含钙的夹心口香糖的制作方法

专利名称：含钙的夹心口香糖的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种夹心口香糖组合物，其中，夹心中存在可送递形式的钙。通过每天咀嚼少到3片口香糖，该口香糖组合物送递到口腔的钙量能提供高达和超过常人对钙的最小每日需求剂量。
背景技术：
含钙化合物(例如，碳酸钙)已用于放入口腔的产品中。例如，Chau等(美国专利No.5,637,313)公开了一种应用碳酸钙作为增体剂的可咀嚼剂型。Gallopo等(美国专利No.5,077,051)公开了呈生物粘合微胶囊形式的活性剂的持续释放，其中，应用碳酸钙作为缓冲剂。Cuca等(美国专利No.5,670,163和5,858,391)公开了长效胃肠道和食管保护剂，它们可以包含矿物质(例如，碳酸钙)。
钙是一种矿物质，它需要每天补充以保持健康的骨骼、牙齿等。钙不容易贮存在体内，所以必须每天补充，例如，通过摄食富含可利用的钙的食物。多年来，维生素和营养工业提供了供每天摄取的增补物，它们包含各种矿物质和维生素，包括含钙化合物，例如碳酸钙、柠檬酸钙等。
摄入合适的最小钙需求量主要取决于个人的要求。具体地说，个人必须摄食足够量的含钙食品和/或摄取含钙增补物。为了保持体内适当水平的可利用钙，通常在每一24小时周期中需要多次摄食含钙食物和/或含钙增补物。这对于很多个体来说存在问题，即，他们不可能摄食所需的含钙食品和/或摄取含钙增补物。
因此应当有益的是，提供一种对个人送递钙的方便载体，它容易被摄食，容易被利用，并且可在一天中需要的任何时候被个体摄食而不用坐下来吃一餐饭或者借助于含钙的胶囊或片剂。
口香糖组合物被很多个体使用，因为它们容易获得，容易运输和提供咀嚼的满足感。口香糖是一种不给使用者造成负担或需要中断日常工作的方便产品。
近年来，口香糖组合物掺入了各种添加剂，例如，除斑剂、抗生素和矿物质增补剂(包括含钙化合物)。例如，国际公布No.WO98/18339公开了一种口香糖组合物，它的胶基料中含有骨矿物质、三磷酸钙和/或羟基磷灰石。该产品适用于增补膳食钙以防骨质疏松症，促进骨骼和牙齿等的发育。德国专利登记号DE 3941490公开了一种口香糖组合物，它的芯被一层含有可溶性矿物质(包括柠檬酸钙和氯化钙中的一种或多种)的糖衣均匀地包覆。又一个实例给出于Cherukuri等(美国专利No.4,971,806)，它公开了一种多层口香糖组合物，其中，胶基料可能包含矿物质辅助剂，例如，碳酸钙、磷酸二钙和磷酸三钙。
一种包含液体或半固态芯的口香糖组合物通常被称为夹心口香糖组合物。一个这种实例公开于Ogawa等(美国专利No.4,157,402)，它公开了，可将添加剂(例如，碳酸钙)加到口香糖基料中。
口香糖组合物在送递含于其中的作用剂时存在独特的问题。这样的组合物通常包含水不溶性胶基料，它为胶姆糖组合物提供基体(bulk)，但总是截留与胶基料相容的作用剂。在胶基料中添加附加量的作用剂以补偿截留于其中的作用剂的量是有问题的，因为附加量的作用剂往往不利地影响胶姆糖组合物的完整性、感官和/或味觉性质。
因此，提供这种组合物在形成用于送递钙的口香糖组合物的技术中应当是一个重大的进展，即，它能有效地使用户以常规方式轻易摄入至少最小日需求量的钙。该技术中另一个重大进展应当是，如果口香糖组合物每片可提供足够量的钙以便每天咀嚼不多于大约三片口香糖组合物就可提供最小的日需求量。该技术中又一个进展应当是提供一种口香糖组合物，该组合物包含一种含钙化合物，它保持优良的味觉和感官性质。
发明概述本发明总体上涉及一种夹心口香糖组合物，其中，夹心中存在可送递形式的钙。
在本发明一个特定方面，提供了一种包含口香糖基料和夹心的夹心口香糖组合物，夹心中包含悬浮于其中的有效量的含钙化合物。在发明一个优选的形式中，夹心中可送递钙的量足以对每天咀嚼3～5片口香糖(最优选每天咀嚼约3片)的个体提供钙的最小日剂量。
