專利名稱：適用于口香糖的逐步釋放結(jié)構(gòu)的制作方法
本申請是Joo H.Song于1989年4月19日的早期申請，申請?zhí)?7/340，384的部分繼續(xù)。
本發(fā)明涉及適于活性試劑逐步釋放的傳送系統(tǒng)和制造該系統(tǒng)的方法，特別是有關(guān)適用于具有活性試劑之口香糖的傳遞系統(tǒng)，該試劑通過與溶劑直接交互反應(yīng)而逐步釋放。本發(fā)明還特別有關(guān)于制造此類系統(tǒng)的熔化噴絲方法。
本發(fā)明是現(xiàn)有技術(shù)中用于活性試劑逐步釋放的傳遞系統(tǒng)之改進(jìn)。該發(fā)明能使活性試劑通過其與溶劑的直接交互反應(yīng)而逐漸釋放、并且既可在包覆活性試劑結(jié)構(gòu)的通道中釋放，也可在當(dāng)包覆活性試劑結(jié)構(gòu)變形時(shí)，通過活性試劑暴露于溶劑而釋放。
在本發(fā)明之前，活性試劑的逐步釋放例如藥物可通過形成膠囊材料借助活性試劑的擴(kuò)散來完成。這類膠囊結(jié)構(gòu)的討論見于R.Dunn & D.Lewis，用于對雌性生殖系統(tǒng)的避孕甾族化合物進(jìn)行傳遞的纖維聚合物中農(nóng)藥和藥物的控制釋放125-46頁一文(D.Lewis等人.1981)，它描述了類似纖維的結(jié)構(gòu)。作為選擇，活性試劑周圍的膠囊殼可發(fā)生破裂導(dǎo)致活性試劑暴露于各種溶劑中。
本發(fā)明的一個(gè)具體特征是提供一種具有活性試劑的逐步釋放結(jié)構(gòu)，該試劑通過與一種溶劑直接交互反應(yīng)而逐步釋放。本發(fā)明的進(jìn)一步特征是提供采用熔融噴絲技術(shù)制造這類結(jié)構(gòu)的新方法。
按照本發(fā)明，提供了包括一種逐步釋放結(jié)構(gòu)的口香糖。這種逐步釋放結(jié)構(gòu)通過將活性試劑和壁類材料的混合物進(jìn)行熔化噴絲形成，具有大于0小于55%(重量)的活性試劑進(jìn)入纖維中。如果需要，纖維可拉長，切割。還提供了制造口香糖的方法，它包括制備膠基，水溶性填充部分，以及制備逐步釋放結(jié)構(gòu)等步驟。逐步釋放結(jié)構(gòu)通過制備活性試劑和壁材料混合物得到，含活性試劑為大于0小于大約55%(重量)。該混合物熔化噴絲進(jìn)入纖維、切割。逐步釋放結(jié)構(gòu)、膠基和水溶性填充部分進(jìn)行混合。
為幫助理解本發(fā)明，可借助附圖和本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述。


圖1是纖維形態(tài)的逐步釋放結(jié)構(gòu)說明。
圖1A是圖1的逐步釋放結(jié)構(gòu)接觸溶劑后的說明。
圖2是顯示纖維末端和側(cè)面的逐步釋放結(jié)構(gòu)的電子掃描顯微照相(SEPM)。
圖3是顯示纖維側(cè)面的逐步釋放結(jié)構(gòu)的電子掃描顯微照相。
圖4和5是顯示纖維末端和膠囊結(jié)構(gòu)中通道的逐步釋放的電子掃描顯微照相。
圖6是顯示纖維側(cè)面和末端的電子掃描顯微照相。
圖7是顯示纖維側(cè)面的電子掃描顯微照相。
圖8和圖9是顯示纖維末端的電子掃描顯微照相。
圖10是當(dāng)用于口香糖時(shí)，膠囊化和本發(fā)明逐步釋放結(jié)構(gòu)之間因時(shí)間變化在甜味方面的不同之圖形。
按照本發(fā)明制造之結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例為具有支承基質(zhì)的纖維。支承基質(zhì)由壁類材料構(gòu)成?；钚栽噭┰谥С谢|(zhì)中完全分散并在該支承基質(zhì)內(nèi)自身接觸形成連接相。但活性試劑并不必需為連接相。支承基質(zhì)的末端有開口，暴露活性試劑。此外，活性試劑可沿纖維側(cè)面暴露。這個(gè)結(jié)構(gòu)可通過將已成型的纖維拉伸制得。據(jù)信拉伸作用導(dǎo)致了壁材料以自身徑向方向定向。該結(jié)構(gòu)中活性試劑量為大約10%(重量)至大約55%(重量)。但可以相信填充量低到一個(gè)百分率部分也可展示逐步釋放特征。結(jié)構(gòu)的填充量受活性試劑的特征和溶解性或支承基質(zhì)的提取性影響。
纖維通過熔化噴絲形成后，在纖維上應(yīng)用拉伸力或伸展力進(jìn)行拉伸。纖維經(jīng)模具出口后，在卷纏機(jī)上或通過Venturi施加拉伸力。現(xiàn)有技術(shù)中拉伸纖維的其它方法也可采用。
在此結(jié)構(gòu)中，當(dāng)纖維使活性試劑與溶劑或分散介質(zhì)接觸時(shí)，活性試劑便進(jìn)行逐步釋放。壁材料在溶劑中的溶解性小于活性試劑，優(yōu)選為在應(yīng)用纖維的條件下，壁材料應(yīng)基本上不溶于溶劑中。
目前相信溶劑首先溶介在支承基質(zhì)末端開口處的活性試劑。如果活性試劑在支承基質(zhì)內(nèi)是連接相的，那些開口處的活性試劑被溶解并在支承基質(zhì)中形成空隙或通道。溶劑充滿這些通道并開始溶解新暴露的活性試劑，該試劑與位于支承基質(zhì)末端開口處的新溶解的活性試劑接觸。于是，當(dāng)直接與溶劑接觸的活性試劑溶解時(shí)，支承基質(zhì)中通道長度逐漸增加。
