1:35 to 1:115.
  • the gelatin portion can in particular also contain portions of 0-blooming gelatin and / or low-blooming fish gelatin (see above).
  • the core liquid is hydrophobic and is able to form a two-phase system with aqueous solutions.
  • the mixture is preferably a clear solution at room temperature and preferably also at 10.degree. C.
  • synthetic and natural flavorings and their mixtures and also oleoresins or extracts from plants, leaves, flowers, fruits and the like, and combinations thereof are suitable.
  • Aroma content in the liquid core :
  • the proportion of aroma in the core liquid depends in particular on the capsule size and the aroma intensity and, according to the invention, ranges from 1 to 100%, based on the total mass of the liquid core.
  • an aroma content in the liquid core is preferably in the range from 5 to 90% by weight, preferably 30 to 80% by weight, based on the total mass of the liquid core.
  • Sweeteners can also be added to the core liquid of a capsule according to the invention, if appropriate using solubilizers. Since the core fluid is intended to come into direct contact with the teeth in the mouth, it is advantageous if the core fluid does not have a pH-lowering effect. Otherwise damage to the enamel could not be ruled out.
  • thaumatin, neohesperidin and miraculin are particularly suitable as sweeteners in the core fluid and do not adversely affect the pH.
  • Thaumatin is particularly preferred for reasons of solubility.
  • sweeteners that are generally suitable for use, such as, for example, saccharic acid or acesulfame K, lower the pH of the water phase and should therefore not be used in larger concentrations if the pH development in the mouth is to remain tolerable.
  • Oils in the liquid core are Oils in the liquid core:
  • Fractionated coconut oils which mainly contain fatty acid residues C6-C8, are particularly suitable as oils for diluting the aromas used. These oils are characterized by their neutral taste and good oxidation stability.
  • Coloring substances, vitamins and / or plant extracts can be added to the core fluid.
  • Capsules according to the invention preferably have a hardness of 1000-4000 g. Capsules are preferred which, e.g. with a diameter of 5 mm, a hardness of 1500 - 3500 g.
  • Harder capsules usually cause an uncomfortable mouthfeel, softer capsules cause difficulties in transportation because they are not mechanically stable.
  • the hardness of the capsules is determined using a texture analyzer, for example a TA-XT2i from Stable Micro Systems.
  • a stamp with a diameter of 2 mm is lowered onto a capsule at a constant feed rate of 0.5 mm / sec until the shell of this capsule breaks.
  • the hardness of the capsule is the weight in g that rests on the capsule at the break point. See the examples for the hardness of capsules according to the invention.
  • the shell of preferred capsules according to the invention dissolves in the mouth in less than 60 seconds, preferably in less than 45 seconds.
  • the dissolution rate can be determined by sensors, taking into account the mechanical effects when moving the capsule in the mouth.
  • Capsules according to the invention are spherical (spherical). Capsules according to the invention can be produced using the multi-component nozzle method.
  • the ratio between the largest and the smallest diameter of a spherical capsule according to the invention is not more than 1.2, preferably not more than 1.1. With a larger ratio, the shell thickness becomes uneven and the capsule mechanically unstable.
  • the shell of a capsule according to the invention is preferably transparent and shiny; Therefore, the use of release agents for drying or packaging after drying should be avoided.
  • any additives to the shell mixture which cloud the shell should also be avoided, even if the additives have other positive properties and would, for example, have a positive effect on the solubility of the shell in the mouth, such as celluloses.
  • Examples 1 - 29 The ingredients for the coating mixture given in the attached table "Examples 1 - 29" are combined and heated in a water bath at 80 ° C. until a clear, essentially air-bubble-free solution has formed. Solutions with a dry matter content of 20-40% by weight are preferred. used.
  • the core fluid is provided at 10 - 20 ° C.
  • Shell liquid and core liquid are fed to a concentric two-fluid nozzle via a pump system.
  • the line for the enveloping liquid is kept at 60 - 80 ° C.
  • the concentric two-substance nozzle is immersed in a liquid bath filled with vegetable oil. The temperature of this oil bath is approx. 14 ° C.
  • the liquid jet emerging from the nozzle into the oil bath decays, supported by additional vibration excitation of the liquid, to form individual drops, which are seamless capsules made of core and shell.
  • the still wet capsules are separated from the adhering oil by centrifugation and then dried under constant agitation in a dry air stream.
  • Conventional fluid bed dryers or drum dryers can be used.
  • a prerequisite for good drying success is that the capsules can be kept in motion by rotation or by air turbulence.
  • it is advisable to use a flow aid is not desirable in most cases.
  • a transparent and glossy shell is in fact achieved if the composition of the shell mixture is chosen so that a flow aid such as silica can be dispensed with during drying and the capsules do not stick together
  • Gellan Gum can be purchased from Kelco, a division of Merck & Co. can be obtained under the trade name KELCOGEL F.
  • the coating mixture should be heated to 80 ° C until a clear solution is obtained. Cooling of the liquid surface should be avoided.

Abstract

Beschrieben wird eine sphärische Kapsel mit einem flüssigen Kern und einer diesen Kern umgebenden nahtlosen, festen Hülle, wobei: der Durchmesser der Kapsel im Bereich von 4 - 8 mm liegt; die Dicke der Hülle im Bereich von 20 - 200 µm liegt; das Verhältnis von Hülldicke zu Kapseldurchmesser im Bereich von 0,004 - 0,04 liegt; die Hülle 70 - 90 Gew.-% Gelatine und 10 - 30 Gew.-% Weichmacher enthält, bezogen auf die Trockenmasse der Hülle, und der Kern einen Aromaanteil im Bereich von 1 - 100 Gew.-% enthält, bezogen auf die Gesamtmasse des Kerns.

Description

Nahtlose gefüllte Kapseln
Die vorliegende Erfindung betrifft sphärische Kapseln mit einem flüssigen Kern und einer diesen Kern umgebenden nahtlosen, festen Hülle; der Kern umfasst dabei einen Aromaanteil und die Hülle umfasst Gelatine. Die Erfindung betrifft auch Verfahren zur Herstellung solcher Kapseln sowie aushärtbare Hüllmischungen (Hüllformulierungen) zur Verwendung bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Kapseln. Die erfindungsgemäßen Kapseln zeichnen sich dadurch aus, dass sie ohne weitere Verarbeitung zum Direktverzehr geeignet sind und im Mund gelutscht oder zerkaut werden können, ohne dass die Hülle dabei als störend empfunden wird.
Zur Erzielung von Geschmackseindrücken werden in Lebensmitteln Aromen eingesetzt. Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind unter einem Aroma ein einzelner Stoff (Aromastoff) oder eine Mischung aus Stoffen (Aromastoffen) zu verstehen, der bzw. die organoleptische Eigenschaften besitzen. Zu diesen organoleptischen Eigenschaften zählen die Eigenschaft, einer Mischung einen bestimmten Geruch oder Geschmack zu verleihen, und die Eigenschaft, bestimmte, Reize hervorzurufen, die über den Trigeminusnerv geleitet und so wahrgenommen werden.
Öle, wie beispielsweise Pflanzenöle und andere Triglyceride, die als Lösungsmittel für das Aroma verwendet werden, und die selbst geruchs- und geschmacksneutral sind, werden nachfolgend nicht als Aromastoffe betrachtet.
Sollen von einem Konsumenten Aromen portionsweise in Form einer Flüssigkeit aufgenommen werden, dann bietet sich die Verwendung einer Kapsel an, bei der ein Kern aus einer aromahaltigen Flüssigkeitsmenge von einer festen Hülle umgeben ist. Hierbei sind insbesondere folgende Probleme und Anforderungen zu beachten:
1. Für eine optimale organoleptischen Wahrnehmung muss die Freisetzung des aromahaltigen, flüssigen Kerns bereits im Mund erfolgen. Sinnvollerweise sollte die Kapsel inklusive der Hülle verzehrfähig sein, da eine Trennung von Hülle und Flüssigkern nach Aufnahme der Kapsel in den Mund problematisch ist.
