DE1792769A1

DE1792769A1 - Verwendung von phosphorsaeureestersalzen zur verhinderung von zahnkaries

Info

Publication number: DE1792769A1
Application number: DE19621792769
Authority: DE
Inventors: Julian Gagolski; Bernard Dr Lilienthal
Original assignee: CSR Ltd; Colonial Sugar Refining Co Ltd
Current assignee: CSR Ltd; Colonial Sugar Refining Co Ltd
Priority date: 1961-07-10
Filing date: 1962-07-09
Publication date: 1975-06-19
Also published as: DE1467809B2; CH473585A; DK113461B; DE1467809A1; SE311208B; NL280715A; AU4630464A; GB1009957A; BE638645A; CH523687A; NL125917C; FR1517091A; AU256211B2; FR3560M

Description

Patentanwälte 51 Audwn, Jen 15. Märe 1974

DIPL-ING. BRUNO SCHMETZ Augu&kjstraßeH-lo -Tei. (0241) 508051

DIPL-ING. WERNER KÖNIG

THE COLONIAL SUGAR HEFINING COMPANY LIMITED in Sydney, New South Wales (Australien)

Aktz.: P 17 92 769.4-4I

Neue Beschreibung

Verwendung von Phosphorsäureestersalzen zur Verhinderung von Zahnkaries

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Phosphorsäureestersalzen zur Verhinderung von Zahnkaries.

Über die Wirkung und Beeinflussung der Zahnkaries ist bereits Verschiedenes bekannt. Wesentliche Faktoren sind:

1. Bakterien, die Säuren (beispielsweise vom Typ der Milchsäurebazillen, die Milchsäure bilden) bilden, liegen in der Mundhöhle in größerer Anzahl vor, wenn Zahnkariesbefall auftritt.

2. Kohlehydrate liefern ein günstiges Substrat für die Bildung von Säuren in der Mundhöhle. Mit der Bezeichnung "kariogene" Lebensmittel werden nachstehend Lebensmittel bezeichnet, die aus Kohlehydraten bestehen oder solche enthalten.

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3. Säuren, die in der Mundhöhle entwickelt werden, greifen Zahnbestandteile an und lösen sie, wodurch die Zähne für Zahnkaries und Zahnverschleiß anfälliger werden.

4. Lösungen, die Calcium und Phosphat gelöst enthalten, verhindern einen Säureangriff und erhärten auch durch Säuren erweichten menschlichen Zahnschmelz wieder. Fluorid beschleunigt die Wieder-erhärtung.

Die kariogene Wirkung dieser Säuren entsteht bei der direkten und üblicherweise längeren Berührung zwischen Säure und Zahn. Über die genaue Art der Wirkung sind sich die Fachleute noch nicht einig, es ist jedoch bekannt, daß die Säuren im Mund oder in vitro eine Erweichung und ein Zerfressen des Zahnschmelzes verursachen. Der Erweichung oder Zerstörung des Zahnschmelzes folgt dann die Zahnkaries.

Es ist des weiteren bekannt, daß die kariogene Wirkung dieser Säuren durch das Vorliegen von bestimmten löslichen organisclei Phosphaten wie Natrium- oder Ammoniumphosphat verhindert wird. Diese kariostatische Wirkung findet im Mund oder in vitro statt, der Vorgang ist jedoch noch nicht vollständig aufgeklärt.

Wegen seiner lokalen Wirkung soll der Phosphat-Inhibitor gleichzeitig mit und an der gleichen Stelle wie das kariogene Mittel vorliegen. Die kariogene Wirkung der Säuren muß an der Zahnoberfläche im Mund erfolgen, und zwar an der Stelle, an der die

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Säure den Zahn berührt. Daher sollte auch das kariostatische Mittel an der Zahnoberfläche vorliegen.

Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, das kariostatische Mittel in Lebensmittel und Getränke, und insbesondere solche, die zur Bildung von kariogenen Mitteln im Mund neigen, einzubringen. Nur dann ist das kariostatische Mittel nämlich auf jeden Fall zur rechten Zeit in der Lage, das wirksamste Ergebnis zu bewirken.

