DK144312B - Fremgangsmaade til fremstilling af et lactulosepulver til terapeutisk anvendelse - Google Patents

Description

v PEL

(19) DANMARK

*

(12) FREMLÆGGELSESSKRIFT <n) 1 ^-431 2 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 5747/71 (51) Int.CI.3 C 13 K 13/00 (22) Indleveringsdag 24. nov. 1971 (24) Løbedag 24. nov. 1971 (41) Aim. tilgængelig 1 . dec. 1972 (44) Fremlagt 1 5. feb. 1982 (86) International ansøgning nr. - (86) International indleveringsdag - (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 31. maj 1971 i 37020/71, JP

(71) Ansøger MORINAGA MILK INDUSTRY CO. LTD., Tokyo, JP.

(72) Opfinder Taro Nagasawa, JP: Mamoru Tomita, JP: Yoshitaka

Tamura, JP: Teruhiko Mizota, JP.

(74) Fuldmægtig Ingeniørfirmaet Hofman-Bang & Bout ard.

(54) Fremgangsmåde til fremstilling af et lactulosepulver til terapeutisk anvendelse.

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af et lactulosepulver til terapeutisk anvendelse indeholdende over 55 vægtprocent lactulose.

Lactulose er et disaccharid, som ikke blot er velegnet som tilsætning til mælkepulver for børn, men også er særligt effektivt mod forstoppelse og hepatisk encephalopathia. Tilsætning af lactulose til et mælkepulver giver overvejende Lactobacillus bifidus i tarm-^ floraen hos børn madet med mælk fremstillet af et sådant mælkepul- ,-f- ver ligesom bos børn madet med human mælk. Lactulose selv absor- -ft- r· *

Q

2 U4312 beres næsten ikke i det menneskelige legeme £k. Hoffmann: Klin. Wochenschrift, _42: 126 (1964og har ingen næringsværdi, således at den selv hvis den tilsættes mælkepulver for børn, ikke udnyttes som næringsstof.

Imidlertid har lactulose en høj opløselighed i vand, og når man tørrer en vandig opløsning af lactulose, som den er, har den tendens til at blive en viskøs klump og at klistre til væggene af tørrekammeret, hvorfor det er stort set umuligt at pulverisere lactulose. Derfor er lactulose hidtil kun blevet anvendt i form af sirup. Men i form af væske har lactulose en begrænset anvendelighed, og et fast lægemiddel med højt lactuloseindhold har hidtil ikke kunnet fremstilles.

Desuden har lactulose den mangel, at den må fyldes i en glasflaske eller beholder, fordi den er vanskelig at håndtere på grund af opløsningens høje viskositet.

Derfor er der blevet foretaget mange undersøgelser med henblik på at pulverisere en vandig opløsning indeholdende lactulose, og f.eks. er der i beskrivelsen til US patent nr. 3 110 600 (DE patent nr. 1 189 839) beskrevet en fremgangsmåde til tørring af en vandig opløsning indeholdende lactulose ved tilsætning af et tørringshjælpemiddel. Yed den beskrevne fremgangsmåde pulveriseres lactulose ved at sprøjte en lactulose- og lactoseholdig vandig opløsning ind i en varm gas ved en temperatur på 135-170°C, hvilken opløsning·har et faststofindhold bestående af lactulose, lactose og om nødvendigt andre carbonhydrater på højst 45-50%, hvorved lactuloseandelen af faststofindholdet er højst 45-50%. Ved denne fremgangsmåde opnås derfor kun et pulver indeholdende højst 45-50% amorf lactulose, og et pulver med højere lactuloseindhold kan ikke fremstilles ved denne teknik. Hvis imidlertid lactuloseindhol-det i et lactulosepulver er under 50%, er dette lactuloseindhold for lavt til at være tilfredsstillende for det oprindelige formål.

Fra GB patentskrift nr. 865 594 kendes en fremgangsmåde til fremstilling af et lactulosepulver, som går ud på at opnå lactulose som krystaller ud fra lactulosesirup ved koncentrering og afkøling af lactulosesiruppen for at fjerne ureageret lactose ved isomerise-ringsreaktionen, sætte brom til den resterende opløsning for at oxidere og nedbryde dannet galactose, adskille den dannede syre 3 14431 2 fra opløsningen og sætte methanol til opløsningen for at krystallisere lactulose.

