一种用于健康成分的可食用凝胶递送方法与流程

一种用于健康成分的可食用凝胶递送方法
[0001]
本发明涉及一种剂型，其包含一种或多种健康成分，特别是但不限于营养成分。
[0002]
所述剂型采取能够在单一剂型中尤其递送多种健康成分的稳定凝胶的形式。该剂型可用于人类或动物健康。
[0003]
所述剂型，特别是但不限于，能够在单一递送载体中递送高剂量的营养和其他健康成分，包括：水溶性、水不溶性和/或脂溶性成分，这尤其不适合通过片剂或胶囊进行递送。
[0004]
与当前递送健康成分的方法相比，该剂型具有许多益处，并且该凝胶特别适合在许多不同情况下递送营养物，食物补充剂，包括膳食替代品和药物。
[0005]
发明背景
[0006]
成功开发健康尤其是营养产品的最重要因素之一是确保患者的依从性。
[0007]
当前，使用多种产品形式来递送例如营养或其他健康成分。此类产品的性质和数量各不相同，导致依从性显著变化。
[0008]
这些健康产品，包括营养和保健产品，本质上可以是预防性或治疗性的。它们包括：处方产品、非处方(otc)产品、保健产品和膳食补充剂，包括例如含以下的产品：维生素、矿物质、元素、蛋白质、碳水化合物、脂质、植物来源的提取物，例如单独或组合的中药(tcm)或其他本土药物等。
[0009]
依从性差的原因可能是需要服用例如多种片剂、胶囊剂或其他剂型，例如含多种维生素的片剂、含欧米珈3的胶囊、含可溶性纤维的饮料等。
[0010]
片剂和胶囊剂可被证明难以服用(吞服)，特别是对于某些患者群体，例如儿童和老人。对于大剂量产品或难以配制的产品或组合产品，大片剂尺寸和多片剂剂量会产生依从性问题。
[0011]
影响患者依从性的其他问题包括产品的味道、气味或感官感觉。感官特性可以涉及产品味道、产品稠度、产品质地、产品口感、味道持续时间和任何其他感官感觉的方面。
[0012]
一些产品需要单独的饮料以促进吞咽或洗涤口腔中的残留物，或者需要共同施用的分开的固体组合物。
[0013]
实例包括：用于低血糖的替代糖产品，以及乳清蛋白，其在液体中的分散较差，并且另外需要大量。
[0014]
此外，可能需要诸如汤匙、注射器或其他计量设备的递送装置以帮助消耗和剂量递送。这种附加设备的要求可能会对依从性产生不利影响。
[0015]
影响效力的其他因素包括包装、组合物的化学或物理稳定性、组分的生物利用度、视觉吸引力和递送的便利性。
[0016]
胶囊剂和片剂的替代剂型包括包含液体或半固体的饮料或凝胶。
[0017]
这些“运动凝胶”通常是高粘度的糊剂，其包含增稠剂，例如黄原胶。但是，由于这些产品没有凝固，因此它们会留下残留的舌残留物，可能使人不愉快，并且会刺激口咽区域，从而导致咳嗽或窒息。
[0018]
这些高粘度的糊剂或凝胶产品是流动但倾向于缓慢流动的产品，具有高的内阻和
像蜂蜜或番茄酱一样的稠度。这些已知的高粘度糊剂可以是牛顿流体或非牛顿流体，并且本质上可以是剪切稀化或剪切增稠的。但是，它们都具有以下特性：尽管有一定程度的抵抗力，但它们在应力下仍会发生塑性变形-即使在已知这种行为具有阈值的情况下，例如发生bingham塑性行为。通常，这些粘性糊剂具有可测量的约5000至约50,000cp之间的粘度。
[0019]
如本文所用，术语“凝固(set)”指的是果冻材料，其凝固并且在应力下不表现出塑性行为，而是在应力下表现出弹性，直到失效点，在该失效点处果冻的结构破裂，从而不可逆地产生新的界面。
[0020]
如wo 2017/075672中公开的，申请人先前已经开发出了一种新颖的含葡萄糖产品，以促进50g或75g剂量的葡萄糖的递送以进行葡萄糖耐量(或类似)测试。将所述剂量溶解在100ml水中，并使用琼脂(0.75g)和刺槐豆胶(0.25g)的混合物胶凝。
[0021]
将葡萄糖溶解在水中，并使用一种或多种基于碳水化合物的胶凝剂：琼脂或琼脂和刺槐豆胶胶凝。
[0022]
与现有的液体剂型相比，该新型剂型具有的优点是，葡萄糖的强烈甜味被掩盖，从而使服用葡萄糖的受试者不会出现作呕、恶心、呕吐、晕和其他应急症状。它也以比传统液体测试更小的体积来递送剂量。
[0023]
申请人现在已经确定，使用凝固凝胶来生产具有确定的布鲁姆等级的递送形式的这种一般方法可以更广泛地应用，以促进除了用于诊断目的固定剂量的葡萄糖以外的例如广泛范围的健康成分的递送。
[0024]
他们进一步确定，通过使用胶凝剂的特定组合，可以获得进一步的显著益处。
