ИНКАПСУЛИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ Российский патент 2007 года по МПК A24B13/00 A24B15/00 A23L1/22 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к инкапсулированным материалам, применяемым в жевательных композициях, таких как жевательный табак, фармацевтические композиции и другие композиции, используемые орально. В частности, инкапсулированные материалы данного изобретения используются для нанесения покрытия на некоторые субстраты для обеспечения ароматизатора субстрата.

Уровень техники

К настоящему времени разработано достаточно много ароматизаторов, применяемых в орально используемых композициях. Часто желательно обеспечить эти ароматизирующие материалы в форме, которая является менее летучей и более стабильной, избегая таким образом потерь или разрушения. Методом, который обычно для этого используется, является инкапсулирование активного ингредиента внутри оболочки из материала, предназначенного для создания целостной оболочки вокруг частиц активного ингредиента. В таких процедурах инкапсулирования для нанесения материала покрытия на частицы, представляющие интерес (субстрат), обычно требуется использовать растворы или дисперсии материала покрытия и методы распылительной сушки или барабанной сушки.

Однако использование этих технологий, в основном, ограничивается такими типами материалов для нанесения покрытия, которые легко растворимы в одном или нескольких растворителях, и/или использованием таких систем нанесения покрытия, которые легко высушиваются без подвергания активного ингредиента каким-либо неблагоприятным тепловым воздействиям или действию жестких растворителей. Такие известные из уровня техники системы в подавляющем числе не используются вместе с эластомерами. Далее, для таких известных инкапсулирующих систем характерно ограничение периода времени, в течение которого они могут замедлять или продлевать выделение активных ингредиентов, например обычно только в течение периода самое большее от около пяти до десяти минут. Далее, во многих случаях, когда активный ингредиент выделяется из такой системы инкапсулирующих средств, его выделение может происходить как единичный выброс активного ингредиента. Кроме того, каждое из известных ранее средств для инкапсулирования активных ингредиентов имеет ограничения, соответственно, в отношении активных ингредиентов, вместе с которыми они используются, и/или в отношении продуктов, в которых они могут использоваться.

В патенте US 4,515,769 описан двухстадийный способ, в котором твердая основа в виде отдельных частиц готовится путем инкапсулирования ароматизирующего ингредиента в матрикс из частично гидрофильного или растворимого в воде материала для инкапсулирования, а затем порошкообразная основа покрывается нерастворимым в воде материалом.

В международной заявке WO 98/15191 раскрыт способ получения негомогенных нерастворимых в воде шариков, содержащих, по меньшей мере, один активный ингредиент, в качестве пищевой добавки или добавки к табаку. В частности, в заявке описаны съедобные гелевые шарики, включающие матрикс из по существу не растворимого в воде термостойкого и сохраняющего свою форму полисахаридного геля, удерживаемого вместе солевыми связями. Альгинат щелочного металла используется в приготовлении эмульсии ароматического масла, после чего эмульсия прикапывается или распыляется в водный или спиртовой раствор поливалентных катионов для превращения капелек в сохраняющие форму нерастворимые в воде гелевые микрочастицы.

Примером использования инкапсулирующих материалов является их применение для бездымного табака. Бездымный табак - это продукты, которые предназначены для орального употребления без подвергания сжиганию. Эти продукты вырабатываются в самых разных формах, включая жевательный табак, сухой сосательный табак и влажный сосательный табак. В общем плане эти типы продуктов получают нижеследующим образом, причем последовательность стадий не играет особой роли: резка или размалывание табака до подходящего размера, соусирование или опрыскивание табака обволакивающим раствором, частичное подсушивание увлажненного табака, выдерживание табака в контейнерах в течение некоторого времени и упаковка табака.

Жевательный табак обычно продается в одном из трех видов: прессованный жевательный табак, когда табак запрессовывают в одну из любого числа форм; «жгуты», когда листья скручивают, придавая им форму жгутов; рассыпной листовой жевательный табак, который поставляется в упаковке типа конверта. Прессованный жевательный табак обычно имеет влагосодержание около 15% по объему или менее для «твердого» прессованного табака и более 15% для «мягкого» прессованного табака. Жгуты и рассыпной листовой материал имеют обычно более низкое содержание влаги.

