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Verfahren zur Herstellung eines Zahnpflegemittels
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zahnpflegemittels, insbesondere einer Zahnpaste oder eines Mundwassers.
Gewisse den kariogenen Effekt betreffende Faktoren wurden ganz allgemein bereits erforscht und in der zahnärztlichen Praxis akzeptiert. Die wichtigsten dieser Faktoren sind :
1. Bakterien, welche Säuren produzieren (beispielsweise Lactobazillus-Arten, welche Milchsäure erzeugen), sind in oralen Kavitäten bei vorherrschender Karies in stärkerer Anzahl vorhanden.
2. Kohlehydrate schaffen ein günstiges Substrat für die Bildung von Säuren in der Mundhöhle. Der hierin verwendete Ausdruck"kariogene"Nahrungsmittel bedeutet ein Nahrungsmittel, welches aus Kohlehydraten besteht oder solche enthält.
3. In der Mundhöhle erzeugte Säuren lösen oder greifen einige der Zahnbestandteile an, wodurch die Zähne für Zahnkaries und Zahnerosion anfälliger werden.
4. Lösungen, welche gelöstes Kalzium und Phosphat enthalten, verhindern den Säureangriff und härten auch wieder den durchSäure erweichten menschlichen Zahnschmelz ; Fluoride beschleunigen den Wiedererhärtungsprozess.
DerkariogeneEffekt dieser Säuren resultiert aus dem unmittelbaren und gewöhnlich lang dauernden Kontakt zwischen Säure und Zahnformation. Fachleute sind hinsichtlich des genauen Mechanismus des kariogenen Effektes nicht völlig einig. Es ist jedoch bekannt, dass sowohl im Mund als auch in vitro die Säuren eine Erweichung und Erosion des Zahnschmelzes verursachen. Der Erweichung oder Zerstörung des Zahnschmelzes folgt dann die Zahnkaries.
Es ist weiters bekannt, dass der kariogene Effekt dieser Säuren durch die Anwesenheit gewisser löslicher anorganischer Phosphate, wie Natrium- oder Ammoniumphosphat, gehemmt wird. Dieser kariostatische Effekt findet sowohl im Mund als auch in vitro statt und obwohl der Mechanismus nicht gewiss ist, besteht offensichtlich eine lokale Wechselwirkung zwischen Säure, Inhibitor und Zahnstruktur.
Da seine Wirkung lokalisiert ist, soll der Phosphatinhibitor zur selben Zeit und an der gleichen Stelle wie die kariogene Substanz anwesend sein. Die kariogene Einwirkung der Säuren im Mund erfolgt zwangsläufig an der Zahnoberfläche, wo die Säure mit den Zähnen in Berührung kommt. Daher soll auch die kariostatische Substanz an derselben Zahnfläche vorhanden sein.
Im Idealfall sollte die kariostatische Substanz möglichst geschmacklos und ausserdem auch in grö- seren mengen nicht toxisch sein. Im Hinblick darauf scheiden für praktische Zwecke die meisten, wenn nicht alle der bisher bekannten kariostatischen Mittel aus. Die löslichen Phosphate, wie Natrium-, Ammonium- und Magnesiumphosphate, besitzen einen sehr starken und ausgeprägten Geschmack.
Fluoride besitzen die bekannten kariostatischen Effekte, sind jedoch im allgemeinen toxisch und ihre Anwendung erfordert eine strenge und sorgfältige Kontrolle. Die Fluoridierung von Trinkwasser, wobei die Konzentration unmessbar klein ist, fand ungeachtet des nachgewiesenen Effektes der Reduzierung der Zahnkaries infolge der Toxizität der Fluoride keine allgemeine Aufnahme. BeständigeFormenvon Kalziumphosphat, welche möglicherweise unter bestimmten Bedingungen wirksam wären, sind im all-
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gemeinen nur geringfügig löslich und besitzen gleich Natriumphosphat einen starken Eigengeschmack. Beide Faktoren bewirken eine Verhinderung der erfolgreichen Verwendung von Kalziumphosphat in völlig ungefährlichen und sogar essbaren Zahnpflegemitteln.
