ОСНОВА (ВАРИАНТЫ) И СОСТАВ ЖЕВАТЕЛЬНОЙ РЕЗИНКИ Российский патент 2017 года по МПК A23G4/00 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к жевательным резинкам. Более конкретно, это изобретение относится к усовершенствованным составам основ жевательных резинок и жевательным резинкам, содержащим замещенные полисахариды.

Основными компонентами жевательной резинки обычно являются не растворимая в воде основа жевательной резинки и растворимый в воде объемообразующий агент. Основным компонентом основы жевательной резинки служит эластомер, который обеспечивает этому продукту жевательные свойства. Основа жевательной резинки обычно включает другие ингредиенты, которые модифицируют жевательные свойства или способствуют обработке продукта. Эти ингредиенты включают пластификаторы, мягчители, наполнители, эмульгаторы, пластические смолы, а также красящие вещества и антиоксиданты. Водорастворимая часть жевательной резинки обычно включает объемообразующий агент вместе с небольшими количествами вторичных компонентов, таких как ароматизаторы, высокоинтенсивные подсластители, красящие вещества, растворимые в воде мягчители, эмульгаторы, подкислители и органолептические вещества. Обычно водорастворимая часть, органолептические вещества и ароматизаторы рассеиваются во время жевания, и основа жевательной резинки сохраняется во рту во время жевания, образуя остаток жевательной резинки.

Одной из проблем, связанных с основами жевательной резинки является тот факт, что традиционные основы жевательной резинки в основном изготовляются из полимеров, которые получены из невозобновляемых источников. Хотя в прошлом для получения жевательных резинок уже применяли смолу чикле и другие полимеры природного происхождения, полимеры из природных источников имеют тенденцию обладать свойствами, которые меняются, обычно в зависимости от времени года. Это затрудняет получение продуктов с хорошим качеством на постоянной основе. Таким образом, жевательные резинки, изготовляемые в настоящее время, получают с применением ряда синтетических полимеров, полученных из нефтяного сырья. Например, бутилкаучук получают из нефтяных продуктов. Эти полимеры сохраняют свои свойства со временем, и эти свойства следует учитывать для обеспечения желательных жевательных свойств жевательных резинок. Однако, поскольку запасы нефти истощаются, и ее доставка затруднена, полимеры пищевого сорта, получаемые из нефтяных продуктов, являются доступными из ограниченного ряда источников, и альтернатива бутилкаучуку поможет избежать зависимости от наличия нефтяного сырья и получить новую основу жевательных резинок, используя продукты на биологической основе. Было бы желательно получать основу жевательных резинок из возобновляемых источников, но также обладающую желательными текстурой и другими жевательными характеристиками и создающую приятное ощущение во рту.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Были созданы новые основы жевательных резинок, содержащие пищевые полимеры, полученные из полисахаридов, произведенных из возобновляемых источников. Замещенные полисахариды могут применяться как альтернатива эластомерам.

Согласно одному из вариантов данного изобретения основа жевательных резинок содержит приемлемый для употребления в пищу замещенный разветвленный полисахарид, в котором заместители в сахаридных единицах обеспечивают степень замещения равную по меньшей мере 1.0, и полисахариды имеют разветвления со средней длиной от 1 до 15 сахаридных единиц на одно разветвление.

Согласно второму варианту основа жевательных резинок содержит приемлемые для употребления в пищу замещенные полисахариды, причем полисахариды состоят по существу из связанных сахаридных единиц, выбранных из группы, состоящей из аллозы, альтрозы, маннозы, гулозы, идозы, галактозы, 3,6-ангидрогалактозы, сульфированной 3,6-ангидрогалактозы, глюкуроновой кислоты, 4-о-метилглюкуроновой кислоты, эфиров галактуроновой кислоты, маннуроновой кислоты, галактуроновой кислоты и ее эфиров, альдобиоуроновой кислоты, фукозы, рамнозы, сульфированной галактозы, арабинозы, ксилозы, талозы, ацилзамещенной глюкозы, 2-ацетамидо-2-дезоксилглюкозы, фруктозы, лактозы и их производных и комбинаций, и заместители в единицах сахарида обеспечивают степень замещения равную, по меньшей мере, 1.0.

Согласно третьему варианту основа жевательных резинок содержит приемлемые для употребления в пищу замещенные полисахариды, причем полисахариды выбраны из группы, состоящей из альгината, каррагинана, фурцелларана, целлюлозы, гуаровой смолы, агара, гуммиарабика, камеди гхати, камеди карайи, трагакантовой камеди, смолы бобов рожкового дерева, пектина, камеди тамаринда, ксантановой смолы, арабиноксилана, ксилоглюкана, камеди тары, злакового β-глюкана, конжак-маннана (конжаковой камеди), курдлана, геллановой камеди, пуллулана, склероглюкана, альтернана, элсинана, левана, декстрана, хитина, хитозана и их комбинаций; и заместители в единицах сахарида обеспечивают степень замещения равную по меньшей мере 1.0.

Согласно еще одному варианту данного изобретения основа жевательных резинок содержит приемлемые для употребления в пищу замещенные полисахариды, причем полисахариды состоят по существу из сахаридных единиц, связанных вместе гликозидными связями и гликозидные связи в полисахаридах в основном являются гликозидными связями, выбранными из группы, состоящей из β-1,4-связей, β-1,3-связей, β-1,2-связей, α-1,2-связей, β-1,5-связей, α-1,6-связей, α-1,3-связей, α-1,5-связей, β-1,6-связей и их комбинаций; и заместители в единицах сахарида обеспечивают степень замещения равную, по меньшей мере, 1.0.

Согласно еще одному варианту состав жевательной резинки содержит от примерно 5% до примерно 95% основы жевательной резинки, содержащей приемлемые для употребления в пищу замещенные разветвленные полисахариды, где заместители в единицах сахарида обеспечивают степень замещения равную по меньшей мере 1.0, а полисахариды имеют разветвления со средней длиной от 1 до 15 сахаридных единиц на одно разветвление; по меньшей мере, один подсластитель и по меньшей мере, один ароматизатор.

Поскольку полисахариды обычно получают из возобновляемых источников, замещенные полисахариды, описанные в данной заявке и используемые в составе основы жевательной резинки, заменяют искусственные полимеры, получаемые из нефтяных продуктов. Дополнительные признаки и преимущества описанных вариантов данного изобретения описаны и станут очевидными после ознакомления со следующим ниже подробным описанием и прилагаемыми рисунками.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

На Фигуре 1 показана графическая иллюстрация данных, характеризующих зависимость величины комплексной вязкости от температуры для образца замещенного полисахарида и трех эластомеров, обычно применяемых для получения основы жевательных резинок.

На Фигуре 2 показана зависимость тангенса дельта от температуры для образца замещенного полисахарида и трех эластомеров, обычно применяемых для получения основы жевательных резинок.

На Фигуре 3 показана зависимость величины комплексной вязкости от температуры для образца основы жевательной резинки, полученной из замещенного полисахарида и коммерческой основы жевательной резинки. На Фигуре 4 показана паукообразная диаграмма, описывающая профили четырех разных реологических свойств остатка жевательной резинки, полученной согласно данному изобретению, по сравнению с максимальными и минимальными значениями реологических свойств остатков нескольких выбранных коммерческих жевательных резинок.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее приводится описание настоящего изобретения. В следующих ниже абзацах описаны более подробно различные аспекты данного изобретения. Каждый аспект может быть объединен с другим аспектом или другими аспектами, если только не указано иное. В частности, любой признак, указанный как предпочтительный или преимущественный, может объединяться с любым другим признаком или признаками, указанными как предпочтительные или преимущественные.

Если иное не указано, все количества, указанные в данной заявке, приведены в весовых процентах. Некоторые термины, используемые в описании и в формуле изобретения, имеют следующие значения.

Термин "преимущественно" означает более 50%.

Термин "сахаридная единица" означает один моносахарид, который присоединен к одной или более другим моносахаридным единицам. Иногда эти сахаридные единицы называют "сахаридными остатками", так как они образованы путем удаления иона водорода из сахарида во время образования полисахарида. Термин "сахаридная единица", используемый в данной заявке, включает не только остатки простых Сахаров, но также остатки их соответствующих производных, таких как амидные производные и производные кислот, получаемых (например) путем окисления этих Сахаров, и пищевые соли этих кислот.

