Нелипкая жевательная резинка
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к пищевой промышленности. Нелипкая жевательная резинка включает ингредиенты жевательной резинки, по меньшей мере, один эластомер и, по меньшей мере, одну смолу. Смола включает, по меньшей мере, одну синтетическую биологически разлагающуюся гомополимерную смолу, причем количество синтетического биологически разлагающегося гомополимера составляет от около 0,5 мас.% до 60 мас.% жевательной резинки. Комбинирование биологически разлагающегося гомополимера и эластомера в жевательной резинке позволило получить продукт с улучшенными свойствами нелипкости в сочетании с приемлемым ощущением при жевании. 59 з.п. ф-лы, 4 табл.
Реферат
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к жевательной резинке в соответствии с признаками пункта 1 формулы изобретения.
Уровень техники
Свойства нелипкости у жевательной резинки были желательными в течение десятилетий, и этой цели пытались достичь с помощью нескольких технических подходов.
Одним из подходов было применение различных вариантов композиций гуммиоснов на основе поливинилацетата (PVA).
Другим подходом было применение различных типов биологически разлагающихся полимеров в различных композициях жевательной резинки.
Последний из упомянутых подходов вместе с рядом других технических путей был реализован с помощью применения сложных полиэфиров, полученных полимеризацией циклических сложных эфиров.
Одной из проблем применения таких полимеров является, однако, то, что такие полиэфиры часто могут обладать нежелательными свойствами, когда речь идет о жевательной резинке.
Так, например, гомополимер L-лактида (LPLA) является полукристаллическим полимером. Такие типы материалов демонстрируют высокую прочность и малое растяжение и, следовательно, имеют высокий модуль упругости, что делает их более пригодными для применения при больших нагрузках в иных применениях, чем жевательная резинка.
Чтобы улучшить желаемые свойства полимеров, были проведены широкие исследования в получении различных сополимеров L-лактида и D,L-лактида. Конкретно, были предприняты попытки разрушить кристалличность L-лактида путем применения в полимерных цепях других мономеров, таких как ε-капролактон.
Такие исследования привели к получению более аморфных полимеров, пригодных к применению в жевательной резинке.
Другие попытки, следовавшие в этом же направлении, сводились к применению существенных количеств смягчителей для изменения свойства отдельных полимеров.
Проблема, связанная с вышеупомянутыми подходами, заключается, однако, в том, что улучшение аморфных свойств отдельных полимеров очевидным образом может повлечь за собой модификацию других структурных черт полимера в направлении типичных общепринятых полимеров в отношении желаемой аморфности, также как и в большей степени нежелательных свойств липкости. Это может привести к нежелательной липкости при применении жевательной резинки потребителем. Далее, когда жевательная резинка оказывается в окружающей среде, она прилипает к поверхностям так же, как и обычная жевательная резинка.
Предметом настоящего изобретения является получение жевательной резинки, которая обладает преимуществами приемлемых ощущений при жевании и пониженной липкостью.
Сущность изобретения
Изобретение относится к нелипкой жевательной резинке, включающей ингредиенты жевательной резинки, причем
упомянутая жевательная резинка включает, по меньшей мере, один эластомер и, по меньшей мере, одну смолу,
упомянутая, по меньшей мере, одна смола включает, по меньшей мере, одну синтетическую гомополимерную смолу,
упомянутый синтетический гомополимер является биологически разлагающимся,
количество упомянутого синтетического биологически разлагающегося гомополимера в упомянутой жевательной резинке составляет от около 1/2 до 60 мас.% упомянутой жевательной резинки.
Улучшенные свойства нелипкости жевательной резинки в сочетании с приемлемым ощущением при жевании были получены с помощью применения синтетического гомополимера в соответствии с условиями настоящего изобретения.
Полученные свойства нелипкости в сочетании с приемлемым ощущением при жевании получены в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения с помощью комбинации в жевательной резинке биологически разлагающегося гомополимера и эластомера.
Хрупкость гомополимера, таким образом, при жевании может быть скомпенсирована эластомером, а липкость может быть ослаблена, особенно после применения, если гомополимер индуцирует хрупкость в массе жевательной резинки.
Наблюдалось, что такое индуцирование хрупкости влияет на хрупкость готовой жевательной резинки и уменьшает ее плавучесть.
Конкретно, наблюдалось, что улучшенные свойства нелипкости могут быть получены в окружающей среде, где температура ниже или значительно ниже температуры стеклования гомополимера.