2. Das Erreichen eines angenehmen Mundgefühls beim Verzehr von Gelatinekapseln ist eine technologische Herausforderung. Insbesondere wird es bislang als nachteilig empfunden, dass die meisten Hüllen von im Handel erhältlichen verzehrfertigen Kapseln im Mund als unangenehmer gummiartiger, zäher Rückstand wahrnehmbar sind. Insbesondere bei großen gefüllten Kapseln (Durchmesser >4 mm) werden entsprechende Wahrnehmungen gemacht und als besonders negativ empfunden.
3. Beim Verzehr sollte eine Kapselhülle im Mund vorzugsweise (a) haptisch nicht störend wirken, (b) sich gut zerbeißen lassen und (c) sich schnell auflösen. Die freizusetzende bzw. freigesetzte aromahaltige Kernflüssigkeit soll einen sensorischen Effekt mit starkem Impakt im Mund hervorrufen. 4. Gleichzeitig sollte sich die Kapsel gut handhaben lassen, d.h. eine gewisse Mindestgröße aufweisen; bei sphärischen Kapseln wird in vielen Fällen ein Durchmesser >4 mm bevorzugt.
5. Außerdem sollte die Kapsel zur einfachen Handhabung bei Transport, Lagerung und Gebrauch eine ausreichende Temperaturstabilität besitzen. Wünschenswert ist hierzu, daß die Kapseln auch bei Temperaturen über 30°C nicht verkleben.
Sphärische Kapseln mit einem flüssigen Kern und einer diesen Kern umgebenden festen Hülle sind bekannt, und Kapseln mit einem Durchmesser von mehr als 4 mm können beispielsweise über das Rotary Die Verfahren oder bei den besonders interessanten Kapseln mit nahtloser Hülle über ein Tropfverfahren mit Mehrstoffdüse hergestellt werden (vgl. Bauer, Frömming, Führer; Pharmazeutische Technologie; 1997). Dieses Verfahren wird nachfolgend auch als Mehrstoffdüsen-Verfahren bezeichnet. Bezugnahmen auf das Mehrstoffdüsen-Verfahren sind dabei (soweit sich aus dem Zusammenhang nichts anderes ergibt) auch als Bezugnahmen auf eine Vielzahl verwandter Verfahren zur Herstellung nahtloser Kapseln zu verstehen.
Im Rotary Die Verfahren werden Kapseln mit einer Naht in der Hülle über ein Stanzverfahren mit rotierenden Formwalzen erzeugt, bei dem die Kapselwand aus zwei Gelatinehälften zusammengesetzt und geformt wird, die aus einem Gelatineband ausgestanzt sind. Für die Herstellung von Weichgelatinekapseln nach dem Rotary Die Verfahren werden hohe Anforderungen an die Klimatisierung gestellt. 20 - 30% relative Luftfeuchte bei etwa 22°C müssen in allen Herstellungs- und Verpackungsräumen gewährleistet sein.
Im Mehrstoffdüsen-Verfahren werden Kapseln mit einer nahtlosen Hülle nach einem Tropfverfahren hergestellt. Hierbei werden üblicherweise ein lipophiles Kernmaterial und eine warme Gelatinelösung gleichzeitig durch eine konzentrische Mehrstoffdüse gepumpt, so dass sie in eine kalte lipophile Kühlflüssigkeit, beispielsweise Pflanzenöl, eintropfen. Die Düse kann dabei direkt in die Kühlflüssigkeit eintauchen. Beim Eintropfen nehmen die Kapseln aufgrund der Grenzflächenspannungen Kugelform (sphärische Form) an. Durch die Temperaturabsenkung bei Kontakt mit der Kühlflüssigkeit erstarrt die gelatinehaltige nahtlose Kapselhülle.
US 4,481 ,157 und US 4,251 ,195 beschreiben Verfahren und Apparate zur kontinuierlichen Herstellung von nahtlosen Kapseln nach dem Mehrstoffdüsen- Verfahren, bei dem die Düse in die Kühlflüssigkeit eintaucht.
JP 52-148635 beschreibt eine Kapsel mit einem Durchmesser von 0,5 - 4 mm für den Direktverzehr. Die Wanddicke der Kapsel beträgt 50μm - 200μm. Ein Kapseldurchmesser über 4 mm wird nicht beschrieben.
Für eine bessere Handhabung und Portionierung beim Direktverzehr und einen starken Aromaimpakt durch eine einzige Kapsel im Mund ist allerdings ein Kapseldurchmesser von 4 mm und mehr erforderlich.
Je größer eine Kapsel ist, desto schwieriger ist es jedoch, eine dünne, stabile Hülle zu realisieren, da die Stabilität der Kapsel beim Trocknen und beim Transport mit ansteigendem Verhältnis Kapseldurchmesser/Hülldicke stark absinkt. Außerdem ist die Zentrierung des Kerns und das gleichmäßige Umschließen des Kerns durch eine Hülle bei großen Kapseln äußerst problematisch.
US 5,939,097 beschreibt ein Lebensmittel, das Kapseln enthält, die wiederum einen pharmazeutischen Wirkstoff enthalten, wobei das Verhältnis von Hülldicke zu Kapseldurchmesser 0,01 - 0,05 beträgt, bei Kapseldurchmessem von 0,5 - 5 mm. Die Kapseln sind dazu bestimmt, in das Lebensmittel eingearbeitet zu werden und sollen mit diesem ganz verschluckt werden. Die Kapsel soll erst im Magen-Darm Trakt den Kern freigeben. Die Kapselhülle enthält Gelatine oder Agar. Weitere Angaben zur Zusammensetzung der Hülle werden nicht gemacht, Weichmacher werden nicht genannt. US 5,300,305 beschreibt nahtlose Kapseln mit einem Durchmesser von 2 - 9 mm, die zum Direktverzehr geeignet sind und zur Atemgeruchskontrolle eingesetzt werden. Aktive Substanzen zur Atemgeruchskontrolle sind dabei aus Löslichkeitsgründen in die Hülle der Kapseln eingearbeitet. Die Kapseln sollen eine längere Zeit im Mund verbleiben, damit sich die den Atemgeruch beeinflussende aktive Substanz aus der Hülle lösen und im Mund einen lang anhaltenden Effekt hervorrufen kann. Die Hülldicke liegt im Bereich von 30μm bis 2 mm. Ausführungsbeispiele zeigen Hüllanteile von nicht unter 13 Gew.% und nur geringe Weichmacheranteile (Sorbitol < 10 % bezogen auf die Hülle). Die Kapsel enthält im Kern bis zu 25 Gew.-% Aroma, bezogen auf die Gesamtmasse der Kapsel. Hergestellt werden die Kapseln beispielsweise durch einen Mehrstoffdüsen- Prozess.
Die Kapselhülle ist ersichtlich auf eine langsame Auflösung im Mund hin entwickelt worden, und eigene Untersuchungen haben nun gezeigt, dass sie sich im Anlutschen als eher hart und störend erweist. Nachteilig bei Verwendung der in der US 5,300,305 beschriebenen Kapsel für einen sofortigen starken Aromaeindruck ist dementsprechend insbesondere das negative Mundgefühl, das durch die sich nur langsam auflösenden Hüllreste im Mund hervorgerufen wird. Außerdem ist, wie erwähnt, der Aromagehalt in der Kapsel auf 25 % beschränkt und die Realisierung eines starken Aromaimpakts deshalb nicht möglich.
