Vitamin

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Hintergrund

Vitamine sind organische Verbindungen, die in geringen Mengen in der tierischen und menschlichen Ernährung notwendig sind, um Leben und Gesundheit zu erhalten. Das Fehlen bestimmter Vitamine kann Krankheiten, schlechtes Wachstum und eine Vielzahl von Syndromen verursachen. Dreizehn Vitamine wurden als notwendig für die menschliche Gesundheit identifiziert, und es gibt mehrere weitere vitaminähnliche Substanzen, die ebenfalls zu einer guten Ernährung beitragen können. Ursprünglich dachte man, dass Vitamine bestimmte chemische Verbindungen sind, die Amine genannt werden, aber jetzt weiß man, dass die Vitamine chemisch nicht verwandt sind. Ihre Handlungen sind unterschiedlich, und obwohl sie gründlich untersucht wurden, ist nicht alles über ihre Arbeitsweise und ihr Handeln bekannt. Die Vitamine werden nach Buchstaben benannt – Vitamin A, Vitamin C, D, E, K und die Gruppe der B-Vitamine. Die acht B-Vitamine wurden ursprünglich als ein Vitamin angesehen, und als mehr über sie bekannt wurde, erhielten sie numerische Indizes:Vitamin B,, B ₂ , usw. Die B-Vitamine werden heute allgemein treffender mit chemisch beschreibenden Namen bezeichnet:B ist Thiamin, B ₂ ist Riboflavin, B ₆ und B ₁₂ behalten ihre numerischen Namen, und die anderen B-Vitamine sind Niacin, Pantothensäure, Biotin und Folsäure. Die Vitamine sind in pflanzlichen und tierischen Nahrungsquellen enthalten. Sie wurden auch chemisch synthetisiert und können daher in ihrer reinen Form als Nahrungsergänzungsmittel eingenommen werden. Es ist nicht genau bekannt, wie viel von jedem Vitamin jeder Mensch braucht, aber es gibt eine empfohlene Tagesdosis von 10 Vitaminen.

Einige Forscher haben extravagante Behauptungen über die Vorteile hoher Dosen bestimmter Vitamine als Vorbeugung oder Heilung von Krankheiten von Akne bis Krebs aufgestellt. Da neue Entdeckungen gemacht und alte Behauptungen oft entlarvt oder verstärkt werden, ist es am sichersten zu sagen, dass mehr über die Folgen eines Vitaminmangels bekannt ist, als was bestimmte Vitamine bewirken können. Beispielsweise führt ein Mangel an Vitamin A zum Abbau der lichtempfindlichen Zellen in der Netzhaut des Auges, was zu Nachtblindheit führt. Ein Mangel an Vitamin C in der Nahrung führt zu Skorbut, einer Krankheit, die früher Seefahrern zum Opfer fiel. Ein Mangel an Vitamin D kann zu Rachitis, einer Knochenerkrankung, führen.