В соответствии с настоящим изобретением биологически разлагающаяся гомополимерная смола - это гомополимер, имеющий смолистые свойства и выполняющий функцию смолы в жевательной резинке.
Жевательная резинка в соответствии с условиями настоящего изобретения может рассматриваться как имеющая улучшенные свойства нелипкости.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения количество упомянутого синтетического гомополимера в упомянутой жевательной резинке составляет от около 2 до 50 мас.% упомянутой жевательной резинки, предпочтительно от около 2 до 30 мас.% упомянутой жевательной резинки.
Эксперименты показали, что присутствие синтетического биологически разлагающегося гомополимера в значительных количествах приводит к дальнейшему улучшению свойств нелипкости по сравнению с различными сополимерами.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый синтетический гомополимер является смолистым.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения гомополимер образует смолистую часть резинки, а эластомерная смесь образует, по меньшей мере, часть гуммиосновы.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения синтетический гомополимер включает полиэфирный полимер.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения биологически разлагающийся полиэфирный гомополимер может быть выгодно применен в качестве смолы или как основной смолистый компонент жевательной резинки, которая приобретает, таким образом, улучшенные свойства нелипкости.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый биологически разлагающийся полиэфирный полимер может быть получен путем полимеризации с раскрытием кольца циклических мономеров.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый биологически разлагающийся полиэфирный полимер может быть получен полимеризацией с раскрытием кольца циклических мономеров, выбранных из группы сложных циклических эфиров и циклических карбонатов.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый биологически разлагающийся полиэфирный полимер может быть получен полимеризацией с раскрытием кольца циклических мономеров, выбранных из группы D,L-лактида, L-лактида, гликолида, ε-капролактона, δ-валеролактона, триметиленкарбоната (TMC) и диоксанона.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый, по меньшей мере, один гомополимер выбран из группы поли(D,L-лактида) и полигликолида.
Другие гомополимеры, такие как поли(D,L-лактид), являются более аморфными полимерами и демонстрируют случайное распределение обеих изомерных форм молочной кислоты и, соответственно, не способны к организации кристаллической структуры. Этот материал обладает более низкой прочностью, большим растяжением и значительно более коротким временем деградации и обладает преимуществами при применении в жевательной резинке в соответствии с настоящим изобретением.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, таким образом, более предпочтительно избежать применения L- или D-молочной кислоты, соответственно, в качестве единственных мономеров полилактида.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый, по меньшей мере, один гомополимер выбран из группы поли(D,L-лактида), а соотношение в нем между мономерами D- и L-молочной кислоты находится между около 1:10 и 10:1.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый, по меньшей мере, один гомополимер выбран из группы поли(D,L-лактида), а соотношение в нем между мономерами D- и L-молочной кислоты составляет около 1:1.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения соотношение между мономерами L- и D-молочной кислоты один к одному может быть предпочтительным в получении аморфного полимера, пригодного для применения в жевательной резинке.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый гомополимер включает сложный полиэфир, полученный путем взаимодействия, по меньшей мере, одного би- или полифункционального спирта или его производного и, по меньшей мере, одной би- или полифункциональной кислоты или ее производного.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутое производное кислоты включает сложные эфиры, ангидриды или галогенангидриды ди- или поликарбоновых кислот.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутое производное кислоты включает сложный метиловый или этиловый эфир кислоты.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый гомополимер включает сложный полиэфир, полученный путем взаимодействия, по меньшей мере, одной би- или полифункциональной гидроксикарбоновой кислоты или ее производного, таких как L-молочная кислота, D-молочная кислота или гликолевая кислота.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый, по меньшей мере, один гомополимер имеет PD от 1,1 до 20, предпочтительно 1,3-12.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый гомополимер имеет температуру стеклования (Tg) выше 20°С, предпочтительно выше 30°С и наиболее предпочтительно выше около 35°С.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения улучшенные свойства нелипкости могут быть получены применением гомополимера, имеющего относительно высокую температуру (температуры) стеклования, поскольку относительно высокая температура стеклования может быть полезной при применении гомополимера в качестве смолистого компонента жевательной резинки и, более того, усиливает имеющие преимущества изменения структурных свойств, когда резинка оказывается в окружающей среде при умеренных температурах.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения молекулярная масса упомянутой, по меньшей мере, одной смолы составляет менее 400000 г/моль Mn.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения молекулярная масса упомянутой, по меньшей мере, одной смолы составляет менее 200000 г/моль Mn.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения молекулярная масса упомянутой, по меньшей мере, одной смолы составляет менее 60000 г/моль Mn.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения относительно малая молекулярная масса гомополимера может быть полезна и предпочтительна в получении приемлемой структуры.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения молекулярная масса упомянутой, по меньшей мере, одной смолы составляет около 60000 г/моль Mn.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения молекулярная масса упомянутой, по меньшей мере, одной смолы находится в диапазоне от 500 г/моль Mn до 60000 г/моль Mn.