Термин "полисахарид" относится к макромолекуле, состоящей из большого числа сахаридных единиц, присоединенных друг к другу гликозидными связями. Эти структуры часто являются линейными, но могут быть разветвленными в различной степени.

Полисахариды часто являются гетерогенными, содержащими небольшие модификации повторяющейся единицы. В зависимости от структуры эти макромолекулы могут иметь различные свойства, присущие их моносахаридным элементам. Они могут быть аморфными или даже не растворимыми в воде. Когда все сахаридные единицы в полисахариде имеют один и тот же тип, полисахарид называют гомополисахаридом или гомогликаном, но когда в них содержатся разные типы сахаридных единиц, их называют гетерополисахаридами или гетерогликанами. Примеры включают запасные полисахариды, такие как крахмал и гликоген и структурные полисахариды, такие как целлюлоза и хитин.

Полисахариды имеют общую формулу С_х(Н₂0)_у, где х обычно обозначает большое число между 200 и 3000. С учетом того, что повторяющиеся единицы в полимерной основной цепи часто представляют собой сахаридные единицы с 6 атомами углерода, некоторые полисахариды имеют формулу, которая может быть представлена как (C₆H₁₀O₅)_n, где 40<n<15000.

Согласно некоторым вариантам данного изобретения полисахариды являются разветвленными. Термин "разветвленные полисахариды" означает, что полимерная цепь содержит линейные или разветвленные боковые цепи, присоединенные к, по меньшей мере, 2% сахаридных единиц, которые содержатся в полимерной основной цепи."

Термин "линейные полисахариды", используемый в данной заявке, относится к полимерам сахаридных единиц, в которых практически все неконцевые сахаридные единицы связаны только с двумя другими сахаридными единицами с образованием неразветвленной цепи. Следует иметь в виду, что небольшое количество таких единиц, например, менее 0.5%, может быть связано с третьей сахаридной единицей с образованием разветвления. Для целей данного изобретения такие полисахариды, имеющие такую незначительную степень разветвления, рассматриваются как линейные.

Многие полисахариды получаются в процессе роста живых организмов. Полисахариды, обнаруженные в природе, часто являются правильно построенными по всей полимерной цепи, имеющей последовательно повторяющийся элемент, если полисахарид представляет собой гетерополисахарид. В природе полисахариды также согласуются друг с другом в данном источнике и довольно постоянны в пределах данного класса. Смола бобов рожкового дерева представляет собой макромолекулярный полисахарид, обнаруженный в семенах рожкового дерева. Размолотые эндоспермы являются источником смолы бобов рожкового дерева.

Смола из этих семян состоит из полисахаридов, которые очень похожи друг на друга в пределах семени. Кроме того, структура молекул полисахарида из семян рожкового дерева в одном месте будет похожа на структуру молекул полисахарида из семян рожкового дерева, выращенного в другом месте. Смола бобов рожкового дерева относится к группе полисахаридов, известных как галактоманнаны. Смола бобов рожкового дерева представляет собой полимер маннозы, в котором каждые четыре единицы маннозы содержат разветвленную боковую цепь галактозы.

Другие полисахариды получают путем ферментации или микробиологической ферментации.

Данное изобретение использует полисахариды, в которых одна или более гидроксильных групп в сахаридной единице заменены заместителем. В этом отношении термин "степень замещения" относится к среднему числу замещающих групп в сахаридной единице. Заместители соединены с сахаридной единицей связью, выбранной из группы, состоящей из сложноэфирной, эфирной, амидной связей и их комбинаций.

Первая стадия при получении основы жевательной резинки согласно данному изобретению состоит в получении полисахарида, который после осуществления реакции замещения становится замещенным полисахаридом, который может действовать как эластомер в основе жевательной резинки. При этом могут быть использованы многие различные полисахариды. В одной предпочтительной группе полисахариды содержат разветвления со средней длиной от 1 до 15 сахаридных единиц в одном разветвлении. Другая предпочтительная группа полисахаридов состоит практически из связанных сахаридных единиц, выбранных из группы, состоящей из аллозы, альтрозы, маннозы, гулозы, идозы, галактозы, 3,6-ангидрогалактозы, сульфированной 3,6-ангидрогалактозы, глюкуроновой кислоты, 4-о-метилглюкуроновой кислоты, эфиров галактуроновой кислоты, маннуроновой кислоты, галактуроновой кислоты и ее эфиров, альдобиоуроновой кислоты, фукозы, рамнозы, сульфированной галактозы, арабинозы, ксилозы, талозы, ацилзамещенной глюкозы, 2-ацетамидо-2-дезоксилглюкозы, фруктозы, лактозы и их производных и комбинаций. Особенно предпочтительными в этой группе являются галактоманнаны, которые содержат повторяющуюся цепь единиц маннозы с галактозой, присоединенной к каждой четвертой единице маннозы.

Подходящие полисахариды имеют обычно растительное, микробное и животное происхождение или могут быть получены из водорослей. Примерами полисахаридов растительного происхождения являются целлюлоза, камеди, полученные из деревьев, такие как гуммиарабик, смола карайи, смола гхатти, трагакантовая камедь, камедь мескитового дерева, растительные полисахариды, такие как пектин, арабиноксилан, ксилоглюкан, арабиногалактан, ксилан, арабинан и целлюлоза; полисахариды, полученные из семян, такие как гуаровая смола, камедь бобов рожкового дерева, камедь тары, камедь тамаринда, ксилоглюкан, арабиноксилан, полисахариды из злаковый β-глюкан, конжак-маннан (конжаковая камедь). Примерами полисахаридов из водорослей являются агар, каррагинан, фурцелларан и альгинат. Примерами полисахаридов, полученных микробной ферментацией, являются ксантановая смола, курдлан, декстран, геллановая камедь, пуллулан, склероглюкан, альтернан, элсинан и леван. Примерами полисахаридов, полученных из животных источников, являются хитин и хитозан.

Одним особенно предпочтительным полисахаридом является смола (камедь) бобов рожкового дерева. Другие предпочтительные полисахариды согласно данному изобретению представляют собой целлюлозу, гуммиарабик, камедь карайи, камедь трагаканта, злаковый В-глюкан, геллановую смолу, гуаровую смолу, ксантановую смолу, курдлан, ксилоглюкан, пуллулан, хитин и хитозан. Согласно некоторым вариантам полисахариды получают путем ферментации или микробиологической ферментации.

Как отмечалось выше, полисахариды состоят по существу из сахаридных единиц, связанных вместе гликозидными связями и гликозидные связи в полисахаридах в основном являются гликозидными связями, выбранными из группы, состоящей из β-1,4-связей, β-1,3-связей, β-1,2-связей, α-1,2-связей, β-1,5-связей, α-1,6-связей, α-1,3-связей, α-1,5-связей, β-1,6-связей и их комбинаций.

Согласно многим вариантам данного изобретения, по меньшей мере, 90% полисахаридов, используемых в составе основы резинки, являются разветвленными. Предпочтительно, когда полисахариды содержат разветвления со средней длиной от 1 до 15 сахаридных единиц на одно разветвление, предпочтительно, 10 единиц или менее и, более предпочтительно, 5 единиц или менее. Полагают, что полисахариды, имеющие разветвления в этих пределах, стойки к образованию кристаллических доменов. Образование кристаллических доменов является нежелательным, потому что они могут привести к повышению T_g замещенного полисахарида выше 50°С, что способствует образованию комковатой, очень твердой текстуры.

В Таблице 1 ниже приводятся перечень некоторых биологических источников полисахаридов, пригодных в качестве исходных материалов согласно данному изобретению, и количество свободных гидроксильных групп, доступных для замещения.

После выбора подходящего полисахарида или смеси полисахаридов они будут реагировать с подходящими реагентами с замещением некоторых гидроксильных групп в полисахаридах заместителями с получением замещенных полисахаридов. Для получения замещенных полисахаридов путем этерификации могут быть использованы некоторые предпочтительные подкислители, которые перечислены в Таблице 2 ниже.