Verlauf

Viele Forscher waren dafür verantwortlich, die Existenz von Vitaminen als notwendige Bestandteile der menschlichen und tierischen Ernährung zusammenzufügen. Einer der ersten Menschen, der die Ernährung aus chemischer Sicht untersuchte, war der englische Arzt William Prout. Im Jahr 1827 definierte er die drei wesentlichen Bestandteile der menschlichen Ernährung als ölig, saccharin und eiweißhaltig, die in modernen Begriffen Fette und Öle, Kohlenhydrate und Proteine ​​​​sind. Im Jahr 1906 entdeckte der englische Biochemiker Frederick Hopkins, dass Mäuse, die mit einer reinen Ernährung der drei wesentlichen Nahrungsmittel gefüttert wurden, nicht überleben konnten, wenn sie nicht zusätzliche kleine Mengen Milch und Gemüse erhielten. Ein polnischer Wissenschaftler, Casimir Funk, prägte 1912 den Begriff Vitamine, um die Chemikalien zu beschreiben, von denen er glaubte, dass sie in der Ergänzungsnahrung gefunden wurden, die den Mäusen beim Überleben halfen. Funk glaubte zunächst, dass die Vitamine chemisch verwandte Amine seien, also vita (Leben) plus Amine. Da andere Vitamine isoliert wurden, die keine Amine waren, änderte sich die Schreibweise des Wortes. Auch andere Forscher, die sich mit Krankheiten wie Skorbut und Beriberi beschäftigten, die durch Vitaminmangel verursacht werden, trugen zur Isolierung der verschiedenen Vitamine bei. Dennoch war zu Beginn des 20. Jahrhunderts allgemein wenig über Vitamine bekannt. Obwohl beispielsweise die Verwendung von Limettensaft zur Vorbeugung von Skorbut bei Seeleuten mindestens auf das Jahr 1795 zurückgeht, glaubte der Arzt, der 1910 Scotts Reise zum Südpol begleitete, Skorbut wird durch Bakterien verursacht, und es wurden unzureichende Ernährungsmaßnahmen ergriffen, um die Krankheit zu verhindern unter den Entdeckern. Zwischen 1925 und 1955 wurden alle bekannten Vitamine isoliert und synthetisiert. Auch heute noch wird die Funktion der verschiedenen Vitamine erforscht.

Rohstoffe

Vitamine können aus pflanzlichen oder tierischen Produkten gewonnen oder im Labor synthetisch hergestellt werden. Vitamin A kann beispielsweise aus Fischleberöl gewonnen werden, Vitamin C aus Zitrusfrüchten oder Hagebutten. Die meisten handelsüblichen Vitamine werden aus synthetischen Vitaminen hergestellt, die billiger und einfacher herzustellen sind als natürliche Derivate. So kann Vitamin A aus Aceton und Vitamin C aus Ketosäure synthetisiert werden. Es gibt keinen chemischen Unterschied zwischen den gereinigten Vitaminen aus pflanzlichen oder tierischen Quellen und synthetisch hergestellten. Verschiedene Labors verwenden möglicherweise unterschiedliche Techniken, um synthetische Vitamine herzustellen, da viele von verschiedenen chemischen Reaktionen abgeleitet werden können.

Vitamintabletten oder -kapseln enthalten normalerweise Zusatzstoffe, die den Herstellungsprozess oder die Aufnahme der Vitaminpille durch den Körper unterstützen. Mikrokristalline Cellulose, Lactose, Calcium oder Maltodextrin werden vielen Vitaminen als Füllstoff zugesetzt, um dem Vitamin die richtige Masse zu geben. Vitamintabletten werden üblicherweise Magnesiumstearat oder Stearinsäure als Gleitmittel und Siliziumdioxid als Fließmittel zugesetzt. Diese Zusätze tragen dazu bei, dass das Vitaminpulver reibungslos durch die Tablettenherstellungs- oder Verkapselungsmaschine läuft. Als Desintegrationsmittel wird Vitaminen häufig modifizierte Cellulosegummi oder Stärke zugesetzt. Das heißt, es hilft der Vitaminverbindung aufzubrechen, sobald sie eingenommen wird. Vitamintabletten werden normalerweise auch überzogen, um den Tabletten eine bestimmte Farbe oder einen bestimmten Geschmack zu verleihen oder um zu bestimmen, wie die Tablette resorbiert wird (im Magen oder im Darm, langsam oder auf einmal usw.). Viele Beschichtungen werden auf Cellulosebasis hergestellt. Oft wird auch eine zusätzliche Beschichtung aus Carnaubawachs aufgetragen, um der Tablette ein poliertes Aussehen zu verleihen.

Kräuter verschiedener Art können Vitaminverbindungen sowie Mineralien wie Kalzium, Eisen und Zink zugesetzt werden. Typischerweise produzieren spezialisierte Labors gereinigte Vitamine und Mineralstoffe. Ein Distributor kauft diese von den Labors und verkauft sie an Hersteller, die sie zu verschiedenen Präparaten wie Multivitamintabletten oder B-Komplex-Kapseln zusammenstellen.