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения молекулярная масса упомянутой, по меньшей мере, одной смолы находится в диапазоне от 5000 г/моль Mn до 30000 г/моль Mn.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения жевательная резинка включает, по меньшей мере, одну смолу в количестве, по меньшей мере, 5 мас.% жевательной резинки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения жевательная резинка включает, по меньшей мере, одну смолу в количестве, по меньшей мере, 8 мас.% жевательной резинки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутая жевательная резинка включает, по меньшей мере, одну смолу в количестве от около 2 до около 60 мас.% жевательной резинки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутая жевательная резинка включает, по меньшей мере, одну смолу в количестве от около 5 до около 25 мас.% жевательной резинки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одна упомянутая смола по существу сформирована из упомянутого гомополимера.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения по существу вся смола образована одним гомополимером или комбинацией гомополимеров, способствуя, таким образом, приемлемому ощущению при жевании, а также благоприятным свойствам нелипкости в обычных условиях при выбрасывании.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутые смолы или смолистые полимеры включают, по меньшей мере, одну природную смолу, по меньшей мере, одну синтетическую смолу или их комбинацию.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения жевательная резинка включает иную смолу (смолы), чем гомополимер.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения жевательная резинка включает, по меньшей мере, один упомянутый эластомер в количестве, по меньшей мере, 3 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, 5 мас.% упомянутой жевательной резинки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения жевательная резинка включает, по меньшей мере, один упомянутый эластомер в количестве, по меньшей мере, 8 мас.% жевательной резинки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутая жевательная резинка включает, по меньшей мере, один упомянутый эластомер в количестве от около 0,5 до около 70 мас.% жевательной резинки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутая жевательная резинка включает, по меньшей мере, один упомянутый эластомер в количестве от около 2 до около 20 мас.% жевательной резинки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый эластомер включает стирол-бутадиен, изобутилен-изопрен, полиизобутилен, полиизопрен или любую их комбинацию.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый эластомер является биологически разлагающимся.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый эластомер включает сложный полиэфир.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый эластомер может быть получен путем полимеризации циклических мономеров с раскрытием кольца.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый эластомер может быть получен путем полимеризации, по меньшей мере, одного би- или полифункционального спирта или его производного и, по меньшей мере, одной би- или полифункциональной карбоновой кислоты или ее производного.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения массовое соотношение между смолой, имеющей среднюю молекулярную массу от около 500 до 60000 г/моль Mn, и эластомера, имеющего среднюю молекулярную массу от около 30000 г/моль до 1000000 г/моль Mn, находится в диапазоне между около 1:5 и 20:1.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения соотношение между смолой и эластомером должно удерживаться в определенном диапазоне, чтобы получить желаемую структуру. Усредненные молекулярные массы смолы и эластомера, соответственно, могут быть получены, например, путем смешивания двух или более смол и смешивания двух или более эластомеров. Таким образом, усредненная молекулярная масса определенного значения, например, эластомера может быть получена смешиванием эластомеров с большой и малой молекулярными массами в соответствующем соотношении. Конкретно, смесь около 2/3 низкомолекулярного эластомера (30000 г/моль) и 1/3 высокомолекулярного эластомера (400000) дает усредненную молекулярную массу около 153000.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения массовое соотношение между смолой, имеющей усредненную молекулярную массу от около 500 до 60000 г/моль Mn, и эластомером, имеющим усредненную молекулярную массу от около 30000 г/моль до 1000000 г/моль Mn, находится в диапазоне между около 1:3 и 10:1.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения для достижения желаемой структуры соотношение между смолой и эластомером должно находиться в относительно узком диапазоне между 1:3 и 10:1.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутая жевательная резинка включает один или более ингредиентов жевательной резинки, выбранных из группы, включающей вкусовые агенты, подслащивающие агенты, наполнители, смягчители, эмульгаторы и активные ингредиенты.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутые вкусовые агенты включают природные и синтетические вкусовые вещества в форме природных растительных компонентов, эфирных масел, эссенций, экстрактов, порошков, включая кислоты и другие вещества, способные влиять на вкусовой профиль.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутая жевательная резинка включает вкусовые вещества в количестве от 0,01 до около 25 мас.%, предпочтительно в количестве от 0,1 до около 5 мас.% в расчете на общую массу жевательной резинки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения жевательную резинку получают с включением около 2-15 мас.% купажа сиропа; причем купаж сиропа включает около 25-45% глицерина, около 55-75% гидрированных гидролизатов крахмала.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения жевательная резинка представляет собой нелипкую жевательную резинку, в которой ингредиенты демонстрируют превосходную связность между собой, не вызывая при этом прилипания резинки ко внешним поверхностям, таким как зубы и зубные протезы. Жевательная резинка в соответствии с реализацией настоящего изобретения обычно не проявляет рыхлости структуры и не разрушается, ломается или разделяется в ходе обработки и хранения. Жевательная резинка также имеет хорошие сенсорные качества.
