Твердый или полутвёрдый состав для снижения разрушения зубов

1 Настоящее изобретение относится к составам для орального применения, в частности к кислотным твердым или полутвердым продуктам и составам для оздоровления полости рта, и к использованию кальция в таких составах для уменьшения или предотвращения порчи зубов,связанной с употреблением кислоты. В частности, данное изобретение, смягчает вкусовыепроблемы, связанные с добавлением кальция в продукты. Существует мнение, что разрушение зубов вызывается среди прочего кислыми пищевыми продуктами, выщелачивающими кальций из зубов быстрее, чем он может быть замещен нормальными процессами вторичной минерализации. Когда продукт готовят в соответствии с настоящим изобретением и вводят в ротовое отверстие с целью употребления или оздоровления, растворение или удаление кальция и фосфата из зубов в результате химических процессов значительно уменьшается. Кальций - наиболее распространенный минерал в теле. Подавляющее количество кальция находится в костях и зубах, но минерал необходим также для других функций тела, таких как регулирование нервной функции, сокращение мускулов и сворачиваемость крови. Кальций общая составляющая напитков, получаемых из фруктовых компонентов и из жесткой воды,когда ее используют в производстве напитков без предшествующего умягчения. Значения концентрации кальция, достигаемые таким образом, находятся обычно в диапазоне 0,005-0,02 мас.%. Исследование общих диетологических преимуществ от обогащенной ионом кальция диеты легло в основу поиска практических путей для включения этого иона в более высоких концентрациях от 0,02 до 2 мас.%. Использование кальция в качестве добавки к напиткам было описано в WO 88/03762. Известно, что добавление яблочной кислоты помогает поддерживать растворимость кальция в напитках, обогащенных кальцием, снижая,таким образом, потери, вызываемые осаждением. Это происходит из-за формирования растворимого комплекса "цитрата-малата кальция". С другой стороны, Lussi et al (1995, Caries Res. 29,349-354) связали титруемую кислотность напитка с его потенциалом разрушения - чем больше концентрация кислоты в напитке, тем больше повреждает он зубы. В ЕР 551398 (ProcterGamble) описан способ предотвращения разрушения эмали зуба употреблением кислого напитка (имеющего рН ниже 5,5), включающего от 0,02 до 0,15% кальция в форме комплекса цитрата-малата кальция,имеющего молярное отношение цитрата к малату от 1:0,5 до 1:4,5. В комплексах цитратовмалатов кальция молярное отношение общее количество молей кальция : общее количество молей цитрата : общее количество молей малата может составлять примерно от 2:1:1 до 6:3:4. 2 Предпочтительный комплекс для напитков имеет молярное отношение 4:2:3. Патент США 5073389 описывает использование цитратамалата кальция для получения леденцов с минеральной добавкой. Авторы выяснили, что включение больших количеств кальция в продукты создает вкусовые проблемы. Однако авторы определили, что эффективное снижение разрушения зубов из-за кислотных составов орального применения может быть достигнуто без ухудшения вкусовых качеств применением меньших количеств кальция относительно подкисляющего вещества и при контролируемом рН состава. WO 97/30601(опубликованный 28 августа 1997) описывает жидкие составы с контролируемым рН, содержащие кальций и подкислитель в определенном соотношении. В настоящем изобретении предложен твердый или полутвердый состав для орального применения, содержащий соединение кальция и подкислитель, отличающийся тем, что кальций присутствует в диапазоне от 0,3 до 0,65 моля на моль кислоты, и что количество кальция и подкислителя в составе выбрано таким образом,чтобы эффективное значение рН состава составляло от 3,5 до 4,5. Кальций может присутствовать в диапазоне 0,3 - 0,55 моля на моль