Настоящая заявка подается с датой приоритета по ст. 35 Свода Законов США § 119(е) по Заявке на патент США №60/127439, поданной 1 апреля 1999 г. и включенной в настоящую заявку в качестве ссылки.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к ароматизации жевательной резинки, в частности настоящее изобретение описывает способы получения и составы жевательных резинок, обеспечивающие продленный период выделения ароматизатора в жевательной резинке.
СУЩЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Жевательные резинки включают большое количество ингредиентов, включая ароматизаторы, подсластители и вещества, усиливающие эффект ароматизаторов. Во многих случаях желательно получение жевательной резинки, обладающей высокими вкусовыми качествами относительно сладости и аромата с продленным периодом их действия. Жевательные резинки с быстрым выделением вкусовых компонентов, известные в данной области техники, как правило выделяют свой аромат и сладость достаточно быстро, создавая начальный интенсивный выброс сладкого и ароматного вкуса повышенной интенсивности, который доставляет удовольствие употребляющему такую жевательную резинку, однако существует незначительное время. Напротив, жевательные резинки с медленным выделением вкусовых компонентов выделяют свой аромат и сладость в течение длительного периода времени, но не создают начальный интенсивный выброс сладкого и ароматного вкуса. По этой причине производители жевательных резинок постоянно исследуют возможность продления времени выделения, в течение которого потребители жевательной резинки могут наслаждаться сладким и ароматным вкусом жевательной резинки без ущерба для качества и интенсивности начального выброса сладкого вкуса и действия ароматизатора.
Для обеспечения улучшенного контроля выделения ароматизаторов и продления периода выделения ароматного вкуса жевательной резинки существует большое количество способов получения и составов жевательной резинки, описанных в литературе. Например, существует описание способа, заключающегося в инкапсуляции ароматизаторов и прочих активных ингредиентов внутри матрицы жевательной резинки. Примеры таких матриц жевательных резинок описаны, в частности, в патентах США №№4978537, 2290120, 2596852, 3085048, 3795744, 3826847, 3818107, 3962463, 4217368, 4259355, 3962463, 4217368, 4259355, 4230687, 4590075, 5128155, а также в Патенте РСТ №WO 98/27826, включенном в данную заявку в качестве ссылки. Перечисленные выше патенты будут детально обсуждены ниже.
В Патенте США №4978537 раскрываются структуры для обеспечения постепенного выделения компонентов, образованные способом центрифугирования смеси активного компонента и материала оболочки жевательной резинки. В Патенте США №2290120 раскрывается способ смешивания частиц основы жевательной резинки с ароматизаторов с целью обеспечения в значительной степени однородной смеси.
В Патенте США №2596852 раскрывается способ осуществления химической реакции между основой жевательной резинки и молекулами ароматических ингредиентов, причем основа жевательной резинки представляет собой полимеризованный винилацетат, а молекула ароматического ингредиента включает этиленовую связь. В Патенте США №2886446 раскрывается способ коацервации ароматизирующего масла, которое в обычном состоянии является летучим и нерастворимым соединением, в желатиновой основе. В Патенте США №3085048 раскрывается способ покрытия оболочкой дикальция фосфата с сахаром. В Патентах США №3795744 и 3826847 раскрывается способ заключения в оболочку, инкапсуляции, или комбинирования ароматизаторов с высокомолекулярными соединениями, например, крахмалами, целлюлозой, белками, камедями, поливиниловым спиртом и поливиниловымми эфирами. В Патенте США №3818107 раскрывается ароматизатор, присоединяемый к основной цепи полимера и выделяемый при помощи гидролиза.
В Патенте США №3962463 раскрывается способ инкапсуляции ароматизаторов в желатиновых парафинах, полиэтилене и подобных соединениях с последующим осаждением инкапсулированных частиц ароматизатора на поверхность жевательной резинки. В Патенте США №4217368 раскрывается способ достижения контролируемого выделения (второго) подсластителя, который распределен внутри, окружен, задержан или иным способом защищен основой жевательной резинки. Первый подсластитель, который защищен в значительно меньшей степени, обеспечивает начальное активное выделение аромата. В Патенте США №4259355 раскрывается гидролитически высвобождаемое ароматическое масло, задержанное в желатине, декстрине, камеди акации или модифицированном пищевом крахмале при помощи твердого суспендирующего агента гидроксипропилцеллюлозы. Гидрофобное свободное ароматическое масло обеспечивает начальное активное выделение ароматного вкуса.
В Патенте США №4230687 раскрывается способ инкапсуляции ароматизатора в полимерной среде с использованием жестких условий тесного контакта, достигаемых за счет механического сдвига, в результате чего ароматизатор смешивается с инкапсулирующей средой. Ароматизатор постепенно выделяется из инкапсулирующей матрицы, причем скорость его выделения зависит от скорости гидратации матрицы, которая, в свою очередь, зависит от свойств конкретной матрицы. Полимерная матрица может быть получена из натуральных веществ, например, казеина, желатина, модифицированных крахмалов, камедей и связанных с ними материалов.
В Патенте США №4590075 раскрывается система доставки ароматизатора и подсластителя, причем ароматизатор и (или) подсластитель инкапсулируются в эластомерной матрице. Указанная эластомерная матрица в значительной степени гидрофобна и включает в свой состав эластомер, растворитель эластомера, парафиновую систему и эксципиент. Указанный эксципиент, присутствующий в матрице в незначительных количествах, может включать карбогидраты (включая частично гидролизованный крахмал), полигидридные спирты, а также смеси карбогидратов и полигидридных спиртов.
