ЖЕВАТЕЛЬНАЯ РЕЗИНКА И ЖЕВАТЕЛЬНЫЕ ОСНОВЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ЭЛАСТОМЕРЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ ИЗ ИСТОЧНИКОВ ПИЩЕВЫХ МАСЕЛ
CHEWING GUM AND CHEWING BASES CONTAINING ELASTOMERS OBTAINED FROM FOOD OILS SOURCES

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
[0001]
Настоящее изобретение относится к жевательным резинкам и основам жевательных резинок. Более конкретно настоящее изобретение относится к улучшенным составам для основ жевательных резинок и жевательным резинкам, содержащим эластомеры, синтезированные путем полимеризации эпоксидированного пищевого масла с полифункциональным нуклеофилом, таким как карбоновая кислота, ангидрид, спирт, амин, аминокислота, оксикарбоновая кислота и вещества со смесями вышеуказанных функциональных групп (карбоновая кислота, гидроксил, амино).
[0002]
Основные компоненты жевательной резинки обычно представляют собой нерастворимую в воде часть жевательной основы и растворимую в воде часть-наполнитель, обычно содержащую наполнитель вместе с небольшими количествами вторичных компонентов, таких как ароматизаторы, красители, растворимые в воде размягчающие добавки, эмульгаторы-камеди, подкислители и ощущаемые вещества. Обычно растворимая в воде часть, ощущаемые вещества и ароматизаторы разлагаются при жевании, а жевательная основа остается во рту во время жевания.
[0003]
Нерастворимая в воде жевательная основа обычно содержит эластомеры, растворители эластомеров, размягчающие добавки/эмульгаторы (например, жиры, масла, воски, моно- и диглицериды) и наполнители. Эластомеры, обычно используемые в жевательных основах, представляют собой синтетические эластомеры, такие как полиизобутилен, сополимеры изобутилена и изопрена («бутилкаучук»), обычные сополимеры бутадиена и стирола, полиизопрен и их комбинации Также можно использовать природные эластомеры, такие как натуральные каучуки.
[0004]
Поскольку эластомер является важным функциональным компонентом жевательной основы, свойства таких эластомеров имеют сильное влияние на свойства композиции жевательной резинки, в частности в отношении таких свойств, которые важны для принятия потребителем. Среди свойств, важных для потребителей, находятся запах, вкус, жевательные свойства и комплексное ощущение во рту вкуса, запаха, фактуры и консистенции, включая способность композиции резинки образовывать жвачку при жевании. Кроме того, физические свойства эластомера влияют на обрабатываемость жевательной основы и состава жевательной резинки, содержащего жевательную основу.
[0005]
Жевательные резинки изначально составляли из природных камедей, главным образом джелутонга и чикла, которые получали путем надреза каучуковых деревьев в тропических лесах. Из-за колеблющихся поставки и цены натуральных продуктов и повышающегося спроса на продукционные жевательные резинки эти каучуки в значительно степени заменили на синтетические эластомеры. Эластомер, наиболее широко используемый в настоящее время в жевательной резинке, представляет собой бутилкаучук из-за принятия потребителями свойств получаемой продукционной жевательной резинки при разжевывании и отсутствия неприемлемого запаха или вкуса, связанного с бутилкаучуком. Полиизобутилен (PIB) является другим эластомером, часто используемым в жевательных основах. Низкомолекулярный (вязкостное среднее ниже 100000) PIB улучшает совместимость компонентов основы, модифицирует эластичность и смягчает жевательные свойства жевательных основ, в которые его добавляют. Однако его обычно не используют в качестве единственного эластомера в составе жевательной основы. Высокомолекулярный (вязкостное среднее по меньшей мере 100000) PIB работает схоже с бутилкаучуком, но его использование менее принято. Каучук на основе сополимера бутадиена и стирола (SBR) использовали успешно в качестве эластомера в резиновых продуктах, особенно жевательных резинках.
[0006]
Вышеуказанные эластомеры обычно получают из нефтепродуктов и перерабатывают согласно пищевым стандартам. В последнее время потребители выражали предпочтение в отношении потребления более натуральной пищи и желание минимизировать использование продуктов, полученных из нефти. Кроме того, из-за колебаний цены и поставки нефти постоянная доступность этих пищевых эластомеров стала ненадежной. Хотя были предложены некоторые получаемые не из нефти эластомеры, проблемы стоимости, поставки, текстуры, аромата или применения потенциально токсичных растворителей и реагентов препятствовали широкому внедрению этих альтернативных эластомеров. В этом отношении желательно найти недорогой, легкодоступный, принимаемый потребителями эластомер для жевательной основы, который получают из природного пищевого ингредиента и обрабатывают без использования потенциально токсичных растворителей и реагентов.
[0007]

Растительные масла можно экстрагировать из разнообразных источников пищевых растений, включая сою, подсолнечник, рапс (Canola), кукурузу, маслину, подсолнечник, сафлор, арахис, пальмовое дерево, кокос, семена хлопчатника, кунжут, семена льна, авокадо и многие другие. Кроме того, пищевые масла можно получать из животных источников, таких как рыба, домашняя птица, овцы, свиньи, крупный рогатый скот, козы и т.д.
[0008]
Полифункциональные карбоновые кислоты обычно используют для пищевых целей, таких как регулирование pH и обеспечение кислотности. Примером приемлемых в пищевых целях полифункциональных кислот являются лимонная, фумаровая кислота, адипиновая кислота, яблочная кислота, янтарная кислота, субериновая кислота, себациновая кислота, додекандиовая кислота, глукаровая кислота, глутаминовая кислота, глутаровая кислота, азелаиновая кислота и виннокаменная кислота.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
[0009]
Жевательная резинка содержит нерастворимую в воде часть жевательной основы, содержащую эластомер, полимеризованный из эпоксидированного пищевого масла и полифункционального нуклеофила, такого как карбоновая кислота.