кислоты, предпочтительно в количестве 0,4 моля на моль кислоты. Термин "эффективное значение рН" используется в контексте настоящего изобретения,чтобы обозначить рН состава перед отвердеванием (в случае, когда состав готовят через жидкую промежуточную фазу) или рН состава после его восстановления или растворения в жидкости, например в воде. Термин затвердевание охватывает обработку или дополнение жидких промежуточных фаз для формирования твердого или полутвердого продукта. Эффективное значение рН состава может не превышать 4, предпочтительно может находиться в диапазоне от 3,7 до 3,9. Кислота может представлять собой лимонную кислоту, яблочную кислоту, молочную кислоту или их смеси. Соединение кальция может представлять собой карбонат кальция, гидроксид кальция,цитрат кальция, малат кальция, лактат кальция,хлорид кальция, глицерофосфат кальция или формиат кальция. Состав может представлять собой сладости, например пастилку, или состав для оздоровления полости рта. В другом аспекте настоящего изобретения предложено применение твердого или полутвердого состава, включающего соединение кальция и подкислитель, при котором кальций присутствует в составе в диапазоне от 0,3 до 0,8 моля на моль кислоты, а количество кальция и подкислителя в составе выбрано таким образом,чтобы эффективное значение рН состава со 3 ставляло от 3,5 до 4,5, в качестве состава орального назначения для снижения разрушения зубов под воздействием кислоты. Кальций может присутствовать в составе в диапазоне 0,3 - 0,75 моля на моль кислоты. Эффективное значение рН состава может не превышать 4, предпочтительно может составлять от 3,7 до 3,9. Еще в одном аспекте настоящего изобретения предложен способ приготовления твердого или полутвердого состава, содержащего соединение кальция и подкислитель, причем кальций присутствует в диапазоне от 0,3 до 0,65 моля на моль кислоты, а эффективное значение рН состава составляет от 3,5 до 4,5, который включает смешивание соединения кальция с подкислителем таким образом, чтобы кальций присутствовал в диапазоне от 0,3 до 0,65 моля на моль кислоты, и корректировку рН, если это необходимо или желательно, добавлением щелочи таким образом, чтобы эффективное значение рН состава находилось в диапазоне от 3,5 до 4,5. В следующем аспекте настоящего изобретения предложен способ снижения потенциала разрушения зубов воздействием твердого или полутвердого кислотного состава орального применения, включающий добавление кальция к кислотному составу орального применения таким образом, чтобы кальций присутствовал в диапазоне от 0,3 до 0,8 моля на моль кислоты, а эффективное значение рН составляло от 3,5 до 4,5, при этом, в случае необходимости или желания, эффективное значения рН в диапазоне от 3,5 до 4,5 получают путем добавления щелочи. В изобретении также предложен способ снижения разрушения зубов, вызываемого кислотой в составах орального назначения, включающий прием в полость рта твердого или полутвердого состава орального назначения, содержащего соединение кальция и подкислитель,отличающийся тем, что кальций присутствует в диапазоне от 0,3 до 0,8 моля на моль кислоты, а количество кальция и подкислителя в составе выбрано так, чтобы эффективное значение рН состава составляло от 3,5 до 4,5. Изобретение также охватывает применение твердого или полутвердого состава, содержащего соединение кальция и подкислителя, в производстве лекарства для снижения разрушения зубов, вызываемого кислотой в составах орального назначения, отличающееся тем, что кальций присутствует в диапазоне от 0,3 до 0,8 моля на моль кислоты, а количество кальция и подкислителя в составе выбрано таким образом,чтобы эффективное значение рН состава составляло от 3,5 до 4,5. Настоящее изобретение, в частности, применимо к кислотным твердым или полутвердым веществам орального применения типа леденцовой карамели, леденцов, таблеток, пилюль,леденцов на палочках, жевательных конфет,желе, жевательной резинки, драже, сухих по 002972 4 рошковых смесей типа порошковых напитков,предназначенных для растворения, например в воде, и т.