DE60132786T2

DE60132786T2 - Kaugummiformulierungen enthaltend verkapseltes aspartam sowie natriumpyrophosphat

Info

Publication number: DE60132786T2
Application number: DE60132786T
Authority: DE
Inventors: William D. Downers Grove SAVAGE; Phillip G. Downers Grove SCHNELL; Rebecca A. Chicago AUMANN; J. Yatka Orland Park ROBERT
Original assignee: WM Wrigley Jr Co
Current assignee: WM Wrigley Jr Co
Priority date: 2000-09-12
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2009-02-05
Anticipated expiration: 2021-09-01
Also published as: CN100433988C; CN1455644A; CA2422014A1; AU2005211664A1; US20020142068A1; EP1317185A4; AU2001288654B2; EP1317185A1; CA2422014C; US6759066B2; DE60132786D1; AU8865401A; WO2002021931A1; ATE385700T1; EP1317185B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Kaugummi. Im engeren Sinn betrifft die vorliegende Erfindung aspartamhaltige Kaugummis.
Natürlich kann man Kaugummi mit einer Vielzahl verschiedener Zutaten herstellen. Einige dieser Zutaten werden verwendet, um dem Kaugummi einen Geschmack oder Süße zu verleihen. Eine der Schwierigkeiten, die bei der Zugabe bestimmter Zutaten zu Kaugummi auftreten, ist ihre Anfälligkeit sich zu zersetzen.
Eine der Zutaten, die seit Kurzem zu Kaugummiformulierungen gegeben werden, sind hochintensive Süßstoffe. Ein solcher hochintensiver Süßstoff ist Aspartam. Aspartam ist ein Süßstoff, der in den Vereinigten Staaten und in vielen anderen Ländern für die Verwendung in Lebensmittelprodukten zugelassen ist. Eine der Schwierigkeiten bei der Verwendung von Aspartam in Kaugummi ist dessen Anfälligkeit sich zu zersetzen: Wird es mit Feuchtigkeit in Kontakt gebracht, zersetzt sich Aspartam.
WO-A-99/27798 offenbart Kaugummiformulierungen, die Natriumhydrogencarbonat und verkapseltes Aspartam enthalten.
WO-A-98/03076 offenbart einen Kaugummi, der einen wasserunlöslichen Anteil, einen oder mehrere Geschmacksstoffe und einen wasserlöslichen Anteil enthält. Der Kaugummi enthält ferner eine empfindliche, aktive Zutat, wie Aspartam, die mit einer ersten Beschich tung aus Polyvinylacetat und einer zweiten Beschichtung aus Zein, die die erste Beschichtung umhüllt, beschichtet ist.
US-A-5,380,530 offenbart mehrere Präparate zur Oralhygiene, umfassend Präparate gegen Plaque und zur Kontrolle von Gingivitis in Form von Kaugummis, wobei der Kaugummi mit einer Plaqueentfernenden Emulsion beschichtet ist, die einen zum Verzehr geeigneten grenzflächenaktiven Stoff und darin emulgiertes Polydimethylsiloxan enthält, und wobei die Beschichtungsemulsion zusätzlich eine Wirksubstanz, wie die Substanz zur Kontrolle von Gingivitis Zinnfluorid enthalten kann. Weitere Zusätze, wie Aspartam, können den Beschichtungsemulsionen hinzugefügt werden, um je nach Wunsch Farbe, Geschmack oder Süße zu erzeugen.
Eine weitere Zutat, die in Kaugummiprodukten verwendet werden kann, ist Natriumpyrophosphat. Natriumpyrophosphat erzeugt einen Kaugummi mit Vorteilen für die Zahngesundheit, wie Vorbeugung der Ablagerung von weichem Zahnstein auf den Zähnen und Aufhellung der Zähne.
Gewöhnlich sind natriumpyrophosphathaltige Kaugummis zuckerfrei. Daher ist es wünschenswert, dass diese Kaugummis Aspartam enthalten können. Wenn Kaugummi jedoch Natriumpyrophosphat enthält, dann besitzt der Kaugummi einen höheren pH-Wert, was dazu führt, dass das Aspartam im Kaugummiprodukt an Stabilität einbüßt. Je höher die Menge des Aspartams, das in der Formulierung verwendet wird, desto geringer ist tatsächlich die Stabilität des Aspartams in der Formulierung. Dies führt zu einem Kaugummiprodukt, in dem sich das Aspartam zersetzt. Obwohl wünschenswert, sind daher solche Kaugummiprodukte mit Natriumpyrophosphat und Aspartam sehr problematisch.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung liefert verbesserte aspartamhaltige Kaugummis und Verfahren zu ihrer Herstellung. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden natriumpyrophosphathaltige Kaugummizusammensetzungen erzeugt, die auch verkapseltes Aspartam enthalten. Man hat herausgefunden, dass durch die Verwendung von verkapseltem Aspartam in Kaugummiformulierungen, die Natriumpyrophosphat enthalten, der Verlust an Aspartam während der Haltbarkeitsdauer der Kaugummis praktisch eliminiert wird.