US 4,935,243 beschreibt eine Weichgelatinekapsel, deren Hülle beim Kauen schnell zerfällt. Die Hülle besteht aus Wasser (15 - 30%), Weichmacher (17,5 - 35 %) und einem geringen Anteil hydrierter hydrolysierter Stärke (5 - 25%). Ausführungsbeispiele zeigen Hülllösungen, deren Trockenmassenanteil bei etwa 75 % liegt.
Als nachteilig wird insbesondere empfunden, dass die Hüllformulierungen der US 4,935,243 aufgrund der hohen Trockenmasse und der dadurch bedingten hohen Viskosität nur für ein Rotary Die Verfahren und nicht für ein Tropfverfahren geeignet sind, d.h. zur Herstellung von Kapseln mit Naht, nicht aber zur Herstellung von nahtlosen Kapseln nach beispielsweise dem Mehrstoffdüsen- Verfahren.
WO 96/29986 beschreibt nahtlose Kapseln mit einem Durchmesser von 2 - 9 mm, die einen pharmazeutischen Wirkstoff gegen Husten enthalten. Die Kapselhüllen sind 30 μm - 500 μm dick und sollen sich innerhalb von 3,5 - 5 Minuten auflösen. Die Kapselhüllen enthalten mindestens 10% Wasser. Ein Verhältnis von Hülldicke zu Kapseldurchmesser wird nicht angegeben.
Nachteilig ist bei den Kapseln gemäß WO 96/29986 insbesondere die angegebene geringe Auflösegeschwindigkeit der Hülle.
US 5620707 beschreibt nahtlose sphärische Kapseln mit einem Durchmesser von 2 - 15 mm und einer Hülldicke von 30μm - 2000 μm für die Anwendung in Getränken, die Aroma, Acesulfam und einen weiteren Süßstoff in bestimmten Verhältnissen im Kern enthalten. Den Ausführungsbeispielen ist zu entnehmen, daß die Hülle über 10% Wasser enthält und als Weichmacher Sorbitol in Mengen über 15 % in der Hülle verwendet wird. Eine Formulierung ganz ohne Weichmacher ist ebenfalls genannt.
Es war eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, sphärische Kapseln der eingangs genannten Art anzugeben, die ohne weitere Verarbeitung zum Direktverzehr geeignet sind und im Mund gelutscht, oder zerkaut werden können, ohne dass dabei die Hülle als störend empfunden wird. Die vorstehend angegebenen Probleme und Anforderungen sollten dabei zumindest teilweise, vorzugsweise aber sämtlich gelöst bzw. berücksichtigt sein. Zudem sollte ein in großtechnischem Maßstab praktikables Herstellverfahren für die Kapseln angegeben werden. Zudem sollte auf eine Trocknung in Gegenwart von Trennmitteln verzichtet werden können, die üblicherweise eine nachteilige Trübung der Kapselhülle mit sich bringt. Eine spezielle (Teil-)Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine sphärische nahtlose Kapsel mit einer nur 20 - 200 μm dicken Hülle, einem Durchmesser im Bereich von 4 - 8 mm und einem Verhältnis von Hülldicke zu Kapseldurchmesser im Bereich von 0,004 - 0,04 anzugeben, deren während der Herstellung vor der Trocknung noch feuchte Hülle auch bei Temperaturen von 40°C - 60°C noch formstabil bleibt. Hierdurch sollte sowohl eine höhere Trocknungsgeschwindigkeit (durch mögliche . Anwendung höherer Trocknungstemperaturen) als auch eine verbesserte Lagerungs- und Transportfähigkeit realisiert werden.
Erfindungsgemäß wird zur Lösung der gestellten Aufgabe(n) eine sphärische Kapsel mit einem flüssigen Kern und einer diesen Kern umgebenden nahtlosen, festen Hülle angegeben, wobei der Durchmesser der Kapsel im Bereich von 4 - 8 mm liegt, die Dicke der Hülle im Bereich von 20 - 200 μm liegt, das Verhältnis von Hülldicke zu Kapseldurchmesser im Bereich von 0,004 - 0,04 mm liegt, die Hülle 70 - 90 Gew.-% Gelatine und 10 - 30 Gew.-% Weichmacher enthält, bezogen auf die Trockenmasse der Hülle, und der Kern einen Aromaanteil im Bereich von 1 - 100 Gew.-% enthält, bezogen auf die Gesamtmasse des Kerns. Die Kapsel läßt sich nach einem Mehrstoffdüsen- Verfahren herstellen; sie ist ohne weitere Verarbeitung zum Direktverzehr geeignet und kann im Mund gelutscht oder zerkaut werden, ohne dass die Hülle dabei als störend empfunden wird. Bei Wahl eines geeigneten Trocknungsverfahrens (ohne Trennmittel) ist die Kapselhülle glänzend und transparent. Eine Kapsel wird dabei als sphärische Kapsel bezeichnet, soweit das Verhältnis zwischen dem größten und dem kleinsten Durchmesser der Kapsel nicht mehr als 1,2 beträgt. Als Durchmesser einer erfindungsgemäßen Kapsel wird nachfolgend der arithmetische Mittelwert aus dem größten und dem kleinsteh Durchmesser der Kapsel bezeichnet.
Für das organoleptische Empfinden ist es besonders vorteilhaft, wenn der Durchmesser der Kapsel im Bereich von 4,5 - 6,5 mm, die Dicke der Hülle im Bereich von 50 - 150 μm und das Verhältnis von Hülldicke zu Kapseldurchmesser im Bereich von 0,01 - 0,03 liegt. Am vorteilhaftesten ist es, wenn der Durchmesser der Kapsel im Bereich von 4,5 - 5,5 mm, die Dicke der Hülle im Bereich von 50 - 90 μm und das Verhältnis von Hülldicke zu Kapseldurchmesser im Bereich von 0,01 - 0,02 liegt
Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kapsel ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Beispielen und den Patentansprüchen.
HÜLLDICKE:
Für eine schnelle Auflösung der Hülle einer erfindungsgemäßen Kapsel im Mund sollte die Hülldicke so gering wie möglich sein. Bei gleichbleibendem Kern-Hülle- Masse-Verhältnis steigt die Hülldicke mit zunehmendem Kapseldurchmesser stark an.
Die erfindungsgemäßen Kapseln besitzen trotz großer Kapseldurchmesser von 4 - 8 mm eine Hülldicke von nur 20 μm - 200 μm. Dabei liegt das Verhältnis von Hülldicke zu Kapseldurchmesser im Bereich von 0,004 - 0,04. Diese Angaben beziehen sich auf die getrocknete Kapsel. Der Kapseldurchmesser kann dabei mit einer Mikrometerschraube bestimmt werden. Zur Bestimmung der Hülldicke wird von der Kapsel ein Querschnitt angefertigt. Über ein Mikroskop mit Bildauswertung kann die Dicke der Hülle bestimmt werden. Es wird dazu an mehreren Stellen der Kapselhülle deren Dicke gemessen und der mathematische Mittelwert für die Hüllstärke bestimmt.
Bei erfindungsgemäß gewählter Zusammensetzung der Hülle (siehe dazu unten) sind eine hohe Prozeß- und Transportstabilität, eine ausreichende Elastizität, eine gute Zerbeißfähigkeit sowie ein ausreichend hohes Auflösevermögen im Mund gewährleistet.
