背景技术：
本发明涉及口香糖和其它糖果及其制造方法。更具体地，本发明涉及包含植物材料片如薄荷叶或干果(driedfruit)片的口香糖和糖果，其中通过用γ辐射处理使所述植物材料稳定化以防止微生物生长。
口香糖和糖果因其风味和口气清新特性等益处而受到数百万消费者喜欢。许多口香糖消费者寻求提供新颖外观或感官体验的产品。被设计成吸引这些消费者的产品的实例包括具有可食用油墨印刷的产品，含有可能会或可能不会提供风味和/或质地感觉的有色颗粒的产品，以及具有与施用于第一口香糖组合物的表面共挤出并且具有对比色的第二口香糖的产品。许多糖果产品可以类似地处理。
许多消费者还在寻求各种含有更天然成分和/或提供更精致或“美食”感受的食物产品。为了提供更天然且更精致的产品，糖果和口香糖制造商可能会在产品中添加植物材料片如叶子和果实片。为了保留产品的外观、风味和安全性，有必要处理这些植物材料以使得其在微生物学上稳定。
过去在生产微生物学稳定的植物材料如草药和茶叶方面的努力依赖于冷冻干燥。尽管冷冻干燥的植物材料在货架上具有微生物学稳定性，但将其掺入含有少量水的糖果产品或口香糖中时可能并非如此。此外，干燥的植物材料通常是脆性的，并且在经受处理例如混合和辊压时容易破碎。这导致植物材料被缩小成粉末，而不是优选的小片。
γ辐照是fda批准的用于香料和草药消毒的标准方法。通过施用γ射线(利用钴-60或铯-137放射性同位素)来实现食品处理的辐射。辐射原理解释了γ射线、电子束和x射线如何与物质相互作用。这些相互作用导致在整个物质中随机形成高能电子，这导致了高能分子离子的形成。这些离子可能会经历电子捕获和解离，以及通过离子-分子反应而快速重排，或者它们可能会随时间解离，这取决于分子离子的复杂性。辐射对物质的影响取决于辐射的类型及其能量水平，以及吸收材料的组成、物理状态、温度和大气环境。物质的化学变化可以经由因为吸收物质吸收能量而出现的主要辐射分解效应发生，或者经由由于主要效应产生的自由基和激发离子的高反应性而出现的次要效应发生。这些高反应性中间体可能经历各种反应，从而产生稳定的化学产物。对于生物而言，这些化学变化最终可能具有生物学后果，例如对微生物的dna造成不可逆的单链和双链破坏，从而使其失活或杀伤。
文献中的几篇报道表明，在不会不利地影响油含量的情况下有可能减少微生物。在一项研究中，pereira等人(2015)得出结论：高达10kgy(千戈瑞：1gy＝每千克物质吸收1焦耳能量)的辐照可以有效地对胡椒薄荷(menthapiperita)消毒，而不会影响提取物的酚含量。在高达10-15kgy的剂量下，挥发油含量未见实质性变化(farkas2001)。几家辐照服务供应商已经开发出使目标人类病原体减少5-log的辐照剂量需求。尽管可以在高辐照剂量如15-20kgy下获得无菌香料和草药，但不良异味风味的产生将应用限制在较低辐照剂量下。对于大多数草药和香料应用，在4-10kgy范围内的辐照剂量产生“巴氏灭菌”产品，而风味没有明显变化。
本发明提供了具有独特的、吸引人的外观以及独特的风味和质地特征的口香糖和糖果，例如压制的薄荷产品，所述独特的风味和质地特征是由包含在产品上或产品中的植物材料片所提供的。本发明还提供了用于在微生物学上使植物材料稳定化的方法。
技术实现要素：
本发明涉及口香糖和糖果产品，其包括植物材料，如叶子和果实片。在一些实施方式中，口香糖或糖果片将具有分布在至少一个侧表面上的植物材料内含物，其中该区域的主要部分被一个或多个植物材料片部分地或基本上覆盖。在一些实施方式中，将植物材料内含物混合到产品的主体上，从而分布在整个团块中，并且通常在任何暴露的表面上可见。
在本发明中，在掺入糖果或口香糖产品中之前，用γ辐射处理植物材料以使其在微生物学上稳定。
