ЖЕВАТЕЛЬНАЯ РЕЗИНКА И ЕЕ ОСНОВА
CHEWING GUM AND ITS BASE

Настоящее изобретение относится к основам жевательных резинок и жевательным резинкам. Более конкретно изобретение относится к улучшенным основам жевательных резинок и легче удаляемым жевательным резинкам.
Предшественники композиций современных жевательных резинок были разработаны в девятнадцатом веке. Современную версию жевательных резинок употребляют ежедневно миллионы людей во всем мире.
При жевании жевательной резинки водорастворимые компоненты, такие как сахара и сахарные спирты, высвобождаются во рту с разной скоростью, оставляя не растворимую в воде использованную жвачку. Через некоторое время, обычно после того, как удалена большая часть водорастворимых компонентов, использованную жвачку выбрасывают. Как правило, не возникает проблем с уничтожением использованной жвачки безопасным способом, например, можно завернуть ее в первоначальную обертку или выбросить в соответствующий приемник, однако выброшенная жвачка часто прилипает к окружающим поверхностям.
Традиционные основы жевательных резинок, используемые для производства жевательной резинки, ведут себя как вязкие жидкости, обладающие текучестью и эластичностью, которые обеспечивают необходимые жевательные свойства. Однако когда жвачка, образующаяся из такой традиционной жевательной резинки, прилипает к грубым окружающим поверхностям типа бетона, эластомерные компоненты со временем затекают в поры, трещины и разломы на таких поверхностях. Этот процесс усиливается под действием давления (например, при ходьбе людей) и колебаний температуры. Обычно жвачки традиционных жевательных резинок можно более или менее легко удалить после использования. Если жвачку сразу не удалить, то прилипшую использованную жвачку традиционной жевательной резинки и даже составы, заявленные как менее прилипающие, чрезвычайно трудно или даже невозможно полностью отделить от окружающих поверхностей.
Таким образом, нужны основа жевательной резинки и жевательная резинка с такими характеристиками, которые делают ее приемлемыми для потребителя, но при этом получаемая жвачка должна легко отделяться от окружающих поверхностей, к которым она прилипла.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основа жевательной резинки, которая в составе жевательной резинки обеспечивает способность жвачки отделяться от окружающих поверхностей, содержит 40-95 мас.% полиэтилена со среднемассовой молекулярной массой 2000-23000 дальтон.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к основам жевательных резинок и жевательным резинкам, в которых основа жевательной резинки содержит 45-95 мас.% низкомолекулярного полиэтилена. В одном варианте основа жевательной резинки включает 50-75 мас.% или 55-70 мас.% полиэтилена. В некоторых вариантах основа жевательной резинки содержит 30 мас.% по меньшей мере одного эластомера. В других вариантах основа жевательной резинки будет содержать 5-28 мас.% по меньшей мере одного эластомера или даже 8-25 мас.% по меньшей мере одного эластомера. В следующих вариантах основа жевательной резинки будет содержать 30 мас.% или 0-20 мас.% или 0-10 мас.% пластичной смолы типа поливинилацетата. В целях данного изобретения термин «основа жевательной резинки» будет относиться ко всем не растворимым в воде компонентам жевательной резинки (отличным от отдушек), которые присутствуют в конечной жевательной резинке независимо от того, добавлены они по одному или по несколько из них по отдельности, в составе предварительно смешанных композиций или индивидуально в смесь для жевательной резинки.
Многие окружающие поверхности являются грубыми или пористыми на макроскопическом или микроскопическом уровне. Такие поверхности содержат трещины, разломы и поры, которые увеличивают прилипание использованной жвачки. Если такая жвачка уже прилипла, то ее чрезвычайно трудно или невозможно полностью удалить.
Было обнаружено, что с помощью основы жевательной резинки с высокой концентрацией полиэтилена, как описано выше, можно изготовить жевательные резинки, которые после использования образуют жвачку, обладающую пониженной адгезией к окружающим поверхностям, таким как бетон, ковролин, ткани и волосы, по сравнению с жевательными резинками, содержащими традиционные основы жевательных резинок. В некоторых вариантах жвачки из основ жевательной резинки по настоящему изобретению могут стать ломкими и легко снимаются при хождении людей или другом случайном механическом воздействии. В некоторых вариантах и при некоторых условиях жвачки могут смываться дождем.
Полиэтилен (также известный как полиэтен) является термопластичным полимером олефина, состоящим из цепей мономерного этилена. Можно получать полиэтилен в широком интервале молекулярных масс. В целях настоящего изобретения предпочтительны линейные низкомолекулярные полиэтилены, хотя можно использовать и разветвленные полиэтилены. Низкая молекулярная масса означает полиэтилен со среднемассовой молекулярной массой (Mw) в интервале 2000-23000 дальтон по данным гель-проникающей хроматографии (ГПХ). В некоторых вариантах полиэтилен имеет величину Mw от 4000 до 21000 дальтон или от 5000 до 18000 дальтон. Поскольку кажущаяся молекулярная масса полимеров может заметно варьироваться в зависимости от способа определения, важно указать, как определяли приведенные выше молекулярные массы. Молекулярные массы полиэтиленов определяли методом высокотемпературной ГПХ. Температура колонки 145°С была необходима для того, чтобы убедиться, что образец остается в растворе. В качестве растворителя и подвижной фазы использовали трихлорбензол. Разделение полимерных молекул по молекулярным массам проводили с помощью колонки Jordi DBV Mixed Bed column (длина 500 нм, внутренний диаметр 10 мм) при скорости потока 1.2 мл/мин. За элюентом следили с помощью детектора по показателю преломления и молекулярную массу определяли относительно полистирольных стандартов. Разумеется, можно использовать и другие методы определения молекулярной массы полиэтилена, но получаемые результаты следует сравнивать с данными указанного выше метода.