[0025]
发明的简要说明
[0026]
根据本发明的第一方面，提供了一种口服剂型，其包含一种或多种健康成分，除了50g或75g剂量的葡萄糖之外，其是一种可饮用的凝胶，其中所述健康成分被保留在一种递送系统中，所述递送系统包括：
[0027]
·
水，
[0028]
·
胶凝剂，其是碳水化合物非离子胶凝的聚合物胶凝剂和/或多价离子胶凝的聚合物胶凝剂，和
[0029]
·
ph调节剂
[0030]
所述成分以确保布鲁姆等级(bloom grade)为100至250的坚固凝胶(firm gel)的水合并形成的量存在，该坚固凝胶可以被剪切以使其在被摄入时更加流动，从而它是可饮用的凝胶。
[0031]
坚固凝胶是在工业和科学背景下通过布鲁姆测试表征的“凝固”凝胶或果冻，其用于提供这些凝胶的相对硬度和强度。这项测试由oscar t.bloom于1925年最先进行。该测试测定在指定温度下将凝胶表面压下4毫米而不会不可逆转地破坏凝胶以形成新界面所需的指定的柱塞(通常直径为0.5英寸(11毫米))的重量(克)。这个结果就是布鲁姆等级。较高的数字表示产品较硬。例如，食品中使用的明胶通常为125布鲁姆至250布鲁姆。
[0032]
就本文件而言，术语凝胶(gel)和果冻(jelly)是可互换的。
[0033]
凝固的凝胶或果冻有些弹性，这意味着它们在应力下会变形，但是当应力释放时，它们基本上回复到其原来形式。例如，如果用勺子的下面轻轻按压，凝固的果冻将会被向下推，但是当移开勺子时，原表面将返回其原来的位置。它不是塑性的，因此在相同的应力下，
表面将变形，然后一旦压力消除保持变形。如果应力进一步增加到超过其失效点(failure point)，则凝固的凝胶或果冻会失效，发生不可逆转的破坏，形成新的界面，而不是塑性变形。
[0034]
根据用途，本发明的口服剂型通常可以以25ml至250ml的体积提供，并且从容器，通常是小袋，通过袋嘴或吸管递送，从而吮吸作用剪切凝胶，使其在形成新界面时变得更具流动性，有时伴随着一些水的释放。
[0035]
剪切和新界面的产生具有的优点是，它在保持味道掩盖的同时有助于递送。
[0036]
根据本发明的第二方面，提供了包含一种或多种健康成分的口服剂型，所述健康成分为可饮用的凝胶，其中所述健康成分被保留在递送系统中，所述递送系统包括：
[0037]
·
水，
[0038]
·
主要胶凝剂，其是碳水化合物，非离子胶凝的聚合物胶凝剂，
[0039]
·
次要胶凝剂，它是一种多价离子胶凝的聚合物胶凝剂，和
[0040]
·
ph调节剂
[0041]
所述成分以确保布鲁姆等级(bloom grade)为100至250的坚固凝胶(firm gel)的水合并形成的量存在，该坚固凝胶可以被剪切以使其在被摄入时更加流动，从而它是可饮用的凝胶。
[0042]
在本发明的第一方面和第二方面中，口服剂型通过狭窄的开口(例如袋嘴或吸管)进行递送，并被吮吸或挤压，并且所产生的递送力和/或口腔作用会剪切凝胶，从而导致新界面的星辰个，使得该制剂易于饮用摄取。
[0043]
碳水化合物胶凝剂可以是基于琼脂糖的聚合物胶凝剂或刺槐豆胶中的一种。最优选地，它是基于琼脂糖的聚合物胶凝剂，例如琼脂。
[0044]
所使用的碳水化合物胶凝剂还可以有利地充当乳化剂，从而在包含非极性成分例如脂质(例如欧米茄油)和非水溶性维生素(例如维生素d和维生素e)的制剂中不需要大量额外的乳化剂。
[0045]
多价离子胶凝的聚合物最优选为藻酸盐基聚合物胶凝剂，例如但不限于藻酸钙。替代品包括瓜尔豆胶、结冷胶、黄原胶、果胶和葛根(kudzu)。
[0046]
在特别有利的实施方案中，胶凝剂包括琼脂作为主要胶凝剂和藻酸钙作为次要胶凝剂。该组合被证明是特别通用的，允许将两种或更多种水溶性、水不溶性和/或脂质基成分的组合一起配制在单一剂型中。
[0047]
这两种根本不同的胶凝剂通过不同的相互作用机理提供了凝固凝胶结构。该组合的优点是其作为基础的通用性，因为该组合克服了胶凝会因存在不同成分而受到抑制的情况。
[0048]
琼脂由两种多糖的混合物组成：琼脂糖和琼脂果胶(agaropectin)，琼脂糖占混合物的约70％。琼脂糖是一种线性聚合物，由重复的琼脂二糖(一种由d-半乳糖和3,6-脱水-l-吡喃半乳糖构成的二糖)单元构成。琼脂果胶是较小分子的不均匀混合物，其含量较少，并且由经过酸性侧基(例如硫酸和丙酮酸)重度修饰的d-半乳糖和l-半乳糖的交替单元构成。琼脂的任何已知变体均可用于本发明。
