Kann eine einzige Rohstoffspezifikation für jedes Endprodukt verwendet werden?

Ein Rohstoff kann die Identitäts-, Gehalts-, Reinheits- und Schadstoffprüfung bestehen und dennoch für das Endprodukt ungeeignet sein. Dies ist kein Widerspruch. Chemische Spezifikationen legen fest, was ein Inhaltsstoff ist und ob er definierte Qualitätsgrenzen erfüllt. Sie sagen jedoch nicht vollständig voraus, wie er sich im Endprodukt verhält.

Sie können in Kapseln fließen, zu Tabletten verpresst, in Wasser dispergiert oder in Gummibärchen oder trinkfertigen Getränken stabil bleiben. Derselbe Inhaltsstoff kann daher für verschiedene Produktformate unterschiedliche physikalische und Leistungskriterien erfordern.

Die Kernqualitätsvorgaben sind nur der Ausgangspunkt.

Identität, Gehaltsbestimmung, relevante Verunreinigungen, elementare Kontaminanten, mikrobiologische Grenzwerte und Feuchtigkeitsgehalt sind grundlegende Kontrollkriterien. Sie helfen festzustellen, ob ein Material authentisch, sicher und hinsichtlich seiner Zusammensetzung akzeptabel ist. Sie geben jedoch nicht zwangsläufig Aufschluss darüber, ob es während eines bestimmten Zeitraums eine gleichbleibende Leistung erbringt.

Herstellung. Gemäß den GMP-Anforderungen für Nahrungsergänzungsmittel in den USA (21 CFR §111.70) müssen Hersteller Spezifikationen für Komponenten, Zwischenprodukte und fertige Chargen festlegen. Die Lieferantenspezifikation ist daher ein wichtiger Ausgangspunkt, ersetzt aber nicht die anwendungsspezifischen Spezifikationen.

Qualifikation. Entwickler müssen zwei separate Fragen beantworten:

1. Erfüllt der Inhaltsstoff die chemischen, mikrobiologischen und sicherheitstechnischen Anforderungen?

2. Lässt es sich in der vorgesehenen Darreichungsform konsistent verarbeiten?

Ein Standard-Analysenzertifikat kann die erste Frage beantworten. Für die zweite Frage sind in der Regel physikalische Daten, eine Pilotproduktion und die Prüfung des Endprodukts erforderlich.

Unterschiedliche Produktformate offenbaren unterschiedliche Eigenschaften

Diese Eigenschaften sind nicht austauschbar. Ein Produkt, das sich in Kapseln bewährt, kann in einem Getränkepulver zu Staubbildung oder Entmischung führen. Ein Trockenbestandteil, der die Analyse besteht, kann nach Kontakt mit Wasser, niedrigem pH-Wert oder Hitze instabil werden.

Die Schüttdichte kann das Füllgewicht der Kapsel verändern

Die Kapselfüllung erfolgt volumetrisch, daher beeinflussen Dichte und Packungsverhalten, wie viel Material in jede Kapsel passt. In einer experimentellen Studie mit 18 Durchläufen ergaben Pellets mit scheinbaren Dichten von 1,45, 2,53 und 3,61 g/cm³ folgende Kapselfüllgewichte:

• • 407,9–490,4 mg für Pellets mit niedriger Dichte
• • 596,9–685,8 mg für Pellets mittlerer Dichte
• • 770,6–829,4 mg für Pellets mit hoher Dichte

Zwischen Schüttdichte und Kapselfüllgewicht bestand ein starker Zusammenhang (R² = 0,975). Auch die Oberflächenbehandlung beeinflusste die Konsistenz: Beschichtete Pellets wiesen eine Füllgewichtsschwankung von 0,90–2,10 % auf, im Vergleich zu 1,73–3,61 % bei unbeschichteten Pellets.

In der Studie wurden pharmazeutische Pellets anstelle von Kreatin-, Mineral- oder Pflanzenpulvern verwendet. Die numerischen Ergebnisse lassen sich nicht direkt auf Inhaltsstoffe von Nahrungsergänzungsmitteln übertragen. Sie zeigen jedoch, warum zwei Chargen mit identischer Analyse sehr unterschiedliche Kapselgrößen und Gewichtskontrollergebnisse erzielen können.

Ergebnisse.

Feinere Partikel sind nicht automatisch besser

Die Partikelgröße kann Fließfähigkeit, Mischbarkeit, Auflösung und Tablettenfestigkeit beeinflussen, die Effekte verlaufen jedoch nicht immer in dieselbe Richtung. In einer Studie, die zwei Kristallformen von Ranitidinhydrochlorid verglich, erhöhte die Verringerung der Partikelgröße die Tablettenzugfestigkeit bei einer Kristallform um etwa 135 %.

175 % im anderen Fall bei einem Verdichtungsdruck von 200 MPa.