ZUSAMMENSETZUNG DER HÜLLE:
Viskosität der Hüllmischung / Gelierpunkt: Bei der Ausformung einer erfindungsgemäßen Kapsel über ein Mehrstoffdüsen- Verfahren sind die Viskosität und das Gelierverhalten der aushärtbaren Hüllmischung besonders zu beachten. Eine zu niedrige Viskosität oder ein zu niedriger Gelierpunkt verhindern eine ausreichend feste Kapselhülle im nassen Zustand. Entsprechende Kapseln würden durch die weiteren Prozessschritte wie z.B. Zentrifugieren mechanisch zerstört. Eine zu hohe Viskosität und ein zu hoher Gelierpunkt verhindern andererseits eine korrekte Kapselausformung und verursachen zudem eine unerwünscht starke Satellitenbildung.
Die Viskosität bevorzugter Hüllmischungen zur Herstellung erfindungsgemäßer Kapseln wurde mit einem Rheometer CVO 120 (Fa. Bohlin Instruments GmbH, Pforzheim) bestimmt. Als Messsystem diente ein Platte-Platte-System mit einem Plattendurchmesser von 50 mm. Es wurde in Rotation gemessen. Die Scherrate betrug 50 s"1, der Spalt wurde auf 500 μm eingestellt. Es wurde isotherm gemessen, die Temperatur lag bei 80°C.
Bevorzugte Hüllmischungen besitzen bei 80°C eine Viskosität im Bereich von 30 mPas bis 300 mPas, bevorzugt von 40 mPas bis 150 mPas, besonders bevorzugt von 50 mPas bis 90 mPas.
Der Gelierpunkt bevorzugter Hüllmischungen zur Herstellung erfindungsgemäßer Kapseln wurde ebenfalls mit einem Rheometer CVO 120 (Fa. Bohlin Instruments GmbH, Pforzheim) bestimmt. Als Messsystem diente ein Platte-Platte-System mit einem Platten Durchmesser von 50 mm. Es wurde in Oszillation gemessen. Die Frequenz betrug konstant 1 Hz, der Spalt wurde auf 500 μm eingestellt, die Temperatur wurde von 80°C auf 10°C mit einem Gradienten von 5°C/min abgesenkt. Als Gelierpunkt, dem Sol/Gel Übergangspunkt, wurde die Temperatur abgelesen, bei der Viskositäts- oder Speichermodul G' gleich dem Elastizitätsoder Verlustmodul G" ist. (Thomas Mezger, Das Rheologie Handbuch, 2000).
Die Gelierpunkte bevorzugter erfindungsgemäßer Hüllmischungen liegen zwischen 15°C und 60°C, vorzugsweise zwischen 20°C und 40°C, besonders bevorzugt zwischen 25°C und 35°C. Gelatine:
Die Hülle der erfindungsgemäßen Kapseln enthält Gelatine und Weichmacher. Qualität und Menge der Gelatine und des Weichmachers haben Auswirkung auf die Löslichkeitskinetik der Hülle im Mund.
Zur Kapselausformung werden für die Hülle vorzugsweise wäßrige Lösungen mit 10 - 40 Gew.-%, bevorzugt 15 - 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 18 - 25 Gew.- % Gelatine verwendet.
Die in erfindungsgemäßen Kapseln verwendete Gelatine wird in vielen Fällen durch partielle Hydrolyse von collagenhaltigem Material von Tieren, wie beispielsweise Schweinen, Rindern, Fischen, Geflügel gewonnen. Typ A Gelatine wird durch sauren Aufschluß meist von Schweine- oder Fischhäuten gewonnen, während Typ B Gelatine durch alkalischen Aufschluß meist von Rinderknochen und -häuten gewonnen wird.
Zur Kennzeichnung der Gallertfestigkeit von Gelatine wird der Begriff Bloom verwendet. Bei der Bestimmung des Bioomwertes wird ein Stempel eines Bloom- Gelometers oder Texture Analysers von 12,7 mm (0,5 Zoll) Durchmesser 4 mm tief in ein 6,67 % iges Gelatinegel eingedrückt, das vor der Messung bei 10°C 18 Stunden gealtert wurde. Die Angabe erfolgt in „Bloom", entsprechend dem Gewicht in Gramm, das auf dem Stempel zur Erzielung der Eindrucktiefe lastet, (vgl. Schormüller, Handbuch der Lebensmittelchemie, Band III, 1968 und British Standard Method for Sampling and Testing Gelatine (BS757; 1975)).
Zur Herstellung erfindungsgemäßer Kapseln wird bevorzugt eine Gelatine mit einem Bloom-Wert von über 200, besonders bevorzugt mit einem Bloom-Wert von 240-300 eingesetzt, und zwar vorzugsweise eine Typ A Gelatine. Damit wird eine ausreichende Stabilität der Hülle während der Kapselherstellung und während des Transports trotz geringer Dicke der Kapselhülle ermöglicht.
Auch Gelatinequalitäten, die aus Rind, Geflügel oder Fisch gewonnen werden, sind für die Herstellung der erfindungsgemäßen Kapsel geeignet. Zu beachten ist dabei in jedem Fall, wie bereits erwähnt, daß die Viskosität und das Gelierverhalten richtig eingestellt werden. Als Fischgelatine können sowohl Qualitäten aus Kaltwasserfischen als auch Qualitäten aus Warmwasserfischen verwendet werden. Es können auch Mischungen verschiedener Gelatinequalitäten eingesetzt werden. Einzelheiten sind den Beispielen zu entnehmen.
Eine hohe Prozeßstabilität einer Kapsel bei gleichzeitig schneller Löslichkeit der Kapselhülle im Mund zu erreichen, ist eine besondere technische Aufgabe. Einerseits ist es nämlich für den Herstellungsprozeß der Kapsel und die Lagerung vorteilhaft, eine Hüllformulierung zu wählen, die der Kapsel eine besonders hohe mechanische Festigkeit gibt, schnell ein festes Gel bildet, das nach dem Trocknen möglichst hart ist und wenig Wasser aufnimmt. Andererseits ist es für eine gutes Mundgefühl beim Verzehr der Kapsel von Vorteil, wenn die Hülle schnell Wasser aufnimmt, weich und flexibel ist, und sich schnell löst.
Überraschend wurde gefunden, daß bei Verwendung eines Gemisches aus einer hydrolysierten Gelatine mit Bloomwert 0 und einer hochbloomigen Gelatine mit einem Bloomwert von 200 und darüber (vorzugsweise einem Bloomwert im Bereich von 240 - 300) diese besondere technische Aufgabe gelöst werden kann. Die hochbloomige Gelatine bildet dabei vermutlich ein festes Netzwerk, das für die Prozeßstabilität wichtig ist. Die hydrolysierte 0-bloomige Gelatine besetzt vermutlich Zwischenräume in diesem Netzwerk und führt im Mund zu einer schnelleren Wasseraufnahme und dadurch Löslichkeit der gesamten Hülle. Vgl. Beispiel 26 und 27 unten.
Hydrolysierte 0-bloom Gelatine besitzt keine Gelierkraft und ist in Wasser bei 20°C leicht löslich. Die Polypeptidketten sind in dieser 0 bloom Gelatine durch Säure oder enzymatische Hydrolyse sehr stark abgebaut. Sie wird daher auch bisher nicht zur Bildung von Kapselhüllen eingesetzt, sondern lediglich z. B. als Nährstoff (Proteinquelle), als Emulgator, oder auch zum Klären von Wein verwendet. Zur Lösung der besonderen technischen Aufgabe eignen sich vorzugsweise Hüll1 Mischungen aus (a) hydrolysierter 0-bloom Gelatine, die aus beliebigen Tierarten gewonnen wurde, mit (b) Gelatine, die einen Bloomwert von >200 besitzt, wobei der Anteil der hydrolysierten 0-bloom Gelatine vorzugsweise im Bereich von 0,5 - 90 Gew.-% liegt, bezogen auf die Trockenmasse der Hülle.