п. Полутвердые продукты включают также молочные продукты типа йогуртов и застывших или замороженных напитков. Соответственно состав до его отвердевания готовят и проверяют согласно техническим приемам, описанным в WO 97/30601, полное содержание которого включено в настоящее описание путем ссылки. Эффективное значение рН составов, отвечающих настоящему изобретению выше, чем обычно в случае продуктов на основе кислоты для употребления человеком, которые обычно имеют эффективное значение рН около 3 для сохранения аппетитности, связанной с остротой вкусовых ощущений. Использование настоящего изобретения не вызывает ухудшения вкусовых качеств продуктов. Хотя увеличение эффективного значения рН примерно до рН 4, как ожидают, должно уменьшать остроту вкусовых ощущений, обеспечиваемую подкислителем, к удивлению, включение кальция в соответствии с настоящим изобретением смягчает этот эффект. Следующее преимущество является результатом использования низких концентраций кальция в соответствии с настоящим изобретением, преимущественно в форме щелочной соли. Буферную емкость состава понижают частичной нейтрализацией кислоты, что позволяет слюне быстрее нейтрализовать остатки кислоты во рту. Абсолютная концентрация кальция, используемая в составах по настоящему изобретению, не критическая, поскольку она будет изменяться в соответствии с природой и концентрацией присутствующих кислот. Кислый состав может содержать органические и/или неорганические кислоты и может быть дополнен витаминами типа аскорбиновой кислоты. Концентрацию кальция можно варьировать от 0,001 моля на литр до более чем 0,25 моля на литр, обычно от 0,002 моля на литр до 0,1 моля на литр, предпочтительно от 0,1 моля на литр до 0,05 моля на литр. Кальций можно добавлять в любой пригодной форме: так, подходит растворимая соль типа карбоната кальция, гидроксида кальция,цитрата кальция, малата кальция, лактата кальция, хлорида кальция, глицерофосфата кальция или формиата кальция или любая другая соль,которая сводит к минимуму любое неблагоприятное вкусовое воздействие на состав. Составы, отвечающие настоящему изобретению, можно приготовить смешиванием кислоты (например, лимонной кислоты) с соответствующей ей солью кальция (например, цитратом кальция) или другой солью кальция. Возможно, лучше смешать кислоту со щелочной солью кальция типа карбоната кальция или гидроксида кальция, таким способом уменьшая 5 концентрацию кислоты, применяемой в составе. Кислоту также можно смешивать с неорганическими солями кальция типа хлорида кальция. Молярное соотношение кальция к кислоте может составлять от 0,3 до 0,75, обычно от 0,3 до 0,7, более типично от 0,3 до 0,65, лучше от 0,3 до 0,60 и предпочтительно 0,3 - 0,55 или от 0,4 до 0,55. Наиболее предпочтительно молярное отношение, по крайней мере, 0,4, а значение около 0,5, как было обнаружено, особенно эффективно. Эффективное значение рН состава можно откорректировать до желаемых пределов добавлением соединения кальция до соответствующей пропорции по отношению к кислоте. В случае необходимости, в зависимости от присутствующей кислоты, эффективное значение рН можно дополнительно подрегулировать применением щелочи, например гидроксидом натрия или подходящей солью, например цитратом натрия, малатом натрия или лактатом натрия. Предпочтительно, если эффективное значение рН состава не превышает 4, наиболее предпочтительны значения от 3,7 до 3,9. Составы с эффективными значениями рН около 3,8,как было обнаружено, особенно эффективны. Обычно концентрация кислоты в составах,отвечающих настоящему изобретению, например концентрация лимонной кислоты или яблочной кислоты в продукте на фруктовой основе, находится в диапазоне от 0,01 до 4 мас.