BR112019011135A2 - massa de goma de mascar e método de moldar goma de mascar por impressão 3d - Google Patents

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Abstract

a invenção se refere a uma goma composição de mascar compreendendo, calculado como peso seco, 30 ? 60 % em peso de maltitol, 5 ? 30 % em peso de manitol, 5 ? 25% em peso de polivinilacetato, 1 ? 15% em peso de vinil acetato-vinil laurato ? copolímero, 0,5 ? 5% em peso de agente de gelificação, 1 ? 7 % em peso de pelo menos um emulsificante, 0,1 ? 3 % em peso de triacetina e 1 ? 10 % em peso de gordura, e com relação ao peso total da composição de goma de mascar, 4 ? 15% em peso de água. a invenção também se refere a um método de impressão em que a composição de goma de mascar é aquecida em um cartucho em uma cabeça de impressão aquecida e, assim, um objeto tridimensional é impresso em camadas.

Description

1/11
MASSA DE GOMA DE MASCAR E MÉTODO DE MOLDAR GOMA DE MASCAR POR IMPRESSÃO 3D [001] A invenção se refere a uma composição de goma de mascar e a um método para formar goma de mascar por manufatura aditiva, também conhecida como impressão em 3-D.
[002] Na impressão 3-D, os objetos tridimensionais são construídos em camadas a partir de estruturas bidimensionais com assistência de computador. A impressão em 3-D/manufatura aditiva de substâncias comestíveis é conhecida. O documento WO2014/190168 descreve uma impressora 3-D onde a impressão pode se proceder a partir de uma pluralidade de cartuchos aquecíveis utilizando composições de impressão individuais. O documento US2016/0106142 descreve um sistema onde as refeições podem ser produzidas individualmente e automaticamente sob demanda. Vários conceitos para impressão 3-D no setor de alimentos são descritos em forma de tabela em The World of Food Ingredients, CNS Media BV, Arnhem, Holanda; edição de setembro de 2016, página 41. A goma de mascar impressa em 3D é apresentada em https://3dprint.com/44851/gumjet-3dprinter/. Os objetos são produzidos por extrusão em camadas. A desvantagem aqui é a separação visível em diferentes fases associadas à baixa resolução óptica.
[003] A invenção tem por objeto proporcionar uma goma de mascar que é particularmente adequada para formar goma de mascar impressa em 3-D.
[004] O objeto é alcançado por uma composição de goma de mascar que contém, com base na matéria seca, 5-50% em peso de maltitol, 5-30% em peso de manitol, 5-25% em peso de polivinil acetato, 1-15% em peso de copolímero de vinil
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2/11 acetato- vinil laurato, 0,5-5% em peso de agente gelificante,
1-7% em peso de pelo menos um emulsionante, 0,1-3% em peso de triacetina e 1-10% em peso de gordura e também, com base no peso total da goma de mascar, 4-15% em peso de água.
[005] É preferencial quando a goma de mascar
contenha, com base na matéria seca, 15-30% em peso de
maltitol, 10-25% em peso de manitol, 12-25% em peso de
polivinil acetato, 3-15% em peso de copolímero de vinil
acetato-vinil laurato, 2-4% em peso de agente gelificante,
2-6% em peso de pelo menos um emulsionante, 1-3% em peso de triacetina e 2-8% em peso de gordura e também com base no peso total da goma de mascar, 4-15% em peso de água.
[00 6] A composição de acordo com a invenção torna possível imprimir objetos tridimensionais em uma resolução óptica marcadamente superior utilizando processos de impressão 3-D per se conhecidos em condições definidas. A resolução pode ser definida, por exemplo, através da espessura da camada. A composição de acordo com a invenção permite realizar espessuras de camada de impressão 3-D inferiores a 1 mm.
[007] A composição de goma de mascar, de acordo com a invenção contém, de um modo preferencial, 6-12% em peso, de um modo particularmente preferencial, 8-11% em peso de água com base no peso total da composição goma de mascar.
[008] A composição de goma de mascar opcionalmente também contém isomaltulose (Palatinose), aromas habituais para uma goma de mascar, ácidos (por exemplo ácido cítrico, ácido tartárico, ácido málico) e também corantes e umectantes permitidos em produtos alimentares. É preferível quando a isomaltulose está presente na composição de goma de mascar
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3/11 de acordo com a invenção.
[00 9] A composição da goma de mascar não contém preferencialmente outros constituintes.
