ES2946903T3 - Bases de gomas de fuentes renovables - Google Patents
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Abstract
Una base de goma que, cuando se formula en una goma de mascar, proporciona una composición de base de goma hecha con elastómeros sintéticos y elastómeros plastificantes obtenidos de recursos "verdes" o renovables y sostenibles. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Bases de gomas de fuentes renovables
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a bases de gomas y a gomas de mascar. Más específicamente, esta invención se refiere a bases de gomas de mascar mejoradas y a gomas de mascar que contienen ingredientes preparados exclusivamente a partir de fuentes renovables.
Las composiciones de gomas de mascar de precursoras a actuales se desarrollaron en el siglo XIX. La versión de hoy en día es disfrutada diariamente por millones de personas en todo el mundo. La goma de mascar consiste generalmente en una base de goma insoluble en agua y una porción hidrosoluble junto con sabores. Las porciones hidrosolubles y los sabores se disipan durante la masticación y la base de goma se conserva en la boca durante toda la masticación.
La base de goma insoluble comprende generalmente elastómeros, resinas, grasas y aceites, suavizantes y cargas inorgánicas. Las primeras bases de gomas de mascar utilizaban a menudo látices de caucho natural tal como el chicle como elastómero. Las bases de gomas modernas contienen comúnmente elastómeros sintéticos, tales como poliisobutileno, copolímeros de isobutileno-isopreno, copolímeros de estireno-butadieno convencionales, poliisopreno y combinaciones de los mismos. Estos elastómeros sintéticos son polímeros hidrocarbonados derivados del petróleo u otras materias primas fósiles extraídas de la tierra y, por lo tanto, tienen un suministro limitado. Estos suministros no son renovables ni indefinidamente sostenibles.
Las bases de gomas convencionales utilizadas en los productos de goma de mascar comerciales se comportan como líquidos viscosos que proporcionan características de fluidez y elasticidad que contribuyen a sus deseables propiedades de masticación. Las bases de gomas convencionales también pueden incluir plastificantes elastoméricos. Plastificantes elastoméricos de este tipo pueden incluir ésteres de colofonia, así como otros plastificantes elastoméricos. Las bases de gomas también pueden incluir resinas plásticas, tales como copolímeros de poli(acetato de vinilo), polietileno y acetato de vinilo-laurato de vinilo. Si bien algunos de los ingredientes brutos para estos componentes pueden provenir de fuentes renovables, tales como productos agrícolas, muchos se derivan parcial o totalmente del petróleo. (Para los fines de esta invención, se entenderá que el término 'petróleo' incluye todas las fuentes de carbono fósiles tales como petróleo, gas y carbón y puede entenderse esencialmente como lo opuesto a 'fuentes renovables').
Adicionalmente, la base de goma puede incluir cargas/texturizadores y suavizantes/emulsionantes. Se añaden suavizantes a la goma de mascar para optimizar la masticabilidad y la sensación en la boca de la goma. Suavizantes/emulsionantes que se utilizan típicamente incluyen ceras, aceites vegetales hidrogenados y parcialmente hidrogenados, manteca de cacao, monoestearato de glicerol, triacetato de glicerol, lecitina y combinaciones de los mismos. Los aceites y grasas vegetales se derivan comúnmente de fuentes renovables, pero muchas ceras se basan en el petróleo. Sin embargo, las ceras naturales, tales como la cera de abeja y la carnauba se obtienen de fuentes renovables.
Además de una porción de base de goma insoluble en agua, una composición típica de goma de mascar incluye una porción soluble en agua y uno o más agentes aromatizantes. La porción hidrosoluble puede incluir edulcorantes a granel, edulcorantes de alta intensidad, agentes aromatizantes, suavizantes, emulsionantes, colorantes, acidulantes, cargas, antioxidantes y otros componentes que proporcionan atributos deseables.
Muchos de los componentes de la base de goma sintética convencionales se derivan del petróleo y de los productos derivados del petróleo, tales como el caucho de estireno-butadieno, poliisobutileno, copolímero de isobutileno-isopreno y poliisopreno. Con el suministro limitado de petróleo y productos derivados del petróleo de la Tierra, existe la necesidad de obtener elastómeros sintéticos y otros polímeros de goma de mascar a partir de bio-fuentes renovables y sostenibles.