Основным ингредиентом нелипкой бессахарной жевательной резинки по настоящему варианту осуществления настоящего изобретения является совместно выпаренная смесь, включающая глицерин и гидрированные гидролизаты крахмала. Этот купаж сиропа готовят путем смешивания глицерина с коммерчески доступной смесью воды и гидрированных гидролизатов крахмала с образованием трехкомпонентной смеси, а затем выпаривают из смеси большую часть воды. Эта совместно выпаренная смесь пребывает в форме сиропа до его добавления в жевательную резинку. Было обнаружено, что этот купаж сиропа служит превосходным связующим между ингредиентами нелипкой жевательной резинки, включая ингредиенты гуммиосновы, не вызывая при этом прилипания к зубам или зубным протезам. Купаж сиропа может быть добавлен после производства гуммиосновы и в ходе выработки готового продукта жевательной резинки. Купаж сиропа должен составлять от около 2 до около 15 мас.% жевательной резинки.
Как объяснено выше, купаж сиропа добавляют в ходе производства жевательной резинки. За исключением добавления купажа сиропа, основной композицией жевательной резинки может быть любая нелипкая жевательная резинка, которая способна сохранять выгоды улучшенного связывания ее ингредиентов. В целом, такие жевательные резинки должны включать любую нелипкую гуммиоснову, которая способна сохранять выгоды улучшенного связывания ее ингредиентов. Часто связность или ее отсутствие общепринятых продуктов жевательной резинки зависит от связности или отсутствия таковой гуммиосновы, применяемой в жевательной резинке.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения купаж сиропа присутствует в количестве около 2-15 мас.% жевательной резинки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения купаж сиропа присутствует в количестве около 5-10 мас.% жевательной резинки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения купаж сиропа включает около 25-45% глицерина, около 55-75% гидрированных гидролизатов крахмала.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения купаж сиропа включает совместно выпаренную смесь глицерина с гидрированными гидролизатами крахмала и водой.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения жевательная резинка включает, по меньшей мере, один смягчитель в количестве от около 0 до около 20 мас.% жевательной резинки, предпочтительно от около 0 до около 10 мас.% жевательной резинки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения количество эмульгатора находится в диапазоне от 0 до 18 мас.% жевательной резинки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутые подслащивающие агенты выбраны из группы, включающей объемные подсластители и подсластители большой интенсивности, а также их комбинации.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения жевательная резинка включает сахар.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения жевательная резинка не включает сахар.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутые объемные подсластители находятся в количестве от около 5 до около 95 мас.%, предпочтительно от около 20 до около 80 мас.% жевательной резинки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения жевательная резинка включает подсластители большой интенсивности в количестве от около 0 до около 1,2 мас.%, предпочтительно от около 0,1 до около 0,6 мас.% жевательной резинки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения, жевательная резинка включает наполнитель в количестве от около 0 до около 50 мас.% жевательной резинки, предпочтительно от около 5 до около 20 мас.% жевательной резинки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения жевательная резинка включает, по меньшей мере, один красящий агент.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутые ингредиенты жевательной резинки включают активные ингредиенты.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутая жевательная резинка покрыта наружным покрытием, выбранным из группы, включающей твердое покрытие, мягкое покрытие и съедобное пленочное покрытие.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения наружное покрытие включает, по меньшей мере, один дополнительный компонент, выбранный из группы, включающей связующий агент, агент, абсорбирующий влагу, агент, образующий пленку, диспергирующий агент, компонент, противодействующий липкости, объемный агент, вкусовой агент, красящий агент, фармацевтически или косметически активный компонент, липидный компонент, восковый компонент, сахар, кислоту и агент, способный ускорять деградацию разлагающихся полимеров после жевания.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения жевательная резинка не включает воск.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения жевательная резинка выполнена с помощью таблетирования.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения жевательная резинка предпочтительно может быть произведена и сформована в виде прессованной жевательной резинки благодаря тому факту, что гомополимер имеет выгодные свойства нелипкости, что может облегчить гранулирование резинки или гуммиосновы перед заключительным прессованием.