Как указывалось выше, сосательный табак обычно реализуется на рынке либо как «сухой», либо как «влажный». Сухой сосательный табак обычно тонко измельчен, почти до порошкообразного состояния, и, как правило, имеет влажность около 8%. Влажный сосательный табак, который обычно содержит около 40-60% влаги, может характеризоваться различным размером частиц в зависимости от типа продукта.

Некоторые потребители композиций жевательного табака и/или сосательных табаков отмечают ряд негативных вкусовых свойств, связанных с горечью, терпким, вяжущим эффектом, едкостью, привкусом табака и послевкусием. Жевательный табак и сосательные табаки часто обрабатывают целым рядом отдушек, чтобы преодолеть неприятные вкусовые характеристики, присущие иногда этим продуктам,

Ароматизаторы, которые добавляют к продуктам на основе табака, делятся на две группы: первичный ароматизатор, создаваемый орошающим соусом, и ароматизатор топа (спрессованной табачной массы). Оба эти ароматизатора, в основном, добавляются непосредственно к резаному табаку путем орошения в процессе приготовления продукта из табака.

Многие ароматизаторы, которые используются вместе с табаком, являются летучими, так что они легко диффундируют. Такая летучесть может приводить к нежелательному запаху в месте, где хранится продукт, и может придавать запах и другим продуктам, хранящимся вблизи от этих табачных продуктов. Далее, многие ароматизаторы имеют свойство портиться в процессе приготовления и последующего хранения продукта. В связи с ожидаемым улетучиванием или порчей продукты из табака могут быть приготовлены с избыточным количеством ароматизаторов с тем, чтобы скомпенсировать возможную потерю.

Следовательно, существует потребность в обеспечении инкапсулируемым материалом для нанесения покрытия на субстраты, причем такими композициями являются любые орально используемые композиции. Кроме того, существует потребность в продукте из табака и способе его изготовления, который минимизирует улетучивание и порчу ароматизатора.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение касается композиций жевательного табака и/или сосательного табака, которые включают инкапсулированные материалы. Здесь такой материал будет означать эфирные масла или другие гидрофобные или амфипатические соединения. Способ инкапсулирования по изобретению является эффективным для предотвращения улетучивания, диффузии и порчи инкапсулируемого ароматизатора. Инкапсулированные ароматизаторы высвобождаются при жевании или посасывании табачной композиции потребителем.

В другом аспекте изобретения способ инкапсулирования и инкапсулированные материалы могут использоваться с любым субстратом. В этом аспекте материалы, такие как эфирные масла или иные гидрофобные или амфипатические соединения, могут добавляться к субстрату любого типа, но самое главное - к субстратам, предназначенным для орального использования.

Важным аспектом настоящего изобретения является то, что инкапсулированные эфирные масла и иные гидрофобные или амфипатические материалы получают смешиванием инкапсулирующего раствора с эфирными маслами или иными гидрофобными или амфипатическими материалами с тем, чтобы создать гомогенный раствор для нанесения покрытия. Вещества в этом растворе для нанесения покрытия инкапсулированы таким образом, что улетучивание и разрушение ароматизатора сведены к минимуму. Получившийся гомогенат может быть введен во взаимодействие с субстратом, таким как табак, с получением ароматизированного субстрата, например ароматизированного продукта из табака, покрытого указанным материалом.

Согласно изобретению водный раствор для инкапсулирования готовят из любого гидроксилсодержащего соединения, пригодного для использования в покрытиях, наносимых распылением, и декстрана или его производного, например мальтодекстрана, содержащего, по меньшей мере, около 10 и не более около 21 декстрозных эквивалентов. Гидроксилсодержащие соединения, пригодные для использования в настоящем изобретении, включают (но не ограничиваются) гидроксипропилметилцеллюлозу, сахарозу, желатин, модифицированный, неизмененный (нативный) крахмал и т.п., а также их смеси. В этом аспекте изобретения водные растворы для инкапсулирования имеют содержание сухих веществ около 60% и менее и включают, по крайней мере, около 5 вес.% гидроксилсодержащего соединения и, по меньшей мере, около 5 вес.% декстрана или его производного. Процентное содержание гидроксилсодержащего соединения и декстрана или его производного может варьировать внутри указанных пределов для получения желаемых характеристик покрытий.