[010] É dada preferência a polivinil acetatos com um peso molecular médio ponderado Mw de 10000 a 60000, com particular preferência de 15000 a 50000. O peso molecular médio ponderado Mw foi determinado por cromatografia por exclusão de tamanhos (SEC) contra padrão de poliestireno em tetrahidrofurano (THF) a 40°C, vazão de 1,2 ml/min. Misturas de polivinil acetatos com pesos moleculares diferentes podem também ser empregadas.
[011] O copolímero de vinil laurato-vinil acetato preferencialmente tem um peso molecular médio MW de 50000 a 600000, particularmente preferencialmente 100000 a 400000. O copolímero de vinil laurato-vinil acetato contém preferencialmente 10% a 50% em peso de unidades de vinil laurato e 50% a 90% em peso de unidades de vinil acetato, particularmente preferencialmente 15-25% em peso de unidades de vinil laurato e 75% a 85% em peso de unidades de vinil acetato. Também é possível empregar uma pluralidade de copolímeros de vinil laurato-vinil acetato tendo diferentes composições de copolímero e/ou diferentes pesos moleculares.
[012] O maltitol, um substituto do açúcar, é um dissacarídeo do grupo dos polióis que é obtido pela hidrogenação da maltose. Este é comercialmente disponível também sob a forma de xarope de maltitol altamente concentrado produzido por hidrogenação de hidrolisados de amido. Este produto contém 50-80% em peso de maltitol com base na matéria seca. O manitol também é usado como substituto do açúcar (E 421). É produzido por hidrogenação
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4/11 de frutose.
[013] Gorduras contempladas incluem gorduras animais como, por exemplo, sebo e banha e também gorduras vegetais e óleos, por exemplo manteiga de cacau, óleo de palma, óleo de palmiste, óleo de amendoim, óleo de canola, azeite, óleo de soja, óleo de semente de algodão, que também pode ser endurecido. Os óleos vegetais também podem ser total ou parcialmente hidrogenados.
[014] Os agentes de gelificação são substâncias que incham na água ou se ligam à água. Agentes de gelificação adequados são, por exemplo, gelatina, alginatos, carragenina, derivados de celulose, pectina, amidos modificados. A gelatina é particularmente adequada. A gelatina é uma mistura de substâncias de proteínas animais com sabor neutro. O principal constituinte é o colágeno desnaturado/hidrolisado, obtido a partir do tecido conjuntivo de várias espécies animais, em particular porcos e vacas.
[015] Emulsionantes adequados são substâncias comuns no setor alimentar, tais como, por exemplo, lecitinas, ésteres de sacarose, ésteres de glicerol de ácidos graxos (aditivo: E471), ésteres de glicerol acetilados de ácidos graxos (E472a), monoglicerídeos acetilados tais como, por exemplo, monoglicerídeos de ácido láctico (E 472 b), monoglicerídeos de ácido cítrico (E 472 c), monoglicerídeos de ácido tartárico (E 472 d) e monoglicerídeos de ácido diacetiltartárico (E 472 e) . Particularmente adequados são lecitina, ésteres de glicerol de ácidos graxos (aditivo: E471), ésteres de glicerol acetilados de ácidos graxos (E472a). A triacetina ou glicerol triacetato é um aditivo
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5/11 alimentar autorizado (E1518) e é utilizado na goma de mascar ou como transportador de aromas.
[016] A isomaltulose é obtida por fermentação de açúcar de beterraba e é comercializada sob o nome Palatinose. É dada preferência a uma concentração na composição da goma de mascar, com base na matéria seca, de 1-45% em peso, com particular preferência de 10-40% em peso.
[017] Umectantes adequados são glicerol, sorbitol ou as misturas dos mesmos. O sorbitol é obtido como um sólido cristalino ou como um xarope altamente concentrado.
[018] A composição de goma de mascar, de acordo com a invenção, é produzida em um processo de ebulição. Os polióis são dissolvidos pela adição de um pouco de água com aquecimento. Após adição de emulsionantes e gordura, a composição é aquecida a uma temperatura de 125-145°C e fervida. O teor final de umidade no produto pode ser ajustado por meio da temperatura de ebulição. Os dois polímeros (copolímero PVAc, VA-VL) são então adicionados e homogeneamente misturados. Os polímeros podem também ser usados na forma pré-místurada. A composição é então resfriada
a 80-110°C, preferencialmente a 90-100°C. 0 agente de
gelificação pré-inchado e dissolvido em água é
subsequentemente agitado. Aromas habituais no setor de
confeitaria, por exemplo aromas de menta e frutas, e
opcionalmente ácidos alimentares (p or exemplo ácido cítrico,
tartárico ou málico) e corantes, edulcorantes (por exemplo acessulfame, aspartame, sal aspartame-acessulfame, ciclamato, sacarina, sucralose, taumatina, neo-esperidina, neotame, esteviosídeos) e umectantes (por exemplo glicerol ou sorbitol) podem ser misturados. Os aromas utilizados podem
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6/11 ser solúveis em óleo ou solúveis em água. É preferencial utilizar aromas solúveis em óleo. A goma de mascar tem a forma desejada, por laminagem e corte ou extrusão, e embalada.