Описание настоящего изобретения
[0010]
Настоящее изобретение обеспечивает улучшенные составы жевательной резинки и основ жевательных резинок, а также способы получения жевательной резинки и основ жевательных резинок. Согласно настоящему изобретению обеспечивается жевательная резинка, которая содержит эластомер, полученный из пищевого масла. Более конкретно жевательные резинки и жевательные основы содержат эластомер, полученный реакцией эпоксидированного пищевого масла с полифункциональным нуклеофилом, таким как полифункциональная карбоновая кислота или оксикарбоновая кислота, для получения эластомерного полимера. Эти эластомеры на основе пищевых масел (EOE) можно добавлять в составы жевательных основ как полную или частичную замену полученным из нефти эластомерам.
[0011]
Различные жевательные основы и составы жевательных резинок, содержащие EOE, можно получать и/или использовать согласно настоящему изобретению. Составы основ настоящего изобретения могут быть обычными основами, которые содержат воск или не содержат воск, являются липкими или нелипкими и которые имеют широкий диапазон жевательных текстур. Составы жевательных резинок могут быть составами с низким или высоким содержанием влаги, содержащими низкие или высокие количества влагосодержащего сиропа. EOE можно использовать в сахаросодержащих жевательных резинках, а также в составах жевательных резинок, содержащих низкие количества сахара или не содержащих сахар, полученных с сорбитом, маннитом, другими полиолами и не являющимися сахарами углеводами. Не содержащие сахар составы могут включать жевательные резинки без сахара, содержащие низкие или высокие количества влаги.
[0012]
В различных предпочтительных вариантах осуществления EOE можно использовать в качестве единственного эластомера, или его можно объединять с другими эластомерами основы для использования в основе жевательной резинки. Другие такие эластомеры, если используют, включают синтетические эластомеры, включая полиизобутилен, сополимеры изобутилена и изопрена, сополимеры бутадиена и стирола, полиизопрен и их комбинации. Природные эластомеры, которые можно использовать, включают натуральные каучуки, такие как чикл. Однако предпочтительно, чтобы EOE полностью заменяли полученные из нефти эластомеры, обычно используемые в обычных жевательных основах.
[0013]
3
3
4
7
6
5
4
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления комплексный модуль сдвига для EOE составляет более 2X10 Па, или более 6X10 Па, или более 2X10 Па при 37°C. В некоторых вариантах осуществления комплексный модуль сдвига для EOE составляет менее 1X10 Па, или менее 1X10 Па, или менее 1X10 Па при 37°C. В некоторых вариантах осуществления EOE будет иметь комплексный модуль сдвига приблизительно 2X10 при 37°C.
[0014]
EOE настоящего изобретения требуют незначительной пластификации, если вообще требуют, для выполнения функций в основах жевательных резинок. Эти материалы обычно являются эластомерными при температуре тела, в смысле имеют способность растягиваться по меньшей мере вдвое от исходной длины и возвращаться по существу к исходной длине (например, не более чем 150%, предпочтительно не более чем 125% исходной длины) при снятии напряжения.
[0015]
В некоторых вариантах осуществления EOE будет единственным полимерным компонентом нерастворимой жевательной основы. В других вариантах осуществления EOE будут объединять с размягчающими добавками, наполнителями, красителями, антиоксидантами и другими обычными неэластомерными компонентами жевательной основы. В некоторых вариантах осуществления жевательные основы с EOE можно использовать для замены обычных жевательных основ в составах жевательных резинок, которые дополнительно содержат растворимые в воде наполнители, ароматизаторы, высокоинтенсивные подсластители, красители и другие необязательные ингредиенты. Эти жевательные резинки можно формировать в палочки, подушечки, ленты, гранулы или шарики с покрытием или без него или любую другую желаемую форму. Путем замещения обычных эластомеров жевательных основ на EOE настоящего изобретения можно изготавливать безопасные, экономичные, принимаемые потребителями продукционные жевательные резинки без использования полученных из нефти ингредиентов с потенциально ненадежной доступностью.
[0016]
EOE при использовании согласно настоящему изобретению придает жевательной резинке превосходную текстуру, срок годности и вкусоароматические качества. Поскольку EOE имеют свойства разжевываемости, аналогичные в большинстве отношений другим эластомерам, жевательные основы, содержащие EOE, создают готовую продукционную жевательную резинку, которая имеет высокое принятие потребителем. Кроме того, EOE можно практично, легко и недорого получать из природных пищевых ингредиентов. Кроме того, жевательные основы можно получать из EOE без энергозатратных стадий смешивания.
[0017]
Жевательные основы, содержащие EOE, можно получать с меньшим числом ингредиентов, чем основы уровня техники. Например, высококачественные основы можно получать при помощи только EOE, жира, наполнителя и необязательно ингредиентов, используемых в малых количествах, таких как красители и антиоксиданты.
[0018]
Настоящее изобретение обеспечивает в некоторых вариантах осуществления улучшенный состав жевательной резинки, улучшенный срок хранения и улучшенные вкусоароматические качества. В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение обеспечивает жевательные резинки, которые при разжевывании, дают жвачку, которая имеет улучшенные преимущества использования для окружающей среды, такие как разлагаемость или сниженная адгезия.
[0019]
Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения описаны и будут понятны из подробного описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения.