Por lo tanto, existe la necesidad de una base de goma y una goma de mascar que la contenga que exhiba las características deseadas para la aceptabilidad del consumidor, al tiempo que se produce una base de goma de mascar y una goma de mascar obtenida a partir de ingredientes de fuentes sostenibles y renovables.
El documento WO 99/39588 proporciona una base de goma de mascar y la goma de mascar resultante que es respetuosa con el medio ambiente. Bases de goma respetuosas con el medio ambiente incluyen polihidroxialcanoatos.
El documento GB 2448158 proporciona una base de goma de mascar hecha de cera de abejas y colofonia de pino.
El documento WO 2012/075216 proporciona formulaciones para bases de goma de mascar y gomas de mascar que contienen polifarnesano.
El documento US 5417988 proporciona bases de goma de mascar que comprenden componentes elastoméricos y/o resinosos naturales y/o sintéticos, caracterizadas por la presencia de al menos un 15 % en peso de la base total de una composición de triglicéridos que muestra un índice de grasas sólidas (no estabilizado, RMN pulsada) a 35 °C de al menos 40 °C, mientras que los triglicéridos comprenden 40-100 % en peso de ácidos grasos (C16 + C18) saturados, 0-60 % en peso de ácidos grasos C181 (tanto cis como trans) a al menos 30 % en peso (C12 + C14 + C16) de ácidos grasos saturados y 0-40 % en peso de ácidos grasos (C12 + C14) saturados.
El documento WO 2012/122459 describe bases de goma de mascar y gomas de mascar que contienen copolímeros multi-bloque aceptables para alimentos que tienen al menos dos secuencias repetitivas de dos o más bloques de polímero que tienen al menos tres unidades monoméricas cada uno.
El documento US 2011/0196071 proporciona una composición elastomérica que contiene al menos 5 % y a lo sumo 70 % en peso de un éster de un material amiláceo, que tiene un grado de sustitución (DS, por sus siglas en inglés) de ésteres entre 1,0 y 3,0; al menos 5 % y a lo sumo 40 % en peso de un plastificante de este éster de material amiláceo, siendo dicho plastificante preferentemente distinto del agua y al menos 25 % en peso y a lo sumo 90 % en peso de un polímero distinto del almidón elegido de polímeros elastoméricos, siendo estos porcentajes relativos al peso total de la composición.
El documento WO 2012/006218 proporciona una goma de mascar que comprende una porción hidrosoluble y una porción insoluble en agua. La porción insoluble en agua contiene una base de matriz de gelatina gelificada reticulada y la porción hidrosoluble contiene un agente conferidor de consistencia hecho de manitol o eritritol o combinaciones de los mismos.
El documento US 2013/0136822 describe una base de goma que contiene un elastómero que es una fracción de proteína extraída de la soja y un método para preparar el elastómero.
El documento WO 2012/040859 proporciona un polímero de poliisobuteno que comprende unidades de isobuteno derivadas de una fuente de hidrocarburos renovable y que tiene un contenido total de base biológica mayor que 0 %.
El documento US 2007/104829 proporciona una base de goma que incluye a) un polímero que incluye unidades hidrolizables y/o una sal de un polímero que incluye unidades hidrolizables y b) un elastómero.
El documento WO 2008/145120 proporciona una composición de goma de mascar medioambiental que comprende al menos un polímero base de goma biodegradable, al menos un edulcorante y al menos un sabor, teniendo dicha composición una baja pegajosidad efectuada por una pluralidad de cadenas laterales unidas a la cadena principal de al menos un polímero base de goma.
El documento US 2006/0240144 proporciona bases de goma biodegradables de componentes poliméricos naturales y/o sintéticos con hidrofilia modulada, propiedades adhesivas, conformidad y elasticidad.
El documento US 3883666 proporciona una goma de mascar en la que la base de la goma está hecha de derivados de almidón, más específicamente, acetato de hidroxipropil almidón.
El documento WO 02/076228 proporciona una base de goma que comprende un copolímero de poliéster obtenible mediante la polimerización de ésteres cíclicos y en donde el copolímero tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) en el intervalo de 20 a 38 °C.
