Микронизированный крахмал и способы его изготовления

Микронизированный крахмал и способы его изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Введение

Настоящее изобретение относится к микронизированному крахмалу, у которого средний размер частиц составляет менее чем 5 мкм и степень полимеризации составляет более чем 100, причем данный микронизированный крахмал проявляет, по меньшей мере, 20% кристалличности основного гранулированного крахмала.

Крахмал представляет собой сложный углевод, состоящий из молекул полисахаридов двух типов: (1) амилоза, в основном, линейный и гибкий полимер, содержащий звенья D-ангидроглюкозы, которые соединяют альфа-1,4-D-глюкозидные связи; и (2) амилопектин, разветвленный полимер, содержащий линейные цепи, которые соединяют альфа-1,6-D-глюкозидные связи. Крахмал имеет равновесное содержание влаги, составляющее от 10% до 20% при нормальных атмосферных условиях, в зависимости от источника. Зерновые крахмалы обычно содержат приблизительно от 10% до 14% влаги, в то время как картофельный крахмал обычно содержит приблизительно от 15% до 20% влаги.

Крахмалы естественного происхождения имеют многочисленные недостатки, препятствующие их промышленному применению, такие как нерастворимость в холодной воде, потеря вязкости и загущающая способность после варки. Крахмал можно физически модифицировать, чтобы увеличить его растворимость в воде и изменить размер частиц. Способы физической модификации включают обработку гранул нативного крахмала, в которой используют различные сочетания температуры и влажности, давление, усилие сдвига и облучение. Физическая модификация также включает механическое истирание для изменения физического размера гранул крахмала.

Встречаются гранулы крахмала всех форм и размеров (сферы, эллипсоиды, многоугольники, пластинки, неправильные трубочки). Максимальные размеры этих гранул крахмала составляют от 0,1 мкм до, по меньшей мере, 200 мкм, в зависимости от растительного источника, см. Gallant и др. Eur. J. Clinical Nutr, 1992 г., т. 46, с. S3. Крахмал, полученный влажным помолом кукурузных зерен нормальной спелости, содержит гранулы размером от 5 до 30 мкм, причем средний размер согласно сообщениям составляет 9,2 мкм, см. «Кукурузный крахмал», Фонд исследований кукурузной промышленности, третье издание, Вашингтон, округ Колумбия, 1964 г. Более крупные гранулы крахмала из кукурузы восковой спелости показывают рентгеновские дифрактограммы типа A, см. Franco и др., (Крахмал), 1998 г., т. 50, с. 193-198. Гранулы крахмала получают с чередованием аморфных и кристаллических ячеек, толщина которых составляет от 100 нм до 400 нм. Анализ методом рентгеновской дифракции показывает в гранулах периодичность от 9 до 10 нм. Эта периодичность обусловлена кристаллическими и аморфными тонкими пластинками и не зависит от растительного источника.

Гранулы нативного крахмала имеют кристалличность, составляющую от 15% до 45%, см. Zobel, (Крахмал), 1988 г., т. 40, с. 44. По уровню кристалличности крахмала ясно, что большинство полимеров крахмала в грануле являются аморфными. См. Oostergetel и др., Carbohydrate Polymers (Углеводные полимеры), 1993 г., т. 21, с. 7.

Большинство гранул нативного крахмала дают изображение в форме мальтийского креста при наблюдении в поляризованном свете. Радиальная организация молекул амилопектина в таких структурах вызывает оптическую поляризацию. Однако это двойное лучепреломление остается неизменным как для полярных, так и для экваториальных сечений удлиненных гранул крахмала, см. Gallant и др., Eur. J. Clinical Nutr., 1992 г., т. 46, с. S3, показывая, что кристаллиты являются чрезвычайно малыми и проявляют множество ориентаций.

Гранулы нативного крахмала дают рентгеновские дифрактограммы, в которых отсутствуют острые пики. Эти рентгенограммы используют для идентификации нескольких алломорфов, присутствующих в кристаллическом крахмале, см. Buleon и др., Int. J. Biol. Macromol., 1998 г., т. 23, с. 85, причем более крупные гранулы крахмала типа A имеют форму диска, в то время как меньшие по размерам гранулы крахмала типа B- имеют сферическую форму. Зерновые крахмалы содержат полиморфную модификацию типа A; крахмалы из клубней (например, картофеля) и зерновые крахмалы, богатые амилозой, содержат полиморфную модификацию типа B, и бобовые крахмалы содержат полиморфную модификацию типа C.

