CN1505501A - 可兼容碳酸钙的氟化物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有用脂肪酸或多糖处理的细分的碳酸钙颗粒的组合物。本发明还涉及制备该组合物的方法和其在需要氟化物兼容性应用中的用途。该方法需要提供细分的碳酸钙颗粒，其对颗粒的处理采用脂肪酸或多糖包括树胶、淀粉和/或胶浆的至少一种进行处理，并且向含氟的牙膏制剂中添加处理的颗粒。

Description

可兼容碳酸钙的氟化物

本发明技术领域

本发明涉及可摄取的碳酸钙组合物，其制备方法，和涉及在食品、补充剂、漱口剂、牙膏、凝胶和咀嚼片剂等中的用途。

更具体地说，本发明涉及对碳酸钙材料的处理，用以解决其味道和与其它成分相互作用的问题。一个特别的问题是其在食品和膳食补充剂中所带来的白垩味。另一个问题是食品系统的兼容性，还有一个问题是在牙保健组合物中氟化物的稳定性问题。

本发明背景技术

碳酸钙用于食品和膳食补充剂，以及用于个人口腔护理用品。可以用于牙膏和牙粉、膳食或营养补充剂、抗酸剂、食品，例如早餐和快餐食品中，等等。如此应用的好处在于可以通过其它途径使钙摄入人体系统，且利用碳酸钙在口腔中的物理性质，例如用于牙磨料和载体。

当碳酸钙位于口腔中作为这样的材料的一个成分时，使用者可以感受到令人不快的白垩味道。这样的口感受碳酸钙材料的物理特性，例如大小和表面性质所左右。另一个因素是化学性质，例如离子化等。

将碳酸钙作为清洁磨料是牙膏和牙粉中惯用的成分。在牙膏和牙粉中的另一个成分是用以增强牙釉质保护的氟化物。碳酸钙可以与氟化物反应形成氟化钙(CaF₂)。当该反应发生时，氟化物不能与牙齿交互作用以提供保护。在采用牙齿保健法或贮藏期间可以发生这样的反应。不论那一种情况，这样的反应降低了氟化物治疗的效果，且不是理想的。

欧洲专利申请EP0219483公开了一种处理过的碳酸钙磨料，包括将粉碎的碳酸钙和焦磷酸碱金属盐一起处于分散液中，以产生选自焦磷酸钙、焦磷酸钙碱金属盐和其混合物的焦磷酸盐衍生物，用以吸附在碳酸钙颗粒的表面上。

美国专利US4,357,318公开了一种洁牙剂，其含有有效抗龋齿浓度治疗量的水溶氟基磷酸盐，作为可溶氟化物的来源，有效磨料量的碳酸钙和二价碱金属磷酸盐，所述的洁牙剂没有苯甲醇。

美国专利US3,930,305公开了一种含有磨料系统的洁牙霜，所述的磨料系统含有处于载体中的碳酸氢钠，所述的载体含有水和足够粘的水可混溶多元醇湿润剂或其混合物和足够量的胶凝剂或增稠剂，以赋予洁牙霜糊状粘稠度、形体和非粘性，这是常规洁牙霜或牙膏的特性，和不溶于水的牙磨料，所述的牙磨料一起与所述的碳酸氢盐共处于洁牙霜中，所述的碳酸氢钠主要是不溶解的固体状态，所述的洁牙霜具有颗粒质地的外观，其在平滑连续的基质中具有与之不同的分散的显露出非晶状颗粒外观的肉眼可见的结晶的碳酸氢盐颗粒。

美国专利US5,476,647公开了一种基本上无磷酸盐的两成分系统，用于提高氟化物在牙组织表面和内部的沉积，其含有可溶钙源、可溶钙络合剂和缓冲剂的第一成分和含有氟化物和缓冲剂的第二成分。当这两种成分结合时，逐渐产生了氟化钙沉淀且持续约10秒至约4分钟。