В другом аспекте изобретения ароматизирующий раствор готовят для смешивания с инкапсулирующим раствором. Ароматизирующий раствор включает эфирное масло или другой гидрофобный или амфипатический материал и эмульгатор. Эмульгатор может быть любым из числа тех, которые способны вызывать суспендирование эфирных масел или иного гидрофобного или амфипатического материала в водном растворе. Примерами эмульгаторов могут быть (но не только): Твин, лаурилсульфат натрия или любые другие такие же эмульгаторы в зависимости от предполагаемого использования инкапсулированного продукта. Например, в инкапсулированном продукте, используемом как продукт питания, должны использоваться эмульгаторы, приемлемые для данной отрасли. Предпочтительно, чтобы эмульгатор добавлялся к эфирному маслу, гидрофобному или амфипатическому раствору до уровня, при котором раствор эфирного масла, гидрофобного или амфипатического материала имеет конечную концентрацию эмульгатора в пределах от около 200 до около 400 частей на миллион. Короткое гомогенизирование или обработка ультразвуком, как правило, достаточны для смешивания эмульгируемых растворов перед введением в инкапсулирующий раствор.

Инкапсулирующие растворы и материалы смешиваются таким образом, чтобы обусловить включение материала в инкапсулирующий раствор с образованием гомогенного раствора для нанесения покрытия или в субстрат. В этом аспекте изобретения гомогенный раствор для нанесения покрытия включает эфирное масло или другие гидрофобные или амфипатические материалы в количестве, по крайней мере, около 0,5 вес.% от гомогената и не более около 40 вес.% от гомогената.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к гомогенному раствору для нанесения покрытия, который может быть нанесен на жевательный табачный и/или сосательный табачный продукт для создания ароматизированного продукта из табака. Однако изобретение не ограничивается табаком и может использоваться для создания покрытия любого желаемого субстрата. В контексте настоящего изобретения термин «субстрат» включает (но не только) табак, жевательные пастилки с витаминами, лекарства, кондитерские изделия (леденцы), жвачки, продукты питания и другие продукты, в которых желательно, чтобы эфирные масла или иные гидрофобные или амфипатические соединения были инкапсулированы для предотвращения их разрушения с обеспечением выделения при растворении в водном растворе. Ароматизированные продукты настоящего изобретения, включая жевательный и сосательный табак, обладают очень слабым или неощутимым ароматом, обусловленным типом используемого ароматизатора. Эфирные масла или иные гидрофобные или амфипатические соединения настоящего изобретения инкапсулированы таким образом, что ароматы не распространяются к другим находящимся рядом продуктам. При обычном жевании или намокании продукта ароматизирующие отдушки будут выделяться при гидратации.

Гомогенный раствор для нанесения покрытия данного изобретения является смесью инкапсулирующего раствора и эфирных масел или иных гидрофобных или амфипатических соединений. Гомогенный раствор для нанесения покрытия распыляют на субстрат, чтобы в результате получился инкапсулированный продукт на основе этого субстрата.

Инкапсулирующий раствор

Согласно изобретению водный инкапсулирующий раствор готовят из любого гидроксилсодержащего материала, эффективного для использования в распыляемых покрытиях, и декстрана или производного декстрана, такого как мальтодекстран. Раствор должен быть доведен до температуры, обеспечивающей растворение всех твердых веществ в растворе. Требуемая температура будет зависеть от самих растворов и может быть легко установлена специалистом в данной области. Для подавляющего числа растворов температура около 60°С в течение некоторого времени достаточна для растворения всех твердых веществ. В важном варианте изобретения инкапсулирующий раствор представляет собой сочетание мальтодекстрана и сахарозы.