Der Herstellungsprozess
Prozess

Vorabprüfung

• 1 Ein Vitaminhersteller kauft Rohvitamine und andere Zutaten von Distributoren. Rohe Vitamine von einem seriösen Händler werden mit einem Analysezertifikat geliefert, in dem angegeben ist, was die Vitamine sind und wie stark sie sind. In vielen Fällen testet der Hersteller dennoch die Rohstoffe oder schickt Proben zur Analyse an ein unabhängiges Labor. Sollen Kräuter Bestandteil der Vitaminkapsel sein, müssen diese auf Identität und Wirksamkeit sowie auf mögliche bakterielle Kontamination getestet werden.

Vormischen

• 2 Oft kommen die Rohvitamine in feinem Pulver beim Hersteller an und bedürfen keiner Vorverarbeitung. Wenn die Zutaten jedoch nicht fein granuliert sind, werden sie durch eine Mühle geführt und gemahlen. Einige Vitamine können mit einem Füllstoff wie mikrokristalline Cellulose oder Maltodextrin vorgemischt werden, da dies ein gleichmäßigeres Granulat ergibt, das weitere Verarbeitungsschritte unterstützt. Labortechniker können bei der Arbeit mit neuen Zutaten Testchargen durchführen und feststellen, ob eine Vormischung erforderlich ist.

Nassgranulation

• 3 Bei Vitamintabletten ist die Partikelgröße extrem wichtig, um zu bestimmen, wie gut die Formel durch die Tablettiermaschine läuft. Teilweise kommen die Rohvitamine vom Verteiler auf die entsprechende Größe für die Tablettierung gemahlen. In anderen Fällen ist ein Nassgranulierungsschritt erforderlich. Bei der Nassgranulation wird das feine Vitaminpulver mit einer Vielzahl von Cellulosepartikeln vermischt, dann benetzt. Anschließend wird die Mischung in einem Trockner getrocknet. Nach dem Trocknen kann die Formel in Stücken so groß wie ein Cent sein. Diese Brocken werden klassiert, indem sie durch eine Mühle laufen. Die Mühle drückt die Brocken durch ein kleines Loch mit dem gewünschten Durchmesser des Granulats. Dieses Granulat kann dann gewogen und gemischt werden.

Wiegen und Mischen

• 4 Wenn alle Vitaminzutaten fertig sind, bringt sie ein Arbeiter zur Wiegestation und wiegt sie auf einer Waage ab. Die erforderlichen Gewichte für jede Zutat in der Charge werden in einem Formelchargenprotokoll aufgeführt. Nach dem Wiegen schüttet der Arbeiter alle Zutaten in einen Mixer. Das Volumen eines typischen Mischers kann zwischen 15 und 30 Kubikfuß (0,42 – 0,84 Kubikmeter) betragen, obwohl es in einer großen Produktionsanlage um ein Vielfaches größer sein kann. Die Zutaten verbringen 15 bis 30 Minuten im Mixer. An dieser Stelle werden Proben von verschiedenen Seiten des Mischers entnommen und im Labor überprüft. Die Labortechniker überprüfen, ob alle Zutaten im gleichen Verhältnis in der Mischung verteilt sind. Wenn der Hersteller eine große Charge herstellt, können die Arbeiter die ersten drei oder vier Chargen im Mischer überprüfen und dann nur in regelmäßigen Abständen erneut überprüfen. Nachdem das Mischen abgeschlossen ist, bringen die Arbeiter die Vitaminformel entweder zu einer Verkapselungs- oder einer Tablettenherstellungsmaschine.