Несмотря на приведенной большое количество работ, в данном направлении остается недостаточная проработка в исследованиях возможности обеспечить сочетание продолжительности и интенсивности аромата. Матричный материал, привлекший внимание исследователей благодаря своей способности улучшать ароматические характеристики жевательной резинки, - гидроксипропилцеллюлоза (далее ГПЦ). В Патенте США №5128155 (включенном в настоящее описание в качестве особой ссылки) описываются соединения ГПЦ с силикатами и пластификаторами в качестве ароматических начинок жевательной резинки. В указанных соединениях силикаты выступают в роли необходимых и достаточных агентов сохранения ароматного вкуса. В публикации РСТ WO 98/27826 предлагается использовать ГПЦ в небольших количествах для увеличения количества ароматизатора, выделяемого из жевательной резинки. Для достижения эффективности указанных составов жевательных резинок необходимо внедрить ГПЦ непосредственно в состав жевательной резинки, а не предварительно смешивать ее с другими ингредиентами или использовать в качестве инкапсулирующего или агломерирующего агента. Кроме того, ГПЦ в таких составах должна присутствовать в концентрациях менее 1% в целях сохранения целостности жевательной резинки.
Очевидно, существующий уровень техники демонстрирует необходимость увеличения периода действия аромата и его интенсивности в составах жевательных резинок. Несмотря на частично достижение указанной цели, необходимы дальнейшие усовершенствования.
Целью настоящего изобретения является разработка способов получения и составов жевательных резинок, способных преодолеть указанный недостаток, имеющийся в существующем уровне техники.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изучение современного уровня техники говорит о том, что существует необходимость продления периода выделения и (или) повышения интенсивности аромата жевательной резинки. Настоящее изобретение нацелено на достижение указанной цели. Настоящее изобретение обеспечивает способы получения и составы жевательной резинки, продляющие период действия аромата жевательной резинки, при этом, не ухудшая целостность жевательной резинки и ее аромат. Указанное преимущество в предпочтительном варианте использования настоящего изобретения достигается за счет использования новых высокомолекулярных матриц гидроксипропилцеллюлозы (ГПЦ).
В частности, настоящее изобретение обеспечивает способ создания структуры для выделения в течение длительного периода времени вкуса жевательной резинки, причем указанный способ включает смешивание целлюлозный материал, имеющий гидроксильные группы, с многофункциональным карбоксилатом, в результате чего обеспечивается в целом гомогенный состав матрицы; обработку полученной композиции при определенной температуре выдержки в течение достаточного промежутка времени с целью создания матрицы, обладающей низкой растворимостью в воде; придания матрице нужного размера для использования при получении жевательной резинки; введения в матрицу ароматизаторов.
Другие аспекты настоящего изобретения обеспечивают структуру для выделения в течение длительного периода времени аромата жевательной резинки, включающую целлюлозный материал с гидроксильными группами, смешанный со сшивающим агентом, и термообработанную для создания матрицы, обладающей низкой растворимостью в воде, а также ароматизатор, введенный в матрицу.
Также по настоящему изобретению обеспечивается состав жевательной резинки с продленным выделением ароматизатора, включающий основу жевательной резинки, водорастворимую часть массы и структуру, обеспечивающую выделение ароматизатора, включающую:
i. матрицу, образованную путем смешивания водного раствора, содержащего гидроксипропилцеллюлозу, с водным раствором, содержащим сшивающий агент, и испарения воды из указанной смеси;
ii. ароматизатор, введенный в указанную матрицу.
В дополнительном аспекте настоящего изобретения обеспечивается способ создания жевательной резинки с продленным действием аромата, включающий смешивание целлюлозного материала, имеющего гидроксильные группы, с водой до достижения гидратации целлюлозы; высушивание воды из целлюлозного материала; термообработку целлюлозного материала в течение, по крайней мере, 4-х часов при температуре, по меньшей мере, 120°С для образования матрицы, обладающей низкой растворимостью в воде по сравнению с исходным целлюлозным материалом; придание матрице необходимого размера для использования в качестве ингредиента жевательной резинки; введение ароматизатора в указанную матрицу; смешивание матрицы с ароматизатором, вводимым с основой жевательной резинки и наполнителем для получения окончательной композиции жевательной резинки.
Прочие цели, особенности и преимущества настоящего изобретения будут раскрыты в приводимом ниже детальном описании изобретения. Следует учитывать, что приводимое детальное описание и конкретные примеры реализации, описывая предпочтительные варианты использования настоящего изобретения, даются исключительно в иллюстративных целях, причем специалистам в указанной области из данного детального описания станут понятны различные дополнительные изменения и модификации, не нарушающие сути и области настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
Фигура, приводимая в описании настоящего изобретения, является неотъемлемой частью указанного описания и дается с целью дополнительной иллюстрации некоторых аспектов настоящего изобретения. Суть настоящего изобретения будет более понятна при изучении приводимой фигуры в сочетании с детальным описанием конкретных вариантов использования настоящего изобретения, приведенных в описании.
На фиг.1 приводится сравнение графиков зависимостей интенсивности аромата жевательной резинки от времени в течение большей части периода употребления жевательной резинки для матрицы жевательной резинки в соответствии с настоящим изобретением и для ароматизированных начинок в соответствии с существующим уровнем техники.
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Исходя из изучения существующего уровня техники, можно сделать вывод о необходимости разработки способов и составов жевательной резинки для продления периода выделения и увеличения интенсивности ароматизатора в жевательной резинке. Настоящее изобретение достигает указанную цель путем обеспечения способов получения и составов жевательных резинок, продлевающих действия ароматизатора. В частности, настоящее изобретение демонстрирует возможность получения структур, обеспечивающих продолжительное выделение ароматизатора путем создания однородной композиции гидроксицеллюлозного материала с многофункциональным карбоксилатом и смешивания двух указанных ингредиентов в воде, гомогенизации, высушивания и термообработки полученной композиции для получения матрицы, обладающей низкой растворимостью в воде. Впоследствии полученной матрице придают необходимый размер и смешивают ее с ароматизатором. Способы получения и составы указанной матрицы будут детально описаны ниже.
