ЖЕВАТЕЛЬНАЯ РЕЗИНКА И ЕЕ ОСНОВА
CHEWING GUM AND ITS BASE

[0001] Настоящее изобретение относится к жевательным резинкам. Более конкретно, настоящее изобретение относится к улучшенным композициям жевательных резинок и их основ, содержащим бутадиенстирольный эластомер, получаемый путем статистической сополимеризации в растворе.
[0002] Основными компонентами жевательной резинки обычно являются нерастворимая в воде основа и растворимый в воде наполнитель, а также связующий ингредиент вместе с небольшими количествами дополнительных компонентов, таких как ароматизаторы, красители, растворимые в воде мягчители, эмульгаторы, подкислители и добавки, создающие приятные и интересные ощущения. Обычно растворимая в воде часть жевательной резинки, добавки, создающие приятные и интересные ощущения, и ароматизаторы растворяются в процессе жевания, и во рту остается основа жевательной резинки.
[0003] Нерастворимая основа жевательной резинки обычно содержит эластомеры, пластификаторы эластомеров, мягчители, в том числе смолы, жиры, масла, и неорганические наполнители. В качестве эластомеров обычно используются синтетические эластомеры, такие как полиизобутилен, сополимеры изобутилена и изопрена (бутил каучук), традиционные сополимеры стирола и бутадиена, полиизопрен и их сочетания. Также могут использоваться природные эластомеры, такие как натуральные каучуки.
[0004] Поскольку эластомер, входящий в состав основы, составляет существенную часть композиции жевательной резинки, его характеристики особенно важны, и прежде всего характеристики, относящиеся к свойствам, определяющим отношение к продукту потребителей. К свойствам, которые важны для потребителя, относятся: запах, вкус, жевательные свойства, ощущения во рту, в том числе способность композиции жевательной резинки формировать жвачку в процессе жевания.
[0005] Наиболее широко используемым в жевательных резинках эластомером является бутилкаучук, поскольку потребителям нравятся жевательные свойства резинок, изготовленных на основе бутилкаучука, и, кроме того, в этом случае отсутствует неприятный запах или вкус. Другим эластомером, довольно часто используемым в основах жевательных резинок, является полиизобутилен (ПИБ). Полиизобутилен с невысоким молекулярным весом (не более 500'000) улучшает совместимость компонентов основы и смягчает основы жевательных резинок, в которые он добавляется. Полиизобутилен с более высоким молекулярным весом больше напоминает бутилкаучук, однако его используют в гораздо меньшей степени. Бутадиенстирольный каучук (БСК) также обладает определенными достоинствами и используется в качестве эластомера в жевательных резинках. Обычно БСК, используемый в жевательных резинках, получают с использованием эмульсионной полимеризации (эмульсионный БСК). Как правило, обычный БСК используют в качестве эластомера в надувных жевательных резинках, однако они не нашли широкого применения в других видах жевательной резинки из-за не очень приятного запаха, связанного с эмульсионным БСК.
[0006] Хотя БСК имеет приемлемые характеристики, такие как низкая стоимость и большая распространенность по сравнению с бутилкаучуком, однако использование обычных БСК не получило широкого распространения в жевательных резинках (кроме надувных резинок).
[0007] Таким образом, существует потребность в альтернативных эластомерных материалах, которые дешевле бутилкаучука и шире представлены на рынке по сравнению с ним и более приемлемы для потребителей при использовании этих материалов в различных категориях жевательных резинок.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0008] Основа жевательной резинки, предлагаемая в настоящем изобретении, содержит бутадиенстирольный эластомер, полученный путем статистической сополимеризации в растворе и формирующий жвачку, которую можно жевать при температуре полости рта.
[0009] Предлагаемая в настоящем изобретении жевательная резинка содержит: не растворимую в воде основу, содержащую бутадиенстирольный эластомер, полученный путем статистической сополимеризации в растворе и формирующий жвачку, которую можно жевать при температуре полости рта; растворимый в воде наполнитель и по меньшей мере одну ароматизирующую добавку.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0010] В настоящем изобретении предлагаются улучшенные композиции основ жевательной резинки и композиции жевательных резинок. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения описываются композиции основ жевательных резинок и композиции жевательных резинок, содержащих такие основы, которые содержат эластомер, не содержащий бутилкаучук, и в то же время обладают одним или несколькими полезными свойствами, которые обычно характерны для основ жевательных резинок, содержащих бутилкаучук. Более конкретно, настоящее изобретение относится к основе жевательной резинки, в которой эластомерный компонент содержит бутадиенстирольный каучук, синтезированный в растворе (растворный БСК), который является эластомером, полученным с использованием статистической сополимеризации.
[0011] В соответствии с настоящим изобретением могут быть получены или использованы различные композиции основы и композиции жевательной резинки, содержащие растворный БСК. Композиции основ в соответствии с настоящим изобретением могут быть традиционными основами, с воском или без воска, липкими или нелипкими, и/или основами надувных жевательных резинок. Композиции жевательных резинок могут быть композициями с высоким или низким содержанием влаги, с высоким или низким содержанием сиропа, содержащего влагу. Растворный БСК также может использоваться в композициях с низким содержанием сахара или не содержащих сахар, изготовленных с использованием сорбита, маннита, других полиолов и углеводов, не содержащих сахар. Композиции без сахара могут включать жевательные резинки без сахара с низким или высоким содержанием влаги, то есть жевательные резинки с содержанием влаги, не превышающим примерно 2 вес.%, или находящимся в диапазоне от примерно 2 вес.% до примерно 5 вес.%, соответственно.
[0012] В одном из вариантов осуществления изобретения в качестве эластомера используется растворный БСК, который может быть соединен с другими эластомерами основы для использования в основе жевательной резинки. К таким другим эластомерам относятся синтетические эластомеры, в том числе полиизобутилен, сополимеры изобутилена и изопрена, традиционные сополимеры стирола и бутадиена, а именно эмульсионные БСК, полиизопрен и их сочетания. В качестве эластомера в основе жевательной резинки также может использоваться натуральный каучук.