Da es wünschenswert ist, den Wirkstoff in Lebensmittel und Getränke einzubringen, sind aus praktischen Gründen fast alle oder sogar alle bisher bekannten kariostatischen Mittel ungeeignet. Lösliche Phosphate wie Natrium-, Ammonium- oder Magnesiumphosphate haben einen sehr starken eigentümlichen Geschmack, der in wirksamen Konzentrationen des Phosphats den Eigengeschmack der Lebensmittel oder Getränke nachteilig beeinflußt. Fluoride haben bekannte kariostatische Eigenschaften, sind jedoch im allgemeinen giftig und ihre Anwendung in Lebensmitteln und Getränken erfordert eine ständige und sorgfältige Kontrolle. Das Versetzen des Trinkwassers mit Flour in zu vernachlässigenden Mengen hat sich nicht allgemein durchgesetzt, trotzdem die Verringerung der Zahnkaries dadurch bewiesen ist, weil die Fluoride giftig sind. Stabile Calciumphosphate könnten unter bestimmten Bedingungen möglicherweise wirken, sind jedoch im allgemeinen nur wenig löslich und haben wie Natriumphosphat einen starken Geschmack. Diese beiden

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Eigenschaften verhindern die erfolgreiche Anwendung von Calciumphosphat in Lebensmitteln und Getränken.

Es wurde nun gefunden, daß Calcium- und Magnesiumsalze von Estern der Phosphorsäure mit Saccharose Stoffe darstellen, die nicht giftig sind, lediglich einen unbedeutenden Geschmack aufweisen und im Mundraum eine wesentliche kariostatische Wirkung ausüben.

Die Erfindung sieht daher auch die Verwendung der Calcium- oder Magnesiumsalze von Estern der Phosphorsäure mit Saccharose für die Herstellung oder Zubereitung von Lebensmitteln und Getränken zur Ausübung einer kariostatischen Wirkung im Mundraum vor.

Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Phosphorsäureestersalze für die Herstellung oder Zubereitung von Lebensmitteln und Getränken wird im Mundraum die kariogene Wirkung von dort durch diese Lebensmittel und Getränke gebildeten Säuren neutralisiert und damit verhindert. Die kariostatische Wirkung der erfindungsgemäßen Phosphorsäureestersalze beruht anscheinend auf einer chemischen Einwirkung, auf die kariogenen Stoffe im Mund.

Bei den Lebensmitteln, für deren Herstellung oder Zubereitung die erfindungsgemäßen Phosphorsäureestersalze verwendet werden,

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kann es sich auch um prophylaktische Tabletten, Bonbons oder Pastillen handeln.

Um die kariostatische Wirkung der infragestehenden Phosphorsäureestersalze zu ermitteln, hat die Anmelderin umfangreiche Versuche durchgeführt. Es wurde dabei festgestellt, daß die kariostatische Wirksamkeit von der speziellen Art der Verbindung sowie der Konzentration, in welcher diese Verbindung zur Verwendung gelangt, abhängt.

Es wurde weiter gefunden, daß die Calciumsalze des aus Saccharose erhaltenen Phosphatesters besonders wirksam bei der Verringerung des Kariesbefalls bei Versuchstieren waren. Auch die Magnesiumsalze von Saccharosephosphatestern haben eine gute kariostatische Wirksamkeit. Diese ist jedoch geringer als die des Calciumsalzes. Auch sind die Geschmackseigenschaften dieser Salze nicht ganz so vorteilhaft.

Die erfindungsgemäßen Phosphorsäureestersalze haben folgende Eigenschaften, welche für deren Verwendung als kariostatische Mittel in Lebensmitteln und Getränken erforderlich sind:

1. Sie üben eine kariostatische Wirkung aus.

2. Sie sind ungiftig.

3. Sie sind löslich.

4. Sie sind genießbar und weitgehend geschmacklos.

5. Sie sind mit Lebensmitteln und Getränken, insbesondere Kohlehydraten, verträglich.

6. Sie sind relativ billig.

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Dabei ist es so, daß sich die unter 2, 3, 4, 5 und 6 genannten Eigenschaften auf Konzentrationen beziehen, die erforderlich sind, um die unter 1 angegebene Eigenschaft zu erfüllen.