Zu diesem Zweck liefert die vorliegende Erfindung einen Kaugummi, umfassend eine wasserunlösliche Grundmasse; und einen wasserlöslichen Anteil, der Natriumpyrophosphat und verkapseltes Aspartam enthält.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Kaugummi zu 0,1 bis 10 Gew.-% aus Natriumpyrophosphat. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Kaugummi zu 0,01 bis 1 Gew.-% aus Aspartam.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Aspartam mit mindestens einem Material in Lebensmittelqualität beschichtet, das aus folgender Liste ausgewählt wird: Schellack, Zein, Agar, Alginat, Cellulosederivate, Dextrin, Gelatine, modifizierte Stärke, Gummi arabicum und Maltodextrin.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das verkapselte Aspartam mindestens 20% Beschichtungsstoff.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Feuchtigkeitsgehalt des Kaugummis nicht größer als 2%.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Aspartam durch Agglomeration verkapselt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Aspartam durch Beschichten des Aspartams mit einem Material in Lebensmittelqualität verkapselt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform liefert einen Kaugummi umfassend eine wasserunlösliche Grundmasse und einen wasserlöslichen Anteil, der mindestens 0,1 Gew.-% Natriumpyrophosphat und mindestens 0,01 Gew.-% verkapseltes Aspartam enthält.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liefert ein Verfahren zur Herstellung von aspartam- und natriumpyrophosphathaltigem Kaugummi, umfassend die Schritte des Verkapselns von Aspartam und des Zugebens von verkapseltem Aspartam und von Natriumpyrophosphat zu einer wasserunlöslichen Grundmasse.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden das verkapselte Aspartam und Natriumpyrophosphat mit einem Geschmacksstoff zur wasserunlöslichen Grundmasse gegeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Schritt des Verkapselns des Aspartams durch Beschichten des Aspartams mit einem Material in Lebensmittelqualität.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Schritt des Verkapselns des Aspartams durch Agglomerieren des Aspartams mit einem Bindemittel.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Schritt des Verkapselns des Aspartams mittels eines zweistufigen Verfahrens.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Schritt des Verkapselns des Aspartams mittels eines Verfahrens, bei dem Aspartam auf einer anderen Komponente adsorbiert wird.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass sie eine verbesserte Kaugummiformulierung liefert.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass sie eine verbesserte natriumpyrophosphathaltige Kaugummiformulierung liefert.
Des Weiteren ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass sie eine verbesserte Kaugummiformulierung liefert, die zuckerfrei ist und sowohl Natriumpyrophosphat als auch Aspartam enthält.
Darüber hinaus ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass sie verbesserte Verfahren zur Herstellung von aspartamhaltigen Kaugummiformulierungen liefert.
Zusätzlich ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass sie Kaugummiformulierungen liefert, die sowohl Aspartam als auch Natriumpyrophosphat enthalten, wobei der Verlust an Aspartam während der Haltbarkeitsdauer des Kaugummiprodukts substantiell verringert wird.
Zusätzliche Besonderheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der genauen Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen und durch die Abbildungen beschrieben und verdeutlicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
1 illustriert den Aspartamverlust mit 0% Natriumpyrophosphat in Prozent Aspartam über Zeit in Wochen.
2 illustriert den Aspartamverlust mit 0,50% Natriumpyrophosphat in Prozent Aspartam über Zeit in Wochen.
3 illustriert den Aspartamverlust mit 2% Natriumpyrophosphat in Prozent Aspartam über Zeit in Wochen.
GENAUE BESCHREIBUNG DER GEGENWÄRTIG BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung liefert verbesserte Kaugummiformulierungen und Verfahren zu ihrer Herstellung. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird verkapseltes Aspartam in natriumpyrophosphathaltige Kaugummiformulierungen eingebracht. Es wurde überraschenderweise festgestellt, dass die Verwendung von verkapseltem Aspartam mit Natriumpyrophosphat in Kaugummiprodukten die Denaturierung von Aspartam vermindert.
Obwohl es, wie oben beschrieben, wünschenswert ist, Natriumpyrophosphat zumindest in bestimmten Kaugummiformulierungen zu verwenden, um Vorteile für die Zahngesundheit zu erzielen, wie Aufhellung der Zähne und Vorbeugung der Ablagerung von weichem Zahnstein auf den Zähnen, existieren für die Verwendung solcher Produkte Einschränkungen. In dieser Hinsicht ist es wünschenswert, dass diese Produkte zuckerfrei sind. Man hat jedoch herausgefunden, dass bei einer Verwendung von Aspartam mit Natriumpyrophosphat, das Aspartam instabiler wird und Abbauvorgängen unterworfen ist. Je höher die Menge an Natriumpyrophosphat, die in einer Kaugummiformulierung verwendet wird, desto geringer ist in der Tat die Stabilität des Aspartams in der Formulierung.