Подробное описание
В соответствии с предпочтительным определением биологической разлагаемости по настоящему изобретению биологическая разлагаемость является свойством определенных органических молекул, посредством которого при воздействии естественной окружающей среды или в живом организме они реагируют в ферментативном или микробном процессе, часто в комбинации с химическим процессом, таким как гидролиз, с образованием более простых соединений и, в конце концов, углекислого газа, оксидов азота, метана, воды и им подобного.
В настоящем описании термин «биологически разлагающиеся полимеры» означает полимерные соединения, разлагающиеся биологически или в окружающей среде и относящиеся к компонентам гуммиосновы, которые после выбрасывания жевательной резинки способны претерпевать физическую, химическую и/или биологическую деградацию, посредством чего выброшенные остатки жевательной резинки становятся более легко устранимыми с места выбрасывания или, в конце концов, распадаются на кусочки или частицы, в которых уже невозможно распознать остатки жевательной резинки. Деградация или дезинтеграция таких разлагающихся полимеров может изменяться или индуцироваться такими физическими факторами, как температура, свет, влажность и т.д., такими химическими факторами, как условия окисления, pH, гидролиз и т.д., такими или биологическими факторами, как микроорганизмы и/или ферменты. Продукты деградации могут быть крупными олигомерами, тримерами, димерами и мономерами.
Предпочтительно, окончательные продукты деградации представляют собой небольшие неорганические соединения, такие как углекислый газ, оксиды азота, метан, аммиак, вода и т.д.
Температура стеклования (Tg), как она упоминается в настоящем описании, может быть определена, например, дифференциальной сканирующей калориметрией (DSC). DSC, в целом, может быть применена для определения и изучения температурных переходов полимера, а особенно эта технология может быть применена для определения фазового перехода второго рода для материала. Переход при Tg рассматривается как такой фазовый переход второго рода, т.е. как температурный переход, при котором изменяется теплоемкость, но отсутствует теплота фазового перехода. Следовательно, DSC может быть применена для изучения Tg. Если не указано иное, применяли скорость нагревания 10°С/мин.
Если не указано иное, в настоящем описании в отношении полимеров термин «молекулярная масса» означает среднечисленную молекулярную массу (Mn) в г/моль. Кроме того, в настоящем описании сокращение PD означает полидисперсность полимеров; полидисперсность определяется как Mw/Mn, где Mw - это среднемассовая молекулярная масса полимера. Общепринятой технологией характеризации биологически разлагающихся полимеров является гельпроникающая хроматография (GPC).
В настоящем описании предполагается, что температура во рту потребителя жевательной резинки приблизительно равна температуре человеческого тела, хотя на практике при жевании она может быть на несколько градусов ниже температуры человеческого тела. Температура стеклования, которая выше температуры во рту, в настоящем описании обозначается как «высокая Tg», тогда как Tg ниже температуры во рту в настоящем описании обозначается как «низкая Tg».
Жевательная резинка по настоящему изобретению обычно включает водорастворимую объемную часть, часть водонерастворимой гуммиосновы и вкусовые агенты. Водорастворимая часть распадается вместе с частью вкусовых агентов в течение периода жевания. Часть гуммиосновы при жевании сохраняется во рту. Термин «жевательная резинка» относится и к жевательному, и к надувному типам резинки в его общем значении.
Гуммиоснова представляет собой жевательное вещество жевательной резинки, которое придает жевательные характеристики готовому продукту. Гуммиоснова обычно определяет профиль выделения вкусовых веществ и подсластителей и играет существенную роль в производстве жевательной резинки.
