CN108040462B - 具有内部涂层的吸管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有内部涂层的吸管，当吸管用于饮用饮料时，吸管可以递送活性剂。活性剂包括甜味剂、调味料、营养素和/或药物以及任选的颜色。通过将改性纤维素与水混合以形成糊状物或凝胶来制备涂料。然后使用涂料涂覆吸管的内表面至涂层厚度为1mm。干燥涂层以使水含量降低至小于5％重量。通过吸管吸入的液体破坏改性纤维素，将活性剂释放到液体中供食用。

Description

具有内部涂层的吸管
技术领域
本发明涉及具有内部涂层的吸管，在使用时，该内部涂层被通过吸管吸入的液体逐渐溶解、破坏或侵蚀。虽然该涂层通常可以包括甜味剂和调味料，但是其可以另外或可选地包括其他制剂，例如维生素、兴奋剂、益生菌和/或药品。
背景技术
为了增加饮料的风味，在世界各地的超市中容易购买到填充吸管。最常用的吸管填充有含甜味剂和调味料(例如草莓或巧克力)的颗粒。吸管可以用来喝牛奶，当牛奶通过吸管吸入时，颗粒逐渐溶解在牛奶中，使牛奶调味并变甜。这种吸管的优点在于，一系列调味料占用的空间较少，且它们的保质期比调味乳更长，并且比牛奶调味粉更容易使用和更受控制，牛奶调味粉必须溶解在牛奶中才能制成饮料。这种吸管也可以用来调味水。
还提出了其他类型的填充吸管，特别是可溶解的涂层粘附在吸管的内表面的吸管。使用时，当吸管吸入液体时，涂层溶解在液体中。
US4921713，作者为Fowler，描述了一种用于赋予其它中性液体(例如水或牛奶)风味的吸管。描述了提供溶解在液体中的材料的各种方法。这些方法包括含有调味材料的独立腔室，通过一对海绵保持在吸管主体内的颗粒材料，以及粘附在吸管内部的调味材料。
US 2003/168772，作者为Palaniappan，描述了一种制造有内部涂层的吸管的方法，其中内部涂层在吸管离开形成其的挤出机时被施加到吸管内部。涂层材料包括基质剂，其可以是麦芽糖糊精或海藻酸盐，在其中加入调味料。
US 2011/143005，作者为Gaonkar，也描述了一种吸管，其中吸管的内部涂覆有使通过吸管吸入的饮料调味和变甜的材料。该涂层包含粘附剂和粉剂。所述粘附剂包括脂质、中链甘油三酸酯油、乳化剂及它们的混合物。所述粉剂包括食用酸、食用碱、甜味剂、调味剂、维生素、矿物质、着色剂、感觉剂、类胡萝卜素、抗氧化剂、多酚、植物营养素及它们的混合物。
所有这些涂层的问题在于它们赋予饮料的风味相当弱，和/或它们在饮料中迅速溶解。另外，它们所生产的商业产品是不经济的。
US 2006/0286214，作者为Sanford Weiss等人，描述了一种可食用吸管，其包括螺旋缠绕的水果膜层。该层可以与玉米醇溶蛋白溶液粘合在一起。该吸管能够用于将液体吸入使用者的口中，并且当流体通过吸管的吸管部分时发生溶解，从而赋予液体一些风味。这将导致吸管中结构完整性的丧失，而这一旦发生，剩余的吸管材料能够被流体溶解或直接食用。
US 2005/0106188，作者为Kerdar等人，描述了一种填充吸管，其中填充物通过阻隔装置(barrier devices)被保留在吸管内，该阻隔装置可以是塞子或网状物的形式。这些阻隔装置允许液体通过吸管，溶解填充材料，而将任何未溶解的填充材料保留在吸管内。其他类型的填充吸管，例如已知的EP1509096，其中填充物以颗粒形式提供，并通过过滤器保留在吸管中。