Крахмал типа A кристаллизуется в моноклинной пространственной группе B₂ (a=2,124 нм, b=1,172 нм, c=1,069 нм, γ=123,5°), причем элементарная ячейка содержит 12 глюкозильных звеньев и 4 молекулы воды. Это означает, что асимметричная ячейка содержит мальтотриозильное звено, и что упаковка содержит одну двойную спираль в углу и еще одну в центре элементарной ячейки. Двойная спираль является левосторонней с параллельными нитями, которые имеют период повторяемости 2,138 нм и связаны друг с другом посредством оси вращения второго порядка. Эта двойная спираль является очень компактной, и в середине спирали отсутствует пространство для воды. Между этими спиралями существуют водородные связи, в том числе непосредственные или посредством четырех молекул воды в элементарной ячейке.

Крахмал типа B кристаллизуется в гексагональной пространственной группе P6₁ (a=b=1,85 нм, c=1,04 нм). Цепи в крахмале типа B также организованы в двойных спиралях, но его структура отличается от крахмала типа A в отношении упаковки в кристалле и содержания воды, которое составляет от 10% до 50%. Двойные спирали соединены посредством сети водородных связей, которые образуют канал внутри шестиугольного расположения шести двойных спиралей. Этот канал заполняют молекулы воды, половину из которых связывает амилоза посредством водородных связей, и вторую половину связывают другие молекулы воды. Таким образом, при гидратации, составляющей 27%, элементарная ячейка содержит 36 молекул воды, расположенных между шестью двойными спиралями, и образованная молекулами воды колонна окружена шестиугольной сеткой.

Jane и др., Cereal Chem., 1990 г., т. 69, с. 280, сообщили, что крахмал из кукурузы нормальной спелости после 12 часов обработки в шаровой мельнице (возможно, без какого-либо добавленного растворитель) «сохранял целостность и не обнаруживал никаких измельченных частиц». Если кукурузный крахмал сначала подвергали кислотному гидролизу в различных условиях и затем измельчали в течение 8 часов в шаровой мельнице в присутствии 100% этилового спирта, получали содержащий мелкие частицы крахмал с выходом от 66% до 80%. Этот содержащий мелкие частицы крахмал имел размер объемной плотности, составляющий от 5,2±2,4 мкм до 8,6±4,7 мкм, по сравнению с 17,2±7,9 мкм в нативном крахмале. Содержащий мелкие частицы крахмал проявлял сильное двойное лучепреломление, но мальтийский крест был потерян в результате потери симметрии и сферической формы, обнаруженной в гранулах нативного крахмала. Рентгеновская дифрактограмма содержащего мелкие частицы крахмала типа A показывала острые пики, интенсивность которых превышала наблюдаемую для нативного крахмала. Это предполагает, что кислотная обработка предпочтительно удаляла аморфные части гранул крахмала. Содержащий мелкие частицы крахмал, который описали Jane и др., Cereal Chem., 1990 г., т. 69, с. 280, деполимеризовался при средней степени полимеризации (DP) от 48,9 до 56,3.

Wu и др. Carbohydrate Polymers (Углеводные полимеры), 2008 г., т. 72, с. 398-402, с помощью шаровой мельницы получили образцы кукурузной муки с частицами различных размеров. Товарную кукурузную муку, содержащую частицы размером 273,6 мкм, можно микронизировать до медианного диаметра 17,5 мкм, 15,4 мкм, 14,6 мкм, 13,3 мкм и 9,8 мкм путем влажного помола в течение 20 минут, 1 часа, 2 часов, 3 часов и 5 часов соответственно. Микроскопические наблюдения и рентгеновская дифрактометрия обнаружили, что кристаллическая структура крахмала в кукурузной муке разрушалась путем влажного помола в течение более чем 3 часов.