[0049]
琼脂表现出滞后性，在85℃熔化并在32℃至40℃凝固。在相对较高的温度下，该性质在易于熔融和良好的凝胶稳定性之间取得了适当的平衡。琼脂比在此温度附近也会熔化
的其他基于碳水化合物的凝固剂(例如明胶)更合适。
[0050]
胶凝还有助于在室温(及以上)下提供稳定性，这意味着可以避免冷藏。
[0051]
食品中最常用的藻酸盐是藻酸钠。为了形成凝胶，藻酸钠需要与二价离子(例如钙(ca2+))接触。当将藻酸钠添加到钙盐(例如氯化物或柠檬酸盐)的溶液中时，钠离子(na+)与钙离子(ca2+)交换形成凝胶，并且聚合物发生交联。二价离子(例如钙)能够在藻酸盐聚合物之间形成交联，因为它们可以形成两个键，而一价离子(例如钠)只能形成一个键。藻酸盐与二价离子溶液接触的时间越长，随着形成更多的交联，凝胶将变得越坚硬。同样，取决于二价离子的浓度，凝胶可以是热可逆的(低浓度)或热不可逆的(高浓度)。
[0052]
藻酸是具有(1-4)连接的β-d-甘露糖醛酸(m)和其c-5差向异构体α-l-古罗糖醛酸(guluronate)(g)的均聚物嵌段的线性共聚物，以不同的顺序或嵌段链接在一起。
[0053]
藻酸钠是藻酸的钠盐。它的经验公式为nac6h7o6。藻酸钠是一种树胶，是从褐藻的细胞壁中提取的。
[0054]
藻酸钾是藻酸的钾盐的化合物。它的经验化学式为kc6h7o6。
[0055]
由藻酸钠制得的藻酸钙(已除去钠离子并用钙代替)的化学式为c
12
h
14
cao
12
。
[0056]
本发明的凝胶制剂可用于递送下述的一种或多种：
[0057]
i)水溶性成分；
[0058]
ii)水不溶性成分；和
[0059]
iii)脂质；或
[0060]
iv)膳食替代品或其主要成分，例如蛋白质、碳水化合物、脂肪、矿物质、维生素和纤维或其组合。
[0061]
在第一个实施方案中，本发明的剂型被证明在促进速释糖例如葡萄糖的递送方面非常有效，以解决糖尿病患者的“低血糖事件”。最优选地，将糖与一种或多种其他对健康有益的成分一起递送，并且可以针对“有风险”的人群进行调整，例如：儿童、成人、孕妇或老年人。
[0062]
通常但非必须地，在25至45ml的凝胶中递送1g至40g的剂量的成分。
[0063]
以这种(包括用量低得多的活性成分)方式递送单一或主要成分或药物可能在其他紧急情况下具有益处，例如：癫痫、过敏反应、偏头痛、胸痛、哮喘等。
[0064]
所述基础凝胶制剂可用于将多种健康成分(包括药物)加载到易于服用，易于使用的剂型中，该剂型可保留由于其性质不同而通常难以配制成单一剂型的成分，并可以通过从容器中挤压或吮吸凝胶来口服给药。
[0065]
在第二个实施方案中，所述剂型包含靶向解决基于例如生活方式的目标对象组的特定健康要求的健康成分。非限制性示例包括：
[0066]
学生-在这种情况下已配制凝胶以协助学习，并且可以包含营养物质以增强脑细胞功能、提高机敏性、记忆力、注意力、专注力和耐力。它还可以帮助减轻压力；
[0067]
户外工作人员-在这种情况下已配制凝胶以提供天然抗炎药和抗氧化剂，协助工作后肌肉放松和恢复，以及机敏、专注和提供能量的凝胶；
[0068]
办公室工作人员
–
在这种情况下已配制凝胶以提高专注力和耐力；
[0069]
轮班工人-在这种情况下配制凝胶以触发褪黑激素途径调节昼夜节律，同时还提供营养物质和抗氧化剂以帮助大脑和肌肉恢复；
[0070]
地下工人-在这种情况下已配制凝胶以辅助工作的身体需求，提高机敏性，耐力和恢复力，同时用维生素d补偿日光的不足；
[0071]
旅行者-在这种情况下已配制凝胶以减轻与旅行有关的压力、疲劳和时差，同时协助调节昼夜节律；
[0072]
运动员-在这种情况下已配制凝胶以增加能量、专注力、机敏性和反应时间，因此人们从比赛或锻炼开始就可以发挥出最佳状态；
[0073]
老人
–
在这种情况下已设计出一种凝胶来触发基于姜黄素(curcumin)的途径，改善记忆力和大脑功能，而其他营养素则集中在关节、骨骼和视力上；
[0074]
驾驶员-在这种情况下已配制凝胶以增强脑细胞功能并协助长途旅行的身体需求。它提高机敏性和耐力，同时用维生素d补偿阳光不足。
[0075]
显然，这仅仅是易于服用的凝胶产品因其可以以相对较小的体积(通常小于50ml，优选地为约30-40ml)包含多种健康成分而具有益处的群组实例。