设置阻隔装置或过滤器给制造过程增加了额外的步骤，增加了时间和成本。此外，除非阻隔工具或过滤器与吸管一体化，否则其可能会脱落，从而表现出哽塞风险。此外，过滤器的故障，即产生比预期更大的孔径，可能导致吸管内物质未溶解而进入使用者口中，也表现出哽塞风险。
本发明的一个目的是提供一种填充吸管，避免使用阻隔装置或过滤装置。
US 2004/0109932，作者为Chen等人，描述了一种具有涂层的吸管，其中涂层包含40-99.99％食品级的酸。该组合也可以包括表面张力降低剂、增塑剂、散装剂和水。涂层可以通过共挤出、喷涂或浸渍形成。可以以粉末的形式提供第二涂层，其进一步包括食品级的酸、糖、起泡剂、着色剂、益生菌、维生素、中草药和调味剂。该粉末能够粘附到酸性涂层的粘性表面。
需要提供一种填充吸管，该填充吸管为包含颗粒的吸管提供了替代物。
还需要提供一种具有改进的内部涂层的吸管。
还需要提供一种吸管，其能够用于非常浓稠或粘稠的饮料或含有高含量的固体颗粒的饮料或含有大量固体或凝胶颗粒的饮料。这些饮料不会通过填充有珠子的吸管，也不会通过一端或两端具有过滤装置的吸管。这方面的例子是带果肉的橙汁、半冷冻饮料或珍珠奶茶(bubble tea)。
本发明的一个目的是提供一种可替换的吸管，该吸管包含在使用时溶解在通过吸管吸取的液体中的材料，以及制造这种吸管的方法。
发明内容
本发明提供了一种吸管，其包括具有内部涂层的长形管状体，该内部涂层包括基质，所述基质粘附在管状体的内部并且包含待使用者食用的制剂。
因此，本发明提供了一种吸管，其包括不溶性材料的长形管状体，该长形管状体具有内部涂层，所述内部涂层包含改性纤维素基基质，所述改性纤维素基基质包含分散在基质中的活性剂，所述管状体的尺寸被设定为允许载液通过其被吸入，以使载液的通过造成基质逐渐将活性剂释放到载液中以供饮用者食用，其中涂层的厚度为小于1mm。
使用时，使用者将吸管的一端放入装有饮料的容器中，并通过吸管吸取饮料，将活性剂从改性纤维素释放到用于饮用的饮料中。
优选地，改性纤维素将选自羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、甲基乙基纤维素、甲基纤维素和羧甲基纤维素或它们的组合。所有这些改性纤维素都被批准用于食品用途，并且已经被给予食品添加剂号E464、E463、E465、E461和E466。优选的改性纤维素是羟丙基甲基纤维素。
所述基质形成为可粘附到吸管内表面的浓稠的糊状物或凝胶。所述基质优选形成为含水的糊状物或凝胶，并且一旦将其施加到内吸管壁上，可选地干燥以除去过量的水分。更优选地，所述基质被配制成无滴落的，一旦施加这样的基质就会粘附在内吸管壁上，而不会滴落或流动，因此二者不会滴落，也不会流动，从而不会积聚在吸管的垂直下部区域。
通常，活性剂包括甜味剂和调味材料，并且还可以包括着色剂。这种吸管可以包含酸化物质。然而，这种吸管可以附加地或可选地用于递送其他活性剂，例如营养补充剂，包括中草药提取物、维生素、矿物质、氨基酸、脂肪酸、益生菌和/或药用物质。
当活性剂包括药物、营养和/或维生素和矿物质时，甜味剂和/或调味品也可包括在内。
吸管也可以被制成提供能量饮料，涂层含有兴奋剂，如咖啡因和维生素B。在这样的组合物中，重要的是含水量低，因为某些维生素，特别是维生素B在水存在下会降解。
含有任何氨基酸的吸管也需要低含水量，因为这些化合物在高含水量的情况下也会降解。
通常，吸管将被干燥至含水量小于5％，优选小于3％，最优选小于1％。
能够以这样的形式提供许多药物化合物，药物化合物保留在基质中，并且当基质被通过吸管的液体分解或溶解时释放到液体中。这些化合物可以溶解在液体中，或者可以是悬浮的，但会被吸入使用者的口中而被摄取。这可能为一些患者服用某些药物提供更方便的形式，作为吞咽片剂的替代物。