[0013] В одном из вариантов осуществления изобретения в композициях жевательных резинок вместо обычно используемых эластомеров используется растворный БСК.
[0014] При использовании в соответствии с настоящим изобретением растворный БСК улучшает текстуру жевательной резинки и качество ароматизации. Хотя растворный БСК аналогичен в некоторых отношениях другим эластомерам, однако статистические растворные БСК обеспечивают получение жевательной резинки, которая получает высокую оценку потребителей, особенно в связи с отсутствием не очень приятного вкуса или запаха.
[0015] Дополнительные свойства и достоинства настоящего изобретения станут более понятными из нижеприведенного подробного описания некоторых предпочтительных вариантов его осуществления.
I. Бутадиенстирольный каучук (БСК)
[0016] Бутадиенстирольный каучук (БСК), являющийся синтетическим каучуком, полученным с использованием сополимеризации, получают прежде всего для шинной промышленности. Однако небольшая часть получаемого БСК представляет собой синтетический каучук, разрешенный для использования в пищевых продуктах, и может быть использована в жевательной резинке. Эмульсионная полимеризация была первым способом, который использовался для получения БСК, предназначенного для замены натурального каучука в производстве шин, и остается сегодня основным способом получения БСК, поскольку он обеспечивает большие объемы производства при сравнительно невысоких затратах. Типичная эмульсионная система содержит воду, мономеры, инициатор реакции и эмульгатор, в качестве которого обычно используется жирно-кислое мыло. Типичные БСК-эластомеры, которые разрешены для использования в пищевых продуктах и поэтому могут быть использованы в жевательной резинке, содержат от примерно 5% до примерно 50% связанного стирола. Два стандартных эмульсионных БСК-эластомеров, используемых в основе жевательной резинки, содержат: а) примерно 50% связанного стирола, или отношение стирола к бутадиену составляет 1:1; или b) примерно 25% связанного стирола, или отношение стирола к бутадиену составляет 1:3.
[0017] Другой синтетический БСК получают с использованием полимеризации в растворе. Процесс полимеризации в растворе осуществляют с использованием подходящего растворителя для мономеров, такого как, например, гексан, и инициаторов свободнорадикальной полимеризации, таких как, например, алкиллитиевые инициаторы, в частности бутиллитий (BuLi). Полимеризация в растворе позволяет осуществлять управление микроструктурой, молекулярным весом и процессом ветвления полимера в большей степени, чем это позволяет делать эмульсионная полимеризация. Например, растворные БСК-полимеры обычно имеют линейную структуру и имеют меньшую тенденцию к ветвлению, особенно к ветвлению с образованием длинной цепи, по сравнению с эмульсионными БСК-полимерами. Кроме того, растворные БСК-полимеры имеют более высокую чистоту и содержат меньше некаучуковых составляющих. Считается, что повышение чистоты полимера связано, по меньшей мере частично, с отсутствием остатков эмульгатора. Повышенная чистота полимера может обеспечивать ослабление вкуса, то есть, вкус может быть более нейтральным, что может быть предпочтительно для основы жевательной резинки. Для получения растворных БСК-полимеров, которые разрешены для использования в пищевых продуктах, требуется удалить растворитель и катализатор. Вышеуказанные преимущества растворных БСК по сравнению с эмульсионными БСК, а именно более узкое распределение молекулярного веса, сравнительно низкая степень ветвления и повышенная чистота продукта, делают их более предпочтительными для использования, поскольку указанные характеристики аналогичны характеристикам бутиловых каучуков (общее наименование для сополимеров изобутилена и изопрена), полимеров, которые широко используются в основах жевательных резинок. Например, микроструктуры растворных БСК и эмульсионных БСК в общем случае различаются, что обусловливает различие некоторых характеристик сополимеров. Считается, что соотношение структур 1,2-присоединения и/или trans-1,4 различны для растворных БСК-полимеров и эмульсионных БСК-полимеров, что влияет на температуру стеклования (Tg) сополимеров, которая определяется с использованием средств дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), известных в технике. В частности, структуры 1,2-присоединения, как правило, обеспечивают более высокую величину Tg по сравнению со структурами 1,4-присоединения, a trans-1,4-присоединение обычно обеспечивают более высокую величину Tg по сравнению с cis-1,4-присоединением. Как показано в нижеприведенной таблице, у образца эмульсионного БСК, имеющего более высокое соотношение структур 1,4-присоединения и 1,2-присоединения, температура стеклования выше.
Образец
Стирол (вес.%)
Микроструктура сегмента бутадиена
Tg (ДСК)
БСК, раствор
23,5
cis - 31%, trans - 38%, 1,2-присоединение - 8%
-64°С
БСК, эмульсия
23,5
cis - 9%, trans - 54%, 1,2-присоединение - 13%
-50°С
[0018] Таким образом, можно считать, что растворные БСК-полимеры, которые могут использоваться в настоящем изобретении, являются подходящей альтернативой бутилкаучуку. Соответственно, различные варианты осуществления изобретения относятся к основам жевательной резинки, не содержащим бутилкаучук, то есть к основам жевательной резинки, эластомерный ингредиент которых не содержит бутилкаучук.
[0019] Аналогично эмульсионным БСК уровень связанного стирола в растворных БСК составляет от примерно 5% до примерно 60% от общего веса полимера. В различных вариантах содержание связанного стирола в растворном БСК в соответствии с изобретением, как правило, по меньшей мере 5%, обычно по меньшей мере 10%, предпочтительно по меньшей мере 15% и более предпочтительно 25%, и его величина доходит примерно до 60%, как правило, до 50%, чаще всего до 45% и предпочтительно до 40% от общего веса полимера.