Выбранные заместители и степень замещения будут придавать замещенному полисахариду желаемые свойства для того, чтобы он действовал как эластомер в составе основы жевательной резинки. Обычно такие заместители выбираются из группы, состоящей из алкила, арила, алкенила, алкинила, карбонила, карбонатной группы, сложноэфирной группы, перокси, эфирной группы, гемиацетальной группы, гемикетальной группы, ацетальной группы, кетальной группы, ортоэфирной группы, ортокарбонатной группы, сложноэфионой группы, карбоксамидной группы, первичной аминогруппы, вторичной аминогруппы, третичной аминогруппы, первичной кетиминной группы, вторичной кетиминной группы, первичной альдиминной группы, вторичной альдиминной группы, имидной группы, азогруппы, сульфидной группы, дисульфидной группы, сульфинильной группы, сульфонильной группы, тиокислотной группы (carbonothioyl), фосфиновой группы, фосфатной группы и их комбинаций. Особенно предпочтительными являются заместители, выбранные из группы, состоящей из алкиловых эфиров жирных кислот и их комбинаций. Для некоторых предпочтительных полисахаридов предпочтительными являются алкиловые сложные эфиры жирных кислот, содержащие от 6 до 20 атомов углерода и, в частности, алкиловые сложные эфиры жирных кислот, содержащие лауроильные цепи.

Реакцию замещения проводят в течение промежутка времени и в условиях, которые позволят ввести в сахаридные единицы заместители со степенью замещения равной, по меньшей мере, 1.0. Предпочтительно, если реакция позволит получить степень замещения равную, по меньшей мере, 1.5, более предпочтительно, по меньшей мере, 1.8 и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 2.0. Как видно из примера, приведенного ниже, может быть необходимо проводить реакцию замещения в несколько стадий для получения нужной степени замещения.

Молекулярный вес замещенного полисахарида выбирается так, чтобы обеспечить желательную текстуру при его введении в основу жевательной резинки или в саму жевательную резинку. Для этой цели молекулярный вес будет зависеть от состава основы жевательной резинки или жевательной резинки. Вид полисахарида, выбранного для осуществления реакции замещения, вид выбранных заместителей и степень замещения должны предпочтительно привести к получению замещенных полисахаридов со средневесовым молекулярным весом от 10000 до 10⁹ Да. Согласно некоторым вариантам, особенно в случае применения замещенных галактоманнов, средневесовой молекулярный вес исходных полисахаридов до замещения предпочтительно равен от 300000 до 360000 Да.

Согласно данному изобретению могут быть получены разнообразные составы основы жевательных резинок и жевательных резинок, содержащие замещенные полисахариды. Согласно некоторым вариантам замещенный полисахарид может применяться как единственный эластомер или он может быть в комбинации с другими базовыми эластомерами в составе основы жевательных резинок. Основа жевательной резинки обычно содержит от 5 до 95% замещенного полисахарида в расчете на вес основы жевательной резинки, предпочтительно от 5 до 90% замещенного полисахарида в расчете на вес основы жевательной резинки, и, более предпочтительно, от 50 до 85% замещенного полисахарида в расчете на вес основы жевательной резинки.

Согласно некоторым вариантам основа жевательной резинки содержит от 1 до 50% по весу по меньшей мере одного полимера, отличающегося от замещенного полисахарида, предпочтительно, от 5 до 40% по весу по меньшей мере одного эластомера, отличающегося от замещенного полисахарида. Такие другие эластомеры, если они используются, включают полиизобутилен, а также сополимеры изобутилена с изопреном (бутилкаучук), сополимеры стирола с бутадиеном, полиизопрен, термопластичные олефиновые эластомеры, такие как сополимер этилена с пропиленом и сополимер этилена с октеном и их комбинации. Природные эластомеры, которые могут применяться в составе основы жевательной резинки в дополнение к замещенному полисахариду, включают натуральные каучуки, такие как чикле, и белки, такие как зеин или глютен. Согласно некоторым вариантам полисахарид может быть смешан с удаляемыми или разлагающимися в окружающей среде гомополимерами, такими как полилактиды и полиэфиры, полученные из кислот пищевого сорта и спиртов. Согласно предпочтительным вариантам, по меньшей мере, один полимер, отличающийся от замещенного полисахарида, представляет собой полимер, выбранный из группы, состоящей из бутилкаучука, стирол-бутадиенового каучука (SBR), поливинилацетата, полиэтилена и их комбинаций.

Замещенный полисахарид, применяемый в составе основы жевательной резинки, должен быть "приемлемым для употребления в пищу". Это означает, что он не должен содержать любых побочных продуктов или остаточных продуктов, которые являются вредными для здоровья людей в том количестве, в котором они содержатся в основе жевательной резинки.

Предпочтительно, чтобы полисахарид, применяемый согласно данному изобретению, был пищевого сорта. Хотя требования, предъявляемые к продуктам пищевых сортов в разных странных разные, полимеры пищевого сорта, предназначенные для применения в качестве жевательных веществ (то есть, основы жевательной резинки) должны соответствовать одному или более следующим критериям. Они должны быть одобрены местными органами по надзору за пищевыми продуктами для применения в составе жевательных резинок. Они должны получаться в соответствии с "Good Manufacturing Practices" (GMPs) (Правилами организации производства и контроля качества пищевых веществ), которые определяются местными регулирующими органами, эти Правила обеспечивают адекватную степень чистоты и безопасности при производстве пищевых материалов. Материалы (включая реагенты, катализаторы, растворители и антиоксиданты), применяемые в производстве, должны быть пищевого сорта (там, где это возможно) или, по меньшей мере, отвечать жестким стандартам по обеспечению качества и количества, а также природы любых содержащихся примесей. Процесс получения материала должен быть соответствующим образом документирован для соответствия соответствующим стандартам. Правительственные регулирующие органы должны провести инспекцию самой установки для производства материала. Конечно, не все из этих стандартов могут применяться во всех зонах юрисдикции. Применяемый в данной заявке термин "пищевой" означает, что замещенный полисахарид отвечает всем стандартам, имеющимся в пищевой промышленности в той области, где данный продукт производится и/или продается.

Согласно некоторым вариантам данное изобретение предусматривает составы основ жевательных резинок, представляющие собой обычные основы, которые включают воск или не содержат воска. Согласно некоторым вариантам данное изобретение предусматривает составы основ жевательных резинок, которые содержат небольшое или же большое количество сиропа, содержащего влагу. Составы жевательных резинок с низким содержанием влаги представляют собой составы, которые содержат менее 1.5% или менее 1% или даже менее 0.5% воды. В противоположность этому, составы жевательных резинок с высоким содержанием влаги представляют собой составы, которые содержат более 1.5% или более 2%, или даже более 2.5% воды. Основа жевательной резинки, содержащая замещенный полисахарид, согласно данному изобретению может быть использована в жевательных резинках, содержащих сахар, а также в жевательных резинках с низким содержанием сахара или без сахара, которые получены с применением сорбита, маннита, других сахарных спиртов и углеводов, не являющихся сахарами.

Согласно некоторым вариантам замещенный полисахарид может быть единственным компонентом основы жевательных резинок, не растворимой в воде. Согласно другим вариантам замещенный полисахарид или возможные другие эластомеры соединяются с мягчителями, наполнителями, антиоксидантами и другими обычными неэластомерными компонентами основы жевательной резинки. Согласно некоторым вариантам основы жевательных резинок, содержащие замещенный полисахарид, могут быть использованы для замены обычных основ жевательных резинок, которые дополнительно включают растворимые в воде объемообразующие агенты, ароматизатизирующие вещества, высокоинтенсивныеподсластители, красители, фармацевтические или питательные вещества и другие необязательные ингредиенты. Такие жевательные резинки могут быть получены в виде полосок, таблеток, лент, гранул с покрытием или без покрытия, шариков или любой другой желательной формы. Путем частичной или полной замены эластомеров в обычной основе жевательной резинки замещенным полисахаридом можно получить жевательные резинки, приемлемые для потребителей.

Замещенный полисахарид, используемый согласно данному изобретению, придает жевательной резинке текстуру, приемлемую для потребителей. Поскольку замещенный полисахарид имеет жевательные свойства, во многих отношениях похожие на жевательные свойства других эластомеров, основы жевательных резинок, содержащие замещенный полисахарид, позволяют получить жевательные резинки, которые в высшей степени приемлемы для потребителей.