El documento WO 2008/068641 proporciona una familia de oligómeros y polímeros diseñados para uso en goma de mascar degradable. Los polímeros y oligómeros poseen las características de masticación y la textura que tradicionalmente se desea en una goma de mascar, al tiempo que simultáneamente proporcionan materiales que, cuando se exponen a condiciones medioambientales, se descomponen en moléculas no tóxicas fácilmente asimilables por la naturaleza.
El documento WO 2009/007767 proporciona una composición de goma de mascar comprimible que comprende i) gránulos de goma de mascar que contienen base de goma y ii) partículas de uno o más sistemas de suministro de encapsulación que comprenden al menos un material de encapsulación y al menos un ingrediente activo encapsulado por el material de encapsulación, en donde el material de encapsulación comprende al menos una resina natural.
El documento WO 00/19837 proporciona una base de goma que es biodegradable, que está formulada con poli(ácido D,L-láctido) y poli(ácido D,L-láctido-ácido co-glicólico).
Journal of Food Science, Vol. 70, N° 7, 2005, páginas 475-481 describe bases de goma natural que comprenden zeína de maíz como alternativa a una base de goma sintética.
Journal of the Food Hygienic Society of Japan, Vol. 47, N° 2, páginas 76-79 proporciona una resina de sandarac como base de goma natural.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
La presente invención está definida por las reivindicaciones adjuntas. Una base de goma contiene polímeros derivados exclusivamente de recursos renovables y sostenibles y gomas de mascar hechas a partir de ellos.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Durante el siglo pasado, el petróleo bruto y el petróleo se extrajeron de los recursos de la Tierra a un ritmo creciente. Aunque constantemente se encuentran nuevos suministros de aceite y petróleo, todavía hay un suministro limitado de estos recursos. Estos recursos no son renovables ni sostenibles en el futuro. Además, el proceso de extracción y transporte de petróleo y otras materias primas fósiles puede provocar daños medioambientales que van desde emisiones inevitables de operaciones en curso hasta accidentes catastróficos. Por lo tanto, se necesitarán otros materiales para reemplazar estos recursos.
Uno de los materiales de reemplazo para el aceite y el petróleo es la vegetación de la Tierra. La vegetación, tales como árboles, cultivos, plantas silvestres y algas, incluyendo la biomasa y los desechos agrícolas e incluso los productos de desecho de los procesos industriales, pueden utilizarse como fuentes renovables y sostenibles. Después de cosechar las plantas y los cultivos, se puede cultivar nueva vegetación. Los procesos de conversión incluyen una amplia diversidad de procesos, tales como la fermentación, la degradación térmica, la oxidación y la deshidratación, y se pueden utilizar para producir elastómeros y otros ingredientes para la fabricación de base de goma. Ejemplos de elastómeros de base de goma que se pueden producir a partir de fuentes renovables incluyen caucho de estireno butadieno (SBR, por sus siglas en inglés), copolímero de isobutileno-isopreno (caucho de butilo), poliisobutileno, polietileno y poli(acetato de vinilo). Todos estos pueden fabricarse a partir de plantas y vegetación que pueden ser renovables y sostenibles. Estos elastómeros se pueden utilizar en combinación para obtener la calidad de los atributos sensoriales deseados.
Tal como se utiliza en esta memoria, el término 'renovable' se refiere al abastecimiento de materiales que se reponen a través de procesos naturales en una escala de tiempo humana, tal como el agua subterránea, los cultivos y la vegetación silvestre. Tal como se utiliza en esta memoria, el término 'sostenible' se refiere a prácticas que pueden continuar indefinidamente sin agotar los recursos ni provocar daño acumulado al medio ambiente y a los productos de prácticas de este tipo (es decir, productos producidos de manera sostenible). Tal como se utiliza en esta memoria, el término 'verde' se refiere a ingredientes, materiales, procesos y productos que minimizan el daño global al medio ambiente de la Tierra y que reducen o eliminan el abastecimiento que no es renovable y sostenible. Por lo tanto, los materiales, ingredientes, procesos y productos "verdes" implican generalmente el abastecimiento de fuentes renovables y sostenibles, la minimización del procesamiento y/o la selección de procesos con un impacto medioambiental mínimo, el impulso de la producción a través de fuentes de energía renovables y no contaminantes, la minimización de los desechos y el reciclaje de cualquier desecho que se pueden generar y la selección de opciones de envases ecológicos. "Verde" también puede incluir materiales de desecho utilizados para fabricar ingredientes, tales como desechos industriales, desechos de biomasa, desechos de plantas y vegetación y desechos reciclados. Los procesos de desecho pueden incluir fermentación, hidratación, deshidratación, descomposición y degradación, oxidación y nuevos avances en tecnología.