活性剂还可以包括营养化合物，当基质被溶解到通过吸管吸入的液体中时，所述营养化合物也可以溶解在液体中或者被悬浮。再次，可以为摄入此类化合物提供方便的方式。
基质和活性剂的比例可以随活性剂和涂层将溶解于其中的液体的体积而变化。通常，涂层将包含5-30％重量的改性纤维素和70-95％重量的活性剂。优选地，改性纤维素将占涂层的5-15％，更优选10-15％。通常，基质与活性剂的比例为1:2-1:20之间，更通常地为1:5-1:20，并且优选地为1:5-1:10。
涂层可以设计为溶解在预定量的液体中，这将取决于活性剂和使用者。通常，涂层被设计为溶解在100-150ml液体中。
包含药用物质的涂层可以被设计为溶解在相对较小体积的液体中，通常为100-150ml，使得它们可以快速且容易地被可能生病的使用者食用。
主要包含甜味剂和调味料的涂层(还可能包含维生素和矿物质)可以被设计为溶解在更大体积的液体中，例如250-500ml，使得使用者可以享受更大量的调味饮料。
涂层的厚度也会影响涂层的溶解。较厚的涂层通常需要较长时间才能溶解(在相同的干燥度下)。通常，将涂层施加至厚度至多为1mm，例如0.1-1mm，更通常地至多为0.7mm，例如0.2-0.7mm。通常，涂层的厚度至多为0.5mm，优选地至多为0.25mm。在以下具体实例中使用的涂层最优选的厚度基本上为0.2mm。
可以改变涂层厚度和基质比例的组合来改变溶解时间和活性剂在饮用的饮料中的强度。例如，具有高比例的基质(例如30％)的薄层将缓慢溶解并缓慢释放活性剂。当活性剂包含非常有效的调味料和甜味剂时，这可能是合适的，并且少量这些物质可能足以调味液体。
或者，包含较少基质(例如少于10％)的较厚涂层，在通过吸管吸取的基本上相同体积的液体中递送更多的活性剂。对于风味不强且有必要提供更多时，这可能是适合的。
在另一个实施例中，在吸管吸入的较小体积液体中，包含较少基质的薄涂层可以用于快速递送活性剂。例如，当待递送的活性剂是药物产品时，使用者可能希望以相对小体积的液体来服用。
如上所述，涂层的含水量可能与活性剂的稳定性有关。通常，干燥被涂覆的吸管以除去额外的水并降低含水量。通常，所述吸管的含水量小于5％重量，优选小于3％，最优选小于1％。
本发明还提供了一种制备具有至少部分涂覆的内部部分的吸管的方法，所述方法包括以下步骤：
提供不溶性材料的吸管；
提供涂层材料，涂层材料包含改性纤维素基基质和分散在基质中的活性剂；
将涂层施加到吸管的内表面至厚度小于1mm；和
干燥涂层。
优选地，改性纤维素将选自羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、甲基乙基纤维素、甲基纤维素和羧甲基纤维素或它们的组合。所有这些改性纤维素都被批准用于食品用途，并且已经被给予食品添加剂号E464、E463、E465、E461和E466。优选的改性纤维素是羟丙基甲基纤维素。
在一些实施例中，适合将涂层制备成凝胶使得其能够粘附到吸管的内部。在其它实施例中，涂层被制备成糊状物，通常是浓稠的糊状物。优选地，还将涂层配制成无滴落的，以便在干燥的时保持在原位而不移动。
可以通过将改性纤维素与水混合并加热混合物以形成凝胶来制备涂层。然后可以在添加活性剂前冷却混合物。或者，可以通过将改性纤维素与水混合并搅拌以形成糊状物来制备涂层。通常，糊状物可以具有浓稠奶油的稠度，由此其可以支撑其自身的重量从而不会滴落或流动，特别是当分布在表面上时。