В приводимом описании термин "термообработка" означает обработку композиции при температурах, достаточных для придания ей затвердевшей конфигурации, пригодной для последующего размола. Для определения достаточной степени термообработанности композиции матрицы можно использовать тест "на влажный палец". Если термообработанная матрица при смачивании влажным пальцем растворяется и образует влажную липкую поверхность, то термообработка данной матрицы недостаточна. Достаточно термообработанная матрица практически не растворяется в воде и при прикосновении к ней влажным пальцем не образует липкой поверхности. Такая достаточно термообработанная композиция упоминается в настоящем описании как имеющая "низкую растворимость в воде". В нижеследующем описании приводятся примеры компонентов матрицы, ароматизаторов и прочих ингредиентов жевательной резинки, а также способы получения термообработанной матрицы и использования ее для получения жевательной резинки.
КОМПОНЕНТЫ МАТРИЦЫ
Настоящее изобретение относится к способам получения и составам жевательной резинки, обеспечивающим более продолжительное выделение ароматизатора в жевательной резинке. Проведенные исследования показали, что за счет использования гидроксицеллюлозы, в частности гидроксипропилцеллюлозы (ГПЦ), можно обеспечить более продолжительное выделение ароматизатора в жевательной резинке. В ранее заявленных начинках ГПЦ использовалась в сочетании с силикатами и пластификаторами. Высокомолекулярная ГПЦ обеспечивает более продолжительное выделение ароматизатора, в то время как низкомолекулярная ГПЦ снижает продолжительность его выделения. Также высокомолекулярная ГПЦ обеспечивает выделение ароматизатора в узком промежутке времени с высокой интенсивностью. Однако при высоком содержании в жевательной резинке ГПЦ придавали жевательной резинке липкость. В результате количество ароматизатора, которое можно было добавлять в жевательную резинку с использованием такой начинки, было ограничено. Для достижения еще большей продолжительности выделения ароматизатора желательно было бы использовать ГПЦ с еще большей молекулярной массой, но такие материалы с чистотой, пригодной для пищевой промышленности, в настоящее время недоступны. В ходе проведенных исследований было установлено, что смесь ГПЦ с натриевой карбоксиметилцеллюлозой (далее натриевая КМЦ) после просушивания и термообработки представляет собой новых материалов для матрицы жевательной резинки. При абсорбции ароматизатора такой матрицей был получен материал с хорошим и расширенным диапазоном аромата и увеличенной продолжительностью выделения. Кроме того, при выделении ароматизатора не образовывалось липкой текстуры, как наблюдалось при добавлении значительных количеств высокомолекулярной ГПЦ.
Матрица ГПЦ (КМЦ), полученная в результате описываемого ниже процесса, может быть как сшитым, так и несшитым полимерным материалом, т.е. матрица может быть образована за счет как физического взаимодействия, так и сшивки полимера. Проведенный анализ матрицы различными методами не показал наличия сшивки в матрице. Однако сшивка полимера может не регистрироваться используемым методом анализа, либо степень сшивки может быть ниже предела обнаружения данным методом. Кроме того, сшивка может разрушаться во время анализа или в период хранения жевательной резинки. Таким образом, анализ мог реально касаться продуктов расщепления полимера, т.е. ГПЦ или натриевой КМЦ. Теоретически, ГПЦ и натриевая КМЦ могут быть сшитыми, образуя указанную матрицы с новой структурой. Указанная матрица может придавать жевательной резинке свойства, присущие сверхвысокомолекулярной ГПЦ, и модифицировать профиль ароматизатора и период его выделения.
Для получения новой матрицы продукта должно быть достаточно максимального уровня от 5 до 10 мас.% натриевой КМЦ на от 90 до 95 мас.% ГПЦ. Вообще, матрица может быть образована смешиванием двух ингредиентов в воде, гомогенизацией, высушивания и термообработки при высокой температуре. Для адаптации под масштабное коммерческое производство такой матрицы она может подвергаться экструдированию, что дополнительно ускорит процесс ее высушивания и обеспечит ускоренную и упрощенную технологию производства. В этом случае ингредиенты матрицы могут быть смешаны со смазочным материалом, например водой, спиртом и смесями на их основе. В следующем разделе дается более детальное описание компонентов матрицы и производственного процесса.
а) ГПЦ
В отдельных вариантах использования настоящего изобретения в качестве матрицы начинки используются различные виды гидроксицеллюлозы, которые, являясь частью матрицы начинки, выступают в роли агентов, удерживающих ароматизатор. Примером такого целлюлозного материала, предпочтительного для достижения данной цели, является эфир 2-гидроксипропилцеллюлозы, называемый гидроксипропилцеллюлозой. Данный материал продается на рынке фирмой Aqualon Co., являющейся дочерней фирмой Hercules Inc., под торговой маркой Klucel®.
Гидроксипропилцеллюлоза может иметь различные молекулярные массы. Их изменение позволяет воздействовать на характеристики выделения ингредиентов из начинки жевательных резинок. Например, ГПЦ марки Klucel HF имеет молекулярную массу около 1150000, а марки Klucel EF - около 80000. Таким образом, можно подобрать такой состав ГПЦ, который обеспечит образование высоко- или сверхвысокомолекулярных матриц в результате сшивки или обработки в соответствии со способом по настоящему изобретению.
Хотя ГПЦ является предпочтительным целлюлозным материалом для использования в целях настоящего изобретения, предполагается, что и другие целлюлозные материалы также могут найти применение. Специалисты в данной области имеют доступ к различным маркам ГПЦ, например, Klucel HFF, которая имеет степень чистоты для пищевой промышленности, и Klucel HF, которая имеет степень чистоты для косметической промышленности. Предпочтительные варианты использования настоящего изобретения основаны на использовании ГПЦ марки Klucel HFF.
В предпочтительных вариантах использования настоящего изобретения обеспечивается матрица ГПЦ, которая в дальнейшем используется в качестве агента, продляющего период выделения ароматизатора в составе жевательной резинки. В наиболее предпочтительных вариантах использования настоящего изобретения в состав жевательной резинки входит от 0,1% до 4% ГПЦ. В некоторых вариантах использования настоящего изобретения предполагается содержание ГПЦ в составе жевательной резинки около 1,98%. Естественно, не исключается, что содержание ГПЦ в жевательной резинке может варьироваться и в других диапазонах, например, между 0,5% и около 2%, между 0,75% и около 1,5%, а также между примерно 1% и около 2% от массы жевательной резинки. Интересно отметить, что согласно существующему уровню техники, содержание ГПЦ в жевательных резинках на уровне 1% приводило к потере целостности жевательной резинки указанной композиции (WO 98/27826). Как было отмечено ранее, присутствие ГПЦ в жевательной резинке на уровне 1% приводило к образованию нежелательной липкой текстуры.