[0076]
其他示例包括添加兴奋剂(例如咖啡因)、开发产品以帮助睡眠、解决宿醉、提高性能力等。
[0077]
在第三实施方案中，所述剂型包含靶向提供膳食替代的健康成分。
[0078]
在该实施方案中，除了维生素和矿物质之外，还关注递送尤其是碳水化合物、蛋白质和脂肪。
[0079]
在该实施方案和其他实施方案中，期望确保凝胶包含足够有效的所需成分。通常，本发明的凝胶试图提供一种或多种成分或其至少显著比例的推荐每日摄入量(rdi)，例如33％(三分之一剂量)、50％(一半剂量)或在某些情况下为100％完全的每日剂量。可替代地，该量可以被称为充足摄入量(ai)。
[0080]
该数据在下面的表1至表4中列出，其中按组、性别和年龄列出了关键组分的rdi或ai。
[0081]
表1提供了蛋白质和膳食脂肪的数字；
[0082]
表2提供了碳水化合物、膳食纤维和水的数字；
[0083]
表3a、b和c提供了维生素的数字；和
[0084]
表4a、b和c提供了矿物的数字：
[0085]
蛋白质和饮食脂肪-表1
[0086][0087]
碳水化合物、膳食纤维和水
–
表2
[0088][0089]
维生素
–
表3a
[0090][0091]
维生素
–
表3b
[0092][0093]
维生素
–
表3c
[0094][0095]
矿物质-表4a
[0096][0097]
矿物质
–
表4b
[0098][0099]
矿物质
–
表4c
[0100][0101]
蛋白质任选地包括：乳蛋白浓缩物、乳清蛋白浓缩物、大豆分离蛋白和酪蛋白酸钠，其可以另外包括氨基酸，例如以下的一种或多种：l-谷氨酰胺、l-甘氨酸、l-亮氨酸、l-异亮氨酸、l-缬氨酸、β-丙氨酸、l-精氨酸和牛磺酸。
[0102]
碳水化合物任选地包括例如：麦芽糊精、菊粉、果糖和葡萄糖浆。
[0103]
膳食脂肪任选地包括：植物脂肪和油、鱼油、椰油、脂肪酸的甘油单酯和甘油二酯以及卵磷脂。
[0104]
维生素任选地包括：维生素c(抗坏血酸)、维生素k(甲萘醌-7)、维生素e(dl-α生育酚乙酸酯)、烟酸(烟酰胺)、维生素a(乙酸视黄酯)、泛酸(d-泛酸钙)、d-生物素、叶酸、维生素d(胆钙化醇)、维生素b6(盐酸吡哆醇)、核黄素(核黄素5磷酸钠)、硫胺素(盐酸硫胺素)、
维生素b12(氰钴胺素)、一水肌酸、β-胡萝卜素、叶黄素、番茄红素油树脂、氯化胆碱、l-肉碱、烟酰胺、d-泛酸钙、核黄素、盐酸吡哆醇、蝶酸单麸胺酸(pteroylmonoglutamic acid)、维生素k1(phytomenadione)、白藜芦醇、α-酮戊二酸、羟丁酸钙(hmb)(calcium hydroxy methylbutyrate)、三肌酸苹果酸。
[0105]
矿物质可选地包括必需矿物质和微量矿物质源和盐，例如以下的一种或多种：柠檬酸三钾、氯化钠、柠檬酸三钠、氧化镁、葡萄糖酸锌、富马酸铁、葡萄糖酸锰、葡萄糖酸铜、碘化钾、钼酸钠、吡啶甲酸铬、亚硒酸钠、氯化铬、碘化钾、氟化钠、氯化钠、氯化钾、氢氧化钙、抗坏血酸钠、氢氧化镁氢氧化钾、乳酸亚铁、硫酸锌、硫酸锰和磷酸盐如三磷酸钠、磷酸三钙、磷酸钾中的一种或多种，
[0106]
其他组分可以包括：
[0107]
抗氧化剂，例如以下的一种或多种：抗坏血酸棕榈酸酯、α-生育酚。
[0108]
ph调节剂，例如以下中的一种或多种：柠檬酸和抗坏血酸，和
[0109]
调味剂和甜味剂。
[0110]
因此，该凝胶可以用于救灾，滴入空气或以其他方式递送到需要的地方。
[0111]
通常，这些凝胶包装将以更大的体积生产，尺寸至多为250ml，但是更典型地为75ml至150ml，并且将包含四分之一至一半的推荐每日摄入量的关键营养成分，如蛋白质、碳水化合物和膳食脂肪以及任选的其他关键维生素和矿物质，如参考上表所列出的。
[0112]
或者，可以生产最少或特殊的营养进食来支持减肥和特殊的膳食/营养产品，这些产品是为精英运动员或健身用户生产的，他们寻求例如低碳水化合物或高蛋白产品，训练前/训练后产品(pre/post work out products)或其任何变体，特别是以给定组合和相对量包含碳水化合物、蛋白质和/或脂肪的产品。
[0113]
如前所述，优选的凝胶可用作递送载体以递送水溶性成分、水不溶性成分和脂质。
[0114]