Man hat überraschenderweise herausgefunden, dass die Verwendung von verkapseltem Aspartam in einer Kaugummiformulierung, die Natriumpyrophosphat enthält, den Verlust an Aspartam während der Haltbarkeitszeit des Kaugummis praktisch eliminiert. Wie weiter unten genauer ausgeführt wird, scheint die Art der Verkapselung die durch die vorliegende Erfindung erreichten Ergebnisse nicht zu beeinflussen. Daher kann das Aspartam durch die Verwendung von Methoden wie Beschichten, Verkapseln, Agglomerieren, Adsorption oder Extrusion verkapselt werden. Wie auch unten erwähnt wird, besitzt der Kaugummi vorzugsweise einen verminderten Feuchtigkeitsgehalt von vorzugsweise weniger als 2%. Noch besser ist es, wenn der Kaugummi einen verminderten Feuchtigkeitsgehalt von 1% oder weniger besitzt.
Um die Stabilität von Aspartam in natriumpyrophosphathaltigen Kaugummiformulierungen zu erhöhen, wird das Aspartam nach der vorliegenden Erfindung verkapselt. Das Aspartam kann mit einem Verkapselungsmaterial verkapselt, agglomeriert, adsorbiert, eingeschlossen oder extrudiert werden, um es vor Zersetzung zu schützen. Für die Verkapselung von Aspartam kann jede übliche Technik, durch die man partielle oder vollständige Verkapselung erzeugt, verwendet werden. Diese Techniken umfassen Sprühtrocknen, Luft-Sprüh-Trocknung, Wirbelschichtbeschichtung und Koazervation, sind aber nicht darauf beschränkt. Diese Verkapselungstechniken können allein oder in beliebiger Kombination in einem ein- oder mehrstufigen Verfahren angewendet werden.
Die Verkapselungstechniken, die verwendet werden können, können von partieller bis vollständiger Beschichtung unterschiedliche Beschichtungsgrade ergeben, abhängig von dem im Verfahren verwendeten Beschichtungsstoff. Zusätzlich können die Beschichtungsstoffe in unterschiedlichem Maß wasserdurchlässig sein. Im Allgemeinen erzeugen Beschichtungsstoffe mit hoher Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln mit guten Filmbildner-Eigenschaften und geringer Wasserlöslichkeit eine bessere Verkapselung von Aspartam. Solche Beschichtungsstoffe umfassen Acrylpolymere und Acrylcopolymere, Carboxyvinylpolymere, Polyamide, Polystyrole, Polyvinylacetat, Polyvinylacetatphthalat, Polyvinylpyrrolidon und Wachse.
Obwohl alle der oben genannten Materialien für die Verkapselung von Aspartam in Betracht kommen, sollten nur Materialien in Lebensmittelqualität verwendet werden. Zwei gebräuchliche Beschichtungsstoffe in Lebensmittelqualität, die gute Filmbildner, aber nicht wasserlöslich sind, sind Schellack und Zein. Andere, die besser wasserlöslich, aber auch gute Filmbildner sind, sind Materialien wie Agar, Alginate, ein breites Spektrum an Cellulosederivaten, wie Ethylcellulose und Hydroxypropylmethylcellulose, Dextrin, Gelatine und modifizierte Stärken. Andere Verkapselungsstoffe wie Gummi arabicum oder Maltodextrin können ebenso für das Verkapseln von Aspartam verwendet werden.
Im Allgemeinen gilt, je höher der Beschichtungsgrad und je niedriger die Menge an Aspartam, desto höher die Stabilität des Aspartams. Um die gewünschte Verkapselung zu erhalten, sollte das Verkapselungsmaterial vorzugsweise mindestens 20% des beschichteten Produkts darstellen. Das Verkapselungsmaterial sollte besser mindestens 30% und am Besten mindestens 40% des beschichteten Produkts darstellen. Je nach Art des Beschichtungsstoffes, benötigt man eine größere oder eine geringere Menge an Beschichtungsstoff, um die erwünschte Verkapselung zu erzielen.
Ein weiteres Verfahren zur partiellen Verkapselung ist das Agglomerieren mit einem Bindemittel, das das Aspartam teilweise umhüllt. Dieses Verfahren umfasst den Schritt des Vermischens des Aspartams und des Bindemittels mit einer geringen Menge Wasser oder Lösemittel. Das Gemisch wird so hergestellt, dass einzelne feuchte Partikel miteinander in Kontakt treten können, damit eine partielle Beschichtung aufgetragen werden kann. Nachdem das Wasser oder das Lösungsmittel entfernt worden ist, wird das Gemisch gemahlen und als gepulvertes, beschichtetes und verkapseltes Aspartam verwendet.
Die Materialien, die als Bindemittel eingesetzt werden können, sind die gleichen, wie die für die zuvor erwähnte Verkapselung verwendeten. Nachdem die Beschichtung jedoch nur eine partielle Verkapselung ist, sind manche Bindemittel effektiver als andere. Einige der besseren Bindemittel sind organische Polymere wie Acrylpolymere und Acrylcopolymere, Polyvinylacetat, Polyvinylpyrrolidon, Wachse, Schellack und Zein. Andere Bindemittel können weniger effektiv als die Polymere, Wachse, Schellack und Zein sein. Diese anderen Bindemittel umfassen Agar, Alginate, ein breites Spektrum an Cellulosederivaten, Dextrin, Gelatine, modifizierte Stärken und pflanzliche Gummis wie Guarkernmehl, Johannisbrotkernmehl und Carrageen.