б) Натриевая КМЦ
Для создания сшитой матрицы ГПЦ необходимо небольшое количество сшивающего агента, который в предпочтительном варианте является многофункциональным карбоксилатом. В настоящем описании термин "многофункциональный карбоксилат" относится к соединению, которое содержит две или более доли карбоновой кислоты или ее солей.
Карбоксильные группы взаимодействуют с гидроксильными группами ГПЦ и после удаления воды могут привести к сшивке ГПЦ. Хотя предпочтительно в качестве сшивающего агента использовать натриевую КМЦ, также могут быть эффективными и другие материалы, такие как, например, различные органические кислоты. Естественно, в процессе термообработки, который применяется по настоящему изобретению, ГПЦ может образовать сшивку между собой за счет образования мультимеров ГПЦ и, таким образом, формировать матрицу без необходимости использования сшивающих агентов.
Как известно, натриевая КМЦ уже значительное время выпускается в промышленных масштабах и находит различные сферы применения, например, в качестве пастообразующего агента или загустителя. Такие варианты использования натриевой КМЦ хорошо известны специалистам в данной области и описаны, например, в патентах США №№4063018, 4883537 и 4525585, каждый из которых включен в настоящее описание в качестве ссылки.
Помимо натриевой КМЦ могут использоваться другие многофункциональные карбоксилатные группы, включая, без ограничения, адипиновую кислоту, яблочную кислоту, лимонную кислоту и т.п. Естественно, также могут использоваться и смеси указанных кислот. Следует иметь в виду, что используемая композиция многофункционального карбоксилата должна быть пищевой степени чистоты. Натриевая КМЦ пищевой чистоты доступна в промышленности и хорошо известна специалистам в данной области. Наиболее предпочтительная натриевая КМЦ типа 7H2SF, производится фирмой Aqualon Co., являющейся дочерней фирмой Hercules Inc.
При создании матрицы жевательной резинки по настоящему изобретению предполагается, что натриевая КМЦ (или иной сшивающий агент) может по содержанию в матрице составлять от около 1% до около 10% от содержания ГПЦ. Следовательно, составы жевательных резинок по некоторым вариантам использования настоящего изобретения могут содержать любые количества натриевой КМЦ в указанном диапазоне, и поэтому в некоторых вариантах содержание натриевой КМЦ может составлять от 2% до 8%, в других оно может варьироваться в пределах от 4% до 6%, а в наиболее предпочтительных вариантах ее содержание составляет 5% от матричного содержания ГПЦ в составе жевательной резинки.
в) Подготовка матрицы
Предполагается, что описываемый ниже процесс позволяет получить сшитую матрицу ГПЦ-КМЦ, однако существует вероятность того, что вместо сшитого продукта может образоваться матрица на основе смеси, которая будет обеспечивать необходимые физические свойства, возможно, вследствие образования водородных связей.
В приводимом здесь примере использования настоящего изобретения матрица создается путем введения раствора, содержащего 11,35 г натриевой КМЦ, в раствор, содержащий 215,65 г высокомолекулярной ГПЦ. Для получения указанных растворов ГПЦ растворяют в холодной воде, а натриевую КМЦ - в горячей. Более конкретно, 215,65 г ГПЦ марки Klucel вводят в 4 л дистиллированной воды при комнатной температуре и перемешивают в миксере модели Hobart в течение 2-х часов. Параллельно с этим 11,35 г натриевой КМЦ типа 7H3SF медленно вводят с перемешиванием в 900 мл дистиллированной воды при температуре 70°С, после чего дополнительно перемешивают в течение 2-х часов. После этого раствор натриевой КМЦ медленно вводят в раствор ГПЦ, находящийся в миксере модели Hobart, при перемешивании на небольшой скорости и дополнительно перемешивают в течение 4-х часов. Хотя в приводимом здесь примере соотношение компонентов составляет 11,35 г натриевой КМЦ на 215,65 г ГПЦ, понятно, что в рамках принципов настоящего изобретения специалисты могут использовать меньшие или большие количества натриевой КМЦ и (или) ГПЦ для получения состава матрицы, пригодной для использования по настоящему изобретению.
После получения однородной смеси раствора натриевой КМЦ с раствором ГПЦ смесь удаляют из миксера модели Hobart, распределяют на поддонах, покрытых тефлоном, и помещают для сушки в печь с принудительной продувкой воздухом при температуре от 20°С до 40°С. В наиболее предпочтительных вариантах использования настоящего изобретения температура сушки составляет 32°С. Слои смеси на поддоне сушат при данной температуре в течение 6 часов, после чего переворачивают и дополнительно сушат при средних температурах в течение 24 часов. Такая процедура сушки позволяет удалить весь излишек воды. В ходе исследований было установлено, что удаление лишней влаги необходимо для обеспечения нормального процесса термообработки. Кроме того, если влага не удалена при низкой температуре сушки, то наблюдается разделение фаз натриевой КМЦ и ГПЦ, что приводит к потере целостности матрицы жевательной резинки.