[0020] Многие компании, производящие БСК-полимеры, выпускают как эмульсионные БСК, так и растворные БСК. В качестве примеров типичных растворных БСК-полимеров можно указать Duradene производства компании Firestone, SE SLR производства компании Dow Chemical, Calprene и Solprene производства компании Dynasol Elastomers и Solflex производства компании Goodyear. Кроме того, такой полимер поставляется компанией Petroflex, г.Рио-де-Жанейро, Бразилия. Хотя существуют различные способы получения БСК различными производителями с использованием различных известных инициаторов, катализаторов и эмульгаторов, однако предпочтительными являются такие способы, в которых используются материалы, разрешенные для использования в пищевых продуктах, для получения растворных БСК, которые можно использовать в пищевых продуктах. Хотя в настоящее время на рынке сырья для производства жевательной резинки отсутствуют растворные БСК, которые разрешены для использования в пищевых продуктах, однако некоторые производители выпускают растворные БСК, которые разрешены для использования в контакте с пищевыми продуктами. Однако для таких растворных БСК, которые разрешены для использования в контакте с пищевыми продуктами, может быть получено разрешение на использование в составе пищевых продуктов, и, таким образом, их можно будет использовать в композициях жевательных резинок. Примерами растворных БСК, которые разрешены для использования в контакте с пищевыми продуктами, являются Duradene 706 и 741. Ниже приведены типичные характеристики таких БСК.
Образец
Содержание стирола, вес.%
Вязкость по Муни (ML/4/100°C)
Антиоксидант
Содержание антиоксиданта (%)
Категория
Катализатор
Duradene 706
23,5
55
TNPP/Irganox 1076
0,6/0,2
Контакт с пищей
BuLi
Duradene 711
18
70
Santoflex 77PD
0,0225
BuLi
Duradene 741
5
60
BHT
0,5
Контакт с пиццей
BuLi
[0021] В одном из вариантов осуществления изобретения БСК-полимер, а именно растворный БСК вместе с эмульсионным БСК или без него, использованный в соответствии с настоящим изобретением, был получен с использованием реагентов, которые разрешены для получения полимерных материалов, предназначенных для использования в пищевых продуктах, например гексан в качестве растворителя, бутилированный гидрокситолуол (BHT) или бутилированный гидроксианизол (ВНА) в качестве антиоксиданта и бутиллитий в качестве катализатора.
[0022] В предпочтительном варианте осуществления изобретения растворный БСК, который может использоваться в настоящем изобретении, или в альтернативном варианте смесь, содержащая такой БСК в соответствии с изобретением, будет обладать одним или несколькими свойствами бутилкаучука, который в настоящее время наиболее широко используется в качестве эластомера в жевательных резинках или в основах жевательных резинок.
[0023] Эластомер, который может использоваться в изобретении, является полимерным материалом, который имеет тенденцию восстановления прежней формы, когда нагрузка снимается. Если такой эластомер используется в основе жевательной резинки, то такая основа будет обеспечивать частичное восстановление формы (до 50% или более) при деформации в процессе жевания. Типичные эластомеры, пригодные для использования в настоящем изобретении, могут растягиваться до разрыва на 150% и предпочтительно более чем на 200%. Растворные БСК, которые пригодны для использования в настоящем изобретении, могут составлять основу жевательной резинки вместе с типичными дополнительными компонентами основы, такими как наполнители и ароматизаторы. Например, подходящий растворный БСК при использовании в основе жевательной резинки может обеспечивать формирование жвачки при жевании. Иначе говоря, эластомер, сам по себе или в сочетании с другими ингредиентами основы жевательной резинки, обладает связующей способностью, достаточной для формирования сплошного комочка в процессе жевания. Кроме того, подходящий растворный БСК-эластомер, сам по себе или в сочетании с другими ингредиентами основы жевательной резинки, можно жевать при обычной температуре в полости рта, то есть, при температуре от 35°С до 40°С.
[0024] Типичный растворный БСК, который пригоден для использования в настоящем изобретении, имеет вязкость по Муни (ML (1+4) при 100°С) более 50, обычно более 55 и, как правило, до 75 и обычно до 70. Типичный диапазон значений вязкости - от 52 до 72. Более предпочтительно вязкость по Муни находится в диапазоне от 57 до 67 и еще более предпочтительно составляет примерно 60.
[0025] Типичный растворный БСК, который пригоден для использования в настоящем изобретении, имеет молекулярный вес по меньшей мере 250'000 и предпочтительно по меньшей мере 300'000. Кроме того, типичный растворный БСК, который пригоден для использования в настоящем изобретении, имеет молекулярный вес, не превышающий 750'000, и предпочтительно не превышающий 600'000. Наиболее предпочтительно, растворный БСК, который пригоден для использования в настоящем изобретении, имеет молекулярный вес примерно 500'000. Однако могут использоваться и растворные БСК, молекулярный вес которых находится вне указанных диапазонов, если эластомер имеет достаточную связующую способность, и его можно жевать при температуре полости рта.
II. Композиции основы и композиции жевательной резинки, содержащие растворные БСК
[0026] Растворный БСК может использоваться в различных композициях жевательных резинок и их основ. Растворный БСК составляет от примерно 1 вес.% до примерно 40 вес.% основы жевательной резинки, предпочтительно от примерно 2 вес.% до примерно 30 вес.% и более предпочтительно от примерно 5 вес.% до примерно 20 вес.% основы жевательной резинки. В результате, содержание растворного БСК-полимера будет составлять в различных вариантах осуществления изобретения от примерно 0,2 вес.% до примерно 20 вес.% композиций жевательной резинки.
[0027] Нерастворимая в воде основа жевательной резинки обычно содержит эластомеры, пластификаторы эластомеров, мягчители, в том числе смолы, жиры, масла и неорганические наполнители. В основе жевательной резинки в качестве мягчителя может использоваться парафиновый воск. Нерастворимая основа жевательной резинки может составлять от примерно 5% до примерно 95% от общего веса жевательной резинки, обычно - от примерно 10% до примерно 50% и в некоторых предпочтительных вариантах - от примерно 20% до примерно 35% от общего веса жевательной резинки.
[0028] Основы жевательных резинок могут содержать натуральные или синтетические эластомеры, могут содержать воск или не содержат воск. Растворные БСК могут использоваться в традиционных композициях основ жевательных резинок, в композициях надувных жевательных резинок или в композициях основ нелипких жевательных резинок. Такие композиции могут использоваться для жевательных резинок, изготавливаемых в форме пластинок, таблеток, драже с покрытием и/или с начинкой, жевательных резинок, содержащих или не содержащих сахар.