При применении замещенного полисахарида для получения основы жевательной резинки согласно данному изобретению предпочтительно, чтобы этот полисахарид был пластифицирован соответствующим пластификатором для образования эластомерного материала, который в составе основы жевательной резинки имеет достаточную когезию при жевании, чтобы образовать остаток после жевания и иметь жевательные свойства при температуре во рту. Пластификаторы обычно снижают T_g полимера, чтобы придать жевательные свойства остатку при температуре во рту. Подходящие пластифицирующие агенты представляют собой вещества со сравнительно низким молекулярным весом, которые имеют параметр растворимости, похожий на параметр растворимости полимера, поэтому они способны к равномерному смешению с полимером и к снижению T_g смеси до величины, которая ниже температуры стеклования самого полимера. Обычно подходящим пластификатором может быть любой пищевой пластификатор, который смягчает замещенный полисахарид и придает ему жевательные свойства при температуре во рту. Согласно данному изобретению пластификаторами могут быть триацетин, фосфолипиды, такие как лецитин и фосфатидилхолин, триглицериды С₄-С₆ жирных кислот, такие как тригексаноат глицерина, полиглицерин, полирицинолеат, диоктаноат пропиленгликоля, дидеканоат пропиленгликоля, пентакаприлат триглицерина, пентакапрат триглицерина, декаглицерилгексаолеат, декаглицерилдекаолеат, эфиры, полученные из лимонной кислоты и моно- или диглицеридов, полиоксиэтиленсорбитан, такой как РОЕ (80) сорбитанмоноолеат и РОЕ (20) сорбитанмоноолеат.

Жиры, воски и ацетилированные моноглицериды могут усиливать действие подходящих пластификаторов при их введении в состав основ жевательной резинки согласно данному изобретению. Однако жиры и воски сами по себе могут не подходить для применения в качестве единственных пластификаторов в описанных составах.

Не растворимая в воде основа жевательной резинки по изобретению может необязательно содержать обычные эластомеры на основе нефтяных продуктов, такие как стирол-бутадиеновый каучук, изобутилен-изопреновый каучук, полиизобутилен и полиизопрен и может также содержать растворители для эластомеров, такие как терпеновые смолы и эфиры канифоли. Если такие растворители для эластомеров применяются, они могут быть добавлены в любом отношении к замещенному полисахариду при условии их совместимости. Другие возможные ингредиенты включают неорганические наполнители, такие как карбонат кальция и тальк, эмульгаторы, такие как лецитин и моно- и диглицериды, пластичные смолы, такие как поливинилацетат (PVAc), поливиниллаурат и сополимеры винилацетата с виниллауратом, и антиоксиданты.

Согласно данному изобретению типичная основа жевательной резинки включает примерно от 5 до 95% замещенного полисахарида, от 0 до 20% синтетического эластомера, примерно от 0 до 40% по весу растворителя для эластомера, примерно от 1 до 50% наполнителя и примерно от 0 до 35% мягчителя. Кроме того, типичная основа жевательной резинки включает, по меньшей мере, 5% и более, обычно, по меньшей мере, 10% мягчителя и до 35% и более, обычно до 30% мягчителя. Далее, типичная основа жевательной резинки включает от 5 до 40% и более, обычно от 15 до 30%, гидрофильных модификаторов, таких как поливинилацетат. В состав основы жевательной резинки по изобретению могут быть также включены небольшие количества (например, примерно до 1%) вспомогательных ингредиентов, таких как антиоксиданты и т.п.

Согласно одному из вариантов данного изобретения основа жевательной резинки содержит от примерно 4 до примерно 35% наполнителя, от примерно 5 до примерно 35% мягчителя, от примерно 5 до примерно 40% гидрофильного модификатора и, возможно, небольшие количества (около 1% или менее) вспомогательных ингредиентов, таких как антиоксиданты и т.п.

Дополнительные эластомеры могут включать, но без ограничения, полиизобутилен, имеющий средний молекулярный вес равный от примерно 55000 до примерно 510000 Да, сополимер изобутилена с изопреном (бутилкаучук) со средним молекулярным весом равным примерно 500000 Да, полиолефиновые термопластичные эластомеры, такие как сополимер этилена с пропиленом и сополимер этилена с октеном, стирол-бутадиеновые сополимеры с отношением стирол: бутадиен от примерно 1:3 до примерно 3:1 и/или полиизопрен или их комбинации. Натуральные эластомеры, которые также можно вводить в состав основы жевательной резинки, включают йелутонг, лечи каспи, перилло, сорву, массарандубу балата, массарандубу шоколадную, низперо, розиндингу, чикли, гутту-ханг-канг и их комбинации.

Типичная основа жевательной резинки, содержащая замещенный полисахарид, согласно изобретению может обладать комплексной вязкостью, измеряемой для остатка резинки при температуре 37°С, равной от 1×10³ до 1×10⁷ Пз. Было установлено, что основы жевательных резинок, имеющие комплексную вязкость в указанных пределах, обладают приемлемыми жевательными свойствами.

Подходящий замещенный полисахарид, используемый согласно данному изобретению, обычно не имеет сильного нежелательного привкуса (то есть, неприятного вкуса, который нельзя замаскировать) и способен к сочетанию с ароматизирующими веществами, которые обеспечивают приемлемое для потребителей вкусовое ощущение.

Обычно замещенный полисахарид имеет достаточную величину когезии при жевании, и состав жевательной резинки, содержащий такой полимер, образует определенный остаток с приемлемыми для потребителей характеристиками.

Растворители, которые обычно можно применять для эластомеров, полученных на основе нефтяных продуктов, согласно данному изобретению включают, но без ограничения, природные эфиры канифоли, часто называемые эфирными камедями, такие как глицериновые эфиры частично гидрированной канифоли, глицериновые эфиры полимеризованной канифоли, глицериновые эфиры частично или полностью димеризованной канифоли, глицериновые эфиры канифоли, пентаэритритовые эфиры частично гидрированной канифоли, метиловые и частично гидрированные метиловые эфиры канифоли, пентаэритритовые эфиры канифоли, глицериновые эфиры экстракционной канифоли, глицериновые эфиры живичной канифоли, синтетические вещества, такие как терпеновые смолы, полученные из альфа-пинена, бета-пинена и/или d-лимонена и любые подходящие их комбинации. Выбор предпочтительных растворителей в значительной степени зависит от конкретного назначения и вида эластомера, который был использован. Предпочтительная основа жевательной резинки согласно данному изобретению содержит от 1 до 40% растворителя для эластомера.

Основа жевательной резинки может также содержать пластичные полимеры. Они включают поливинилацетат со средним молекулярным весом (определенным методом GPC, гель-проникающей хроматографии) равным от примерно 2000 до примерно 200000 Да, полиэтилен, сополимер винилацетата с виниллауратом, содержащий от примерно 5 до примерно 50% виниллаурата, и их комбинации. Предпочтительно, величина среднего молекулярного веса (GPC) поливинилацетата составляет величину между 8000 Да и 100000 Да.

Кроме того, основа жевательной резинки может включать наполнители, текстуризаторы и мягчители/эмульгаторы. Мягчители (включая эмульгаторы) добавляют к жевательной резинке для оптимизации жевательных свойств и ощущения во рту.

Обычно применяемые мягчители/эмульгаторы включают талловое масло, гидрированное талловое масло, гидрированные и частично гидрированные растительные масла, масло какао, моно- и диглицериды, такие как глицерилмоностеарат, ацетилированные моно- и диглицериды, триацетат глицерина, лецитин, парафиновый воск, микрокристаллический воск, натуральные воски и их комбинации. Лецитин и ацетилированные моно- и диглицериды действуют также как эмульгаторы для улучшения совместимости различных компонентов основы жевательной резинки. Предпочтительная основа жевательной резинки может согласно данному изобретению содержать от 1 до 20% по весу эмульгатора. Воск предпочтительно имеет температуру плавления равную, по меньшей мере, 80°С. Предпочтительная основа жевательной резинки может также содержать от 1 до 40% по весу жира. Предпочтительные жиры включают гидрированное соевое масло, частично гидрированное соевое масло, гидрированное масло хлопковых семян, гидрированное пальмовое масло, частично гидрированное пальмовое масло, гидрированные растительные масла, частично гидрированные растительные масла и их смеси.