Нерастворимая часть резинки обычно может включать любую комбинацию эластомеров, полимеры винила, пластификаторы эластомера, воски, смягчители, наполнители и другие необязательные ингредиенты, такие как красители и антиоксиданты. Полимерные пластификаторы эластомера также могут в соответствии с настоящим изобретением быть обозначены как смолы или смолистые соединения.
Композиция формул гуммиосновы может значительно варьироваться в зависимости от конкретного получаемого продукта и от желательных жевательных и других сенсорных характеристик готового продукта. При этом типичные диапазоны (мас.%) вышеупомянутых компонентов гуммиосновы составляют: 5-80 мас.% эластомерных соединений, 5-80 мас.% пластификаторов эластомера, 0-40 мас.% восков, 5-35 мас.% смягчителя, 0-50 мас.% наполнителя и 0-5 мас.% различных ингредиентов, таких как антиоксиданты, красители и т.д. Гуммиоснова может составлять от около 5 до около 95 массовых процентов жевательной резинки, предпочтительно гуммиоснова составляет от 10 до около 60 массовых процентов жевательной резинки.
Эластомеры придают резинке каучуковую связную природу, которая варьируется в зависимости от химической структуры этого ингредиента и того, как они могут быть скомбинированы с другими ингредиентами. Эластомеры, пригодные к применению в гуммиоснове и резинке по настоящему изобретению, могут включать природные или синтетические типы.
Эластомером может быть любой водонерастворимый полимер, известный в данной области техники и включающий такие полимеры, применяемые в жевательной резинке и надувной жевательной резинке, перечисленные Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, CFR, раздел 21, статья 172,615, как «Жевательные вещества природного растительного происхождения» и "Жевательные вещества, синтетические".
Пригодные природные эластомеры включают природный каучук, такой как смокедшит или жидкий латекс и гваюла, природные смолы, такие как желутонг, lechi caspi, perillo, sorva, массарандуба (massaranduba balata), massaranduba chocolate, нисперо, розадинья (rosidinha), шикл, гуттаперча, gutta kataiu, niger gutta, tunu, chilte, chiquibul, gutta hang kang.
Пригодные синтетические эластомеры включают высокомолекулярные эластомеры, такие как сополимеры бутадиен-стирол, сополимеры полиизопрена и изобутилен-изопрен, низкомолекулярные эластомеры, такие как полибутен, полибутадиен, полиизопрен и полиизобутилен, полимерные виниловые эластомеры, такие как поливинилацетат, полиэтилен, сополимерные виниловые эластомеры, такие как винилацетат/виниллаурат, винилацетат/винилстеарат, этилен/винилацетат, поливиниловый спирт или их смеси.
Эластомеры типа бутадиен-стирол (SBR) обычно являются сополимерами от около 20:80 до 60:40 мономеров стирол:бутадиен. Соотношение указанных мономеров влияет на эластичность SBR, что определяется по вязкости по вискозиметру Муни. При снижении соотношения стирол:бутадиен вязкость по Муни снижается.
Структура SBR обычно включает 1,3-бутадиен с прямой цепью, сополимеризованный с фенилэтиленом (стиролом), и придает этим эластомерам нелинейные молекулярные свойства. Усредненная молекулярная масса SBR составляет <600000 г/моль.
Эластомеры типа изобутилен-изопрен (бутилкаучук) включают молярный процент изопрена в диапазоне от 0,2 до 4,0. Сходным образом с SBR, при снижении соотношения изопрен:изобутилен то же происходит с эластичностью, измеренной вискозиметром Муни.
Структура бутилкаучука обычно включает разветвленный 2-метил-1,3-бутадиен (изопрен), сополимеризованный с разветвленным 2-метилпропеном (изобутиленом), и, как и в случае SBR, этот тип структуры является нелинейным по свойствам. Средняя молекулярная масса бутилкаучука находится в диапазоне от 150000 г/моль до 1000000 г/моль.
Полиизобутилен (PIB), как и SBR, и бутилкаучук, также является нелинейным по свойствам. Низкомолекулярные эластомеры придают полимерной системе мягкие жевательные свойства, а также обеспечивают эластичные свойства, как и другие эластомеры. Средние молекулярные массы могут находиться в диапазоне от около 30000 до 120000 г/моль, а глубина внедрения может находиться в диапазоне от около 4 миллиметров до 20 миллиметров. Чем больше глубина внедрения, тем мягче PIB. Сходным с SBR и бутилкаучуком образом высокомолекулярные эластомеры придают резинке эластичность. Средняя молекулярная масса может находиться в диапазоне от 120000 до 1000000 г/моль. Опять-таки, если они вообще применяются, молекулярная масса должна быть относительно малой.