Auch wenn das agglomerierte Aspartam nur partiell beschichtet ist, erhält man durch Erhöhung der Menge an Beschichtungsstoff relativ zur Menge an Aspartam eine verbesserte Stabilität des Aspartams. Der für das agglomerierte Produkt verwendete Beschichtungsgrad sollte 5% betragen. Vorzugsweise sollte der Beschichtungsgrad mindestens 15%, besser ungefähr 20% betragen.
Aspartam kann in einem zwei- oder mehrstufigen Verfahren beschichtet werden. Aspartam kann mit einem beliebigen der zuvor beschriebenen Materialien verkapselt werden; danach kann das verkapselte Material agglomeriert werden, wie es zuvor beschrieben wurde, um ein verkapseltes/agglomeriertes Produkt zu erhalten, das in Kaugummi zur Erhöhung der Stabilität verwendet werden kann.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das Aspartam an einer weiteren Komponente, die oft als Träger bezeichnet wird und die porös ist, adsorbiert werden und dadurch in der Matrix der porösen Komponente eingeschlossen werden. Materialien, die für eine Adsorption von Aspartam eingesetzt werden können umfassen Kieselgel, Silicate, Pharmasorb-Tonerden, schwammartige Kügelchen oder Mikrokügelchen, amorphe Carbonate und Hydroxide umfassend Aluminium- und Calciumlaugen, pflanzliche Gummis und andere sprühgetrocknete Materialen.
Je nach Typ des Adsorbtionsmittels und der Art seiner Herstellung, variiert die Menge an Aspartam, mit der das Adsorbtionsmittel beladen werden kann. Im Allgemeinen können an Materialien wie Polymere oder schwammartige Kügelchen oder Mikrokügelchen, amorphe Zucker und Alditole und amorphe Carbonate und Hydroxide 10 bis 40 Gew.-% bezogen auf das Adsorbtionsmittel adsorbiert werden. An anderen Materialien wie Kieselgele und Pharmasorb Tonerden können 20 bis 80 Gew.-% des Adsorbtionsmittels adsorbiert werden.
Das allgemeine Verfahren zur Adsorption von Aspartam auf dem Adsorbtionsmittel lautet wie folgt: Ein Adsorbtionsmittel, so wie amorph geschmolzenes Siliciumdioxid („fused silica") wird in einem Pulvermischer vermischt und eine Aspartamlösung wird auf das Pulver gesprüht, während das Vermischen noch andauert. Die wässrige Lösung kann 5 bis 10% Aspartam enthalten; höhere Anteile können eingesetzt werden, wenn Temperaturen bis 90°C angewandt werden. Im Allgemeinen ist Wasser das Lösungsmittel, es könnten aber auch andere Lösungsmittel, die für eine Verwendung in Lebensmitteln zugelassen sind, wie Alkohol, verwendet werden. Während das Puder vermengt wird, wird die Flüssigkeit auf das Puder gesprüht. Das Sprühen wird beendet, bevor das Gemisch feucht wird. Das noch fließfähige Puder wird aus dem Mischer entfernt und getrocknet, um das Wasser oder das andere Lösungsmittel zu entfernen, und dann zu einer bestimmten Partikelgröße gemahlen.
Nachdem das Aspartam auf einem Adsorbtionsmittel adsorbiert oder fixiert ist, kann das Fixierungsmittel/Aspartam durch Verkapselung beschichtet werden. Entweder volle oder partielle Verkapselung kann angewandt werden, abhängig von dem im Verfahren verwendeten Beschichtungsstoff. Volle Verkapselung kann durch Beschichten mit einem Polymer mittels Sprühtrocknung, Luft-Sprüh-Kühlung, Wirbelschichtbeschichtung, Extrusion, Koazervation oder ein beliebiges anderes übliches Verfahren erreicht werden. Eine partielle Verkapselung oder Beschichtung kann durch Agglomeration unter Verwendung eines der oben erwähnten Materialien erhalten werden.
Somit sind die vier Verfahren, die verwendet werden können, um stabilisiertes Aspartam zu erhalten: (1) Verkapselung durch Sprühtrocknung, Luft-Sprüh-Trocknung, Wirbelschichtbeschichtung, Luft-Sprüh-Trocknung und Koazervation, um volle oder partielle Verkapselung zu erhalten; (2) Agglomeration, um partielle Verkapselung zu erhalten; (3) Fixierung oder Adsorption, die auch partielle Verkapselung ergeben und (4) Einschließen durch Extrusion. Diese vier Methoden können auf beliebige Weise miteinander kombiniert werden.
Der Anteil an Natriumpyrophosphat in der Kaugummiformulierung kann 0,1 bis 10% betragen, damit ein positiver Effekt auf die Zähne erzielt wird; Anteile, die auf die Zähne wirksam sind, werden sogar bei Anteilen von 0,15 bis 0,25% erreicht. Die Menge an Aspartam in der Kaugummiformulierung kann von 0,01 bis 6,0% variieren, vorteilhaft wird eine angemessene Süße bei 0,1 bis 1,0% erzielt, geringere Anteile können in einer Kaugummiformulierung mit Zucker eingesetzt werden.