Der Gelierpunkt der Mischungen wird dabei maßgeblich vom Gelierpunkt des hochbloomigen Gelatineanteils bestimmt (siehe die beigefügte Tabelle „Gelierpunkte").
Die Flexibilität eines aus einer Hüll-Mischung hergestellten Films ist im übrigen überraschend hoch, wenn die Mischung 0-bloomige Gelatine umfasst (siehe die beigefügte Tabelle „Gelierpunkt").
Eine weitere Möglichkeit, die oben genannte besondere technische Aufgabe zu lösen, besteht in der Mischung von bestimmten niedrigbloomigen (Bloomwert < 200) Fischgelatinen mit hochbloomiger Gelatine (Bloomwert >200).
Je niedriger der Bloomwert einer Gelatine, desto niedriger sind im allgemeinen der Gelierpunkt, die Viskosität sowie die mechanische Stabilität des feuchten erstarrten Gels. Mischungen aus Gelatine mit niedrigem Bloomwert und mittlerem Bloomwert zur Erzielung einer verbesserten Löslichkeit der Kapselhülle im Mund sind bekannt. US 6,258,380 beschreibt derartige Hüllen. Hierbei wurde allerdings keine über den Bloomwert hinausgehende Spezifizierung der Gelatine vorgenommen.
Überraschend wurde nun gefunden, dass bei Verwendung von Fischgelatine als Gelatine-Anteil mit niedrigem Bloomwert (< 200) und gleichzeitiger Verwendung einer hochbloomigen Gelatine mit Bloomwert von 200 und darüber, eine weiter verbesserte Löslichkeit im Mund erzielt werden kann. Dies wird vermutlich durch den niedrigeren Gelierpunkt von Fischgelatinen (unter 28 °C) im Vergleich mit Schwein-, Rind-, und Geflügelgelatinen (etwa 28 - 40 °C) bewirkt. Insbesondere eignen sich Fischgelatinequalitäten mit einem Gelierpunkt < 20° C und Qualitäten, die aus Kaltwasserfischen, beispielsweise Kabeljau, hergestellt werden, da deren Gelierpunkte mit etwa 10 - 20 °C noch unter denen von Gelatinen aus Warmwasserfischen (Gelierpunkt etwa 20 - 28 °C), wie beipielsweise aus Karpfen, liegen. Zu den Kaltwasserfischen zählen hierbei alle Fischarten, die sich vorwiegend in Gewässern mit Temperaturen von 18°C und darunter aufhalten. Untersuchungen von Choi und Regenstein (Journal of Food Science Vol.65, No.2, 2000) sowie eigene Untersuchungen (siehe beigefügte Tabelle „Gelierpunkte") bestätigen die niedrigeren Gelierpunkte von Fischgelatinen gegenüber Schwein-, Rind-, Hühnergelatine bei in etwa vergleichbaren Bloomwerten.
Vermutlich ist für die bei Fischgelatinequalitäten niedrigeren Gelierpunkte die Proteinzusammensetzung von Bedeutung. Die Anteile der Aminosäuren Prolin und Hydroxyprolin sind bei Fischgelatinen, und zwar insbesondere bei Kaltwasserfischgelatinen im Vergleich zu Schweine-, Rinder-, und Geflügelgelatine, deutlich niedriger. Hydroxyprolin und Prolin spielen eine bedeutende Rolle bei der Vernetzung der Proteinhelices untereinander. In Wasser kommt es vermutlich zur Auffaltung der Helices, Wasser kann eingelagert werden, und die Löslichkeit steigt. Die Temperatur, bei der diese Auffaltung stattfindet, hängt vom Hydroxyprolin- und Prolingehalt ab. Je niedriger der Gehalt, desto niedriger die Temperatur, bei der die Gelatine in Lösung geht.
Eine niedrige Geliertemperatur und eine niedrige Löslichkeitstemperatur ist für eine gute Löslichkeit im Mund vorteilhaft.
Durch Verwendung von Fischgelatine mit einem Bloomwert von unter 200 als alleinige Gelatineart in der Hülle ist eine ausreichende Prozeßstabilität der Kapsel in der Regel nicht zu erreichen. Die Gelfestigkeit der noch feuchten
Kapselhüllen ist für einen weiteren Prozeßverlauf häufig nicht ausreichend. Die Kapseln sind häufig mechanisch zu instabil. Hingegen wird durch die Beimischung einer solchen Gelatine als schnelllöslicher Füllstoff zu einer hochbloomigen Gelatine, die ein prozeßstabiles Gerüst bilden soll, die besondere technische Aufgabe gelöst. Dabei haben sich Mischungen aus Fischgelatinen mit Bloomwerten unter 200 und hochbloomigen Schweine-, Rinder-, oder Geflügelgelatinen mit Bloomwert über 200 als vorteilhaft erwiesen. Bevorzugt sind Anteile an Fischgelatine (unter 200 bloom) von 0,5 - 50 Gew. %, , bezogen auf die Trockenmasse der Hülle. Besonders bevorzugt sind dabei Gelatinequalitäten aus Kaltwasserfischen.
Der Gelierpunkt der Mischungen wird dabei maßgeblich vom Gelierpunkt des hochbloomigen Gelatineanteils bestimmt (siehe die beigefügte Tabelle „Gelierpunkte").
Weichmacher:
Als Weichmacher können insbesondere Polyole wie beispielsweise Sorbitol, Glycerin, Propylenglykol, Lactitol, hydrierte Stärkehydrolysate, Trehalose eingesetzt werden. Weichmacheranteile verbessern die Verzehrseigenschaften einer Kapsel, indem Sie die Härte der Kapselhülle herabsetzen und die Löslichkeit im Mund verbessern. Weichmacher fördern zudem die Flexibilität der Hülle und damit die Stabilität bei der Kapseltrocknung und beim Transport.
Bevorzugte Weichmacheranteile für die erfindungsgemäßen Kapseln liegen nicht über 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamttrockenmasse der Hülle. Höhere Mengen Weichmacher erschweren die Trocknung der Kapseln und machen außerdem Verpackungen erforderlich, die die Luftfeuchtigkeit ausschließen.
Bevorzugt werden Weichmacher mit einem Anteil von 10 - 30 Gew.-%, besonders bevorzugt von 15 - 20 Gew.-% in der Hülle, bezogen auf die Trockenmasse der Hülle, eingesetzt. Bevorzugt umfasst der Weichmacher ein oder mehrere Polyole, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, die aus ' Glycerin, Propylenglykol, Sorbitol und Maltitol besteht. Glycerin wird als Weichmacher bevorzugt.
Anteile Weichmacher über 30 Gew.-% erschweren die Trocknung erfindungsgemäßer Kapseln und machen häufig die Verwendung von Anticakingmitteln wie Kieselsäure notwendig. Da die erfindungsgemäßen Kapseln aber aus optischen Gründen in der Regel eine transparente, glänzende Hülle aufweisen sollen, ist die Verwendung von Kieselsäure nicht erwünscht.
Anteile Weichmacher unter 10 Gew.-% lassen die Kapselhülle einer erfindungsgemäßen Kapsel zunehmend spröde werden
Versuche haben gezeigt, daß im Falle von Sorbitol bereits Anteile von über 15 Gew.-% in der Hülle zu Problemen bei der Kapseltrocknung führen können und dann die unerwünschte Verwendung eines Anticakingmittels notwendig machen würde.
WEITERE (OPTIONALE) BESTANDTEILE DER KAPSELHÜLLE:
Süßstoffe / Farbstoffe / Wasser:
Zusätzlich zu Gelatine und Weichmacher kann die Hülle einer erfindungsgemäßen Kapsel Süßstoffe wie beispielsweise Sucralose, Aspartam, Acesulfam K, Na-Saccharin, Thaumatin, Neohesperidin, oder Mischungen hieraus, sowie wasserlösliche Lebensmittelfarbstoffe enthalten.