Verkapselungsmaschine

• 5 Wenn die Charge im Mischer genehmigt wurde, transportieren die Arbeiter die Mischung in die Verkapselungsmaschine und entleeren sie in einen Trichter. Zu Beginn einer Charge, Arbeiter Die fertige Vitaminmischung kann zu Tabletten gepresst werden, manchmal mit einem Überzug, oder in vorgeformte Gelatinekapseln verkapselt werden. wird die Verkapselungsmaschine testen und prüfen, ob die Kapseln das richtige und gleichmäßige Gewicht haben. Arbeiter überprüfen die Kapseln auch visuell, um zu sehen, ob sie zu spalten oder zu dimplen scheinen. Wenn die Testchargen korrekt ausgeführt werden, führen die Arbeiter die gesamte Charge aus. Die Vitaminmischung fließt durch einen Trichter und ein anderer Trichter enthält ganze Gelatinekapseln. Die Kapseln werden von der Maschine in zwei Hälften gebrochen. Die untere Hälfte der Kapsel fällt durch einen Trichter in eine rotierende Dosierschale. Dann dosiert die Maschine eine genaue Menge der pulverisierten Vitaminmischung in jede geöffnete Kapselhälfte. Stopfnadeln drücken das Pulver nach unten. Dann werden die oberen Hälften der Kapseln nach unten auf die gefüllten Böden geschoben.

Polieren und Inspektion

• 6 Als nächstes werden die gefüllten Vitaminkapseln durch eine Poliermaschine gefahren. Die Vitamine werden auf einem Band durch eine Reihe von weichen Bürsten zirkuliert. Überschüssiger Staub oder Vitaminpulver wird durch die Bürsten von der Außenseite der Kapseln entfernt. Die polierten Kapseln werden dann auf einen Inspektionstisch gegossen. Der Inspektionstisch hat ein Band aus rotierenden Stangen. Die Vitamine fallen in die Rillen zwischen den Stäben und die Vitamine drehen sich, wenn sich die Stäbe drehen. Somit sind alle Seiten des Vitamins für den Inspektor sichtbar. Der Prüfer entfernt alle Kapseln, die zu lang, gespalten, mit Grübchen oder anderweitig unvollkommen sind. Die kontrollierten Vitamine werden dann in den Verpackungsbereich übernommen.

Tablettierung

• 7 Vitamintabletten werden in einer Tablettiermaschine hergestellt. Nachdem die Vitaminmischung im Mischer gemischt wurde, entleeren Arbeiter sie in einen Trichter über der Maschine. Das Vitaminpulver fließt dann durch den Trichter zu einer darunter liegenden Abfüllstation und von dort auf einen Drehtisch. Der Drehtisch kann einen Durchmesser von 2-4 ft (0,6-1,2 m) oder sogar noch größer haben und ist an seiner Außenkante mit Löchern versehen, die Matrizen in Form der gewünschten Tablette (oval, rund, tierisch usw.) aufnehmen. ). Die Matrizen sind austauschbar, so dass derselbe Tisch jede gewünschte Form herstellen kann, solange die richtigen Matrizen installiert sind. Das Vitaminpulver fließt von der Füllstation zum Füllen der Matrize. Beim Drehen des Tisches fährt die gefüllte Matrize in eine Stanzpresse. Wenn die obere und untere Hälfte des Stempels aufeinandertreffen, wird ein Druck von 4-10 Tonnen (3,6-9 Tonnen) auf das Vitaminpulver ausgeübt. Der Druck komprimiert das Vitaminpulver zu einer kompakten Tablette. Der Locher wird freigegeben und der untere Locher wird angehoben, um die Tablette auszuwerfen. Einige Tablettiermaschinen können zwei Stempel haben, einen auf jeder Seite, sodass zwei Tabletten gleichzeitig hergestellt werden. Die Rotationsgeschwindigkeit des Tisches bestimmt, wie viele Tabletten pro Minute hergestellt werden. Die Tabletten werden auf ein Vibrationsband ausgeworfen, das jeglichen losen Staub von den Tabletten vibriert. Die Tabletten werden dann in den Beschichtungsbereich bewegt.