Im Allgemeinen wird Aspartam in Kaugummiformulierungen mit einem geringen Feuchtigkeitsgehalt verwendet. Diese Formulierungen weisen eine stark erhöhte Stabilität des Aspartams verglichen mit Formulierungen mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt auf. Wird Natriumpyrophosphat zu Kaugummi gegeben, vermindert sich die Stabilität des Aspartams selbst bei Formulierungen mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt signifikant. Es ist vorherzusehen, dass in natriumpyrophosphathaltigen Formulierungen mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt Aspartam noch weniger stabil ist. Feuchtigkeitsarme Kaugummiformulierungen mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 2% oder weniger jedoch erzielen eine maximale Stabilität für Aspartam.
Der Kaugummi, dem die vorliegende Erfindung zugrunde liegt, kann beliebig aus einer Vielzahl verschiedener Kaugummis gewählt werden.
Kaugummi besteht im Allgemeinen aus einer wasserunlöslichen Kaugummigrundmasse, einem wasserlöslichen Anteil und Geschmacksstoffen. Der wasserlösliche Anteil löst sich zusammen mit einem Teil des Geschmackstoffes in einem Zeitraum während des Kauens. Der wasserunlösliche Anteil verbleibt während des Kauens im Mund.
Die wasserunlösliche Kaugummigrundmasse enthält im Allgemeinen Elastomere, Harze, Fette und Öle, Erweichungsmittel und anorganische Füllstoffe. Die Kaugummigrundmasse muss nicht, aber kann Wachs enthalten. Die unlösliche Kaugummigrundmasse kann 5 bis 95 Gew.-%, üblicherweise 10 bis 50 Gew.-% und in einigen bevorzugten Ausführungsformen 20 bis 35 Gew.-% des Kaugummis bilden.
In einer Ausführungsform enthält die Kaugummigrundlage der vorliegenden Erfindung 20 bis 60 Gew.-% synthetisches Elastomer, 0 bis 30 Gew.-% natürliches Elastomer, 5 bis 55 Gew.-% Elasomerfüllstoff, 4 bis 35 Gew.-% Elastomerweichmacher, 5 bis 35 Gew.-% Füllstoff und wahlweise geringe Mengen (ungefähr ein Prozent oder weniger) verschiedener Zutaten wie Farbstoffe, Antioxidationsmittel etc.
Synthetische Elastomere umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Polyisobutylen mit einer mittels GPC? bestimmten mittleren Molmasse von 10 000 bis 95 000, Isobutylen-Isopren-Copolymer (Butylelastomer), Styrol-Butadien-Copolymere mit Styrol-Butadien-Verhältnissen von 1:3 bis 3:1, Polyvinylacetat mit einer mittels GPC bestimmten mittleren Molmasse von 2 000 bis 90 000, Polyisopren, Polyethylen, Vinylacetat-Vinyllaurat-Copolymer mit einem Gehalt an Vinyllaurat von 5 bis 50 Gew.-% des Copolymers und deren Kombinationen.
Bevorzugte Bereiche sind für Polyisobutylen 50 000 bis 80 000 GPC mittlere Molmasse, für Styrol-Butadien mit 1:1 bis 1:3 gebundenes Styrol-Butadien, für Polyvinylacetat 10 000 bis 65 000 durch GPC bestimmte mittlere Molmasse, wobei die Polyvinylacetate mit höherer Molmasse typischerweise in Kaugummigrundmassen verwendet werden und für Vinylacetat-Vinyllaurat ein Gehalt an Vinyllaurat von 10–45 Prozent eingesetzt wird.
Natürliche Elastomere umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Naturkautschuke wie geräucherten oder flüssigen Latex und Guayule genauso wie natürliche Gummis wie Jelutong, Leche di Caspi, Perillo, Sorva, Massaranduba Balata, Massaranduba Schokolade, Nispero, Rosindinha, Chicle, Gutta Hang Kang und Kombinationen davon. Die bevorzugten Konzentrationen an synthetischem Elastomer und natürlichem Elastomer variieren in Abhängigkeit davon, ob der Kaugummi, in dem die Grundmasse verwendet wird, haftend oder konventionell, Bubble Gum oder normaler Kaugummi ist, so wie unten erläutert wird. Bevorzugte natürliche Elastomere umfassen Jelutong, Chicle, Sorva und Massaranduba Balata.
Elastomerweichmacher umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, natürliche Kolophoniumester wie Glycerinester von teilweise hydriertem Kolophonium, Glycerinester von polymerisiertem Kolophonium, Glycerinester von teilweise dimerisiertem Kolophonium, Glycerinester von Kolophonium, Pentaerythritolester von teilweise hydriertem Kolophonium, Methylester und teilweise hydrierte Methylester von Kolophonium, Pentaerythritolester von Kolophonium, synthetische Elastomerweichmacher wie von α-Pinen, β-Pinen und/oder D-Limonen abgeleitete Terpenharze und jede passende Kombination der eben aufgeführten. Die bevorzugten Elastomerweichmacher variieren ebenso abhängig von der genauen Anwendung und der Art des verwendeten Elastomers.