Herceg и др., Carbohydrate Polymers (Углеводные полимеры), 2010 г., т. 80, с. 1072, сообщили, что трибомеханическая микронизация и активация в процессе обработки твердых частиц двумя параллельными дисками, расположенными на малом расстоянии друг от друга и вращающимися со скоростью 20000 об/мин, уменьшили средний размер частиц кукурузного крахмала от приблизительно 14 мкм до приблизительно 12,5 мкм. Эти частицы микронизированного крахмала оказались более проницаемыми для воды, имели более высокую растворимость в воде, проявляли повышенную способность к набуханию, имели меньшую температуру начала желатинизации и меньшую энтальпию желатинизации. Авторы сделали вывод, что «кристаллическая молекулярная структура кукурузного крахмала разрушилась».

Сущность изобретения

В одном аспекте настоящее изобретение предлагает микронизированный крахмал, у которого средний размер частиц составляет менее чем 5 мкм и степень полимеризации составляет более чем 100, причем данный микронизированный крахмал проявляет, по меньшей мере, 20% кристалличности основного гранулированного крахмала.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1A представляет полученное методом сканирующей электронной микроскопии изображение гранул крахмала AMIOCA® перед микронизацией.

Фиг. 1B представляет полученное методом сканирующей электронной микроскопии изображение гранул крахмала AMIOCA® после микронизации, где гранулы дегидратировали перед микронизацией (1B).

Фиг. 1C представляет полученное методом сканирующей электронной микроскопии изображение гранул крахмала AMIOCA® после микронизации.

Фиг. 2A представляет полученное методом сканирующей электронной микроскопии изображение гранул крахмала HYLON® VII перед микронизацией.

Фиг. 2B представляет полученное методом сканирующей электронной микроскопии изображение гранул крахмала HYLON® VII после микронизации, где гранулы дегидратировали перед микронизацией (1B).

Фиг. 2C представляет полученное методом сканирующей электронной микроскопии изображение гранул крахмала HYLON® VII после микронизации.

Фиг. 3A представляет полученное методом сканирующей электронной микроскопии изображение гранул крахмала MELOJEL® перед микронизацией.

Фиг. 3B представляет полученное методом сканирующей электронной микроскопии изображение гранул крахмала MELOJEL® после микронизации, где гранулы необязательно дегидратировали перед микронизацией.

Фиг. 3C представляет полученное методом сканирующей электронной микроскопии изображение гранул крахмала MELOJEL® после микронизации.

Фиг. 4 представляет рентгеновский дифракционный анализ кристалличности основного гранулированного и микронизированного крахмала AMIOCA®.

Фиг. 5 представляет рентгеновский дифракционный анализ кристалличности основного гранулированного и микронизированного крахмала MELOJEL®.

Фиг. 6 представляет рентгеновский дифракционный анализ кристалличности основного гранулированного и микронизированного крахмала HYLON®.

Фиг. 7A представляет микрофотографии в поляризованном свете с 400-кратным увеличением основного гранулированного крахмала AMIOCA®.

Фиг. 7B представляет микрофотографии в поляризованном свете с 400-кратным увеличением микронизированного крахмала AMIOCA®.

Фиг. 8A представляет микрофотографии в поляризованном свете с 400-кратным увеличением основного гранулированного крахмала HYLON®.

Фиг. 8B представляет микрофотографии в поляризованном свете с 400-кратным увеличением микронизированного крахмала HYLON®.

Фиг. 9A представляет микрофотографии в поляризованном свете с 400-кратным увеличением основного гранулированного крахмала MELOJEL®.

Фиг. 9B представляет микрофотографии в поляризованном свете с 400-кратным увеличением микронизированного крахмала MELOJEL® из зубовидной кукурузы.

Фиг. 10 представляет энтальпию плавления основного гранулированного крахмала AMIOCA® по сравнению с энтальпией плавления микронизированного крахмала AMIOCA®.

Фиг. 11 представляет энтальпию плавления основного крахмала HYLON® VII по сравнению с энтальпией плавления микронизированного крахмала HYLON®.

Фиг. 12 представляет энтальпию плавления основного гранулированного крахмала MELOJEL® по сравнению с энтальпией плавления микронизированного крахмала MELOJEL®.

Фиг. 13 представляет кривую вязкости по Брабендеру (Brabender), где результаты получены для основного гранулированного и микронизированного крахмала AMIOCA® и крахмала MELOJEL®, а также для риса и сапонина.