После сушки КМЦ-ГПЦ слоев их подвергают термообработке в вакуумной печи при соответствующих температурах и в течение приемлемого промежутка времени. В частности, слои подвергают термообработке в течение от 4 до 48 часов при температурах от около 120°С до около 250°С. В некоторых вариантах предполагается проведение термообработки слоев в течение 24 часов при температурах от около 125°С до около 140°С. Следует учитывать, что приведенный здесь диапазон температур является примерным, и термообработку слоев матрицы можно проводить при любой температуре из указанного диапазона, либо при любой иной температуре, обычно используемой для термообработки полимерных материалов, применимых в контексте настоящего изобретения. Поэтому очевидно, что для термообработки матрицы жевательной резинки можно использовать любую подобную температуру, при которой будет сохранена целостность матрицы ГПЦ-КМЦ. В качестве альтернативы сушке в вакуумной печи матрицу можно подвергать термообработке в обычной печи при несколько более высокой температуре. Так, матрицу можно подвергать термообработке в обычной печи при температурах от около 140°С до около 200°С в течение 6-8 часов. Опять же, следует учитывать, что указанные условия даны исключительно в качестве примера, и специалистам в данной области станут понятны варианты проведения термообработки матрицы в обычной печи при температурах ниже или выше диапазона от 140°С до 200°С в течение достаточного периода времени для завершения термообработки матрицы. Одним из способов проверки достаточности термообработки является способ "влажного пальца", описанный выше. После проведения термообработки матрицы ее можно измельчить в порошок, который впоследствии будет смешан с ароматизатором и добавлен в состав жевательной резинки. В предпочтительном варианте матрицу измельчают до такого размера, чтобы частицы ее порошка проходили через сито размером 20.
Не ограничиваясь рамками какого-либо теоретического описания процесса, авторы изобретения утверждают, что применение вышеописанных процедур смешивания, сушки и термообработки может привести к образованию определенного типа связей, которые придадут матрице ГПЦ свойства сшитой полимерной матрицы. Также возможно, что в результате проведения указанных процедур происходит формирование самосшитого продукта, либо при вышеописанных условиях происходит образование внутри ГПЦ радикалов, которые могут образовывать связи между молекулами ГПЦ. Водородные связи могут привести к изменению физических свойств целлюлозных материалов, придавая им необходимые качества. Другое теоретическое объяснение происходящих процессов - образование смешанной кристаллической и аморфной матрицы ГПЦ, что снижает ее растворимость.
Материал ГПЦ можно растворять в воде, высушивать и подвергать термообработке в условиях, аналогичных вышеописанным, без применения каких-либо дополнительных сшивающих агентов, в результате чего полученная матрица может также выступать в роли основы, поглощающей ароматизаторы. Процесс термообработки, в результате которого формируются необходимые качества матрицы ГПЦ-КМЦ, может также придать термообработанной матрице ГПЦ такие свойства, как низкая растворимость в воде, и такая матрица ГПЦ может успешно пройти тест "влажного пальца". Ароматизаторы можно вводить в основу жевательной резинки в концентрациях, достигающих 40-60%, после чего матрицу, состоящую из ароматизатора и основы, добавляют в жевательную резинку для достижения более продолжительного периода выделения ароматного вкуса.
Если молекулярная гомогенизация ГПЦ с КМЦ либо ГПЦ с ГПЦ не является необходимой, то для получения термообработанной ГПЦ с необходимыми свойствами может потребоваться меньшее количество воды. Преимущество этого состоит в том, что в данном случае для сушки матрицы потребуется значительно меньшее количество времени и, следовательно, ускорится технологический процесс. Количество воды, которое необходимо будет потратить в этом случае, может быть всего 1 часть на 9 частей ГПЦ или даже 1 часть на 19 частей ГПЦ. Количество воды должно быть достаточным для того, чтобы сделать молекулы ГПЦ подвижными и, таким образом, увеличить их способность к рекомбинации с соседними молекулами для изменения физической структуры и растворимости ГПЦ. Однако необходимо отметить, что сушка и термообработка самой ГПЦ без добавления достаточного количества воды, как ожидается, не даст значительного эффекта.
Производство жевательной резинки
Структуры для продления периода выделения ароматизатора по настоящему изобретению пригодны к использованию в стандартных композициях жевательных резинок. Вообще, в состав жевательной резинки обычно входит водорастворимая часть наполнителя, смешанная с нерастворимой в воде частью основы жевательной резинки, которая и придает жевательной резинке свойства тягучести и т.п. Ароматизаторы, как правило, нерастворимы в воде. Водорастворимая часть жевательной резинки вместе с ароматизатором расщепляется в период употребления жевательной резинки, в то время как нерастворимая в воде часть остается во рту.
Водорастворимая часть жевательной резинки может также содержать смягчители, подсластители, ароматизаторы, а также комбинации указанных компонентов. Смягчители в жевательную резинку добавляют с целью улучшения ее разжевываемости и создания приятного ощущения во рту при ее употреблении. Смягчители, также известные специалистам как пластификаторы или пластифицирующие агенты, обычно составляют от около 0,5 до около 1,5 масс.% жевательной резинки. Смягчители, пригодные к употреблению по настоящему изобретению, включают глицерин, лецитин, а также их комбинации. Кроме того, водные растворы подсластителей, в частности, содержащих сорбит, гидрогенизированные гидролизаты крахмала, кукурузный сироп и их комбинации, могут использоваться в составе жевательной резинки в качестве смягчителей и связующих агентов.
Подсластители на основе сахара обычно включают сахаридосодержащие компоненты, широко известные специалистам по производству жевательной резинки, такие как сахароза, декстроза, мальтоза, декстрин, высушенный инвертный сахар, фруктоза, левулоза, галактоза, твердая основа кукурузного сиропа и другие, как по отдельности, так и в различных сочетаниях. Несахаросодержащие подсластители могут включать сорбит, маннит и ксилит.
Также в жевательную резинку можно добавлять дополнительные ингредиенты, например красители, эмульгаторы и фармацевтические агенты.
Вообще, жевательную резинку получают путем последовательного добавления различных ее ингредиентов и смешивания их в промышленном миксере, известном специалистам. После тщательного перемешивания ингредиентов массу жевательной резинки удаляют из миксера и придают ей необходимую форму, например, прокатывают в листы с последующей нарезкой на палочки, экструдируют для получения толстых кусков или формуют в таблетки.