Растворы материалов

Ароматизаторы, которые предназначаются для использования в настоящем изобретении, могут специально не ограничиваться, и почти каждый тип ароматизатора может быть пригоден, причем преимущественно применяются порошковые и маслообразные ароматизаторы. К типичным порошкообразным ароматизаторам относят (но без ограничения): лакрицу, кудзу, гортензию, лист японской белой хинной магнолии, ромашку, пажитник греческий, гвоздику, ментол, японскую мяту, шалфей, семена аниса, корицу и зелень и т.д.; все помолоты до размера от около 1 μм до 5 мм. Типичные маслообразные ароматизаторы включают (но без ограничения): шоколад, ароматы грушанки, вишни, ягод, ароматы различных ликеров и алкогольных налитков, таких как Dramboui, бурбон, скотч (шотландское виски), виски, мяты курчавой, мяты перечной, лаванды, корицы, кардамона, пахучих кореньев, гвоздики, каспариллы, мускатного ореха, сандалового дерева, бергамота, герани, аромата меда, розового масла, ванили, масла лимона, масла апельсина, японской мяты, кассии, тмина, коньяка, жасмина, ромашки, ментола, иланг-иланга, шалфея, фенхеля, душистого перца, имбиря, аниса, кориандра, кофе и мятных масел из любых видов из рода Mentha (мята). Род Mentha включает виды, указанные (но не ограничиваясь ими) в USDA, ARS, National Genetic Resources Program, Germplasm Resources Information Network - (GRIN), National Germplasm Resources Laboratory, Beltsville, Maryland (www. arsgrin. gov/var/apache/cgibin/npgs/htm/tax/taxlist. pl? Mentha). Например, Mentha aquatica, Mentha canadensis, Mentha cervina, Mentha japonica, Mentha logifolia, Mentha piperita, Mentha pulegium, Mentha spicata и Mentha suaveolens.

В важном аспекте изобретения ароматизатором является эфирное масло, например мятное масло. Мятные масла, используемые в настоящем изобретении, включают масло мяты курчавой и масло мяты перечной.

Гомогенный раствор для нанесения покрытия

В другом аспекте данного изобретения инкапсулирующий и ароматизирующий растворы смешиваются до образования гомогенного раствора для нанесения покрытия. В этом аспекте изобретения инкапсулирующий раствор и раствор с ароматизаторами смешивают до достижения в получающемся составе для нанесения покрытия нужной степени ароматизации. Функциональные диапазоны этой смеси обычно таковы, что содержание эфирного масла или иного гидрофобного или амфипатического вещества составляет не менее чем около 0,5 вес.% и не более чем около 40 вес.% гомогената. Инкапсулирующий раствор и ароматизирующий раствор смешивают в подходящем аппарате до гомогенного состояния и подвергают высокоскоростному перемешиванию до тех пор, пока все компоненты ароматизирующего раствора окончательно не перейдут в инкапсулирующий раствор. Для повышения эффективности смешивания может использоваться нагревание.

Табак

Важным аспектом является то, что табак, который используется в продукте настоящего изобретения, может быть любым табаком, в отношении которого известно, что он пригоден для использования в качестве жевательного или сосательного табака. Подходящие типы табака включают ферментированный и неферментированный табак, табак воздушной сушки, Берлей, темные (сигарные) табаки, темный табак огневой сушки, табак трубоогневой сушки, начиночный и покровный табак для сигар, а также продукты, изготовленные из целых листьев. Альтернативные варианты включают использование листьев табака или листовых пластинок и стеблей. Кроме того, обрывки листовых пластинок табака могут быть соединены с гомогенизированным продуктом с целью регулирования текстуры и выделения аромата во время жевания или посасывания. Табак, используемый в настоящем изобретении, может быть смешан с другими добавками, известными в данной области.

Распылительное покрытие

Фактически процесс нанесения покрытия распылением будет зависеть от используемого оборудования и покрываемого материала. Технология в области нанесения покрытия распылением отличается значительным разнообразием и допускает использование самых разных технических приспособлений. Например, производителем оборудования для нанесения покрытия распылением является Vector Corporation (Sloan, Iowa). Этот способ легко может быть приспособлен для использования в самых различных дизайнах с минимальными усилиями.

Вопрос о температуре следует отнести к важным факторам, касающимся параметров процесса, для обеспечения того, чтобы эфирное масло или иное гидрофобное или амфипатическое вещество не улетучилось или не разрушилось до того, как осуществится процесс инкапсулирования. Например, температура сушки распылением, составляющая около 60°С, будет приемлемой и обеспечит адекватную инкапсуляцию эфирных масел, например мятного масла.

Во внимание также надо принять и флюидизацию субстрата, на который наносится покрытие, а также материала покрытия. Скорости воздушных потоков внутри установки для распыления материала покрытия должны быть таковы, чтобы материал оставался во взвешенном состоянии, но в то же время не настолько велики, чтобы субстрат повредился. Процесс флюидизации применительно к данному субстрату имеет существенные различия, связанные с размером частиц, формой, массой, плотностью и составом. Другим фактором, влияющим на флюидизацию субстрата, является расположение распыляющего устройства и его положение относительно воздушного потока. В настоящее время в области наносимых распылением покрытий существует множество устройств, обеспечивающих верхнее распыление, распыление снизу и тип распыления под любым заданным углом в зависимости от специальных нужд того, кто осуществляет процесс. Параметры воздушного потока, необходимые для достижения соответствующего покрытия, могут быть успешно подобраны специалистом в данной области.