Фиг. 14A представляет сравнение прочности при раздавливании (кПа) таблеток, изготовленных из разнообразных промышленных стандартных компонентов (микрокристаллическая целлюлоза и т.д.) и из основного и микронизированного крахмала AMIOCA®.

Фиг. 14B представляет сравнение прочности при раздавливании (кПа) таблеток, изготовленных из разнообразных промышленных стандартных компонентов (микрокристаллическая целлюлоза и т.д.) и из основного и микронизированного крахмала HYLON®.

Фиг. 14C представляет сравнение прочности при раздавливании (кПа) таблеток, изготовленных из разнообразных промышленных стандартных компонентов (микрокристаллическая целлюлоза и т.д.) и из основных и микронизированных гранулированных крахмалов (крахмал AMIOCA®, крахмал HYLON®, крахмал MELOJEL®).

Фиг. 15A представляет анализ размера частиц крахмала AMIOCA® перед микронизацией.

Фиг. 15B представляет анализ размера частиц крахмала AMIOCA® после микронизации.

Подробное описание

В одном аспекте настоящее изобретение предлагает микронизированный крахмал, у которого средний размер частиц составляет менее чем 5 мкм и степень полимеризации составляет более чем 100, причем данный микронизированный крахмал проявляет, по меньшей мере, 20% кристалличности основного гранулированного крахмала.

В одном варианте осуществления микронизированный крахмал изготавливают обработкой основного гранулированного крахмала таким способом, чтобы получить микронизированный крахмал, у которого средний размер частиц, по меньшей мере, на 20% меньше, чем средний размер частиц основного гранулированного крахмала.

В одном варианте осуществления микронизированный крахмал проявляет, по меньшей мере, 40% кристалличности основного гранулированного крахмала.

В одном варианте осуществления микронизированный крахмал проявляет не более чем 90% кристалличности основного гранулированного крахмала.

В одном варианте осуществления основной гранулированный крахмал представляет собой зерновой крахмал.

В одном варианте осуществления основной гранулированный крахмал представляет собой кукурузный крахмал.

В одном варианте осуществления энтальпия плавления микронизированного крахмала составляет, по меньшей мере, 50% энтальпии плавления основного гранулированного крахмала.

В одном варианте осуществления температура желатинизации микронизированного крахмала не более чем на 16°C отличается от температуры желатинизации основного гранулированного крахмала.

В одном варианте осуществления максимальная вязкость микронизированного крахмала составляет не более чем 90% максимальной вязкости основного гранулированного крахмала.

В одном варианте осуществления степень полимеризации микронизированного крахмала составляет более чем 1000.

В одном варианте осуществления степень полимеризации микронизированного крахмала составляет более чем 10000.

В одном аспекте настоящее изобретение предлагает таблетку, включающую микронизированный крахмал, у которого средний размер частиц составляет менее чем 5 мкм, где микронизированный крахмал проявляет, по меньшей мере, 20% кристалличности основного гранулированного крахмала, и, по меньшей мере, еще один фармацевтически приемлемый ингредиент.

В одном варианте осуществления таблетку отличает прочность при раздавливании, составляющая, по меньшей мере, 20 кПа при давлении сжатия 3000 фунтов на кв. дюйм (20,68 МПа), в случае таблетки, состоящей только из крахмала.

В одном аспекте настоящее изобретение предлагает способ уменьшения размера частиц крахмала, включающий следующие стадии:

a) дегидратация основного гранулированного крахмала до содержания влаги, составляющего менее чем 5 мас. %, и

b) микронизация дегидратированного основного гранулированного крахмала в среде, содержащей менее чем 5 об.% кислорода, в результате чего получается микронизированный крахмал;

где микронизированный крахмал имеет содержание влаги, составляющее не более чем 5% по отношению к массе основного гранулированного крахмала;

где микронизированный крахмал имеет средний размер частиц, составляющий менее чем 5 мкм;

где степень полимеризации микронизированного крахмала составляет более чем 100; и

где микронизированный крахмал проявляет, по меньшей мере, 20% кристалличности основного гранулированного крахмала.

В одном варианте осуществления среда, содержащая менее чем 5 об.% кислорода, состоит из инертного газа.

Крахмал согласно настоящему изобретению микронизируют, чтобы в результате этого получить продукт по изобретению.