%,предпочтительно в диапазоне от 0,1 до 1 мас.%. Также можно использовать другие пригодные для напитков кислоты, традиционные для продуктов, отвечающих настоящему изобретению,например молочную кислоту. Можно использовать смеси пригодных для напитков кислот. В предпочтительном варианте исполнения данного изобретения, кислотный состав основан на концентрате, подготовленном из натурального фруктового сока, типа сока черной смородины, например на ароматизированном концентрате сиропа. Кальций можно добавлять в подходящей форме к концентрату и полученный состав превращать в твердый или полутвердый продукт. Предпочтительно, если продукт содержит пониженное содержание сахара или углевода или относится к низкокалорийному типу,содержащему интенсивные подсластители. Состав для орального применения может содержать магний или другие ионы в качестве минерализующих добавок. Он может также содержать эффективное количество яблочной кислоты или ее солей, пригодных для напитков,для поддержания растворимости кальция с тем,чтобы предотвратить или свести к минимуму осаждение нерастворимых солей кальция. Добавленная яблочная кислота может обеспечить всего 10% общей кислотности напитка, а оставшуюся долю кислотности обеспечивают другие кислоты, предпочтительно естественного про 002972 6 исхождения, типа лимонной кислоты, или аскорбиновой кислоты. Изобретение можно применять в разнообразных продуктах на основе концентратов, в частности в целебных продуктах, содержащих сок или экстракт черной смородины, или добавленные витамины. Составы обычно подвергают отвердеванию согласно известным способам,таким как замораживание, варка, желатинирование или формирование твердых или полутвердых эмульсий или гелей. Подходящие рецептуры можно найти в стандартных описаниях изготовления кондитерских изделий типа "Sugar(2nd Edition). Изобретение преимущественно применимо к продуктам, содержащим естественную или добавленную лимонную кислоту. Продукты могут быть несладкими, или подслащенными сахаром или интенсивными подсластителями типа сахарина, сложного метилового эфира аспартилфенилаланина, или другими подсластителями, известными в данной области техники. Продукты могут также содержать другие традиционные добавки типа бензоата натрия, сорбиновой кислоты, метабисульфита натрия, аскорбиновой кислоты, ароматизаторов и красителей. Продукты можно получать смешиванием ингредиентов в соответствии с традиционными способами. Перед добавлением других компонентов, если потребуется, ингредиенты можно растворить в воде или в горячей воде. Обычно концентраты пастеризуют. Изобретение иллюстрируется следующими примерами: Пример 1. Первоначально готовят концентрированный продукт, смешивая нижеследующие ингредиенты. Карбонат кальция добавляют к другим ингредиентам в качестве заключительной добавки. Концентрат сока черной смородины SG 1.27 Сложный метиловый эфир аспартилфенилаланина Ацесульфам К (Acesulfame К) Аскорбиновая кислота Бензоат натрия Метабисульфит натрия Черносмородиновый ароматизатор Вода 1,15 кг 1,8 кг 0,8 кг 0,325 кг 0,145 кг 0,3 л До конечного объема 1000 л Карбонат кальция 4,2 кгпродается как аспартам (Aspartame (RTM Молярное отношение кальций : кислота составляет 0,5. Концентрат откорректирован до рН 3,7 раствором гидроксида натрия. В пробирках планиметрические испытания могут быть выполнены на составах концентрата следующим образом. Плоские срезы зубной эмали подвергают воздействию испытуемых растворов, 7 имеющих рН 3,85 (5-кратное разведение концентрата водой), при температуре 37 С в течение 30 мин. Потенциал разрушения оценивают физическим измерением слоя эмали, утраченной в течение