技术领域
本发明涉及植物纤维产品和制备此类产品的方法。特别地，本发明涉及调节加入所述产品的物质的释放速率，所述物质例如咖啡因、烟碱和其他活性物质。
背景技术：
有许多不同的植物纤维产品意图在口服使用时赋予味道，以及经由口腔粘膜将诸如烟碱和咖啡因的物质递送给使用者。通常这样的产品包括烟草，例如鼻烟(干或湿)和嚼用烟草，虽然已知许多无烟草的替代物，其中产品基于其他植物纤维，例如来自SE 529 886(荞麦和玉米纤维)、US 2007/0000506(咖啡和茶)和WO 2009/010884(茶和柑桔纤维)。
例如根据WO 2009/010884已知将诸如咖啡因、薄荷、肉桂、抗氧化剂和维生素的功能性或活性物质加入这样的口服产品。
当使用这种类型的产品时，添加物质具有相对快速溶解的趋势并且通过粘膜吸收入使用者的血流中变得可用。这样的快速递送在某些情况下可以是优势，但是有时较慢的递送则更好，其中添加物质以较慢的递送速率但是在较长的时间段内，可能在一小时内递送至使用者。
为了延长和能够控制递送速率，在WO 2009/010884中已提出使用小固体胶囊，其可以含有呈味物质(taste substance)和其他物质，并且例如当如此期望时可以被使用者的牙齿压碎。然而没有确切地公开这些胶囊是怎样配制或制备的。
因此亟需解决调节添加物质的释放速率的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供用于口服使用的植物纤维产品，其允许比现有产品所实现的效果更好地调节添加物质的释放速率。这个目的通过如权利要求1和12所要求保护的产品和方法来实现。从属权利要求公开了本发明的优选实施方案、发展和变体。
本发明涉及用于口服使用的植物纤维产品，所述产品含有至少植物纤维和至少一种添加物质的混合物，当使用所述产品时，所述添加物质意图从所述产品释放。
本发明的产品含有藻酸盐组合物，所述藻酸盐组合物分布在所述产品中并且包含至少水、藻酸盐和所述添加物质，所述组合物含有藻酸盐基质，只要所述藻酸盐基质是完整的，则该基质保留至少主要比例的所述添加物质，并且所形成藻酸盐基质在使用者口中存在的化学和物理环境中崩解和/或溶解。
这样的产品的有利效果在于，当使用所述产品时，藻酸盐基质逐渐崩解和/或溶解，这意味着添加物质在口中逐渐释放。以这种方式调节实际物质的释放，从而其在一定的时间段内发生。在添加物质是意图为使用者吸收的活性物质的情况下，例如咖啡因或烟碱，只要基质持续溶解/崩解，就可以实现活性物质从产品通过粘膜顺利递送至使用者的血流。在添加物质由呈味物质组成的情况下，在延长的时间段内将所述呈味物质递送至使用者的口腔，这意味着味觉可以维持更长的时间。通过改变例如藻酸盐的类型或其在组合物中的相对量，可以这样的方式配制或制备藻酸盐基质：改变添加物质的递送速率以及甚至使其随时间而变化。
本发明的产品的另一有利效果是，直至结合的添加物质的释放，藻酸盐组合物/藻酸盐基质作为添加的物质或多种物质上的保护层而存在。这意味着，例如，保护氧化敏感物质以避免与氧化剂接触。这样的氧化剂可以例如，来自植物纤维，或者可以在后者的(预)处理期间加入。保护层意味着还可以在添加物质的局部环境中维持合适的pH。pH还可以被来自植物纤维或来自其处理的物质影响。例如，抗氧化剂和/或pH缓冲物质可以包含在本发明的藻酸盐组合物中，以便在保护层内提供对活性物质的进一步保护。
藻酸盐，即藻酸的盐，是可商购的公知物质。例如，其在食品和类似产品的生产中用作增稠剂和胶凝剂，例如本说明书中所关注类型的植物纤维产品。
表述“口服使用”指在正常使用中以通常使用湿鼻烟产品相同的方式放置在使用者的口腔中某处的产品，例如在唇下。
表述“当使用所述产品时意图从所述产品释放的添加物质”表示除了可以来自植物纤维的所有物质之外，被加入所述产品的物质或试剂。适合本发明的产品的植物纤维可以含有当使用所述产品时也释放的物质，如咖啡碱、咖啡因或烟碱。该表述还理解为表示当为了赋予味道的目的而使用时特别意图从所述产品释放的物质，其被使用者吞咽或通过口的粘膜吸收。