Микронизацию можно осуществлять любым известным специалисту в данной области техники способом уменьшения размера частиц, таким как (в качестве примера и без ограничения) шаровая микронизация; средовая микронизация; струйная микронизация в псевдоожиженном слое; спиральная струйная микронизация; микронизация воздушной классификацией; универсальная стержневая микронизация; микронизация молотом и ситом; микронизация истиранием; конусная микронизация; и/или гранулирование. Один пример способа микронизации представляет собой струйное измельчение в псевдоожиженном слое. Один пример такого устройства представляет собой струйную мельницу с псевдоожиженным слоем Hosokawa™ 100 AFG.

В одном варианте осуществления основной гранулированный крахмал дегидратируют и затем микронизируют в соответствующих условиях, таким образом, чтобы любой оставшейся влаги в основном гранулированном крахмале было недостаточно для желатинизации крахмала. В еще одном варианте осуществления основной гранулированный крахмал дегидратируют до и/или в ходе процесса микронизации, таким образом, чтобы любой оставшейся влаги в основном гранулированном крахмале было недостаточно для желатинизации крахмала в ходе микронизации. В еще одном варианте осуществления основной гранулированный крахмал частично дегидратируют и затем дополнительно дегидратируют в ходе процесса микронизации, таким образом, чтобы любой оставшейся влаги в основном гранулированном крахмале было недостаточно для желатинизации крахмала. В еще одном варианте осуществления основной гранулированный крахмал дегидратируют в ходе процесса микронизации при использовании продувки газом для вытеснения влаги, содержащейся в основном гранулированном крахмале, в соответствующих условиях, таким образом, чтобы любой оставшейся влаги в основном гранулированном крахмале было недостаточно для желатинизации крахмала. В еще одном варианте осуществления основной гранулированный крахмал частично дегидратируют и затем дополнительно дегидратируют в ходе процесса микронизации при использовании продувки инертным газом для вытеснения влаги, содержащейся в основном гранулированном крахмале, в соответствующих условиях, таким образом, чтобы любой оставшейся влаги в основном гранулированном крахмале было недостаточно для желатинизации крахмала. В еще одном варианте осуществления основной гранулированный крахмал микронизируют без предварительной дегидратации основного гранулированного крахмала и при использовании продувки инертным газом для вытеснения влаги, содержащейся в основном гранулированном крахмале.

В одном варианте осуществления продувку инертным газом используют в ходе микронизации для создания и поддержания среды, содержащей менее чем 5 об.% кислорода. В еще одном варианте осуществления можно использовать любой тип газа в ходе микронизации. Такие инертные газы включают, но не ограничиваются этим, азот, диоксид углерода, аргон или гелий. В еще одном варианте осуществления сухой газ имеет температуру конденсации воды, составляющую приблизительно -45°C. В еще одном варианте осуществления сухой газ имеет температуру конденсации воды, составляющую приблизительно -65°C. В еще одном варианте осуществления сухой газ имеет содержание воды менее чем 6 частей на миллион. В еще одном варианте осуществления сухой газ имеет содержание воды менее чем 1 частей на миллион.

В одном варианте осуществления основной гранулированный крахмал микронизируют, используя струйную мельницу с псевдоожиженным слоем, в среде, содержащей менее чем 5 об.% кислорода. В еще одном варианте осуществления дегидратацию и/или продувку инертным газом используют до и/или в ходе микронизации, таким образом, чтобы удалить существенную часть влаги, содержащейся в крахмале. В еще одном варианте осуществления дегидратацию и/или продувку инертным газом используют до и/или в ходе микронизации, таким образом, чтобы получить микронизированный крахмал, в котором содержание влаги составляет не более чем приблизительно 6%, немедленно после микронизации. В еще одном варианте осуществления дегидратацию и/или продувку инертным газом используют до и/или в ходе микронизации, таким образом, чтобы получить микронизированный крахмал, в котором содержание влаги составляет не более чем приблизительно 5 мас. %, перед поглощением влаги окружающей среды. В еще одном варианте осуществления дегидратацию и/или продувку инертным газом используют до и/или в ходе микронизации, таким образом, чтобы получить микронизированный крахмал, в котором содержание влаги составляет не более чем приблизительно 4%, перед поглощением влаги окружающей среды. В еще одном варианте осуществления дегидратацию и/или продувку инертным газом используют до и/или в ходе микронизации, таким образом, чтобы получить микронизированный крахмал, в котором содержание влаги составляет не более чем приблизительно 3%, перед поглощением влаги окружающей среды. В еще одном варианте осуществления дегидратацию и/или продувку инертным газом используют до и/или в ходе микронизации, таким образом, чтобы получить микронизированный крахмал, в котором содержание влаги составляет не более чем приблизительно 2%, перед поглощением влаги окружающей среды. В еще одном варианте осуществления дегидратацию и/или продувку инертным газом используют до и/или в ходе микронизации, таким образом, чтобы получить микронизированный крахмал, в котором содержание влаги составляет не более чем приблизительно 1%, перед поглощением влаги окружающей среды.

