专利名称：含有效成分的可溶解膜及制造方法
技术领域：
本发明涉及含有效成分的膜。所述有效成分可以期望地被包封，目的是在成膜过程中保持活性。
背景技术：
表现出瞬时可湿润性，之后迅速溶解的膜组合物已经被用于传输或给予治疗或美容物质、包括食品食用香料的食品加香剂(flavor-imparting agent)或包含在膜内的其它成分。参见美国专利号6,596,298、6,419,903和6,231,957。此类膜一般含有水溶性可食用聚合物，例如，诸如普鲁兰多糖(pullulan)和/或淀粉。在暴露于含水环境例如口腔之后，膜溶解，藉此，包含在其中的物质被释放。然而，在膜的加工过程中，或者在膜的贮存期间，挥发性香料容易损失。尽管通过将香料和其它活性物包封到水溶性或油溶性胶囊中可以使它们稳定以防止氧化和挥发，然而被加入到膜预混合物中的水溶性胶囊在膜形成之前或膜形成过程中会迅速溶解并释放它们的香料，并且油溶性胶囊在该过程的热暴露期间可以熔化，或者如果它们保存下来，将不会被迅速释放到口中而给予香味进发。因此，在本领域，对可用于物质的传输，尤其是挥发性物质的传输的膜的制备方法存在需求，目的是扩大可以使用可溶解膜进行输送的物质的类型。本发明着眼于这种需求。
发明概述
已经发现，在涂膜之后，而恰好在干燥之前，将物质施用于膜，膜将是粘性的，足以粘附该物质。待粘附的物质可以是一种物质，其尺寸对于结合到膜本身中太大，或者可以是被包封的物质。包封在水溶性基质中使得能够通过膜传输方法而给予挥发性物质。当已经被包封在水溶性基质中的物质在涂膜之后而恰好在干燥之前被施用于膜时，膜将是粘性的，足以粘附被包封的物质，而暴露于有限的高湿环境不足以溶解包封基质。结果是形成含有在水溶性包封剂中的物质(即有效成分)的干燥水溶性膜。本发明提供了膜，其可以被用于传输物质，例如香料或治疗上有效的成分，并且当待传输的物质是挥发性物质时，该膜特别有用。本发明的一个方面提供了将物质布置在其至少一个表面上的膜。在一个优选的实施方案中，活性物质是被包封的物质。在一个特别优选的实施方案中，被包封的物质是挥发性物质。用在本发明的实践中的优选的膜含有普鲁兰多糖和/或淀粉，更优选地，淀粉是变性淀粉。羟烷基化淀粉和琥珀酸化淀粉(succinated starch)是用在本发明的实践中的特别优选的变性淀粉。本发明的另一个方面提供了制作含有物质的膜的方法。所述方法包括将成膜成分混合在一起形成混合物，将该混合物涂布到合适的基底上形成膜，将物质施用于膜，然后使膜干燥至含湿量为大约15重量％水分以下，优选地从大约5重量％至大于15重量％水分，甚至更优选地从大约6重量％至大约10重量％水分。具有施用在其上的物质的所形成的膜可以被风干或者在热风下干燥。然后膜可以被切割为期望的尺寸，包装且贮存。在一个实施方案中，施用于膜的物质是被包封的物质。本发明的又一个方面涉及传输期望物质到期望基底(substrate)的方法，在该传输之后期望物质被释放。在本发明的方法中，期望物质存在于膜的表面，并且膜被传输至期望的基质。本发明的又一个方面涉及保存通过膜而被传输的物质的香味的方法。所述方法包括将物质包封在水溶性包封剂中，并且将被包封的物质布置在膜的表面上。在一个优选的实施方案中，被包封的活性物在成膜阶段之后而恰好在干燥阶段之前被布置在膜上。
发明详述[12]本发明涉及可以被用于给予物质例如香料，特别是挥发性物质的膜。太大的物质，诸如调味品(spice)，例如香菜碎末(parsley flake)或类似物，可以被撒到膜的表面上。在膜制造过程中基本被损失的挥发性物质可以被结合到水溶性包封剂中，并且使用本发明的膜和制造技术来传输。词语“物质(substance)”和词语“活性物(active)”在此被交替使用，指期望传输的成分，即，膜作为该成分传输的载体或媒介。词语“基本含水环境(substantially aqueous environment)”意指其中载体膜迅速溶解，释放活性物的环境。