Распылительное сопло, используемое для нанесения покрытия, может быть любым известным ныне соплом, которое обеспечивает адекватное распыление распыляемого раствора и будет наиболее вероятно варьировать в зависимости от установки, с помощью которой создается покрытие. Этот конкретный процесс нанесения покрытия должен быть закончен, и весь раствор для покрытия нанесен примерно за 80 минут с момента начала нанесения раствора для покрытия. Получаемый материал по своей природе будет гранулированным и свободно-текучим.

Следующие далее примеры иллюстрируют подходы к осуществлению изобретения, и следует понимать, что они являются иллюстративными, но не ограничивающими объем изобретения, который определен в формуле изобретения.

Примеры

Пример 1

Было приготовлено 8,0 кг водного раствора, содержащего 30% сахарозы, 30% мальтодекстрина и 40% RO воды. Смесь с эфирным маслом приготовили, используя 0,3 кг ароматического эфирного масла и 5 г эмульгатора (Твин 60). Водный раствор и смесь с эфирным маслом смешивали и гомогенизировали в течение 8 минут при 12500 об/мин. Гомогенат затем поместили в емкость для покрытия распылением 10,0 кг субстрата. Используемая установка для нанесения покрытия была Vector MultiFlow-15 (Vector Corporation, Sloan, Iowa) с вертикальным «кипящим слоем». Покрытие было получено при следующих параметрах:

Температура воздуха на входе60°СВоздушный поток на входе300 CFMСкорость распыления120 г/мин

Ожидается, что при рассмотрении специалистом в данной области вышеприведенного описания изобретения могут быть сделаны многочисленные модификации и варианты осуществления данного изобретения. Следовательно, подразумевается, что такие модификации и варианты подпадают под объем притязаний, выраженный в формуле изобретения.

Инкапсулированный материал касается композиции жевательного или сосательного табака для орального использования. Инкапсулированный материал представляет собой гомогенную смесь инкапсулирующего раствора с эфирными маслами или иными гидрофобными или амфипатическими ароматизирующими соединениями. Инкапсулирующий раствор включает смесь гидроксилсодержащих соединений и декстрана или производного декстрана. Техническим результатом является улучшение качества инкапсулированного материала. 10 з.п. ф-лы.

1. Композиция жевательного табака или сосательного табака для орального применения, включающая табак, инкапсулированный при помощи инкапсулирующего материала, где инкапсулирующий материал представляет собой гомогенную смесь инкапсулирующего раствора с эфирными маслами или иными гидрофобными или амфипатическими ароматизирующими соединениями, причем инкапсулирующий раствор включает смесь гидроксилсодержащих соединений и декстрана или производного декстрана.2. Композиция по п.1, в которой инкапсулирующий раствор включает смесь гидроксилсодержащих соединений, эффективных для использования в распыляемых покрытиях, и декстрана или производного декстрана.3. Композиция по п.1, в которой гидроксилсодержащее соединение выбрано из группы, состоящей из гидроксипропилметилцеллюлозы, сахарозы, желатина, модифицированного, неизмененного крахмала и их смесей.4. Композиция по п.3, в которой гидроксилсодержащее соединение является сахарозой.5. Композиция по п.1, в которой производное декстрана представляет собой мальтодекстран.6. Композиция по п.1, в которой содержание сухих веществ в инкапсулирующем растворе составляет 60 вес.% или менее.7. Композиция по п.1, в которой инкапсулирующий раствор содержит, по меньшей мере, около 5 вес.% гидроксилсодержащего соединения и, по меньшей мере, около 5 вес.% декстрана или производного декстрана.8. Композиция по п.1, в которой эфирные масла или иные гидрофобные, или амфипатические соединения смешивают с эмульгатором.9. Композиция по п.8, в которой эфирное масло представляет собой мятное масло из любого вида рода Mentha.10. Композиция по п.9, в которой эфирным маслом является масло мяты курчавой.11. Композиция по п.9, в которой эфирным маслом является масло мяты перечной.