Типы виниловых сополимеров также могут применяться как дополнительные полимеры гуммиосновы. Для виниловых сополимеров количество виниллаурата, винилстеарата или этилена, присутствующих в сополимерах виниллаурат/винилацетат (VL/VA), винилстеарат/винилацетат (VS/VA) или этилен/винилацетат (EVA), соответственно, обычно находится в диапазоне от около 10 до около 60 массовых процентов сополимера. Средние молекулярные массы указанных полимеров могут находиться в диапазоне от около 2000 г/моль до около 100000 г/моль.
Виниловые полимеры, такие как поливиниловый спирт и поливинилацетат, имеют среднюю молекулярную массу от около 5000 г/моль до около 65000 г/моль.
Эластомерные соединения могут быть природного происхождения, но предпочтительно синтетического происхождения.
Пластификаторы эластомера влияют на прочность гуммиосновы. Их специфичность в отношении разрыва межмолекулярных цепей эластомера (пластификация) вместе с их воздействием на теплостойкость приводит к различной степени прочности готовой резинки и совместимости при применении в качестве гуммиосновы. Это может быть важно, когда желательно обеспечить большее воздействие эластомерной цепи на алкановые цепи восков.
В соответствии с настоящим изобретением жевательная резинка включает один пластификатор, также упоминаемый как смола, включающий один или несколько биологически разлагающихся гомополимеров.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением указанные биологически разлагающиеся полимеры очень удобны в качестве смолистых соединений в комбинации с тем или иным эластомером в жевательной резинке.
Полимерными или неполимерными пластификаторами, которые могут быть применены в соответствии с настоящим изобретением, являются триацетин, ацетилированные моно-, ди- и триглицериды жирных кислот с короткими цепями, ацетилированные моно-, ди- и триглицериды жирных кислот с цепями средних размеров, ацетилированные моноглицериды жирных кислот с длинными цепями, сложный эфир глицерина и смолы и низкомолекулярные поливинилацетаты. Два последних варианта могут также быть отнесены к природной и синтетической смолам, соответственно, известным в данной области техники.
Применяемые пластификаторы могут быть одного типа или быть комбинацией более одного типа. Обычно соотношения одного типа к другому зависят от соответствующей теплостойкости каждого, воздействия на выделение вкусового вещества и соответствующей степени липкости, которую они обусловливают в резинке.
Примеры таких в целом биологически неразлагающихся синтетических смол включают поливинилацетат, сополимеры винилацетат-виниллаурата и их смеси. Примеры биологически неразлагающихся синтетических эластомеров включают, но не ограничиваются ими, синтетические эластомеры, перечисленные Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, CFR, раздел 21, статья 172,615 (жевательные вещества, синтетические), такие как полиизобутилен, например, имеющий среднюю молекулярную массу, определенную с помощью гельпроникающей хроматографии (GPC), в диапазоне от около 10000 до 1000000, включая диапазон 50000-80000, сополимер изобутилен-изопрен (бутиловый эластомер), сополимеры стирол-бутадиена, например, имеющие соотношения стирол-бутадиен от около 1:3 до 3:1, поливинилацетат (PVA), например, имеющий среднюю молекулярную массу по GPC в диапазоне 2000-90000, а также в диапазоне 3000-80000, включая диапазон 30000-50000, причем поливинилацетаты с большой молекулярной массой обычно применяются в гуммиоснове надувной резинки, полиизопрен, полиэтилен, сополимер винилацетат-виниллаурат, например, имеющий содержание виниллаурата от около 5 до 50 мас.%, а также 10-45 мас.% сополимера, и их комбинации.
Примерами природных смол являются: природные этерифицированные канифоли, часто обозначаемые как сложные эфиры смол, включая в качестве примеров сложные эфиры глицерина и частично гидрированных канифолей, сложные эфиры глицерина и полимеризованных канифолей, сложные эфиры глицерина и частично димеризованных канифолей, сложные эфиры глицерина и талловой канифоли, сложные эфиры пентаэритрита и частично гидрированных канифолей, сложные метиловые эфиры канифолей, частично гидрированные сложные метиловые эфиры канифолей, сложные эфиры пентаэритрита и канифолей, синтетические смолы, такие к