Während des Herstellungsprozesses werden die Kapseln getrocknet. Eine gewisse Restmenge Wasser verbleibt hierbei gebunden im Gelatinenetzwerk. Je nach Umgebungsfeuchte wird sich ein Wassergehalt in der Kapselhülle im Gleichgewicht einstellen. Die Gleichgewichtsfeuchte typischer erfindungsgemäßer Kapseln liegt bei 20°C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit im Bereich von etwa 8 - 10 Gew.-% Wasser, bezogen auf die Gesamtmasse der Kapselhülle. Hydrokolloide / Gellan Gum:
Zugaben von Hydrokolloiden zur Gelatine beeinflussen die Löslichkeit und damit die Aufnahme von Wasser sowie die Temperaturstabilität der gebildeten Gele.
Als Beimischung zur Gelatine einer Hüllmaterialmischung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Kapsel kann insbesondere das Hydrokolloid Gellan Gum vorteilhaft verwendet werden. Gellan Gum ist ein gelbildendes Polysaccharid, das mit Hilfe von Mikroorganismen durch Fermentation hergestellt wird
US 4517216 (Merck) beschreibt bereits Mischungen aus Gelatine und Gellan Gum. Durch einen Gellan Gum Anteil von 16% - 83 % bezogen auf die Summe aus Gellan Gum- und Gelatinemenge wird eine hohe Gelstärke der Hülle durch einen synergistischen Effekt erreicht. Beschrieben ist außerdem, daß nur die deacylierten und teilweise deacylierten Formen von Gellan Gum diesen Effekt hervorrufen, nicht aber das native Gellan Gum.
JP 4027352 (Fuji) beschreibt Weichgelatinekapseln, die nach dem Rotary Die Prozeß hergestellt werden, und die sich erst im Darmtrakt auflösen. Die Veränderung der Löslichkeit der Hülle wird dabei durch die Zugabe von Hydrokolloiden, die mit Calciumionen ein Gel bilden, wie beispielsweise Gellan Gum, hervorgerufen. Nachteilig ist hierbei die Zugabe von Calciumionen zur Hülllösung. Eine Herstellung von nahtlosen Kapseln nach dem Mehrstoffdüsen- Verfahren ist mit dieser Hüllmischung nicht möglich, da durch die Calciumionen die Viskosität und der Gelierpunkt der Hülllösung zu hoch sind .
JP 1037259 (San Ei) beschreibt Gelatinekapseln mit einem Gellan Gum Anteil in der Hülle zum Erreichen einer verbesserte Hüllstärke. Dabei sind 0,08% - 2,4 % Gellan Gum bezogen auf die Summe aus Gellan Gum- und Gelatinemenge in der Hülle enthalten. Die Trockenmasse der Hülle beträgt mindestens 50 %. Aufgrund der dadurch hervorgerufenen hohen Viskosität ist diese Formulierung nicht für einen Mehrstoffdüsen- Prozeß für die Herstellung von nahtlosen Kapseln geeignet.
JP 63170310 (San Ei) beschreibt Kapseln mit Hüllen aus Gellan Gum und anderen Hydrokolloiden, u.a. Gelatine. Dabei liegt der Anteil des Gellan Gum an der Gesamtmasse der Hydrokolloide im Bereich von 50 - 80 Gew.-%. Ziel ist es, eine möglichst hohe Geliertemperatur und Geliergeschwindigkeit zu erzielen.
Die US 2002/0024678 A1 beschreibt Gelatine-Zusammensetzungen für zweiteilige Kapseln, wobei Gellan Gum als Bestandteil eines Abbindesystems (setting system) eingesetzt werden kann. Die in den Beispielen beschriebenen zweiteiligen Kapseln sind Hartkapseln mit einem Auflösevermögen, das für die Zwecke der vorliegenden Erfindung nicht akzeptabel wäre.
Nachteilig an den vorstehend wiedergegebenen Ausgestaltungen ist, daß sie nicht auf das Verfahren zur Herstellung von nahtlosen Weichgelatinekapseln nach dem Mehrstoffdüsen- Verfahren abgestimmt sind. Soll zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Kapsel das Mehrstoffdüsen- Verfahren mit eingetauchter Düse angewandt werden, ist es bei der Verwendung von Gellan Gum im Hüllmaterial essentiell, die korrekte Auswahl des Gellan Gums Typs und der Gellan Gum Menge zu treffen, damit die Hülle nicht bereits erstarrt, bevor die Kapselbildung vollständig erfolgt ist. Außerdem darf die Viskosität der Hülllösung nicht zu hoch sein.
Zur Erzielung einer erhöhten Temperaturstabilität wird der Hüllmischung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Kapsel vorteilhafterweise Gellan Gum zugegeben; hierdurch steigt die Erweichungstemperatur der Hülle deutlich an und auch die Geliertemperatur der Mischung ist deutlich erhöht. Für die Herstellung erfindungsgemäßer Kapsein nach dem Mehrstoffdüsen-Verfahren - mit eingetauchter Düse sollte die Geliertemperatur nicht über 50°C und die Viskosität der Hüllösung bei 80°C nicht über 300 mPas liegen, andernfalls ist eine Kapselbildung erschwert oder nicht erreichbar. Daher müssen Gellan Gum -Art und -Menge besonders gezielt ausgewählt werden. Es gibt hoch- und niedrig acylierte Gellan Gum Qualitäten. Zur Herstellung erfindungsgemäßer Kapseln wird vorzugsweise ein niedrig acyliertes Gellan Gum, bevorzugt die Qualität KELCOGEL F von Kelco, einer Division von Merck & Co, eingesetzt. Mit niedrig acylierten Gellan Gum Qualitäten können harte, transparente Gele erzielt werden.
Mit einer hoch acylierten Gellan Gum Qualität, wie beispielsweise KELCOGEL LT100 von Kelco, ist die Herstellung erfindungsgemäße Kapseln im Mehrstoffdüsen-Prozeß problematisch, da sich bei der Kapselausformung die Kapseln aufgrund einer hoher Elastizität der Hülle nicht störungsfrei von der , koaxialen Düse ablösen. Außerdem werden unerwünscht trübe und sehr hochelastische weiche Gele erzeugt.
In einer bevorzugten wäßrigen Hüllmischung (Hülllösung) zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Kapsel macht Gelatine mit > 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Hüllösung, den Hauptanteil an der Gesamtmasse eingesetzter Hydrokolloide aus. Gellan Gum wird daneben mit einem Anteil von maximal 0,6 Gew.-%, vorzugsweise einem Anteil im Bereich zwischen 0,2 und 0,5 Gew.-% eingesetzt.
Höhere Anteile an Gellan Gum setzen die Viskosität der Hülllösung bei der Kapselausformung stark herauf und die Löslichkeit der getrockneten Kapselhülle im Mund stark herab, was nicht erwünscht ist.
Geringere Anteile an Gellan Gum sind für eine verbesserte Temperaturstabilität der getrockneten Kapsel nicht mehr sonderlich wirksam.
Die Anwesenheit von Gellan Gum führt in der Hülle einer erfindungsgemäßen Kapsel zur Bildung eines festen Netzwerkes, das sich im feuchten Zustand auch bei 40 - 60°C in der Regel nicht löst. Dieses Netzwerk soll als festigendes Element nur einen vergleichsweise geringen Anteil der Hülle ausmachen. Die Anteile unvemetzter Gelatine und weiterer Zutaten wie beispielsweise Weichmacher, sollen sich hingegen im Mund besonders schnell lösen. Bevorzugt sind erfindungsgemäße Kapseln, die Gellan Gum in einem Bereich von 0,4 - 3 Gew.-%, bevorzugt von 0,8 - 2 Gew.-% enthalten, bezogen auf die Trockenmasse der Hülle. Bei Anteilen von 70 - 90 Gew.-% Gelatine, bezogen auf die Trockenmasse der Hülle, ergibt sich ein bevorzugtes Massenverhältnis von Gellan Gum zu Gelatine im Bereich von 1 : 23 bis 1 : 230, bevorzugt von 1 : 35 bis 1 : 115.