目前相信，因?yàn)榛钚栽噭┰谶B接相中，所以支承基質(zhì)不會(huì)阻止活性試劑的溶解。支承基質(zhì)用作限制溶解速率，這是通過限制活性試劑與溶劑在支承基質(zhì)內(nèi)通道末端處直接接觸的面積實(shí)現(xiàn)的。因此，溶劑能夠緊隨活性試劑的鄰近相逐漸進(jìn)入纖維。
此外，目前還相信，依賴于構(gòu)成支承基質(zhì)之壁材料的硬度，支承基質(zhì)可發(fā)生變形使活性試劑的新表面區(qū)域暴露，從而使它們與溶劑直接接觸。例如，當(dāng)纖維摻入口香糖作為膠質(zhì)咀嚼時(shí)，來自咀嚼的壓力會(huì)將纖維壓平，伸長和變形，讓活性劑的新表面區(qū)域暴露于溶劑中，即使活性試劑不在連接相中，這種通過變形的逐步釋放也應(yīng)發(fā)生。用作壁材料的高分子量聚合物不會(huì)通過變形而直接顯示出逐步的釋放。例如，可以相信，分子量大于大約100，000的聚乙酸乙烯酯就不會(huì)在口香糖咀嚼過程中通過變形表現(xiàn)出逐步釋放。
此外，理論上講如果活性試劑不在連接相，那么支承基質(zhì)的變形可產(chǎn)生類似上述的通道，經(jīng)過它們?nèi)軇┠軌蚺c活性試劑接觸。
最后，極少量的活性試劑可通過壁材料分散而溶解，這取決于所選的壁材料，所選的活性試劑和所用溶劑。
按照本發(fā)明制造的逐步釋放結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例由圖1說明。該實(shí)施例中，其結(jié)構(gòu)為具有支承基質(zhì)12的纖維11形態(tài)。支承基質(zhì)由壁材料構(gòu)成?；钚栽噭?3完全分散于支承基質(zhì)，并與自身接觸在支承基質(zhì)內(nèi)形成連接相，支承基質(zhì)的末端14和15有開口以暴露活性試劑。此外，活性試劑也可沿纖維側(cè)面暴露，參見圖2和3?；钚栽噭┲辽僬冀Y(jié)構(gòu)重量的大約25%。
對于活性試劑，當(dāng)纖維與一種溶劑或分散介質(zhì)接觸時(shí)，該實(shí)施例中的活性試劑進(jìn)行逐步釋放。壁材料在溶劑中的溶解性小于活性試劑，在使用纖維的條件下，優(yōu)選為壁材料基本上不溶于溶劑。如圖1A所示，溶劑首先在支承基質(zhì)末端14和15的開口處溶解活性試劑。當(dāng)這種材料溶解時(shí)，支承基質(zhì)中的空隙或通道打開。溶劑充滿這些通道并開始溶解新暴露的活性試劑，該試劑與位于支承基質(zhì)末端開口處的新溶解的活性試劑接觸。于是，當(dāng)直接與溶劑接觸的活性試劑溶解時(shí)，支承基質(zhì)的通道長度逐漸增加。
目前相信，因?yàn)榛钚栽噭┰谶B接相，所以支承基質(zhì)不會(huì)阻止活性試劑的溶介。圖1和1A中，通過限制活性試劑與支承基質(zhì)內(nèi)通道末端溶劑的接觸區(qū)域，支承基質(zhì)用作限制溶解速率。因此，溶劑可通過緊隨活性試劑的連接相而逐漸按其方式進(jìn)入纖維。此外，少量活性試劑可經(jīng)過壁材料分散而溶解，這取決于所選壁材料、所選活性試劑和使用的溶劑。借助變形產(chǎn)生的逐步釋放也由這種結(jié)構(gòu)顯示出。
圖4和圖5包含按照本發(fā)明制造的纖維之電子掃描顯微照相(SEPMS)。這些纖維接受溶劑作用?；钚栽噭┤芙馔耆蟮目障痘蛲ǖ?3a見這些SEPMS所示。
活性試劑可為任何材料，如人工甜味劑、粉狀香精油或藥物，它們需要逐步釋放。它們必須為固體或粉末形態(tài)，包括采用噴霧干燥技術(shù)形成的液體膠囊或吸附或吸收到支承基質(zhì)的液體，如硅膠、沸石、碳黑或多孔基質(zhì)。在同樣結(jié)構(gòu)中亦可使用不同活性試劑的組合。為說明起見，可能的活性試劑有高強(qiáng)度甜味劑如天冬氨酰苯丙氨酸甲酯，alitame，acesulfame-K及其鹽，糖精及其鹽，thaumatin，sucralose，cyclamic acid及其鹽，monellin，二氫查耳酮;酸化劑如蘋果酸、檸檬酸，酒石酸和富馬酸;鹽類如氯化鈉和氯化鉀;堿類如氫氧化鎂和脲;香料如吸附到硅膠和吸附到麥芽糖糊精上的噴霧干燥的天然或合成香料;香味修飾劑如thaumatin;呼吸溶劑表面增粘劑如氯化鋅、蓋醇膠囊、茴香膠囊，Zinc glucinate，和葉綠素膠囊;甘草甜包括甘草酸及其鹽(食品級)，一種名為Magnasweet 135的商購化合物，由MacAndrew and Forbes，Camden，New Jersey制造，這些化合物可與糖和藥劑混合使用。
在各種類型高強(qiáng)度甜味劑中，當(dāng)甘草甜如Magnasweet 135與PVAC(聚乙酸乙烯酯)之類壁混合時(shí)表現(xiàn)出令人驚奇的好效果。應(yīng)用Magnasweet 135時(shí)，雜味(“off notes”，甘草的殘余味道)的存在可通過將產(chǎn)品與糖混合而避免。此外，Magnasweet 135能用于形成逐步釋放結(jié)構(gòu)，其方式為將它與PVAc之類的壁材料和糖進(jìn)行混合，再于140-160℃下加熱混合物。產(chǎn)生的材料磨碎即顯示出逐步釋放特征。