在第四实施方案中，本发明的凝胶用于递送包埋(entrapped)稳定乳液形式的成分。
[0115]
通常在搅拌下，用水将脂质组分，例如欧米珈3或水不溶性维生素乳化，然后使其凝胶化。可以在胶凝之前添加另外的乳化剂以促进乳化。
[0116]
添加典型的食品级或药物级乳化剂，例如卵磷脂、脂肪酸的单甘油酯和脂肪酸的单甘油酯和二甘油酯的酯。
[0117]
在第五实施方案中，本发明的凝胶用于递送稳定的固体颗粒悬浮液或分散体形式的成分。
[0118]
优选地，固体颗粒是纳米尺寸的颗粒(大于1纳米且小于1微米)。
[0119]
在第六实施方案中，本发明的凝胶用于递送溶液形式的成分。
[0120]
当然，在第七实施方案中，并且是特别优选的实施方案，本发明的口服剂型可以用于将来自第四，第五和第六方面的任何组合的健康成分组合成单一剂型。
[0121]
有利地，本发明允许以用户友好的形式递送大量不同的营养物质(例如，大于500mg)，在这种情况下丸剂和胶囊或许是不可能的或不实用的，或者将会是不合希望地大。此外，本发明允许配制液体营养物，该液体营养物仅在水中不能充分稳定，但是在凝胶形式中是稳定的。因此，提供多相组合是特别有利的。例如，成分在固相中作为悬浮液或分散液或作为水包油乳剂可以更稳定。形成的凝固的凝胶可以捕获和固定多相，增强稳定性以及
例如掩蔽味道。凝固的凝胶在递送过程中容易被剪切以形成新的湿界面，从而促进递送。
[0122]
通过结合两种功能上不同的胶凝剂，申请人已经获得了一种新颖的强有力的坚固凝胶平台，该平台能够递送多种健康成分，并具有改善的特性，例如改善了成分的加载、味道掩蔽、通用性等，并且通过将它们捕获在坚固凝胶中，在递送和摄入时产生剪切作用，使产品非常容易吞咽并克服吞咽困难的问题。
[0123]
制剂在其储存状态下具有坚固的果冻形式，在室温下是稳定的，但是当被吮吸或以其他方式受到轻柔的力的作用时，剪切产生易于吞咽的新的湿界面。由于结构内的水分，所产生的凝胶界面固有地是湿的，因此它们的湿滑性使得吞咽变得容易。
[0124]
与已知的粘性糊状凝胶制剂不同，凝固的坚固凝胶留下除了水膜之外的最少量的残留物，使得它们作为凝固凝胶比其他固体/半固体形式吞咽起来容易得多。可以对本发明的这种新颖制剂进行调味以进一步增强味道掩蔽。
[0125]
该新颖制剂提供了化学和物理稳定的基质，其可用于包埋(entrap)水溶性组分、非水溶性脂质和脂溶性组分等。
[0126]
由于包埋的结果，与味蕾的表面接触减少。与粘性糊状凝胶不同，本发明的凝胶提供了除置换水以外的最少残留物，并且由于凝固的果冻会在吮吸时剪切，所以与可替代的塑性(不是弹性的)固体/半固体形式相比，本发明的凝胶非常容易吞咽。
[0127]
有利地，因为它们剪切，所以即使在高剂量下，它们也迅速释放组分，并且是在味道掩蔽的情况下进行。
[0128]
与片剂或胶囊剂不同，该平台在允许以单一剂型组合提供不同的健康成分方面具有高度的灵活性，这优于目前在售的替代品。
[0129]
这些产品，例如解决低血糖发作的葡萄糖产品，可以与可穿戴设备和数字支持程序一起使用，以改善健康管理。因此，该产品可以与数字应用程序和可穿戴设备(例如fitbit)一起使用，使得受试者能够通过跟踪例如症状和指标以及所服用的药物/保健品来更好地管理其状况，例如糖尿病。这为受试者提供了更好的信息，并增强了依从性并改善了临床/健康结果。
[0130]
有利地，本发明允许以不需要单独饮料的形式递送，不同于需要喝饮料以帮助吞咽的片剂或胶囊，并且不同于大多数运动凝胶，这些运动凝胶描述为浓稠糊剂会更好，其由于糊状残留物导致的口感而需要额外的流体。
[0131]
藻酸盐的存在意味着作为胶凝过程的一部分掺入了一些有益的钙盐。因此，对于针对骨骼健康的制剂，钙和/或镁盐(例如柠檬酸钙或碳酸盐)将通过络合而有助于凝胶化。柠檬酸钙也可以增强风味。碳酸氢钙可引起泡腾作用，其可提供有吸引力的味觉。
[0132]
固体悬浮液可以包括纳米研磨的材料，例如姜黄素或葡糖胺，其形式可以增强其生物利用度。
[0133]
虽然琼脂和刺槐豆胶凝固良好，但是外观没有吸引力。琼脂和黄原胶提供更清澈的凝胶，无色斑。然而，最优选琼脂和藻酸盐凝胶，因为它们看起来视觉非常清澈，但更重要的是藻酸盐交联键提供了结构化的凝胶，其具有与碳水化合物非离子型凝胶聚合物不同的胶凝机理，改善了通用性和性能。
[0134]