Es wurde gefunden, dass aktives kariostatisches Phosphat oder Kalzium oder beide in Form einer löslichen organischen Verbindung hergestellt werden kann, welche nicht toxisch ist und unbedeutenden Eigengeschmack besitzt, und dass die resultierende Verbindung in Zahnpflegemittel einverleibt oder diesen zugesetzt werden kann, ohne dass sie merkbar den Geschmack oder andere Eigenschaften nachteilig beeinflusst, hingegen eine wesentliche kariostatische Wirkung liefert.
Erfindungsgemäss wird daher ein Verfahren zur Herstellung eines Zahnpflegemittels, insbesondere Zahnpaste oder Mundwasser, vorgesehen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass es ein oder mehrere lösliche, mild schmeckende, physiologisch unbedenkliche Ester von Phosphorsäure mit Polyhydroxyalkoholen oder insbesondere mit Mono- oder Oligosacchariden und/oder deren wasserlösliche Salze enthält.
Die kariostatischu Wirkung der Substanzen, auf welche sich die Erfindung bezieht, scheint auf der chemischen Einwirkung auf die kariogenen Stoffe oder auf die den kariogenen Stoffen unterworfenen Zähne zu beruhen. Die Einwirkung oder Reaktion findet im Mund statt. Daher ist es offenkundig, dass die erfindungsgemässen kariostatischen Mittel in wirksamer Weise in Zahnpasten, Mundwässern u. dgl. verwendet werden können. Insbesondere die vernachlässigbare Toxizität, die Löslichkeit und das Fehlen des Eigengeschmacks der erfindungsgemässen kariostatischen Mittel macht diese für Zahnpasten, Mundwässer u. dgl. besonders geeignet.
Um geeignete kariostatische Mittel aus dieser Gruppe der organischen Phosphatester auszuwählen, mussten ausgedehnte Versuche durchgeführt werden. Durch diese Versuche wurde gefunden, dass die einzelnen Verbindungen dieser Gruppe ein verschiedenes Ausmass ihrer Wirksamkeit hinsichtlich der kariostatischen Eigenschaften besitzen. Die kariostatische Aktivität ist gleichfalls von der Konzentration, in welcher die Verbindung angewendet wird, abhängig.
Es wurde gefunden, dass das Kalziumsalz des aus Saccharose hergestellten Phosphatesters bei Versuchstieren hinsichtlich der Herabsetzung des Kariesbefalls extrem wirksam ist. Die Natrium- und Magnesiumsalze von Saccharosephosphatestern sind gleichfalls kariostatisch, jedoch weniger als das Kalziumsalz und auf Grund ihrer Geschmacksmerkmale nicht so allgemein brauchbar.
Die Kalzium-, Natrium- und Magnesiumsalze von Phosphatestern, die sich von andern Zuckern, wie Glukose und Laktose, ableiten, zeigten in den durchgeführten Versuchen gleichfalls kariostatische Aktivität, waren jedoch nicht so wirksam wie das Kalziumsaccharosephosphat unter gleichen Konzentrationen.
Von den von Polyalkoholen sich ableitenden Phosphatestern wurde gefunden, dass das Kalzium- oder Natrium- oder Magnesiumsalz des Glyzerinphosphatesters kariostatisch ist, obwohl es gleichfalls nicht so wirksam wie Kalziumsaccharosephosphat unter gleichen Konzentrationen ist.
Die aus der vorstehend definierten Gruppe ausgewählten Phosphatester und/oder deren Derivate und/oder deren Salze, müssen zuvor bestimmte Bedingungen erfüllen, um als kariostatische Mittel brauchbar zu sein. Diese Forderungen begrenzen merklich die Zahl der aus dieser Gruppe auswählbaren Substanzen. Diese Erfordernisse sind :
1. Sie müssen eine kariostatische Wirkung besitzen,
2. sie müssen physiologisch unbedenklich sein,
3. sie müssen löslich sein,
4. sie müssen schmackhaft oder geschmacklos sein,
5. sie müssen mit den Grundsubstanzen verträglich sein,
6. sie müssen verhältnismässig billig sein.