一般地，基本含水环境是在口腔内，例如在舌头上的表面，或者可以是食品产品，诸如一杯水或果汁、汤或类似物。词语迅速溶解(rapidly dissolves)意指载体膜在大约60秒以内溶解。应当理解，膜和活性物都可以溶解在含水环境中，或者膜、包封材料和活性物可以溶解，或者仅有膜和包封材料溶解而不溶性活性物被释放到含水环境中，之后例如它可以被吞咽。在膜制作中，加入到被涂布之前的膜浆料中的香料倾向于挥发且随时间消失，仅留下没有真实身份的甜的或咸的膜。当使用水溶性香料或者具有低闪点香料的香料时，这特别显著。尽管通过包封香料可以保护香料，但如果包封剂(encapsulating agent)是亲水的，如淀粉包封，则在被涂布之前，包封将不会经受得住在水介质中混合和/或蒸煮的过程。已经观察到，通过在涂布膜之后而在干燥该膜之前将被包封的香料撒到膜上，使用可溶性包封是可能的。已经发现，被包封的香料没有足够的停留时间/剪切(shear)以溶解，而在膜干燥之后将仍被包封。也已经发现，在干燥剂之后将被包封的香料洒在或撒在膜上也可以被用于保存香料。
成膜组分[19]用在本发明的实践中的成膜组分不是特别限定的。所述组分应当是坚固的、柔性的、防粘连且防潮的，以使它不会自身粘附，然而当被置于基本含水环境中时能够迅速溶解。常规用在可溶解成膜领域中的水溶性固体成膜剂可以被用在本发明中。这样的水溶性聚合物包括但不限于普鲁兰多糖、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、藻酸钠、聚乙二醇、黄蓍胶、瓜耳胶、金合欢胶、阿拉伯树胶、聚丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯共聚物、羧基乙烯基聚合物(carboxyvinyl polymer)、直链淀粉、高直链淀粉、羟丙基化高直链淀粉(hydroxypropylated high amylose starch)、糊精、果胶、甲壳质、脱乙酰壳多糖、果聚糖、elsinan、骨胶原、明胶、玉米蛋白、谷蛋白、大豆蛋白分离物(soy protein isolate)、乳清蛋白分离物(whey proteinisolate)、酪蛋白及它们的各种各样的混合物。通过本领域中已知的多种方法可以制备膜。例如，淀粉可以与其它膜成分分散在水或者其它溶剂中，并干燥成为膜形态。在可选的方法中，淀粉和其它干燥的组分可以被掺合，然后与任何另外的膜组分分散在水或其它溶剂中并干燥为膜形态。采用本领域中已知的任何技术，包括但不限于湿法塑型(wet casting)、冷冻干燥和挤出成型(extrusion molding)，通过将膜制成合适厚度的固化形式，膜可以由此类分散体或溶液形成。所述分散体或溶液也可以被直接涂敷或喷洒到另一种可食用的食品上，例如药片或食物，并且干燥而形成可食用的膜。用于制备本发明的膜的特别合适的方法是通过制作膜组分的分散体或溶液而制备涂布组合物，使用刀、棒或挤出模涂方法(extrusion diecoating)，将混合物施用于基底，干燥被涂布的基底，以去除大部分溶剂，并从基底上转移膜。合适的基底包括但不限于硅氧烷弹性体、金属箔和金属化多层箔(metalized polyfoils)、含有聚四氟乙烯材料或其等价物的复合箔或膜、聚醚嵌段酰胺共聚物(polyether block amidecopolymers)、聚氨酯、聚偏1，1-二氯乙烯、尼龙、聚乙烯、聚酯和在本领域中用作可剥离基底的其它此类物质。膜不是完全干燥的，一些程度的水或其它溶剂保留。水的量可以被控制，以获得期望的功能性。例如，较多的水一般导致较柔性的膜，而太多的水则导致将粘连的并且粘性的膜。膜厚将部分取决于期望的最终用途。一般地，膜厚将在大约1至500微米的范围内，特别是25至100微米。