专利名称：用聚乙酸乙烯基酯从溶液中包封三氯蔗糖以应用于口香糖的方法
技术领域：
本发明涉及口香糖的制造，更具体讲是在口香糖中应用以聚乙酸乙烯基酯从溶液中包封的sucralose(三氯蔗糖)。
口香糖包含多种成分，其中包括甜味剂。适用于口香糖的甜味剂有天然和人造两类。近来，人们注意到研究在口香糖中应用高甜度甜味剂。
高甜度甜味剂与天然物如蔗糖和葡萄糖相比要更甜数百倍。近年来受注意的高甜度甜味剂有aspartame、acesulfame K、cyclamates、saccharin(糖精)、sucralose。
sucralose是一种新型高甜度甜味剂，它是一种三氯代的蔗糖衍生物，比蔗糖更甜约400-800倍。据报道，sucralose比aspartame更便宜，甜度是后者的至少3倍。与其他高甜度甜味剂相比，sucralose的甜味更似蔗糖。已知sucralose的化学名称是4，1′，6′-三氯-4，1′，6′-三脱氧-半乳糖蔗糖，或称1，6′-二氯-1，6-二脱氧-(β)-D-呋喃果糖基-4-氯-4-脱氧-(α)-D-吡喃半乳糖苷。美国食品及药物行政管理局(FDA)现正考虑将sucralose用作为食品添加剂。sucralose的制造商是英国的Tate & Lyle，Inc.。在美国，sucralose是由Mc Neil Specialty Products Co.(Skillman，New Jersey)销售。该物作为甜味物质用途，包括口服组合物，见之于US4343934和4389394，作为本文的参考。将sucralose用作为人造甜味剂亦见于GB2065646、2065648、2153651。
在口香糖中使用sucralose已有其他文献披露。
US4495170披露了应用于食品、饮料和药物的甜味剂混合物，但未具体指出口香糖。所述混合物包含sucralose和aspartame、糖精、acesulfame K。US4389394披露了在口香糖中使用人造甜味剂以防龋。氯代蔗糖衍生物见之于US4435440、4549013、4612373。
GB2154850披露了用sucralose和cyclamate(及其他)为饮料增甜。
GB2185674披露了thaumatin和sucralose(及其他)的组合物以促进家畜生长。
US4820528披露了共干燥的sucralose和酸性糖精，以延迟甜味的释放。
口香糖有一项局限性，就是在咀嚼时甜味和香味很快消失。因此，口香糖业界人士不断在试验如何延长时间，使消费者能更好地享受香味和甜味。
一些专利披露了如何将诸如aspartame甜味剂进行物理改性以控制在口香糖中的释放速率。例如US4597970(Sharma等)提出生产团聚的甜味剂的方法，其中的甜味剂是分散在疏水基质中，该基质主要由卵磷脂、甘油酯、熔点为25-100℃的脂肪酸或蜡所组成。该方法采用喷雾-冻凝步骤，使含甜味剂的基质形成小滴，然后采用流化床法在已团聚颗粒上涂上二次涂层。
Merrit等人的US4515769和4386106提出以两步法制备用于口香糖的延迟释放香味料。此法是用亲水基质在乳液中制备香味料。将该乳液干燥并磨碎，然后将颗粒用不透水物质涂布。
Sair等人的US4230687提出将活性成分包封的方法，使这些成分在口香糖等产品中渐渐释放。此法是将该等成分加入到粘膏状包封物料中。采用高剪切混合，使该成分在基质中均匀分散，然后干燥和磨碎。
Bahoshy等人的US4139639提出将aspartame“固定”的方法，是将含aspartame和包封剂(如阿拉伯胶)的溶液“共干燥”(采用喷雾干燥或流化床涂布)，使得在贮存期间把aspartame保护在胶内。
Cea等人的US4384004提出以包封剂的各种不同溶液来包封aspartame的方法，可采用各种包封技术如喷雾干燥来增进aspartame的贮存稳定性。