процедуры. Принимая во внимание, что контрольный состав, содержащий 14 миллимолей лимонной кислоты, при рН 3,2 приводит к потере 4 микрон эмали и другой контрольный состав,содержащий 14 миллимолей лимонной кислоты,при рН 3,85, удаляет 1,8 микрона, испытуемый состав с откорректированным рН и добавленным кальцием, включающим 14 миллимолей лимонной кислоты, 7 миллимолей кальция при рН 3,85 удаляет только 0,17 микрон эмали, демонстрируя эффективность изобретения. Этот раствор или концентрат до разведения может быть подвергнут отвердеванию в соответствии с примерами 5 или 6, приведенными ниже. Пример 2. Раствор готовили смешиванием ингредиентов, приведенных ниже. Ингредиенты Бензоат натрия Яблочная кислота Ароматизатор Искусственный подсластитель Вода (по разности) Гидроксид кальция Результирующее значение рН состава обычно составляет 3,85 и имеет молярное соотношение кальция к кислоте, равное 0,5. Этот раствор можно подвергнуть отвердеванию согласно приведенным ниже примерам 5 или 6. В пробирках планиметрические испытания были выполнены на растворе, в котором выдерживали для испытания плоские срезы зубной эмали при температуре 37 С в течение 30 мин. Потенциал разрушения оценивали физическим измерением слоя эмали, утраченной в течение процедуры. Принимая во внимание, что контрольный состав без добавления гидроксида кальция имел рН 2,5 и привел к потере 8,1 микрон эмали, а другой контрольный состав, в котором рН было повышено гидроксидом натрия до рН 3,85, удалил 1,65 микрон, состав, приведенный выше, удалил только 0,6 микрон эмали, демонстрируя свою эффективность при уменьшении разрушения зубов. Пример 3. Раствор готовили смешиванием ниже перечисленных ингредиентов: Ингредиенты Сахар Бензоат натрия Апельсиновый сок Аскорбиновая кислота Моногидрат лимонной кислоты Ароматизатор Краситель Вода (по разности) Карбонат кальция Гидроксид натрия Диоксид углерода мас.% 10 0,01 5,04 0,03 0,15 0,005 0,004 86 0,048 Достаточно для корректировки рН до 3,9 0,48 8 В этом растворе молярное соотношение кальций : кислота составляет 0,46 (обычно апельсиновый сок содержит 1 мас.% лимонной кислоты). В последующем этот раствор подвергают отвердеванию, как это описано в приведенных ниже примерах 5 или 6. Пример 4. Раствор готовили смешиванием перечисленных ниже ингредиентов: Ингредиенты Сахар Бензоат натрия Яблочный сок Аскорбиновая кислота Яблочная кислота Ароматизатор Краситель Вода (по разности) Карбонат кальция Гидроксид натрия мас.% 8 0,01 10 0,03 0,15 0,005 0,004 82 0,093 Достаточно для корректировки рН до 3.9. В таком растворе молярное соотношение кальций:кислота составляет 0,74 (обычно яблочный сок содержит 0,6 мас.% яблочной кислоты). Раствор затем подвергают отвердеванию как описано в приведенных ниже примерах 5 или 6. Пример 5. Технологии отвердевания. Концентраты можно сделать твердыми путем замораживания, например, при температурах ниже -5C, предпочтительно при температурах около -20C. Растворы можно кипятить, например, в течение 10 мин, до достижения точки застывания, затем охладить и при желании отливать в формы. Можно добавить распущенный желатиновый порошок (в соответствии с указаниями производителя) и оставить продукт для застывания. Пример 6. Черносмородиновое желе Ингредиенты Сироп глюкозы Желатин 190 обесцвеченный Вода Концентрат (например, по примеру 1) Способ Сироп глюкозы уваривают до получения 85% твердых веществ, желатин вымачивают в теплой воде до растворения. Раствор желатина и концентрат добавляют в раствор сиропа глюкозы. Смесь формуют в кукурузной муке и оставляют на ночь. Пример 7. Сухой порошковый апельсиновый спортивный напиток. Сухие ингредиенты смешивают, обычно применяя смеситель с мешалкой, имеющей ленточную спиральную лопасть, до получения гомогенной смеси. Затем продукт помещают в соответствующую тару, например в маленькие пакеты, банки или цилиндры. 