表述“藻酸盐基质”表示当溶于水中时藻酸盐所形成的网络。藻酸盐基质为溶液/混合物的形式，其粘度和溶解的容易程度通常随例如藻酸盐类型、藻酸盐/水的比例、温度等而变化。
在本发明的一优选实施方案中，所述产品适合于将物质通过使用者口中的粘膜递送给所述使用者，并且所述至少一种添加物质为诸如咖啡因的活性物质，当使用所述产品时所述活性物质能够通过口中的粘膜被吸收。
首先，表述“能够通过口中的粘膜吸收的活性物质”表示允许通过口腔粘膜递送至使用者血流的那些物质。其次，术语“活性物质”理解为表示吸收之后对使用者具有显著效果的那些物质，例如对中枢神经系统具有刺激作用，具有能化效果、退热或镇痛作用的物质，或者有利于身体的物质，例如维生素、抗氧化剂和矿物质。
在本发明的一优选实施方案中，至少一种活性物质包括属于任何以下类别的一种或多种物质：API(活性药用物质)、食品添加剂、天然药物或者能够对人有效果的天然存在的物质。这样的物质的实例为咖啡因、烟碱、维生素B12、维生素C、维生素E、黑胡椒素(bioperin)、Q10、硒、谷胱甘肽、脂酮酸、叶酸、人参、花粉提取物、抗氧化剂、矿物质、对乙酰氨基酚、乙酰水杨酸、俄罗斯根(Russian root)和玫瑰根(rose root)等。
在本发明的另一优选实施方案中，所述至少一种添加物质为呈味物质。
在本发明的另一优选实施方案中，所述藻酸盐包括单价阳离子的藻酸盐。优选地，所述藻酸盐在冷水中是可溶的。这样的藻酸盐允许形成具有合适稳定性的藻酸盐基质，并且还允许简单的生产过程。
在本发明的另一优选实施方案中，所述藻酸盐包含至少两种具有不同溶解或分解特性的不同类型的藻酸盐。典型地，不同类型的藻酸盐在溶解状态下具有不同的粘度。这样的藻酸盐的组合可以用于形成表现出特别释放曲线的藻酸盐基质，其中，例如较低粘性的藻酸盐允许相对高的初始释放，而更高粘性的藻酸盐则允许释放或多或少地持续进行更长的时间。因此，在这种情况下藻酸盐基质包含两种或更多种类型的藻酸盐。
在本发明的另一优选实施方案中，所述植物纤维基于以下植物的一种或多种：茶、咖啡、烟草、可可、玉米、草本植物(herbs)、马黛茶(yerba mate)和纤维素。优选茶纤维组成显著的比例。此外，优选所述植物纤维表现出的大小分布，例如在研磨和筛查之后，主要在0.1-0.9mm范围之内，并且优选通过蒸汽处理所述植物纤维。植物纤维这样的处理产生可以例如被烘烤的优势产品。
本发明还涉及制备用于口服使用的植物纤维产品的方法，其包括以下步骤：将植物纤维与包含于所述产品中的其他组分混合。本发明方法的特征在于其还包括以下步骤：(i)混合藻酸盐组合物，其含有至少水、藻酸盐和至少一种添加物质，当使用所述产品时所述添加物质意图从所述产品释放，所述组合物至少部分形成藻酸盐基质，只要所述藻酸盐基质是完整的，则该基质保留至少主要比例的所述添加物质，并且所形成的藻酸盐基质在使用者口中存在的化学和物理环境中崩解和/或溶解；和(ii)将植物纤维与所述藻酸盐组合物混合。
具体实施方式
本发明的产品典型含有水、处理的植物纤维和一种或多种呈味物质形式的添加物质以及一种或多种添加的活性物质，例如咖啡因。除了添加的活性物质以外，所述产品当然可以含有来自植物纤维的活性物质。所述产品还可以包含着色剂。
植物纤维通常形成所述产品的主要组分，此外还提供所述产品的结构。众所周知为了本文所关注的产品类型，可以通过许多不同方式来处理植物纤维。
在本文所述的优选实例中，植物纤维由茶纤维组成。通过与制备湿鼻烟的方式相似的方式将这些纤维适当(预)处理。这种处理的主要特点可以通过以下方法步骤描述：
A)干燥、研磨和筛查。茶纤维合适的粒径和大小分布原则上为0.1-0.9mm，平均值为约0.5mm。
B)加入水和盐。
C)加热、注入蒸汽和混合。
D)冷却。