Полиэтилены для применения в настоящем изобретении можно получать из различных источников. Можно использовать полиэтилен в виде порошка линейного полиэтилена со среднемассовой молекулярной массой (по данным ГПХ) примерно 13500 дальтон и полидисперсностью примерно 2.0. Такой полиэтилен выпускает Honeywell International под маркой Honeywell A-C 9A и также другие производители.
Основы жевательных резинок по настоящему изобретению могут также содержать другие компоненты традиционных основ жевательных резинок, такие как эластомеры, растворители эластомеров, пластификаторы, пластичные смолы, эмульгаторы, наполнители, красители и антиоксиданты, хотя не все они будут присутствовать в каждом случае.
В некоторых вариантах основа жевательной резинки содержит также наполнитель, например, карбонат кальция, тальк, аморфный оксид кремния или их комбинации. В некоторых вариантах содержание наполнителя может составлять примерно 0-5 мас.% в расчете на общую массу основы жевательной резинки, хотя можно использовать и более высокие концентрации. Было установлено, что ограничение количества применяемого наполнителя может способствовать удалению использованных жвачек, полученных из такой основы.
Хотя ожидается, что предлагаемые основы жевательных резинок будет легче удалять, в некоторых вариантах основы жевательных резинок могут также содержать по меньшей мере еще один компонент, способствующий удалению. Компонент, способствующий удалению, может содержать амфифильное вещество (такое как амфифильный полимер), слабоклейкий полимер, полимер, содержащий гиролизуемые фрагменты, сложный или простой эфир полимера, содержащего гидролизуемые фрагменты, микрочастицы поперечно-сшитого полимера или их комбинации. Эти и другие компоненты, способствующие удалению, можно предварительно смешать с основой жевательной резинки или добавить отдельно в смесь жевательной резинки. В некоторый вариантах в качестве компонента, способствующего удалению, в композицию жевательной резинки можно включить эмульгатор, который может быть инкапсулирован или высушен распылительной сушкой.
Если не указано иное, использованные здесь технические и научные термины имеют общепринятое значение у специалистов в той области, к которой относится изобретение. Использованные здесь термины «первый», «второй» и т.п. не означают порядок, количество или важность, но используются для различения одного элемента от другого. Также артикли «а» и «an» не означают ограничения количества, но относятся к присутствию по меньшей мере одного из названных пунктов, а термины «спереди», «сзади», «обратно», «внизу» и/или «наверху», если не указано иное, используют просто для удобства описания и они не предназначены для ограничения описания любой одной позицией или пространственной ориентацией.
Если названы интервалы, то они включают конечные значения всех интервалов для этого компонента или свойства и их можно независимо комбинировать (например, в интервалы «до примерно 25 мас.% или, более конкретно, примерно 5-20 мас.%» включены значения на концах и все промежуточные значения интервала «примерно 5-25 мас.%» и т.п.). Слово «примерно», использованное в связи с качеством, включает указанные значения и имеет значение, определяемое контекстом (например, включает степень погрешности, связанной с определением конкретного качества). Кроме того, если не указано иное, приведенные здесь проценты являются массовыми (мас.%) и даны в расчете на общую массу основы или жевательной резинки.
Для того чтобы получить легко удаляемую жвачку из жевательных резинок, содержащих описанные здесь основы жевательных резинок, желательно придать основе жевательной резинки и/или жевательной резинке другие известные свойства, способствующие удалению.
Например, можно ввести некоторые добавки, такие как эмульгаторы и амфифильные полимеры. Другая добавка, которая может оказаться полезной, - это полимер, содержащий углеродный полимерный каркас с неразветвленной или разветвленной цепью и множеством боковых цепей, присоединенных к каркасу, как описано в патенте WO 06-016179, включенном здесь ссылкой для любой и всех целей в такой степени, в которой это не противоречит приведенным здесь выводам. Еще одна добавка, которая облегчает удаление жвачки, - это полимер, содержащий гидролизуемые фрагменты, или сложный и/или простой эфир такого полимера. Одним из таких полимеров, содержащих гидролизуемые фрагменты, является сополимер, продаваемый под торговой маркой Gantrez. Добавка таких полимеров в количестве примерно 1-20 мас.% в расчете на общую массу жевательной резинки может уменьшить адгезию удаляемой жвачки.