[0029] В одном из вариантов основа жевательной резинки в соответствии с настоящим изобретением содержит следующие компоненты: синтетический эластомер - от примерно 10 вес.% до примерно 50 вес.%, природный эластомер - от примерно 0 вес.% до примерно 30 вес.%, пластификатор эластомера - от примерно 5 вес.% до примерно 55 вес.%, наполнитель - от примерно 4 вес.% до примерно 35 вес.%, мягчитель - от примерно 5 вес.% до примерно 35 вес.% и прочие ингредиенты, такие как красители, антиоксиданты и т.п. - в незначительных количествах (порядка 1% и менее).
[0030] В качестве синтетических эластомеров могут использоваться, например, полиизобутилен со средним молекулярным весом (по измерениям гель-проникающей хроматографии (ГПХ)) от примерно 10'000 до примерно 95'000 ("низкомолекулярный" полиизобутилен), полиизобутилен со средним молекулярным весом (по измерениям ГПХ), превышающим примерно 200'000 ("высокомолекулярный" полиизобутилен), бутилкаучук (сополимер изобутилена и изопрена), традиционные эмульсионные сополимеры стирола и бутадиена с отношением стирол/бутадиен от примерно 1:1 до примерно 1:3. В качестве природных эластомеров могут использоваться, например, натуральные каучуки, такие как сгущенный или несгущенный латекс, гваюла, а также природные смолы, такие как чикл, желутонг, лечи каспи, перилло, сорва, массарандуба балата, нисперо, розиндинха (rosindinha), гутта ханканг (gutta hang kang) и их сочетания. Предпочтительные величины концентраций синтетических и природных эластомеров могут варьироваться в зависимости от того, является ли жевательная резинка, в которой используется основа, липкой или нелипкой, надувной или обычной резинкой. Предпочтительными природными эластомерами являются следующие: натуральный каучук, желутонг, чикл, сорва и массарандуба балата.
[0031] Типичная основа жевательной резинки, содержащая растворный БСК в соответствии с настоящим изобретением, имеет модуль (мера растягивающей силы) от 100 кПа до 600 кПа при температуре 40°С (измерения проводились с помощью реологического динамического анализатора, изменение температуры в диапазоне 0°С-100°С со скоростью 3°С/мин; параллельная пластина; напряжение 0,5%; 10 рад/сек). Основа жевательной резинки, содержащая растворный БСК в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно имеет модуль в диапазоне от 200 кПа до 500 кПа и более предпочтительно - от 300 кПа до 400 кПа.
[0032] Основа жевательной резинки также может содержать пластификаторы эластомеров (также называемые растворителями эластомеров), такие как терпеновые смолы и эфиры природной канифоли, а также другие пластификаторы эластомеров. Основы жевательных резинок также могут содержать такие смолы, как поливинилацетат, полиэтилен, а также сополимеры винилацетата и виниллауарата.
[0033] Подходящими пластификаторами эластомеров, которые могут использоваться в целях настоящего изобретения, являются, например, эфиры природной канифоли, часто называемые глицериновыми эфирами, такие как глицериновые эфиры частично гидрированной канифоли, глицериновые эфиры полимеризованной канифоли, глицериновые эфиры частично или полностью димеризованной канифоли, глицериновые эфиры канифоли, пентаэритритоловые эфиры частично гидрированной канифоли, метиловые и частично гидрированные метиловые эфиры канифоли, пентаэритритоловые эфиры канифоли, глицериновые эфиры экстракционной канифоли, глицериновые эфиры живичной канифоли, синтетические материалы, такие как терпеновые смолы, полученные из альфа-пинена, бета-пинена и/или d-лимонена, и любые подходящие сочетания указанных материалов. Предпочтительные пластификаторы эластомеров также будут зависеть от конкретного применения и от типа используемого эластомера. Например, в одном конкретном применении глицериновый эфир выбирают для использования вместе с растворным БСК (статистический сополимер или сочетание статистического и блок-сополимера) и/или с эмульсионным БСК.
[0034] Кроме эфиров природной канифоли, называемых также смолами, пластификаторы эластомеров могут включать и другие типы пластичных смол. К ним относится поливинилацетат со средним молекулярным весом от примерно 2'000 до примерно 90'000 (по измерениям ГПХ), полиизопрен, полиэтилен, сополимер винилацетата и виниллаурата с содержанием виниллаурата от примерно 5% до примерно 50% от веса сополимера и их сочетания. Предпочтительные диапазоны среднего молекулярного веса (по измерениям ГПХ): для полиизобутилена - 50'000-80'000, и для поливинилацета - 10'000-65'000 (с поливинилацетатами с более высоким молекулярным весом, которые обычно используются в основе надувной жевательной резинки). Для сополимера винилацетата и виниллаурата предпочтительным является содержание виниллаурата порядка 10-45% от веса сополимера. Основа жевательной резинки предпочтительно содержит пластичную смолу вместе с другими материалами, действующими в качестве пластификаторов эластомера.
[0035] Основа жевательной резинки может содержать дополнительно наполнители/текстуризаторы и мягчители/эмульгаторы. Мягчители добавляют к жевательной резинке для оптимизации ее жевательных свойств и улучшения ощущений, создаваемых резинкой во рту. В качестве мягчителей/эмульгаторов обычно используются следующие вещества: животный жир, гидрированные и частично гидрированные растительные масла, масло какао, глицеролмоностеарат, глицеролтриацетат, лецитин и их сочетания. Лецитин и глицеролмоностеарат также действуют как эмульгаторы, улучшающие совместимость различных ингредиентов жевательной резинки.
[0036] В качестве наполнителей/текстуризаторов обычно используются неорганические порошки, не растворимые в воде, такие как, например, карбонат кальция, карбонат магния, измельченный известняк, силикаты, такие как силикаты алюминия и магния, глинозем, тальк, оксид титана, моно-, ди- и трикальцийфосфат. Также могут использоваться нерастворимые органические наполнители, включая полимеры целлюлозы, такие как, например, древесина, и их сочетания.