Fremgangsmåden ifølge det britiske patentskrift er ikke blot meget kompliceret, men også meget ineffektiv og upraktisk, således at det ifølge eksempel III i pantenskriftet tager 2 uger at udskille lactulose som krystaller under anvendelse af methanol. Faktisk er det kun muligt at fremstille lactulose med høj renhed i laborato-riemålestok under anvendelse af en sådan upraktisk metode.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendes derimod et særligt tørringshjælpemiddel ved tørring af lactulosesirup til fast tilstand, og herved opnås, at der ved kontinuert behandling af en stor mængde lactuloseopløsning i et tørreapparat på kort tid og uden brug af skadelige kemikalier kan fremstilles en stor mængde frit-strømmende pulver, som indeholder over 55% og fortrinsvis over 60 % amorf lactulose.

Som resultat af en række forsøg har det nu vist sig, at det er meget effektivt til pulverisering af lactulose ved tørring af en vandig opløsning indeholdende lactulose at anvende et protein i en mængde på over 5% i forhold til lactulosen, og i overensstemmelse hermed er fremgangsmåden ifølge opfindelsen ejendommelig ved det i kravets kendetegnende del anførte.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen skal forklares nærmere som følger: (1) Lactuloseholdig vandig opløsning.

Den lactuloseholdige vandige opløsning, som anvendes ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, kan fremstilles ved enhver mulig fremgangsmåde. Imidlertid skal den vandige lactuloseopløsning nødvendigvis indeholde lactulose i et sådant forhold, at det endelige lactulosepulver har et indhold af amorf lactulose på over 55%. Selv om den vandige lactuloseopløsning teoretisk kan være enhver vandig opløsning indeholdende over 57,2% lactulose beregnet som tørstof, er det i praksis nødvendigt at den indeholder mindst 60% lactulose beregnet som tørstof for at holde 55% amorf lactulose i slutproduktet, eftersom slutproduktets lactuloserenhed sænkes på grund af dets fugtighedsindhold og askeindhold, som ledsager proteinet.

4 144312

Det er nødvendigt at indstille pH-værdien af den blandede opløsning af vandig lactuloseopløsning og proteinopløsning til under 7,0, eftersom lactulosen, hvis den blandede opløsnings pH-værdi er over 7,0, dekomponeres i tørringstrinnet, hvorved lactulose-indholdet sænkes, og det opnåede pulver brunfarves i betydelig grad. Imidlertid må pH-værdien naturligvis være over det kritiske punkt for udfældning eller koagulering af proteinet i den blandede opløsning.

(2) Proteinopløsning.

Som protein til anvendelse ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan f.eks. nævnes casein, kommercielt tilgængeligt sojabønne-proteinpulver, skummetsmælkspulver og vallepulver.

Caseinet kan anvendes i form af en alkalisk caseinopløsning eller en vandig opløsning af natriumcaseinat (pH under 7,0), hvori der er opløst mælkesyrecasein eller saltsyrecasein til under pH

7,0 under anvendelse af et spiseligt alkalisk middel. Der kan også anvendes en opløsning af sojabønneproteinpulver, skummetmælkspulver eller vallepulver i vand til blanding med den lactuloseholdige vandige opløsning.

Det er vigtigt, at proteinindholdet i den ovennævnte proteinopløsning er mindst 5% beregnet på lactulosemængden i den lactuloseholdige vandige opløsning, hvormed den skal blandes. Dette er nødvendigt af hensyn iil virkningen i det efterfølgende tørringstrin. Til prøvning af virkningen af protein som tilsat tørringshjælpemiddel udførtes følgende forsøg:

Der fremstilledes en lactuloseholdig vandig opløsning med et faststofindhold på ialt 65%, nemlig 50% lactulose, 7,0% galactose, 7,8% lactose og 0,2% andet materiale, og en alkalisk caseinopløsning med en proteinkoncentration på 10% og en pH-værdi på 6,4, som indeholdt 11,9 kg mælkesyrecasein og 0,715 kg trikalium-phosphat. De to ovennævnte opløsninger blev blandet således, at mængdeforholdet mellem protein og lactulose var henholdsvis 2, 3, 5, 10 og 20, og den blandede opløsning blev tørret uden krystallisation af lactulose ved konventionel sprøjtetørring. Tørringsbetingelserne for hver blandet opløsning var en varmluftindgangs-temperatur på 220-230°C og en udgangstemperatur på 90-94°C. Til- 5 144312 standen i tørreapparatets indre under tørringen af de blandede opløsninger var som følger:

Ved tørring af en opløsning iblandet protein i forholdet 2 eller 3% af lactulosen klæbede sprøjtede dråber til tørreapparatets indervæg i en let viskøs tilstand, og opsamlingen af disse var vanskelig at fjerne fra tørreapparatet, og det mekanisk fjernede tørrede materiale var en stor klump, som ikke var fritstrømmende og var langtfra at kunne kaldes et pulver. Denne tendens var mere betydelig ved 2% protein end ved 3% protein. Ved tørring af en opløsning indeholdende 5% protein beregnet på lactulosen, var denne vedhæftning på indervæggen betydelig mindre. Det vedhæftede materiale kunne let fjernes fra tørreapparatets indervæg således, at en industriel sprøjtetørring i dette tilfælde var mulig. Ved tørring af en opløsning tilsat over 10% protein var tilstanden inden i tørreapparatet så god, at der ikke fandtes nogen betydelig forskel i sammenligning med tørringstilstanden af almindelig skummetmælk, og forholdene var således, at industriel sprøjtetørring var meget let at udføre.

Imidlertid begrænses den anvendte mængde protein i sig selv af, at der skal indføres over 55% lactulose i slutproduktet. Og den minimale mængde protein, som skal tilsættes, fandtes at være mindst 5% beregnet på lactulosemængden, for at kunne udvirke industriel sprøjtetørring.

Analysen af det fritstrømmende lactulosepulver opnået ved at inkorporere 5% protein beregnet på lactulosen i den ovennævnte eksperimentelle udførelse var som følger:

Amorf lactulose 72,30 %

Galactose 10,30 %

Lactose 11,50 %

Protein 3,64 %

Aske 0,35 %

Vand 1,80 %

Andet 0,11 %

Denne analyse var næsten den samme som den teoretiske værdi, og der blev ikke konstateret nedbrydning af sukkerkomponent på grund af tørringen. Analysen af sukker blev foretaget ved 6 1443 12 gaschromatografi ifølge Sweely et al's metode (J.Am. Chem.

Soc., 85, 2497 (1963), aske blev målt ved brænding, protein ved Kjeldahl-metoden og vand ved termotørringsmetoden.

Som vist ovenfor var resultatet godt ved anvendelse af casein, som er et mælkeprotein, og der blev opnået et fritstrømmende pulver ved tilsætning af mindst 5% protein beregnet på lactulosen. Derefter er der blevet udført tilsvarende forsøg under anvendelse af sojabønneproteinpulver, vallepulver og skummetmælkspulver, og man har iagttaget tilstanden i tørrekammeret og strømningsevnen af det tørrede pulver og har derefter fundet, at i alle tilfælde hvor de tørrede opløsninger indeholdt protein i en mængde på over 5% beregnet på lactulosen blev pulverets vedhæftning på tørre-apparatets indervæg betydeligt formindsket, og udtømningen af pulveret var så let, at der var tale om et fritstrømmende tørt pulver, således at industriel sprøjtetørring var mulig.

Imidlertid varierer lactuloserenheden i slutproduktet med renheden af proteinet i det anvendte proteinholdige materiale, eftersom ethvert andet stof deri inkorporeres i slutproduktet med proteinet, selv hvis der anvendes den samme lactuloseholdige vandige opløsning. Og når der tilsættes 5% protein beregnet på lactulosen, er renheden af amorf lactulose i pulveret som følger:

Ved anvendelse af kommercielt tilgængeligt sojabønnepulver (proteinindhold 59%) er lactuloserenheden omkring 69%; ved anvendelse af vallepulver (proteinindhold 12,5%) er lactuloserenheden omkring 58%; ved anvendelse af skummetmælkspulver (proteinindhold 34%) er lactuloserenheden omkring 68%.

Derfor anvendes der med fordel en casein med højere proteinindhold til opnåelse af et lactulosepulver med høj renhed. Imidlertid kan sojabønneprotein eller et andet protein anvendes til fremstilling af lactulosepulver indeholdende over 55% amorf lactulose, selv om dets lactuloseindhold kan være noget lavere end hvis der anvendes casein.

Det blev også forsøgt at tilsætte carbonhydrat, såsom lactose, 7 1443 1 2 maltdextrin og rispulver alene eller i blanding, til den ovennævnte lactuloseholdige vandige opløsning således, at slutproduktet indeholdt over 55% lactulose, og den blandede opløsning blev sprøjtetørret under de samme tørringsbetingelser ved hjælp af det samme tørreapparat, men herved hæftede sprøjtedråberne fast på tørre-apparatets indervæg i en viskøs tilstand og opsamledes, og materialet var meget vanskeligt at fjerne fra tørreapparatet. Det opnåede tørrede produkt var en stor klump, som ikke var fritstrøm-mende og var i en sådan tilstand, og den var umulig at tørre. Også ved tilsætning af aske, f.eks. kogsalt (NaCl) i en mængde af 5% beregnet på lactulosen opnåedes næsten det samme resultat. Således har tilsætning af protein med henblik på at opnå en høj renhed af amorft lactulosepulver vist sig at udøve en enestående virkning.