必須小心避免活性試劑由于高溫、剪切或其它條件發(fā)生降解，這些現(xiàn)象可在成型中出現(xiàn)。壁材料可為任何能噴絲的合成或天然聚合物，如聚乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚酯、脫乙酰殼多糖，和這些聚合物的共聚物及混合物?；钚栽噭┖捅诓牧媳仨殱M足前面討論的溶解性要求。此外，它們必須不能相互混合，而在熔化噴絲程序中混合在一起時(shí)必須能夠均勻分散。
本發(fā)明的逐步釋放結(jié)構(gòu)能應(yīng)用于口香糖。口香糖包括膠基，其中通常加入水溶性填充部分。
口香糖膠基一般包括彈性體、樹脂以及增塑劑和無機(jī)填充劑的混合物。
膠基可含有天然膠質(zhì)和/或合成彈性體以及樹脂。天然膠質(zhì)包括彈性體和樹脂。適宜的天然膠質(zhì)包括但不限于糖膠樹膠、jellutong，香豆的果實(shí)，nispero tunu，niger gutta，massaranduba belata和Chiquibul。
當(dāng)不使用天然膠質(zhì)時(shí)，膠基是指“合成的”，天然膠質(zhì)用合成彈性體和樹脂代替。合成彈性體可包括聚異戊二烯、聚異丁烯、異丁烯一異戊二烯共聚物、丁苯橡膠，一種由Exxon Corp。制造牌號為“butyl rubber”的共聚物等等。
膠基中彈性體用量典型地為大約10%至20%不等，這取決于所選擇的特殊彈性體和最終膠基所需物理性能。例如，粘度、軟化點(diǎn)和彈性都可有所不同。
膠基中使用的樹脂包括聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、酯膠，(甘油的樹脂酯)，聚乙酸乙烯酯一聚乙烯共聚物，聚乙酸乙烯酯一聚月桂酸乙烯酯共聚物以及多萜烯。此外，還可運(yùn)用來自Monsanto，牌號為“Gelva”的聚乙酸乙烯酯，來自Hercules的牌號為“Piccolyte”的多萜烯。
作為與彈性體共用，膠基中樹脂量可以不同，這取決于所選用的特殊樹脂和最終膠基所需的物理性能。
膠基優(yōu)選還包括選自脂肪、油、蠟及其混合物的彈性體。脂肪和油包括牛脂、氫化和部分氫化的植物油以及可可脂。通常使用的蠟包括石蠟，微晶體和天然蠟如蜂蠟和巴西棕櫚蠟。此外，增塑劑的混合物可以使用，如石蠟、部分氫化植物油和甘油單硬脂酸酯的混合物。
膠基優(yōu)選還包括填料組分。填料組分優(yōu)選自碳酸鈣、碳酸鎂、滑石、磷酸二鈣及類似物。填料可占膠基重量的大約5%至60%，優(yōu)選為填料組成占膠基重量的大約5%至50%。
此外，膠基亦包含可供選擇的其它成份，如抗氧化劑、色素和乳化劑。
膠基的這些配料能用常規(guī)方式混合。具體地說，彈性體、樹脂、增塑劑，和填料一般通過加熱進(jìn)行軟化，再混合一段時(shí)間保證成為均勻料團(tuán)。料團(tuán)可成型為厚片或小球，冷卻后用于制造口香糖。作為選擇，熔融料團(tuán)可直接用于口香糖制造工序。
典型地，膠基占口香糖重量的大約5%至95%不溶性膠基優(yōu)選占口香糖重量的10%至50%，最優(yōu)為占口香糖重量的大約20%至35%。
通常，口香糖組合物典型地包含加入到水不溶性咀嚼膠基部分中的水溶性填充部分。香味劑一般是水不溶性的。經(jīng)過一般時(shí)間咀嚼，水溶性部分與一部分香味劑消散，而膠基部分在整個(gè)咀嚼過程都保留在口中。
口香糖水溶性部分可進(jìn)一步包括軟化劑、甜味劑、香味劑及其混合物。加入軟化劑到口香糖中是為了使其咀嚼性能和口感達(dá)到最優(yōu)。軟化劑，現(xiàn)有技術(shù)中也作為增塑劑，一般占口香糖重量的大約0.5%至15%。本發(fā)明涉及的軟化劑包括甘油、卵磷脂及其混合物。此外，甜味劑水溶液也可用作口香糖的軟化劑和粘接劑，如含有山梨醇的水溶液、氫化淀粉水解液，玉米糖漿及其混合物。
糖類甜味劑通常包括糖類，包含口香糖技術(shù)中公知的組分但并不限于蔗糖、右旋糖、麥芽糖，糊精，干的轉(zhuǎn)化糖、果糖、左旋糖、半乳糖、玉米糖漿固體等等，單獨(dú)或任意混合物。無糖甜味劑包括山梨醇、甘露醇和木糖醇。
供任選擇的配料也可加入到口香糖中，如色素、乳化劑和藥劑。
口香糖通常通過在現(xiàn)有技術(shù)中可商購的混合器里順次加入各種口香糖配料而制造。配料完全混合后，口香糖料團(tuán)從混合器中卸出，成型為所需形狀，如軋成薄片、切成條狀，擠成塊狀或鑄成小球。
配料一般通過首先熔化膠基并將其加入到運(yùn)轉(zhuǎn)的混合器進(jìn)行混合。膠基亦可在混合器中自身熔化。此時(shí)還可加入色素或乳化劑。甘油之類的軟化劑也可在這時(shí)與糖漿和一部分填充劑一起加入。另一部分填充劑再加入到混合器中。香味劑一般與最后部分填充劑共同加入。
整個(gè)混合程序典型地需花費(fèi)15分鐘，但有時(shí)需更長的混合時(shí)間。本領(lǐng)域技術(shù)人員能認(rèn)識(shí)到隨上述程序的許多變化情況。