Beschichtung

• 8 Vitamintabletten werden normalerweise aus verschiedenen Gründen beschichtet. Der Überzug kann das Schlucken der Tablette erleichtern. Es kann einen unangenehmen Geschmack überdecken und der Tablette eine angenehme Farbe verleihen. Ein Hersteller kann Tabletten derselben Größe und Form zur Identifizierung mit zwei verschiedenen Farben beschichten. Tabletten können auch eine magensaftresistente Beschichtung erhalten – eine pH-empfindliche chemische Beschichtung, die Magensäure widersteht. Tabletten mit magensaftresistentem Überzug brechen im Magen nicht auf, sondern wandern in den Darm, bevor sie sich auflösen. Andere Beschichtungen bestimmen den Zeitpunkt der Auflösung der Tablette, sodass die Vitamine langsam oder auf einmal aufgenommen werden können, je nachdem, was für diese Tablette geeignet ist.

  Sobald die Tabletten aus dem Tablettierbereich entnommen wurden, werden sie in die Beschichtungspfanne gegeben. Die Beschichtungspfanne ist eine große rotierende Pfanne, die von einer bis sechs Spritzpistolen umgeben ist, die von Pumpen betrieben werden. Während sich die Tabletten in der Pfanne drehen, besprühen die Pumpen sie mit Beschichtung. Viele Tabletten erhalten auch eine zweite Schicht Carnaubawachs. Nach der Lufttrocknung sind die Tabletten verpackungsfertig. Der Verpackungsschritt ist bei Tabletten der gleiche wie bei Kapseln.

Verpackung

• 9 Das Verpacken der Vitamine erfordert mehrere Schritte, und verschiedene Maschinen führen diese Schritte aus. Im Verpackungsbereich durchlaufen die Vitamine also eine Reihe von Maschinen. Sobald die Vitamine in den Trichter der ersten Maschine gekippt sind, rührt sie kein Mensch mehr an. Der Arbeiter stellt die Maschine so ein, dass sie die erforderliche Anzahl von Kapseln oder Tabletten pro Flasche zählt, der Rest wird automatisch erledigt. Die Kapseln oder Tabletten fallen in eine Flasche, und die Flasche wird zum Verschließen, Verschließen, Etikettieren und Einschweißen an die nächste Maschine übergeben. Die fertigen Flaschen werden dann in Kartons verpackt und stehen zur Auslieferung bereit.

Qualitätskontrolle

Qualitätskontrollen werden in vielen Phasen der Vitaminherstellung durchgeführt. Alle Inhaltsstoffe von Vitamintabletten oder -kapseln werden vor der Anwendung auf Identität und Wirksamkeit überprüft. Oft wird dies sowohl vom Rohvitaminhändler als auch vom Hersteller getestet. Das angemischte Vitaminpulver wird vor der Tablettierung oder Verkapselung geprüft und auch das fertige Produkt auf Herz und Nieren geprüft. Bundesrechtliche Vorschriften regeln, welche Stoffe in Vitaminen verwendet werden dürfen und welche Angaben Hersteller für ihre Produkte machen dürfen. Vitamininhaltsstoffe müssen nachweislich sicher sein, bevor sie den Verbrauchern zur Verfügung gestellt werden können.

Die Zukunft

Die Vitaminforschung ist ein volatiles Feld, auf dem ständig neue Studien eine neue Rolle von Vitaminen für die Gesundheit und die Vorbeugung von Krankheiten nahelegen. Bestimmte Vitamine oder vitaminähnliche Substanzen werden bei den Verbrauchern immer beliebter, wie einige dieser Forschungsergebnisse zeigen. Dennoch bleibt der Herstellungsprozess für neue Stoffe gleich. Die Zukunft der Vitamine wird sich wahrscheinlich konzeptionell am stärksten ändern, nämlich inwieweit wir wissen, wie Vitamine funktionieren.