Наполнители/текстуризаторы представляют собой неорганические не растворимые в воде порошки, такие как карбонаты магния и кальция, измельченный известняк, силикаты, такие как силикаты магния и алюминия, глина, оксид алюминия, тальк, оксид титана, моно-, ди- и трикальцийфосфат и сульфат кальция. Нерастворимые органические наполнители, включающие различные виды целлюлозных материалов, такие как древесные материалы, а также любые их комбинации также могут быть использованы. Предпочтительная основа жевательной резинки согласно данному изобретению содержит от 1 до 50% наполнителя и, более предпочтительно, от 15 до 40% наполнителя.

Выбор различных компонентов основ жевательных резинок или составов самих жевательных резинок диктуется обычно факторами, включающими, например, желательные свойства (например, физические (ощущение во рту), вкус, запах и т.п.) и/или требования регулирующих органов (например, получение пищевого продукта, применение пищевых компонентов, таких как компоненты, одобренные как пищевые масла, таких как растительные масла).

Красящие вещества и отбеливатели могут включать красители и лаки FD&C-типа, фруктовые и растительные экстракты, диоксид титана и их комбинации.

Для предотвращения окисления жиров, масел и эластомеров в основе жевательной резинки можно применять антиокислители, такие как ВНА, ВНТ, токоферолы, пропилгаллат и другие пищевые антиоксиданты.

Жевательная резинка согласно данному изобретению обычно содержит от примерно 5 до примерно 95% основы, не растворимой в воде, обычно жевательная резинка согласно данному изобретению содержит от 10 до примерно 50% основы и согласно некоторым предпочтительным вариантам она содержит от 20 до примерно 45% основы жевательной резинки.

В добавление к не растворимой в воде основе жевательной резинки типичная жевательная резинка включает водорастворимую объемообразующую часть (или объемообразующий агент) и одно или более ароматизирующих веществ. Водорастворимая часть может включать высокоинтенсивные подсластители, связующие, ароматизирующие вещества (которые могут быть не растворимыми в воде), водорастворимые мягчители, эмульгаторы для полимеров, красящие вещества, подкислители, наполнители, антиоксиданты и другие компоненты, которые придают желательные свойства.

Растворимые в воде мягчители, которые также известны как водорастворимые пластификаторы и пластифицирующие агенты, обычно составляют от примерно 0.5 до примерно 15% от веса жевательной резинки. Растворимые в воде мягчители могут включать глицерин, лецитин и их комбинации. В качестве мягчителей и связующих агентов в составе жевательной резинки можно использовать водные растворы подсластителей, такие как сорбит, гидрированные гидролизаты крахмала (HSH), кукурузный сироп и их комбинации.

В жевательных резинках согласно данному изобретению объемообразующий агент или объемообразующий подсластитель применяется для придания продукту сладкого вкуса, объема и текстуры. Типичные объемообразующие агенты включают сахара, сахарные спирты и их комбинации. Количество объемообразующих агентов обычно равно от примерно 5 до примерно 95% от веса жевательный резинки, предпочтительнее, от примерно 20 до примерно 80% и, еще более предпочтительнее, от примерно 30 до примерно 70% от веса жевательный резинки. Объемообразующие подсластители обычно включают сахарид, содержащий компоненты, применяемые в области изготовления жевательных резинок, включая, но без ограничения, сахарозу, декстрозу, мальтозу, декстрин, высушенный инвертный сахар, фруктозу, левулозу, галактозу, твердые вещества кукурузного сиропа и т.п., в отдельности или в комбинации.

В жевательных резинках, не содержащих сахара, сахарные спирты, такие как сорбит, мальтит, эритрит, изомальт, маннит, ксилит и их комбинации заменяют объемообразующие подсластители. Может быть использована комбинация сахарных и не содержащих сахара объемообразующих агентов.

В добавление к упомянутым выше объемообразующим подсластителям жевательные резинки обычно содержат связующее/мягчитель в виде сиропа или раствора Сахаров и/или сахарных спиртов с высоким содержанием твердых веществ. В случае жевательных резинок, содержащих сахар, наиболее часто применяют кукурузные сиропы и сиропы декстрозы (которые содержат декстрозу и значительные количества высших сахаридов). Эти сиропы включают сиропы с различным уровнем DE, включая сиропы с высоким содержанием мальтозы и сиропы с высоким содержанием фруктозы. В случае бессахарных продуктов обычно используются растворы сахарных спиртов, включая растворы сорбита и сиропы с гидрированным гидролизатом крахмала. Можно использовать также такие сиропы, которые описаны в патенте США № 5,651,936 и в опубликованной заявке США на патент № 2004/234648, которые включены в данную заявку посредством отсылки. Такие сиропы смягчают жевание первоначального продукта, уменьшают окрашиваемость и хрупкость и повышают гибкость полосок и таблеток жевательной резинки. Они также могут контролировать увеличение содержания или потерю влаги обеспечивать нужную степень сладости в зависимости от вида выбранного сиропа.

В случае сиропов и других водных растворов обычно желательно использовать минимальное практическое содержание воды в растворе, которое необходимо для поддержания свободной текучести сиропа при приемлемых температурах процесса. Это содержание в таких сиропах и растворах следует регулировать для ограничения общей влаги в жевательной резинке до величины менее 3%, предпочтительно, менее 2% и, наиболее предпочтительно, до величины менее 1%,

Высокоинтенсивные подсластители могут также применяться в комбинации с описанными выше подсластителями. Предпочтительные подсластители включают, но без ограничения, сахарозу, аспартам, соли ацесульфама, алитам, неотам, сахарин и его соли, цикламовую кислоту и ее соли, глицирризин, стевию и соединения на основе стевии, такие как ребаудиозид А, дигидрохальконы, тауматин, монеллин, луо-хан-гуо, стевию и т.п., в отдельности или в комбинации. Для того, чтобы обеспечить длительное сохранение сладости и вкуса, может быть желательно инкапсулировать высокоинтенсивный подсластитель или регулировать высвобождение, по меньшей мере, части высокоинтенсивного подсластителя. Такие методы достижения желательного высвобождения включают мокрое гранулирование в присутствии восков, сушку при распылении, охлаждение распылением, покрытие в псевдоожиженном слое, коацервацию и экструзию волокон.

Количество используемого высокоинтенсивного подсластителя в значительной степени будет зависеть от таких факторов, как активность подсластителя, скорость высвобождения, желательная степень сладости продукта, количества и вида ароматизирующего вещества и экономических соображений. В общем, количество высокоинтенсивного подсластителя может меняться от 0.02 до примерно 8%. Когда применяются носители для инкапсулирования, количество инкапсулированного подсластителя будет пропорционально больше. Предпочтительный состав жевательной резинки может содержать, по меньшей мере, один компонент из инкапсулированного ароматизатора и инкапсулированного подсластителя.

В составе жевательной резинки можно также использовать комбинации сахарных подсластителей и подсластителей, не содержащих сахара. Кроме того, дополнительную сладость может также придавать мягчитель, например, как это имеет место в случае водных растворов сахара или алдитола.

Если желательно изготовить низкокалорийную резинку, можно применять низкокалорийный объемообразующий агент. Примеры таких низкокалорийных объемообразующих агентов включают полидекстрозу, рафтилозу, рафтилин, фруктоолигосахариды (NutraFlora); олигосахариды палатинозы, гидролизат гуаровой смолы (Sun Fiber); или неусвояемый декстрин (Fibersol). Однако можно применять и другие низкокалорийные объемообразующие агенты. Кроме того, калорийность жевательной резинки может быть снижена путем увеличения относительного количества основы жевательной резинки при уменьшении содержания калорийных подсластителей в продукте. Это может быть сделано при сопутствующем уменьшении веса жевательной резинки или без этого.