Stroz等人的US4634593提出生产用于糖果如口香糖的受控释放甜味剂的方法。该法是使用不溶性脂肪与甜味剂研磨混合。
PCT WO 90/07859披露了一系列方法，包括包封技术，使sucralose在口香糖中延迟释放。在该文献的实例18中，将sucralose与聚乙酸乙烯基酯混合，并将混合料加入到其他口香糖胶料成分中并加入口香糖成品中。
已知的是借助于使用高含量高甜度甜味剂如aspartame可以使口香糖的甜味和香味延长时间。但是，这些甜味剂延长时间的性质受限于口香糖被咀嚼时的释放特性。本发明的目的之一就是提供具改进甜度和香味延长时间的口香糖。
按本发明将sucralose改性并加入到口香糖之后，可得到受控释放甜味剂的口香糖。可以使用更高含量的甜味剂而不致使初始甜度感觉太强，而是使甜味剂的释放延长时间，使之更受消费者欢迎。
本发明包括含sucralose的口香糖成分及其制法。该方法包括将50-95%(重量)的聚乙酸乙烯基酯(PVAc)与5-50%(重量)的sucralose溶于一种溶剂中的溶液均匀混合。然后将此均质混合物干燥，除掉溶剂，留下干的掺混成分。
本发明还包括含有包括sucralose的成分的口香糖组合物及其制法。该口香糖制法包括按上述提供该包括sucralose的成分，然后将之与口香糖胶料、膨体料以及香味料混合，制成口香糖组合物。
业已发现，应用本发明的含sucralose的成分加入到口香糖之后，该sucralose从胶料中向外释放非常之慢。因此本发明为sucralose提供了简单而有效的延迟释放方法。
本文中“口香糖”一词包括口香糖、泡泡糖以及类似产品，在未特别指出的情况下，所有百分率含量均为重量基准。
按本发明制备含sucralose的成分第一步是将sucralose溶于一种溶剂。优选溶剂是水，sucralose的溶解度为约26%(20℃)，温度升高溶解度加大。sucralose溶于乙醇可达30%，若浓度20%则很易溶。sucralose也可溶于甲醇。只要该成分加入到胶料中后所残留的溶剂量对于该食品是可以许可的，什么溶剂都可以用，但该溶剂应与PVAc相容，其对sucralose的溶解度应合乎要求。该溶剂也可以是PVAc的溶剂，这样对某些混合方法是有利的。sucralose在溶剂中含量取决于sucralose在该溶剂中溶解度;与PVAc可相容的溶剂含量;所制成分中要求的sucralose含量。若以水作溶剂，其浓度可为5-60%。含量超过25%要稍加热以保持sucralose能溶解。
下一个步骤是将PVAc与sucralose溶液均匀混合。本发明所用的PVAc应是一种食品级聚合物。其分子量对于本发明并不十分重要，但相信某些分子量可能易于制成该掺混成分，而另一些可能更能延长sucralose释放时间。具体讲，低分子量PVAc易于混合，也易于清理设备，但有一些证据表明较高分子量可使释放更慢一些。
适用于本发明的PVAc的分子量为约7000-100000(MWU)，优选为约10000-50000，最优选为约15000-32000。(前述分子量数值是由凝胶渗透色谱法所测平均分子量，用其他测法所得数值会显著不同)。
用于PVAc掺混物的sucralose含量可有很大变化。其上限是恰恰低于在干燥后PVAc不再能形成膜的sucralose含量。可用范围为约3-50%，优选为约15-35%，最优选为约20-30%。具体用量取决于在口香糖成品中打算使用多少该成分。
制备本发明的sucralose掺混物有多种方法。PVAc和sucralose的掺混可在常规sigma刮板混胶机中进行。也可使用适于本任务的任何其他型的混合机。通常需要加热以软化PVAc，使利于混合。混合时优选温度为100-212°F。也可用溶液中用的溶剂将PVAc软化。例如，PVAc在乙醇中溶解度于101°F为55%，于70°F为40%。所以，可将sucralose与乙醇混合，并将此溶液加到磨碎的PVAc，于是得到均质的PVAc、乙醇和sucralose掺混物。