Der Gelatineanteil kann dabei insbesondere auch Anteile 0-bloomiger Gelatine und/oder niedrigbloomiger Fischgelatine enthalten (siehe dazu oben).
KERNFLÜSSIGKEIT:
Bei Herstellung einer erfindungsgemäßen Kapsel nach dem Mehrstoffdüsen- Verfahren ist die Kernflüssigkeit hydrophob und in der Lage, mit wäßrigen Lösungen ein Zweiphasensystem zu bilden.
Beim Verzehr der erfindungsgemäßen großen Kapseln (Kapseldurchmesser im Bereich von 4 - 8 mm, Dicke der Hülle im Bereich von 20 - 200 μm) gelangt eine relativ große Flüssigkeitsmenge direkt in den Mund. Dabei soll ein möglichst starker sofortiger Aromaeindruck hervorgerufen werden.
Bevorzugt werden deshalb für die Kernflüssigkeit Mischungen aus Aromen mit Pflanzenölen oder Triglyceriden eingesetzt. Die Mischung stellt vorzugsweise bei Raumtemperatur und bevorzugt auch noch bei 10°C eine klare Lösung dar. Beispielsweise eignen sich synthetische und natürliche Aromastoffe und deren Mischungen sowie auch Oleoresine oder Extrakte von Pflanzen, Blättern, Blüten, Früchten und dergleichen, sowie deren Kombinationen. Bevorzugt werden Aromen aus der Reihe Pfefferminzöl, Spearmintöl, Eukalyptusöl, Zimtöl, Cassiaöl, Anisöl, Bittermandelöl, Nelkenöl, Citrusöle, fruchtige Aromenkompositionen der Geschmacksrichtungen wie Apfel, Birne, Pfirsich, Traube, Erdbeere, Himbeere, Kirsche, Ananas, sowie Einzelkomponenten wie Menthol, Menthon, Menthylacetat verwendet. Aromaanteil im flüssigen Kern:
Der Aromaanteil in der Kernflüssigkeit richtet sich insbesondere nach der Kapselgröße und der Aromaintensität und reicht erfindungsgemäß von 1 bis 100 %, bezogen auf die Gesamtmasse des flüssigen Kerns. Bevorzugt ist allerdings ein Aromaanteil im flüssigen Kern im Bereich von 5 -90 Gew.-%, vorzugsweise 30 -80 % Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des flüssigen Kerns.
Süßstoffe im flüssigen Kern (optional):
Der Kernflüssigkeit einer erfindungsgemäßen Kapsel können auch Süßstoffe zugesetzt werden, gegebenenfalls unter Einsatz von Lösungsvermittlern. Da die Kernflüssigkeit bestimmungsgemäß im Mund in direkten Kontakt mit den Zähnen kommt, ist es von Vorteil, wenn von der Kernflüssigkeit keine pH-absenkende Wirkung ausgeht. Andernfalls wäre eine Schädigung des Zahnschmelzes nicht auszuschließen.
Es wurde nun in eigenen Untersuchungen gefunden, daß Thaumatin, Neohesperidin und Miraculin (sowie deren Mischungen) als Süßstoffe in der Kernflüssigkeit besonders geeignet sind, und den pH-Wert nicht nachteilig beeinflussen. Aus Löslichkeitsgründen wird Thaumatin besonders bevorzugt.
Es wurde auch gefunden, daß hingegen andere grundsätzlich zum Einsatz geeignete Süßstoffe wie beispielsweise Saccharinsäure oder Acesulfam K, den pH-Wert der Wasserphase absenken, und daher nicht in größeren Konzentrationen eingesetzt werden sollten, wenn die pH-Entwicklung im Mund tolerabel bleiben soll.
Zur Ermittlung des pH-Einflusses wurden 20 ml Wasserphase 5 Minuten lang unter Rühren bei 25°C in Kontakt mit 5 ml der Süßstoffe enthaltenden Kernflüssigkeit gebracht. Nach Phasentrennung wurde der pH-Wert der wäßrigen Phase gemessen. Bei Einsatz von Saccharinsäure oder Acesulfam K wurde der pH der Wasserphase auf unter 4 abgesenkt.
Öle im flüssigen Kern:
Als Öle zur Verdünnung eingesetzter Aromen eignen sich insbesondere fraktionierte Kokosöle, die hauptsächlich Fettsäurereste C6-C8 aufweisen. Diese Öle zeichnen sich durch ihre Geschmacksneutralität sowie durch ihre gute Oxidationsstabilität aus.
Weitere Bestandteile des flüssigen Kerns (optional) :
Der Kernflüssigkeit können farbgebende Substanzen, Vitamine und/oder Pflanzenextrakte zugesetzt werden.
WEITERE, INSBESONDERE PHYSIKALISCHE KAPSELEIGENSCHAFTEN:
Härte:
Erfindungsgemäße Kapseln besitzen vorzugsweise eine Härte von 1000 - 4000 g. Bevorzugt werden Kapseln, die, z.B. bei einem Durchmesser von 5 mm, eine Härte von 1500 - 3500 g aufweisen.
Härtere Kapseln verursachen üblicherweise ein unangenehmes Mundgefühl, weichere Kapseln verursachen Schwierigkeiten beim Transport, da sie mechanisch nicht stabil sind.
Die Härte der Kapseln wird dabei mit einem Texture Analyser bestimmt, beispielsweise mit einem TA-XT2i der Firma Stable Micro Systems. Dabei wird ein Stempel mit einem Durchmesser von 2 mm mit einem konstanten Vorschub von 0,5 mm/sec auf eine Kapsel soweit abgesenkt, bis die Hülle dieser Kapsel bricht. Als Härte der Kapsel wird das Gewicht in g bezeichnet, das am Bruchpunkt auf der Kapsel lastet. Zur Härte erfindungsgemäßer Kapseln vergleiche die Beispiele.
Auflösevermögen:
Die Hülle bevorzugter erfindungsgemäßer Kapseln löst sich im im Mund in weniger als 60 Sekunden, bevorzugt in weniger als 45 Sekunden auf. Bestimmt werden kann die Auflösegeschwindigkeit sensorisch, wobei auch die mechanischen Einwirkungen beim Bewegen der Kapsel im Mund berücksichtigt werden.
Zum Auflösungsvermögen erfindungsgemäßer Kapseln vergleiche die Beispiele
Aussehen:
Erfindungsgemäße Kapseln sind kugelförmig (sphärisch). Mit dem Mehrstoffdüsen- Verfahren lassen sich erfindungsgemäße Kapseln herstellen. Das Verhältnis zwischen dem größten und dem kleinsten Durchmesser einer erfindungsgemäßen sphärischen Kapsel beträgt nicht mehr als 1 ,2 , bevorzugt nicht mehr als 1 ,1. Bei einem größeren Verhältnis wird die Schalendicke ungleichmäßig und die Kapsel mechanisch labil.
Die Hülle einer erfindungsgemäßen Kapsel ist vorzugsweise transparent und glänzend; daher sollte auf den Einsatz von Trennmitteln bei der Trocknung oder Konfektionierung nach der Trocknung verzichtet werden. Zum Erzielen einer transparenten Hülle sollte auch auf jegliche Zusätze zur Hüllmischung verzichtet werden, die die Hülle trüben, auch wenn die Zusätze positive sonstige Eigenschaften besitzen und beispielsweise die Löslichkeit der Hülle im Mund positiv beeinflussen würden, so wie beispielsweise Cellulosen.