[0037] Выбор различных ингредиентов предлагаемых в настоящем изобретении композиций жевательных резинок или их основ обычно определяется различными факторами, в том числе требуемыми свойствами, например физическими, создающими ощущения во рту, вкусом, запахом и т.п., а также действующими нормативными требованиями (например, требованиями, чтобы выпускаемая продукция имела разрешение для использования в пищевых продуктах, чтобы используемые ингредиенты имели разрешение для использования в пищевых продуктах, например должно использоваться пищевое растительное масло вместо масел, обычно добавляемых к БСК, таких как нафтеновое масло, которое может добавляться в тех случаях, когда получают материал с высоким молекулярным весом и/или высоким содержанием стирола для улучшения его пригодности к обработке).
[0038] Как уже указывалось, вышеописанные растворные БСК-полимеры могут использоваться без добавления других ингредиентов, то есть такой БСК может составлять 100% эластомерного компонента основы жевательной резинки. Однако в альтернативных вариантах растворный БСК-полимер может составлять лишь часть эластомерного компонента основы жевательной резинки, а именно, по меньшей мере примерно 25%, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 75% или более, и меньше чем примерно 100% от общего веса эластомерного компонента. Более конкретно, растворный БСК-полимер может быть смешан с одним или несколькими другими полимерами, так что общий вес смеси этих полимеров будет составлять 100 вес.% эластомерного компонента основы жевательной резинки. Например, в различных вариантах осуществления изобретения растворный БСК-полимер, раскрытый в описании, может быть смешан с полимером, таким как, например, растворный БСК-блок-сополимер и/или БСК, полученный с помощью статистической сополимеризации в эмульсии.
[0039] В различных вариантах предлагаемая в настоящем изобретении композиция основы жевательной резинки может иметь одну или несколько нижеуказанных характеристик:
ХАРАКТЕРИСТИКА
Максимум
Минимум
Температура размягчения (°С)<sup>1</sup>
62
50
Зольный остаток (вес.%)<sup>2</sup>
31
20
Твердость (5) при температуре 37°С (g)<sup>3</sup>
9000
5800
Связующая способность при температуре 37°С<sup>4</sup>
0,40
0,54
Динамический модуль упругости (кПа) при температуре 40°С<sup>5</sup>
540
130
Модуль потерь (кПа) (5) при температуре 40°С<sup>6</sup>
410
120
Коэффициент рассеяния энергии (тангенс дельта при температуре 40°С)<sup>7</sup>
0,92
0,55
Методики испытаний:
<sup>1</sup>Метод кольца и шарика
<sup>2</sup>ASTM D5667
<sup>3</sup>Анализатор текстуры Stevens QTS25 компании Brookfield Engineering Laboratories (г.Бостон, Массачусетс); испытание на продавливание на фиксированное расстояние (2 мм) пробойником диаметром 6 мм из нержавеющей стали при температуре 38,6°С; твердость (г) = максимальная нагрузка в первом цикле.
<sup>4</sup>Анализатор текстуры Stevens QTS25; испытание на продавливание на фиксированное расстояние (2 мм) пробойником диаметром 6 мм из нержавеющей стали при температуре 38,6°С; связующая способность = отношение общей положительной работы, выполненной во втором цикле, к работе в первом цикле.
<sup>5</sup>Реологический динамический анализатор; изменение температуры в диапазоне 0°С-100°С со скоростью 3°С/мин; параллельная пластина; напряжение 0,5%; 10 рад/сек.
<sup>6</sup>Реологический динамический анализатор; изменение температуры в диапазоне 0°С-100°С со скоростью 3°С/мин; параллельная пластина; напряжение 0,5%; 10 рад/сек.
<sup>7</sup>Реологический динамический анализатор; изменение температуры в диапазоне 0°С-100°С со скоростью 3°С/мин; параллельная пластина; напряжение 0,5%; 10 рад/сек.
[0040] Вышеуказанные физические характеристики являются примерными и могут быть подходящими для определенного продукта, однако настоящее изобретение не ограничивается основами жевательных резинок, характеристики которых находятся в указанных диапазонах, или жевательными резинками, содержащими основы с такими характеристиками.
III. Статистические и блок-сополимеры БСК, синтезируемые в растворе
[0041] Растворные БСК-сополимеры, которые могут использоваться для целей настоящего изобретения, как правило, используются в форме статистических сополимеров. Использование статистических БСК-сополимеров, в отличие от блок-БСК-сополимеров, обеспечивает получение основ жевательных резинок, которые создают во рту ощущения, аналогичные ощущениям, создаваемым основами и жевательными резинками, содержащими бутилкаучук. Однако эластомерный компонент предлагаемых в настоящем изобретении жевательных резинок может также содержать смесь статистических и блок-БСК-сополимеров, синтезируемых в растворе. В частности, в качестве блок-сополимера, который может входить в эластомерный компонент предлагаемой в настоящем изобретении основы жевательной резинки, может использоваться блок-сополимер стирола и диена с двумя или более жесткими сегментами или блоками полистирола и по меньшей мере с одним мягким, или сравнительно более эластичным, сегментом или блоком, находящимся между ними, например полидиена, такого как, например, полибутадиен или полиизопрен,
[0042] Необходимо отметить, что в настоящем описании термин "блок-сополимер" в общем случае относится полимеру, содержащему по меньшей мере два сегмента или блока, имеющих разный состав и разную структуру, причем мономеры не включаются в структуру полимера исключительно статистическим или неуправляемым образом. Блок-сополимеры, подходящие для использования в соответствии с настоящим изобретением, также описаны, например, в публикации заявки US 2007/0172541, содержание которой полностью вводится здесь ссылкой в настоящую заявку.
IV. Вспомогательные добавки.
[0043] Что касается вспомогательных добавок или компонентов, которые могут использоваться в предлагаемой в настоящем изобретении основе жевательной резинки, то необходимо отметить, что их выбор и определение необходимого количества могут осуществляться по методикам, известным в данной области техники. К таким вспомогательным добавкам относятся красители, забеливатели и антиоксиданты.
[0044] Красители и забеливатели могут включать краски и красочные лаки по классификации FD&C, фруктовые и растительные экстракты, диоксид титана и их сочетания.