Изготовление основ жевательных резинок с содержанием 5-15% высокомолекулярного полиизобутилена (например, полиизобутилена со среднечисленной молекулярной массой 200000-600000 дальтон) также эффективно облегчает удаление использованной жвачки.
В обозначенных здесь пределах можно изготовить основы жевательных резинок согласно данному описанию с традиционными компонентами основ жевательных резинок в концентрациях, обычно используемых в этих целях. Таким образом, типичная основа жевательной резинки по настоящему описанию может содержать один или несколько эластомеров, растворители эластомеров, умягчители, пластичные смолы, наполнители, красители, антиоксиданты и эмульгаторы, а также другие традиционные компоненты основ жевательных резинок. Т.е. для того, чтобы полученные основы жевательных резинок были пригодны для этой цели, отсутствует конкретное требование использовать любой или все эти компоненты или использовать их в традиционных концентрациях.
В некоторых вариантах описанные здесь основы жевательных резинок могут содержать 3-30 мас.% или 5-25 мас.% или 8-20 мас.% по меньшей мере одного эластомера. Обычно эластомеры для основ жевательных резинок представляют собой бутилкаучук, стирол-бутадиеновый каучук, полиизобутилен и полиизопрен (например, из природных камедей, таких как чикл, желутонг, лечи-каспи, перилло, массарандуба балата, массарандуба чоколата, каучук нисперо, розидинха, гуттаперча, гутта катай, нигер гутта, туну, чилте, чикубул и гутта ханг канг), хотя можно использовать и другие менее традиционные эластомеры. Один из таких нетрадиционных эластомеров представляет собой микрочастицы поперечно-сшитого полимера, как описано в находящейся на рассмотрении заявке 61/263462.
В некоторых вариантах для повышения эластичности и совместимости эластомера с другими компонентами основы жевательной резинки можно использовать растворитель эластомера. Растворители эластомеров, обычно используемые для синтетических эластомеров, включают, но не ограничиваются этим, сложные эфиры природной канифоли, часто называемые этерифицированными канифолями, такие как сложные эфиры глицерина и частично гидрогенизированной 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 гидрогенизированной канифоли, метиловые и частично гидрогенизированные метиловые сложные эфиры канифоли, сложные эфиры пентаэритрита и канифоли, сложные эфиры глицерина и экстракционной канифоли, сложные эфиры глицерина и канифоли; синтетические вещества, такие как терпеновые смолы, полученные из альфа-пинена, бета-пинена и/или d-лимонена, и любые комбинации перечисленных веществ. Выбор предпочтительных растворителей для эластомеров также зависит от конкретного применения и от типа используемого эластомера. Этерифицированные канифоли также являются компонентами природных камедей, которые, если их используют, обычно не требуют добавления растворителя эластомера или по меньшей мере его можно использовать в меньших количествах. При их использовании желательно ограничить концентрацию растворителя эластомера до 1-32 мас.% от гуммиосновы. Такие пониженные концентрации могут уменьшить адгезию жвачки к окружающим поверхностям. Нужная концентрация обычно зависит от типа и концентрации эластомера, а также от желаемых жевательных свойств получаемой жевательной резинки.
Умягчители (включая эмульгаторы) можно добавлять к основам жевательных резинок для оптимизации жевательных свойств и ощущений во рту от жевательных резинок на их основе. Умягчители/эмульгаторы, которые обычно применяют, включают жир, гидрогенизированный жир, гидрогенизированные и частично гидрогенизированные растительные жиры, масло какао, моно- и диглицериды, такие как моностеарат глицерина, триацетат глицерина, лецитин, микрокристаллический воск, парафин, природные воски и их комбинации. Лецитин и моно- и диглицериды также действуют как эмульгаторы для улучшения совместимости компонентов основы жевательной резинки.
Основы жевательной резинки по настоящему изобретению могут необязательно содержать пластичные смолы. Они включают поливинилацетат, винилацетат-виниллауратный сополимер с содержанием виниллаурата примерно 5-50 мас.% и их комбинации. Предпочтительные среднемассовые молекулярные массы (по ГПХ) поливинилацетата составляют 2000-90000 или 10000-65000 (с более высокомолекулярным винилацетатом, обычно используемым в качестве основы надувных жевательных резинок). Для винилацетат-виниллауратного сополимера предпочтительным является содержание виниллаурата в сополимере примерно 10-45 мас.%. При использовании пластичные смолы могут составлять 1-40 мас.% или 5-30 мас.% от композиции основы жевательной резинки.
Типичные наполнители представляют собой неорганические не растворимые в воде порошки, такие как карбонаты магния и кальция, известковая мука, силикаты типа силикатов магния и алюминия, глина, оксид алюминия, тальк, оксид титана, моно-, ди- и трикальцийфосфат и сульфат кальция. Можно также использовать нерастворимые органические наполнители, в том числе полимеры целлюлозы, такие как древесина, а также комбинации любых таких веществ. При использовании неорганические наполнители обычно включают в количествах примерно 4-50 мас.% в расчете на общую массу основы жевательной резинки. Однако поскольку было установлено, что повышенные концентрации наполнителя могут усиливать прилипание жвачки к окружающим поверхностям, предпочтительно использовать наполнители в количестве менее 5 мас.% от основы жевательной резинки.