Das Fließverhalten verhielt sich umgekehrt. Bei einer Form stieg der Carr-Index mit abnehmender Partikelgröße von 15,6 auf 27,1, was auf eine Verschlechterung des Fließverhaltens von relativ gut zu schlecht hindeutet. Die Studie ergab außerdem, dass die Kristallform die Tabletteneigenschaften unabhängig von der Partikelgröße beeinflusste. Kleinere Partikel

Ein Teil des einen Materials kann dennoch zu schwächeren Tabletten führen als ein größeres Partikelvolumen des anderen. Diese pharmazeutischen Daten legen keine allgemeingültigen Akzeptanzgrenzen für Inhaltsstoffe von Nahrungsergänzungsmitteln fest. Sie zeigen, warum die Tablettierqualität nicht allein anhand der Maschenweite bestimmt werden sollte. Partikelgrößenverteilung,

Morphologie, Schüttdichte, Fließ- und Kompressionsverhalten müssen gegebenenfalls bewertet werden.

Wasser verändert das Spezifikationsproblem

Eine Spezifikation für Trockenpulver kann die Stabilität nicht gewährleisten, nachdem ein Inhaltsstoff in ein Gummibärchen, Gel oder Getränk gelangt ist.

Kreatin liefert ein nützliches Beispiel. In kontrollierten Wasser-Glycerin-Modellsystemen mit Wasseraktivitätswerten im Bereich von 0,31 bis 0,983 nahm die geschätzte Halbwertszeit von Kreatin mit steigender Wasseraktivität und Temperatur ab:

• • Bei 4 °C: 2.529 bis 368 Tage
• • Bei 23 °C: 182 bis 43 Tage
• • Bei 35 °C: 29 bis 12 Tage

Es handelte sich hierbei um Labormodellsysteme, nicht um fertige kommerzielle Fruchtgummis oder trinkfertige Getränke. Sie lassen keine Rückschlüsse auf die angegebene Haltbarkeit zu. Sie zeigen jedoch, warum Trockensubstanz- und Feuchtigkeitsanalysen Stabilitätsstudien, die Wasseraktivität, pH-Wert, Temperatur, Verpackung und Lagerung berücksichtigen, nicht ersetzen können.

Zeit. Ähnliche anwendungsspezifische Risiken sind Proteinaggregation, Mineralablagerung, Veränderungen der gummiartigen Textur und Geschmacksinstabilität.

Was Produktentwickler definieren sollten

Vor der Zulassung eines Rohstoffs sollten die Entwickler Folgendes festlegen: Geplante Darreichungsform und Zieldosis, Portionsgröße und maximales Inhaltsstoffvolumen, Herstellungsanlagen und Verarbeitungsablauf, erforderliches Fließ-, Kompressions- oder Dispersionsverhalten, Verarbeitungstemperatur und pH-Wert, sensorische Eigenschaften und

Aussehensgrenzen Verpackungsbedingungen Erwartete Haltbarkeit Anforderungen an die Prüfung des Fertigprodukts Zusätzliche Kontrollen könnten einen Schüttdichtebereich für Kapseln, Kompressionsdaten für Tabletten, Dispergierbarkeitsprüfungen für Pulver oder definierte Stabilitätsdaten für feuchtigkeitshaltige Produkte umfassen.

Die richtige Spezifikation beginnt mit dem fertigen Produkt.

Eine einheitliche Rohstoffspezifikation kann zwar eine gemeinsame Qualitätsgrundlage schaffen, ist aber möglicherweise nicht für jede Produktform ausreichend. Kapseln, Tabletten, Pulver, Gummibärchen und Getränke weisen unterschiedliche Materialeigenschaften und Verarbeitungsrisiken auf.

Bei SRS Nutrition Express können verfügbare Qualitäten, Lieferantendokumentationen und Chargendaten zusammen mit der beabsichtigten Anwendung geprüft werden. Muster können auch zur Unterstützung der Formulierung und der Bewertung der Pilotlinie verwendet werden. Die endgültigen Leistungsgrenzen sollten mit dem Hersteller des Endprodukts vereinbart und verifiziert werden.

die tatsächlichen Verarbeitungs-, Verpackungs- und Lagerbedingungen.

Referenzen

1. 1. US FDA. 21 CFR §111.70—Welche Spezifikationen müssen Sie festlegen?

   2. Nechrebeki J, et al.Der Einfluss der Partikeleigenschaften auf die Befüllung von Kapseln mit Pellets2020.

   3. Khomane KS, et al.Molekulares Verständnis des Kompaktierungsverhaltens und der mechanischen Eigenschaften von Ranitidinhydrochlorid-Polymorphen2013.

   4. Uzzan M, et al.Der Einfluss von Wasseraktivität und Temperatur auf die Stabilität von Kreatin während der Lagerung2009.