體現(xiàn)本發(fā)明的逐步釋放結(jié)構(gòu)可通過將活性試劑和壁材料的均勻混合物熔化噴絲到纖維中來制備。用于熔化噴絲聚合物的一般原理為公知技術(shù)，可見于F.Billmeyer.Jr.，聚合物科學(xué)的教科書(Text Book of Polymer Science.)518-22(wiley國際版，第二版)，編輯在此作參考。在這種方法中，用于壁材料和活性試劑的聚合物之混合物以粉末或球狀制備。聚合物和活性試劑顆粒混合為均勻相。該混合物中活性試劑濃度為活性試劑顆粒可相互接觸。混合物熔化噴絲制造纖維。這些纖維再輕輕破碎為較小尺寸。任何碾磨機(jī)或刀具只要能減小纖維長度而不致過分毀壞支承基質(zhì)都能適用。纖維碎性適于纖維的切割工序，它能通過濃縮固體活性試劑顆粒而獲得。為避免咀嚼口香糖時(shí)感覺到纖維，所用纖維型號應(yīng)能通過60目篩。
事實(shí)上，聚合物或聚合物混合物最初表現(xiàn)出對擠壓具有不可接受的高壓，但并不自動(dòng)消除在本方法中使用的可能性?？杉庸ば阅芤话阃ㄟ^提高加工溫度、引入增塑劑，改變噴頭尺寸、加入分散劑或與其它聚合物混合來修飾而得以改善。
按實(shí)施例的方式，本方法以兩種類型設(shè)備操作。
Model 1125 Instron Capillary Rheometer(模型1125英斯特毛細(xì)管流變儀)將毛細(xì)管孔徑為152微米的Model 1125英斯特毛細(xì)管流變儀用于擠出纖維。筒徑為3/8英寸。膜具長度對直徑比率為0.083，并具有一孔。本申請的方法中采用L-天冬氨酰基-L-苯丙氨酸甲酯(Aspartame)作為活性試劑。分子量為大約50，000至80，000的聚乙酸乙烯酯(PVAC)選作壁材料。
這種實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的毛細(xì)管流變儀在擠壓期間不能提供充足的混合作用。因此試樣在擠壓前通過兩種方法預(yù)混合。方法之一，PVAC于室溫下溶于二氯甲烷(CH2Cl2)，然后將Aspartame混合到溶液中。于60℃真空條件下，溶劑蒸發(fā)過夜從而形成固體材料。該材料碾磨成粉末以便于加入到流變儀中。
該方法在表1中以“混合溶液”表示(“Solution Blended)。另一方法為于140℃下，在加熱燒杯中直接將Aspartame與壁材料的聚合物熔融體進(jìn)行混合，樣品制備出用于擠壓。混合物于60℃真空條件下干燥大約5小時(shí)以除去水份。此方法在表1中以“熔融混合物”表示(“Melt Blended”)采用這兩種方法將壁材料和活性試劑混合，可以生產(chǎn)出含各種量Aspartame的纖維。這些例子中所用參數(shù)列于下表1。噴射速度是指在毛細(xì)管中材料熔化噴絲的速度。
表1擠壓 噴射速度 填充量(Kgf) 溫度 (m/miu)例1Aspartame 140℃ 5 1317重量% 10 18PVAc中 20 32(Solution Blended) 50 57100 76例2Aspartame 150℃ 5 1817重量% 10 23PVAc中 20 34(Solution Blended) 50 51100 68例3Aspartame 140℃ 5 41-5917重量% 10 23-68PVAc 20 45-113(Melt Blended) 50 68例4Aspartame 140℃ 5 1329重量% 10 16
PVAc中 20 20(Solution Blended) 100 52例5Aspartame 150℃ 5 929重量% 10 13PVAc中 20 17(Solution Blended) 50 25100 36200 50500 59例6Aspartame 140℃ 5 3229重量% 10 45PVAc中 20 90-180(Melt Blendcd) 50 less than180例7Aspartame 140℃ 5 1435重量% 10 17PVAc中 20 25(Solution Blended) 50 36例8Aspartame 140℃ 5 1035重量% 10 12PVAc中 20 18(Solution Blended) 50 27100 41200 55例9Aspartame 140℃ 5 36-4135重量% 10 54-64PVAc中 20 113-136(Melt Blended) 50 272-363
表1表明PVAC混合物的噴絲能力良好而且不高，這取決于Aspartame的填充量。在Aspartame填充量17%時(shí)表1中所示的PVAC/Aspartame混合物的擠出物是脆性的。當(dāng)Aspartame用量水平增加時(shí)脆性增加。由于模具膨脹，擠壓出的纖維直徑比毛細(xì)管稍大，毛細(xì)管為152微米。
擠出纖維用研缽和桿輕輕磨碎。這些研磨纖維的直徑與長度比率呈狹窄分布，沿徑向沒有主要的纖維斷裂。