在处理植物材料时，重要的是处理不是过多或不足的。如果植物材料的风味或外观受到不利影响或影响程度超过使该材料在微生物学上稳定所必需的程度，则抗微生物处理过多。如果在植物材料上或在成品中发生不可接受的微生物生长，则抗微生物处理不足。在本发明的方法中，使植物材料片经受一定时间和一定强度的ir辐射，所述时间和强度足以使霉菌、真菌和细菌不能生长，同时不会显著影响植物材料所传递的感官益处。处理后，植物材料适合于掺入糖果团块中或附着在产品表面上。
具体实施方式
本发明是一种口香糖或糖果，其包含植物材料小片，所述植物材料小片已经用γ辐射处理以产生天然的微生物学稳定的成分。
微生物学稳定是指材料上的任何细菌、酵母或霉菌被杀死或减弱或数量减少至下述程度，即，在将所述材料掺入成品中后阻止了所述细菌、酵母或霉菌的生长(至少达到可接受的程度)。
植物材料小片是指可食用植物的叶子、果实或其它可食用部分，其尺寸适合于包含在糖果和口香糖中。在大多数情况下，这将是被粉碎成尺寸大约小于1mm或小于2mm或小于3mm或小于5mm的片。在一些情况下，所述片可以具有至多两个较大的维度，只要第三维度足够小，如完整的薄荷叶。
γ辐射(也称为γ射线)是指由于原子核的放射性衰变而产生的一种穿透性电磁辐射。它由观察到的最高光子能量范围内的光子组成。与红外、射频和微波辐射不同，γ辐射直接地而不是通过加热材料来杀伤和灭活微生物污染物。为此，不太可能引起颜色和风味的不良变化。
因为γ辐照过程不产生大量的热量，所以如果要将植物材料以干燥形式(通常情况如此)掺入口香糖或糖果组合物中，则必须通过其它方式进行干燥。干燥可以通过空气干燥、红外干燥、微波或射频干燥、冷冻干燥或本领域已知的任何其它方式来实现。优选在γ辐照之前将植物材料干燥，但是也设想了在存在或不存在后续干燥的情况下对未干燥的植物材料进行辐照。
在一些实施方式中，在辐照之前将植物材料干燥。
在一些实施方式中，将干燥的植物材料暴露于至少5kgy。
在一些实施方式中，将干燥的植物材料暴露于至少6kgy的γ辐射。
在一些实施方式中，将干燥的植物材料暴露于至少7kgy的γ辐射。
在一些实施方式中，将干燥的植物材料暴露于至少8kgy的γ辐射。
在一些实施方式中，将干燥的植物材料暴露于至少9kgy的γ辐射。
在一些实施方式中，将干燥的植物材料暴露于至少10kgy的γ辐射。
在一些实施方式中，将干燥的植物材料暴露于至少12kgy的γ辐射。
在一些实施方式中，将干燥的植物材料暴露于至少15kgy的γ辐射。
在一些实施方式中，将干燥的植物材料暴露于小于20kgy的γ辐射。
在一些实施方式中，将干燥的植物材料暴露于小于30kgy的γ辐射。
在一些实施方式中，将干燥的植物材料暴露于小于50kgy的γ辐射。
在一些实施方式中，将干燥的植物材料辐照至少40分钟。
在一些实施方式中，将干燥的植物材料辐照至少50分钟。
在一些实施方式中，将干燥的植物材料辐照至少60分钟。
在一些实施方式中，将干燥的植物材料辐照至少100分钟。
在一些实施方式中，将干燥的植物材料辐照至少200分钟。
在一些实施方式中，植物材料是叶子，如薄荷叶，如胡椒薄荷、绿薄荷或唇形(薄荷)科的其它可食用成员，如罗勒(basil)、迷迭香、鼠尾草或牛至，以及非薄荷草药。
在一些实施方式中，植物材料是果实片，如切片或粉碎的草莓、苹果、蓝莓、梨、桃、猕猴桃、菠萝、香蕉、黄瓜或番茄。
此外，其它类型的植物材料如切片或粉碎的坚果也包括在本发明的范围内。
有必要对植物材料进行微生物学稳定化，以确保食品安全和保质期。在本发明中，这是通过将植物材料暴露于γ辐射来实现的。为了保留产品的颜色和其它感官特性，重要的是以确保微生物稳定性所需的最短时间和最小γ强度来辐照植物材料。
不同类型的γ发射装置将具有不同的控制系统，这使得难以指定适用于所有此类系统的设置。因此，最适合以时间和每单位质量的上述植物材料吸收的总γ辐射来表示暴露。