Красители и осветлители могут включать красители и лаки FD&С-типа, фруктовые и растительные экстракты, диоксид титана и их комбинации. Для ингибирования окисления жиров, масел и эластомеров в основе жевательной резинки можно использовать антиоксиданты типа бутилгидроксианизола (ВНА), бутилгидрокситолуола (ВНТ), токоферолов, пропилгаллата и других пищевых антиоксидантов.
Описанная здесь основа жевательной резинки может содержать или не содержать воск. Пример не содержащей воска основы жевательной резинки раскрыт в патенте США №5286500, который включен здесь ссылкой в такой степени, в которой он согласуется с полученными выводами. Предпочтительно, чтобы основы жевательных резинок по настоящему изобретению не содержали парафинового воска. При использовании парафина предпочтительно, чтобы его содержание не превышало 8 мас.% от основы жевательной резинки.
2
6
2
2
6
2
5
2
5
2
Основы жевательных резинок по настоящему изобретению можно подобрать таким образом, чтобы они обладали хорошими и даже исключительно высокими жевательными свойствами. Хорошие и исключительно высокие жевательные свойства означают, что жвачка будет доставлять удовольствие потребителям, поскольку не будет ни чрезмерно мягкой, ни чрезмерно прилипчивой, ни чрезмерно подвижной или застывшей, не будет шумящей или скрипучей и будет гладкой без излишнего прилипания. Разумеется, личные предпочтения потребителей по отношению к этим свойствам могут варьироваться. Специалисты в данной области, учитывая ограничения настоящего изобретения, смогут изготовить основы жевательных резинок, которые удовлетворят запросам целевого потребителя. Как всегда обычно бывает, оптимальный состав можно обеспечить путем изготовления первой большей и затем меньшей подгоночной порции состава, пока не будет достигнут желательный вкусовой эффект. В этом могут также помочь реологические измерения. Желательно, чтобы типичная основа жевательной резинки, изготовленная по настоящему изобретению, имела модуль сдвига (мера сопротивления деформации) от примерно 1 кПа (10000 дин/см) до примерно 600 кПа (6×10 дин/см) при 40°С (определены на приборе Rheometric Dynamic Analyzer с динамическими температурными стадиями, 0-100°С при 3°С/мин; параллельная пластина; 0.5% напряжение; 10 рад/с). Предпочтительная основа жевательной резинки, согласно некоторым вариантам настоящего изобретения, может иметь модуль сдвига от примерно 5 кПа (50000 дин/см) до примерно 300 кПа (3×10 дин/см) или даже от примерно 10 кПа (1×10 дин/см) до примерно 70 кПа (7×10 дин/см). Однако в некоторых случаях бывает желательно приготовить основы, характеристики которых находятся за пределами указанных реологических интервалов.
Описанные основы жевательных резинок можно изготовить традиционными способами смешения. В таких способах обычно вначале дробят или измельчают эластомеры вместе с по меньшей мере частью любого нужного наполнителя. Затем измельченный эластомер переносят в миксер периодического действия для составления смеси. Для этой цели можно использовать любой стандартный промышленный миксер (например, Sigma blade mixer). Составление смеси обычно включает объединение измельченного эластомера с наполнителем и раствором эластомера и смешение до гомогенного состояния, обычно в течение примерно 30-70 мин.
Затем добавляют любой дополнительный наполнитель и растворитель эластомера и далее умягчители, причем после каждого добавления перемешивают состав до однородности. В этом способе малые количества компонентов, таких как антиоксиданты и краски, можно добавлять в любой момент. Хотя можно добавлять малые порции (т.е. менее 50%) низкомолекулярного полиэтилена во время составления смеси, предпочтительно добавить основную часть или весь низкомолекулярный полиэтилен в базовый миксер в любое время после того, как составление смеси закончено.
Для изготовления основы жевательной резинки можно использовать непрерывные способы с использованием смешивающих экструдеров, которые хорошо известны в данной области. В типичном способе непрерывного смешения исходные компоненты, включая измельченный эластомер, непрерывно отмеряют и загружают в отверстия экструдера в разных точках по его длине в соответствии с последовательностью обработки порции.
После достаточного смешения исходных компонентов до однородного состояния загружают компоненты основы в отверстия или вводят их в разных точках по длине экструдера. Обычно после начальной стадии составления смеси добавляют любой остаток эластомерного компонента. Затем перед выгрузкой из экструдера состав обрабатывают с образованием однородной массы. Обычно проход через экструдер занимает менее часа.
Примерные способы непрерывного смешения включают следующие способы, все содержание которых включено здесь ссылкой в такой степени, в какой они не противоречат полученным выводам: (i) патент США №6238710, в котором описан способ непрерывного производства жевательной резинки, который включает приготовление смеси всех компонентов в одном экструдере; (ii) патент США №6086925, в котором раскрыто производство основы жевательной резинки путем загрузки твердого эластомера, наполнителя и смазки в миксер непрерывного действия; (iii) патент США №5419919, который раскрывает производство основы жевательной резинки непрерывным способом с использованием лопастного миксера путем раздельной загрузки различных компонентов в разные точки миксера; и (iv) патент США №5397580, в котором раскрыто непрерывное производство основы жевательной резинки, при котором два миксера непрерывного действия расположены последовательно и смесь из первого миксера непрерывно подают во второй экструдер.