E)加入例如碳酸钠、防腐剂、呈味物质、湿润剂和粘合剂。
以这种方式处理的茶纤维提供了可烘烤的产品，其可以被压入如松散形式的湿鼻烟的部分。
优选步骤E之后为中间储存阶段和形成成品的步骤。这个最终步骤包括以松散形式或部分大小香囊的形式将产品适当包装在盒中，像鼻烟的捏(pinches of snuff)。最终产品的另一合适形式为适当有所软化的压制锭剂/片剂，从而当使用时其可以更容易消耗。成品还可以具有薄膜样形式。
完成的植物纤维产品的含水量适当地为约(ca.)40-60%，对于部分大小香囊中的产品优选为45-48%，而对于可烘烤的松散产品优选为50-54%。
本发明产品的优选实施方案的配制的实例以及其制备的优选方法的实例在下文给出。
在处理植物纤维的过程中，在步骤B和/或步骤E中适当地加入根据下文的阶段1-2制备的藻酸盐组合物。在步骤E中适当地加入热敏物质。
配方：
10重量份(预处理的)茶纤维
10重量份水
2重量份LFR 5/60(FMC BioPolymer)藻酸盐
0.1-0.5重量份甘油
约0.3重量份咖啡因
约0.5重量份维生素B12
佛手柑(按照期望味道强度的量)
在本发明的另一优选实施方案中，省略咖啡因、维生素B12和佛手柑，并且取而代之地包含约0.01重量份烟碱和甘草(按照期望味道强度的量)。在本发明的另一优选实施方案中，取而代之地包含0.5重量份乙酰水杨酸和胡椒薄荷(按照期望味道强度的量)。还可以组合各种实施方案，省略某些呈味物质或活性物质，和/或用其他活性物质和呈味物质创造变体。
产品中成分的相对量当然可以变化。例如可以使活性添加物质的量适合于实际产品的部分大小的总重量，从而其含有合适的部分量。典型植物纤维产品的总重量为约1-2g。总的来说，任何添加物质的合适的部分量如下：咖啡因约50mg；维生素B12约10-100mg；烟碱约1-3mg；以及乙酰水杨酸约100mg。
为了藻酸盐基质可以稳定方式存在，添加物质的总量通常不应当超过藻酸盐重量的约75%，并且优选不应当超过藻酸盐重量的50%。例如根据藻酸盐类型和物质类型，这可以表示应当以比对应于所述通常合适的部分量更少的量加入活性物质。
方法：
1.制备含有水和甘油、活性物质和呈味物质的水溶液(根据上文配方)。
2.将藻酸盐加入所述水溶液。混合以获得均匀(均匀混合)的水溶液/藻酸盐组合物。
3.将藻酸盐组合物加入预处理的茶纤维。
4.混合以获得充分混合的植物纤维产品。
步骤1的目的是溶解组分。可能需要调整pH来使得某些物质会完全溶解，例如烟碱和对乙酰氨基酚。为了促进某些活性物质通过粘膜吸收，pH调整也可以是非常重要的。甘油具有增加溶解度和改进成品一致性的特性。
在步骤2中，重要的是相对缓慢地加入藻酸盐和相当剧烈地搅拌混合物，从而藻酸盐完全地溶解。可能需要搅拌达30-60min。可以使温度升高至约50℃以加速藻酸盐溶解，只要添加的活性物质不是温度敏感的。一般最好在室温下操作。
藻酸盐通常由不同长度和类型的多糖分子组成，并且具有补偿多糖分子负电基团的不同类型阳离子。在上文实例中，使用Protanal 5/60，其为在冷水中可溶的低粘度藻酸钠。表述在冷水中可溶表示藻酸盐在室温下完全溶于水中。
藻酸盐溶解于水时形成基质，即网络形式，其中藻酸盐分子与水分子结合以及互相结合，由此溶液粘度增加。静电力和空间位阻阻止溶于水中的物质如添加的活性物质离开基质，从而牢固地保留。
藻酸盐溶解时所产生的粘度主要取决于藻酸盐的类型或多种类型(例如平均分子长度以及所谓的G(古罗糖醛酸，guluronate)和M(甘露糖醛酸，mannuronate)块(block)的比例)、藻酸盐浓度和温度。
藻酸盐组合物的粘度是藻酸盐基质牢固保留结合的物质的能力的良好量度：粘度越高，通常结合的物质越安全。
藻酸盐溶于水中时形成的组合物可以认为是溶液形式，虽然因为粘度可以相对很高，所述组合物不需要表现出通常与溶液相关的那些特性，例如像液体一样流出的能力。