Согласно данному изобретению могут быть использованы различные ароматизирующие агенты. Ароматизатор можно применять в количествах от примерно 0.1 до примерно 10% от веса резинки и, предпочтительно, от примерно 0.2 до примерно 5%. Ароматизирующие вещества могут включать эфирные масла, синтетические ароматизаторы или их смеси, в том числе, но без ограничения, масла, полученные из растений и фруктов, такие как масла из цитрусовых, фруктовые эссенции, масло перечной мяты, масло из кудрявой мяты, другие мятные масла, гвоздичное масло, винтергриновое масло, анисовое масло и т.п. Можно также использовать искусственные ароматизирующие агенты и компоненты. Натуральные и искусственные компоненты могут комбинироваться любым образом с учетом ощущаемости вкуса.

В состав жевательной резинки могут также включаться органолептические вещества, которые придают ощущаемое пощипывание или термическое реагирование при жевании, такое как эффект охлаждения или нагрева. Такие компоненты среди прочих включают циклические и ациклические карбоксамиды, производные ментола и капсаицина. Для придания кислотности могут быть введены подкислители.

В дополнение к типичным компонентам жевательной резинки жевательные резинки согласно данному изобретению могут включать такие агенты как активные вещества для сохранения здоровья зубов, в том числе минералы, питательные добавки, такие как витамины, активные вещества, улучшающие здоровье, такие как антиоксиданты, например, ресвератрол, стимулянты, такие как кофеин, медицинские добавки и другие добавки подобного типа. Такие активные агенты могут добавляться сами по себе или как инкапсулированные известными методами для пролонгирования высвобождения и/или предотвращения разложения. Активные вещества могут быть добавлены в покрытия, в соединения для раскатывания резинок и в жидкие или порошковые наполнители, если они также вводятся.

Может быть желательно добавлять компоненты к составу резинки или к составу основы жевательной резинки, что способствует разложению остатка от резинки после окончания его жевания и выбрасывания.

Данное изобретение предусматривает различные способы изготовления жевательной резинки, включая периодическое смешение, непрерывное смешение и таблетирование.

Жевательная резинка обычно получается путем последовательного добавления различных ингредиентов жевательной резинки в промышленные смесители, известные из уровня техники. После тщательного перемешивания этих ингредиентов масса жевательной резинки выгружается из смесителя и формуется с получением желательных изделий, например, раскатывается в листы и разрезается на полоски, таблетки и гранулы или экструдируется и разрезается на кусочки.

Обычно ингредиенты жевательной резинки смешиваются при первоначальном размягчении или плавлении основы жевательной резинки и затем добавляются в работающий смеситель. Или же можно размягчить основу жевательной резинки или расплавить ее в смесителе. В это время можно добавить красящие вещества и эмульгаторы.

Затем следующим может быть добавлен мягчитель жевательной резинки вместе с частью объемообразующей порции. Далее, части объемообразующей порции могут быть введены в смеситель. Ароматизирующие агенты обычно добавляют с последней частью объемообразующей порции.

Весь процесс смешения обычно занимает от примерно пятнадцати минут до примерно двадцати минут, хотя иногда требуется более длительное смешение.

Конечно, возможны различные варианты процессов смешения основы жевательной резинки и самой жевательной резинки.

После смешения массу жевательной резинки подвергают формованию, например, путем раскатывания или экструдирования для получения нужной формы, такой как полоски, таблетки, кусочки или гранулы. Продукт может содержать наполнитель (например, жидкий сироп или порошок) и/или на полученное изделие может быть нанесено известными методами покрытие, например, на основе твердого сахара или сахарного спирта.

После формования и необязательного наполнения и/или нанесения покрытия полученный продукт обычно упаковывают в соответствующие упаковочные материалы. Цель упаковки состоит в сохранении чистоты продукта, защите его от воздействия окружающей среды, например, кислорода, влаги и света, а также в облегчении распространения и розничной продажи готового продукта.

ПРИМЕРЫ

Следующие ниже примеры приводятся для иллюстрации, но не для ограничения данного изобретения, объем которого определяется прилагаемой формулой изобретения. Все количества указаны в весовых процентах.

ХИМИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ СМОЛЫ БОБОВ РОЖКОВОГО ДЕРЕВА

Смола бобов рожкового дерева состоит из высокомолекулярных гидроколлоидных полисахаридов, состоящих из звеньев галактозы и маннозы, соединенных гликозидными связями, которые могут быть описаны как галактоманнаны. В смоле бобов рожкового дерева галактоманнаны имеют молекулярный вес равный 330000±30,000. Галактоманнаны имеют следующую формулу:

Смолу бобов рожкового дерева этерифицировали уксусным ангидридом, гептаноилхлоридом, деканоилхлоридом и лауроилхлоридом с получением Ac-LBG, НС-LBG, DC-LBG и LC-LBG, соответственно.

Реакция протекает следующим образом:

RCOC1+R’OH→RC0₂R’+HCl

Ac-LBG при комнатной температуре представляет собой порошок. HC-LBG и DC-LBG эластичны в некоторой степени и LC-LBG обладает выраженной эластичностью при комнатной температуре. Как ожидалось, Ac-LBG, HC-LBG, DC-LBG и LC-LBG все имели превосходную гидрофобность и могут быть расплавлены. Температура плавления уменьшалась с увеличением длины цепи ацилирующего агента, а именно, величины температуры плавления располагались в следующем порядке: Ac-LBG>HC-LBG>DC-LBG>LC-LBG. Оказалось, что эластичность также увеличивалась с увеличением длины цепи ацилирующего агента, то есть величины эластичности располагались в следующем порядке:Ac-LBG<HC-LBG<DC-LBG<LC-LBG.

Следует отметить, что, как оказалось, температура плавления и эластичность в значительной степени зависят от степени замещения, об этом свидетельствует то, что продукты, полученные в результате двойной этерификации имели более низкую температуру плавления и были более эластичными, чем продукты, полученные в результате одностадийной этерификации. Образцы смолы бобов рожкового дерева подвергались различным реакциям этерификации для получения продуктов, используемых для получения основы жевательной резинки. Условия реакции для некоторых из этих продуктов перечислены ниже и в Таблице 3.

РЕАКЦИИ ХИМИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИИ - ПЕРВАЯ ЭТЕРИФИКАЦИЯ:

Смолу бобов рожкового дерева, галактоманнан (бледно-желтый твердый порошок, 30.55 г) сушили в течение ночи в печке при температуре 103°С для удаления влаги. Сухую смолу бобов рожкового дерева (вес сухого продукта был равен 26.7 г, 495 ммол), ДМФ (DMF) (100 мл, высушен над молекулярным ситом до применения) и пиридин (82 мл, высушен над молекулярным ситом до применения) добавляли в круглодонную колбу объемом 500 мл, снабженную конденсатором и магнитной мешалкой. Смесь нагревали до 80°С (на масляной бане) и перемешивали в течение 25 мин. Удаляли источник тепла и охлаждали полученную смесь бледно-желтого цвета до комнатной температуры.

К полученной дисперсии по каплям добавляли лауроилхлорид (166.0 г) из воронки с выравниванием давлений при энергичном перемешивании в течение 45 мин при комнатной температуре. После окончания добавления полученную дисперсию коричневого цвета нагревали до 80°С (на масляной бане) и перемешивали еще в течение 63 ч. Удаляли источник тепла и охлаждали полученную смесь темно-коричневого цвета до комнатной температуры и затем выливали при энергичном перемешивании в 500 мл воды, затем отфильтровывали с получением темной мягкой "пасты".

Полученный сырой продукт смешивали с 450 мл хлороформа и перемешивали эту смесь при комнатной температуре в течение 15 мин с получением темно-коричневого полужидкого продукта, который затем при энергичном перемешивании выливали в 500 мл метанола. Перемешивание продолжали еще в течение 20 мин. Полученную смесь черного цвета отфильтровывали, и остаток промывали 300 мл МеОН и снова отфильтровывали с получением гибкого продукта (вес мокрого продукта равнялся 128.5 г).

Сырой продукт смешивали с 450 мл хлороформа. Эту смесь перемешивали при комнатной температуре в течение часа и дважды промывали водой (2×500 мл). Затем собирали слой CHCl₃ и выливали его в 500 мл МеОН, отфильтровывали, получая желтовато-оранжевый мягкий эластичный шарик, который затем высушивали в печке при температуре 50°С в течение 1 ч и в течение ночи под вакуумом, соответственно, получая 51.4 г (сухой вес) желтовато-оранжевого эластичного слегка липкого продукта.