9 Ингредиенты Моногидрат декстрозы Мальтодекстрин Аспартам Ацесульфам К (Acesulfame k) Тринатрийцитрат Хлорид натрия Лимонная кислота Аскорбиновая кислота Цитрат калия Карбонат кальция Апельсиновый ароматизатор Бета-каротин (1%) Всего 50 г порошка растворили в 500 мл воды для приготовления спортивного апельсинового напитка. Напиток имел рН 4 и молярное соотношение кальция к кислоте, равное 0,6. Пример 8. Сухой порошковый низкокалорийный апельсиновый спортивный напиток. Сухие ингредиенты смешивают, обычно применяя смеситель с мешалкой, имеющей ленточную спиральную лопасть, до получения гомогенной смеси. Затем продукт помещают в соответствующую тару, например в маленькие пакеты, банки или цилиндры. Ингредиенты Мальтодекстрин АспартамAcesulfame k Тринатрийцитрат Хлорид натрия Лимонная кислота Аскорбиновая кислота Цитрат калия Карбонат кальция Апельсиновый ароматизатор Бета-каротин (1 %) Всего 4 г порошка растворили в 500 мл воды для приготовления низкокалорийного апельсинового спортивного напитка. Напиток имел рН 4 и молярное соотношение кальция к кислоте, равное 0,6. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ. 1. Твердый или полутвердый состав для орального применения, содержащий соединение кальция и подкислитель, отличающийся тем,что кальций присутствует в диапазоне от 0,3 до 0,65 молей на моль кислоты, а соотношение кальция и подкислителя в составе выбрано таким, чтобы эффективное значение рН состава было от 3,5 до 4,5. 2. Состав по п.1, в котором кальций присутствует в диапазоне 0,3-0,55 моля на моль кислоты. 10 3. Состав по любому из пп.1-2, в котором кальций присутствует, по меньшей мере, в количестве 0,4 моля на моль кислоты. 4. Состав по любому из пп.1-3, в котором эффективное значение рН состава не превышает 4. 5. Состав по любому из пп.1-4, в котором эффективное значение рН состава находится в диапазоне от 3,7 до 3,9. 6. Состав по любому из пп.1-5, в котором кислота представляет собой лимонную кислоту,яблочную кислоту, молочную кислоту или их смеси. 7. Состав по любому из пп.1-6, в котором соединение кальция представляет собой карбонат кальция, гидроксид кальция, цитрат кальция, малат кальция, лактат кальция, хлорид кальция, глицерофосфат кальция или формиат кальция. 8. Состав по любому из пп.1-7, который представляет собой сладости. 9. Состав по п.8, в котором сладости представляют собой пастилку. 10. Состав по любому из пп.1-9, который представляет собой состав для оздоровления полости рта. 11. Применение твердого или полутвердого состава, включающего соединение кальция и подкислитель, в котором кальций присутствует в составе в диапазоне от 0,3 до 0,8 моля на моль кислоты, а количество кальция и подкислителя в составе выбрано таким образом, чтобы эффективное значение рН состава было от 3,5 до 4,5, в качестве состава орального назначения для снижения разрушения зубов под воздействием кислоты. 12. Применение по п.11, в котором кальций присутствует в диапазоне 0,3 - 0,75 моля на моль кислоты. 13. Применение по пп.11 или 12, в котором эффективное значение рН состава не превышает 4. 14. Применение по любому из пп.11-13, в котором эффективное значение рН составляет от 3,7 до 3,9. 15. Способ приготовления твердого или полутвердого состава, содержащего соединение кальция и подкислитель, отличающийся тем,что кальций присутствует в диапазоне от 0,3 до 0,65 моля на моль кислоты, а эффективное значение рН состава составляет от 3,5 до 4,5, включающий смешивание соединения кальция с подкислителем таким образом, чтобы кальций присутствовал в диапазоне от 0,3 до 0,65 моля на моль кислоты, и корректировку рН, если это необходимо или желательно, добавлением щелочи таким образом, чтобы эффективное значение рН состава находилось в диапазоне от 3,5 до 4,5.