合适的涂层混合物通常在10ml水中包含1-10g改性纤维素，优选地2-7g，更优选地2-4g。将针对具体的改性纤维素选择水的量来实现无滴落的材料。凝胶形成的可选阶段可以通过加热进行，并且合适的温度可以是40-45℃，优选42℃。
虽然可以在基质凝胶升温时加入活性剂，但是在加入活性剂前，通常将凝胶冷却至基本上为室温，即20-25℃。在基质未被加热的情况下，也就不需要冷却。
根据活性剂和液体的体积(所述液体为涂层被设计为溶解于其中)，通常在凝胶中加入5-30g活性剂，优选地10-20g，更优选地10-15g。活性剂通常包括甜味剂，例如甜菊醇糖苷或糖(包括葡萄糖和/或果糖)，并且还可以包括调味剂，例如水果调味料、巧克力调味料、香草调味料。通常也包括着色剂。另外地或可选地，活性剂还可以包括药物产品，例如镇痛剂或其他药物。活性剂还可以包括营养化合物，包括维生素和矿物质，以及可能的脂肪酸、氨基酸和/或植物化学物质。可选的制剂可以包括中草药提取物。
通常，基质与活性剂的比例为1:2-1:20，更通常地1:5-1:20，并且优选地为1:5-1:10。
一旦已经形成涂层，其用于至少部分地涂覆吸管的内部。一般而言，吸管将由塑料制成，通常为聚丙烯，但是也可以使用其他类型的塑料，例如聚乙烯或PET。也可以使用金属或玻璃。有利地，吸管可以被提供为可再循环的。
可以通过将涂料喷涂到吸管的内部来施加涂层。或者，可以通过将吸管浸渍在涂料中并从外面擦去多余的物质制成。
优选地，使用芯棒来施加涂层，芯棒具有比吸管的内径小0.1mm-1mm的头部。将预定量的涂料放在芯棒的端部，端部通过吸管，将涂层以薄层沉积在吸管的内圆周周围。或者，芯棒可以设有空心体，空心体的头部具有出口，头部具有比空心体更大的直径。当芯棒通过吸管时，预定量的涂料可以通过空心体泵送到头部。当芯棒从吸管中返回时，头部将涂料均匀地平滑到吸管的内部。吸管内径的相对尺寸和芯棒头部的直径决定了所施加涂层的厚度。
可以沿着吸管的整个长度施加涂层。在替代方案中，可以仅在吸管的一部分长度上施加涂层。例如，可以仅在吸管的中间部分施加涂层，而不在吸管的一端或两端附近施加涂层。吸管10-30mm的末端可能没有涂层。当使用喷雾施加涂层时，吸管的两端可以没有涂层。当使用芯棒时，通常仅有一端没有涂层。或者，可以在吸管的整个长度上施加涂层，然后从一端或两端除去，例如通过洗涤或擦拭。
还可以在吸管的一部分上施加涂层，以相对于待饮用的饮料达到特定的几何形状。这可能意味着在吸管的上半部分而不在位于待消耗的饮料中的部分施加涂层，或者在吸管的下半部分施加涂层，通过浸入待消耗的饮料中获得改善的结果。当吸管中施加的涂层不均匀时，即主要在吸管的一半，通常是以某种方式标记吸管，以向使用者指示吸管的哪一端应放置在饮料中，而哪一端应该用于饮用。这可以为吸管提供平直端，可能是卷起的端部，用于饮用，以及放置在饮料中的倾斜端。或者，放在饮料中的末端可以是喇叭口的。在另外的替代方案中，吸管的外部可以设置有指示，例如字迹或颜色编码。
通常，将涂层施加到吸管内表面积的至少50％，优选至少70％，优选表面的70％-90％，并且最优选内表面的75％-85％。
一旦施加涂层，通常在包装吸管前干燥涂层。通常，这是通过使相对较冷的干燥空气(例如干燥的室温空气)通过吸管来实现。或者，被涂覆的吸管可以通过适度加热的环境，或者可以使用适度加热的空气流来实现涂层的干燥。通常，空气不应太热，导致吸管熔化或活性剂降解。
在施加涂层的和/或干燥涂层的同时旋转吸管可能是有利的。这可以有助于提供均匀的涂层并实现涂层均匀和完全的干燥。