Füllstoffe/Texturiermittel umfassen Magnesium- und Calciumcarbonat, gemahlenen Kalkstein, Silicate, wie Magnesium- und Aluminiumsilicat, Ton, Aluminiumoxid, Talk, Titandioxid, Mono-, Di- und Tricalciumphosphat, Cellulosepolymere, wie Holzcellulose und Kombinationen davon.
Weichmacher/Emulgatoren können umfassen Talg, hydrierten Talg, hydrierte und teilweise hydrierte Pflanzenöle, Kakaobutter, Glycerylmonostearat, Glyceryltriacetat, Lecithin, Mono-, Di- und Triglyceride, acetylierte Monoglyceride, Fettsäuren (zum Beispiel Stearin-, Palmin-, Öl- und Linolsäure) und Kombinationen davon. Farbstoffe und Bleichmittel können umfassen FD&C-artige Farbstoffe und Lacke, Frucht- und Gemüseextrakte, Titandioxid und Kombinationen daraus.
Die Grundmasse kann, aber muss nicht Wachs enthalten. Ein Beispiel für eine wachsfreie Kaugummigrundmasse wird im U.S.-Patent Nr. 5,286,500 offenbart.
Zusätzlich zu einem wasserunlöslichen Anteil an Kaugummigrundmasse enthält ein typischer Kaugummi einen wasserlöslichen Hauptanteil und einen oder mehrere Geschmacksstoffe. Der wasserlösliche Anteil kann Füllsüßstoffe, hochintensive Süßstoffe, Geschmacksstoffe, Weichmacher, Emulgatoren, Farbstoffe, Säuerungsmittel, Füllstoffe, Antioxidationsmittel und andere Bestandteile enthalten, die erwünschte Eigenschaften verleihen.
Weichmacher werden zum Kaugummi gegeben, um die Kaubarkeit und das Mundgefühl des Kaugummis zu optimieren. Weichmacher, die auch Plastifizierer und Plastifiziermittel genannt werden, bilden im Allgemeinen 0,5 bis 15 Gew.-% des Kaugummis. Die Weichmacher können Glycerin, Lecithin und Kombinationen daraus enthalten. Wässrige Süßstofflösungen wie jene, die Sorbitol, hydriertes Stärkehydrolysat, Maissirup und Kombinationen daraus enthalten, können in Kaugummis auch als Weichmacher und Bindemittel verwendet werden.
Füllsüßstoffe umfassen sowohl Zucker als auch zuckerfreie Bestandteile. Füllsüßstoffe bilden typischerweise 5 bis 95 Gew.-% des Kaugummis, noch typischer 20 bis 80 Gew.-% und meistens 30 bis 60 Gew.-% des Kaugummis.
Zucker-Süßstoffe umfassen allgemein saccharidhaltige Bestandteile, die dem Fachmann allgemein bekannt sind, umfassend, ohne darauf beschränkt zu sein, Saccharose, Dextrose, Maltose, Dextrin, getrockneter Invertzucker, Fructose, Lävulose, Galactose, verfestigtes Maissirup und so weiter, allein oder kombiniert.
Zuckerfreie Süßstoffe umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Zuckeralkohole, wie Sorbitol, Mannitol, Xylitol, hydrierte Stärkehydrolysate, Maltitol und dergleichen, allein oder kombiniert.
Zusätzlich zu Aspartam können auch andere hochintensive künstliche Süßstoffe verwendet werden. Bevorzugte Süßstoffe umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Sucralose, Acesulfamsalze, Alitame, Saccharin und seine Salze, Cyclamsäure und seine Salze, Glycyrrhizin, Dihydrochalkone, Thaumatin, Monellin und so weiter, allein oder in Kombination.
Kombinationen von Zucker und/oder zuckerfreien Süßstoffen können in Kaugummi verwendet werden. Zusätzlich kann der Weichmacher noch zusätzliche Süße beitragen, wie eine wässrige Zucker- oder Alditollösung.
Geschmacksstoffe sollten im Kaugummi allgemein in einem Anteil von 0,1–15 Gew.-% des Kaugummis, vorzugsweise 0,2–5 Gew.-% des Kaugummis, am Besten 0,2–3 Gew.-% des Kaugummis vorhanden sein. Geschmacksstoffe können etherische Öle, synthetische Geschmacksstoffe oder Mischungen davon enthalten, einschließlich, und ohne darauf beschränkt zu sein, Öl hergestellt aus Pflanzen und Früchten, wie zum Beispiel Citrusöle, Fruchtessenzen, Pfefferminzöl, Öl aus Grüner Minze („spearmint"), andere Minzöle, Nelkenöl, Öl aus Wintergrün, Anis, Menthol und dergleichen. Auch künstliche Geschmacksstoffe und Geschmackskomponenten können als Geschmackszutat für die Erfindung verwendet werden. Natürliche und künstliche Geschmacksstoffe können zu jeder geschmacklich akzeptierbaren Mischung kombiniert werden.