当被制备为迅速溶解在口腔中的口服膜时，膜厚更优选从大约25至50微米。较厚的膜可以被用在例如食品制备应用或类似应用中。膜表现出抗湿性和抗粘连，而当暴露于水时，例如被放置在舌头或其它基底表面上时，则迅速湿润，之后快速溶解和/或分解。淀粉的可湿润性和溶解速率可以被本领域普通技术人员修改，以针对具体的传输方案。例如，当膜是口服膜时，更快速的溶解一般是优选的，并且用于此类用途的特别适合的膜是那些在大约30秒以内完全溶解的膜，特别地在大约20秒以内，更特别地在大约10秒以内。对于其它用途，较不快速的溶解是需要的，膜可以在不超过大约60秒内，特别地大约45秒以内，更特别地大约30秒以内被完全溶解。通过操纵普鲁兰多糖和/或淀粉组分和控制其它组分，本领域普通技术人员也可以修饰膜组合物，以提供透明性和其它期望特性。膜可以被用于传输任何活性剂，用于众多应用，包括个人护理、皮肤护理、伤口护理、药物和口气清新。例如所述膜可以被用于传输杀菌剂、药物或加香剂至口中，即用于处理口臭、唇疱疹(cold sore)或类似情况。另外，所述膜可以被用于将活性物例如食用香料传输到茶、咖啡或类似物中，或者用于传输调味品到汤、腌泡汁或类似物中，用于传输油到浴水中。应当理解，上述代表最终用途的非穷尽名单。膜也可以被用于提供香味，诸如薰衣草油用在例如沐浴或香罐中的香熏治疗。除了人应用之外，兽医、农业和园艺应用被考虑在内。可以被使用的食用香料包括普通技术人员已知的那些，例如天然和人造香料。这些食用香料可以选自合成的食用油质香精(flavor oils)和食用芳香剂(flavoring aromatics)和/或油、精油树脂(oleo resins)和来自植物、叶、花、果实等的提取物，以及它们的组合。代表性的食用油质香精包括薄荷油、肉桂油、胡椒薄荷油(peppermint oil)、丁香油、月桂油、百里香油、香柏叶油、肉豆蔻的油、鼠尾草的油和苦杏仁的油。同样有用的是人造的、天然的或合成的水果香料，例如香草、巧克力、咖啡、可可豆和柑橘树油，包括柠檬、橙、葡萄、酸橙和柚子，以及水果香精，包括苹果、梨、桃、草莓、树莓、樱桃、李子、梨、杏等。这些食用香料可以被单独或混合使用。通常使用的香料包括薄荷如胡椒薄荷、人造香草、肉桂衍生物以及各种水果香料，或者被单独使用或者以混合物使用。也可以使用食用香料例如醛和酯，包括乙酸肉桂酯、肉桂醛、柠檬醛、二乙基乙缩醛、乙酸二氢香芹酯、甲酸丁子香酚酯、对甲基苯甲醚(p-methylanisole)等。一般而言，可以使用任何食用香料或食品添加剂，诸如在Chemicals Used in FoodProcessing，publication 1274 by the National Academy of Sciences，pages63-258中所述的那些。醛类食用香料的更多的例子包括但不限于乙醛(苹果)；苯甲醛(樱桃、杏仁)；肉桂醛(肉桂)；柠檬醛，即α-柠檬醛(柠檬、酸橙)；橙花醛，即β-柠檬醛(柠檬、酸橙)；癸醛(柑、柠檬(lernon))；乙基香草(ethyl vanillin)(香草、奶油)；天芥菜精，即胡椒醛(香草、奶油)；香草(香草、奶油)；α-戊基肉桂醛(alpha-amyl cinnamaldehyde)(辣水果香料)；丁醛(黄油、干酪)；戊醛(黄油、干酪)；香茅醛(modifies，许多类型)；癸醛(柑橘类水果)；醛C-8(柑橘类水果)；醛C-9(柑橘类水果)；醛C-12(柑橘类水果)；2-乙基丁醛(浆果水果)；己烯醛，即反-2(浆果水果)；甲苯基醛(樱桃、杏仁)；藜芦醛(香草)；2，6-二甲基-5-庚醛，即甜瓜醛(瓜)；2-6-二甲基辛醛(绿色水果)；和2-十二碳烯醛(2-dodecenal)(柑橘类、中国柑橘)；樱桃；葡萄；它们的混合物；以及类似物。所使用的食用香料的量通常是针对诸如香料类型、个体香料以及期望强度这类因素进行优选的对象。