一旦干燥，涂层通常将具有小于5％重量的含水量，优选地小于3％，最优选地小于1％。
在干燥之后，通常将吸管单独地或少量地(通常3-5个)包装在防潮的包装材料中，以防止涂层从大气中吸收水分。
具体实施方式
现在在以下具体实例中解释说明本发明。
实例1
具有酸橙风味涂层的吸管
吸管的涂层的制备方法如下：
将5g羟丙基甲基纤维素与10g水混合，并将混合物加热至42℃以形成凝胶。将凝胶冷却至室温，即20℃。
由60g酸橙调味料、5g甜菊醇糖苷、5g柠檬酸和0.4g(4滴)绿色着色剂制备调味混合物。将15g该混合物加入到冷却的凝胶中以形成吸管的涂层。
将涂层施加到10根吸管的内部。吸管的外径为8mm，内径为7.6mm，长度为22cm。使用适当尺寸的芯棒将涂层以0.25mm的厚度施加到吸管上。施涂涂层从而在一端的2cm留下无涂层区域。
通过使冷却的干燥空气通过吸管3小时来干燥涂层。
干燥后，将吸管包裹在防潮阻隔包装中。
用这种吸管在0℃下调味水，并在10分钟内为约350ml待饮用的水提供风味。在那段时间里，为饮料提供调味品，一旦饮料被饮用，残留物只留在吸管内部。
实例2
具有巧克力味的涂层和多种维生素的吸管
通过将2g甲基纤维素与8g水混合并搅拌混合物以形成浓稠的糊状物，来制备涂层。
通过混合100g巧克力调味料、20g葡萄糖、20g市售的多种维生素和矿物质混合物(包括维生素C和B族维生素、钙和铁的混合物)来制备活性剂。
然后将15g该活性剂混合物加入到凝胶中并合并，并将该涂料混合物用于涂覆30根吸管，参照实施例1所述。将涂料施加至厚度0.2mm，并且还如上所述干燥吸管，至涂层中的最终含水量小于2％重量。
以这种形式提供用于消费的维生素的一个优点是某些维生素，特别是B族维生素在水中降解。通过将它们提供在吸管中的涂层中，它们被提供在干燥的环境中。
这种吸管用于在大约10分钟的时间内饮用牛奶，并且在5℃时对300-400ml牛奶提供风味。
实例3
具有镇痛剂涂层的吸管
通过将40g布洛芬与5g甜菊醇糖苷和5g薄荷调味料混合来制备活性剂混合物。将5g该混合物加入如实例2中所述的糊状物中，但是使用羧甲基纤维素。
用该混合物涂覆实例1中所列尺寸的20根吸管，至厚度为0.2mm。
然后通过使冷空气通过吸管1小时来干燥吸管。然后将它们包裹在防潮阻隔包装中。
这种吸管在室温下将活性剂释放到约100ml的水中，耗时2分钟。
实例4
具有能量涂层的吸管
通过将5g含有维生素B1、B2、B3、B6、B12和M-肌醇的维生素预混合物、2g咖啡因、3g甜菊醇糖苷、16g酸橙调味料和12g柠檬酸的组合来制备活性剂混合物。参照实例1所述，将15g该混合物加入到羟丙基甲基凝胶中。
用该混合物涂覆15根吸管，然后通过使冷空气通过吸管3小时来干燥吸管，直至含水量降低到1％以下。使用适当尺寸的芯棒将该涂料以0.2mm的厚度施加到吸管上
然后用防潮包装包裹吸管。
用这种吸管在20℃调味水，并在10分钟内为约250ml待消耗的水提供风味。
因此，本发明提供了内部涂覆涂层的吸管及其制造方法，涂层包含基质和活性剂。

Claims (30)

1.一种吸管，包括不溶性材料的长形管状体，所述长形管状体具有干燥的内部涂层，所述内部涂层包含改性纤维素基基质，所述改性纤维素基基质包含分散在基质中的活性剂，所述管状体的尺寸被设定成允许载液通过其被吸入，以使载液的通过造成所述基质逐渐将活性剂释放到载液中以供饮用者饮用，其中所述涂层的厚度为小于1mm，且其中所述活性剂包括至少一种调味料或甜味剂；