[0020]
Пищевые масла (глицеролипиды) главным образом экстрагируют из овощей, растений и животных жиров, представляют собой главным образом триглицериды, сложный эфир, полученный из одного глицерина и трех жирных кислот. Жирные кислоты могут значительно изменяться в отношении длины цепи молекулы, степени ненасыщенности, а также других функциональных групп. Диапазон длин алифатической цепи составляет от 2 до 80, но обычно от 12 до 24 атомов углерода, и от 0 до 3 двойных связей (ссылка: 1) Ding, R. ROMP-based thermosetting polymers from modified castor oil with various cross-linking agents. (Iowa State University, 2012); 2) Gunstone, F. D., Harwood, J. L. & Padley, F. B. The lipid handbook. (Chapman & Hall, 1994)). Для целей настоящего изобретения важно, чтобы, по меньшей мере, некоторые остатки жирных кислот, эстерифицированные с молекулой глицерина, имели по меньшей мере одну точку ненасыщенности, т.е. по меньшей мере одну двойную связь между двумя углеродами в цепи. Каждая молекула триглицерида должна иметь по меньшей мере три точки ненасыщенности в трех остатках жирных кислот, и четыре-шесть предпочтительны. Эти двойные связи превращаются в эпоксидное кольцо, например, путем реакции масла с муравьиной кислотой и пероксидом водорода при 75°C. Предпочтительно все двойные связи, присутствующие в молекуле триглицерида, эпоксидированы.
[0021]
2
2
Эпоксидированное масло будет реагировать с одной или несколькими полифункциональными кислотами. Под полифункциональной понимают, что кислота будет иметь по меньшей мере три функциональные группы (-COOH, -NH, -CONH или –OH) в своей молекулярной структуре. Примеры таких кислот включают яблочную кислоту (три функциональные группы), лимонную кислоту и виннокаменную кислоту, которые имеют четыре функциональные группы, и аминокислоту серин, которая имеет шесть. Другие аминокислоты с тремя функциональными группами включают аспарагиновую кислоту, аспарагин, треонин, глутаминовую кислоту, глутамин и лизин.
[0022]
EOE, пригодные в настоящем изобретении, слабо сшиты из-за многофункциональной природы пищевого масла и мономеров кислот. Степень сшивания можно выразить как содержание геля. В некоторых вариантах осуществления полимер будет иметь содержание геля по меньшей мере 12%, или по меньшей мере 15%, или по меньшей мере 20%, или по меньшей мере 25%, или по меньшей мере 30% для обеспечения достаточной когезии, липкости и эластичности. Для предотвращения избыточной твердости и отсутствия гибкости или деформируемости важно, чтобы содержание геля было самое большее 59%, или самое большее 65%, или самое большее 70%, или самое большее 75%, или самое большее 85%. Способы определения содержания геля известны в полимероведении. Любой подходящий способ можно использовать, включая способ, описанный ниже:
Измерение сшивания (содержание геля)
Сушка образца
[0023]
Приблизительно 12 г образца EOE помещали на алюминиевый поднос и сушили в вакуумной печи при комнатной температуре в течение одного дня при максимальном вакууме.
Измерение содержания нерастворимого в THF геля
[0024]
Взвесить пустой тигель Гуча Corning «C» и 50 мл центрифужную пробирку (без крышки) при помощи аналитических весов с минимальной степенью точности 0,0001 г.
[0025]
s
Поместить 2-3 г высушенного образца EOE в центрифужную пробирку и взвесить при помощи аналитических весов с минимальной степенью точности 0,0001 г. Вычесть массу тары и записать полученную массу образца как W.
[0026]
Добавить ~45 мл THF (тетрагидрофурана) в пробирку и перемешать при помощи вихревого смесителя в течение минуты, затем встряхнуть и позволить осесть до разделения образца на мелкие частицы геля. Это может занять два часа или более.
[0027]
Отфильтровать полученный раствор геля через 30 мл тигель Гуча в фильтровальную колбу. Промыть пробирку двумя последовательными 5 мл порциями THF и пропустить смывки через фильтр.
[0028]
Вылить жидкость из фильтровальной колбы в центрифужную пробирку и поместить пробирку в штатив для пробирок в вытяжной шкаф на ночь.
[0029]
g
Высушить тигель Гуча в вакуумной печи при 55°C/1 кПа в течение четырех часов. Охладить до комнатной температуры и взвесить при помощи аналитических весов с минимальной степенью точности 0,0001 г. Вычесть массу тары и записать полученную массу геля как (W).
[0030]
g
s
Содержание геля = 100*W/W (масс. %)
[0031]
В некоторых вариантах осуществления EOE, пригодные в настоящем изобретении, будут иметь минимальную молекулярную массу 8000 дальтонов. В некоторых вариантах осуществления минимальная молекулярная масса будет составлять 2000 дальтонов, или 5000 дальтонов, или 10000 дальтонов. Слишком низкая молекулярная масса будет давать полимер, который слишком мягкий и не имеет когезии и эластичности.
[0032]
В некоторых вариантах осуществления растворимая в THF часть EOE (т.е. несшитая часть), пригодная в настоящем изобретении, будет иметь максимальную молекулярную массу 130000 дальтонов. В некоторых вариантах осуществления максимальная молекулярная масса будет составлять 200000 дальтонов, или 500000 дальтонов, или 800000 дальтонов, или 1200000 дальтонов. Слишком высокая молекулярная масса будет давать полимер, который слишком жесткий, твердый и рассыпчатый при жевании.