美国专利US4,420,312公开了一种磨料组合物的制备方法，该组合物含有沉淀的非晶形二氧化硅。当将该磨料组合物添加进含有氟化物治疗剂的牙膏组合物中时，所提供的牙膏组合物显示出在常温贮藏中可溶氟化物最小量的损失。

美国专利US5,939,051公开了一种洁牙剂组合物，其含有口腔能接受的洁牙剂载体和二氧化硅水凝胶。

美国专利US5,891,448公开了一种两成分系统，用于延迟氟化钙在牙组织表面和内部的持续沉淀，其含有具有不超过络合形式的钙10％的钙的可溶钙源，作为第一成分；含可溶氟化物的第二成分；和存在于两成分之一或两成分中的氟化钙抑制剂。在贮藏期间和使用之前，第二成分与第一成分隔离，使之不发生反应。当将这两种成分混合时，抑制剂使氟化钙大量形成的时间延迟至少约5秒钟。在系统中磷酸盐水平少于产生大量羟磷灰石沉淀所需要的浓度。

美国专利US5,723,107公开了一种利用半固体、可挤压的两成分洁牙剂系统，氟化牙齿的方法。该方法步骤包括制备一种半固体、可挤压的洁牙剂组合物作为第一成分，所述的组合物含有酸性水载体中氟离子可释放、可水解的络合氟化物，其中该氟化物是稳定的，该载体中没有磨料和表面活性剂，且含有黄原胶作为主要的增稠剂和甘油、山梨糖醇或其混合物作为湿润剂，和制备一种半固体、可挤压的水性洁牙剂组合物作为第二成分，所述的组合物含有水性载体中的可释放钙离子的化合物和磨料，所述的载体含有黄原胶作为主要的增稠剂和甘油、山梨糖醇或其混合物作为湿润剂。第一和第二牙膏组合物直至施用于需要氟化的牙齿之前，彼此保持分离。接着将第一和第二成分混合在一起，在与牙齿表面接触时，将氟化钙沉积在表面上。

美国专利US5,145,668公开了一种具有反应的、多成分组合物的氟化牙齿的方法。其中将含有氯化钙的第一成分和含有氟硅酸钠的第二成分、醋酸盐和足够量的可溶、无毒亚磷盐混合，所述的亚磷盐用来使亚磷浓度保持在理想的水平。反应的多成分组合物的氟硅酸钠被水解，且氟化钙由反应的、多成分组合物沉淀。该反应的多成分组合物施用于牙齿的表面约10秒至约4分钟。

这样就有了在牙齿保健材料、食品、抗酸剂、膳食和营养补充剂等中提供碳酸钙颗粒的需要，所提供的碳酸钙颗粒应具有令人愉快的质地和满意的口味，且并不干扰其它有益的成分。

本发明的一个目的是制备一种碳酸钙颗粒，当将其用于氟离子存在的环境中时，能保持稳定。(“稳定”指的是碳酸钙不与氟离子或其它成分进行明显的反应)。

本发明的另一个目的是提供碳酸钙颗粒的制备方法，所述的碳酸钙颗粒在氟离子存在的环境中能保持稳定。本发明另外的一个目的是提供一种碳酸钙颗粒，当将其用于氟离子存在的制剂中时，能保持稳定。本发明的这些目的和其它目的，将在本发明的实施方案中进行更全面的描述，如下所述。

本发明的概述

本发明解决了将碳酸钙用作磨料时，牙膏中氟化物的稳定性问题。在本发明中，碳酸钙用聚合物和/或脂肪酸处理，使其在牙膏制剂中与氟化物兼容。

当用于需要氟化物兼容性的环境中时，本发明的氟化物兼容表面处理的碳酸钙牙磨料是有效的。

通过用聚合物和/或脂肪酸处理碳酸钙颗粒，本发明还解决了摄取含碳酸钙颗粒物质产生的白垩味的问题。

本发明还提供了对物料保存期的延长，其使用了处理的碳酸钙颗粒，这样的颗粒降低了与其它成分的反应性。

本发明的详细说明

本发明涉及一种表面处理的碳酸钙颗粒，其中当碳酸钙颗粒用于需要口腔保健或摄取的环境中时，其处理是有效的。具体地说，通过降低在这样的系统中对氟化物稳定性的影响，对具有氟输送系统的表面处理碳酸钙颗粒特别显示出有益的口味特性或有益的相互作用。