圖2至5是含29%重量Aspartame的PVAC的纖維之SEPMS，它們采用上述溶液混合技術(shù)制備并在150℃擠出。圖6至9是含17%重量Aspartame的PVAC的纖維之SEPMS，它們采用上述熔融混合技術(shù)制備并在140℃擠出，兩種試樣都用水作溶劑浸提4小時(shí)。SEPMS所顯示的空隙即為Aspartame在此溶解的地方。圖8和9表明填充量為17%時(shí)，Aspartame的固體顆粒在聚合物中離析。因此，如果聚合物結(jié)構(gòu)沒有進(jìn)一步的物理破裂，Aspartame不能完全溶于水。但填充量為29%時(shí)，圖4和5表明Aspartame的固體顆粒形成圖1所示的連接相。所以，膠囊結(jié)構(gòu)中通道打開，Aspartame逐步釋放至直完全無殘留。
這個(gè)結(jié)果通過表2中咀嚼數(shù)據(jù)證明?？谙闾桥浞饺缦屡淞? 重量%山梨醇 49.5條形膠基 25.5糖漿 9.1甘露醇 8.0
甘油 6.3卵磷脂 0.2香精(薄荷) 1.4口香糖用具有17%填充量和19%填充量的纖維制備?？谙闾侵刑菨{由67%(重量)的Lycasin固體，5.36%(重量)的水和27.14%(重量)的甘油組成。對照口香糖采用上述配方并加入游離Aspartame代替纖維。然后由5個(gè)自愿者對口香糖進(jìn)行咀嚼。嚼過的口香糖于不同咀嚼時(shí)間收集，通過高效液相色譜(High Performance Liquid Chromatography)分析Aspartame的濃度。
表2口香糖中使用的 口香糖中Aspartame%，經(jīng)過纖維類型 0分鐘 5分鐘 10分鐘 20分鐘對照 0.18 0.11 0.06 0.0217%重量Aspartame/ 0.11 0.10 0.11 0.10PVAc29%重量Aspartame/ 0.18 0.15 0.14 0.12PVAc對照口香糖含游離Aspartame。PVAC/Aspartame口香糖(17%重量Aspartame)所含纖維類型如圖6至9所示。PVAC/Aspartame口香糖(29%重量Aspartme)所含纖維類型如圖2至5所示。正如表2所顯示，從填充量17%的纖維釋放Aspartame的速率比從填充量29%的纖維釋放Aspartame速率小得多。以填充量29%的纖維釋放Aspartame的速率比對照組慢非常多，但比17%試樣要快。
例1至9中纖維于140℃和150℃下的噴絲情況采用液相色譜進(jìn)行了分析，以便確定上述討論的熔融噴絲加工中Aspartame發(fā)生熱降解的量。140℃下Aspartame熱降解低于10%。150℃下Aspartame熱降解百分率接近20%。
Aspartame/聚合物混合物在用于制備上述試樣的毛細(xì)管流變儀中停留時(shí)間為大約20分鐘。在生產(chǎn)規(guī)模的噴絲中，停留時(shí)間可減少到大約20秒至2分鐘。這會(huì)極大地減小Aspartame的降解度。
采用雙螺桿擠壓機(jī)，90～100℃下2分鐘停留時(shí)間，沒有觀察到降解。
雙螺桿擠壓機(jī)例10-23采用美國Leistritz擠壓機(jī)公司(American Leistritz Extruder Corporation)的LSM3034型雙螺桿擠壓機(jī)生產(chǎn)纖維。通常，壁材料和活性試劑的均勻混合物以粉末形態(tài)傾入擠壓機(jī)的進(jìn)料斗。進(jìn)料螺桿驅(qū)使混合物通過擠壓機(jī)的加熱段，將聚合物熔化，再經(jīng)過一個(gè)模具。模具由具有特殊直徑和長度的許多孔組成。在離開模具后纖維立即進(jìn)行拉伸，既可用卷纏機(jī)拉伸纖維，也可用Venturi(文杜里流量管)吹入空氣經(jīng)過纖維。
雙螺桿擠壓機(jī)由兩套8個(gè)基本螺桿組成。這些螺桿能按間隔方式操作，既可同向旋轉(zhuǎn)也可反向旋轉(zhuǎn)方式。螺桿可作為捏和單元或傳送單元發(fā)生作用。對下述例子，4個(gè)捏和單元與4個(gè)傳送單元交替使用。其它構(gòu)造也可能，這取決于加工條件、熔融噴絲材料類型和所需混合程度。
下述例子中應(yīng)用的雙螺桿擠壓機(jī)分成8個(gè)區(qū)域。每個(gè)區(qū)域的溫度都要控制。例如，50%重量PVAc分子量大約30，000，25%重量PVAc分子量大約15，000，25%重量Aspartame的混合物進(jìn)行熔融噴絲生產(chǎn)纖維。用1毫米模具，有5個(gè)孔速率為30rpm操作擠壓機(jī)，獲得的生產(chǎn)率為每小時(shí)5磅纖維。對每一區(qū)域采用以下溫度(攝氏)區(qū)域 溫度進(jìn)料或進(jìn)料斗區(qū)域 852 953 954 955 956 957 95模具或最后區(qū)域 102用1毫米模具，有5個(gè)孔速率為333rpm操作擠壓機(jī)，獲得的生產(chǎn)率為每小時(shí)50磅纖維。對每一區(qū)域采用以下溫度(攝氏)區(qū)域 溫度進(jìn)料或進(jìn)料斗區(qū)域 852 973 974 975 976 977 97模具或最后區(qū)域 102
在以下例子中采用直徑1毫米和0.3毫米的模具。1毫米模具具有5個(gè)孔，直徑與長度比率為4左右。0.3毫米模具具有34個(gè)孔，直徑與長度比率為2.3。這些例子中列出的溫度取自擠壓機(jī)上所有加熱區(qū)域的平均值。