[0033]
В некоторых вариантах осуществления EOE, пригодные в настоящем изобретении, будут иметь температуру стеклования по меньшей мере -30°C, или по меньшей мере -10°C, или по меньшей мере -5°C при измерении при помощи DSC при скорости нагревания 10°C/минуту. В некоторых вариантах осуществления EOE, пригодные в настоящем изобретении, будут иметь температуру стеклования самое большее 37°C, или самое большее 0°C, или самое большее -8°C при измерении при помощи DSC при скорости нагревания 10°C/минуту.
[0034]
В некоторых вариантах осуществления EOE, пригодные в настоящем изобретении, будут иметь отношение эпоксидированного масла к кислоте (или другому нуклеофилу) в готовом полимере по меньшей мере 4,0:1 по массе или 0,84:1 в мольном отношении для полученного из соевого масла/лимонной кислоты полимера или отношение 0,48:1 числа эпоксидных производных к числу нуклеофильных производных, или по меньшей мере 0,35:1, или по меньшей мере 0,25:1. В некоторых вариантах осуществления EOE, пригодные в настоящем изобретении, будут иметь отношение эпоксидированного масла к нуклеофилу в готовом полимере не более 5,5:1 по массе или 1,1:1 в мольном отношении для полученного из соевого масла/лимонной кислоты полимера или отношение 2:1 числа эпоксидных производных к числу нуклеофильных производных, или не более 1:1, или не более 0,95:1. Отметим, что это отношение может значительно отличаться от отношения двух компонентов, прореагировавших с получением полимера, из-за количества каждого из мономеров, которые могли не прореагировать при полимеризации. Таким образом, отношение составляющих в готовом полимере наиболее эффективно определяют при помощи измерений при помощи FTIR относительной силы поглощения в их соответствующих диапазонах длины волн. Их можно проводить согласно следующему способу.
[0035]
Определение при помощи FTIR отношения масла к лимонной кислоте в EOE
[0036]
1 мг образца помещали на верхнюю плиту FTIR-спектрометра (такого как Perkin Elmer Spectrum 100) и прессовали при помощи Universal Diamond/ZnSe ATR с 1 отражательной верхней плитой и прижимным рычагом.
[0037]
-1
-1
-1
Получали скан спектра в диапазоне длин волн: 400 см - 4000 см; разрешение: 4 см, номер скана: 4~32.
[0038]
Характерные полосы поглощения реакционноспособных функциональных групп с наименьшим выводом представляют собой:
[0039]
-1
растяжение OH на спиртепри 3000~3600 см
[0040]
-1
растяжение OH на карбоновой кислоте при 3000~2500 см
[0041]
-1
растяжение C=O на лимонной кислоте при 1690~1750 см
[0042]
-1
растяжение C=O на сложных эфирах при 1735~1750 см
[0043]
-1
асимметричная деформация эпоксидного кольца при 842 см
[0044]
-1
симметричная деформация эпоксидного кольца при 823 см
[0045]
Количественный анализ
[0046]
Характерные полосы поглощения инертных функциональных групп с наименьшим выводом представляют собой:
-1
расщепление H-OH на лимонной кислоте при 2613 см
-1
синфазное растяжение C-C-O на лимонной кислоте при 880 см
-1
синфазное колебание длинной алифатической цепи на ESBO при 723 см
[0047]
На основе закона Ламберта-Бера сделали следующие расчеты:
-1
-1
-1
-1
Пищевое масло/лимонная кислота = A723см/A880см (если нет интерференции этанола) или пищевое масло/лимонная кислота = A723см/A2613см
[0048]
Полное описание процесса синтеза EOE, пригодных в настоящем изобретении, находится в документе US 2015/0087732, который включен ссылкой в настоящий документ. Способ предусматривает смешивание полифункциональной кислоты со спиртовым растворителем с получением раствора, реакцию указанного раствора, имеющего карбоксильные группы, с эпоксидированным растительным маслом и нагревание раствора в диапазоне от приблизительно 50°C до 80°C с получением аморфного сложнополиэфирного эластомера.
[0049]
Пластификаторы эластомеров, обычно используемые для полученных из нефти эластомеров, можно необязательно использовать в настоящем изобретении, включая, помимо прочего, сложные эфиры канифоли, часто называемые этерифицированной канифолью, такие как сложные эфиры глицерина и частично гидрированной канифоли, сложные эфиры глицерина и полимеризованной канифоли, сложные эфиры глицерина и частично или полностью димеризованной канифоли, сложные эфиры глицерина и канифоли, сложные эфиры пентаэритрита и частично гидрированной канифоли, метиловые и частично гидрированные метиловые сложные эфиры канифоли, сложные эфиры пентаэритрита и канифоли, сложные эфиры глицерина и экстракционной канифоли, сложные эфиры глицерина и живичной канифоли; синтетические соединения, такие как терпеновые смолы, полученные из альфа-пинена, бета-пинена и/или d-лимонена; и любые подходящие комбинации вышеуказанного. Предпочтительные пластификаторы эластомеров также будут изменяться в зависимости от конкретного применения и от типа эластомера, который используют.
[0050]
Помимо природных сложных эфиров канифоли, также называемых смолами, пластификаторы эластомеров могут включать другие типы пластичных смол. Они включают поливинилацетат с среднемассовой молекулярной массой согласно GPC от приблизительно 2000 до приблизительно 90000, полиизопрен, полиэтилен, сополимер винилацетата и виниллаурата с содержанием виниллаурата от приблизительно 5 до приблизительно 50 масс. % сополимера и их комбинации. Предпочтительные среднемассовые молекулярные массы (согласно GPC) для полиизопрена составляют от 50000 до 80000, а для поливинилацетата составляют от 10000 до 65000 (причем поливинилацетаты с большей молекулярной массой обычно используют в основах жевательных резинок). Для сополимера винилацетата и виниллаурата предпочтительно содержание виниллаурата 10-45 масс. % сополимера. Предпочтительно жевательная основа содержит пластичную смолу помимо других материалов, выполняющих функцию пластификаторов эластомеров.