在一些实施方式中，可以在γ辐照之前通过其它方式如空气干燥或冷冻干燥来干燥植物材料。
口香糖的基本组分通常是水不溶性胶基部分和水溶性增量剂部分。胶基的主要组分是弹性体聚合物，其提供产品的特征性耐嚼质地。胶基通常包括改变咀嚼特性或辅助产品加工的其它成分。这些成分包括增塑剂、软化剂、填充剂、乳化剂、塑性树脂以及着色剂和抗氧化剂。口香糖的水溶性部分通常包括增量剂以及少量的次要组分，例如调味剂、高强度甜味剂、着色剂、水溶性软化剂、口香糖乳化剂、酸化剂和感觉剂。通常，水溶性部分、感觉剂和调味剂在咀嚼期间消散，并且胶基在整个咀嚼过程中都保持在口中。
任何合适的口香糖胶基和口香糖配方都可以用于生产本发明的夹心口香糖的外壳。合适是指所述配方能够通过所选设备进行加工。
不溶性胶基通常可以含有弹性体、乙烯基聚合物、弹性体增塑剂、填充剂、软化剂、蜡和其它任选成分如着色剂和抗氧化剂的任何组合。通常使用的多种胶基成分提供改变由所述胶基制成的口香糖的咀嚼特征的能力。
弹性体为口香糖提供橡胶样的内聚性质，该性质根据这种成分的化学结构以及其与其它成分可以混配的方式而变化。天然弹性体可以包括天然橡胶如发烟或液体胶乳和银胶菊，天然树胶如节路顿胶(jelutong)、莱开欧胶(lechicaspi)、香豆树胶(perillo)、二齿铁线子胶(massarandubabalata)、巧克力铁线子胶(massarandubachocolate)、尼斯佩罗胶(nispero)、山榄胶(rosidinha)、糖胶树胶(chicle)、古塔波胶(guttapercha)、古塔卡太胶(guttakataiu)、尼日尔古塔胶(nigergutta)、天奴胶(tenu)、托帕匡斯麻风树胶(chilte)、芡茨棕树胶(chiquibul)、香港古塔胶(guttahangkang)。合成弹性体可以包括高分子量弹性体，如丁二烯-苯乙烯共聚物和异丁烯-异戊二烯共聚物。有时用作弹性体的其它聚合物包括聚丁二烯和聚异丁烯，乙烯基聚合物如聚乙酸乙烯酯、聚乙烯，乙烯基共聚弹性体如乙酸乙烯酯/月桂酸乙烯酯、乙酸乙烯酯/硬脂酸乙烯酯、乙烯/乙酸乙烯酯，聚乙烯醇或其混合物。这些聚合物在与丁二烯-苯乙烯共聚物和异丁烯-异戊二烯共聚物组合使用时，表现最好。
乙烯基聚合物和共聚物型弹性体提供抗粘性，改变由这些胶基制成的口香糖的咀嚼特征，并且提供有益于最终口香糖的感官感受的亲水特性。对于共聚物类型，分别在月桂酸乙烯酯/乙酸乙烯酯(vlna)、硬脂酸乙烯酯/乙酸乙烯酯(vsna)或乙烯/乙酸乙烯酯(eva)共聚物中存在的月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯或乙烯的量通常在共聚物的约10重量％至约60重量％范围内。这些聚合物的平均分子量可以在约2,000至约80,000范围内。这些聚合物的环球法软化点可以在约50至120℃范围内。平均分子量为约8,000至约52,000的聚乙酸乙烯酯优选用于本发明的胶基和口香糖中。对于口香糖胶基，更优选约10,000至约35,000分子量的聚乙酸乙烯酯，并且对于泡泡糖胶基，更优选约30,000至约60,000分子量的聚乙酸乙烯酯。乙烯基聚合物通常快速释放调味剂，并且与这些乙烯基聚合物一起使用表现出小结晶结构的异烷烃蜡延长了调味剂释放。
石油蜡有助于由胶基制成的成品口香糖的固化以及改善保质期和质地。在坚硬时蜡晶体尺寸还能改善调味剂的释放。异烷烃含量高的那些蜡的晶体尺寸小于正烷烃含量高的那些蜡，尤其是正烷烃碳数小于30的那些蜡。较小的晶体尺寸允许较慢地释放调味剂，因为与具有较大晶体尺寸的蜡相比，调味剂从这种蜡中逸出的阻碍更大。