不论用何种溶剂，该溶液加入量只可以达到这样的程度，即更多溶液将不能与软化或熔融的PVAc均匀混合的程度。这一加入量主要取决于该溶剂。当使用水作为溶剂时，发现每100克PVAc只可加入25克的25% sucralose溶液，再多加则不能混合，而成为PVAc上面的另一相。
特别适用的混合设备是带一个或多个刮板的真空釜。在强加热和高真空条件下，可连续加入溶液并任其连续蒸发，可以达到更高装料量。但是，最后干燥步骤最好在另一设备中进行。
混合步骤之后，掺混的成分应干燥以除掉溶剂。可以于100-212°F(对于用水溶液的情况)真空干燥。要求最后干燥温度低于150°F以防sucralose降解，最好是130°F。可使用鼓风烘箱或其他适宜的干燥器。最后溶剂含量可在约0.1-10%范围。当用水作溶剂时，最后含水量约0.5-2%为优选。相信最终含水量对于该成分的延迟释放有直接影响。目前认为较低含水量有利于sucralose延迟释放。但是，若是在贮存时该成分中水分能迁移到胶料中，则亦可以使水分含量较高。这就许可使用初始含水量更高的该成分。
在干燥之后，最好将该物料调整其粒度，通常是经过磨碎和(或)筛分而得到所要的粒度。其粒度应当够小使之在成品口香糖中不易被察觉到。粒度过细又可能损失慢速释放的优点，但在实践中此问题并不严重。优选的粒度是小于约420微米。通常采用约80-400微米。
该包封成分在口香糖中使用量取决于该包封物中sucralose含量。一般，其使用量是经过计算，使口香糖中含有所希望的活性sucralose量。因此，该包封成分的使用量为约0.02-20%。由于该掺混成分的释放速率较慢，实际的优选用量可以高于理论计算的许可量。视乎所要的甜度水平和口香糖中存在的其他甜味剂，活性sucralose含量可以在约0.01-0.50%范围或更多。
一般，口香糖组合物一般包含一个水溶性主体部分，一个水不溶性咀嚼胶料部分，以及一般是水不溶性的香味料。在咀嚼一段时间中，水溶性部分和一部分香味料散去。在整个咀嚼过程中，胶料部分留在口中。
不溶性胶料一般含有弹性体、树脂、脂肪和油、蜡、软化剂以及无机填充料。弹性体可包括聚异丁烯、异丁烯-异戊二烯共聚物和丁苯橡胶，以及天然胶乳如糖胶树胶。树脂包括聚乙酸乙烯基酯(PVAc)和萜烯树脂。在胶料中也可含有脂肪和油，包括牛羊脂、氢化和部分氢化植物油、可可脂。一般使用的蜡包括石蜡、微晶蜡和天然蜡如蜂蜡和卡那巴蜡。按本发明的优选方案，该不溶性胶料占口香糖重量的约5-80%，优选为10-50%，最优选为约20-35%。
胶料中一般还含有填充料。它们可以是碳酸钙、碳酸镁、滑石粉、磷酸二钙等等。填充料可以占到胶料的约5-60%，优选为约5-50%。
胶料中一般还含有软化剂，包括单硬脂酸甘油酯和三乙酸甘油酯。另外还可含有选加的成分如抗氧剂、色料、乳化剂。本发明可采用任何工业上可用的胶料。
口香糖的水溶性部分也可含软化剂、甜味剂、香味料以及它们的组合物。口香糖中加入软化剂的目的是使胶料的咀嚼性和口感达到最适宜程度。软化剂亦称为增塑剂，一般占口香糖的约0.5-15.0%(重量)。适于本发明的软化剂包括甘油、卵磷脂以及其组合物。此外，可将甜味剂水溶液，如含有山梨糖醇、氢化淀粉水解物、玉米糖浆以及其组合物用作为口香糖的软化剂和粘结剂。
本发明的含sucralose成分多数用于不含糖的口香糖配方中。但是，含糖的配方亦包括在本发明范围内，糖类甜味剂一般包括有已知用于口香糖行业的含糖化物组分，包括但不限于蔗糖、右旋糖、麦芽糖、糊精、干的转化糖、果糖、左旋糖、半乳糖、玉米糖浆固体物等等。一般，非糖甜味剂包括具有甜味特性但不存在一般已知的糖的组分，包括但不限于糖醇如山梨糖醇、甘露糖醇、木糖醇、氢化淀粉水解物、麦芽糖醇等等以及它们的组合物。
这些糖和非糖甜味料常常也作为口香糖的膨体料。该膨体料一般占口香糖组合物的约5-80%。