[0051]
Кроме того, жевательная основа может содержать наполнители/текстуризаторы и размягчающие добавки/эмульгаторы. Размягчающие добавки (включая эмульгаторы) добавляют в жевательную резинку для оптимизации разжевываемости и вкусовых ощущений от резинки.
[0052]
Размягчающие добавки/эмульгаторы, которые обычно используют, включают талловый жир, гидрированный талловый жир, гидрированные и частично гидрированные растительные масла, какао-масло, моно- и диглицериды, такие как моностеарат глицерина, триацетат глицерина, лецитин, парафиновый воск, микрокристаллический воск, натуральные воски и их комбинации. Лецитин и моно- и диглицериды также работают как эмульгаторы для улучшения совместимости различных компонентов жевательной основы.
[0053]
Наполнители обычно представляют собой неорганические, нерастворимые в воде порошки, такие как карбонат магния и кальция, известковая мука, силикаты, такие как силикат магния и алюминия, глина, оксид алюминия, тальк, оксид титана, моно-, ди- и трикальция фосфат и сульфат кальция. Нерастворимые органические наполнители, включая полимеры целлюлозы, такие как древесина, а также комбинации любых из них, также можно использовать.
[0054]
Выбор различных компонентов в основах жевательных резинок или составах жевательных резинок настоящего изобретения обычно обусловлен такими факторами, которые включают, например, желаемые свойства (например, физические (комплексное ощущение во рту вкуса, запаха, фактуры и консистенции), вкус, запах и подобные) и/или соответствующими нормативными требованиями (например, для получения пищевого продукта можно использовать пищевые компоненты, такие как одобренные для употребления в пищу масла, такие как растительные масла).
[0055]
Красители и отбеливатели могут включать краски и лаки для химической и пищевой промышленности, фруктовые и овощные экстракты, диоксид титана и их комбинации.
[0056]
Антиоксиданты, такие как BHA, BHT, токоферолы, пропилгаллат и другие приемлемые в пищу антиоксиданты, можно использовать для предотвращения окисления жиров, масел и эластомеров в жевательной основе.
[0057]
Как указано, основа может содержать воск или может не содержать воск. Пример жевательной основы без воска раскрыт в патенте США №5286500, раскрытие которого включено в данный документ ссылкой.
[0058]
Нерастворимая в воде жевательная основа обычно составляет от приблизительно 5 до приблизительно 95 масс. % жевательной резинки настоящего изобретения, чаще жевательная основа составляет от 10 до приблизительно 50 масс. % жевательной резинки настоящего изобретения, а в некоторых предпочтительных вариантах осуществления от 20 до приблизительно 35 масс. % такой жевательной резинки.
[0059]
Помимо нерастворимой в воде части жевательной основы обычная композиция жевательной резинки содержит растворимую в воде объемную часть (или наполнитель) и один или несколько ароматизаторов. Растворимая в воде часть может содержать высокоинтенсивные подсластители, связующие, ароматизаторы, растворимые в воде размягчающие добавки, эмульгаторы-камеди, красители, подкислители, наполнители, антиоксиданты и другие компоненты, которые обеспечивают желаемые свойства.
[0060]
Растворимые в воде размягчающие добавки, которые могут также известны как растворимые в воде пластификаторы и пластифицирующие добавки, обычно составляют от приблизительно 0,5 масс. % до приблизительно 15 масс. % жевательной резинки. Растворимые в воде размягчающие добавки могут включать глицерин, лецитин и их комбинации. Водные растворы подсластителей, такие как содержащие сорбит, гидролизаты гидрированного крахмала (HSH), кукурузную патоку и их комбинации, можно также использовать в качестве размягчающих добавок и связывающих средств (связующих) в жевательной резинке.
[0061]
Предпочтительно наполнитель или сыпучий подсластитель будут пригодны в жевательных резинках настоящего изобретения для обеспечения сладости, массы и текстуры продукта. Типичные наполнители включают сахара, сахарные спирты и их комбинации. Наполнители обычно составляют от приблизительно 5 масс. % до приблизительно 95 масс. % жевательной резинки, более типично от приблизительно 20 масс. % до приблизительно 80 масс.% и еще более типично от приблизительно 30 масс. % до приблизительно 70 масс. % жевательной резинки. Сахарные наполнители обычно включают содержащие сахариды компоненты, обычно известные в области жевательных резинок, включая, помимо прочего, сахарозу, декстрозу, мальтозу, декстрин, высушенный инвертный сахар, фруктозу, левулозу, галактозу, сухую кукурузную патоку и подобное, отдельно или в комбинации. В резинках без сахара сахарные спирты, такие как сорбит, мальтит, эритрит, изомальт, маннит, ксилит и их комбинации, являются заместителями для сахарных наполнителей. Комбинации сахарсодержащих и не содержащих сахар наполнителей можно также использовать.
[0062]
Помимо вышеуказанных сыпучих подсластителей, жевательные резинки обычно содержат связующее/размягчающую добавку в виде сиропа или раствора с высоким содержанием твердых веществ сахара и/или сахарных спиртов. В случае сладких жевательных резинок кукурузная патока и другие паточные сиропы (которые содержат декстрозу и значительные количества высших сахаридов) наиболее часто используются. Они включают сиропы с различными уровнями DE, включая мальтозную патоку и фруктозные сиропы. В случае продуктов без сахара растворы сахарных спиртов, включая растворы сорбита и сиропы гидролизата гидрированного крахмала, обычно используют. Также пригодны сиропы, такие как описанные в US 5651936 и US 2004-234648, которые включены в данный документ ссылкой. Такие сиропы служат для смягчения начальной разжевываемости продукта, снижения раскрашиваемости и хрупкости и повышения эластичности в продуктах в виде палочек и подушечек. Они также могут регулировать приращение или потерю влажности и обеспечивать степень сладости в зависимости от конкретного используемого сиропа.