Bei Betrachtung dieser Forderungen ist es natürlich selbstverständlich, dass sich die Erfordernisse 2,3, 4,5 und 6 auf die zur Erfüllung der Forderung 1 erforderlichen Konzentrationen beziehen.
Die mit einigen dieser Substanzen, insbesondere (jedoch nicht ausschliesslich) mit Kalziumsaccharosephosphat durchgeführten Versuche werden durch die nachfolgenden Ergebnisse erläutert :
EMI2.1
menschlichen Zahnschmelz bei einem PH bis herab zu 3, 8. Auf Gewichtsbasis ist Kalziumsaccharose- phosphat ebenso wirksam wie Natriumphosphat (Na HPO) (was bedeutet, dass es auf molarer Basis dreimal wirksamer als Natriumphosphat ist) hinsichtlich der Verhütung des Angriffs von Milchsäure auf den Zahnschmelz.
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Bei s pie 1 B : Extrahierte menschliche Zähne, deren Schmelz durch Einwirkung von Milchsäure geringfügig erweicht worden war (gemessen durch den Knoop-Mikrohärtetest) wurden in eine Lösung eingetaucht, welche 1% Kalziumsaccharosephosphat in Gegenwart von Speichel enthielt. Nach 6-tätigem Eintauchen war der Schmelz dieser Zähne wieder erhärtet. Speichel in Abwesenheit von Kalzium saccharosephosphat bewirkte keine Wiedererhärtung der erweichten Zähne.
Beispiel C : EinOsbome-Mendel Stamm von Ratten, welche für Karies sehr anfällig sind, wenn sie auf eine an raffinierten Kohlehydraten reiche Kost gesetzt werden, wurde zur Prüfung der Wirksamkeit verschiedener Salze diverser organischer Phosphate hinsichtlich der Verhinderung des Kariesbefalls bei Zugabe in verschiedenen Konzentrationen zur Kost eingesetzt. Nachstehend ist ein Beispiel der aus einem solchen Versuch erhaltenen Art von Ergebnissen wiedergegeben :
Die Grunddiät aller dieser Tiere bestand aus
EMI3.1
<tb>
<tb> Zucker <SEP> (Saccharose) <SEP> 59 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Magermilchpulver <SEP> 27 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Vollweizenmehl <SEP> 6 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Alpha-Alpha <SEP> 3 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Leberpulver <SEP> (Oxoid) <SEP> 4 <SEP> Gew.-Teile
<tb>
Alle Bestandteile der Kost waren frei von merkbaren Mengen an Fluorid.
Wurde diese Kost den Kontrollgruppen von Ratten des Osborn-Mendel Stammes über einen Zeitraum von etwa sechs Wochen verabreicht, entwickelte sich bei den Tieren Karies. Kontrollgruppen wurden bei jeder Versuchsserie verwendet.
Den Versuchsgruppen der Tiere wurde diese Grunddiät, jedoch mit Zugabe verschiedener Mengen eines Salzes eines mit dem trockenen Nahrungsmittel gut vermischten organischen Phosphatesters, verabreicht.
Die Schwere der Zahnkaries bei den Ratten kann in zweifacher Weise ausgedrückt werden :