在上文步骤2之后，溶液/组合物的粘度对于在正常条件下将物质牢固结合在藻酸盐基质(并由此在植物纤维产品中，当组合物分布在其中时)是足够高的，即在使用所述产品之前和使用所述产品时，例如，不加入可以破碎或溶解所述基质的其他物质。同时这个实例中的粘度足够低，从而允许在制备过程中泵送藻酸盐组合物，并且使得能够与植物纤维简单和有效地混合。此外，组合物的粘度足够低，从而使得当使用所述产品时，结合的物质能够以合适的速率从所述基质释放(参见下文)。在较高粘度下，可能必须机械破碎溶液/基质，从而其在与植物纤维混合期间可以完全分散。当使用所述产品时，太高的粘度可以阻止或非常大程度地延迟某些结合物质的释放。
由于在步骤1中将活性物质加入和分布在水溶液中，并且因为这种溶液(甚至更粘稠的形式)在后面的步骤中与植物纤维混合，由此分布在所述产品中，所以虽然活性物质仅占相对非常小的比例，但是其可以均匀分布在完成的植物纤维产品中。干燥形式的少量活性物质的良好分布明显更难以实现。
在阶段3中将藻酸盐组合物与茶纤维组合，从而在阶段4中形成完全混合的产品混合物。由此将含有藻酸盐基质和结合在其中的物质的组合物以纤维层的形式和/或更小的分离单位的形式(“液滴”)分布在植物纤维产品中。
只要不使植物纤维产品进行任何特别的作用，例如蒸发、升高的温度或者加入大量水或其他液体，结合的物质就牢固保留在藻酸盐基质中。只要以合适的方式保存所述产品，例如密闭、在阴凉条件下和避光，结合的物质就可以在基质中牢固保留，可能高达1-3年。
当使用者将所述产品放置在口中时，例如以使用湿鼻烟的方式在唇下，现在条件则完全不同，因为使用者口中存在的化学和物理环境引起藻酸盐基质分解和/或溶解。特别地，这是由于唾液的存在，因为唾液的含水量像增加量的溶剂一样发挥作用来溶解基质，此外唾液含有淀粉酶，其将藻酸盐基质的多糖分解为更小、更易溶解的成分。此外，例如与阴凉的储存位置相比，口中相对高的温度有助于基质的崩解和溶解。
这样基质逐步溶解和/或分解，这随时间引起先前结合的物质的释放。不再结合在基质中的活性物质大量通过唾液与口中的粘膜接触，并且以这样的方式进入使用者的血流。这样，在一段时间内活性物质也被吸收。对于从基质释放的呈味物质，其进入口中并产生味觉。以这样的方式，所述产品赋予味道的时间段比呈味物质不结合在基质中的时间段更长。
通过使藻酸盐组合物适合，即在所有藻酸盐基质之上，总释放时间可以适合，并且给出添加的物质或多种物质的释放曲线的合适形式。一个重要参数是粘度，其例如可以通过改变组合物中相对于水的量的藻酸盐的量，通过改变藻酸盐类型和通过改变不同藻酸盐的相对量来适合。还可以在将藻酸盐组合物加入并与植物纤维混合之后使其适合，例如通过使植物纤维产品蒸发。蒸发导致含水量减少，这例如影响藻酸盐基质的粘度。
处理的植物纤维可以含有影响藻酸盐组合物的物质。例如，某些物质可以对藻酸盐基质具有特别效果。此外，例如，在植物纤维混合物中pH和含水量可以变化，这取决于纤维类型和处理过程，其可以影响藻酸盐组合物。藻酸盐组合物适当地适合于特定情况。
牢固保留的物质的释放时间还取决于放置在口中的产品的大小，因为例如较大的产品导致较长的扩散时间。对于典型使用者和典型大小的产品，即大致上与正常鼻烟的捏相同，根据本发明所述的实施方案，获得约30-60分钟的总释放时间，即从将所述产品放置在口中的时间开始，在约30-60分钟内，所述产品将活性物质和/或呈味物质递送给使用者。
不用说本发明的植物产品当然可以含有超过特定藻酸盐组合物中所包含的额外量的水、藻酸盐和物质。应当注意藻酸盐特别适合包含在植物纤维产品中，因为藻酸盐对粘膜具有愈合作用，此外对所述产品的烘烤能力有积极的促进作用。此外，藻酸盐适合赋予锭剂/片剂形式的产品更柔软的外部。具有疗效、促进烘烤能力和/或充当软化剂的藻酸盐可以来源于藻酸盐组合物和/或来源于进一步添加的藻酸盐。