根据所需的甜味释放规律和贮存稳定性，本发明的含sucralose成分还可以与未涂覆的强力甜味剂合用，也可以与用其他物料以其他方法涂布的强力甜味剂合用。例如，US-A-07/376037描述的经处理sucralose以增高其释放速率的情况，作为本文之参考，并且该物料可以与本发明的合用。
在口香糖中所含香味料为约0.1-10.0%(重量)，优选为约0.25-5%(重量)，按口香糖计。香味料可含有精油、合成香料或其混合物，包括但不限于由植物及果实提炼的油，如柑桔油、水果精油、薄荷油、留兰香油、丁子香油、冬青油、茴香油等等。人造香料也适用于本发明的口香糖。本领域技术人员将明了，天然和人造香料可以以任何感官能接受的方式组合到一起。所有这些香味料或其混合物均可用于本发明。
任选的成分如色料、乳化剂和药物，也可加到口香糖中。
一般，口香糖的制造过程是在本领域已知的市售混料机中按序将各种口香糖成分加入。在各成分充分混合后，将口香糖料从混料机中放出，并成形为所要形状，例如滚压成片料并切成条，挤压成块或铸制成粒。
一般，各成分的混合是先将胶料熔化并加入到运转中的混料机中。也可在混料机中熔化该胶料。这时可加入色料和乳化剂。这时也可加入软化剂如甘油，以及一部分糖浆和膨体料的一部分。然后可把膨体料的其余部分加入混合机。香味料通常是随着最后一部分膨体料加入。
整个混料过程一般为5-15分钟，有时需较长时间来混料。本领域技术人员将明了，上述程序可有许多变通方式。
含sucralose的成分可以在上述制造过程中任何一步加入。优选方式是与第一批本体甜味剂一起加入。太早加入热的基料中并不适宜，因为PVAc会软化或熔化。
实例1制备含sucralose成分，将100克磨碎和软化的分子量15000的PVAc与30克25%sucralose水溶液混合，在小型实验室混合机中混合，热至112°F。该软化的PVAc吸收约22克该溶液，其余的溶液从轴封处漏损。将混合物于鼓风烘箱中于130°F干燥16小时。最后含水分0.5%，分析所得含料量为4.8%。该成分用Fitzmill研磨机磨碎，用0.107英寸筛。已磨碎的该成分用标准美制筛筛取40-325目组分，付诸使用。
实例2按实例1的方式，不同之处是在干燥及磨碎之后，将产物加热软化并与另一批量的溶液混合，然后再干燥。然后将PVAc/sucralose掺混物磨碎并如前述进行筛分。最后水含量为1.4%，分析得sucralose含量为12.3%。
实例3(对比例)按实例1的方式，不同之处是用25%的acesulfame K水溶液替代sucralose溶液。最后水分含量1.58%，在掺混并干燥的成分中，acesulfame K含量计算为6.2%。
实例4至7(口香糖)按以下配方(%重量)制造口香糖实例4 实例5 (对比) 实例6 (对比) 实例7糖 52.720 53.164 52.790 53.695胶料 22.255 22.255 22.255 22.255玉米糖浆 5.130 5.130 5.130 5.130甘油 2.000 2.000 2.000 2.000碳酸钙 2.000 2.000 2.000 2.00010%盐溶液 0.100 0.100 0.100 0.100右旋糖(葡萄糖) 13.410 13.410 13.410 13.410留兰香香料 1.350 1.350 1.350 1.350实例1的成分 1.035 - - -实例2的成分 - 0.591 - -实例3的成分 - - 0.965 -结晶sucralose - - - 0.060100.000 100.000 100.000 100.000活性甜味剂 0.0497 0.0727 0.0598＊ 0.0600＊基于acesulfame K在该PVAc掺混物中的理论量，其余含量为分析数据。
请注意实例7是US-A-07/376037的一个方案，并发现该基料组合物可延迟sucralose的释放。