1. Die Zahl der angefaulten Zähne unabhängig von der Schwere der Verletzung.
2. Auf Basis der Zahl und der Schwere der Verletzungen.
Die nachfolgende Tabelle gibt die Ergebnisse von zwei Versuchsserien (jede mit ihrer eigenen Kontrolle) wieder, welche mit zur Kost in den angeführten Mengen zugesetztem Kalziumsaccharosephosphat durchgeführt wurden :
EMI3.2
<tb>
<tb> Zugabe <SEP> zur <SEP> Kost <SEP> % <SEP> Verminderung <SEP> % <SEP> Verminderung
<tb> der <SEP> Zahl <SEP> kari-der <SEP> Schwere <SEP> der
<tb> öser <SEP> Zähne <SEP> im <SEP> Karies <SEP> im <SEP> VerVergleich <SEP> zur <SEP> gleich <SEP> zur <SEP> KonKontrolle <SEP> trolle
<tb> 0, <SEP> 5% <SEP> Kalziumsaccharosephosphat <SEP> 400/0 <SEP> 55%
<tb> 1, <SEP> Oulo <SEP> Kalziumsaccharosephosphat <SEP> 810/0 <SEP> 89go
<tb> 6, <SEP> 00/0 <SEP> Kalziumsaccharosephosphat <SEP> 810/0 <SEP> 840/0
<tb>
EMI3.3
wie in Beispiel A beschrieben, oder durch in vivo-Experimente, wie in Beispiel C beschrieben, geprüft wurden, sind :
Kalziumglycerophosphat, Kalziummannitolphosphat, Kalziummagnesiuminositolphosphat, Magnesiumsaccharosephosphat, Dinatriumsaccharosephosphat, Mononatriumsaccharosephosphat, Kalziumglukose-6-phosphat, Kalziumfructose-1, 6-diphosphat, Kalziumgalaktose-6-phosphat, Kalziumlaktosephosphat, Kalziumribosephosphat, Kalziumxylosephosphat, Kalziumdextrinphosphat.
Alle diese Substanzen haben einen hemmenden Effekt entweder auf den Angriff der Milchsäure auf den menschlichen Zahnschmelz oder auf die Entstehung der Zahnkaries bei Ratten des Osbome-Mendel- Stammes, wie in den Beispielen A und C beschrieben.
Die Natur der Karies ist derart, dass, während diese Versuche die Nützlichkeit dieser Substanzen bei der Hemmung von Zahnkaries bei Menschen anzeigen, es doch nicht möglich ist, quantitativ zwischen der relativen Wirksamkeit dieser Substanzen in dieser Eigenschaft zu unterscheiden.
Die Vorteile der Verwendung der erfindungsgemässen kariostatischen Mittel, verglichen mit der
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Verwendung anorganischer Phosphate und Fluoride, als Substanzen zur Herabsetzung des Befalls durch Zahnkaries und Erosion, beruhen auf den nachstehenden Gründen :
1. Gewisse Salze des oder der definierten organischen Ester der Phosphorsäure ermöglichen es, Phosphate und Metalle, wie Kalzium, welche als anorganische Phosphate kaum löslich sind, in einer stabilen und löslichen Form zu erhalten.
2. Ungleich anorganischen Fluoriden sind die gewählten organischen Ester und deren Salze nicht toxisch.
3. Ungleich den anorganischen Phosphaten besitzen die ausgewählten organischen Ester und deren Salze einen nicht unangenehmen, milden Geschmack.
4. Als Folge dieser Eigenschaften können ausgewählte organische Phosphatester und deren Salze beliebigen Zahnpflegemitteln in einem weiten Konzentrationsbereich (ohne den Geschmack zu beeinträchtigen) zugesetzt werden, in welcher Form sie zur Bekämpfung von Zahnkaries und Erosion am meisten wirksam sind.
5. Gleichfalls können sie Mundwässern oder Zubereitungen zur Reinigung der Zähne zugesetzt werden, wobei deren Löslichkeit, physiologische Unbedenklichkeit, milder Geschmack und Schutzwirkung auf den Zahnschmelz ihnen Vorteile gegenüber anorganischen Phosphaten oder Fluoriden verleiht.
Natürlich erfordert die Bildung kariogener Substanzen, wie der Milchsäure, und die Einwirkung der Milchsäure auf die Zähne einen gewissen Zeitraum. Um den optimalen Nutzen zu gewährleisten, sollten die erfindungsgemässen kariostatischen Mittel dann vorliegen, wenn die kariogenen Substanzen (Säuren) gebildet werden, so dass der inhibierende Effekt den kariogenen Effekt begleitet. Demzufolge können die kariostatischen Verbindungen der Erfindung in Zahnpasten, Mundwässern od. ähnl. verwendet werden.
Bei der Herstellung eines typischen Zahnreinigungsmittels gemäss der Erfindung werden das erforderliche Salz oder die Salze des ausgewählten organischen Phosphatesters oder der Ester in die Zahnputzmittelzusammensetzung in beliebig geeigneter Weise eingearbeitet, je nachdem ob ein Pulver, eine Paste oder eine flüssige Zubereitung hergestellt werden soll. Zu diesem Zweck werden geeignete Zubereitungen oberflächenaktiver Mittel, Bindemittel, Geschmacksstoffe und andere Exzipienten, welche zur Erzielung der gewünschten Form des Zahnreinigungsmittels erforderlich sind, hinzugefügt.