因此，该量可以被改变，目的是获得在成品中期望的结果。这样的变更在本领域普通技术人员的能力内，而不需进行过多的试验。一般而言，大约0.01至大约10wt％的量是可用的。普鲁兰多糖是天然中性多糖，通过麦芽三糖(三个α-1，4键合的葡萄糖)经由α-1，6键被重复聚合。它是没有味道的、无气味的、无定形的及非结晶的白色粉末。普鲁兰多糖是通过用酵母出芽茁霉(Aureobasidium pullulan)发酵淀粉水解产物，过滤以去除多孔物质(cellular material)，纯化，浓缩，干燥及研磨成粉而制备的。从普鲁兰多糖的水溶液可以制作透明膜。如此处所用的淀粉意欲包括衍生自任何天然来源的所有淀粉，其中的任何一种可以适合本发明的膜。天然淀粉，如该术语被用于此处，是在自然界中发现的淀粉。同样适合的是从通过标准育种技术所获取的植物中所得到的淀粉，所述标准育种技术包括杂交育种、易位、倒位、转化或包括其变异的基因或染色体工程的任何其它方法。另外，从生长自人工诱变(artificial mutation)和上述种属成分的变异的植物而来的淀粉也是合适的，这种植物可以通过已知的诱变育种的标准技术而产生。淀粉的一般来源包括谷类、块茎、根、豆类和水果。天然来源可以是玉米、豌豆、马铃薯、甘薯、香蕉、大麦、小麦、米、西米、苋属植物、木薯、竹芋、美人蕉科、高粱和它们的蜡质或高直链淀粉种类。“蜡质”淀粉被定义为含有按重量计算至少约95％的支链淀粉的淀粉。“高直链淀粉”被定义为含有按重量计算至少约40％的直链淀粉的淀粉。优选的基于淀粉的膜将包括变性淀粉。优选地，至少大约50％，更优选地至少大约65％，甚至更优选地至少大约90％的淀粉将是变性淀粉。使用本领域中已知的任何改性技术，包括物理、化学和/或酶法改性，淀粉可以被变性。在由WO 95/04082为代表的专利簇中所述的物理变性淀粉，例如剪切淀粉(sheared starches)或热抑制淀粉(thermally-inhibited starches)可以适合用在此处。化学改性产物也意欲被包括而作为原料，并且包括而不限于如下那些已经被交联的、乙酰化和有机酯化的、羟乙基化和羟丙基化的、磷酸化和无机酯化的、阳离子的、阴离子的、非离子和两性离子的以及它们的琥珀酸酯和取代的琥珀酸酯衍生物。此类改性在本领域中是已知的，例如在Modified StarchesProperties and Uses，Ed.Wurzburg，CRC Press，Inc.，Florida(1986)中。源自任何一种淀粉的转化产物在此是同样有用的，包括通过氧化、酶致转变(enzyme conversion)、酸解、热和/或酸糊精化而制备的流质或稀糊淀粉(fluidity or thin-boiling starches)、热和/或剪切产物。此外合适的是预胶化淀粉，其在本领域中是已知的，例如被公开在美国专利号4,465,702、5,037,929、5,131,953和5,149,799中。预胶化淀粉的常规方法也是本领域普通技术人员已知的，并且例如在Chapter XXII-″Production and Use of Pregelatinized Starch″，StarchChemistry and Technology，Vol.III Industrial Aspects，R.L.Whistler and E.F.Paschall，Editors，Academic Press，New York 1967中得以描述。用在此处的具有合适的性质的任何淀粉或淀粉掺合物可以通过本领域已知的任何方法被纯化，以便除去淀粉中多糖本身的或者在加工过程中产生的味道和颜色。用于处理淀粉的合适的纯化方法公开在EP554 818(Kasica等)为代表的专利簇中。针对期望以粒状或预胶化形状使用的淀粉的碱洗技术也是有用的，并且在由美国专利4,477,480(Seidel)和5,187,272(Bertalan等)代表的专利簇中得以描述。