Как правило, ингредиенты смешивают, сначала расплавляя основу жевательной резинки и добавляя ее в работающий миксер. Основа может также расплавляться и в самом миксере. На этом этапе можно добавлять красители или эмульгаторы, а также смягчители, например, глицерин, сироп и часть положенной дозы наполнителя. Оставшуюся часть наполнителя обычно добавляют на заключительном этапе.
Вся процедура смешивания обычно занимает около пятнадцати минут, но иногда требуется более продолжительная процедура перемешивания. Специалистам в данной области известны многочисленные варианты реализации вышеописанной процедуры.
После образования матрицы жевательной резинки и размола ее с целью получения ароматной основы необходимого размера в жевательную резинку добавляют ароматизатор путем смачивания основы в сосуде, содержащем ароматизатор. Другой способ введения ароматизатора - распыление тумана ароматизатора над размолотой основой. Несмотря на приемлемость указанных способов, предпочтительно получение по возможности наиболее однородного распределения ароматизатора в основе жевательной резинки. Одним из таких способов получения однородного распределения ароматизатора является использование миксера типа Vee. Такой миксер имеет форсунки, через которые на сыплющуюся размолотую основу жевательной резинки распыляется туман, содержащий ароматизатор в парообразном состоянии. Миксеры типа Vee продаются фирмой Patterson Industries Limited (Канада). Другой тип миксера - смеситель Cone Shell Blender, который позволяет получить однородное распределение ароматизатора в основе жевательной резинки. Несмотря на то, что в большинстве случаев основа жевательной резинки абсорбирует ароматизатор достаточно быстро, рекомендуется дополнительно перемешать размолотую основу для достижения равновесия.
Основа жевательной резинки удерживает ароматизатор с возможностью его высвобождения в условиях, создающихся при употреблении жевательной резинки, содержащей структуры для выделения ароматизатора.
В одной основе жевательной резинки можно использовать различные и многочисленные ароматизаторы. Основа жевательной резинки может содержать достаточно большое количество ароматизатора. Например, известны основы жевательной резинки, содержание ароматизатора в которых составляло 40-60% от общей массы основы. Однако предпочтительным процентным содержанием ароматизатора считается 33% от общей массы основы. Чем выше содержание ароматизатора, тем быстрее при прочих одинаковых условиях происходит выделение ароматизатора из основы жевательной резинки.
Ароматизаторы и прочие компоненты жевательной резинки
Ароматизаторы могут содержать натуральные масла, синтетические ароматизирующие вещества, а также их смеси, включая, без ограничения, масла растений и фруктов, например цитрусовые масла, фруктовые эссенции, масло перечной мяты, масло гвоздики, масло зимолюбки, анисовое масло и т.п. Также возможно добавление искусственных ароматизаторов. Для специалистов в данной области будет понятно, что натуральные и искусственные ароматизаторы можно комбинировать любым образом для достижения приятного аромата. Настоящее изобретение предполагает использование всех таких ароматизаторов и смесей ароматизаторов, включая, например, перечную мяту, мяту курчавую, зимолюбку, корицу, ментол, эвкалипт и другие фруктовые и цитрусовые ароматазаторы. Помимо ароматизированной основы жевательной резинки, ароматизаторы можно добавлять в состав жевательной резинки обычными способами.
После введения ароматизатора в основу жевательной резинки ее в оптимальном варианте покрывают барьером, предотвращающим преждевременное выделение ароматизатора. Такое покрытие продлевает срок хранения жевательной резинки, содержащей структуры для выделения ароматизатора. Также указанное покрытие способствует технологической обработке основы жевательной резинки, предотвращая испарение ароматизатора. Основа предотвращает попадание ароматизатора в резинку и защищает химически чувствительные ароматизаторы от реакции с резинкой. Также покрытие может оказывать влияние на скорость выделения ароматизатора. Вообще, для приготовления такого покрытия может использоваться любой натуральный или синтетический материал, обладающий свойством удерживать ароматизатор.
После формирования структуры для выделения ароматизатора ее вводят в состав жевательной резинки. Предпочтительно вводить ее в миксер на завершающей стадии смешивания для минимизации негативного воздействия на эти структуры.
Жевательная резинка состоит из резиновой основы, в которую добавляют водорастворимую часть наполнителя. Основы жевательных резинок обычно содержат сочетание эластомеров и смол, а также пластификаторов и неорганических наполнителей.
Основа жевательной резинки может содержать натуральные камеди и (или) синтетические эластомеры и резины. Натуральные камеди включают как эластомеры, так и резины. Подходящими натуральными камедями являются, без ограничения, чикл, джеллутонг, сорва, нисперор туну, черная гутта, массарандуба белата и чиквибул.
Если в состав жевательной резинки не входят натуральные камеди, основа жевательной резинки называется искусственной, в которой натуральные камеди заменены на синтетические эластомеры и резины. Синтетические эластомеры могут включать полиизопрен, полиизобутилен, сополимер изобутилен-изопрен, стиренбутадиеновую резину - сополимер, продаваемый фирмой Exxon Corporation под торговой маркой бутиловая резина, и т.п.
Количество эластомера, используемого для приготовления основы жевательной резинки, обычно варьируют в диапазоне от около 10% до около 20% в зависимости от конкретного вида эластомера и физических свойств, которые необходимо придать основе жевательной резинки. Например, можно таким образом можно изменять вязкость, точку смягчения и эластичность жевательной резинки.
Резины, используемые для приготовления основы жевательной резинки, могут включать поливинилацетат, полиэтилен, эфирные резины (резиновые эфиры на основе глицерина), сополимеры поливинилацетата и полиэтилена, сополимеры поливинилацетата и поливиниллаурата, а также политерпены. Так же, как и в случае эластомеров, количество резины, используемой для приготовления основы жевательной резинки, можно варьировать в зависимости от конкретного вида резины и физических свойств, которые необходимо придать основе жевательной резинки.