CAUCHO DE ESTIRENO-BUTADIENO
Como se mencionó previamente, un elastómero convencional utilizado en una diversidad de bases de goma de mascar se denomina caucho de estireno-butadieno o SBR. De acuerdo con esta invención, el SBR se puede obtener a partir de la pirólisis catalítica rápida de biomasa a benceno "verde" que se convierte en estireno y se polimeriza con butadieno "verde". El butadieno "verde" puede fabricarse mediante el uso de materias primas renovables fabricadas mediante biotecnología a partir de la caña de azúcar. Este tipo de SBR se puede utilizar en una diversidad de diferentes formulaciones de goma de mascar y base de goma.
Típicamente, el SBR comprenderá de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 30 % en peso de la base de goma de mascar, preferiblemente de aproximadamente 2 % en peso a aproximadamente 30 % en peso, y más preferiblemente de aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 20 % en peso de la base de goma de mascar. Como resultado, el SBR será típicamente, en diversas realizaciones, de aproximadamente el 0,2 % a aproximadamente el 10 % de las formulaciones de goma de mascar.
El SBR se puede utilizar en una diversidad de diferentes formulaciones de base de goma de mascar. Las bases de goma pueden contener elastómeros sintéticos, pueden contener cera y pueden estar libres de cera. El SBR se puede utilizar en formulaciones de base de goma convencionales, en formulaciones de goma para hacer globos o formulaciones de base de goma no pegajosas. Las formulaciones de goma se pueden utilizar para gomas en barra, gomas en tabletas, gomas en gránulos recubiertos, gomas con cargas centrales, o pueden ser gomas con azúcar o sin azúcar. La base de goma insoluble comprende generalmente elastómeros, resinas, grasas y aceites, suavizantes y cargas inorgánicas. La base de goma puede incluir o no cera.
La base de goma insoluble puede constituir aproximadamente del 5 al 95 por ciento, en peso, de la goma de mascar. Más comúnmente, la base de goma comprende del 10 a aproximadamente el 50 por ciento de la goma y, en algunas realizaciones preferidas, del 20 a aproximadamente el 35 por ciento, en peso, de la goma. En un ejemplo, la base de goma de mascar de la presente invención contiene aproximadamente 10 a 50 por ciento en peso de elastómero sintético, 0 a aproximadamente 30 por ciento en peso de elastómero, aproximadamente 5 a 55 por ciento en peso de plastificante elastomérico, aproximadamente 4 a aproximadamente 35 por ciento en peso de cargas, aproximadamente 5 a aproximadamente 35 por ciento en peso de suavizante, y cantidades menores opcionales (aproximadamente uno por ciento o menos) de ingredientes diversos tales como colorantes, antioxidantes, etc.
POLIISOBUTILENO
Otro ingrediente de base de goma convencional es poliisobutileno o PIB. De acuerdo con esta invención, el PIB se puede producir mediante la obtención de isobutileno o buteno "verde" elaborado mediante fermentación directa a gas utilizando microorganismos. Los materiales de partida serían azúcar, cultivos, residuos agrícolas y forestales. Alternativamente, se puede producir isobutileno "verde" por deshidratación de isobutanol.
El PIB se puede utilizar en una diversidad de diferentes formulaciones de goma de mascar y base de goma, y típicamente comprenderá aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 30 % en peso de la base de goma de mascar, preferiblemente de aproximadamente 2 % en peso a aproximadamente 30 % en peso, y más preferiblemente de aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 20 % en peso de la base de goma. Como resultado, el PIB será típicamente, en diversas realizaciones, de aproximadamente el 0,2 % a aproximadamente el 10 % de las formulaciones de goma de mascar. El PIB se puede utilizar en una diversidad de diferentes formulaciones de base de goma de mascar. Las bases de goma pueden contener elastómeros sintéticos, pueden contener cera y pueden estar libres de cera. El PIB se puede utilizar en formulaciones de base de goma de convencionales, en formulaciones de goma para hacer globos o formulaciones de base de goma no pegajosas. Las formulaciones de goma se pueden utilizar para gomas en barra, gomas en tabletas, gomas en gránulos recubiertos, gomas con relleno central, o pueden ser gomas con azúcar o sin azúcar.