ВТОРАЯ ЭТЕРИФИКАЦИЯ

Некоторую часть лаурата смолы бобов рожкового дерева, полученного на первой стадии, сушили в печке при температуре 103°С в течение 2 ч для удаления влаги. Высушенный образец (43.8 г), хлороформ (80 мл), DMF (160 мл, высушенный перед применением над молекулярным ситом) и пиридин (50 мл, высушенный перед применением над молекулярным ситом) добавляли по очереди в круглодонную колбу объемом 500 мл, снабженную конденсатором и магнитной мешалкой. Смесь нагревали до 65°С (на масляной бане) с получением коричневого раствора с желтой дисперсией. Удаляли источник тепла и охлаждали полученную смесь до комнатной температуры и по каплям добавляли лауроилхлорид из воронки с выравниванием давлений при энергичном перемешивании в течение часа при комнатной температуре. После окончания добавления полученную дисперсию темно-коричневого цвета нагревали до 65°С (на масляной бане) и перемешивали еще в течение 71 ч. Удаляли источник тепла и охлаждали полученную смесь до комнатной температуры с последующим добавлением 300 мл метанола при энергичном перемешивании. Полученную смесь отфильтровывали с получением 117.3 г (вес мокрого продукта) коричневого (местами желтого) слегка эластичного липкого комка, который смешивали с 500 мл хлороформа. Смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 2 дн, получая темно-коричневый раствор с некоторым количеством дисперсии.

Эту смесь промывали четыре раза водой (4×400 мл), затем собирали слой CHCl₃ и выливали его в 500 мл МеОН с последующей декантацией с получением желтого слегка липкого мягкого комка, который затем высушивали в печке при 50°С в течение 1 ч и ночью под вакуумом, соответственно с образованием 61.6 г (сухой вес) коричневого, довольно эластичного липкого комка. Некоторые из образцов, которые обрабатывали на этой второй стадии, перечислены в Таблице 4 ниже.

¹ Данные получены для влажного продукта, за исключением образцов, отмеченных звездочками.

Образец №6 смолы плодов рожкового дерева (LLBG), дважды обработанной лауроилхлоридом, представлял собой мягкую светло-коричневую матрицу и его оценивали как продукт для основы жевательной резинки. В следующем Примере 1 готовили основу жевательной резинки порциями по 60 г с использованием смесителя марки Haake и ножевого валика работающего со скоростью 42 об/мин при температуре 120°С, способом, описанным в Таблице 5.

Описанная выше основа жевательной резинки была использована в Примере 2 для получения жевательной резинки с применением ингредиентов, указанных в следующей Таблице, смесителя марки Haake с сигмообразной лопастной мешалкой, вращающейся со скоростью 42 об/мин при температуре 55°С, при этом применяли ингредиенты и время добавления, указанные в Таблице 6.

На Фигурах 1 и 2 показаны величины комплексной вязкости и тангенса дельта для образца № 6 замещенного полисахарида, соответственно, при различных температурах в сравнении с бутилкаучуком, стирол-бутадиеновым каучуком и полиизобутиленом. Величина комплексной вязкости (в пуазах (Р)) является характеристикой, подходящей для сравнения полимеров, предназначаемых для применения в составах основ жевательных резинок. Комплексная вязкость представляет собой величину суммарного модуля, деленную на угловую частоту. Суммарный модуль характеризует суммарное сопротивление деформации материала независимо от того, является ли эта деформация обратимой (эластичной) или необратимой (вязкой). Тангенс дельта является отношением модуля механических потерь при сдвиге к динамическому модулю упругости. Образец замещенного полисахарида имеет комплексную вязкость, похожую на этот показатель для полиизобутилена при температурах изготовления основы жевательной резинки. Эти результаты определений получены при следующих условиях:

ПРИБОР: реометрический динамический анализатор (Rheometric Dynamic Analyzer) RDA III.

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ #1: взвешивали 1.5 г образца полимера и получали из него диск толщиной > 2 мм; тип геометрии = параллельные пластины5 (ParaPlate); диаметр = 25.0 мм; метод испытания = определение динамической температуры (с изгибом) (DTempSwp); деформация = 0.5%; температура = -20-120°С; частота = 10 рад/с.

На Фигуре 3 показаны величины комплексной вязкости при различных температурах основы жевательной резинки по Примеру 1 в сравнении с основой жевательной резинки, используемой в коммерческих жевательных резинках. Данные испытаний были получены с применением метода #1, описанного выше. для определения комплексной вязкости образцов замещенного полисахарида. Реологические свойства основы жевательной резинки по Примеру 1, полученной с использованием замещенного полисахарида, имели профиль комплексной вязкости, похожий на профиль комплексной вязкости основы коммерческой жевательной резинки.

Жевательную резинку по Примеру 2 разминали под водой для имитации жевания и получали остаток жевательной резинки. При этом использовали ультразвуковую водяную баню с перемешиванием ультразвуком в течение 10 мин с последующим разминанием резинки пальцами под струей свежей воды, эти циклы повторяли в течение одного часа. Определяли четыре реологических свойства остатка жевательной резинки по Примеру 2 и сравнивали эти реологические свойства с аналогичными свойствами остатков трех коммерческих жевательных резинок. Такими свойствами были: (1) вязкость - сопротивление жидкости течению, в условиях сдвига вязкость характеризуется отношением сдвигового напряжения к получаемой скорости сдвига, выражается в пуазах; (2) динамический модуль упругости (G’, выражается в дин/см²) - вклад эластичного поведения (похожего на поведение твердого образца) в суммарный модуль; (3) модуль механических потерь при сдвиге (G", выражается в дин/см²) - вклад вязкого поведения (похожего на поведение жидкости) в суммарный модуль; и Tan δ (тангенс дельта) - тангенс фазового угла - отношение модуля механических потерь при сдвиге к динамическому модулю упругости и полезный индикатор наличия и степени эластичности жидкости, относительная степень демпфирования материала, индикатор того, как эффективно материал теряет энергию на молекулярные перестройки и внутренне трение.

Эти свойства были определены при следующих условиях:

ПРИБОР: реометрический динамический анализатор (Rheometric Dynamic Analyzer) RDA III.

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ #2: взвешивали 1.5 г образца полимера и получали из него диск толщиной > 2 мм; тип геометрии = параллельные пластиныз (ParaPlate); диаметр = 25.0 мм; метод испытания = определение динамической температуры (с изгибом) (DTempSwp); деформация = 0.5%; температура = 37°С; частота = 0.1-100 рад/с.

Результаты определения показаны на Фигуре 4. На таких паукообразных диаграммах центр диаграммы представляет величину 1×10⁴, а каждая следующая дальше линия соответствует величине в 10 раз превышающей величину предыдущей точки или линии. (Величина Tan δ показана умноженной на 1×10⁵, чтобы на паукообразной диаграмме был один и тот же масштаб). На Фигуре 4 "максимум" and минимум" представляют величины максимальных и минимальных значений четырех реологических свойств трех коммерческих продуктов. Даже хотя ни один коммерческий продукт не имел все максимальные или все минимальные значения, полезно сравнить остаток данного образца резинки с составными максимальными и минимальными величинами составов трех коммерческих жевательных резинок.

Из графиков на Фигурах 1 и 2 можно видеть, что смола бобов рожкового дерева с введенными лауроильными группами (FFBG) характеризуется резким изменением температурного поведения по сравнению с обычными каучуками, использованными в составе основы жевательной резинки. При температуре 37°С образец FFBG тверже, чем обычные каучуки, используемые в составе основы жевательных резинок. Эта смола имеет температуру стеклования равную 45°С. Из диаграммы на Фигуре 3 можно видеть, что основа жевательной резинки по Примеру 1, содержащая FFBG, характеризуется переходом в эластичное состояние, похожим на такой переход основы коммерческих резинок, и она может быть обработана при температуре, которая применяется в настоящее время для основ жевательных резинок. Диаграмма на Фигуре 4 показывает, что профиль реологии жевательной резинки по Примеру 2, содержащей FFBG, находится в границах, характерных для всех четырех свойств остатков коммерческих резинок, описанных выше. Таким образом, FFBG представляет собой эластомер, который может быть использован в качестве эластомера для основы жевательной резинки. Результаты описанных определений показали, что основа жевательной резинки, изготовленная из замещенного полисахарида, может вести себя как основа коммерческой жевательной резинки, особенно в случае замены бутилкаучука.