[0063]
Высокоинтенсивные искусственные подсластители можно также использовать в комбинации с вышеописанными подсластителями. Предпочтительные подсластители включают, помимо прочего, сукралозу, аспартам, соли ацесульфама, алитам, неотам, сахарин и его соли, цикламовую кислоту и ее соли, глицирризин, стевию, дигидрохальконы, тауматин, монеллин и подобное, отдельно или в комбинации. Для получения длительного ощущения сладости и вкуса может быть желательно инкапсулировать или иным образом контролировать высвобождение, по меньшей мере, части искусственного подсластителя. Такие техники, такие как влажная грануляция, восковая грануляция, сушка распылением, охлаждение распылением, нанесение покрытия в псевдоожиженном слое, коацервация и экструзия волокон, можно использовать для достижения желаемых характеристик высвобождения.
[0064]
Уровень потребления искусственного подсластителя будет изменяться значительно и будет зависеть от таких факторов как сила подсластителя, скорость высвобождения, желаемая сладость продукта, уровень и тип используемого ароматизатора и вопросы стоимости. Таким образом, активный уровень искусственного подсластителя может изменяться от 0,02 до приблизительно 8 масс. %. Когда включены носители, используемые для инкапсуляции, уровень потребления инкапсулированного подсластителя будет пропорционально выше.
[0065]
Комбинации сахарсодержащих и/или не содержащих сахар подсластителей можно использовать в жевательной резинке. Кроме того, размягчающая добавка может также придавать дополнительную сладость, например, при помощи водных растворов сахара или альдита.
[0066]
Если нужна низкокалорийная резинка, можно использовать низкокалорийный наполнитель. Примеры низкокалорийных наполнителей включают: полидекстрозу; рафтилозу; рафтилин; фруктоолигосахариды (NutraFlora); палатинозный олигосахарид; гидролизат гуаровой камеди (Sun Fiber); или неусваиваемый декстрин (Fibersol). Однако можно использовать другой низкокалорийный наполнитель. Кроме того, калорийность жевательной резинки можно снижать путем повышения относительного уровня жевательной основы, в то же время снижая уровень калорийных подсластителей в продукте. Это можно выполнять с сопутствующим снижением массы кусочка или без него.
[0067]
Можно использовать различные ароматизаторы. Ароматизатор можно использовать в количествах от приблизительно 0,1 масс. % до приблизительно 15 масс. % резинки и предпочтительно от приблизительно 0,2 масс. % до приблизительно 5 масс. %. Ароматизаторы могут включать эфирные масла, синтетические вкусоароматические добавки или их смеси, включая, помимо прочего, масла, полученные из растений и фруктов, такие как цитрусовые масла, фруктовые эссенции, масло перечной мяты, масло кудрявой мяты, другие мятные масла, гвоздичное масло, масло винтергрена, аниса и подобные. Искусственные ароматизаторы и компоненты можно также использовать. Натуральные и искусственные ароматизаторы можно объединять любым приемлемым для получения ощущений образом. Ощущаемые компоненты, которые придают воспринимаемую покалывающую или тепловую реакцию при разжевывании, такие как охлаждающий или согревающий эффект, также можно включать. Такие компоненты включают циклические и ациклические карбоксамиды, производные ментола и капсаицин, помимо прочего. Подкислители можно включать для придания кислотности.
[0068]
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения жевательные основы, содержащие эластомер на основе EOE, можно составлять с более высокими уровнями эластомера, чем типичные жевательные основы уровня техники. В некоторых вариантах осуществления более высокие уровни жевательной основы будут использовать в готовой продукционной жевательной резинке по сравнению с обычными жевательными резинками уровня техники. Цель состоит в том, чтобы готовый кусочек резинки содержал по меньшей мере 15%, или по меньшей мере 17%, или по меньшей мере 19% эластомера для предотвращения растворения жевательной основы при жевании. Это сравнивается с обычными уровнями эластомера в резиновых продуктах уровня техники от 3 до 5%.
[0069]
Жиры с высокой температурой плавления, такие как полностью гидрированные растительные масла или другие триглицериды насыщенных длинноцепочечных жирных кислот с температурами плавления выше 60°C, могут быть эффективными для снижения липкости и маскировки неприятного запаха EOE. Эти жиры и масла предпочтительно сохраняют не менее 50% своей кристалличности в готовых продуктах для достижения желаемой текстуры. В некоторых случаях длительное состаривание или смешивание при регулируемых условиях (3~4 недели) может быть необходимо. Натуральные воски с высокой температурой плавления (например, карнаубский воск с температурой плавления 81°C) можно также использовать с этой целью. Однако он может снижать когезию смолы и усиливать резкий неприятный запах.
[0070]
Наполнители, такие как карбонат кальция или тальк, могут снижать липкость путем повышения модуля жвачки и снижения площади контакта с зубами.
[0071]
Настоящее изобретение может использоваться с различными процессами для изготовления жевательной резинки.