特别合适的淀粉是能够乳化或包封有效成分的淀粉，这样不再需要另外的包封剂或乳化剂，这样的淀粉包括而不限于羟烷基化淀粉，例如羟丙基化或羟乙基化淀粉，以及琥珀酸化淀粉(succinatedstarches)，例如辛烯基琥珀酸化(octenylsuccinated)或十二烷基琥珀酸化淀粉(dodecylsuccinated starches)。使用乳化或包封淀粉是特别有用的，因为膜材料(淀粉组分、活性剂和任选的添加剂)的溶液或分散体可以被贮存，用于后面的加工。羟烷基化淀粉具有形成较柔软的膜的另外优势，使得较少需要或不需要增塑剂。为有助于膜的加工，一般地淀粉被至少部分转化，以降低粘度并使得高固体含量的淀粉分散体/溶液得以产生，例如30％固体的淀粉分散体/溶液。特别合适的淀粉是那些在20％固体下具有至少大约1000cps粘度和在90％固体下具有不超过大约10,000cps的粘度的淀粉。特别合适的淀粉具有至少大约7秒的流动粘度(flow viscosity)，更特别地至少大约10秒且不超过大约19秒，特别是不超过大约15秒。如此处所用，流动粘度是通过下面的实施例部分所定义的试验进行测量的。淀粉的分子量对于其在膜中的功能也是重要的，特别是对于膜强度。例如，糊精不适合用在本发明中。淀粉组分可以是单一的变性淀粉、变性淀粉的掺合物或者变性和天然淀粉的掺合物。掺合物对降低膜的成本或者对更容易地实现众多期望的性能和功能是特别有用的。如果使用天然淀粉，它们仅可以以较少的量被使用，特别地按淀粉组分的重量计算在15％以下，更特别地在大约10％以下。淀粉组分也可以含有纤维素质或树胶，例如普鲁兰多糖，其与淀粉完全相容且基本上可代替淀粉。其它纤维素质和树胶包括而不限于羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、微晶纤维素、乙基纤维素、邻苯二甲酸乙酸纤维素(cellulose acetate phthalate)、水状胶体(hydrocolloids)、鹿角菜胶、树胶和藻酸盐。然而，纤维素质或树胶不是膜的基本成分，并且可以在按淀粉组分的重量计算小于大约15％，更特别地小于大约10％的水平下被使用，或者甚至可不存在于膜中。因为淀粉一般没有普鲁兰多糖贵，所以通过用淀粉代替至少部分普鲁兰多糖，特别地按重量计算小于大约50％，更特别地小于大约85％，最特别地小于大约90％的普鲁兰多糖，普鲁兰多糖膜的成本可以被减少，而不损失普鲁兰多糖膜的基本功能。至少一种增塑剂可以被加入，以增加膜的表观柔顺性(apparentflexibility)。此外，固体多羟基化合物增塑剂一般对吸湿和粘连将提供较好的抗性。本领域普通技术人员可以选择增塑剂以满足膜的期望需要，例如选择可食用增塑剂用于口服膜。在本发明中有用的增塑剂包括多元醇、多元羧酸和聚酯。有用的多元醇的例子包括但不限于乙二醇，丙二醇，糖醇，例如山梨醇、甘露糖醇(manitol)、麦芽糖醇、乳糖醇；单糖、二糖和寡糖，例如果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖和高果糖玉米糖浆固体(high fructose com syrup solid)以及抗坏血酸。多元羧酸的例子包括但不限于柠檬酸、顺丁烯二酸、琥珀酸、聚丙烯酸和聚顺丁烯二酸。聚酯的例子包括但不限于甘油三乙酸酯、乙酰化单甘油酯、邻苯二甲酸二乙酯、柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、柠檬酸乙酰基三乙酯、柠檬酸乙酰基三丁酯。增塑剂可以以任何期望的量存在，特别地按淀粉组分的重量计算从0至大约25％，更特别地从大约2％至大约10％。任选的组分基于多种原因可以被加入，包括而不限于增甜剂，天然和人造的；乳化剂；湿润剂；表面活性剂；着色剂；蛋白质，例如明胶；树胶；香料和香味增强剂。此类任选的组分一般以较少的量被加入，特别地，基于淀粉组分的重量，按重量计算总计小于大约30％。下列实施例被提出，目的仅仅用于举例说明。