然而，添加钙、镁和锌盐，例如氯化物或柠檬酸盐，会干扰琼脂和一些其他树胶聚合物的凝固。因此，为了获得良好的凝固结果，应以特定比例(w/w)使用琼脂和藻酸盐。优选
的比例有利于琼脂相对于藻酸盐过量，因此优选琼脂与藻酸盐的比例为8∶1至1∶1，更优选5∶1至1∶1，最优选约3∶1。琼脂用作乳化剂和胶凝剂，而藻酸盐与金属2+离子(ca2+、mg2+、zn2+)一起形成结构化的凝胶，抵消了只有琼脂存在时这些离子的作用。
[0135]
琼脂和藻酸盐均适合严格的素食主义者、素食者和大多数宗教饮食，而明胶不适合，因为其是动物蛋白，通常从猪获得。
[0136]
琼脂和藻酸盐凝胶结合的优点是它们对温度影响的敏感性低于其他胶凝剂。它们还较少受到可能抑制凝胶化的成分(例如油)、ph值变化以及高浓度的复杂碳水化合物(如麦芽糖糊精)的影响。琼脂和藻酸盐凝胶也倾向于更快凝固，这在制造中是一个优势，有助于更快和更稳定的生产。
[0137]
用于实施本发明的脂质包括任何合适的动物或植物来源的食品级油。非限制性实例包括：玉米油、橄榄油、向日葵油、椰油和鱼或藻油。鱼油和藻油作为欧米珈3，尤其是dha和epa的来源，尤为有利，两者都是重要的膳食成分。脂质材料可有利地包括脂质维生素，例如维生素d或维生素e中的任何一种。
[0138]
可以包括调味成分。可以使用任何食品级调味剂，例如水果，包括柠檬、酸橙、橙子、西番莲果或香草，或薄荷或玫瑰水。也可以使用调味油，例如椰油。
[0139]
另外
–
诸如宠物、农场动物或其他驯养动物之类的动物物种对兽医产品的适应性是一个挑战，因为对于动物护理者而言，确保动物食用经口递送诸如片剂或胶囊剂或粉末的形式可能是非常有挑战性的。
[0140]
还可以提供益处以改善兽医产品的依从性。
[0141]
本发明的益处包括：
[0142]
·
味道掩蔽：本发明的凝胶使得可以掩盖营养物质和最差、最浓烈和令人不快的味道的任何混合物，例如苦味、甜味、鱼油、姜黄素(香料/胡椒)。
[0143]
·
大量营养物质可配制成一种易消耗的剂型：多种成分和大剂量可组合在单一剂型中。
[0144]
·
克服了大片剂造成的窒息风险：凝胶的吞咽比药片容易得多。该形式有助于解决所有吞咽问题，无论是年幼的儿童还是老人，还是仅仅是那些有吞咽困难的人。
[0145]
·
速效或靶向递送：凝固的凝胶使相关营养物质在消化系统的相关部分迅速释放。即使是大剂量，它们也能快速起作用-例如，葡萄糖可响应低血糖事件而迅速释放。
[0146]
·
在室温下稳定。凝胶特性无需冷藏即可提供稳定性。
[0147]
·
包含水作为成分。“锁住”但“可释放”的水的存在也确保了水合作用，不需要额外的流体即可使得产品被吞咽。这也有助于消化并提供改善的口感。
[0148]
附图的简要说明
[0149]
在下文中将参考附图进一步描述本发明的实施方案，其中：
[0150]
图1是本发明的分散剂型的图示。
[0151]
发明详述
[0152]
优选的基础凝胶(25ml)包括以下表5中列出的琼脂和藻酸盐，向所述基础凝胶中添加多种促进健康或幸福的成分(未示出)，特别是营养成分：
[0153]
表5
[0154][0155]
注
–
重量按比例缩放至所需的配方体积，此处相对于25ml水提供。
[0156]
将ph调节至约5.0的ph。对于主要的胶凝剂琼脂而言，这在稳定的ph范围内。
[0157]
抗坏血酸钙可以被等量的柠檬酸钙或其它二价阴离子盐代替。
[0158]
应当理解，该具体实施例仅是示例性的，并且成分和它们各自的量将根据所要添加的健康成分而变化，如实施例2-8中所举例说明。
[0159]
制备凝胶制剂的一般方法在以下实施例1中列出：
[0160]
实施例1
[0161]
首先将任何水溶性成分溶解在食品级水中。这些可能包括营养成分，例如葡萄糖，以及防腐剂和稀酸(用于ph值控制)。示例性的防腐剂是山梨酸钾，示例性的ph控制剂是弱酸，例如柠檬酸、抗坏血酸、乙酸或稀hcl。
[0162]
为了促进有效地添加一种或多种胶凝剂，优选将溶液搅拌并加热至接近沸腾。缓慢添加琼脂和藻酸钠，以便在稳定不断搅拌的情况下逐渐水合，确保令人满意的分散或溶解。将分散体或溶液在沸点或沸点附近保持4-5分钟的时间，足以确保适当的水合，尤其是琼脂的水合。然后将其装入小袋中并冷却，使其形成坚固凝胶。
[0163]