本发明的一个实施方案是一种含有碳酸钙颗粒的可摄取的物质，其中碳酸钙颗粒用一种或多种选自脂肪酸和多糖的试剂进行有效的处理，由于存在了该碳酸钙颗粒降低了所述的摄取物质中的白垩感觉。

以此方式使用的可摄取物质可以是用于消费的任何物质，例如食品、膳食和营养补充剂和药物等。碳酸钙颗粒存在于这样的物质中可以出于各种各样的任何原因。这样的原因，没有限制性的包括使用碳酸钙提供元素、结构、填料或其它目的。实例没有限制性的包括加工食品、膳食和营养补充剂、健齿组合物和牙托粘合剂等。

通过本发明方法进行表面处理的合适的碳酸钙颗粒包括具有霰石、方解石、球霰石、非晶形和其混合物形式的碳酸钙颗粒。该碳酸钙颗粒也可以是合成制备的沉淀的碳酸钙(PCC)或磨碎的天然碳酸钙。优选的碳酸钙颗粒具有的中位值粒径是约0.5至约30微米，优选约1至约15微米。本发明碳酸钙颗粒的比表面积是约0.5m²/g至约50m²/g。优选的比表面积是约1m²/g至约10m²/g。此处碳酸钙的比表面积如下定义，即基于使用BET法氮的吸附的每单位质量的面积。

合适的表面处理剂包括脂肪酸和多糖。用于本发明的脂肪酸具有的化学通式是CH₃(CH₂)_XCO₂H，其中X的范围是约2至约20，更优选约8至约20。该脂肪酸可以是饱和的或不饱和的。只要该取代基本上不影响本发明的有益效果，则取代就是允许的。优选脂肪酸的常用名是月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和榆树酸。脂肪酸的处理量基于碳酸钙的干重可以是约0.01％至约20％，优选约0.05％至约4％。该处理量可以为碳酸钙的表面积所影响，随着粒径的降低，处理量提高。

用于本发明的优选多糖具有通过糖苷键连接的九个或更多个单糖(C₆H₁₂O₆)单元，且没有限制的包括树胶、淀粉和胶浆。其它优选的用于本发明的多糖选自藻酸盐、黄原胶、瓜尔豆胶、角叉菜胶和吉兰糖胶等。多糖的处理量基于碳酸钙的干重可以是约0.05％至约20％，优选约0.05％至约4％。该处理量受碳酸钙的表面积影响，随着粒径的降低，处理量逐渐提高。

一个优选的多糖形式是淀粉。用于本发明的淀粉选自马铃薯淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉和羧甲基纤维素等。淀粉的处理量基于碳酸钙的干重可以是约0.05％至约20％，优选约0.05％至约4％。该处理量为碳酸钙的表面积所影响。意思是随着碳酸钙粒径的增加，处理量降低。随着粒径的降低，处理量提高。

另一个优选的多糖是胶浆。用于本发明的胶浆选自琼脂、黄芪胶胶浆、黄或白芥末胶浆等。胶浆的处理量基于碳酸钙的干重可以是约0.05％至约20％，优选约0.05％至约4％。该处理量受碳酸钙的表面积影响。意思是随着碳酸钙粒径的增加，处理量降低。随着粒径的降低，处理量提高。

为了用脂肪酸，例如硬脂酸处理本发明的碳酸钙，该脂肪酸可以通过干涂方法涂敷到碳酸钙上。通过将硬脂酸添加到干燥的碳酸钙上，并在约40至约200℃的温度下混合，来实现干涂。该温度范围应足以使脂肪酸熔化。得到的碳酸钙用脂肪酸进行了处理。如此处理的本发明的碳酸钙特别适合用于需要氟化物兼容性的漱口剂、牙膏、凝胶和咀嚼片剂。