Den blandede opløsning af lactulose og protein kan let tørres uden krystallisation af lactulose ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen under de konventionelle betingelser for tørring af sødmælkspulver eller skummetmælkspulver ved hjælp af et konventionelt anvendt tryksprøjte- eller centrifugalsprøjtetørreapparat eller om nødvendigt et tromletørreapparat, og den kan også tørres ved lyophilise-ring, således at det ikke er nødvendigt at anvende nogen specifik tørremetode. Ved fremstilling af et pulver tørret til et vandindhold på under 4,0% hæftede pulveret på tørreapparatets indervæg i næsten samme mængde og tilstand som i tilfælde af sødmælkspulver eller skummetmælkspulver, og således kan tørringen udføres i en favorabel tilstand. Det opnåede produkt er udmærket med hensyn til strømningsevne, har en god opløselighed og aroma og en renhed på over 55% amorf lactulose og har derfor en bredere anvendelighed.

Det ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillede lactulosepulver kan sættes til pulverformede eller faste fødemidler og kan også let formes til en tablet. Desuden er pulveret let at konservere og transportere, netop fordi det er et pulver.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen skal belyses nærmere ved de følgende eksempler.

Eksempel 1

En caseinopløsning med en proteinkoncentration på 109é og en pH-værdi på 6,4» fremstillet ved at sætte 298 g kommercielt tilgænge 8 144312 ligt syrecasein (sammensætning: 84% protein, 1,5% fedtstof, 2,5% aske og 12% vand) og 17,9 g trikaliumphosphat til 2180 g vand og opvarmet til 75°C sattes til 10 kg lactulosesirup bestående af 50% lactulose, 7,0% galactose, 7,8% lactose, 0,2% andet materiale og 35% vand, og opløsningerne blev blandet og indstillet til en pH-værdi på 6,5. Den opnåede væske blev tørret uden krystallisation af lactulose ved hjælp af et sprøjtetørreapparat af centrifugaltypen ved en varmluftindgangstemperatur på omkring 240°C og en udgangstemperatur på omkring 100°C, hvorved der blev opnået ca.

6,9 kg lactulosepulver indeholdende ca. 72% amorf lactulose.

Eksempel 2

En opløsning med en proteinkoncentration på 7,08%, fremstillet ved at opløse 600 g sojabønneprotein "Frorich" (sammensætning: 59% protein, 0,2% fedtstof, 25% sukker, 8,5% aske, 2,3% andet materiale og 5% vand) i 4,4 kg vand, sattes til 10 kg lactulosesirup bestående af 50% lactulose, 7,0% galactose, 7,8% lactose, 0,2% andet materiale og 35% vand, hvorefter opløsningerne blev blandet og indstillet til en pH-værdi på 6,6. Den opnåede væske blev tørret uden krystallisation af lactulose ved hjælp af et sprøjtetørreapparat af centrifugaltypen ved en varmluftindgangstempera-tur på omkring 180°C og en udgangstemperatur på omkring 90°C, hvorved der blev opnået ca. 7,2 kg lactulosepulver indeholdende ca.

69,5% amorf lactulose.

Eksempel 3

En opløsning med en proteinkoncentration på 11,3%, fremstillet ved at opløse 1 kg kommercielt tilgængeligt skummetmælkspulver (sammensætning: 34% protein, 54% lactose, 1% fedtstof, 8% aske og 3% vand) i 2 kg varmt vand, sattes til 10 kg lactulosesirup bestående af 50% lactulose, 7,0% galactose, 7,8% lactose, 0,2% andet materiale og 35% vand. Den opnåede væske blev tørret uden krystallisation af lactulose ved hjælp af et sprøjtetørreapparat af centrifugaltypen ved en varmluftindgangstemperatur på omkring 220°C og en udgangstemperatur på omkring 105°C, hvorved der blev opnået ca. 7,6 kg lactulosepulver indeholdende ca. 65,5% amorf lactulose.

Eksempel 4

En opløsning med en proteinkoncentration på 2,5%, fremstillet ved at opløse 2 kg kommercielt tilgængeligt vallepulver (sammen-