Фиг. 1A, фиг. 1B и фиг. 1C (крахмал AMIOCA®), фиг. 2A, фиг. 2B и фиг. 2C (крахмал HYLON® VII), и фиг. 3A, фиг. 3B и фиг. 3C (крахмал MELOJEL®), а также сопровождающие примеры 1 и 13 представляют и описывают основные гранулированные крахмалы и микронизированные крахмалы, изготовленные в соответствии с обсуждаемыми выше процедурами микронизации.

В одном варианте осуществления любой крахмал может быть подходящим для использования в качестве основного гранулированного крахмала в настоящем изобретении, и его можно производить из любого источника нативного крахмала. Нативный крахмал для использования в настоящем изобретении представляет собой крахмал в таком виде, в котором он находится в природе. Кроме того, подходящими являются крахмалы, произведенные из растений, выведенных стандартными способами растениеводства, включая межсортовое скрещивание, перемещение участков хромосом, инверсию, трансформацию или любой другой способ генной или хромосомной технологии, включая соответствующие варианты. Кроме того, крахмал, произведенный из растений, выращенных в результате искусственных мутаций и вариаций вышеупомянутого родового состава, который можно изготавливать, используя известные стандартные способы мутационного растениеводства, также является подходящим в настоящем изобретении. Типичные источники крахмала представляют собой зерна, клубни, корни, бобы или плоды. Источником нативного крахмала может служить любой вид растений, в том числе, без ограничения, кукуруза, горох, картофель, сладкий картофель, банан, ячмень, пшеница, рис, саго, овес, амарант, тапиока (маниока), маранта, канна, сорго, а также соответствующие растения, имеющие восковую спелость или высокое содержание амилозы. При использовании в настоящем документе термин «восковой» означает крахмал, содержащий, по меньшей мере, приблизительно 90 мас. %, в одном варианте осуществления, по меньшей мере, 95 мас. %, в одном варианте осуществления, по меньшей мере, 98 мас. %, в одном варианте осуществления, по меньшей мере, 99 мас. % амилопектина, и термин «высокоамилозный» означает крахмал, содержащий, по меньшей мере, приблизительно 40 мас. %, в одном варианте осуществления, по меньшей мере, 50 мас. %, в одном варианте осуществления, по меньшей мере, 70 мас. %, в одном варианте осуществления, по меньшей мере, 80 мас. % амилозы. В одном аспекте настоящего изобретения используют содержащий амилозу крахмал, выделенный из зерен зерновых растений, таких как кукуруза. В еще одном аспекте настоящего изобретения используют смеси крахмалов, такие как смесь кукурузного крахмала и высокоамилозного кукурузного крахмала.

Основной крахмал может представлять собой нативный крахмал или модифицированный нативный крахмал, полученный в результате любой обработки. Один пример такого основного крахмала представляет собой крахмал AMIOCA®. Еще один пример такого основного крахмала представляет собой крахмал MELOJEL®. Еще один пример такого основного крахмала представляет собой крахмал HYLON® VII.