例10，采用1毫米模具，纖維含有10%重量Acesulfame-K(從西德Hoecht購買的一種高強(qiáng)度甜味劑)作為活性試劑，含有分子量大約50，000-80，000的PVAC作為壁材料，該纖維于110-115℃擠壓，用卷纏機(jī)拉伸，其厚度為0.2-0.3毫米。Acesulfame-K顆粒能很好地分散于纖維中，當(dāng)單獨(dú)咀嚼時(shí)，該纖維顯示出活性試劑的逐步釋放。
例11.采用1毫米模具，纖維含有25%重量的Acesulfame-K作為活性試劑，含有分子量大約50，000-80，000的PVAC作為壁材料，該纖維于110℃下延展，用卷纏機(jī)拉伸。纖維厚度為0.3-0.4毫米。Acesulfame-K顆粒能很好地分散于纖維中，當(dāng)單獨(dú)咀嚼時(shí)，纖維顯示出活性試劑的逐步釋放。
例12.采用1毫米模具，纖維含有10%重量的Aspartame作為活性試劑，含有分子量大約50，000-80，000的PVAC作為壁材料，該纖維于100℃下延展，用卷纏機(jī)拉伸，其厚度為0.2-0.3毫米。Aspartame能很好地分散于纖維中，當(dāng)單獨(dú)咀嚼時(shí)，該纖維顯示出活性試劑的逐步釋放。
例13.采用1毫米模具，纖維含有10%重量的Aspartame作為活性試劑，含有分子量大約50，000-80，000的PVAC作為壁材料，該纖維于100℃下擠壓，用卷纏機(jī)拉伸，其厚度為大約0.2毫米。Aspartame能很好地分散于纖維中。當(dāng)單獨(dú)咀嚼時(shí)，纖維顯示出活性試劑的逐步釋放。
例14.采用1毫米模具，纖維含有35%重量的糖精鈉作為活性試劑，含有分子量大約50，000-80，000的PVAC作為壁材料，該纖維于100℃下擠壓，用卷纏機(jī)拉伸，其厚度為0.4-0.5毫米。糖精鈉能很好地分散于纖維中，但纖維比例10-13中的那些要軟。當(dāng)單獨(dú)咀嚼時(shí)，纖維顯示出活性試劑的逐步釋放。
例15，采用1毫米模具，纖維含有35%重量的糖精酸(Saccharin Acid)作為活性試劑，含有分子量大約50，000-80，000的PVAC作為壁材料，該纖維于100℃下擠壓，用卷纏機(jī)拉伸，其厚度為0.4-0.5毫米。糖精酸能很好地分散于纖維中，但纖維比例10-13中的那些要軟。當(dāng)單獨(dú)咀嚼時(shí)，纖維顯示出活性試劑的逐步釋放。
例16.采用1毫米模具，纖維含有6.13%重量的Nacl，3.87%重量的Kcl作為活性試劑，含有分子量大約30，000的PVAC作為壁材料，該纖維于113℃下擠壓，用卷纏機(jī)拉伸，其厚度為0.12毫米。Nacl和Kcl顆?？稍诶w維中分散。當(dāng)單獨(dú)咀嚼時(shí)，纖維顯示出良好的活性試劑的逐步釋放。
例17.采用1毫米模具，纖維含有6.13%重量的Nacl，3.87%重量的Kcl作為活性試劑，含有分子量大約15，000的PVAC作為壁材料，該纖維于90℃下擠壓，通過空氣噴吹拉伸，其厚度為0.12毫米，比例16的纖維稍弱。當(dāng)單獨(dú)咀嚼時(shí)，纖維顯示出活性試劑的逐步釋放。
例18.采用1毫米模具，纖維含有24.52%重量的NaCl，15.48%重量的Kcl作為活性試劑，含有AlliedChemical PE 735作為壁材料，該纖維于85-90℃擠壓。纖維厚度為0.96毫米，通過空氣噴吹拉伸。纖維顯示出鹽的逐步釋放。
例19.采用1毫米模具，纖維含有25%重量的磷酸二銨作為活性試劑，含有分子量大約50，000-80，000的PVAC作為壁材料，該纖維于100℃下擠壓。纖維用空氣噴吹進(jìn)行拉伸，其厚度為0.20-0.38毫米。
例20.采用1毫米模具，纖維含有25%重量的NaF作為活性試劑，含有分子量50，000-80，000的PVAC，該纖維于90-100℃下擠壓，用空氣噴吹拉伸，其厚度為0.18-0.25毫米。
例21.采用1毫米模具，纖維具有25%重量的Mg(OH)2作為活性試劑，含有分子量大約50，000-80，000的PVAC作為壁材料，該纖維于90-100℃下擠壓，用空氣噴吹拉伸，其厚度為0.25毫米。
例22.采用1毫米模具，纖維含有25%重量的Acesulfame-K作為活性試劑，含有分子量大約30，000的PVAC作為壁材料，該纖維于90-100℃下擠壓，用空氣噴吹拉伸，其厚度為0.13毫米，纖維顯示出實(shí)施例中最佳的釋放特征。
例23.采用0.3毫米模具，纖維含有25%重量的Aspartame作為活性試劑，含有分子量大約50，000-80，000的PVAC作為壁材料，該纖維于90-100℃下擠壓。在制造本實(shí)施例的纖維中，PVAC和Aspartame于擠壓前在二氯甲烷中進(jìn)行預(yù)混合，按照前述溶液混合方法，纖維用卷纏機(jī)拉伸，其厚度為0.127毫米。
在以下的實(shí)施例中，采用直徑為2毫米并有6個(gè)孔的模具。模具直徑與長度比率大約為1至5。這些例子中列出的溫度取自擠出機(jī)上所有加熱區(qū)域的范圍。
例24，采用2毫米模具，纖維含有10%重量的Magnasweet 135和40%重量的砂糖(sugar)作為活性試劑，含有分子量大約30，000的50%PVAC作為壁材料，該纖維于大約80至100℃擠壓。