[0072]
Основы жевательных резинок настоящего изобретения можно легко получать путем объединения EOE с необязательными ингредиентами, такими как масла и воски с высокими температурами плавления, и неорганические наполнители, такие как карбонат кальция и тальк. Если желательны дополнительные ингредиенты, такие как размягчающие добавки, пластичные смолы, эмульгаторы, наполнители, красители и антиоксиданты, их можно добавлять при помощи обычных периодических процессов смешивания или непрерывных процессов смешивания. Температуры процессов обычно составляют от приблизительно 60°С до 150°C или предпочтительно от 80°C до 120°C в случае периодического процесса. Если желательно объединять EOE с обычными эластомерами, предпочтительно, чтобы обычные эластомеры составляли в обычную жевательную основу перед объединением с жевательной основой на основе EOE. Для получения обычной жевательной основы эластомеры сначала размалывают или измельчают вместе с наполнителем. Затем размолотый эластомер переносят в смеситель периодического действия для приготовления смеси. Фактически любой стандартный, коммерчески доступный смеситель, известный в данной области (например, лопастной смеситель Sigma), можно использовать для этой цели. Первая стадия процесса смешивания называется приготовлением смеси. Приготовление смеси обычно включает объединение размолотого эластомера с наполнителем и пластификатором эластомеров (растворителем эластомеров). Эта стадия приготовления смеси обычно требует длительного периода смешивания (30-70 минут) для получения однородной смеси. После составления дополнительный наполнитель и пластификатор эластомеров добавляют, а затем PVAc и, наконец, размягчающие добавки, в то же время смешивая до однородности после каждого добавленного ингредиента. Ингредиенты в небольших количествах, такие как антиоксиданты и краситель, можно добавлять в любое время в процесс. Обычную основу затем смешивают с основой из EOE в желаемом отношении. Используют ли EOE отдельно или в комбинации с обычными эластомерами, законченную основу затем экструдируют или льют в любую желаемую форму (например, гранулы, пластинки или кусочки) и позволяют остыть и отвердиться.
[0073]
Альтернативно, непрерывные процессы при помощи смешивающих экструдеров, которые обычно известны в данной области, можно использовать для получения жевательной основы. В обычном непрерывном процессе смешивания исходные ингредиенты (включая размолотый эластомер, если используют) дозируют непрерывно во впускные отверстия экструдера в различных местах по длине экструдера согласно порядку выполнения операций. После однородного смешивания исходных ингредиентов и достаточного перемешивания смеси, остальные основные ингредиенты дозируют во впускные отверстия или вводят в различные места по длине экструдера. Обычно любой остаток эластомерного компонента или других компонентов добавляют после исходной стадии приготовления смеси. Композиция затем дополнительно обрабатывается для получения однородной массы перед выгрузкой из выпускного отверстия экструдера. Обычно время прохождения через экструдер будет по существу менее часа. Если жевательную основу получают из EOE без обычных эластомеров, необходимую длину экструдера, необходимого для получения однородной жевательной основы, будут сильно снижать с соответствующим снижением времени прохождения. Кроме того, EOE не надо предварительно измельчать перед добавлением в экструдер. Необходимо только убедиться, что EOE довольно свободнотекучий для обеспечения регулируемой, дозированной подачи во впускное отверстие экструдера.
[0074]
Типичные способы экструзии, которые можно необязательно использовать согласно настоящему изобретению, включают следующие, причем полное содержание каждого включено в настоящий документ ссылкой: (i) патент США №6238710 заявляет способ непрерывного производства основы жевательных резинок, который предусматривает приготовление смеси из всех ингредиентов в одном экструдере; (ii) патент США №6086925 раскрывает производство основы жевательных резинок путем добавления твердого эластомера, наполнителя и смазывающего средства в смеситель непрерывного действия; (iii) патент США №5419919 раскрывает непрерывное производство жевательной основы при помощи лопастного смесителя путем селективной подачи различных ингредиентов в различных местах в смесителе; и (iv) еще один патент США №5397580 раскрывает непрерывное производство жевательной основы, где два смесителя непрерывного действия расположены последовательно, и смесь из первого смесителя непрерывного действия непрерывно подается во второй экструдер.
[0075]
Жевательную резинку обычно производят последовательным добавлением различных ингредиентов жевательной резинки в коммерчески доступные смесители, известные в данной области. После того как ингредиенты были тщательно смешаны, массу жевательной резинки выгружают из смесителя и формуют в желаемый вид, например, путем раскатывания в листы и нарезания на палочки, подушечки или гранулы или путем экструдирования и нарезания на куски.
[0076]
Обычно ингредиенты смешивают путем расплавления сначала жевательной основы и добавления ее в работающий смеситель. Жевательная основа может альтернативно плавиться в смесителе. Красители и эмульгаторы можно добавлять в это время.
[0077]
Размягчающую добавку жевательной резинки, такую как глицерин, можно добавлять затем вместе с частью наполнителя. Дополнительные порции наполнителя можно затем добавлять в смеситель. Ароматизаторы обычно добавляют с конечной порцией наполнителя. Весь процесс смешивания обычно происходит в течение от приблизительно пяти до приблизительно пятнадцати минут, хотя иногда требуется более длительное время смешивания.
[0078]
В еще одном альтернативном варианте можно получать жевательную основу и жевательную резинку в одном высокоэффективном экструдере, как раскрыто в патенте США №5543160. Жевательные резинки настоящего изобретения можно получать непрерывным процессом, предусматривающим стадии: a) добавления ингредиентов жевательной основы в высокоэффективный смеситель непрерывного действия; b) смешивания ингредиентов с получением однородной жевательной основы, c) добавления по меньшей мере одного подсластителя и по меньшей мере одного ароматизатора в смеситель непрерывного действия и смешивания подсластителя и ароматизатора с остальными ингредиентами с получением продукционной жевательной резинки; и d) выгрузки смешанной массы жевательной резинки из одного высокоэффективного смесителя непрерывного действия.