如上文所述，适合通过结合至藻酸盐基质来添加至所述产品的活性物质的实例优选为属于任何以下类别的活性物质：API(活性药用物质)、食品添加剂、天然药物和能够对人有效果(还有安慰剂效应)的天然存在的物质。这样的物质的具体实例为咖啡因、烟碱、维生素B12、维生素C、维生素E、黑胡椒素、Q10、硒、谷胱甘肽、脂酮酸、叶酸、人参、花粉提取物、抗氧化剂、矿物质、对乙酰氨基酚、乙酰水杨酸、俄罗斯根和玫瑰根等。相应地，活性物质理解为表示对使用者具有显著(可感知的)效果的那些物质，例如充当中枢神经兴奋剂、具有能化效果的物质，退热剂或镇痛药，或者有利于身体的物质，例如维生素、抗氧化剂和矿物质。
如上文所述，适合通过结合至藻酸盐基质来添加至所述产品的呈味物质的实例包括甘草、薄荷、佛手柑、大茴香、柑桔化合物、接骨木等。
对于藻酸盐组合物的粘度，通常认为随着粘度增加，形成坚硬、微溶化合物/混合物的能力也增加。较低的粘度意味着混合物更快湿润以及更快溶解。需要更多液体来溶解高度粘稠的混合物，因为结合和保留水的能力是粘度的函数。G和M块的比例也对溶解/分解时间有影响。较高比例的G块加速溶解以及粘附至粘膜。较长的多糖产生较高粘度和更微溶的混合物。其溶解也需要更多的唾液。较短的多糖产生较低的粘度，并且更易于用较少量的唾液来溶解。
多糖为具有正电荷的盐形式。此外，沿着多糖存在部分电荷和官能团/位点，其可以使得物质通过离子键、范德华力和偶极键结合至这些官能位点。此外，多糖之间的纯机械键合意味着将物质牢固保持在基质中。
机械功能还有助于藻酸盐组合物的粘度。较长的立体分子更容易互相附着，并且通过机械和化学键与其他溶剂和并入的物质牢固地保持在一起。
本发明不限于上文所述的实施方案，而是可以在所附权利要求限定的发明范围之内变化。作为实例，所用的植物纤维并不必须基于茶。除了混合不同类型的茶，植物纤维还可以基于例如草本植物、可可、咖啡、马黛茶、玉米、纤维素和甘草。还可以使用烟草。还可以使用来自两种或更多种不同植物的植物纤维的混合物。所述用于茶纤维的方法也适合其他植物纤维。
作为本发明的额外特点，可以按照常规方式将活性物质和/或呈味物质加入植物纤维产品，即不结合至任何藻酸盐基质。
适合本发明的藻酸盐一般为单价阳离子的藻酸盐，其在冷水中是可溶的并且具有低粘度。上文所举例的藻酸盐LFR 5/60的一种替代物为LF 10/60(FMC BioPolymer)，其也是藻酸钠盐，但是具有更高的粘度。更高的粘度需要更长时间溶解，并且还导致更长的总时间和约1-1.5小时的释放时间。为了溶解LF 10/60，通常需要比上文配方中所用的更大量的每重量份藻酸盐的水。
可以利用具有其他溶解或分解特性的藻酸盐的其他混合物，以改变添加物质的释放曲线。例如，可以将2重量份LFR 5/60与1重量份LF 10/60混合，并且可以将这种藻酸盐混合物并入藻酸盐组合物。在藻酸盐基质中具有这些比例，获得了表现出相对快速初始释放的释放谱(profile)，这主要是由于更易于溶解的LFR 5/60的溶解，所述释放谱逐渐变化为在较长时间内更稳态的释放，这主要是由于LF 10/60的较慢溶解。通过改变LFR 5/60和LF 10/60的比例，可以进一步改变释放谱或释放曲线。当然，可以混合一种或多种其他藻酸盐以进一步适合于溶解/释放。应当理解释放谱和释放时间通常很大程度上取决于使用者的唾液产生、所述产品如何保持在口中和包含何种添加物质。
诸如Ca的二价阳离子的藻酸盐一般形成不可逆的溶液/基质/凝胶，其通常明显更慢地释放结合的物质，但是其中某些物质可以以足够高的速率地通过扩散释放。此外，二价阳离子的藻酸盐可以用于本发明的产品，至少相对少量地使用并且与一种或多种单价阳离子的藻酸盐组合。
在其他方法步骤中，可以加热藻酸盐组合物，以在加入植物纤维之前将其灭菌。
应当注意到，例如与通过胃/肠/肝吸收相比，通过口中的粘膜吸收入血液发生更迅速，并且明显更有效，至少对于API是如此。这意味着，在通过粘膜吸收的情况下，取决于肝代谢，API剂量可以减少达80%。这样较低的剂量产生较少的副作用。