例25.采用2毫米模具，纖維含有9%重量的Magnasweet 135和36%重量的砂糖作為活性試劑，含有分子量大約30，000的45%PVAC和分子量大約50，000-80，000的10%PVAC作為壁材料，該纖維于大約90-100℃擠壓。
例26.采用2毫米模具，纖維含有10%重量的Magnasweet 135和30%重量的砂糖作為活性試劑，含有分子量大約50，000-80，000的40%PVAC作為壁材料，該纖維于大約90-100℃擠壓。
例27.采用2毫米模具，纖維含有10%重量的Magnasweet 135和30%重量的砂糖作為活性試劑，含有分子量大約30，000的60%PVAC作為壁材料，該纖維于90-100℃擠壓。
例28.采用2毫米模具，纖維含有10%重量的Magnasweet 135和20%重量的砂糖作為活性試劑，含有分子量大約50，000-80，000的70%PVAC作為壁材料，該纖維于大約90-100℃擠壓。
例29.采用開槽的1×(1-1/4)英寸的模具代替一個(gè)2毫米模具，纖維含有9.5%重量的Magnasweet 135和38%重量的砂糖作為活性試劑，含有分子量大約30，000的47.5%PVAC和分子量大約50，000-80，000的5%PVAC作為壁材料，該纖維于大約80-100℃擠壓。
具有例18同樣組成的逐步釋放纖維(24.52%Nacl和15.48%Kcl作為活性試劑以及PE 735作為壁材料)摻入到口香糖中，配方如下配料 重量%砂糖 54.9條狀膠基 19.3玉米糖漿 16.8右旋糖一水合物 7.3甘油 0.65水果香精 0.8纖維 0.25這種口香糖由一組感官專家咀嚼，他們發(fā)現(xiàn)在中間咀嚼中，該口香糖比配方類似但不含逐步釋放纖維的對照口香糖更甜并且香味持續(xù)更久。
類似地，按照本發(fā)明制造的逐步釋放纖維摻入到口香糖中，具有下述配料配料 重量%條狀膠基 25.5
山梨醇 44.7甘露醇 8.0糖漿 9.1配料 重量%甘油 6.3卵磷脂 0.2棕色素 0.05薄荷香精 1.4水 4.05纖維 0.7糖漿由67%重量Lycasin固體和5.36%重量的水以及27.14%重量的甘油組成。逐步釋放纖維中的活性試劑是填充量33%重量的Aspartame。
口香糖由一組感官專家咀嚼，他們發(fā)現(xiàn)與配方類似但不含逐步釋放纖維的對照口香糖相比，該口香糖具有極優(yōu)良的甜味延續(xù)。
口香糖按下述通用配方制備配料 重量%砂糖 50.76膠基 20.68玉米糖漿 16.86右旋糖 10.15甘油 0.94留蘭香香精 0.56棕色素 0.05
向具有上述配方的三種口香糖加入0.3%重量的Aspartame。對第一種口香糖，Aspartame包含于逐步釋放纖維中，Aspartame填充量為25%重量，壁材料由分子量大約15，000的PVAC組成。對第二種口香糖，Aspartame包含于逐步釋放纖維中，Aspartame填充量為25%重量，壁材料由分子量大約30，000的50%(占總纖維重量)PVAC和分子量大約100，000的25%(占總纖維重量)PVAC組成。對第三種口香糖，Aspartame采用美國專利申請?zhí)朣.N.134，948，申請日1987年12月18日揭示的膠基包覆方法形成膠囊。第四種口香糖具有上述配方但不加入Aspartame而制備。
十人專家組被邀請對上述四種口香糖試樣進(jìn)行咀嚼并對每種口香糖在20分鐘期間的甜度作出評價(jià)。咀嚼第一個(gè)半分鐘后就定出甜度等級，咀嚼第一個(gè)1分鐘以及隨后每一整分鐘都定出等級。該數(shù)據(jù)由圖10描繪。數(shù)據(jù)分析表明含有逐步釋放結(jié)構(gòu)的口香糖，當(dāng)與其它兩種口香糖比較時(shí)，前者在最終咀嚼中顯示出極佳的甜味度改進(jìn)。尤其是當(dāng)咀嚼9分鐘后，含有逐步釋放結(jié)構(gòu)的口香糖甜味水平開始增加，而其它口香糖的甜味則下降。因此，含有膠囊化甜味劑和逐步釋放甜味劑的口香糖能夠制備出，從而獲得在同樣口香糖中傳遞系統(tǒng)兩方面的效益。膠囊化甜味劑于咀嚼最初和中間部分提供甜味，逐步釋放結(jié)構(gòu)在最后咀嚼期間提供甜味。此外，圖10中數(shù)據(jù)說明具有不同壁材料的纖維之間釋放速率的不同。
已制造出逐步釋放的纖維，它組成為含分子量大約30，000的47.26%PVAC和分子量大約15，000的4.98%PVAC作為壁材料，以及37.81%砂糖，9.45%Magnasweet 135和0.5%硬脂酸鎂作為活性試劑。Magnasweet 135首先與硬脂酸鎂混合。該組分的其余部分再加入到此混合物中。纖維采用1×(1/16)英寸的開槽模具進(jìn)行擠壓，用文丘里管(venturi)拉伸。擠壓期間溫度區(qū)域?yàn)?0-100℃。模具上的溫度是95℃。這些纖維摻入口香糖中，配方如下配料 重量%砂糖 53.3條狀膠基 24.0玉米糖漿 5.1右旋糖一水合物 13.4甘油 2.0香精(薄荷) 1.410%鹽溶液 0.1纖維 0.7口香糖由大約100人按照不顯露味感試驗(yàn)方法進(jìn)行咀嚼，對照組具有同樣的配方但不含纖維和Magnasweet。試驗(yàn)表明，與對照樣比較含纖維的口香糖在總體上都是優(yōu)選的，即它具有更好的香味，更持久的味道，包括甜味，以及具有較甜的味感。