感官试验对实例5和7的口香糖进行了20分钟咀嚼的甜味持久性比较。由6位有经验的品尝员对这些样品和另二个与本试验无关的样品作了咀嚼试验。各样品都是密码编号并不按顺序。品尝者将甜味持久性按顺序排出，并对各样品加以补充评价。所得评定等级如下(1最长时间;4最短时间)平均等级实施例5的口香糖(本发明) 2.0实施例7的口香糖(对照) 3.5品尝者还注意到，实例7的甜味和香味强度下降很快，而两个样品的后期甜度有差别。这些结果表明，本发明的该成分与将sucralose直接混入口香糖并且所用胶料组合物已知是能延迟释放sucralose的情况相比较，本发明的效果更优。
释放速率分析由数人咀嚼实例4、5、6的口香糖，时间为0、2、5、10、20分钟。将嚼过的口香糖收回并分析其残余甜味剂含量。结果如下表1咀嚼试验结果实例4的口香糖(4.8%含量)%，含量 占原量的%理论量(0分钟) 0.0497 -分析量，0分钟 0.056 1002分钟 0.045 805分钟 0.045 8010分钟 0.044 7920分钟 0.027 48
实例5的口香糖(含量12.3%)%，含量 占原量的%理论量(0分钟) 0.0727 -分析量，0分钟 0.074 1002分钟 0.080 1085分钟 0.062 8410分钟 0.066 8920分钟 0.042 57实例6的口香糖(Acesulfame K，含量6.2%)%，含量 占原量的%理论量(0分钟) 0.0598 -分析量，0分钟 0.035 1002分钟 0.013 375分钟 0.009 2610分钟 0.003 920分钟 0.001 3在上列试验中，在口香糖配方相似的条件下，采用结晶sucralose直接混入口香糖中的方式(如US-A-07/376037所披露)，在咀嚼20分钟后所留下的sucralose量为原来量的约20%。因此，从表1的比较得知，利用PVAc将溶液中的sucralose包封之后，与其他方式将sucralose混入口香糖的情况相比，前者可显著延迟从口香糖中的释放。事实上，本发明对于延长释放时间比以前的慢速释放基料更为有效。
表1的结果还表明，本发明独特地适用于sucralose包封。当水溶性相近的acesulfame K用于相同的处理时，所得的口香糖并不能出现相同的acesulfame K的延迟释放。事实上，发现其释放并不比将acesulfame K直接混入口香糖的情况更慢。
以下实例给出以其他方法制备含sucralose的成分。
实例8将结晶sucralose溶于乙醇成20%溶液，与PVAc溶于乙醇所成的40%溶液相混。两个溶液的比率为前者对后者为1∶2。溶液充分混合后，以安全的方式将乙醇蒸发掉。所得产物的含量为20%。
实施例9将结晶sucralose溶于乙醇成20%溶液，将此溶液100克与20克平均分子量15000的磨碎PVAc相混合。乙醇将PVAc软化，形成均质的混合物。将乙醇蒸发掉，余下40克含sucralose的成分，含量为50%。
本发明除可以在口香糖咀嚼时减慢sucralose的释放速率外，还有其他优点。由于PVAc的膨体作用使所加入物料的体积增大，使之更容易与口香糖料均匀混合。该sucralose溶液很稳定，可以在与PVAc混制之前将sucralose溶液长时间贮存。(在水溶液中应使用抗微生物剂或pH缓冲剂)。此种溶液(sucralose浓度25%)有试验用品供应(Mc Neil Specialty Product Company，U.S.A.)，这与干的结晶sucralose不同，后者有一些不稳定性。PVAc/sucralose掺混成分在贮存和制成口香糖之后也是稳定的。