Окончательно приготовленную основу можно экструдировать или отлить в любую нужную форму (например, в виде шариков, таблеток, пластинок или чешуек), охладить и отвердить. В некоторых случаях может быть предпочтительным использовать для этой цели способ гранулирования под слоем воды.
В некоторых случаях может оказаться желательным добавлять некоторые компоненты основы жевательной резинки в смеситель во время смешения компонентов основы.
2
6
2
2
6
2
5
2
5
2
Желательно, чтобы типичная основа жевательной резинки по настоящему изобретению имела модуль сдвига (мера сопротивления деформации) от примерно 1 кПа (10000 дин/см) до примерно 600 кПа (6×10 дин/см) при 40°С (определены на приборе Rheometric Dynamic Analyzer с динамическими температурными стадиями, 0-100°С при 3°С/мин; параллельная пластина; 0.5% напряжение; 10 рад/с). Предпочтительная основа жевательной резинки согласно некоторым вариантам настоящего изобретения может иметь модуль сдвига от примерно 5 кПа (50000 дин/см) до примерно 300 кПа (3×10 дин/см) или даже от примерно 10 кПа (1×10 дин/см) до примерно 70 кПа (7×10 дин/см).
Описанная здесь основа жевательной резинки может составлять примерно 0.1-98 мас.% от массы жевательной резинки. Более типично, чтобы предлагаемая основа составляла примерно 10-50 мас.% жевательной резинки и в разных предпочтительных вариантах составляла примерно 20-35 мас.% жевательной резинки.
В состав жевательной резинки можно добавлять рассмотренные здесь компоненты, способствующие удалению жвачки, - либо вместо, либо вдобавок к любым количествам, введенным в основу жевательной резинки. Например, в жевательную резинку можно добавить полимер, содержащий гидролизуемые фрагменты, а также сложный или простой эфир такого полимера в количестве примерно 1-7 мас.% в расчете на общую массу жевательной резинки.
Далее, в некоторых вариантах в состав жевательной резинки можно добавить эмульгаторы, такие как лецитиновый порошок, в количествах от 3 до 7 мас.% в расчете на жевательную резинку для повышения способности к удалению полученных из них жвачек. В таких вариантах предпочтительно вводить эмульгатор распылительной сушкой или инкапсулировать его, с тем чтобы замедлить его высвобождение.
Для достижения повышенной способности к удалению можно одновременно использовать любые комбинации любого числа описанных подходов. Кроме того, как показано выше, в основу жевательной резинки и/или в жевательную резинку можно вводить описанные выше компоненты, увеличивающие способность к удалению, или любые другие компоненты, известные специалистам в данной области, которые можно использовать для этой цели.
Помимо основы жевательная резинка обычно содержит значительную часть наполнителей, высокоинтенсивных подсластителей, одной или нескольких отдушек, водорастворимых умягчителей, связующих, эмульгаторов, красителей, подкислителей, антиоксидантов и других компонентов, придающих резинке желаемые потребительские свойства. Любые из них или все можно включить в состав жевательных резинок.
В некоторых вариантах в состав описанных здесь жевательных резинок можно ввести один или несколько наполнителей или сладких наполнителей для придания жевательной резинке сладости, объема и текстуры. Наполнители жевательных резинок можно также выбирать в расчете на их использование в маркетинговой рекламе. Таким образом, если желательно получить низкокалорийную жевательную резину, можно применять низкокалорийные наполнители типа полидекстрозы или, если на первый план выходит использование натуральных ингредиентов, то можно применять наполнители типа изомальтозы, инулина, агарового сиропа или порошка, эритрита, крахмалов и некоторых декстринов. В настоящем изобретении можно также использовать любые комбинации указанных наполнителей.
Типичные наполнители включают сахара, сахарные спирты и их комбинации. Сахарные наполнители обычно представляют собой компоненты, содержащие сахариды, хорошо известные в области производства жевательных резинок, включая, но не ограничиваясь этим, сахарозу, декстрозу, мальтозу, декстрин, сухой инвертный сахар, фруктозу, левулезу, галактозу, высушенные кукурузные сиропы и т.п., по отдельности или в комбинации. В жевательных резинках без сахара наполнители на основе сахара заменяют на сахарные спирты, такие как сорбит, мальтит, эритрит, изомальтит, маннит, ксилит и их комбинации.
Наполнители обычно составляют примерно 5-95 мас.% от общей массы жевательной резинки, более типично примерно 20-80 мас.% и еще более типично примерно 30-70 мас.% от общей массы жевательной резинки.
При желании для понижения калорийности жевательной резинки или для того, чтобы сделать ее некалорийной, можно уменьшить содержание наполнителя или вовсе исключить его из общей массы жевательной резинки. В таких вариантах система микрочастицы/основа жевательной резинки могут составлять примерно до 98 мас.% жевательной резинки. Или же можно использовать низкокалорийный наполнитель.