[019] A invenção se refere ainda a um processo de impressão, no qual a goma de mascar de acordo com a invenção é aquecida em um cartucho em uma cabeça de impressão aquecida e utilizada para imprimir um objeto tridimensional em camadas.
[020] Para realizar o processo de impressão 3-D, a composição de acordo com a invenção é colocada em cartuchos adequados e impressa. Impressoras adequadas para a impressão
3-D incluem impressoras conhecidas comercialmente disponíveis, tais como, por exemplo, o sistema de impressão Bocusini® 3-D Food da Print2Taste GmbH. O sistema Bocusini® é baseado em uma impressora de plásticos 3-D da Printrbot. Neste sistema, o cartucho é levado a uma temperatura definida, de preferência 50-95°C, e o conteúdo do cartucho é ejetado por um êmbolo. A mesa de impressão se move na direção x, y, enquanto o cartucho pode ser controlado em seu eixo z. Os objetos impressos são assim construídos camada por camada. O conteúdo do cartucho é líquido devido à temperatura elevada e solidifica após a operação de impressão.
[021] Alternativamente é possível a utilização da composição goma de mascar na forma granulada ou como um filamento. A composição, de acordo com a invenção, é então liquefeita em uma extrusora.
[022] A temperatura de impressão preferencial com a goma de mascar, de acordo com a invenção, é 60-95°C,
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7/11 preferencialmente 80-90°C.
[023] A impressora 3-D é controlada pelo software Repetier, por exemplo, que pode ser obtido como firmware e é normalmente usada para controlar impressoras que apresentam a tecnologia modelagem por deposição fundida. Neste processo FDM, os objetos são construídos em camadas como uma camada de fusão a partir de filamentos de plástico. Um pacote de software alternativo para o controle da impressora é o Simply3D. Os chamados arquivos STL, nos quais os parâmetros geométricos do objeto impresso são preparados, servem como modelos de objetos.
[024] Os exemplos seguintes elucidam ainda mais a invenção:
Exemplo 1: produção de uma composição de goma de mascar para impressão [025] 300 g de xarope de maltitol (Maltidex M16311,
Cargill; matéria seca 75%, 74,9% Maltitol na matéria seca) são misturados com 85 g de manitol, 40 g de água, 10 g de glicerol, 30 g de óleo de palma e 3 g de monoglicerideos acetilados (Acetem, Danisco) e aquecidos até à ebulição. A temperatura de ebulição aumenta com o aquecimento adicional devido à mistura estar sob concentração. A uma temperatura de 136°C, 90 g de polivinil acetato (peso molecular médio Mw = 15000) e 30 g de vinil acetato-vinil laurato (VINNAPAS® B 500/20 VL, Wacker Chemie AG; copolimero de 20% de vinil laurato e vinil acetato a 80%) são adicionados e a mistura é agitada a uma temperatura de 135-140°C até se obter uma mistura homogênea. Subsequentemente, 5 g de triacetina, 5 g de ácido citrico, 7 g de aroma de limão e uma solução de 13 g de gelatina (carne de vaca, 140 bloom) em 20 g de água
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8/11 quente (85°C) são adicionados e misturados. A composição ainda líquida é preenchida em cartuchos.