[0045] Антиоксиданты, такие как, например, ВНА, ВНТ, токоферолы (витамины Е), пропилгаллат и другие антиоксиданты, приемлемые для использования в пищевых продуктах, могут использоваться для предотвращения окисления жиров, масел и эластомеров основы жевательной резинки.
[0046] В основе жевательной резинки в качестве мягчителя может использоваться воск, или же основа не содержит воск. Пример основы жевательной резинки, не содержащей воск, описывается в патенте US 5286500, содержание которого включается ссылкой в настоящую заявку.
V. Композиции жевательной резинки.
[0047] Кроме нерастворимой в воде основы типичная композиция жевательной резинки содержит наполнитель, растворимый в воде, и один или несколько ароматизаторов. Растворимая в воде часть может включать подслащивающие наполнители, сильнодействующие подсластители, связующие добавки, ароматизаторы, водорастворимые мягчители, эмульгаторы смолы, красители, подкислители, наполнители, антиоксиданты и другие компоненты, которые могут придать необходимые свойства.
[0048] Водорастворимые мягчители, также известные в технике как водорастворимые пластификаторы и пластифицирующие добавки, обычно составляют от примерно 0,5% до примерно 15% от общего веса жевательной резинки. В качестве водорастворимых мягчителей могут использоваться глицерин, лецитин и их сочетания. Кроме того, в качестве мягчителей и связующих добавок жевательной резинки могут использоваться водные растворы подсластителей, таких как содержащие сорбит, гидрированные гидролизаты крахмала, кукурузный сироп и их сочетания.
[0049] Подслащивающие наполнители включают сахар и компоненты, не содержащие сахар. Подслащивающие наполнители обычно составляют от 5% до 95%, предпочтительно от 20% до 80% и более предпочтительно от 30% до 60% от общего веса жевательной резинки.
[0050] В качестве подсластителей на основе сахара обычно используются ингредиенты, содержащие сахариды, хорошо известные в технологии производства жевательных резинок, например, такие как сахароза, глюкоза, солодовый сахар, декстрин, высушенный инвертированный сахар, фруктоза, галактоза, сухое вещество кукурузного сиропа и аналогичные вещества, по отдельности или в различных сочетаниях.
[0051] В качестве подсластителя, не содержащего сахара, может быть использован сорбит. Кроме того, в качестве подсластителей, не содержащих сахар, могут использоваться и другие сахарные спирты, такие как, например, ксилит, эритрит, маннит, изомальт, лактит, гидрированные гидролизаты крахмала и другие аналогичные вещества, по отдельности или в различных сочетаниях.
[0052] В сочетании с вышеперечисленными веществами также могут использоваться сильнодействующие искусственные подсластители. Предпочтительными подсластителями являются (без ограничения) сукралоза, аспартам, соли ацельсульфама, алитам, сахарин и его соли, цикламовая кислота и ее соли, неотам, глицирризин, дигидрохалконы, тауматин, монеллин и другие аналогичные вещества, по отдельности или в различных сочетаниях. Для обеспечения продолжительного восприятия сладости и аромата может потребоваться инкапсуляция по меньшей мере части искусственного подсластителя или иное управление высвобождением этой части. Для достижения необходимых характеристик высвобождения могут быть использованы такие технологии, как мокрая грануляция, восковая грануляция, высушивание распылением, охлаждение распылением, покрытие в псевдоожиженном слое, коацервация и экструзионное прессование.
[0053] Уровень использования искусственного подсластителя может существенно меняться и будет зависеть от таких факторов, как сила подсластителя, скорость его высвобождения, необходимая сладость изделия, содержание и тип используемого ароматизатора и стоимость. Так, активный уровень использования искусственного подсластителя может изменяться от 0,02 вес.% до 8 вес.%. Если используются носители для инкапсуляции, то уровень использования инкапсулированного подсластителя будет пропорционально выше.
[0054] Если необходима низкая калорийность жевательной резинки, то может использоваться низкокалорийный наполнитель. К низкокалорийным наполнителям относятся, например: полидекстроза, рафтилоза, рафтилин, фруктоолигосахариды (NUTRAFLORA), палатинозаолигосахариды, гидролизаты гуаровой смолы (SUN FIBER) или неусвояемые декстрины (FIBERSOL). Однако могут использоваться и другие низкокалорийные наполнители. Кроме того, калорийность жевательной резинки может быть снижена путем повышения относительного уровня основы при одновременном снижении содержания калорийных подсластителей в продукте. Это можно осуществить с одновременным снижением веса единицы продукта или без такого снижения.
[0055] Могут использоваться различные ароматизаторы. Ароматизатор может использоваться в количествах от примерно 0,1% до 15% от общего веса жевательной резинки и предпочтительно от 0,2% до 5%. В качестве ароматизирующих добавок могут использоваться эфирные масла, синтетические ароматизирующие вещества или их смеси, в частности масла, полученные из растений и фруктов, такие как цитрусовые масла, фруктовые эссенции, масло перечной мяты, масло кудрявой мяты, гвоздичное масло, винтергреневое масло, анисовое масло и т.п. Также могут использоваться искусственные ароматизирующие добавки. Натуральные и синтетические ароматизирующие добавки могут использоваться в любых сенсориально приемлемых сочетаниях. Также могут быть добавлены ингредиенты, создающие ощущения изменения температуры при жевании, например ощущения охлаждения или нагрева. К таким ингредиентам относятся, например, циклические или ациклические карбоксамиды, производные ментола и капсаицин. Также могут быть добавлены подкислители для создания кислинки в продукте.
VI. Способы получения жевательных резинок и основ для них
[0056] Для настоящего изобретения могут быть использованы различные известные способы производства жевательной резинки. Например, основа жевательной резинки может быть получена с использованием традиционных способов перемешивания в циклическом или непрерывном режиме. При этом обычно поддерживается температура от примерно 120°С до примерно 160°С в течение 1,5-2 часов. В общем случае, сначала получают каучуковую смесь с последующими операциями пластикации, вытягивания, складывания, измельчения и повторного соединения вместе с любым необходимым наполнителем. Растворный БСК-полимер может быть смешан с любым другим каучуком, используемым в композиции. Затем добавляют пластификаторы эластомеров, такие как, например, терпеновые смолы или эфиры канифоли, и затем пластичные смолы, такие как, например, поливинилацетат. После этого добавляют мягчители и эмульгаторы, такие как, например, воски, жиры и масла. Полученную основу жевательной резинки охлаждают и получают из нее драже или пластины.