Примеры низкокалорийных наполнителей включают, но не ограничиваются этим, полидекстрозу; рафтилозу, рафтилин, фруктоолигосахариды (NutraFlora); олигосахарид палатинозу; гидролизат гуаровой смолы (Sun Fiber) или непищевой декстрин (Fibersol). Калорийность жевательной резинки можно также уменьшить, повышая относительную концентрацию основы жевательной резинки при уменьшении концентрации высококалорийных подсластителей в продукте. Это можно сделать, уменьшая или не уменьшая массу порции жевательной резинки.
Например, в этих или других вариантах можно использовать высокоинтенсивные искусственные подсластители отдельно или в комбинации со сладкими наполнителями. Предпочтительные подсластители включают, но не ограничиваются ими, сукралозу, аспартам, соли ацесульфама, алитам, неотам, сахарин и его соли, цикламовую кислоту и ее соли, глицирризин, стевию и производные стевии, такие как ребаудиозид А, дигидрохальконы, Луо Хан Гуо, тауматин, монеллин, и т.п. или их комбинации.
Для того чтобы продлить ощущение сладости и аромат, может быть желательно инкапсулировать по меньшей мере часть искусственного подсластителя или иначе регулировать его высвобождение. Для достижения нужных параметров высвобождения можно использовать такие способы, как влажная грануляция, грануляция в воске, распылительная сушка, распылительное охлаждение, нанесение жидкого покрытия, коацервация и волоконная экструзия.
Уровень использования искусственных подсластителей в значительной степени зависит от таких факторов, как интенсивность сладости, скорость высвобождения, желаемая сладость продукта, концентрация и характер запаха и стоимость. Вообще говоря, пригодные концентрации искусственных подсластителей можно варьировать в интервале от примерно 0.02 мас.% до примерно 8 мас.%. При введении носителей для инкапсулирования степень использования инкапсулированного подсластителя будет пропорционально возрастать.
При желании можно использовать множество природных или искусственных отдушек в любом числе комбинаций. Такие отдушки могут включать эфирные масла, натуральные экстракты, синтетические отдушки или их смеси, в том числе, но не ограничиваясь ими, масла, полученные из растений и фруктов, такие как масла цитрусовых, фруктовые эссенции, перечное масло, масло мяты кучерявой, другие мятные масла, гвоздичное масло, винтергреневое масло, анис и т.п.
Можно также использовать искусственные отдушки и компоненты. Можно также включать компоненты, которые производят ощутимое жжение или проявляют термический эффект при жевании, например, ощущение холода или тепла. Такие компоненты включают циклические и ациклические карбоксамиды, ментол и производные ментола, такие как ментиловые эфиры употребляемых в пищу кислот и среди них капсаицин. Можно включать подкислители для придания кислого вкуса.
Отдушки можно использовать в количестве примерно 0.1-15 мас.% от массы резинки и предпочтительно примерно 0.2-5 мас.%.
Водорастворимые умягчители, которые также известны как водорастворимые пластификаторы, пластифицирующие реагенты, связующие, обычно составляют примерно 0.5-15 мас.% от жевательной резинки. Водорастворимые умягчители могут включать глицерин, пропиленгликоль и их комбинации.
Можно также использовать сиропы или растворы сахаров и/или сахарных спиртов, сахара с высоким содержанием твердых частиц, такие как растворы сорбита, гидрогенизированные гидролизаты крахмала (HSH), кукурузный сироп и их комбинации. В случае сладких жевательных резинок чаще всего применяют кукурузные сиропы и другие декстрозные сиропы (которые содержат декстрозу и значительные количества высших сахаридов). Они включают сиропы с разными концентрациями декстрозы (DE), в том числе сиропы с высоким содержанием мальтозы и фруктозы. В некоторых случаях сиропы с низкой влажностью могут заменить некоторые или все обычно используемые наполнители, и в этих случаях уровень использования сиропа может достигнуть 50 мас.% или более от суммарной композиции жевательной резинки. В случае продукта, не содержащего сахара, обычно используют растворы сахарных спиртов, в том числе растворы сорбита и сиропы гидрогенизированных гидролизатов крахмала.
Также используют сиропы, такие как раскрытые в патенте США 5651936 и патенте США 2004-234648, которые включены здесь ссылкой. Такие сиропы служат для смягчения исходной жвачки, уменьшения хрупкости и ломкости и увеличения гибкости палочек и таблеток. В зависимости от конкретного применяемого сиропа они могут также регулировать удержание или потерю влаги и обеспечивать степень сладости.
В некоторых вариантах в сочетании с жевательной резинкой и основой жевательной резинки по настоящему изобретению можно использовать активные реагенты, такие как лекарства, компоненты для оздоровления зубов или диетические добавки. В таких случаях активный реагент можно вводить в основу жевательной резинки, в жевательную резинку или в связанные с ними нерезиновые части конечного продукта, например, в оболочку или сладкий слой. В некоторых случаях активный реагент можно инкапсулировать для регулирования его высвобождения или для защиты от других компонентов или факторов окружающей среды.