Exemplo 2: produção de uma composição de goma de mascar para impressão [026] 150 g de xarope de maltitol (Maltidex M16311,
Cargill; matéria seca 75%, 74,9% Maltitol na matéria seca) são misturados com 120 g de manitol, 50 g de água, 10 g de glicerol, 35 g de óleo de coco, 3 g de monoglicerídeos acetilados (Acetem, Danisco) , 2 g de lecitina e 4 g de triacetina e aquecidos até a ebulição. A temperatura de ebulição aumenta com o aquecimento adicional devido à mistura estar sob concentração. A uma temperatura de 140°C, 75 g de polivinil acetato (peso molecular médio Mw = 25000) e 45 g de vinil acetato-vinil laurato (VINNAPAS® B 500/20 VL, Wacker Chemie AG; copolímero de 20% de vinil laurato e vinil acetato a 80%) são adicionados e a mistura é agitada a uma temperatura de 140°C até se obter uma mistura homogênea. A composição é resfriada a 95°C. Subsequentemente, são adicionados 6 g de ácido málico, 6 g de aroma de laranja, 1,6 g de FCF amarelo sunset (E110) e uma solução de 10 g de gelatina (carne de vaca, 140 bloom) em 16 g de água quente (85°C) e misturados. A composição ainda líquida é preenchida em cartuchos.
Exemplo 3: produção de uma composição de goma de mascar para impressão [027] 175 g de xarope de maltitol (Maltidex M16311,
Cargill; matéria seca 75%, 74,9% Maltitol na matéria seca) são misturados com 100 g de manitol, 50 g de água, 8 g de sorbitol, 38 g de óleo de canola parcialmente hidrogenado, 2,5 g de monoglicerídeos acetilados (Acetem, Danisco), 2,5
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9/11 g de lecitina e aquecidos até a ebulição. A temperatura de ebulição aumenta com o aquecimento adicional devido à mistura estar sob concentração. A uma temperatura de 142°C, 75 g de polivinil acetato (peso molecular médio Mw = 25000) e 45 g de vinil acetato-vinil laurato (VINNAPAS® B 500/20 VL, Wacker Chemie AG; copolímero de 20% de vinil laurato e vinil acetato a 80%) e a mistura é agitada a uma temperatura de 140°C até se obter uma mistura homogênea. A composição é resfriada a 90°C. Subsequentemente, 5 g de óleo de menta, 4,5 g de triacetina e uma solução de 8 g de gelatina (carne de porco, 200 bloom) em 12 g de água quente (80°C) são adicionados e misturados. A composição ainda líquida é preenchida em cartuchos.
Exemplo 4: impressão de uma goma de mascar tridimensional utilizando uma composição inventiva de goma de mascar [028] Um cartucho preenchido com a goma de mascar do exemplo 1 é instalado em um sistema de impressão alimentar Bocusini® 3-D da Print2Taste e aquecido a 85°C durante 30 minutos. A impressora Bocusini® é controlada por meio de um computador usando o software Repetier Host. O objeto de teste utilizado é um hiperboloide de cerca de 5 cm de altura. O arquivo STL pode ser obtido em www.thingiverse.com por exemplo. 0 objeto pode ser impresso com uma altura de camada de 0,5 mm e o objeto impresso obtido tem uma forma atraente e é prontamente mastigável.
Exemplo 5: produzir e imprimir uma goma de mascar preferencial compreendendo Palatinose [02 9] Uma mistura de 80 g de xarope de maltitol (Maltidex M16311, Cargill; matéria seca 75%, 74,9% Maltitol
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10/11 em matéria seca) , 65 g de manitol, 215 g de Palatinose (Beneo), 26 g de óleo de palma, 5 g de Acetem, 15 g de glicerol, 3 g de lecitina e 35 g de água são aquecidos até a ebulição e fervidos até a temperatura da mistura ser de 142°C. 100 g de polivinil acetato (peso molecular médio Mw = 15000) e 20 g de vinil acetato-vinil laurato (VINNAPAS® B 500/40 VL, Wacker Chemie AG; copolímero de 40% de vinil laurato e 60% de vinil acetato) são então adicionados e a composição é homogeneizada. Subsequentemente, 7 g de aroma de laranja, 5 g de triacetina e uma solução de 15 g de gelatina (carne de porco, 240 bloom) em 28 g de água quente (85°C) são adicionados e misturados. A composição ainda liquida é preenchida em cartuchos. Um objeto tridimensional é impresso conforme descrito no exemplo 4. O objeto impresso é caracterizado por uma resolução óptica ainda melhor.
Exemplo comparativo 1: impressão de uma goma de mascar tridimensional utilizando uma composição comercial de goma de mascar.
[030] Um cartucho adequado para o sistema Bocusini® é preenchido com uma goma de mascar com sabor de hortelã e sem açúcar, comercialmente disponível (Wrigleys Orbit Spearmint). O cartucho é aquecido a 85°C durante 30 minutos. A impressão de um objeto tridimensional com a impressora de alimentos Bocusini® não é possível. A composição impressa não forma um artigo dimensionalmente estável na construção de múltiplas camadas, executa e exibe separação de fases. Testes com goma de mascar contendo goma de mascar e chiclete contendo açúcar também falham. Nos dois últimos casos, a viscosidade das composições a 80-100°C é demasiadamente grande para permitir a ejeção do cartucho.