Дополнительные примеры основ жевательных резинок, которые могут быть получены с использованием смолы бобов рожкового дерева с лауроильными группами, приведены ниже в Таблице 7.

Следует отметить, что различные изменения и модификации описанных в данной заявке предпочтительных вариантов будут очевидными для специалистов в данной области. Такие изменения и модификации можно произвести, не выходя за рамки и замысел данного изобретения без умаления его преимуществ. Следовательно, подразумевается, что такие изменения и модификации охвачены прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Основа жевательной резинки содержит приемлемые для употребления в пищу замещенные разветвленные полисахариды. При этом заместители в сахаридных единицах полисахаридов обеспечивают степень замещения, равную по меньшей мере 1.0. Полисахариды имеют разветвления со средней длиной от 1 до 15 сахаридных единиц на одно разветвление. Также предложены другие варианты основы жевательной резинки. Изобретение позволяет получить основу жевательной резинки на основе полисахаридов с приемлемыми реологическими свойствами. 5 н. и 23 з.п. ф-лы, 7 табл., 4 ил., 2 пр.

1. Основа жевательной резинки, содержащая приемлемые для употребления в пищу замещенные разветвленные полисахариды, при этом:

а) заместители в сахаридных единицах полисахаридов обеспечивают степень замещения, равную по меньшей мере 1.0, и

б) полисахариды имеют разветвления со средней длиной, составляющей от 1 до 15 сахаридных единиц на одно разветвление.

2. Основа жевательной резинки, содержащая приемлемые для употребления в пищу замещенные полисахариды, в которой полисахариды по существу состоят из связанных сахаридных единиц, выбранных из группы, состоящей из аллозы, альтрозы, маннозы, гулозы, идозы, галактозы, 3,6-ангидрогалактозы, сульфированной 3,6-ангидрогалактозы, глюкуроновой кислоты, 4-о-метилглюкуроновой кислоты, эфиров галактуроновой кислоты, маннуроновой кислоты, галактуроновой кислоты и ее эфиров, альдобиоуроновой кислоты, фукозы, рамнозы, сульфированной галактозы, арабинозы, ксилозы, талозы, ацилзамещенной глюкозы, 2-ацетамидо-2-дезоксилглюкозы, фруктозы, лактозы и их производных и комбинаций, и в которой заместители в сахаридных единицах полисахаридов обеспечивают степень замещения, равную по меньшей мере 1.0.

3. Основа жевательной резинки по п. 2, в которой замещенные полисахариды представляют собой галактоманнаны.

4. Основа жевательной резинки по п. 3, в которой галактоманнаны содержат повторяющуюся цепь единиц маннозы со звеньями галактозы, присоединенными к каждой четвертой единице маннозы.

5. Основа жевательной резинки, содержащая приемлемые для употребления в пищу замещенные полисахариды, в которой:

а) полисахариды выбраны из группы, состоящей из альгината, каррагинана, фурцелларана, гуаровой смолы, агара, гуммиарабика, смолы гхатти, смолы карайи, трагакантовой смолы, смолы бобов рожкового дерева, пектина, смолы тамаринда, ксантановой смолы, арабиноксилана, ксилоглюкана, смолы тары, зернового β-глюкана, конжак-маннана, курдлана, геллановой смолы, пуллулана, склероглюкана, алтернана, элсинана, левана, декстрана, хитина, хитозана и их комбинаций; и

б) заместители в сахаридных единицах полисахаридов обеспечивают степень замещения, равную по меньшей мере 1.0.

6. Основа жевательной резинки по п. 5, в которой полисахарид выбран из группы, состоящей из гуммиарабика, гуаровой смолы, смолы бобов рожкового дерева, целлюлозы, ксантановой смолы, курдлана, ксилоглюкана, пуллулана, хитина, хитозана и их комбинаций.

7. Основа жевательной резинки по п. 5, в которой полисахарид представляет собой смолу бобов рожкового дерева.

8. Основа жевательной резинки, содержащая приемлемые для употребления в пищу замещенные полисахариды, в которой полисахариды состоят из сахаридных единиц, связанных друг с другом гликозидными связями и в которой гликозидные связи в полисахаридах включают преимущественно гликозидные связи, выбранные из группы, состоящей из β-1,3-связей, β-1,2-связей, α-1,2-связей, β-1,5-связей, α-1,6-связей, α-1,3-связей, α-1,5-связей, β-1,6-связей и их комбинаций, и заместители в сахаридных единицах полисахаридов обеспечивают степень замещения, равную по меньшей мере 1.0.

9. Основа жевательной резинки по п. 8, в которой полисахарид получен путем ферментации.

10. Основа жевательной резинки по п. 8, в которой полисахарид получен путем микробиологической ферментации.

11. Основа жевательной резинки по п. 8, в которой заместители выбраны из группы, состоящей из алкила, арила, алкенила, алкинила, карбонила, карбонатной группы, сложноэфирной группы, перокси, эфирной группы, гемиацетальной группы, гемикетальной группы, ацетальной группы, кетальной группы, ортоэфирной группы, ортокарбонатной группы, карбоксамидной группы, первичной аминогруппы, вторичной аминогруппы, третичной аминогруппы, первичной кетиминной группы, вторичной кетиминной группы, первичной альдиминной группы, вторичной альдиминной группы, имидной группы, азогруппы, сульфидной группы, дисульфидной группы, сульфинильной группы, сульфонильной группы, тиокислотной группы, фосфиновой группы, фосфатной группы и их комбинаций.

12. Основа жевательной резинки по п. 8, в которой заместители выбраны из группы, состоящей из алкиловых сложных эфиров жирных кислот, алкиловых простых эфиров жирных кислот и их комбинаций.

13. Основа жевательной резинки по п. 8, в которой заместители являются алкиловыми сложными эфирами жирных кислот, которые содержат между 6 и 20 атомами углерода.

14. Основа жевательной резинки по п. 13, в которой алкиловые сложные эфиры жирных кислот содержат лауроильные цепи.

15. Основа жевательной резинки по п. 8, в которой полисахариды имеют степень замещения, равную по меньшей мере 1.5.

16. Основа жевательной резинки по п. 8, в которой полисахариды имеют степень замещения, равную по меньшей мере 1.8.

17. Основа жевательной резинки по п. 8, в которой полисахариды имеют степень замещения, равную по меньшей мере 2.0.

18. Основа жевательной резинки по п. 8, в которой замещенные полисахариды имеют молекулярный вес более 10000 Да.

19. Основа жевательной резинки по п. 8, которая содержит от 5 до 95% замещенных полисахаридов в расчете на вес основы жевательной резинки.

20. Основа жевательной резинки по п. 8, которая содержит от 1 до 50% по весу по меньшей мере одного полимера, отличающегося от замещенных полисахаридов.

21. Основа жевательной резинки по п. 20, в которой по меньшей мере один полимер, отличающийся от замещенных полисахаридов, выбран из группы, состоящей из сополимера изобутилена с изопреном (бутилкаучука), стирол-бутадиенового каучука, поливинилацетата, полиэтилена и их комбинаций.

22. Основа жевательной резинки по п. 8, которая содержит также от 1 до 20% по весу эмульгатора.

23. Основа жевательной резинки по п. 8, которая содержит также от 1 до 30% по весу воска.

24. Основа жевательной резинки по п. 8, которая содержит также от 1 до 50% по весу наполнителя.

25. Основа жевательной резинки по п. 8, которая содержит также от 1 до 40% по весу жира.

26. Основа жевательной резинки по п. 25, в которой жир выбран из группы, состоящей из гидрированного соевого масла, частично гидрированного соевого масла, гидрированного хлопкового масла, частично гидрированного хлопкового масла, гидрированного пальмового масла, частично гидрированного пальмового масла, гидрированного растительного масла, частично гидрированного растительного масла и их комбинаций.

27. Состав жевательной резинки, содержащий по меньшей мере один подсластитель, по меньшей мере один ароматизирующий агент и основу жевательной резинки по п. 8.

28. Состав жевательной резинки по п. 27, содержащий 5-95% основы жевательной резинки и 5-95% углеводного объемообразующего агента.