Untersuchungen von verschiedenen dieser Stoffe, insbesondere von Calciumsaccharosephosphat, sind in den nachstehenden Beispielen erläutert:

Beispiel A;

Das Calciurasalz des Saccharosephosphatsäureesters (Ca ^ci2^H21°14^P*^2H2⁰^ ^^{ein un}6iftiges, wasserlösliches weißes Pulver mit einem milden Geschmack) verhinderte bei Zugabe zu einem Versuchsmedium in vitro in einer Konzentration von o,5 % die korrodierende Wirkung von Milchsäure auf menschlichen Zahnschmelz bei einem pH-Wert von nur 3|8· Bezogen auf das Gewicht, ist Calciumsaccharosephosphatsäureester so wirksam wie Natriumphosphat (Na₉HPO,), was bedeutet, daß es auf molarer Basis dreimal so wirksam wie Natriumphosphat bei der Verhinderung des Angriffes von Milchsäure auf den Zahnschmelz ist.

Beispiel B;

Ein Stamm von Osborn-Mendel-Ratten, bei denen ein Kariesbefall auftritt, wenn sie mit einer stark kohlehydrathaltigen Diätkost gefüttert werden, wurde auf die Wirksamkeit von verschiedenen Phosphorsäureestersalzen hinsichtlich der Verringerung des Auftretens der Karies bei Zugabe in wechselnden Konzentrationen zu der Diät untersucht. Machstehend wird ein Beispiel für die

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Art der bei einem solchen Versuch erhaltenen Ergebnisse gegeben:

Die Grunddiät der untersuchten Tiere bestand aus:

Zucker (Saccharose) 59 Gew. Teile

Magermilchpulver ' 27 " "

Weizenvollmehl 6 " "

Alphalpha 3 « »

Leberpulver {von Ochsen) 4 " "

Alle Bestandteile der Diät enthielten keine bedeutenden Mengen Fluorid. Bei Behandlung einer Kontrollgruppe der Ratten vom Osborn-Mendel-Stamm über 6 Wochen mit dieser Diät entwickelten die Tiere Karies. Bei jeder Versuchsreihe wurden Kontrollgruppen verwendet.

Den Versuchsgruppen der Tiere wurde die basische Diät unter Zusatz von wechselnden Anteilen von Phosphorsäureestersalzen, die mit dem Trockenfutter gut vermischt waren, gegeben. Der Grad der Zahnkaries der Ratten kann auf 2 verschiedene Weisen ausgedrückt werden:

1. Anzahl der faulen Zähne ohne Berücksichtigung des Verletzungsgrades.

2. Anzahl und Grad der Verletzungen.

Nachstehend werden die Ergebnisse von 2 Versuchsreihen (jede mit eigener Kontrollgruppe) angegeben, die mit einem Zusatz

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von Calciumsaccharosephosphorsäureester zu der Grunddiät in den angegebenen Mengen durchgeführt wurden.

Zusatz zur Diät

0,5 % Calciumsaccharosephosphorsäureester

1,0 % Calciumsaccharosephosphorsäureester

6,0 fo Calciumsaccharosephosphorsäureester

fo Verringerung der ^Verringerung des

Anzahl der von Kariesgrades im

Karies befallenen Vergleich zur

Zähne im Vergleich Kontrollgruppe zur Kontrollgruppe

55 %

81

81 fo

89 %

84 %

Der Vorteil der Verwendung von kariostatischen Mitteln gemäß der Erfindung im Vergleich zu anorganischen Phosphaten und Fluoriden als Mittel zur Verringerung des Auftretens von Zahnkaries und Zahnfäule bei Lebensmitteln und Getränken beruht auf folgendem:

1. Die erfindungsgemäßen Salze der angeführten organischen Ester der Phosphorsäure sind geeignete Mittel, um stabile lösliche Formen von Phosphaten und Metallen, wie Calcium, zu erhalten, die in Form von anorganischen Phosphaten kaum löslich sind.

2. Im Gegensatz zu anorganischen Fluoriden sind die erfindungsgemäßen Phosphorsäureestersalze nicht giftig. Einige von ihnen stellen sogar wertvolle Lebensmittelbestandteile dar, die in einer leicht löslichen Form zugeführt werden können und Zucker, Phosphat und Calcium oder Magnesium liefern, die alle tierische Stoffwechselprodukte sind.