Предпочтительно основа жевательной резинки также должна содержать пластификаторы, а именно жиры, масла, парафины и смеси указанных веществ. Жиры и масла могут включать животные жиры, гидрогенизированные и частично гидрогенизированные масла, а также какао-массу. В качестве парафиновых материалов обычно используются парафин, микрокристаллические и натуральные виды воска, например, пчелиный воск и карнубский воск. Кроме того, могут использоваться смеси различных пластификаторов, например смесь парафинового воска, частично гидрогенизированного растительного масла и глицеринмоностеарат.
Предпочтительно основа жевательной резинки также должна содержать компонент-наполнитель. Компонент-наполнитель может представлять собой, например, карбонат кальция, карбонат магния, тальк, дифосфат кальция и т.п.. Наполнитель может составлять от около 5 до примерно 60 мас.% основы жевательной резинки. Предпочтительно содержание наполнителя от около 5 до около 50 мас.% основы жевательной резинки.
Наконец, основа жевательной резинки может также содержать дополнительные компоненты, например антиоксиданты, красители и эмульгаторы.
Все указанные ингредиенты основы жевательной резинки можно смешивать с использованием стандартных способов. В частности, эластомер, резины, пластификаторы и наполнитель обычно размягчают посредством нагрева, после чего смешивают в течение времени, достаточного для образования однородной смеси. Нагретую массу после этого формуют в виде пластинок или таблеток и выдерживают для охлаждения перед окончательным получением жевательной резинки. В альтернативном варианте расплавленную массу используют для получения жевательной резинки непосредственно, без охлаждения.
Обычно основа жевательной резинки составляет от около 5 до около 95 мас.% жевательной резинки. Предпочтительно, чтобы нерастворимая основа жевательной резинки составляла от 10 до 50 мас.% жевательной резинки и, наиболее предпочтительно, от 20 до 35 мас.% жевательной резинки.
Примеры
Приводимые ниже примеры даются для иллюстрации предпочтительных вариантов использования настоящего изобретения. Специалистам в данной области должно быть понятно, что способы получения жевательных резинок, раскрытые в данных ниже примерах, раскрываются авторами изобретения как способы, обеспечивающие оптимальную реализацию настоящего изобретения и, таким образом, могут рассматриваться как предпочтительные способы его использования. Однако специалисты в данной области в свете настоящего описания должны также учитывать, что в приведенных вариантах использования настоящего изобретения можно производить самые разнообразные изменения без ущерба для получаемого результата и без отхода от сути и области, покрываемой настоящим изобретением.
В приводимом ниже протоколе содержатся примеры получения матриц ГПЦ-КМЦ по настоящему изобретению. Естественно, следует понимать, что данный протокол приводится исключительно в качестве примера, и что специалисты в данной области могут вносить изменения в массовые соотношения ингредиентов, температуры и продолжительности технологических процессов, использованных в данной процедуре, без ущерба для конечного результата - матрицы, пригодной к использованию по настоящему изобретению.
1. Взвешивают 215,65 г высокомолекулярной ГПЦ марки Klucel HFF, вводят в 4 л дистиллированной воды при комнатной температуре и перемешивают в миксере модели Hobart в течение 2-х часов.
2. Взвешивают 11,35 г натриевой карбоксиметилцеллюлозы (натриевой КМЦ) типа 7H3SF, медленно вводят с перемешиванием в 900 мл дистиллированной воды при температуре 70°С и перемешивают в течение 2-х часов.
3. Медленно вводят раствор натриевой КМЦ в раствор ГПЦ с перемешиванием на небольшой скорости в миксере модели Hobart и дополнительно перемешивают в течение 4-х часов.
4. Удаляют смесь ГПЦ и КМЦ из миксера модели Hobart, равномерно распределяют на поддонах, покрытых тефлоном, и помещают в печь с принудительной воздушной вентиляцией при температуре 32°С.
5. Высушивают смесь в течение 6 часов, отделяют частично высушенную смесь от поддона, переворачивают и сушат дополнительно 24 часа.
6. Материал сушат и подвергают термообработке в течение 24 часов при температуре 125-140°С в вакуумной печи и измельчают.
По мнению авторов изобретения, данный процесс позволяет облегчить образование сшивки между молекулами ГПЦ и натриевой КМЦ. Однако, существует вероятность того, что в результате данного процесса образуется самосшитый продукт, либо что при указанных условиях в ГПЦ образуются радикалы, которые осуществляют связь в пределах молекулы ГПЦ.
Для определения достаточности термообработки полимеров ГПЦ и натриевой КМЦ можно использовать предварительный тест. При прикосновении к такой массе влажным пальцем полимеры растворяются и образуют влажную, липкую пленку. Однако, если проведенная термообработка полимеров достаточна, полимеры не растворяются в воде и не образуют липкую пленку на пальце. Достаточно термообработанные полимеры находятся в твердом состоянии и пригодны для размола. Это делается для того, чтобы подученная полимерная матрица приобрела дополнительный объем и могла абсорбировать ароматизаторы, которые используются для производства жевательной резинки. Процесс по настоящему изобретению используют для получения твердой матрицы с предельно низкой растворимостью в воде. Предпочтительно ее предельно низкий уровень растворимости в воде должен быть ниже, чем растворимость в воде высокомолекулярной ГПЦ.
При абсорбции ароматизатора материалом матрицы образуются нелипкие твердые частицы, объем которых дополнительно увеличивается. При использовании чрезмерного количества натриевой КМЦ необходимая плотность сшивки полимеров может быть превышена, вследствие чего будет абсорбировано недостаточное количество ароматизатора. Желательно достижение низкой плотности сшивки, поэтому количество используемой натриевой КМЦ должно быть также низким, предпочтительно, менее чем 10% от массы ГПЦ и, наиболее предпочтительно, менее чем 5% от массы ГПЦ.