Optionale Zutaten, wie zum Beispiel Farbstoffe, Emulgatoren, pharmazeutische Erzeugnisse und zusätzliche Geschmacksstoffe können dem Kaugummi der vorliegenden Erfindung beigefügt werden.
Kaugummi wird im Allgemeinen durch sequentielle Zugabe der verschiedenen Zutaten des Kaugummis in einen kommerziell erhätlichen, dem Stand der Technik entsprechenden Mischer hergestellt.
Nachdem die Zutaten gründlich durchmischt sind, wird die Kaugummimasse aus dem Mischer gegossen und in die gewünschte Form gebracht, wie zum Beispiel durch Ausrollen zu einem flachen Teig, Ritzen und Schneiden zu Stücken. Gewöhnlich werden die Inhaltsstoffe dadurch gemischt, dass man zuerst die Kaugummigrundmasse schmilzt und sie dann in den laufenden Mischer gibt. Alternativ dazu kann die Kaugummigrundmasse im Mischer geschmolzen werden. Farbstoffe und Emulgatoren können zu diesem Zeitpunkt beigemengt werden.
Als nächstes kann ein Erweichungsmittel wie Glycerin zusammen mit Sirup und einem Teil des Hauptteils zugegeben werden. Dann können weitere Teile Hauptteils zum Mischer gegeben werden. Geschmacksstoffe werden üblicherweise mit dem letzten Teil des Hauptteils beigemengt. Das gesamte Mischverfahren dauert normalerweise fünf bis fünfzehn Minuten, wobei aber gelegentlich längere Mischzeiten erforderlich sind.
Der Fachmann weiß natürlich, dass viele Variationen des oben beschriebenen Verfahrens durchgeführt werden können. Wieder ist die Verwendung eines Mischer-Extruders zur kontinuierlichen Prozessführung eine besonders in Betracht gezogene Ausführungsform. Bei einem solchen Verfahren werden die Zutaten kontinuierlich an mehreren Punkten über die Länge des Extruders hinweg zugegeben, während homogen vermischter Kaugummi kontinuierlich das Ausgussende des Extruders verlässt.
Als Beispiele, nicht als Einschränkungen, folgen Beispiele für gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Kaugummis:
Beispiel 1
Zur Herstellung eines agglomerierten Aspartamproduktes, hergestellt aus Aspartam und Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) wurden zu nächst 2500 Gramm Aspartam und 440 Gramm HPMC in einem Hobart-Mischer durchmischt. Dann wurden ungefähr über eine Stunde hinweg 1520 Gramm Wasser langsam zugegeben, bis das Gemisch leicht feucht war. Das Material wurde darauf entfernt und über Nacht (16 Stunden) bei 76,7°C (170°F) getrocknet und gemahlen. Dies lieferte ein agglomeriertes Produkt mit 85% aktivem Aspartam.
Beispiel 2
Ein extrudiertes Aspartamprodukt, hergestellt aus Aspartam und Polyvinylacetat mit mittlerer Molmasse wurde durch Extrusion hergestellt. Gemahlenes Aspartam (200 Gramm) und gemahlenes PVAC (800 Gramm) wurden trocken vermengt. Dazu wurden 3 Gramm Magnesiumstearat gegeben um das Haften am Geräteeingang zu vermindern. Das Gemisch wurde dann zu einem Strang oder einem Band extrudiert und abgekühlt. Nach dem Abkühlen wurde das Produkt gemahlen, worauf ein extrudiertes Produkt mit 20% aktivem Aspartam erhalten wurde.

Die beiden obigen Materialien (Bsp. 1 und 2) wurden in den folgenden Kaugummiformulierungen getestet:

	Bsp. 3	Bsp. 4	Bsp. 5	Bsp. 6
Base	25,20	25,20	25,20	25,20
Sorbitol	51,79	51,69	50,19	51,29
Mannitol	4,25	4,25	4,25	4,25
coverdampftes Lycasin/Glycerin	8,50	8,50	8,50	8,50
Glycerin	8,50	8,50	8,50	8,50
Pfefferminzgeschmack	1,20	1,20	1,20	1,20
Natriumpyrophosphat	-	-	-	0,50
Lecithin	0,16	0,16	0,16	0,16
freies Aspartam	0,40	-	-	0,40
Beispiel 1	-	0,50	-	-
Beispiel 2	-	-	2,00	-

	Bsp. 7	Bsp. 8	Bsp. 9	Bsp. 10	Bsp. 11
Base	25,20	25,20	25,20	25,20	25,20
Sorbitol	51,19	49,69	49,79	49,69	47,19
Mannitol	4,25	4,25	4,25	4,25	4,25
coverdampftes Lycasin/Glycerin	8,50	8,50	8,50	8,50	8,50
Glycerin	8,50	8,50	8,50	8,50	8,50
Pfefferminzgeschmack	1,20	1,20	1,20	1,20	1,20
Natriumpyrophosphat	0,50	0,50	2,00	2,00	2,00
Lecithin	0,16	0,16	0,16	0,16	1,00
freies Aspartam	-	-	0,40	-	0,16
Beispiel 1	0,50	-	-	0,50	-
Beispiel 2	-	2,00	-	-	2,00

	Bsp. 12	Bsp. 13	Bsp. 14
Base	31.00	30,00	32,00
Sorbitol	57,75	56,75	58,00
Mannitol	7,00	7,00	2,50
Xylitol	-	-	2,50
Pfefferminzgeschmack	1,70	1,70	1,50
Acesulfam K	1,00	1,00	-
Natriumpyrophosphat	0,50	2,00	1,00
Lecithin	0,55	0,55	0,50
Beispiel 1	0,50	-	-
Beispiel 2	-	1,00	2,00

Kaugummiproben wurden zu viereckigen Stücken geschnitten, in Beutel verpackt und bei 37,8°C (100°F) 0, 2, 4 oder 6, 8 und 10 Wochen gelagert. Nach der Entnahme wurde der prozentuale Aspartamgehalt der Proben bestimmt. Die Ergebnisse sind in den Abbildungen A, B und C graphisch dargestellt.