发明详述在口香糖组合物中掺入含钙化合物需要考虑几个因素。首先，含钙化合物可在基本水溶性的物质(例如，柠檬酸钙、乳酸钙、葡糖酸钙等)到基本微溶于水的或不溶于水的物质(例如，碳酸钙)范围内。通常，水溶性含钙化合物没有足够高的钙含量以通过口香糖组合物轻易提供有效量的钙。据估计，每片能送递相当好钙源的口香糖组合物将需要送递大约120mg钙/片口香糖组合物。应懂得，该量(120mg)是一个估计值，它将因个人的不同而不同，基于例如，个体的大小、个体的总体健康状况和保持良好的健康而对钙的具体需要。为了送递口香糖组合物中足量的钙，含钙化合物必须以足够的量存在，这样，通过每天咀嚼适当量的口香糖(即，3～5片)，在释放时有足够的钙释放入口腔以满足这些需要。
影响钙送递的另一个因素是，在常规咀嚼周期中实际上从口香糖组合物释放的含钙化合物的量。如果含钙化合物被束缚在口香糖组合物中而在常规咀嚼周期中没有释放，那么，送递到口腔的可利用的钙将不够需要，就有可能满足不了大多数个体的最小日需求量。
如前所述，水不溶性的和微溶于水的含钙化合物(例如，碳酸钙)没有水溶性化合物的缺点，即，往往使它难于通过咀嚼适当数量的口香糖片而送递足量的钙。虽然水不溶性的和微溶于水的含钙化合物是所需的，但是送递它们到口腔迄今难于实施。
水不溶性的和微溶于水的含钙化合物的主要缺点之一是，它们具有对胶基料的高亲合性，所以被截留于其中。因此，不论提供给胶基料的含钙化合物如何多，释放的含钙化合物太少，不能提供对个体送递有效量的钙而不损害口香糖组合物的感官和味觉性质的手段。
按本发明，确定了优选在夹心口香糖组合物的夹心部分中提供含钙化合物(特别是水不溶性的和微溶的含钙化合物)。为了使夹心部分成为容纳含钙化合物并送递它到口腔的一个有效手段，需要确保将含钙化合物以符合夹心口香糖的味觉和感官性质的粘度有效地悬浮于和分散在口香糖组合物的夹心部分。具体地说，希望在口香糖组合物的夹心部分中提供含钙化合物较高的固含量而不影响夹心部分的粘度到损害口香糖组合物的味觉和/或感官性质这一程度。
已观察到，水不溶性的和微溶于水的含钙化合物(例如，碳酸钙)处于液体环境(例如，口香糖组合物的夹心部分中存在的液体环境)时往往会沉淀出来。这给夹心口香糖组合物带来了问题，因为含钙化合物碳酸盐往往会只在夹心部分的较小区域中浓缩。所以有必要保持钙化合物(例如，碳酸钙)悬浮于和较均匀地分散在夹心部分。也就是说，钙化合物应当在夹心中保持均匀地分布而不沉积。术语“悬浮”和“分散”以它们的常规含义用于本文。
用于本发明的适当含钙化合物除了碳酸钙以外，还包括例如，氧化钙、柠檬酸钙、乳酸钙、葡糖酸钙、马来酸钙、磷酸钙及其组合。
含钙化合物的粒径是达到含钙化合物在夹心部分中所要求的分布的另一个因素。如果含钙化合物的粒径很小(通常平均粒径小于约2微米)，含钙化合物本身将保持呈悬浮状态。然而，悬浮液的粘度可能超过所需的极限。反之，较大的平均粒径(通常平均粒径大于14)可能提供所需的粘度，但是也可能导致合钙化合物的颗粒在一定时间后沉积出来以及赋予终产品颗粒状结构。
本发明一方面提供了一种悬浮剂或胶凝剂，它有助于含钙化合物均匀地悬浮于夹心部分中或保持悬浮。这样的悬浮剂包括但不限于，羧甲基纤维素、藻酸盐、果胶、明胶、淀粉和改性淀粉。优选的悬浮剂是羧甲基纤维素。
悬浮剂的适当分子量的选择是含钙化合物达到均匀分散的一个因素。通常，悬浮剂的分子量是这样的，它的1％～2％水溶液提供的粘度在约500～10,000cps范围内，优选在约2,000～6,000cps范围内。作为用于本文的优选悬浮剂的羧甲基纤维素，更优选的分子量使它的1％～2％水溶液提供的粘度在约2,500～5,500cps范围内。
已观察到，约0.4～17微米的平均粒径通常对含钙化合物来说是可接受的。优选的平均粒径范围是约2～8微米。对作为优选的含钙化合物的碳酸钙来说，希望平均粒径是约3～5微米，最优选约4.5微米。在本发明一个实施方案中，碳酸钙是优选的含钙化合物，而且粒径在约0.8～14微米范围内的混合物产生的平均粒径分布适用于夹心口香糖组合物。
在本发明第二方面，使用较小粒径碳酸钙(例如，0.6～1.0微米)与较大粒径碳酸钙(14～17微米)混合的约50/50混合物(45/55～55/45)将保持悬浮和分散在液体夹心中，不需使用悬浮剂。具体地说，发现了粒径约0.8微米的50％碳酸钙和粒径约15微米的50％碳酸钙的混合物提供了一种含钙化合物，它保持稳定悬浮于夹心部分。