В одном варианте осуществления микронизированный крахмал модифицируют, используя любое число возможных процессов обработки. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения крахмал модифицируют путем конверсии. Способы конверсии хорошо известны в технике, например, см. раздел M.W. Rutenberg «Крахмал и его модификации» в «Справочнике водорастворимых камедей и смол», редактор R.L. Davidson, издательство McGraw Hill, Inc., Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 1980 г., с.. 22-36. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения крахмал подвергают химической модификации. Химически модифицированные крахмалы включают, без ограничения, сшитые крахмалы, ацетилированные крахмалы, этерифицированные органическими кислотами крахмалы, гидроксиэтилированные крахмалы, гидроксипропилированные крахмалы, фосфорилированные крахмалы, этерифицированные неорганическими кислотами крахмалы, катионогенные, анионогенные, неионогенные, силиконизированные крахмалы, цвиттерионные крахмалы, а также сукцинатные и замещенные сукцинатные производные крахмала. Такие модификации известны в технике, см. например, книгу «Модифицированные крахмалы: свойства и применения», редактор O.B. Wurzburg, издательство CRC Press, Бока-Ратон, штат Флорида, 1986 г. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения крахмал подвергают физической модификации. Физически модифицированные крахмалы, такие как термически ингибированные крахмалы, которые описали Chiu и др. в международной патентной заявке WO 95/04082 (A2), могут также оказаться подходящими для использования в настоящем изобретении. Физически модифицированный крахмалы также включают фракционированные крахмалы, в которых содержится повышенная доля амилозы. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения крахмал модифицируют, используя фермент, например, один или более ферментов, известных в технике, в том числе, без ограничения, альфа-амилаза, бета-амилаза, глюкоамилаза, мальтогеназа, изоамилаза или пуллуланаза.

В одном варианте осуществления средний размер частиц основного гранулированного крахмала составляет от приблизительно 5 мкм до приблизительно 200 мкм. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц основного гранулированного крахмала составляет, по меньшей мере, приблизительно 5 мкм. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц основного гранулированного крахмала составляет, по меньшей мере, приблизительно 10 мкм. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц основного гранулированного крахмала составляет от приблизительно 5 мкм до приблизительно 20 мкм. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц основного гранулированного крахмала составляет от приблизительно 5 мкм до приблизительно 100 мкм. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц микронизированного гранулированного крахмала составляет от приблизительно 2 мкм до приблизительно 4 мкм. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц микронизированного крахмала составляет менее чем приблизительно 3 мкм. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц микронизированного крахмала составляет менее чем приблизительно 2 мкм. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц микронизированного крахмала составляет менее чем приблизительно 1 мкм.

В одном варианте осуществления степень полимеризации микронизированного крахмала составляет более чем 100. В еще одном варианте осуществления степень полимеризации микронизированного крахмала составляет более чем 500. В еще одном варианте осуществления степень полимеризации микронизированного крахмала составляет более чем 1000. В еще одном варианте осуществления степень полимеризации микронизированного крахмала составляет более чем 5000. В еще одном варианте осуществления степень полимеризации микронизированного крахмала составляет более чем 10000. В еще одном варианте осуществления степень полимеризации микронизированного крахмала составляет более чем 50000.

В одном варианте осуществления средний размер частиц микронизированного крахмала составляет от приблизительно 10% до приблизительно 90% среднего размера частиц основного гранулированного крахмала. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц микронизированного крахмала составляет от приблизительно 20% до приблизительно 80% среднего размера частиц основного гранулированного крахмала. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц микронизированного крахмала меньше, чем средний размер частиц основного гранулированного крахмала, и разность составляет от приблизительно 30% до приблизительно 70%. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц микронизированного крахмала меньше, чем средний размер частиц основного гранулированного крахмала, и разность составляет от приблизительно 40% до приблизительно 60%. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц микронизированного крахмала составляет не более чем приблизительно 90% среднего размера частиц основного гранулированного крахмала. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц микронизированного крахмала составляет не более чем приблизительно 80% среднего размера частиц основного гранулированного крахмала. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц микронизированного крахмала составляет не более чем приблизительно 70% среднего размера частиц основного гранулированного крахмала. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц микронизированного крахмала составляет не более чем приблизительно 60% среднего размера частиц основного гранулированного крахмала. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц микронизированного крахмала составляет не более чем приблизительно 50% среднего размера частиц основного гранулированного крахмала. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц микронизированного крахмала составляет не более чем приблизительно 40% среднего размера частиц основного гранулированного крахмала. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц микронизированного крахмала составляет не более чем приблизительно 30% среднего размера частиц основного гранулированного крахмала. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц микронизированного крахмала составляет не более чем приблизительно 20% среднего размера частиц основного гранулированного крахмала. В еще одном варианте осуществления средний размер частиц микронизированного крахмала составляет не более чем приблизительно 10% среднего размера частиц основного гранулированного крахмала.