[0079]
Конечно, возможно множество вариантов основного процесса смешивания жевательной основы и жевательной резинки.
Примеры
[0080]
Следующие примеры настоящего изобретения и сравнительные составы показывают некоторые аспекты и варианты осуществления настоящего изобретения, но не ограничивают описанное и заявленное изобретение. Указанные количества представлены в массовых процентах в пересчете на общую массу жевательной основы или жевательной резинки, в зависимости от обстоятельств.
[0081]
Два примера эластомера на основе пищевого масла (EOE) получали из эпоксидированного соевого масла и лимонной кислоты согласно способу из документа US 2015/0087732. Полимеризованные масла тестировали и, как обнаружили, они имели свойства, показанные в таблице 1.
<b>Таблица 1</b>
Пример 1
Пример 2
ESO:CA (масс.)
4,54
4,02
ESO:CA (мольн.)
0,95
0,84
Отношение эпоксидные:нуклеофильные группы
1,00
0,92
[0082]
Жевательные основы получали из EOE примера 1 согласно составам в таблице 2.
<b>Таблица 2</b>
Пример 3
Пример 4
Пример 5
Пример 6
Пример 7
EOE из пр. 1
58,00
58,00
43,50
58,00
58,00
Карнаубский воск
-
25,00
18,58
5,15
Карбонат кальция
20,60
20,60
15,45
11,49
15,45
Моностеарат глицерина
4,24
4,24
3,18
2,37
4,24
Полностью гидрированное хлопковое масло
4,83
4,83
3,62
2,69
4,83
Гидрированное соевое масло
4,49
4,49
3,37
2,50
4,49
Частично гидрированное хлопковое масло
4,49
4,49
3,37
2,50
4,49
Лецитин
3,29
3,29
2,47
1,83
3,29
BHT
0,06
0,06
0,05
0,03
0,06
Всего
100,00
100,00
100,00
100,00
100,00
[0083]
Жевательные основы примеров 3-7 использовали для получения жевательных резинок согласно составам в таблицах 3, 4 и 5.
Пример 8
Пример 9
Пример 10
Пример 11
Пример 12
Карнаубский воск
8,00
8,20
Жевательная основа пр. 4
24,00
35,00
Жевательная основа пр. 5
32,00
Жевательная основа пр. 6
32,00
Жевательная основа пр. 7
32,00
Сорбит
45,00
45,00
45,00
45,00
45,00
Маннит
3,00
3,00
3,00
3,00
3,00
Совместно выпариваемый полиольный сироп и глицерин
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
Глицерин
3,50
3,50
3,50
3,50
3,50
Ароматизатор
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
Аспартам
0,50
0,50
0,50
0,50
0,50
Всего
100,00
100,00
100,00
100,00
100,00
<b>Таблица 4</b>
Пример 13
Сахар
53,13
Кукурузная патока
14,85
Глицерин
1,23
Ароматизатор
0,79
Жевательная основа пр. 3
30,00
Всего
100,00
<b>Таблица 5</b>
Пример 14
Карнаубский воск
8,20
Жевательная основа пр. 7
35,00
Сорбит
33,80
Маннит
3,00
Совместно выпариваемый полиольный сироп и глицерин
15,00
Глицерин
3,50
Ароматизатор с привкусом мяты кудрявой
1,00
Аспартам
0,50
Всего
100,00
[0084]
Жевательные резинки оценивали в неофициальной сенсорной пробе и комментарии записывали в таблицу 6.
<b>Таблица 6</b>
Пример 8
Разваливается при 1<sup>ом</sup> укусе, возвращается к первоначальному состоянию через 30 с, нелипкая, лимонный привкус
Пример 9
Твердая при 1<sup>ом</sup> укусе, крошится до 30 с, горькая, нелипкая, разваливается через 4 мин
Пример 10
Хорошая при 1<sup>ом</sup> укусе, липкая, мягкая и клейкая при жевании в течение более чем 7 мин, горькая
Пример 11
Мягкая и липкая, лимонный привкус
Пример 12
Хорошая при 1<sup>ом</sup> укусе, несколько липкая, мягкая и клейкая при жевании в течение более чем 7 мин, горькая
Пример 14
Хорошая при 1<sup>ом</sup> укусе, несколько липкая, мягкая и клейкая при жевании в течение более чем 7 мин, горькая
[0085]
Если не указано иное, технические и научные выражения, используемые в настоящем документе, имеют такое же значение, как обычно понимается специалистом в области техники, к которой относится изобретение. Если не указано иное, представленные проценты даны как проценты по массе. Выражения «первый», «второй» и подобные при использовании в настоящем документе не означают какой-либо порядок, количество или важность, а скорее используются для отличия одного элемента от другого. Также выражения в единственном числе не означают ограничение количества, а скорее означают присутствие по меньшей мере одного упоминаемого изделия, и выражение «передний», «задний», «нижний» и/или «верхний», если не указано иное, используются только для удобства описания и не предназначены ограничивать то, что описывается, каким-либо одним положением или пространственной ориентацией.
[0086]
Все патенты, патентные заявки, предварительные заявки и публикации, упоминаемые или цитируемые в данном документе, включены ссылкой во всей их полноте в такой степени, что они не противоречат указанным идеям настоящей заявки. Кроме того, хотя только некоторые признаки настоящего изобретения были показаны и описаны в данном документе, множество модификаций и изменений будут возникать у специалистов в данной области. Таким образом, следует понимать, что приложенная формула изобретения предназначена охватывать все такие модификации и изменения, как попадающие в сущность настоящего изобретения.