小袋可以如图1所举例说明。小袋(1)由例如塑料或箔层形成，这些塑料或箔层围绕边缘(3)密封在一起，边缘(3)带有填充和分配孔，包括塞子(4)、袋嘴(5)和盖子(6)。该小袋通过袋嘴(5)填充，并用可装有易碎密封的盖子(6)盖好。在使用中，受试者取下盖子并通过从小袋(1)到袋嘴(5)挤压和/或通过吮吸来饮用凝胶。
[0164]
当制备凝胶时，希望限制加热时间以使蒸发中的水分损失最小，因为过量的蒸发会导致产物变化。
[0165]
优选地，琼脂以每克水0.001g(1mg)至0.02g(20mg)的浓度使用。更优选每克水0.005g(5mg)至0.01mg(10mg)，最优选每克(相当于1ml)水0.006g(6mg)至0.009g(9mg)mg。
[0166]
优选地，藻酸盐以每克水0.0005g(0.5mg)至0.01g(10mg)的浓度使用。更优选每克水0.001g(1mg)至(0.008g(8mg)，最优选每克水0.001g(1mg)至0.005g(5mg)。
[0167]
添加二价离子源以增强藻酸盐凝胶的形成。合适的成分包括钙、锌和/或镁盐。例如，柠檬酸钙、柠檬酸镁或柠檬酸锌是可溶性盐的良好形式，并且还可以提供矿物质补充。然而，可以使用其他盐。
[0168]
趁热，可以添加任何脂质组分，并允许或鼓励它们促进形成合适的乳液。通常，脂质水平可以以水的0.1至10％w/w的浓度添加。更优选以水的1％至5％w/w，最优选每克水3mg至5mg。
[0169]
机械均质器，例如西尔弗森均质器，有利地用于促进乳液的形成。可以添加任何已知的食品级乳化剂以改善乳液质量和物理稳定性，例如卵磷脂。优选地，乳化剂是非动物来源的，例如大豆卵磷脂，而不是卵卵磷脂。
[0170]
在有利的方法中，可以将乳液制成单独的冷水混合物前体，并与单独的热琼脂-藻酸盐在水中的前体混合(适当地将水分开)以加速冷却和凝胶形成。
[0171]
固体悬浮液的其它组分可以分散到水组合物中。当营养成分既不溶于水也不溶于脂类时，可以将其制成悬浮在脂类或水中的悬浮液。如果将该组分研磨至细粒度，则是有利的，因为这可以改善悬浮液稳定性，并且还可以改善生物利用度。有利地，不溶组分可以在湿或干条件下研磨，并且可以被球磨，或介质研磨或纳米研磨或在高剪切均化器中研磨。研磨可以在研磨助剂例如亮氨酸、十二烷基硫酸钠和金属硬脂酸盐的存在下进行。
[0172]
加热后，可以将该液体制剂热计量加入所需的容器中，并使其凝固为凝胶。
[0173]
更具体地来说，例如一种用于低血糖产品，在制造过程中进行以下工作：
[0174]
调节ph-理想地为4-6，最优选约5。这在主要胶凝剂琼脂的稳定ph范围内。
[0175]
通常，hcl∶水的比例为0.80∶100.00ml。例如，如果将40毫升水添加到凝胶中，则还添加0.32毫升0.1m hcl。如果不允许将hcl用于商业生产，则选择其他有机酸，例如柠檬酸或乙酸。
[0176]
凝胶生产过程涉及以下：
[0177]
以适当的比例称量非胶凝剂(例如葡萄糖、山梨酸、水)，并将它们以例如所需的葡萄糖(或其他碳水化合物)、必要的山梨酸或其他防腐剂以及食品级水的顺序加入到合适的混合容器中。使用适当的分配器向容器中添加盐酸(或替代的酸)。
[0178]
进行稳定搅拌，例如在实验室规模下，这是一个磁力搅拌棒。盖上以最小化蒸发和水分损失。
[0179]
预称量组合物所需的指定营养物质。混合这些非胶凝成分，同时对容器中的内容物加热。一次向容器中添加一种营养物质，使其完全分散并溶解，然后添加下一种营养物质。添加完所有营养物质后，再混合2-3分钟。
[0180]
预称量胶凝剂(琼脂和藻酸钠)。
[0181]
当添加完所有胶凝剂时，再搅拌2-3分钟以确保不再可见所有已混入的胶凝剂。使用不溶性成分时，使用均化器混入。
[0182]
在使用油/脂质成分的情况下，在立即除去加热之后并且在冷却之前，添加油/脂质材料，并使用均化器机械乳化成合适的乳状外观。
[0183]
让制剂冷却和胶凝。
[0184]
布鲁姆测试(bloom test)用于表征所得的凝固凝胶等级。优选地，获得至少80、到90、100、110、120、130和140的布鲁姆等级。
[0185]
优选地，获得小于250，小于220，小于200至小于180的布鲁姆等级。
[0186]
期望的最佳布鲁姆等级为140至180。
[0187]
在优选的实施方案中，本发明提供了独特的平台，用于通过使用两种具有不同胶凝机理的胶凝剂，特别是琼脂和藻酸盐来递送多种健康成分。离子胶凝剂的使用抵消了不同健康成分(例如油、二价离子、多糖)对碳水化合物胶凝剂(如琼脂)可能具有的凝胶抑制作用。