应当明了，本发明的组合物和方法可以有多种不同实施方案，本文中只描述了其中一小部分。本发明可在不背离其精神或实质特征的条件下以其他方式实施。已述的方案从一切方面讲只是阐明性的而非限定性的。因此，本发明的范围是由权利要求书所规定，而不是由前面的叙述所规定。在权利要求书的含义和等效方案范围内的一切变化方案，均在其范围之内。
权利要求
1.一种生产口香糖的方法，包括以下步骤(a)按以下方式提供一种掺混的、干的含sucralose的成分(i)将50至95重量份PVAc(聚乙酸乙烯基酯)与5至50重量份含sucralose和一种溶剂的溶液均匀混合；(ii)将所得均质混合物干燥以除掉溶剂；(b)将以下各组分混合，以制成该口香糖组合物(i)占该口香糖约0.02至20%(重量)的该掺混的、干的含sucralose成分；(ii)占该口香糖约5至80%(重量)的一种胶料；(iii)占该口香糖约5至80%(重量)的一种膨体料；(iv)占该口香糖约0.25至5%(重量)的一种香味料。
2.按权利要求1的方法，其中所述PVAc是在与所述溶液混合之前经过加热软化。
3.按权利要求1的方法，其中所述PVAc是由该溶液中所用的溶剂所软化。
4.按权利要求1的方法，还包括如下的步骤即将所述掺混、干的成分制成一定的颗粒粒度，此粒应足够小，使得混于口香糖组合物之后不易被察觉到。
5.按权利要求1的方法，其中所述掺混、干的成分中sucralose含量为约3至50%。
6.按权利要求1的方法，其中所述掺混、干的成分中sucralose含量为约15至35%。
7.按权利要求1的方法，其中所述掺混、干的成分中sucralose含量为约20至30%。
8.按权利要求1的方法，其中所述PVAc的平均分子量按凝胶渗透色谱法测定约7000和约100000(MWU)之间。
9.按权利要求1的方法，其中所述PVAc的平均分子量按凝胶渗透色谱法测定约10000和约50000(MWU)之间。
10.按权利要求1的方法，其中所述溶剂是水。
11.按权利要求1的方法，其中所述溶液含有约5至60%sucralose。
12.按权利要求1的方法，其中所述溶液在与该PVAc混合之前进行加热，以保持sucralose处于溶解状态。
13.按权利要求1的方法，其中该干燥温度为约100°至212°F之间。
14.按权利要求1的方法，其中该干燥温度为低于约150°F。
15.按权利要求1的方法，其中所述掺混、干的成分的溶剂含量为低于约10%。
16.按权利要求10的方法，其中所述掺混、干的成分的溶剂含量为约0.5至2.0%之间。
17.按权利要求4的方法，其中所述掺混、干的成分的粒度为小于约420微米。
18.按权利要求4的方法，其中所述掺混、干的成分的粒度为约80至400微米之间。
19.按权利要求1的方法，其中该sucralose在口香糖中的含量为约0.01至0.5%之间。
20.一种制造用于口香糖的含sucralose的成分的方法，包括以下步骤(a) 将50至95重量份PVAc(聚乙酸乙烯基酯)与5至50重量份含sucralose和一种溶剂的溶液均匀混合;(b) 将所得均质混合物干燥以除掉溶剂，留下掺混、干的该成分。
21.按权利要求20的方法，还包括这样的步骤，即将该掺混、干的成分制成一定的颗粒粒度，此粒应足够小，使得混于口香糖组合物之后不易被察觉到。
22.一种按权利要求1的方法所制的口香糖组合物。
全文摘要
一种含sucralose的口香糖成分，是由约50—95％(重量)的PVAc(聚乙酸乙烯基酯)与约5—50％(重量)的sucralose溶于一种溶剂的溶液混合而成。然后将该混合物干燥以除去溶剂。将此含sucralose的成分、口香糖胶料、膨体剂和香味料混合，制成口香糖组合物。
文档编号C08L31/04GK1063881SQ9110076
公开日1992年8月26日 申请日期1991年2月2日 优先权日1991年2月2日
发明者凯文·B·布罗德里克, 宋柱海, 史蒂文·E·齐贝尔, 菲尔普·W·厄内尔斯, 罗伯特·J·亚特尔 申请人:箭牌糖类有限公司