В одном варианте осуществления микронизированный крахмал проявляет, по меньшей мере, 90% кристалличности основного гранулированного крахмала. В еще одном варианте осуществления микронизированный крахмал проявляет, по меньшей мере, 80% кристалличности основного гранулированного крахмала. В еще одном варианте осуществления микронизированный крахмал проявляет, по меньшей мере, 70% кристалличности основного гранулированного крахмала. В одном варианте осуществления микронизированный крахмал проявляет, по меньшей мере, 60% кристалличности основного гранулированного крахмала. В одном варианте осуществления микронизированный крахмал проявляет, по меньшей мере, 50% кристалличности основного гранулированного крахмала. В одном варианте осуществления микронизированный крахмал сохраняет от 50% до 90% кристалличности основного гранулированного крахмала. В одном варианте осуществления микронизированный крахмал сохраняет от 70% до 90% кристалличности основного гранулированного крахмала. В одном варианте осуществления микронизированный крахмал сохраняет от 50% до 80% кристалличности основного гранулированного крахмала.

В одном варианте осуществления сохранение кристалличности основного гранулированного крахмала в микронизированном крахмале определяют методом рентгеновской дифракции. В еще одном варианте осуществления температура желатинизации микронизированного крахмала ниже температуры желатинизации основного гранулированного крахмала не более чем на 15°С.

В одном варианте осуществления энтальпия плавления (ΔН) микронизированного крахмала составляет не менее чем приблизительно 50% энтальпии плавления (ΔН) основного гранулированного крахмала. В еще одном варианте осуществления энтальпия плавления (ΔН) микронизированного крахмала составляет не менее чем приблизительно 70% энтальпии плавления (ΔН) основного гранулированного крахмала. В еще одном варианте осуществления энтальпия плавления (ΔН) микронизированного крахмала составляет не менее чем приблизительно 80% энтальпии плавления (ΔH) основного гранулированного крахмала. В одном варианте осуществления энтальпия плавления (ΔH) микронизированного крахмала составляет не менее чем приблизительно 90% энтальпии плавления (ΔH) основного гранулированного крахмала.

Крахмальную композицию можно использовать в качестве вспомогательного материала в твердых дозированных формах, включающих, без ограничения, капсулы, таблетки в оболочке и таблетки. Размер частиц и содержание влаги микронизированной крахмальной композиции будут влиять на текучесть, плотность, сжимаемость, связующую способность и свойства при раздроблении. Крахмальную композицию можно включать в твердую дозированную форму, используя способы, известные в технике.

В одном варианте осуществления крахмальную композицию смешивают с активным ингредиентом и помещают в капсулу. В еще одном варианте осуществления микронизированную крахмальную композицию внедряют, используя непосредственное сжатие.

Микронизированную крахмальную композицию можно использовать в качестве фармацевтического вспомогательного материала, такого как связующий материал, дезинтегрирующий материал, наполнитель, или она может служить для множества целей, использующих любое сочетание данных функциональных качеств (например, в качестве связующего и дезинтегрирующего материала). В одном варианте осуществления микронизированный крахмал согласно настоящему изобретению используют для изготовления лечебных продуктов питания и в качестве источника для их обогащения волокнами. В еще одном варианте осуществления микронизированный крахмал согласно настоящему изобретению используют для изготовления лечебных продуктов питания, и материал согласно настоящему изобретению может характеризовать преобладание микронизированного крахмала, у которого размер частиц составляет от 1 мкм до 5 мкм. В еще одном варианте осуществления микронизированный крахмал согласно настоящему изобретению можно использовать для обеспечения ощущения гладкости во рту и желательной текстуры для лечебных продуктов питания. В еще одном варианте осуществления микронизированный крахмал согласно настоящему изобретению можно использовать для образования коллоидной (сливочной) системы в отношении лечебных продуктов питания, которые не образуют осадка в течение многих часов. В еще одном варианте осуществления микрон