干涂的一种可替代的方法是对碳酸钙进行湿涂。通过碳酸钙浆液添加脂肪酸或多糖包括树胶、淀粉和胶浆的溶液或乳液来实现湿涂法。通过在水性环境中合成碳酸钙或向碳酸钙干粉添加水，制备碳酸钙浆液。

处理碳酸钙的另一种可替代的方法是通过向脂肪酸或多糖包括树胶、淀粉和胶浆的溶液或乳液添加碳酸钙干粉而进行的。对于处理碳酸钙还有的另一个可替代的方法是向碳酸钙浆液中添加干脂肪酸或多糖包括树胶、淀粉和胶浆。

当添加进健齿产品，例如牙膏、牙粉、口香糖、片剂和其它其它洁齿剂时，根据本发明处理的碳酸钙磨料改善了氟化物的兼容性。

本发明处理的碳酸钙磨料在健齿产品中可以用作单一的磨料，或可以与其它牙磨料结合使用。其它合适的磨料包括水不溶的偏磷酸钠或钾、水合的或无水的磷酸二钙、碳酸氢钠、焦磷酸钙、各种形式的二氧化硅、锆、硅酸盐等。

用于健齿产品中的磨料总量范围是小于洁牙剂重量的5％至超过洁牙剂重量的95％。一般牙膏含20wt.％至60wt.％的磨料。磨料的平均粒径优选是约2μ至20μ。

除了磨料以外，牙膏和牙粉组合物通常含氟化物、起泡剂、粘合剂、湿润剂风味剂、甜味剂和水中的一种或其组合。

合适的氟化物可以是前述常规用于口腔中提供氟离子的任何化合物。氟基磷酸钠、氟化钠等已经用于牙膏中，带来了良好的健齿效果。通过使用一定量的氟化物，在牙膏中提供300至2000ppm的氟离子，优选1000ppm的氟离子实现了良好的效果。

合适的起泡剂一般是在宽pH范围内具有活性的阴离子有机合成洗涤剂。用于组合物，其重量范围是约0.5％至5％的起泡剂的代表是水不溶的C₁₀-C₁₈烷基硫酸盐，例如月桂基硫酸钠；水不溶的甘油单酯磺酸盐，例如甘油单酯磺酸钠；水不溶的牛黄酸脂肪酸酰胺盐，例如N-甲基-N-棕榈酰牛黄酸钠；和水不溶的羟乙磺酸和脂肪酰胺的脂肪酸酯盐，例如N-月桂酰肌氨酸钠。

提供理想粘稠度的合适的粘合剂或增稠剂是例如羟乙基纤维素、羟甲基纤维素钠、天然树胶，例如卡拉牙胶、阿拉伯树胶、黄芪胶、硅酸盐胶体和细分的二氧化硅。通常可以使用组合物重量的0.5％至5％。

可以使用各种湿润剂，例如甘油、山梨糖醇和其它多羟基醇。

合适的风味剂包括冬青油、留兰香油、薄荷油、丁香油和黄樟油等。糖精、阿斯巴甜、葡萄糖、果糖可以用作甜味剂。

下述实施例是用来进行进一步的举例说明，并支持本发明的新颖性。它们仅仅是出于举例说明的目的，并不意味着是对涵盖的范围进行限制，通过所附加的权利要求书对范围进行更具体的限定。

                      测试方法和步骤

                       XPS表面分析

XPS(X-射线光电子能谱法)也称作ESCA(化学分析用电子能谱法)是用5-50埃()(0.0005-0.005μ)深度分析的表面敏感技术。样品用导致电子发射的X-射线轰击。源自顶部很少的单层发展的电子没有什么能量损失。根据其运动能光谱仪使这些电子分离。光电子的能量不仅依赖于电子来源的化学元素，而且还依赖于该元素的化学环境。结果以原子百分数表示。例如，如果分析结果读出“1.5％F(NaF)”，则被解释为表面上1.5％的原子是附着于钠原子的氟离子。