[0057] Как правило, жевательную резинку изготавливают путем последовательного добавления различных ингредиентов в один из обычно используемых для этой цели смесителей, которые предлагаются на рынке. После тщательного перемешивания всех ингредиентов полученная масса выгружается из смесителя и формуется для получения необходимой формы, например прокатывается для получения листов и нарезается на пластинки, экструдируется для получения батончиков или отливается в драже.
[0058] Как правило, для перемешивания ингредиентов сначала расплавляют основу жевательной резинки и загружают ее в работающий смеситель. В альтернативном варианте основа жевательной резинки может быть расплавлена в смесителе. На этой стадии может быть добавлен краситель и эмульгаторы.
[0059] Затем может быть добавлен мягчитель жевательной резинки, такой как, например глицерин, вместе с частью наполнителя. Остальные части наполнителя могут быть добавлены в смеситель позднее. Ароматизаторы обычно добавляются вместе с последней частью наполнителя. Весь процесс перемешивания обычно занимает от пяти до пятнадцати минут, но в некоторых случаях требуется более длительное перемешивание.
[0060] В другом примере основы жевательных резинок обычно получают в циклическом режиме с использованием любого стандартного смесителя, имеющегося на рынке, например смесителя с лопатками, имеющими форму буквы сигма, причем для получения смеси в нагретый смеситель последовательно добавляют эластомер, растворитель эластомера и наполнитель. Начальные количества ингредиентов, обеспечивающие получение необходимой консистенции, определяются рабочей емкостью резервуара смесителя. После получения однородной смеси начальных ингредиентов последовательно добавляют растворитель эластомера, наполнитель, мягчители и другие вспомогательные компоненты, которые перемешиваются до получения однородной расплавленной массы. В зависимости от состава композиции этот процесс может занимать от одного до трех часов. Конечная температура получаемой массы обычно находится в диапазоне от примерно 70°С до примерно 130°С, чаще всего от примерно 100°С до примерно 120°С. Полученную расплавленную массу подают из резервуара смесителя в котлы с внутренним покрытием, выдавливают в любую необходимую форму и оставляют охлаждаться до затвердевания.
[0061] Однако в альтернативных вариантах для получения основы жевательной резинки может использоваться непрерывный процесс с использованием смесительных экструдеров, известных в данной области техники. После получения однородной смеси начальных ингредиентов и перемешивания в течение необходимого времени последовательно добавляют остальные ингредиенты основы и перемешивают до получения полностью однородной расплавленной массы. Обычно после начального перемешивания добавляют остальные части эластомера и пластификатора эластомера. Затем при необходимости добавляют воски и масла. После этого осуществляется перемешивание до получения однородной смеси перед подачей ее на экструзию.
[0062] Примеры способов экструзии, которые могут использоваться дополнительно в соответствии с настоящим изобретением, описываются в нижеуказанных патентах, полное содержание которых вводится в настоящую заявку ссылкой: i) в US 6, 238, 710 описывается способ непрерывного получения основы жевательной резинки, в котором все ингредиенты перемешиваются в одном экструдере; ii) в US 6, 086, 925 раскрывается получение основы жевательной резинки путем добавления жесткого эластомера, наполнителя и смазывающего вещества в смеситель непрерывного действия; iii) в US 5, 419, 919 раскрывается способ непрерывного получения основы жевательной резинки с использованием смесителя с лопастной мешалкой путем выборочной подачи различных ингредиентов в разных точках смесителя; и iv) в US 5, 397, 580 раскрывается способ непрерывного получения основы жевательной резинки, в которой используются два последовательно расположенных смесителя, работающих в непрерывном режиме, и смесь, полученная в первом смесителе, непрерывно подается во второй смеситель. В альтернативном варианте непрерывного процесса ингредиенты добавляются непрерывно в различных точках по длине экструдера, и в этом случае время нахождения в экструдере может быть существенно меньше одного часа.
[0063] Например, как описывается в патенте US 6, 858, 237, предлагаемые в настоящем изобретении жевательные резинки могут быть получены в непрерывном процессе, который содержит: а) подачу основы жевательной резинки в высокоэффективный смеситель непрерывного действия; b) добавление по меньшей мере одного подсластителя в смеситель непрерывного действия и смешивание этого подсластителя и ароматизатора с остальными ингредиентами для формирования массы жевательной резинки; и с) после того, как один из ингредиентов добавляется в смеситель, воздействие на него транспортирующего элемента шнека высокоэффективного смесителя непрерывного действия.
[0064] Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение и никоим образом не ограничивающие его объем.
ПРИМЕРЫ
[0065] Для получения предлагаемой в настоящем изобретении основы жевательной резинки использовался растворный БСК-эластомер производства компании Petroflex. Этот БСК-эластомер представляет собой статистический сополимер, содержащий 50% связанного стирола, с молекулярным весом примерно 260'000 и вязкостью по Муни, равной 58 (ML (1+4) при температуре 100°С). В качестве контрольного образца использовалась такая же основа, полученная с использованием традиционного эмульсионного БСК. Две основы жевательной резинки были получены в соответствии с составом, указанным в Таблице 1, причем содержание ингредиентов указано в весовых процентах.
Таблица 1
Ингредиент
Пример 1 (изобретение)
Пример А (сравнительный)
БСК (раствор) Petroflex
11,77
-
Эмульсионный БСК
-
11,77
Глицериновый эфир живичной канифоли
11,93
11,93
Глицериновый эфир димеризованной канифоли
11,93
11,93
Моностеарат глицерина
1,94
1,94
ПВА со средним молекулярным весом
6,25
6,25
Высокомолекулярный ПВА
14,00
14,00
Ацетилированный моноглицерид
1,50
1,50
Триацетат глицерина
1,25
1,25
Микрокристаллический воск
6,12
6,12
Гидрированное соевое масло
7,23
7,23
Карбонат кальция
26,00
26,00
ВНТ
0,08
0,08
Всего
100,00
100,00
[0066] Основы жевательных резинок в Примерах 1 и А использовались для получения жевательных резинок в соответствии с составами, указанными в Таблице 2, причем содержание ингредиентов указано в весовых процентах.