用于本发明的口香糖组合物的夹心部分可以是常用的任意类别液体夹心，它通常包含调味剂，例如，一种或多种精油(例如，薄荷油、留兰香、橙、柠檬等)，调味制品，包括所有类别的水果调味剂等。夹心部分一般包含甜味剂，它可能是选自二糖(例如，蔗糖、乳糖、麦芽糖等)和多糖(例如，棉子糖、鼠李糖等)的糖，或者是糖替代物，例如，多元醇(例如，木糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇及其混合物)；以及麦芽糖醇，异麦芽糖醇氢化淀粉水解物和氢化葡萄糖浆。其它无糖甜味剂包括游离糖精酸、水溶性盐或糖精、环己基氨基磺酸盐、异麦芽糖醇、二氢查耳酮、甘草甜素、L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸(phenylalamine)甲酯、基于氨基酸的甜味剂、索马甜、甜叶菊甙和双氧噁噻嗪盐。除了含钙化合物，其它添加剂可能包括树胶(例如，阿拉伯胶)，淀粉糖浆等。
口香糖组合物的夹心部分的量可在宽范围内变动，但应该大到足以包含足够量的含钙化合物而提供向口腔的所需释放。钙化合物可占本发明夹心部分的20％～60％，而45％～55％的量是优选的。含钙化合物通常的量将是足以对口腔提供约120mg钙的量。例如，如果选定碳酸钙作为含钙化合物，约300毫克碳酸钙将提供所需量的钙并且将占夹心部分重量的至多大约一半(50％)。
本发明的夹心口香糖组合物包含壳层或外层部分，它由任意常规口香糖配方构成。该口香糖组合物可由无糖的或含糖的配方构成。
口香糖配方包含胶基料，它一般包括按常规方法制备的弹性体、弹性体增塑剂、蜡、脂肪、油、乳化剂、填料、组织形成剂等。
所述口香糖配方进一步包含常规口香糖配料。这些配料包括一种或多种溶剂、增塑剂、填料、调味剂、着色剂和/或甜味剂。关于口香糖配方和生产的一般讨论可见于Douglas Fritz，“口香糖配方”(Chewing Gum Formulation)，The Manufacturing Confectioner，1988年9月，pp.128～135，以及E.B.Jackson编辑，“糖食生产”(SugarConfectionery Manufacture)，第2版，Blackie Academic&Professional Press，Glasgow UK(1990)，pp.259～286，并入本文作参考。
弹性体构成基料的约5～95 wt％，优选是10～70wt％，而最优选是15～45wt％。弹性体的实例包括合成弹性体，例如聚异丁烯、聚丁烯、异丁烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚醋酸乙烯等。弹性体还可包括天然弹性体，例如天然橡胶和天然树胶，例如节路顿胶、夹竹桃科产胶树胶(lechi caspi)、香豆树胶(perillo)、铁线子树胶(massaranduba)、巴拉塔树胶、糖胶树胶、古塔胶(guttahang kang)或其混合物。其它弹性体是本领域普通技术人员已知的。
弹性体增塑剂用于胶基料时可改善成品口香糖坚固度。弹性体增塑剂通常以胶基料的约0～75wt％的量存在，优选约5～45wt％，而最优选约10～30wt％。弹性体增塑剂的实例包括天然松香酯，例如部分氢化松香的甘油酯、浮油松香的甘油酯、部分氢化松香的季戊四醇酯、松香的甲酯和部分氢化的甲酯等。合成弹性体增塑剂(例如，萜烯树脂)也可用于胶基料组合物中。
蜡、脂肪和油可呈至多30wt％的量存在。蜡包括合成蜡和天然蜡，例如，聚乙烯、蜂蜡、巴西棕榈蜡(carnuba)、石油蜡、微晶蜡。脂肪和油包括动物脂肪，例如，熟猪油和牛油，植物油，例如，豆油和棉籽油、氢化的和部分氢化的植物油、可可脂等。蜡、脂肪和油有助于产品胶的固化和/或帮助改善调味剂的释放并且可能延长产品的贮存期限。