[0188]
参考一些示例性制剂，进一步说明了作为本发明第二方面的主题的这种增强的凝胶平台，所述制剂特别涉及本发明的第三至第五方面。
[0189]
许多制剂解决低血糖事件。已证实了以下变化形式(实施例2至5)，除葡萄糖外还含有多种添加剂，包括多种实施例，其包括添加脂质、水不溶性维生素、微量元素和矿物质。
[0190]
实施例2
[0191]
儿童低血糖专用凝胶，如表6。
[0192]
表6
[0193][0194]
表6.1子分散液b1
[0195][0196]
实施例3
[0197]
基础成人低血糖凝胶，如表7
[0198]
表7
[0199][0200]
实施例4
[0201]
孕妇专用低血糖凝胶，如表8
[0202]
表8
[0203][0204]
表8.1子分散液b2
[0205][0206]
实施例5
[0207]
老年人专用低血糖凝胶，如表9
[0208]
表9
[0209][0210]
表9.1子分散液b2
[0211][0212]
除了具有葡萄糖的实施例以外，还制备了许多说明本发明第四方面的实施例。下列变体(示例6和7)是说明性示例：
[0213]
实施例6
[0214]
旅行(飞行前)凝胶制剂，如表10
[0215]
表10
[0216][0217][0218]
实施例7
[0219]
旅行(飞行后)凝胶制剂，如表11
[0220][0221][0222]
实施例8
[0223]
参考表12说明了设计用于偏远地区或救灾的膳食替代凝胶。
[0224]
基础凝胶组合物(根据所添加的营养物来缩放)
[0225]
表12.基础凝胶组合物
[0226][0227]
向基础凝胶中引入以下组的营养成分：
[0228]
蛋白质，其任选地包括下述的一种或多种：乳蛋白质浓缩物、乳清蛋白浓缩物、大豆分离蛋白、酪蛋白酸钠，其用量为满足最小rdi或其百分比的量，例如50％(一天两次)或33％(一天3次)和氨基酸，任选地包括下述的一种或多种：l-谷氨酰胺、l-甘氨酸、l-亮氨酸、l-异亮氨酸、l-缬氨酸、β-丙氨酸、l-精氨酸和牛磺酸。
[0229]
碳水化合物和糖，任选地包括下述的一种或多种：麦芽糖糊精、菊粉、果糖和葡萄糖浆，其用量为满足最小rdi或其百分比的量，例如50％(一天两次)或33％(一天3次)。
[0230]
膳食脂肪，任选地包括下述的一种或多种：植物脂肪和油、鱼油、椰油、脂肪酸的单甘油酯和二甘油酯以及卵磷脂，其用量为满足最小rdi或其百分比的量，例如50％(一天两次)或33％(一天3次)。
[0231]
除了这三个提供核心能量的组以外，产品还可包含一种或多种选自以下组的必要营养成分：
[0232]
维生素任选地包括以下中的一种或多种：维生素c(抗坏血酸)、维生素k(甲萘醌-7)、维生素e(dl-α生育酚乙酸酯)、烟酸(烟酰胺)、维生素a(乙酸视黄酯)、泛酸(d-泛酸钙)、d-生物素、叶酸、维生素d(胆钙化醇)、维生素b6(盐酸吡哆醇)、核黄素(核黄素5磷酸钠)、硫胺素(盐酸硫胺素)、维生素b12(氰钴胺素)、一水肌酸、β-胡萝卜素、叶黄素、番茄红素油树脂、氯化胆碱、l-肉碱、烟酰胺、d-泛酸钙、核黄素、盐酸吡哆醇、蝶酸单麸胺酸(pteroylmonoglutamic acid)、维生素k1(phytomenadione)、白藜芦醇、α-酮戊二酸、羟丁酸钙(hmb)(calcium hydroxy methylbutyrate)、和三肌酸苹果酸；以及
[0233]
基本矿物质，来源和盐，可选地包括以下一种或多种：柠檬酸三钾、氯化钠、柠檬酸三钠、氧化镁、葡萄糖酸锌、富马酸铁、葡萄糖酸锰、葡萄糖酸铜、碘化钾、钼酸钠、吡啶甲酸铬、亚硒酸钠、氯化铬、碘化钾、氟化钠、氯化钠、氯化钾、氢氧化钙、抗坏血酸钠、氢氧化镁氢氧化钾、乳酸亚铁、硫酸锌、和硫酸锰和磷酸盐，任选地包括：三磷酸钠、磷酸三钙和磷酸钾。
[0234]
这些额外的任选成分可以进一步补充：
[0235]
抗氧化剂，任选地包括抗坏血酸棕榈酸酯和α-生育酚。
[0236]
调味剂和甜味剂，以及ph调节剂，例如：柠檬酸或抗坏血酸。
[0237]
应当理解，熟练的营养师将能够使用他们的一般技能和知识来配制上述的多种变化形式，以解决各种需求，包括制作成人、儿童、婴儿专用的全餐配方，并且实施例8仅旨在反映对本领域技术人员开放的可能性。