Die Natur und die Konzentration des Salzes des organischen Phosphatesters werden von der Art der Zubereitung abhängen, die hergestellt werden soll. Die Löslichkeiten der verschiedenen Salze oder der organischen Phosphatester variieren beträchtlich. Beispielsweise ist das Kalziumsalz von Saccharosephosphatstark löslich in Wasser, wogegen Dikalziumsaccharosediphosphat und Kalziumglyzerinphosphat kaum löslich sind.
Die Mengen der verschiedenen Salze der organischen Phosphatester sind im allgemeinen derart, dass sie die bevorzugte Konzentration von zumindest 1% an in der Zusammensetzung gelöstem Salz ergeben. Die Menge des in den Zubereitungen verwendeten unlöslichen Salzes kann bis zu 1000/0 betragen, je nach der Art der Formulierung und je nachdem, ob andere Schleifmittel verwendet werden. Es ist offenkundig, dass diese relativen Konzentrationen von gelösten und ungelösten Salzen in manchen Fällen mit einem einzigen Salz eines organischen Phosphatesters erreicht werden können.
Die Zugabe gewisser Fluoride in geeigneter Form zu Zahnputzmitteln oder Mundwässern, welche kariostatische organische Phosphatester und/oder deren Salze enthalten, kann den Effekt des in dieser Weise verwendeten kariostatischen Mittels möglicherweise infolge einer Beschleunigung des vorerwähnten Wiedererhärtungsprozesses steigern.
Die Erfindung wird weiters durch die nachstehenden Beispiele erläutert :
Beispiel 1 : Zahnpaste
Es wurde eine Zahnpaste der nachstehenden Zusammensetzung hergestellt :
EMI4.1
<tb>
<tb> Kalziumsaccharosephosphat <SEP> 5,0 <SEP> Gew, <SEP> -0/0 <SEP>
<tb> Traganthgummi <SEP> l, <SEP> 0 <SEP> Gew. <SEP> -0/0 <SEP>
<tb> Saccharin <SEP> (löslich) <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> Gew.- o
<tb> Glycerin <SEP> (B. <SEP> P.) <SEP> 20,0 <SEP> Gew.-lo
<tb> Natriumlaurylsulfat <SEP> l, <SEP> 0 <SEP> Gel. <SEP> nô <SEP>
<tb> Methyl-p-hydroxybenzoat <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> Gew. <SEP> -0/0 <SEP>
<tb> Geschmacks- <SEP> und <SEP> Farbstoffe <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> Gel. <SEP> do <SEP>
<tb> dibasisches <SEP> Kalziumphosphat <SEP> 35, <SEP> 0 <SEP> Gew. <SEP> -0/0 <SEP>
<tb> Wasser <SEP> 36, <SEP> 8 <SEP> Gel.
<SEP> do <SEP>
<tb>
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Der gepulverte Traganthgummi, das Methyl-p-hydroxybenzoat und die Geschmacks- und Farbstoffe wurden in Glycerin dispergiert. Das Saccharin, Natriumlaurylsulfat und Kalziumsaccharosephosphat wurden in einem Teil des Wassers gelöst, diese wässerige Lösung der Glycerinsuspension zugesetzt und gründlich vermischt. Zu dieser Mischung wurde unter kräftigem Rühren das Kalziumphosphat, welches vordem mit dem restlichen Wasser befeuchtet worden war, zugesetzt.
Beispiel 2 : Zahnpaste
Die Herstellung, wie in Beispiel 2 angegeben, wurde wiederholt, jedoch 2% Natriumfluorid in geeigneter Weise zugesetzt.
Beispiel 3 : Zahnpaste
Die Herstellung wie in Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch 0,4% Z innfluorid in geeigneter Weise zugesetzt.
Beispiel 4 : Zahnpaste
Die Herstellung, wie in Beispiel 2 beschrieben, wurde wiederholt, jedoch das gesamte zweibasische Kalziumphosphat durch Dikalziumsaccharosediphosphat ersetzt.