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Exemplo comparativo 2: imprimir uma goma de mascar tridimensional utilizando uma composição de goma de mascar de acordo com o Ex. 5 do US2016-0120205.
[031] Uma mistura de 60 g de manitol e 270 g de xarope de maltitol (matéria seca: 70%) são fervidos a 140°C. 35 g de polivinil acetato (VINNAPAS® B 1,5 sp, massa molar média: 15000), 42 g de copolímero de vinil acetato-vinil laurato (VINNAPAS® B 500/20 VL, Wacker Chemie AG; copolímero de 20% de vinil laurato e 80% de vinil acetato) e 10 g de cera microcristalina são misturados na composição quente e agitados a 130°C durante 15 minutos. Subsequentemente, 50 g de óleo de palma e 5 g de Acetem são adicionados e agitados até se formar uma composição homogênea. 8 g de triacetina, 5 g de monoestearato de glicerol e 3 g de lecitina são então também adicionados a 115°C com agitação. Após resfriamento adicional a 95°C, é adicionada uma solução de 6 g de gelatina
(carne de vaca, bloom 140) em 12 g de água. Finalmente, 5 g
de aroma de laranja, 4,5 g de ácido cítrico e 0,3 g de
aspartame são misturados e a composição é colocada em
cartuchos. Os cartuchos são instalados no sistema Bocusini® e aquecidos a 90°C. A esta temperatura a composição exibe separação, a fase gordurosa subindo para o topo. Imprimir com a impressora 3-D, portanto, não era possível. O experimento teve que ser abortado.
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Claims (9)

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REIVINDICAÇÕES EMENDADAS
1. Composição de goma de mascar caracterizada pelo fato de que contém, com base em matéria seca, 5-50% em peso de maltitol, 5-30% em peso de manitol, 5-25% em peso de polivinil acetato, 1-15% em peso de vinil acetato copolímero de vinil laurato, 0,5-5% em peso de agente de gelificação, 1-7% em peso de pelo menos um emulsionante, 0,1-3% em peso de triacetina e 1-10% em peso de gordura e também, com base no peso total da goma de mascar, 4-15% em peso de água.
2. Composição de goma de mascar, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que contém, com base em matéria seca, 15-30% em peso de maltitol, 10-25% em peso de manitol, 12-25% em peso de polivinil acetato, 3-15% em peso de copolímero de vinil acetato-vinil laurato, 2-4% em peso de agente de gelificação, 2-6% em peso de pelo menos um emulsionante, 1-3% em peso de triacetina e 2-8% em peso de gordura e também, com base no peso total da goma de mascar, 4-15% em peso de água.
3. Composição de goma de mascar, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o polivinil acetato tem um peso molecular médio ponderado Mw de 10000 a 60000, preferencialmente 15000 a 50000.
4. Composição de goma de mascar, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o copolímero de vinil laurato-vinil acetato tem um peso molecular médio ponderado Mw de 50000 a 600000, de um modo particularmente preferencial 100000 a 400000.
5. Composição de goma de mascar, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a gordura é uma gordura animal ou uma gordura ou
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2/2 óleo vegetal.
6. Composição de goma de mascar, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o agente de gelificação é selecionado do grupo da gelatina, alginatos, carragenina, derivado de celulose, pectina e amido modificado.
7. Composição de goma de mascar, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que contém 1-45% em peso de isomaltulose com base na matéria seca.
8. Processo para a produção de uma composição de impressão, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que os polióis são dissolvidos por adição de água com aquecimento e após a adição de emulsionantes e gordura é formada uma composição que é aquecida a uma temperatura de 125-145°C e fervida e subsequentemente PVAc e copolímero VA-VL são adicionados e homogeneamente misturados e a composição assim obtida é resfriada a 80-110°C, o agente de gelificação pré-inchado e dissolvido em água é agitado e opcionalmente aromas habituais no setor de confeitaria e, opcionalmente, ácidos e corantes alimentares, adoçantes e umectantes são misturados.
9. Processo de impressão caracterizado pelo fato de que uma goma de mascar, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, é aquecida em um cartucho em uma cabeça de impressão aquecida e utilizada para imprimir um objeto tridimensional em camadas.
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