实施例实施例1[50]本实施例描述了在膜干燥之后作为隔离剂(dusting agent)加入被包封的香料。通过在韦林氏搀合器中混合在表1中所示的组分，直到掺合均匀，制备用于糖果产品的可食用可溶解膜。将混合物在1100W微波炉中大功率加热1分钟。使溶液冷却至室温，并且使用BRAIVELABORATORY BENCHTOP COATER，NR434002024，将该溶液涂布在PET涂布材料(coating material)上。调整涂布缝隙，以达到其间干燥膜厚为大约30微米。膜在强制空气烘箱中于140被干燥大约10分钟。
表1 将所形成的膜从载体网状物(carrier web)上剥离，并切割成合适尺寸和形状的片。随后一部分膜样品被撒上被包封的香料(即黑樱桃香料WONF产品代码QL38544)。粉末状香料被包封在水溶性壳中，例如变性食品淀粉或树胶(即阿拉伯树胶)和麦芽糖糊精的组合物。包封防止香料的挥发且减少氧化及延长贮存期限。用在本实施例中的被包封香料的贮存期限是12个月。通过使膜片和被包封香料在塑料袋中一起翻滚而轻轻地混合它们，或者通过用干燥漆刷将被包封香料施用于膜，而使膜被敷粉。被包封香料粘附于膜，过量的被抖掉。膜被切割成一定大小，然后被包装到合适的容器中，例如具有前开口的塑料膜小瓶。
实施例2[57]本实施例描述了在膜干燥之前加入被包封香料。如在实施例1中所述，用于糖果产品的可食用可溶解膜被制备。在形成膜之后立刻通过在湿润的膜上部撒粉末状香料，被包封香料被加入。该粉末香料粘附于湿润的膜。膜在强制空气烘箱中于140被干燥大约10分钟，这取决于厚度。将所形成的膜从载体网状物上剥离，并切割成合适的尺寸和形状的片。然后膜被包装。
实施例3[62]如在实施例1和2中所述制备膜，只是所使用的香料未被包封(分别为对照A和对照B)。测定香料的强度和特性。结果显示在表2中。
表权利要求
1.一种制备包括物质的可溶解膜的方法，所述方法包括将成膜成分混合在一起而形成混合物，将所述混合物涂布到合适的基底上以形成膜，将所述物质施用于膜，及干燥所述膜至含湿量为大约10重量％水分以下。
2.权利要求1所述的方法，其中所述物质是被包封的物质。
3.权利要求2所述的方法，包括水溶性包封剂。
4.权利要求1所述的方法，其中具有施用于其上的物质的所述形成的膜是被风干的。
5.权利要求1所述的方法，其中具有施用于其上的物质的所述形成的膜是在热风下被干燥的。
6.一种可溶解膜，在其至少一个表面上布置有被包封的物质。
7.权利要求6所述的膜，所述被包封的物质是挥发性物质。
8.权利要求6所述的膜，其中所述被包封的物质是香料。
9.权利要求6所述的膜，其含有普鲁兰多糖和/或淀粉。
10.权利要求9所述的膜，其含有变性淀粉。
11.权利要求10所述的膜，其中所述变性淀粉是羟烷基化淀粉或琥珀酸化淀粉。
12.一种保存通过膜而被传输的活性物的香味的方法，所述方法包括将所述活性物包封在水溶性包封剂中，并且将所述被包封活性物放置在所述膜的表面上。
13.权利要求12所述的方法，其中所述被包封活性物是在成膜阶段之后而在干燥阶段之前被放置在所述膜上的。
全文摘要
具有放置在其上的用于传输至预定基底的物质的膜。该物质被包封在水溶性包封剂中。当膜被放置在某些基底的表面上时，该膜分解，在该表面上膜将物质释放至附近环境。所述膜可以搭载药物、香料、调味品、香剂以及类似物。
文档编号A61K9/70GK1921831SQ200580005170
公开日2007年2月28日 申请日期2005年2月18日 优先权日2004年2月20日
发明者D·迪海尔, G·乔利 申请人:国家淀粉及化学投资控股公司