按照上述披露的內(nèi)容、本發(fā)明的許多變化形式對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是能聯(lián)想到的，這些不會(huì)偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種口香糖包括一種膠基；一種水溶性填充部分；以及一種逐步釋放結(jié)構(gòu)，它通過將活性試劑和可噴絲的聚合物壁材料熔融噴絲而形成，纖維中活性試劑占大于0但小于大約55%重量，再切割纖維。
2.如權(quán)利要求1的口香糖，其中纖維被拉伸。
3.如權(quán)利要求1的口香糖，其中活性試劑包括L-天冬氨?；?L-苯基丙氨酸甲酯(aspartame)。
4.如權(quán)利要求1的口香糖，其中壁材料包括分子量大約15，000的聚乙酸乙烯酯。
5.如權(quán)利要求1的口香糖，其中壁材料包括分子量大約30，000的聚乙酸乙烯酯。
6.如權(quán)利要求1的口香糖，其中壁材料包括分子量大約50，000至大約80，000的聚乙酸乙烯酯。
7.如權(quán)利要求1的口香糖，其中壁材料包括分子量大約15，000至大約80，000的聚乙酸乙烯酯混合物。
8.如權(quán)利要求1的口香糖，其中逐步釋放結(jié)構(gòu)能通過60目篩。
9.如權(quán)利要求1的口香糖，其中活性試劑包括一種高強(qiáng)度甜味劑。
10.如權(quán)利要求1的口香糖，其中活性試劑包括alitame。
11.如權(quán)利要求1的口香糖，其中活性試劑包括Acesulfame-K。
12.如權(quán)利要求9的口香糖，其中高強(qiáng)度甜味劑包括一種甘草甜。
13.如權(quán)利要求1的口香糖，其中活性試劑包括一種砂糖和一種甘草甜。
14.一種制造口香糖的方法包括以下步驟a.制備一種膠基;b.制備一種水溶性填充部分;c.制備一種逐步釋放結(jié)構(gòu)，包括以下步驟ⅰ.制備一種活性試劑和壁材料的混合物，活性試劑占大于0但小于大約55%重量;ⅱ.將混合物熔融噴絲形成纖維;以及，ⅲ.切割纖維;以及d.將逐步釋放結(jié)構(gòu)、膠基和水溶性填充部分進(jìn)行混合。
15.如權(quán)利要求14的方法，其中活性試劑包括L-天冬氨?；?L-苯基丙氨酸甲酯(Aspartame)。
16.如權(quán)利要求14的方法，其中壁材料包括分子量大約15，000的聚乙酸乙烯酯。
17.如權(quán)利要求14的方法，其中壁材料包括分子量大約30，000的聚乙酸乙烯酯。
18.如權(quán)利要求14的方法，其中壁材料包括分子量大約50，000至大約80，000的聚乙酸乙烯酯。
19.如權(quán)利要求14的方法，其中逐步釋放結(jié)構(gòu)能通過60目篩。
20.如權(quán)利要求14的方法，其中壁材料包括分子量大約15，000至大約80，000的聚乙酸乙烯酯混合物。
21.如權(quán)利要求14的方法，其中活性試劑包括一種高強(qiáng)度甜味劑。
22.如權(quán)利要求14的方法，其中活性試劑包括alitame。
23.如權(quán)利要求14的方法，其中活性試劑包括Acesulfame-K。
24.如權(quán)利要求21的方法，其中高強(qiáng)度甜味劑包括一種甘草甜。
25.如權(quán)利要求14的方法，其中活性試劑包括一種砂糖和一種甘草甜。
26.一種制造具有逐步釋放結(jié)構(gòu)的口香糖的方法，包括以下步驟制備一種膠基;制備一種水溶性填充部分;制備一種甘草甜和壁材料的混合物，甘草甜占大約10%重量;將混合物熔融噴絲形成纖維;切割纖維;以及，將膠基、水溶性填充部分和逐步釋放結(jié)構(gòu)進(jìn)行混合。
27.如權(quán)利要求26的方法、其中壁材料包括分子量大約15，000的聚乙酸乙烯酯。
28.如權(quán)利要求26的方法，其中壁材料包括分子量大約30，000的聚乙酸乙烯酯。
29.如權(quán)利要求26的方法，其中壁材料包括分子量大約50，000至大約80，000的聚乙酸乙烯酯。
30.如權(quán)利要求26的方法，其中壁材料包括分子量大約15，000至大約80，000的聚乙酸乙烯酯混合物。
31.如權(quán)利要求26的方法，其中逐步釋放結(jié)構(gòu)能通過60目篩。
32.如權(quán)利要求26的方法，其中砂糖與甘草甜和壁材料的混合物進(jìn)行混合。
全文摘要
提供了適用于口香糖中活性試劑釋放的逐步釋放結(jié)構(gòu)和制造這類結(jié)構(gòu)的方法。逐步釋放結(jié)構(gòu)通過熔融噴絲技術(shù)而形成，其中包括一種活性試劑和壁材料。
文檔編號A23G4/02GK1062073SQ9111108
公開日1992年6月24日 申請日期1991年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月30日
發(fā)明者K·B·布羅德里克, 宋柱海, A·A·坎貝爾, S·E·齊貝爾, M·M·帕特爾 申請人:箭牌糖類有限公司