夹心口香糖产品的外壳还可能含有用量至多2wt％的常规着色剂(例如，二氧化钛)，以及填料(它们改善胶基料的结构并有助于加工)。这样的填料实例包括硅酸镁和硅酸铝、粘土、氧化铝、滑石粉、二氧化钛、纤维素聚合物等。填料通常以1～60wt％的量存在。
用于胶基料中的软化剂实例包括氢化的和部分氢化的植物油，可可脂，甘油单硬脂酸酯，甘油三乙酸酯，甘油二酯和三酯，脂肪酸，例如，硬脂酸、棕榈酸、油酸、亚油酸、亚麻酸等。
胶基料占口香糖组合物的5～95wt％，更优选10～50wt％，而最优选占口香糖的25～35wt％。
口香糖组合物还可含有增量甜味剂，它们包括糖，例如蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、果糖等，或者糖醇，例如山梨糖醇、甘露糖醇、木糖醇、麦芽糖醇、异麦芽糖醇、赤藓糖醇和氢化淀粉水解物及其组合。增量甜味剂可能存在的量至多是最终胶基料组合物的90wt％。还可存在高强度甜味剂，例如阿斯巴甜、双氧噁噻嗪盐、阿力甜(aliatame)糖精等。这些甜味剂可能存在的量至多占最终胶基料组合物的1wt％。
口香糖中除了包含增强风味的组合物外还可含有调味剂，含量为胶基料组合物的至多3.5wt％。通常，可应用任何添加剂，例如，文献“食品加工中应用的化学品”(Chemicals Used In FoodProcessing)，publication 1274，pp.63～258，the National Academyof Sciences中描述的那些，将它的内容并入本文作参考。
所述夹心口香糖组合物可含有其它有益的配料，例如维生素(例如，维生素A、B、C、D和E)、矿物质、矿物质盐和植物性药材。矿物质包括用于人类食物的无机物、金属等。矿物质包括但不限于，锌、铁和硒。“矿物质盐”旨在包括这些矿物质的有机和无机盐，它们包括但不限于，葡糖酸盐、乙酸盐、氯化物和硫酸盐。
“植物性药材”表示来自植物源(即，来自植物的根、叶、树皮或浆果)并且用于人类食物的物质。植物性药材包括但不限于，紫锥花属(Echinacea)、西伯利亚人参(Siberian Ginseng)、人参(PanaxGinseng)、瓜拉那(Guarana)、银杏(Ginko Biloba)、柯拉子坚果(KolaNut)、北美黄连(Goldenseal)、Golo Kola、五味子属(Schizandra)、接骨木属(Elderberry)、元宝草(St.Johns Wort)、缬草属(Valerian)和麻黄属(Ephedra)。其它实例包括来自小麦胚芽或玉米油的β-谷甾醇，来自绿茶的咖啡雌醇，来自柑橘类的D-苧烯，来自绿茶的kabweol，来自柑橘类水果的诺米林，来自十字花科植物的oltipraz，来自茎椰菜的sulphoraphane，以及来自红橘的桔皮晶(tangeretin)。其它实例包括来自红茶的提取物，叶酸，蒜油，纤维，绿茶提取物，柠檬油，肉豆蔻衣，甘草精，薄荷醇，洋葱油，橙油，迷迭香提取物，以及乳蓟(milk thistle)提取物。
就本发明来说，夹心可能含有基于夹心重量至多50wt％另外的配料，优选至多40wt％。
本发明的夹心口香糖组合物一般是通过形成夹心而制作的，该夹心可能包含任选的悬浮剂(例如，羧甲基纤维素)，调味剂，甜味剂和含钙化合物(例如，碳酸钙)。然后，将夹心部分注入胶基料而形成夹心口香糖组合物。例如，夹心口香糖组合物可通过双机挤出法制作，其中，将芯和壳通过挤出嘴共挤出，再用转模剪断。关于夹心口香糖组合物的形成的进一步讨论可见于国际公布No.WO 00/06127(将它并入本文作参考)。
实施例1无糖夹心胶姆糖产品的制备
A.无糖，含有悬浮剂表1
*由50.0％甘油、49.25％山梨糖醇溶液和0.75％羧甲基纤维素构成，该羧甲基纤维素的分子量足以使2％水溶液具有2,500～5,000cps的粘度。