         用于洁牙剂磨蚀性评定的Hefferren方法

该Hefferren方法测定放射性牙本质磨蚀性(RDA)数值，也称作磨蚀性指数(AI)。该方法利用提取的人牙齿的牙根(牙本质)，将其用中子流照射。将牙齿安装好并用所测定的牙膏浆液以一定的压强刷过一定次数。在刷过之后，将浆液的等分试样干燥和测定β辐射。在测试中的牙膏磨料越多，与浆液相关的放射性越强。结果与American Dental Association(ADA)提供的参照磨料进行比较。结果以磨蚀性指数(AI)表示。用于牙膏的AI值被进行了如下解释：

      小于99                   低磨蚀

      100-199                  中度磨蚀

      200-250                  高磨蚀

      大于250                  不能接受的

实施例1-未涂敷的碳酸钙对比涂敷的碳酸钙

将未涂敷的和处理的磨碎碳酸钙制品样品，在烧杯中以18％的固体混合，所述的碳酸钙制品具有1.1m²/g的表面积和中位值粒径为9.1μ，同时将单氟磷酸钠(MFP)的氟化物溶液添加至0.88％的水平。在过滤之前将浆液混合10分钟。将滤饼在110℃的烘箱中烘干过夜，且表面进行XPS(X-射线光电子能谱法)分析。

表面氟化物分析结果列于表1中。在表1中F(CaF₂)表示已经与CaCO₃反应的氟化物，且是不稳定的。F(MFP)表示还没有与碳酸钙反应的氟化物，且因此是稳定的。氟化物的形式是应能够发生反应并保护牙齿。

表1

                        烘干的滤饼的表面氟含量(原子百分数)

	未处理的	0.1％硬脂酸钠	0.5％硬脂酸钠	0.1％瓜尔豆胶	0.5％瓜尔豆胶
						F(CaF2)	1.5	0.4	---	1.1	0.8
F(MFP)	---	---	---	0.9	1.5

注释：---表示没有发现。对于氟化物一般检测限度是约0.05原子存在。

XPS分析表明用硬脂酸钠(NaSt)涂敷的GCC产生稳定的系统。

用瓜尔豆胶涂敷产生了一个稳定的系统。当瓜尔豆胶的量由0.1％提高到0.5％，基于瓜尔豆胶的干重和碳酸钙的干重，系统的稳定性提高。

实施例2-对碳酸钙采用其它处理方式稳定性的比较

对如实施例1中磨碎的碳酸钙(GCC)进行同样的实验室试验，基于处理剂的干重和碳酸钙的干重，涂敷的各处理剂的量为0.1％和0.5％。烘干的滤饼的表面氟化物分析的结果列于表2中：

表2

                   表面氟化物含量

                      F(CaF₂)          F(MFP)