合成蜡通过石油蜡生产非典型的手段来制备。合成蜡可以包括含有支链烷烃并且与单体(例如但不限于丙烯)共聚合的蜡、和聚乙烯以及费-托型(fischer-tropschtype)蜡。聚乙烯蜡与聚乙烯(乙烯单体的聚合物)不属于同一类别。
弹性体溶剂(有时称为弹性体增塑剂)改变胶基的坚度。当用于胶基时，其对弹性体分子间链断裂(塑化)的特异性以及其不同的软化点产生不同程度的成品口香糖坚度。这在希望使更多的弹性体链暴露于蜡的烷烃链时也是重要的。弹性体溶剂包括天然松香酯，如部分氢化松香的甘油酯、聚合松香的甘油酯、部分二聚化松香的甘油酯、松香的甘油酯、妥尔油松香的甘油酯、部分氢化松香的季戊四醇酯、松香的部分氢化甲酯、松香的季戊四醇酯；合成弹性体增塑剂，如衍生自α-蒎烯、β-蒎烯和/或d-柠檬烯的萜烯树脂，以及其混合物。所使用的弹性体溶剂可以是一种类型或超过一种类型的组合。通常，一种与另一种的比率取决于各自相应的软化点、各自对调味剂释放的影响以及其各自使口香糖产生的相应粘性程度。上述松香酯型的环球法软化点可以在约60至约120℃范围内。萜烯树脂的软化点可以在约60至约130℃范围内，并且平均分子量在约500至2,000范围内。偶尔地，萜烯和松香酯树脂两者可以一起使用。
软化剂改变质地，使胶基的疏水组分和亲水组分可混溶，并且可以进一步塑化胶基的合成弹性体。软化剂包括完全氢化的棉籽油、大豆油、棕榈油、棕榈仁油、椰子油、红花油等，以及甘油单酯、甘油二酯、乙酰化甘油单酯、蒸馏甘油单酯和甘油二酯以及脱油或“粉状”卵磷脂。甘油酯和卵磷脂有时被称为乳化剂。
胶基中使用的填充剂改变胶基的质地并有助于加工。填充剂包括碳酸盐或沉淀碳酸盐类如碳酸镁和碳酸钙，研磨石灰石，和硅酸盐类如硅酸镁和硅酸铝，粘土，氧化铝，滑石，以及二氧化钛，磷酸单钙、磷酸二钙和磷酸三钙，纤维素聚合物如乙基、甲基和木质纤维素聚合物，或其混合物。
其它任选成分如抗氧化剂和着色剂也可以用于胶基。抗氧化剂延长胶基、成品口香糖或其相应组分(包括脂肪和调味油)的保质期和储存期。适用于本发明的胶基或口香糖的抗氧化剂包括自由流动的研磨或粉碎形式的丁基化羟基茴香醚(bha)、丁基化羟基甲苯(bht)、β-胡萝卜素、生育酚、酸化剂如维生素c、没食子酸丙酯、其它合成和天然类型或其混合物。
口香糖的可溶部分由以下组成：调味剂(包括感觉剂如生理清凉剂、温热剂和麻刺剂)、增量剂(也被称为增量甜味剂)、高强度甜味剂、着色剂、酸化剂、填充剂、乳化剂、水溶性软化剂和粘合剂。
增量甜味剂包括糖和糖醇两者。增量甜味剂通常占口香糖的约5重量％至约95重量％，更通常占口香糖的约20重量％至约80重量％，并且更通常占口香糖的约30重量％至约60重量％。糖甜味剂通常包括口香糖领域中通常已知的含糖组分，包括但不限于单独或组合的蔗糖、右旋糖、麦芽糖、糊精、干转化糖、果糖、半乳糖、玉米糖浆固体等。无糖甜味剂包括但不限于单独或组合的糖醇，如山梨糖醇、甘露糖醇、木糖醇、氢化淀粉水解物、麦芽糖醇、赤藓糖醇、异麦芽糖醇等。
还可以将单独或组合的高强度人工甜味剂与上述组分一起使用。优选的甜味剂包括但不限于单独或组合的三氯蔗糖、阿斯巴甜、n-取代的apm衍生物如纽甜(neotame)、乙酰磺胺酸盐、阿力甜(alitame)、糖精和其盐、环拉酸(cyclamicacid)和其盐、甘草甜素、二氢查耳酮、索马甜(thaumatin)、莫内林(monellin)、甜叶菊等。为了提供较持久的甜味和风味感受，可能需要包封或以其它方式控制至少一部分人工甜味剂的释放。可以使用如湿法造粒、蜡造粒、喷雾干燥、喷雾冷却、流化床包衣、凝聚和纤维挤出的技术来实现期望的释放特征。
将软化剂添加到口香糖中以优化口香糖的咀嚼性和口感。软化剂(也被称为塑化剂和增塑剂)通常占口香糖的约0.5重量％至约15重量％。软化剂可以包括甘油、卵磷脂和其组合。甜味剂水溶液如含有山梨糖醇、氢化淀粉水解物、玉米糖浆和其组合的甜味剂水溶液也可以用作口香糖中的软化剂和粘合剂。