Предложенные здесь составы жевательной резинки могут также содержать один или несколько других, традиционных для данной области компонентов, таких как эмульгаторы для жевательной резинки, красители, подкислители, наполнители, антиоксиданты и т.п. Такие компоненты можно использовать в составах данных жевательных резинок в количествах и в соответствии с процедурами, хорошо известными в области производства жевательной резинки.
Обычно жевательную резинку изготавливают путем последовательного добавления различных компонентов, включая основу жевательной резинки, в промышленные миксеры, известные в данной области. После тщательного перемешивания компонентов массу жевательной резинки выгружают из миксера и формуют, например, путем прокатывания в пластины и нарезания на полоски или таблетки или путем экструзии и нарезания на кусочки.
В некоторых вариантах жевательную резинку можно изготовить периодическим способом. При таком способе компоненты смешивают путем первого плавления основы жевательной резинки и добавления ее в работающий миксер. Альтернативно основу можно расплавить в миксере. В это время можно добавить красители и эмульгаторы.
Затем вместе с порцией наполнителя можно добавить умягчитель жевательной резинки типа глицерина. Затем в миксер можно добавить следующие порции наполнителя. Отдушки обычно добавляют вместе с последней порцией наполнителя. Весь процесс смешения занимает примерно от пяти до примерно пятнадцати минут, хотя иногда требует больше времени.
В других вариантах основу жевательной резинки и жевательную резинку можно изготовить в одном высокоэффективном экструдере, как описано в патенте США №5543160. Жевательные резинки по настоящему изобретению можно приготовить непрерывным способом, включающим стадии: а) загрузку компонентов основы жевательной резинки в высокоэффективный миксер непрерывного действия; b) смешение ингредиентов с образованием гомогенной основы жевательной резинки, c) добавление по меньшей мере одного подсластителя и по меньшей мере одной отдушки в миксер непрерывного действия и смешение подсластителя и отдушки с остальными ингредиентами с образованием жевательной резинки; и d) выгрузку смешанной массы жевательной резинки из высокоэффективного миксера непрерывного действия. В еще одном альтернативном варианте конечную основу жевательной резинки можно отмерять в непрерывный экструдер вместе с другими компонентами жевательной резинки для непрерывного получения композиции жевательной резинки.
Хотя низкомолекулярный полиэтилен легко вводится в основу жевательной резинки, его можно добавлять в миксер для жевательной резинки в виде порошка. В таких случаях во время введения добавки и потом для ингибирования плавления полиэтилена может быть желательно поддерживать температуру миксера на уровне ниже температуры плавления полиэтилена.
Полученные жевательные резинки можно сформовать в палочки, таблетки, кусочки, ленты, покрытые или непокрытые таблетки, или шарики, или любые другие нужные формы. В некоторых вариантах составы жевательной резинки можно использовать в качестве компонента для кондитерского изделия, например, в качестве сердцевины твердой конфеты типа леденца на палочке или одного или нескольких слоев слоистой конфеты, которая также включает нерезиновые кондитерские слои.
Разумеется, возможны вариации способов смешения основы жевательной резинки и жевательной резинки.
ПРИМЕРЫ
Следующие примеры изобретения и сравнительные составы иллюстрируют некоторые аспекты и варианты настоящего изобретения, но не ограничивают описанное и заявленное изобретение. Количества приведены в массовых процентах в расчете на общую массу основы жевательной резинки или жевательной резинки.
ПРИМЕР 1
Предлагаемую основу жевательной резинки приготовили, как указано в Таблице 1.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ОПЫТ 2
Сравнительную основу жевательной резинки, известную как обладающую низкой адгезией к окружающим поверхностям, приготовили, как указано в Таблице 1, для контроля уменьшения адгезии.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ОПЫТ 3
Сравнительную основу жевательной резинки, типичную для традиционных основ, известных как обладающие низкой адгезией к бетону, приготовили, как указано в Таблице 1, для контроля сильной адгезии.
Таблица 1
Пример 1. Предлагаемый
Сравнительный опыт 2. Контроль уменьшения адгезии
Сравнительный опыт 3. Контроль адгезии
Полиэтилен (Honeywell A-C 9A)
61.25
-
-
Бутилкаучук
6.50
10.46
8.67
Полиизобутилен
6.00
-
1.60
Тальк
1.31
4.10
2.00
Карбонат кальция
-
-
20.60
Поливинилацетат
-
23.72
23.91
Полностью или частично гидрогенизированное растительное масло
11.92
24.26
13.53
Лецитин
3.00
-
3.23
Терпеновая смола
10.00
31.80
22.24
Моно- и диглицериды
-
5.61
4.16
Антиоксидант
0.02
0.05
0.06
Всего
100.00
100.00
100.00
ПРИМЕР 4
Предлагаемую жевательную резинку приготовили, как указано в Таблице 2.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ОПЫТ 5
Прилипающую жевательную резинку приготовили, как указано в Таблице 2.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ОПЫТ 6
Жевательную резинку с пониженной адгезией приготовили, как указано в Таблице 2.