BEISPIELE: Nachfolgend werden bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert:
Beispiele 1-29: Verfahren zur Herstellung erfindungsgemäßer Kapseln - Allgemeine Verfahrensvorschrift (Mehrstoffdüsen-Verfahren mit eingetauchter Düse)
Die in der beigefügten Tabelle „Beispiele 1 - 29" angegebenen Bestandteile für die Hüllmischung werden zusammengegeben und im Wasserbad auf 80°C erhitzt, bis eine klare, im wesentlichen luftblasenfreie Lösung entstanden ist. Vorzugsweise werden Lösungen mit Trockenmasseanteilen von 20 - 40 Gew. % verwendet.
Die Kernflüssigkeit wird bei 10 - 20 °C bereitgestellt.
Hüllflüssigkeit und Kernflüssigkeit werden über ein Pumpensystem einer konzentrischen Zweistoffdüse zugeführt. Dabei wird die Leitung für die Hüllflüssigkeit auf 60 - 80°C gehalten. Die konzentrische Zweistoffdüse taucht in ein Flüssigkeitsbad ein, das mit Pflanzenöl gefüllt ist. Die Temperatur dieses Ölbads beträgt ca. 14°C.
Der aus der Düse in das Ölbad austretende Flüssigkeitsstrahl zerfällt, unterstützt durch zusätzliche Schwingungsanregung der Flüssigkeit, zu Einzeltropfen, bei denen es sich um nahtlose Kapseln aus Kern und Hülle handelt.
Die noch nassen Kapseln werden durch Zentrifugieren vom anhaftenden Öl getrennt und anschließend unter ständiger Bewegung in einem trockenen Luftstrom getrocknet. Es können übliche Wirbelbetttrockner oder Trommeltrockner verwendet werden. Voraussetzung für einen guten Trocknungserfolg ist, daß die Kapseln durch Rotation oder durch Luftverwirbelung in Bewegung gehalten werden können. In manchen Fällen ist hierzu der Einsatz eines Fließhilfsmittels ratsam. Die Verwendung eines Fließhilfsmittels ist jedoch in den meisten Fällen nicht erwünscht. Eine transparente und glänzende Hülle wird nämlich erreicht, wenn die Zusammensetzung der Hüllmischung so gewählt wird, daß auf ein Fließhilfsmittel wie beispielsweise Kieselsäure während der Trocknung verzichtet werden kann, und es trotzdem nicht zum Verkleben der Kapseln kommt
Beispiele 1 - 29 :
Zusammensetzung und Verzehrseigenschaften der getrockneten Kapseln.
Figure imgf000026_0001
Figure imgf000027_0001
Figure imgf000027_0002
Effekt von Hydrokolloiden
Figure imgf000028_0001
Figure imgf000028_0002
Gellan Gum kann von Kelco, einer Division von Merck&Co. unter dem Handlesnamen KELCOGEL F bezogen werden
Bei Formulierungen mit Gellan Gum soll die Hüllmischung auf 80°C erhitzt werden, bis eine klare Lösung entstanden ist.. Eine Auskühlung der Flüssigkeitsoberfläche soll vermieden werden.
Gelatinearten
Figure imgf000029_0001
"Bemerkung : Anhaftendes Restwasser hängt von Umgebungsfeuchte ab und kann daher schwanken.
Tabelle: Gelierpunkte
Figure imgf000030_0001
* Flexibilität : Beurteilung beim Umknicken eines 200 μm dicken Films, der aus der Hülllösung durch Ausgießen und Trocknen an der Luft (20°C, 40 % relative Luftfeuchte, mindestens 20 h) hergestellt wurde

Claims

Patentansprüche
1. Sphärische Kapsel mit einem flüssigen Kern und einer diesen Kern umgebenden nahtlosen, festen Hülle, wobei
- der Durchmesser der Kapsel im Bereich von 4 - 8 mm liegt,
- die Dicke der Hülle im Bereich von 20 - 200 μm liegt,
- das Verhältnis von Hülldicke zu Kapseldurchmesser im Bereich von 0,004 - 0,04 liegt,
- die Hülle 70 - 90 Gew.-% Gelatine und 10 - 30 Gew.-% Weichmacher enthält, bezogen auf die Trockenmasse der Hülle, und
- der Kern einen Aromaanteil im Bereich von 1 - 100 Gew.-% enthält, bezogen auf die Gesamtmasse des Kerns.
2. Kapsel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
- der Durchmesser der Kapsel im Bereich von 4,5 - 6,5 mm, bevorzugt 4,5 - 5,5 mm,
- die Dicke der Hülle im Bereich von 50 - 150 μm, bevorzugt 50 - 90 μm, - das Verhältnis von Hülldicke zu Kapseldurchmesser im Bereich von 0,01 - 0,03, bevorzugt 0,01 - 0,02, liegt.
3. Kapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle aus einer Gelatine und Weichmacher umfassenden Mischung hergestellt ist, die einen Gelierpunkt im Bereich zwischen 15°C und 60°C, vorzugsweise zwischen 20°C und 40°C, besonders bevorzugt zwischen 25°C und 35°C besitzt.
4. Kapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Hülle (a) eine Gelatine mit einem Bloomwert von mindestens 200, vorzugsweise einem Bloomwert im Bereich von 240 - 300 eingesetzt wird.
5. Kapsel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich (b) eine Gelatine mit Bloomwert 0 und/oder Fischgelatine mit einem Bloomwert < 200 eingesetzt wird.
6. Kapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Fischgelatine eine Kaltwasser-Fischgelatine ist und/oder einen Gelierpunkt < 20°C besitzt.
7. Kapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Kern einen Süßstoff enthält, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Thaumatin, Neohesperidin, Miraculin und deren Mischungen besteht.
8. Kapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Weichmachers in der Hülle, 10 - 30 Gew.-%, bevorzugt 15 - 20 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamttrockenmasse der Hülle.
9. Kapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher ein oder mehrere Polyole umfasst, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, die aus Glycerin, Propylenglykol, Sorbitol und Maltitol besteht.
10. Kapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelatine ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Schweinegelatine, Rindergelatine, Hühnergelatine, Fischgelatine und deren Mischungen besteht.
11. Kapsel nach einem der vorangehenden . Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle einen Süßstoff enthält, der vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Sucralose, Aspartam, Acesulfam K, Thaumatin, Na-Saccharin , Neohesperidin und deren Mischungen besteht.
12. Kapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle Gellan Gum enthält.
13. Kapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle 0,4 - 3 Gew.-% Gellan Gum enthält, bezogen auf die Trockenmasse der Hülle.
14. Verfahren zur Herstellung einer Kapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein flüssiges Kernmaterial und eine gelatinehaltige aushärtbare Hüllmischung gleichzeitig durch eine konzentrische Mehrstoffdüse gepumpt werden, so dass sie unter Kapselbildung in eine Kühlflüssigkeit eintropfen.
15. Aushärtbare Hüllmischung zur Verwendung bei der Herstellung einer Kapsel nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, dass die
Hüllmischung Gelatine und Weichmacher umfasst.
16. Verwendung einer Mischung aus (a) einer Gelatine mit einem Bloomwert von mindestens 200 und (b) einer Gelatine mit Bloomwert 0 und/oder einer Fischgelatine, zur Einstellung von Härte und Auflösevermögen der Hülle einer sphärischen Kapsel mit einem flüssigen Kern und einer diesen Kern umgebenden nahtlosen, festen Hülle.
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