Beispiel 5 : Zahnpaste
Die Herstellung, wie in Beispiel 2 beschrieben, wurde wiederholt, jedoch 50% des zweibasischen Kalziumphosphats durch Dikalziumsaccharosediphosphat ersetzt.
Beispiel 6 : Zahnpulver
EMI5.1
EMI5.2
<tb>
<tb> :Kalziumsaccharosephosphat <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> Gew.-o
<tb> lösliches <SEP> Saccharin <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> Gel.-%
<tb> Farbstoff <SEP> in <SEP> Spuren
<tb> zweibasisches <SEP> Kalziumphosphat <SEP> 94,9 <SEP> Gew. <SEP> -0/0 <SEP>
<tb>
Beispiel 7 : Zahnpulver
Die Herstellung des Beispiels 7 wurde wiederholt, jedoch 1% Natriumfluorid in geeigneter Form zugesetzt.
Beispiel 8 : Zahnpulver
Nachfolgende Zubereitung wurde hergestellt :
EMI5.3
<tb>
<tb> Farbstoff <SEP> in <SEP> Spuren
<tb> lösliches <SEP> Saccharin <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> Gew.-o
<tb> Geschmacksstoffe <SEP> in <SEP> Spuren
<tb> Dikalziumsaccharosediphosphat <SEP> 99,9 <SEP> Gel. <SEP> do <SEP>
<tb>
Beispiel 9 :
Zahnpulver
Gleiche Zusammensetzung wie in Beispiel 9, jedoch mit einem Gehalt von 5,0 Gew. -0/0 Kalziumsaccharosephosphat.
EMI5.4
EMI5.5
<tb>
<tb> Natriumalginat <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> Gew.-%
<tb> Dikalziumsaccharosediphosphat <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> Gew.-%
<tb> Natriumlaurylsulfat <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> Gew.-%
<tb> Kalziumsaccharosephosphat <SEP> 5,0 <SEP> Gew. <SEP> -0/0 <SEP>
<tb> Geschmacksstoffe <SEP> in <SEP> Spuren
<tb> Wasser <SEP> 87, <SEP> 5 <SEP> Gew. <SEP> Jlo <SEP>
<tb> Farbstoffe <SEP> in <SEP> Spuren
<tb> PH-Wert <SEP> auf <SEP> 6,0 <SEP> eingestellt.
<tb>
Die Farbstoffe und Geschmacksstoffe wurden dem Diphosphat, welches zusammen mit dem Alginat in dem das Laurylsulfat enthaltenden Wasser dispergiert wurde, zugesetzt. Kalziumsaccharosephosphat wurde hinzugefügt und die Dispersion mit Wasser auf das richtige Volumen gebracht und der pH-Wert eingestellt.
Beispiel 11 : flüssiges Zahnreinigungsmittel
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Gleich wie in Beispiel 11, jedoch mit einem Zusatz von 0, 5% Natriumfluorid.
Es ist klar, dass die obigen Beispiele nur eine Erläuterung der verschiedenen Möglichkeiten, auf welche die vorstehende Erfindung angewendet werden kann, darstellen und keineswegs erschöpfend die unzähligen Kombinationen von organischen Phosphaten und herkömmlichen Zahnputzmitteln umfassen, welche zur Ausnutzung der günstigen Effekte der Erfindung möglich sind.
So kann etwa die Erfindung auf eine grosse Vielzahl von Trägerstoffen angewendet werden.
Die Erfindung kann auch andere besondere Ausführungsformen umfassen, ohne vom Ziel oder den charakteristischen Merkmalen abzuweichen. Die genannten Ausführungsformen sollen daher in jeder Hinsicht nur im Sinne einer Erläuterung und keineswegs als Eingrenzung des erfindungsgemässen Ziels aufgefasst werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines Zahnpflegemittels, insbesondere Zahnpaste oder Mundwasser,
EMI6.1
physiologisch unbedenkliche Ester von Phosphorsäure mit Polyhydroxyalkoholen oder insbesondere mit Mono- oder Oligosacchariden und/oder deren wasserlösliche Salze enthält.