Таблица 2
Ингредиент
Пример 2 (изобретение)
Пример В (сравнительный)
Основа по Примеру 1
21,20
-
Основа по Примеру А
-
21,20
Сахар
61,55
61,55
Кукурузный сироп
15,00
15,00
Ароматизатор (перечная мята)
0,90
0,90
Глицерин
1,20
1,20
Лецитин
0,15
0,15
Всего
100,00
100,00
[0067] Жевательные резинки Примеров 2 и В испытывались группой из семи подготовленных испытателей, которые должны были оценить уровень любых негативных ощущений (не очень приятный вкус или запах) по шкале от 0 (негативные ощущения отсутствуют) до 3 (максимальные негативные ощущения). Жевательные резинки оценивались после одной и восьми минут жевания, и оценки усреднялись по всем испытателям. Результаты испытаний приведены в Таблице 3.
Таблица 3
Уровень негативных ощущений
Время жевания (минуты)
Пример 2 (изобретение)
Пример В (сравнительный)
1
0,14
1,07
8
0,50
1,07
[0068] Жевательная резинка, полученная из растворного БСК (Пример 2), имела меньше негативных отзывов по сравнению с жевательной резинкой, полученной из эмульсионного БСК (Пример В).
0069] Иллюстративные примеры 13-14 основ жевательных резинок, которые могут быть получены из растворных БСК в соответствии с настоящим изобретением, приведены в Таблицах 4-6.
Таблица 4
Ингредиент
Пример 3
Пример 4
Пример 5
Пример 6
БСК (раствор) (мол. вес 5'000'000)
10,00
5,00
2,00
7,00
Полиизобутилен (средний мол. вес)
2,00
4,00
5,00
Бутилкаучук
-
5,00
8,00
3,00
Поливинилацетат (низкий мол. вес)
15,00
15,00
25,00
20,00
Поливинилацетат (высокий мол. вес)
5,00
-
2,00
5,00
Эфир канифоли
20,00
15,00
20,00
10,00
Терпеновая смола
-
15,00
20,00
10,00
Гидрированное пальмовое масло
5,00
4,00
5,00
7,00
Гидрированное хлопковое масло
5,00
4,00
-
5,00
Моностеарат глицерина
4,00
4,00
5,00
7,00
Триацетин
0,70
-
0,30
0,70
Парафин
5,00
8,00
-
2,00
Карбонат кальция
28,30
-
7,70
26,30
Тальк
-
21,00
-
-
Всего
100,00
100,00
100,00
100,00
[0070] Необходимо отметить, что для полиизобутилена низким молекулярным весом считается молекулярный вес ниже 100'000 дальтон. Средним молекулярным весом считается вес от 100'000 до 500'000 дальтон, и высоким молекулярным весом считается вес, превышающий 500'000 дальтон.
[0071] Для поливинилацетата низким молекулярным весом считается молекулярный вес ниже 20'000 дальтон. Средним молекулярным весом считается вес от 20'000 до 60'000 дальтон, и высоким молекулярным весом считается вес от 60'000 до 100'000 дальтон.
Таблица 5
Ингредиент
Пример 7
Пример 8
Пример 9
Пример 10
БСК (раствор) (мол. вес 600'000)
9,00
5,00
3,00
7,00
Полиизобутилен (низкий мол. вес)
-
2,00
5,00
5,00
Бутилкаучук
-
5,00
-
3,00
Поливинилацетат (средний мол.вес)
10,00
15,00
20,00
25,00
Поливинилацетат (высокий мол. вес)
2,00
-
5,00
-
Эфир канифоли
30,00
10,00
6,00
15,00
Терпеновая смола
-
15,00
20,00
15,00
Гидрированное пальмовое масло
-
5,00
8,00
5,00
Гидрированное хлопковое масло
10,00
5,00
5,00
8,00
Моностеарат глицерина
5,00
5,00
8,00
2,00
Триацетин
0,30
-
0,70
-
Парафин
5,00
-
-
-
Карбонат кальция
28,70
-
19,30
-
Тальк
-
33,00
-
15,00
Всего
100,00
100,00
100,00
100,00
Таблица 6
Ингредиент
Пример 11
Пример 12
Пример 13
Пример 14
БСК (раствор) (мол. вес 400'000)
11,00
4,00
12,00
2,20
Полиизобутилен (высокий мол. вес)
-
5,00
-
9,00
Бутилкаучук
2,00
-
-
-
Поливинилацетат (низкий мол. вес)
15,00
25,00
20,00
35,00
Поливинилацетат (высокий мол. вес)
5,00
-
10,00
-
Эфир канифоли
25,00
10,00
-
-
Терпеновая смола
5,00
10,00
10,00
30,00
Гидрированное соевое масло
10,00
8,00
8,00
-
Гидрированное хлопковое масло
-
-
8,00
10,00
Частично гидрированное хлопковое масло
4,00
5,00
8,00
6,70
Моностеарат глицерина
-
2,00
5,00
5,80
Триацетин
-
-
1,00
-
Лецитин
1,50
-
0,50
-
Карбонат кальция
21,50
31,00
-
1,30
Тальк
-
-
17,50
-
Всего
100,00
100,00
100,00
100,00
Основы жевательных резинок Примеров 3-14 могут использоваться для получения жевательных резинок с хорошо известными рецептурами, которые могут содержать или не содержать сахар. В случае Примера 13 основа может использоваться для получения нелипкой жевательной резинки. То есть может быть получена жевательная резинка, которая меньше прилипает к зубам. В случае Примера 14 основа может использоваться для получения жевательной резинки с высоким содержанием лецитина, которая меньше прилипает ко всяким окружающим предметам и поверхностям.