Ароматизатор, например смесь ароматизатора перечной мяты, смешивают с матрицей ГПЦ-КМЦ и выдерживают в течение 3-4 часов. Частицы матрицы остаются твердыми, но, приобретя дополнительный объем, становятся мягкими, в результате чего их можно добавлять непосредственно в состав жевательной резинки. В примере 2 ниже приготовляли две части матрицы ГПЦ-КМЦ с 5-% содержанием натриевой КМЦ, измельчали до размеров сита 20, использовали в качестве основы жевательной резинки, смешивали с одной частью ароматизатора на основе перечной мяты и выдерживали в течение 3-4 часов. Для сравнения, в примере 1 матрицу на основе ГПЦ, силикона и глицеринмоностеарата, содержащую указанные компоненты в соотношении 60:20:20, смешивали с ароматизатором на основе перечной мяты в соотношении основа: ароматизатор=2:1, как описано в публикации Патента РСТ №WO 94-14330. Для примеров 1 и 2 использовали резиновую основу приведенного ниже состава.
Основы жевательных резинок, полученные в примерах 1 и 2, использовали для проведения "слепого" теста на интенсивность ароматного вкуса с привлечением 9-ти дегустаторов. Результаты проведенного теста приводятся на чертеже. Из анализа результатов теста следует, что использование матрицы ГПЦ-КМЦ позволяет улучшить интенсивность и продолжительность выделения ароматизатора в течение всего периода употребления жевательной резинки по сравнению с ранее известными ароматизированными основами жевательной резинки. В приведенном здесь сравнительном примере наблюдалось улучшенное выделение ароматизатора по сравнению со стандартной продукцией, что говорит об улучшенных характеристиках выделения ароматизатора из ароматизированной матрицы ГПЦ-КМЦ. Также, при использовании ГПЦ в количестве около 2% от массы жевательной резинки в примере 1 ароматизированные основы образовывали липкую текстуру. Однако, при использовании ГПЦ в количестве около 2% от массы жевательной резинки в примере 2 липкой текстуры не образовывалось.
Все составы и (или) способы получения жевательных резинок, раскрытые и заявленные в настоящем изобретении, могут быть получены и использованы в рамках данного описания без проведения излишних экспериментов. Хотя все составы и способы получения по настоящему изобретению описывались в терминах предпочтительных вариантов использования изобретения, специалистам в данной области должно быть понятно, что в составы жевательных резинок и (или) способы их получения, а также в отдельные шаги технологического процесса или их последовательность, описанные здесь, можно вносить изменения без отхода от общей концепции, сути и области, покрываемой настоящим изобретением. В частности, должно быть понятно, что некоторые агенты, находящиеся в химической и физиологической связи, могут быть заменены на агенты, описанные здесь, причем получаемые результаты будут идентичными или аналогичными. Все подобные изменения и модификации, очевидные для специалистов в данной области, считаются относящимися к сути, области и концепции настоящего изобретения, определенными в формуле изобретения.
Изобретение относится к ароматизации жевательной резинки. Способ получения структуры для обеспечения продленного выделения ароматизатора включает смешивание целлюлозного материала, содержащего гидроксильные группы с многофункциональным карбоксилатом с последующим растворением смеси. После этого проводят термообработку смеси при температуре не менее чем 120°С в течение, по меньшей мере, 4 часов для образования матрицы. В полученную матрицу вводят ароматизатор. Состав жевательной резинки по одному из вариантов предусматривает также то, что структура для выделения ароматизатора составляет 0,1-5% состава жевательной резинки. Состав жевательной резинки по другому варианту также предусматривает то, что структура для выделения ароматизатора составляет 0,1-5% состава жевательной резинки, однако, матрица образована водными растворами гидроксипропилцеллюлозы и многофункционального карбоксилатного сшивающего агента. Способ получения состава жевательной резинки с продленным периодом выделения ароматизатора включает смешивание целлюлозного материала, содержащего гидроксильные группы, с водой и высушивание воды из указанного целлюлозного материала. После этого проводят его термообработку в течение, по меньшей мере, 6 часов при температуре не менее чем 125°С для образования матрицы. В полученную матрицу вводят ароматизатор. В результате увеличивается период действия аромата и его интенсивность в составах жевательных резинок. 4 н. и 26 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
a) смешивание целлюлозного материала, содержащего гидроксильные группы, с многофункциональным карбоксилатом для образования в основном однородного состава, растворенного в водном растворе;
b) обработку указанного состава при температуре не менее чем 120°С в течение времени, по меньшей мере, 4 ч для образования матрицы, обладающей более низкой растворимостью в воде, чем указанный целлюлозный материал;
c) придание матрице размера, пригодного для использования в составах жевательной резинки, и
d) введение в матрицу ароматизаторов.
матрицу, образованную путем смешения водного раствора, содержащего гидроксипропилцеллюлозу с водным раствором, содержащим многофункциональный карбоксилатный сшивающий агент, испарения воды из указанной смеси с образованием высушенной смеси и обработку указанной высушенной смеси при температуре не менее чем 120°С в течение времени не менее чем 4 ч для образования матрицы, и
ароматизатор, введенный в указанную матрицу, причем структура для обеспечения выделения ароматизатора включает от 0,1 до 5% состава жевательной резинки.
целлюлозный материал с гидроксильными группами, смешанный со сшивающим агентом, включающим многофункциональный карбоксилат, с последующим растворением смеси в водном растворе и термообработки при температуре не менее чем 120°С в течение времени не менее чем 4 ч для образования матрицы, обладающей низкой растворимостью в воде, и
ароматизатор, введенный в указанную матрицу,
причем структура для выделения ароматизатора составляет от 0,1 до 5% состава жевательной резинки.
a) смешивания целлюлозного материала, содержащего гидроксильные группы, с водой до гидратации указанного целлюлозного материала;
b) высушивания воды из указанного целлюлозного материала;
c) термообработки указанного целлюлозного материала в течение, по меньшей мере, 6 ч при температуре не менее чем 125°С для образования матрицы, обладающей более низкой растворимостью в воде по сравнению с исходным целлюлозным материалом;
d) придания указанной матрице необходимого размера для использования в качестве ингредиента жевательной резинки; и
e) введения ароматизатора в указанную матрицу.
| US 5128155 А, 07.07.1992 | |||
| US 4777050 А, 11.10.1988 | |||
| WO 9603894 A1, 15.02.1996. |