La base de goma insoluble comprende generalmente elastómeros, resinas, grasas y aceites, suavizantes y cargas inorgánicas. La base de goma puede incluir o no cera. La base de goma insoluble puede constituir aproximadamente 5 a aproximadamente 95 por ciento, en peso, de la goma de mascar, más comúnmente, la base de goma comprende 10 a aproximadamente 50 por ciento de la goma y, en algunas realizaciones preferidas, 20 a aproximadamente 35 por ciento, por peso, de la goma de mascar. En un ejemplo, la base de goma de mascar de la presente invención contiene aproximadamente 10 a 50 por ciento en peso de elastómero sintético, 0 a aproximadamente 30 por ciento en peso de elastómero, aproximadamente 5 a 55 por ciento en peso de plastificante elastomérico, aproximadamente 4 a aproximadamente 35 por ciento en peso de relleno, aproximadamente 5 a aproximadamente 35 por ciento en peso de suavizante, y cantidades menores opcionales (aproximadamente uno por ciento o menos) de ingredientes diversos tales como colorantes, antioxidantes, etc.
COPOLÍMERO DE ISOBUTILENO-ISOPRENO (caucho de butilo)
Otro ingrediente de base de goma convencional es un copolímero de isobutileno e isopreno, a menudo denominado caucho de butilo. En esta invención, el caucho de butilo también puede fabricarse a partir de isobutileno "verde" como se ha comentado arriba e isopreno "verde". El isopreno "verde" puede fabricarse por fermentación de cultivos alimentarios y vegetación o por descomposición térmica de desechos forestales o agrícolas. El caucho de butilo se puede utilizar en una diversidad de diferentes formulaciones de goma de mascar y base de goma.
Típicamente, el caucho de butilo comprenderá de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 30 % en peso de la base de goma de mascar, preferiblemente de aproximadamente 2 % en peso a aproximadamente 30 % en peso, y más preferiblemente de aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 20 % en peso de la base de goma. Como resultado, el caucho de butilo será típicamente, en diversas realizaciones, de aproximadamente el 0,2 % a aproximadamente el 10 % de las formulaciones de goma de mascar. El caucho de butilo se puede utilizar en una diversidad de diferentes formulaciones de base de goma de mascar. Las bases de goma pueden contener elastómeros sintéticos, pueden contener cera y pueden estar libres de cera. El caucho de butilo se puede utilizar en formulaciones de base de goma convencionales, en formulaciones de goma para hacer globos o formulaciones de base de goma no pegajosas. Las formulaciones de goma se pueden utilizar para gomas en barra, gomas en tabletas, gomas en gránulos recubiertos, gomas con relleno central, o pueden ser gomas con azúcar o sin azúcar.
La base de goma insoluble comprende generalmente elastómeros, resinas, grasas y aceites, suavizantes y cargas inorgánicas. La base de goma puede incluir o no cera. La base de goma insoluble puede constituir aproximadamente 5 a aproximadamente 95 por ciento, en peso, de la goma de mascar, más comúnmente, la base de goma comprende 10 a aproximadamente 50 por ciento de la goma y, en algunas realizaciones preferidas, 20 a aproximadamente 35 por ciento, por peso, de la goma de mascar. En un ejemplo, la base de goma de mascar de la presente invención contiene aproximadamente 10 a 50 por ciento en peso de elastómero sintético, 0 a aproximadamente 30 por ciento en peso de elastómero, aproximadamente 5 a 55 por ciento en peso de plastificante elastomérico, aproximadamente 4 a aproximadamente 35 por ciento en peso de relleno, aproximadamente 5 a aproximadamente 35 por ciento en peso de
suavizante, y cantidades menores opcionales (aproximadamente uno por ciento o menos) de ingredientes diversos tales como colorantes, antioxidantes, etc.