**一种包含98～100％碳酸钙的组合物，以商品名Calessence得自Speciality Minerals Inc.of Adam Massachusetts，平均粒径为4.5微米。
表1中所示的样品1是用常规方法制备的。通过将各配料与胶基料常规掺和而制备胶壳。夹心部分是通过将配料蒸煮直至所得蒸煮的夹心具有约85wt％固体物而形成的。这样形成产品，即，将壳混合物和夹心混合物共挤出而形成具有处于由壳混合物形成的管内的夹心的绳状物。将该绳状物进料入旋转式成型装置而使本发明夹心口香糖组合物的独立的片变坚固。
最后的胶姆糖组合物产生重约3.8g的口香糖组合物片，它具有占胶姆糖组合物约16wt％的夹心部分。该夹心部分含有304mg碳酸钙，每片提供121.6mg可利用的钙。
B.无糖，无悬浮剂表2
*一种包含98～100％碳酸钙的组合物，以商品名Calessence得自Speciality Minerals Inc.of Adam Massachusetts。50％的碳酸钙平均粒径为0.8微米，50％的碳酸钙平均粒径为15微米。
表2中所示的样品2是按与样品1相同的方法制备的，不同的是省去夹心的羧甲基纤维素。
最后的胶姆糖组合物产生重约3.8g的口香糖组合物片，它具有占胶姆糖组合物约16wt％的夹心部分。该夹心部分含有304mg碳酸钙，每片提供121.6mg可利用的钙。
实施例2加糖夹心胶姆糖产品的制备A.含糖，没有悬浮剂表3
*由44.465％淀粉糖浆、5.3265％糖、44.465％高果糖淀粉糖浆和5.7434％水构成。
**一种包含98～100％碳酸钙的组合物，以商品名Calessence得自Speciality Minerals Inc.of Adam Massachusetts，包含与实施例2中应用的相同混合物。
表3中所示的样品3是按与实施例1中所述样品1相同的方法制备的，不同的是从夹心省去羧甲基纤维素。
最后的胶姆糖组合物产生重约3.8g的口香糖组合物片，它具有占胶姆糖组合物约16wt％的夹心部分。该夹心部分含有304mg碳酸钙，每片提供121.6mg可利用的钙。
权利要求
1.一种包含壳部分和夹心部分的夹心口香糖组合物，所述夹心部分包含悬浮于夹心中的有效量含钙化合物。
2.权利要求1的口香糖组合物，其中，所述夹心进一步包含一种悬浮剂。
3.权利要求2的口香糖组合物，其中，所述悬浮剂选自由藻酸盐、果胶、明胶、淀粉、改性淀粉和羧甲基纤维素组成的组。
4.权利要求2的口香糖组合物，其中，所述悬浮剂的分子量使该悬浮剂的1％～2％水溶液赋予夹心部分约500～10,000cps的粘度。
5.权利要求4的口香糖组合物，其中，所述粘度是约2,000～6,000cps。
6.权利要求1的口香糖组合物，其中，所述含钙化合物具有小于约17微米的平均粒径。
7.权利要求6的口香糖组合物，其中，所述含钙化合物具有约0.4～17微米的平均粒径。
8.权利要求6的口香糖组合物，其中，所述含钙化合物是平均粒径约3～5微米的碳酸钙。
9.权利要求1的口香糖组合物，其中，45～55％的含钙化合物具有约0.6～1.0微米的粒径，而余下的55～45％具有约14～17微米的粒径。
10.权利要求1的口香糖组合物，其中，所述含钙化合物是水不溶性的或微溶于水的。
11.权利要求1的口香糖组合物，其中，所述含钙化合物选自由碳酸钙、柠檬酸钙、乳酸钙、葡糖酸钙、马来酸钙、磷酸钙及其混合物组成的组。
12.权利要求1的口香糖组合物，其中，所述夹心部分进一步包含至少一种选自下组的配料维生素、矿物质、矿物质盐和植物性药材。
13.权利要求1的口香糖组合物，其中，所述含钙化合物的量足以通过每天咀嚼3～5片该口香糖组合物而向口腔中释放有效量的钙。
14.权利要求1的口香糖组合物，其中，所述含钙化合物均匀地分散在所述夹心部分中。
15.一种对人口腔送递有效量的钙的方法，它包括咀嚼3～5片权利要求1的口香糖组合物。
全文摘要
一种包含壳部分和夹心部分的夹心口香糖组合物，所述夹心部分含有悬浮于其中的有效量的含钙化合物。
文档编号A23G4/20GK1610506SQ03801862
公开日2005年4月27日 申请日期2003年1月9日 优先权日2002年1月16日
发明者J·J·基弗, H·奥拉雅, C·B·凯尔斯廷, B·H·格伦 申请人:卡德伯里 亚当斯美国有限责任公司