糖和/或无糖甜味剂的组合可以用于口香糖中。此外，软化剂还可以提供额外的甜味，例如与糖或糖醇水溶液一起。
如果需要低卡路里口香糖，则可以使用低卡路里增量剂。低卡路里增量剂的实例包括：聚右旋糖；低聚果糖(raftilose)；菊粉(raftilin)；果糖低聚糖(nutraflora)；帕拉金糖低聚糖；瓜尔胶水解物(benefiber)；或难消化的糊精(fibersol)。但是，可以使用其它低卡路里增量剂。
如果需要，还可以使用各种调味剂。调味剂的使用量可以是口香糖的约0.1重量％至约15重量％，并且优选约0.2重量％至约5重量％。调味剂可以包括香精油、合成调味剂或其混合物，包括但不限于源自植物和果实的油，如柑橘油、水果香精、胡椒薄荷油、绿薄荷油、其它薄荷油、丁香油、冬青油、茴香等。还可以使用人工调味剂和组分。天然和人工调味剂可以以任何感官上可接受的方式组合。一般类别的调味剂包括感觉剂，在口腔中赋予生理感觉的化学物质如清凉剂、温热剂和麻刺剂。清凉剂的实例尤其包括薄荷醇、ws-23、ws-3、ws-5、异蒲勒醇、薄荷醇酯如丁二酸薄荷酯、乳酸薄荷酯和戊二酸薄荷酯。温热和麻刺剂包括辣椒素、胡椒碱、莲雾(jambu)和千日菊素(spilanthol)。
通常，口香糖通过将各种口香糖成分依次添加到本领域已知的市售混合器中来制造。在所述成分完全混合后，将口香糖团块从混合器中排出。在一个变体中，可以使用混合挤出机来以连续过程混合成分并排出混合的口香糖。然后，通常使团块通过挤出机和一系列尺寸化和刻划辊来生产期望厚度的口香糖薄片并刻划来限定成品片尺寸。在本发明中，可以将植物材料添加到混合装置中，优选在混合过程的后期，以保留植物材料的结构。或者，可以将植物材料分布于整个薄片上，然后引入到尺寸化辊。在表面施加实施方式中，在将植物材料分布在表面上之前，可能需要用可食用粘着剂如糖、糖醇或糖浆溶液来喷洒薄片。这改善了植物材料对口香糖薄片的粘附性。
在糖果的情况下，它们通常主要由可从糖和多元醇制造商购买的可压缩糖或糖醇组合物组成。通常将可压缩粉末与液体或干燥的调味剂以及着色剂和其它任选成分掺合。通常将掺合的组合物引入压片机如旋转式压片机中，并用模具形式压缩来生产具有由模具确定的形状的硬片剂。在本发明中，植物材料片可以在粉末成分的干式掺合期间或在初始压缩期间或在后续压缩步骤中引入。
实施例
以下实施例说明了本发明的实施方式。
两个田间干燥的blackmitcham品种胡椒薄荷样品是从美国华盛顿切哈里斯(chehalis,washingtonus)的essexlaboratories获得的。第一个样品(对照1)是来自2015年作物的粗切叶。第二个样品(对照2)是来自2016年作物的“茶切”叶。两个样品都经受γ辐照。
实施例1：将2015年粗叶在24分钟内暴露于2.35至2.43kgy。
实施例2：将2015年粗叶在59分钟内暴露于5.64-5.91kgy。
实施例3：将2015年粗叶在74分钟内暴露于10.70-11.53kgy。
实施例4：将2015粗叶在288分钟内暴露于15.24-16.19kgy。
实施例5：将2016年茶切叶在56分钟内暴露于5.49-5.94kgy。
实施例6：将2016年茶切叶在310分钟内暴露于15.74-17.28kgy。
测试样品的薄荷油含量和微生物负荷，结果列于表1。
结果表明，实施例1没有被充分辐照，并且实施例2和5的辐照或多或少地是足够的。样品3、4和6被充分辐照。辐照水平没有显著影响薄荷油含量。
除非另有说明，否则这里提供的所有百分比都是所鉴定产品或组分的重量百分比。本发明已经结合某些实施方式进行描述，所述实施方式用于说明但不限制由所附权利要求书限定的本发明。