其中所述涂层是粘附性凝胶，涂层包含5-30％重量的改性纤维素和70-95％重量的活性剂，涂层的量足以溶解在通过吸管抽吸的100-500ml的载液中。
2.根据权利要求1所述的吸管，其中所述改性纤维素选自羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、甲基乙基纤维素、甲基纤维素和羧甲基纤维素或它们的组合。
3.根据权利要求1所述的吸管，其中所述改性纤维素是羟丙基甲基纤维素。
4.根据权利要求1所述的吸管，其中所述活性剂包括营养素和/或药物。
5.根据权利要求1所述的吸管，其中所述基质包含羟丙基甲基纤维素的无滴制剂。
6.根据权利要求1所述的吸管，其中基质与活性剂的比例为1:5-1:10。
7.根据权利要求1所述的吸管，其中所述涂层的厚度为0.2-0.7mm。
8.根据权利要求1所述的吸管，其中所述涂层的厚度至多为0.5mm。
9.根据权利要求1所述的吸管，其中所述涂层的厚度至多为0.25mm。
10.根据权利要求1所述的吸管，其中所述涂层的厚度至多为0.2mm。
11.根据权利要求1所述的吸管，其中所述涂层的厚度为0.2mm。
12.根据权利要求1所述的吸管，其中所述涂层包含小于5％重量的水。
13.根据权利要求1所述的吸管，其中所述涂层包含小于3％重量的水。
14.根据权利要求1所述的吸管，其中所述吸管由塑料制成。
15.根据权利要求1所述的吸管，其中涂层的量足以溶解在通过吸管抽吸的100-150ml的载液中。
16.根据权利要求1所述的吸管，其中涂层的量足以溶解在通过吸管抽吸的250-500ml的载液中。
17.一种制造权利要求1-16中任一项所述的吸管的方法，所述方法包括以下步骤：
提供不溶性材料的吸管；
提供涂层材料，所述涂层材料包含改性纤维素基基质和分散在所述基质中的活性剂；
将所述涂层施加到所述吸管的内表面上至涂层的厚度小于1mm；和
干燥所述涂层。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述改性纤维素选自羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、甲基乙基纤维素、甲基纤维素和羧甲基纤维素或它们的组合。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述改性纤维素是羟丙基甲基纤维素。
20.根据权利要求17所述的方法，其中所述涂层被配制成无滴的。
21.根据权利要求17所述的方法，其中所述涂层中基质与活性剂的比例为1:5-1:10。
22.根据权利要求17所述的方法，其中施加到吸管上的涂层的厚度为0.2mm-0.7mm。
23.根据权利要求17所述的方法，其中所述涂层的厚度至多为0.5mm。
24.根据权利要求17所述的方法，其中所述涂层的厚度至多为0.25mm。
25.根据权利要求17所述的方法，其中所述涂层的厚度至多为0.2mm。
26.根据权利要求17所述的方法，其中所述涂层的厚度为0.2mm。
27.根据权利要求17所述的方法，其中将所述涂层干燥至小于5％重量的水。
28.根据权利要求17所述的方法，其中将所述涂层干燥至小于3％重量的水。
29.根据权利要求17所述的方法，其中所述吸管由塑料制成。
30.根据权利要求17所述的方法，其中所述活性剂包括营养素和/或药物。
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