未涂敷的GCC            1.5               ---

CMC            0.1％   0.7               ---

CMC            0.5％   0.9               ---

角叉菜胶       0.1％   1.0               ---

角叉菜胶       0.5％   1.2               ---

藻酸钠         0.1％   1.6               ---

藻酸钠         0.5％   0.3               ---

黄原胶         0.1％   0.6               ---

黄原胶         0.5％   失败              ---

吉兰糖胶       0.1％   1.2               ---

吉兰糖胶       0.5％   1.1               ---

亚油酸         0.1％   0.4               ---

亚油酸         0.5％   0.4               ---

羟硬脂酸       0.1％   0.5               ---

羟硬脂酸       0.5％   0.3               ---

表2表明用脂肪酸、亚油酸和羟硬脂酸以及藻酸钠，以较高处理量进行碳酸钙的处理，提高了稳定性。多糖、黄原胶和羧甲基纤维素也提高了稳定性，但不如脂肪酸和藻酸钠。

实施例3-在牙膏制剂中对于磨蚀性的处理效果

将四种用0.1％和0.5％硬脂酸钠和瓜尔豆胶处理的实验GCC产品添加进牙膏制剂中，该牙膏制剂具有以下组合：

                      ％w/w

碳酸钙                18.00

Sident 22S            11.20

二氧化钛              0.50

糖精钠                0.20

苯甲酸钠              2.20

甘油                  12.00

山梨糖醇              15.00

Methyl Paraben        0.03

黄原胶                0.40

月桂基硫酸钠          1.30

PEG-8                 7.00

薄荷油                0.80

纯净水                31.37

对含有处理的GCC磨料的5种牙膏制剂进行磨蚀性测试。

样品描述             磨蚀性指数

·未涂敷的GCC            136

·GCC+0.5％硬脂酸        128

·GCC+0.1％硬脂酸        120

·GCC+0.1％瓜尔豆胶      163

·GCC+0.5％瓜尔豆胶      165

牙膏的磨蚀指数

99以下-低磨蚀

100-199中度

200-250高度

＞250不能接受的高磨蚀

用硬脂酸和瓜尔豆胶处理的GCC处于中度磨蚀范围。基于碳酸钙的处理量并不对磨蚀造成负面影响。

Claims (14)

1.组合物，含有口腔可接受的保健介质、适合用作牙磨料的碳酸钙颗粒、适合于对牙齿提供有益的氟处理的氟化物，其中所述的碳酸钙颗粒用一种或多种选自脂肪酸和多糖的制剂进行了有效的处理，用于抑制所述氟化物的氟离子和所述碳酸钙颗粒的反应。

2.根据权利要求1的组合物，其中所述的介质是牙膏或牙粉。

3.根据权利要求2的组合物，其中所述的碳酸钙颗粒具有的平均粒径是0.5至30μm。

4.根据权利要求2的组合物，其中所述的碳酸钙颗粒具有的比表面积是0.5m²/g至50m²/g。

5.根据权利要求1的组合物，其中所述的碳酸钙颗粒是沉淀的碳酸钙。

6.根据权利要求1的组合物，其中所述的氟化物是单氟磷酸钠。

7.根据权利要求1的组合物，其中所述的制剂是选自月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和榆树酸的一种或多种脂肪酸。

8.根据权利要求1的组合物，其中所述的制剂是选自藻酸盐、黄原胶、瓜尔豆胶、角叉菜胶和吉兰糖胶的一种或多种多糖。

9.根据权利要求1的组合物，其中所述的处理有效地降低了50％通过所述的碳酸钙物料对氟离子的摄取。

10.根据权利要求1的组合物，其中所述的处理包括涂敷至少一部分的所述碳酸钙物料。

11.一种组合物，含有口腔可接受的保健介质、适合用作牙磨料的碳酸钙颗粒、适合于对牙齿提供有益的氟离子处理的氟化物，和一种或多种选自脂肪酸和多糖的制剂，其中所述的制剂、所述的碳酸钙颗粒和所述的氟离子有效地相互作用，产生抑制所述氟离子和所述碳酸钙颗粒反应的系统。

12.一种在含有碳酸钙物料的口腔环境中用氟处理牙齿的方法，包括首先用制剂处理碳酸钙物料，以抑制通过所述的碳酸钙物料对氟的摄取。

13.一种组合物，含有口腔可接受的可摄取介质和适合用于所述介质的碳酸钙颗粒，所述的碳酸钙颗粒用多糖或脂肪酸有效地涂敷，其中所述的涂敷有效地增加了所述介质摄取者对所述碳酸钙的可口性感觉。

14.一种牙膏组合物，含有适合于用作牙磨料的碳酸钙颗粒、适合于对牙齿提供有益的氟处理的氟化物，其中所述的碳酸钙颗粒用一种或多种选自脂肪酸和多糖的制剂进行了有效的处理，用于抑制所述氟化物的氟离子和所述碳酸钙颗粒的反应。