Таблица 2
Пример 4 Предлагаемый
Сравнительный опыт 5. Контроль уменьшения адгезии
Сравнительный опыт 6. Контроль адгезии
Сорбит
-
58.60
45.49
Эритрит
54.50
-
-
Основа жевательной резинки из прим.1
36.00
-
-
Основа жевательной резинки из прим.2
-
33.67
-
Основа жевательной резинки из прим.3
-
-
32.33
Карбонат кальция
-
-
14.76
Глицерин
6.00
4.08
3.92
Мятная отдушка чистая и высушенная распылительной сушкой
2.35
1.99
1.91
Инкапсулированные и неинкапсулированные высокоинтенсивные подсластители
1.15
1.20
1.15
Лецитин
-
0.46
0.44
Всего
100.00
100.00
100.00
Жевательные резинки в примерах и сравнительных опытах 4, 5 и 6 были сформованы в виде таблеток и покрыты мальтитом примерно до 30.5 мас.% от массы конечной таблетки. Масса таблеток с оболочками составляла примерно 1.4 грамм.
Жевательные резинки с оболочками в примере/сравнительных опытах 4, 5 и 6 протестировали на легкость удаления в четырех географических пунктах. Многие точки использовали для различных условий осенней погоды. В каждом пункте жевательные резинки протестировали следующим образом.
Изготовление жвачки. Две таблетки с оболочками (примерно 2.8 грамм) жевали в течение двадцати минут.
Наложение жвачки на бетон: Бетонный блок грубой текстуры облили водопроводной водой и сушили на воздухе в течение суток. Блок положили на ровный участок земли плоской стороной наверх. Свежеразжеванную жвачку положили в середине блока. Жвачку сразу же покрыли силиконовой оболочкой. Человек массой 150-200 фунтов (68-91 кг) в ботинках на плоской подошве топтал жвачку в течение 2 секунд. После этого силиконовую оболочку сразу удалили.
Старение жвачки жевательной резинки: 14 суток на открытом воздухе.
Тест на удаление: Для смывания жвачки с бетона использовали мощную моечную машину с холодной водопроводной водой под давлением 1550 фунт/кв.дюйм. Сопло установили под углом 60 градусов по отношению к земле, и струя покрывала на земле область шириной 3 см, когда сопло было расположено на расстоянии 40 см от жвачки. Жвачку смывали в течение до 1 минуты. Фотографировали до и после теста на удаление с использованием одноцентовой монеты в качестве контрольной метки для анализа фотографий. По фотографии, сделанной после проведения теста, определяли долю остатка после промывки под давлением. Если жвачка удалялась полностью при мощной промывке, записывали время, затраченное на удаление.
Результаты теста на удаление суммированы ниже в таблице 3. Указанные интервалы соответствуют одному стандартному отклонению (N=3).
Таблица 5
Размещение
Северо-Восток Великобритании
Юго-Запад Великобритании
Средний Запад США
Юго-Запад США
Средн. т-ра (°С)
15.7
15.6
24.4
28.3
Средн. влажность (%RH)
74
59
75
18
Прим.4. Предлагаемый
Время удаления (с)
4.3+/-3.3
2.5+/-2.5
10.5+/-5.1
12.4+/-2.6
Остаток (%)
0
0
0.1+/-0.3
0.4+/-0.4
Прим.5. Контроль пониженной адгезии
Время удаления (с)
26+/-11
31+/-7
60
60
Остаток (%)
1+/-0
2+/-1
81+/-26
93+/-13
Прим.6. Контроль адгезии
Время удаления (с)
60
60
60
60
Остаток (%)
63+/-10
65+/-23
58+/-26
98+/-2
Как показывают эти результаты, при повышенных температурах и пониженной влажности адгезия всех образцов возрастает. Однако в каждом случае предлагаемый образец удалялся легче, чем контрольный образец предшествующего уровня техники с пониженной адгезией, который, в свою очередь, удалялся легче, чем контрольный образец для определения адгезии. Фактически предлагаемая композиция была единственной, которая в условиях тестирования удалялась практически на 100%.
Для жевательных резинок из примера 4 (предлагаемые) и сравнительного опыта 6 (традиционная формула адгезии) провели потребительский тест. В целом жевательная резинка из сравнительного опыта 6 оказалась более предпочтительной, хотя жевательная резинка из примера 4 была приемлемой. Наибольшими недостатками резинки из примера 4 были слабый запах и низкая эластичность. Полагают, что эти недостатки можно устранить оптимизацией состава в пределах объема заявленного изобретения.
Все относящиеся к данному изобретению и цитированные здесь патенты, патентные заявки, предварительные заявки и публикации, включены ссылками во всей полноте в той степени, в какой они не противоречат точным выводам данного описания. Кроме того, в то время как здесь проиллюстрированы и описаны только некоторые особенности изобретения, специалистам в данной области будут очевидны многие модификации и изменения. Поэтому следует понимать, что прилагаемая формула изобретения включает все такие модификации и изменения, которые отвечают духу данного изобретения.