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3. Im Gegensatz zu anorganischen Phosphaten haben die erfindungsgemäßen Phosphorsäureestersalze einen nicht ungefälligen milden Geschmack und beeinflussen selbst in Konzentrationen über den für eine maximale kariostatische Wirkung erforderlichen den Geschmack von Lebensmitteln nicht wesentlich.

4. Aufgrund der vorstehend angeführten Eigenschaften können die erfindungsgemäßen Phosphorsäureestersalze innerhalb eines weiten Konzentrationsbereiches, innerhalb dessen diese zur Bekämpfung von Zahnkaries und Zahnverschleiß wirksam sind, angewendet werden.

5. Die erfindungsgemäßen Phosphorsäureestersalze können auch in prophylaktisch wirkende Tabletten oder Pastillen eingearbeitet werden, die besonders für Reisende und solche Benutzer geeignet sind, denen sie in anderer Form nicht zur Verfügung stehen.

Bei ihrer Verwendung für die Herstellung oder Zubereitung von Lebensmitteln und Getränken können die erfindungsgemäßen Phosphorsäureestersalze direkt in Zucker, Getreideprodukte, wie Roggen, Weizen, Hafer und Gerste, Reis, Soja und Mehle sowie Mischungen derselben eingetragen werden. Verwendet man derartige Produkte zur Herstellung von Fertigwaren, wie Brot oder Kuchen, dann besitzt das fertige Erzeugnis eine kariostatische Wirkung, ohne daß es in seinem Geschmack oder anderen Eigen-

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schäften merklich verändert wäre. Man kann die Phosphorsäureestersalze aber auch direkt in Backwaren, Konditorwaren, Zuckerwaren, Getränke, Sirupe, Konserven, Speiseeis, Gelatine u. dgl. einbringen. Pflanzliche Nahrungsmittel mit einem hohen Kohlehydratgehalt, wie Kartoffeln, können mit den Phosphorsäureestersalzen gekocht werden. Die Phosphorsäureestersalze können aber auch zu Tafelsalz oder anderen Würzstoffen zugegeben und erst bei Tisch angewandt werden.

Im übrigen können die erfindungsgemäßen Phosphorsäureestersalze mit Lebensmitteln und Getränken auch noch in anderer Weise zusammengebracht und verwendet werden. Wichtig ist dabei jedoch, daß ihre Verteilung in den Lebensmitteln und Getränken so gleichmäßig wie möglich ist.

Die Bildung von kariogenen Stoffen wie Milchsäure und die Wirkung der Milchsäure auf die Zähne erfordert offenbar eine bestimmte Zeit. Um eine optimale Wirkung zu erreichen, sollten die kariostatischen Mittel gemäß der Erfindung vorliegen, wenn die kariogenen Stoffe (Säuren) gebildet werden, damit ihre hindernde Wirkung mit der kariogenen Wirkung zusammentrifft.

Die Art und die Konzentration der Phosphorsäureestersalze hängt von der Art der gewünschten Zusammensetzung der herzustellenden bzw. zuzubereitenden Produkte ab.

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Die für die erfindungsgemäße Verwendung der Phosphorsäureestersalze bei Lebensmitteln und Getränken bevorzugten Konzentrationen liegen im Bereich zwischen 0,1 bis 6 Gew.^ dieser Produkte. Höhere Konzentrationen sind gewöhnlich nicht erforderlich, um den gewünschten Schutz gegen Karies zu erreichen.

Bei Bonbons, Pastillen und Tabletten können auch höhere Konzentrationen angewendet werden. Dabei kann man derartige Bonbons, Pastillen und Tabletten in üblicher Weise, unter Verwendung von natürlichen oder künstlichen Süßmitteln, Geschmacksstoffen und Bindemitteln herstellen.

Die maximale Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Verwendung von Phosphorsäureestersalzen entsteht bei ihrem Eintragen in überwiegend Kohlehydrate enthaltende Lebensmittel, die kariogen sind oder beim Zusammenkommen mit Säuren und überlicherweise im Mund vorkommenden Bakterien kariogen werden.

Die Phosphorsäureestersalze können im übrigen den Lebensmitteln und Getränken bei deren Herstellung oder Zubereitung entweder als Feststoff oder in Lösung zugegeben werden. Das Calciumsalz von Saccharosephosphorsäureester ist in Wasser gut löslich.