In Abbildung A, wobei 0% Natriumpyrophosphat verwendet wurden, verloren die Proben eine geringe Menge Aspartam, wobei das verkapselte Aspartam geringfügig stabiler war als die Proben mit freiem Aspartam. In Abbildung B, wobei 0,50% Natriumpyrophosphat verwendet wurden, wurde ein signifikanter Verlust von freiem Aspartam verzeichnet, wobei jedoch beide Kaugummiproben, die mit verkapsel tem Aspartam hergestellt wurden, eine gute Stabilität zeigten. Auch in Abbildung C, wobei 2% Natriumpyrophosphat verwendet wurden, gab es einen signifikanten Verlust von freiem Aspartam, wobei jedoch die Kaugummiproben, die mit verkapseltem Aspartam hergestellt wurden, eine gute Stabilität zeigten.
Wie gezeigt, war also die Stabilität des Aspartams umso geringer, je höher der Gehalt an Natriumpyrophosphat war. Die Verkapselung von Aspartam verbesserte jedoch die Stabilität gegenüber Natriumpyrophosphat.
Es ist offensichtlich, dass für den Fachmann viele Veränderungen und Abwandlungen der hier beschriebenen gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen nahe liegen. Derartige Veränderungen und Variationen können vorgenommen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen oder über ihren Bereich hinauszugehen, und ohne ihre zugehörigen Vorteile abzuschwächen. Derartige Änderungen und Variationen werden daher von den anhängigen Ansprüchen abgedeckt.

Claims

Kaugummi, umfassend: eine wasserunlösliche Grundmasse; und einen wasserlöslichen Anteil, der Natriumpyrophosphat und verkapseltes Aspartam enthält.
Kaugummi nach Anspruch 1, wobei der Kaugummi zu 0,1 bis 10 Gew.-% aus Natriumpyrophosphat besteht.
Kaugummi nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kaugummi zu 0,01 bis 1 Gew.-% aus Aspartam besteht.
Kaugummi nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Aspartam mit mindestens einem Material in Lebensmittelqualität beschichtet ist, das aus folgender Liste ausgewählt wird: Schellack, Zein, Agar, Alginat, Cellulosederivate, Dextrin, Gelatine, modifizierte Stärke, Gummi arabicum und Maltodextrin.
Kaugummi nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das verkapselte Aspartam mindestens 20% Beschichtungsstoff enthält.
Kaugummi nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Feuchtigkeitsgehalt des Kaugummis nicht größer als 2% ist.
Kaugummi nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aspartam durch Agglomeration verkapselt wird.
Kaugummi nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aspartam durch Beschichten des Aspartams mit einem Material in Lebensmittelqualität verkapselt wird.
Kaugummi nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wasserlösliche Anteil mindestens 0,1 Gew.-% Natriumpyrophosphat und mindestens 0,01 Gew.-% verkapseltes Aspartam enthält.
Verfahren zur Herstellung von aspartamhaltigem Kaugummi, umfassend die Schritte: Verkapseln von Aspartam; und Zugeben des verkapselten Aspartams und von Natriumpyrophosphat zu einer wasserunlöslichen Grundmasse.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das verkapselte Aspartam und Natriumpyrophosphat mit einem Geschmacksstoff zur wasserunlöslichen Grundmasse gegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 umfassend den Schritt des Verkapselns des Aspartams durch Beschichten des Aspartams mit einem Material in Lebensmittelqualität.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12 umfassend den Schritt des Verkapselns des Aspartams durch Agglomerieren des Aspartams mit einem Bindemittel.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12 umfassend den Schritt des Verkapselns des Aspartams mittels eines zweistufigen Verfahrens.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12 umfassend den Schritt des Verkapselns des Aspartams mittels eines Verfahrens, bei dem Aspartam auf einer anderen Komponente adsorbiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Aspartam durch Beschichten des Aspartams mit einem Material in Lebensmittelqualität verkapselt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei der Feuchtigkeitsgehalt des Kaugummis nicht größer als 2% ist.