Die Erfindung wird in den nachstehenden Beispielen erläutert:

Beispiel 1

Zucker: Zuckerkristalle werden mit Calciumsaccharosephosphor-

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säureester überzogen. Man erhält ein Produkt mit einem Gehalt von 1 Gew.% Calciumsaccharosephosphorsäureester. Das gewünschte Ziel kann in verschiedener Weise erreicht werden,z.B.:

1. Durch Aufsprühen einer Lösung von Calciumsaccharosesäureester in Wasser auf in einer umlaufenden Trockenvorrichtung vorliegende Zuckerkristalle.

2. Durch Aufsprühen einer wässrigen Lösung von Calciumsaecharosephosphorsäureester auf die Kristalle, bevor diese während der Zuckerherstellung aus der Zentrifuge entnommen werden.

3. Durch Vermischen von trockenem Zucker und trockenem Calciumsaccharosephosphorsäureester in Gegenwart von feinverteiltem Sprühwasser.

Beispiel 2

Mehl: In einer Vorrichtung zum Mischen von Trockenstoffen wird 1 Gew.% pulverförmiger Calciumsaccharosephosphorsäureester mit Mehl gemischt.

Beispiel 3

Getreideprodukte: Ein Frühstücksprodukt aus sog. Kornflocken (corn flakes) wird mit einer Lösung von Calciumsaccharosephosphorsäureester in Wasser besprüht. Die Flocken werden danach getrocknet, um ein Fertigprodukt mit einem Gehalt von 1 %

Calciumsaccharosephosphorsäureester zu erhalten.

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Beispiel 4

Brot: 2 Gew.% Calciumsaccharosephosphorsäureester werden dem Mehl beim Vermischen der Bestandteile für die Brotherstellung zugemischt.

Beispiel 5

Kuchenmischung: 1 Gew.% Calciumsaccharosephosphorsäureester wird zu den Trockenstoffen für die Kuchenmischung zugesetzt.

Beispiel 6

Flüssiger Zucker: Es wird ein flüssiger Zucker hergestellt, bestehend aus

Saccharose 65 Gew.$

Calciumsaccharosephosphorsäureester 0,5 Gew.^ Wasser 34,5 Gew.%

Beispiel 7

Konfektherstellung: Bei der Herstellung einer Bonbonmischung werden dem Zucker 2 Gew.$ Calciumsaccharosephosphorsäureester zugesetzt.

Beispiel 8

Biskuit: Bei der Herstellung einer Biskuitmischung werden den anderen Trockenbestandteilen 2 Gew.$ Gaiciumsaccharosephosphorsäureester beim Vermischen zugesetzt.

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-U-

Beispiel 9

Getränke: Aus flüssigem Zucker, in dem 1 Gew.% Calciumsaccharosephosphorsäureester gelöst ist, wird ein Getränk hergestellt.

Beispiel 10

Tabletten: Es wird eine Tablette mit einem Gehalt von 10 Gew.% Calciumsaccharosephosphorsäureester und weiteren Stoffen wie Zucker, Geschmacksstoffen und Bindemitteln hergestellt.

Die Erfindung soll durch die vorstehenden Beispiele nur erläutert werden. Es sind darüber hinaus zahlreiche andere Kombinationen möglich.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Verwendung der Phosphorsäureestersalze bei der Herstellung oder Zubereitung von kohlehydrathaltigen Lebensmitteln, wie Brot, Brotzutaten, Kuchen, Kartoffeln und dgl. .

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Claims

Patentanwälte 51 Aadwn, den 15, Färs- 1974

DIPL-ING. BRUNO SCHMETZ Augustastraße 14-16 · Tel. [0241) 508051

DIPL-ING. WERNER KÖNIG

THE COLOMIAL SUGAR EEFIMING COMPANY LIMITED in Sydney, Mew South Wales, (Australien)

Aktz. P 17 92 769.4-41

Neue,Patentansprüche:

1· Verwendung der Calcium- oder Magnesiumsalze von Estern der Phosphorsäure mit Saccharose für die Herstellung oder Zubereitung von Lebensmitteln und Getränken zur Ausübung einer kariostatischen Wirkung im Mundraum.

2ο Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der verwendeten Salze 0,1 bis 6 Gew.-^ der Produkte beträgt.

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