POLIETILENO
El polietileno es un polímero de olefina termoplástico que consiste en cadenas de monómero de etileno. El polietileno se puede producir en una amplia gama de pesos moleculares. Para los fines de esta divulgación, se prefiere el polietileno lineal que tiene un peso molecular bajo, pero también se contempla el uso de polietileno ramificado. Aunque el polietileno no se considera un elastómero convencional para bases de goma, puede utilizarse en bases de goma especializadas. Al igual que otros elastómeros a base de goma, el polietileno se obtiene convencionalmente a partir de productos de aceite y del petróleo. En esta divulgación, el polietileno se obtiene de fuentes renovables y sostenibles, tales como la caña de azúcar o el maíz. Los azúcares se fermentan a etanol y luego se deshidratan a etileno. Luego se polimeriza el etileno para dar polietileno "verde". El polietileno "verde" se puede utilizar en una diversidad de bases de goma de mascar junto con otros elastómeros "verdes" para dar una base de goma de mascar "verde".
POLI(ACETATO DE VINILO)
El poli(acetato de vinilo) se produce a partir de la polimerización del monómero de acetato de vinilo. El acetato de vinilo está hecho de etileno, un producto de aceite y del petróleo, ácido acético y oxígeno. Si el etileno se obtiene de fuentes renovables y sostenibles, tales como el etanol de la caña de azúcar o de cultivos a través de la fermentación, como se indicó arriba, entonces, junto con el ácido acético de fuentes biológicas a través de la fermentación, se convierte en un monómero de acetato de vinilo "verde". Esto se puede polimerizar en un poli(acetato de vinilo) "verde" a partir de fuentes renovables y sostenibles.
Las bases de goma de la presente invención incluyen una resina plástica que es poli(acetato de vinilo). El poli(acetato de vinilo) se puede utilizar en bases de goma a un nivel de aproximadamente 5 % a aproximadamente 50 % en peso, siendo preferido de aproximadamente 10 % a aproximadamente 45 % o de aproximadamente 5 % a aproximadamente 30 %, siendo los pesos moleculares medios en peso más preferidos (por GPC) para el poli(acetato de vinilo) de 2.000 a 90.000 o de 10.000 a 65.000 (con poli(acetatos de vinilo) de mayor peso molecular típicamente utilizados en las bases de goma de mascar). A menudo, se pueden utilizar varios pesos moleculares diferentes de poli(acetato de vinilo) en la misma formulación de base de goma.
Dentro de los límites expresados en esta memoria, las bases de goma fabricadas de acuerdo con esta divulgación se formulan con ingredientes de base de goma convencionales "verdes" obtenidos de fuentes renovables y sostenibles en los niveles normalmente utilizados para su propósito. Por lo tanto, una base de goma típica fabricada de acuerdo con esta divulgación puede contener típicamente uno o más elastómeros, plastificantes elastoméricos, suavizantes, resinas plásticas, cargas, colorantes, antioxidantes y emulsionantes, así como otros componentes de base de goma convencionales. Dicho esto, no existe un requisito específico para utilizar alguno o todos estos componentes o para utilizarlos en niveles convencionales siempre que la base de goma resultante sea adecuada para su propósito.
Las bases de goma descritas en esta memoria comprenden 3 a 30 % en peso, o 5 a 25 % en peso, u 8 a 20 % en peso de al menos un elastómero sintético de fuentes renovables y sostenibles. Estos elastómeros de base de goma comunes incluyen caucho de butilo (copolímero de poliisobutileno-isopreno), caucho de estireno-butadieno (SBR) y poliisobutileno. En algunas realizaciones, se puede emplear un plastificante elastomérico para mejorar la elasticidad y la compatibilidad del elastómero con otros componentes de la base de goma. Plastificantes elastoméricos comúnmente utilizados con elastómeros sintéticos incluyen, pero no se limitan a ésteres de colofonia, a menudo denominados estergomas, tales como ésteres de glicerol de colofonia parcialmente hidrogenada, ésteres de glicerol de colofonia polimerizada, ésteres de glicerol de colofonia parcial o totalmente dimerizada, ésteres de glicerol de colofonia, ésteres de pentaeritritol de colofonia parcialmente hidrogenada, ésteres de metilo y metilo parcialmente hidrogenados de colofonia, ésteres de pentaeritritol de colofonia, ésteres de glicerol de colofonia de madera, ésteres de glicerol de colofonia de goma; compuestos sintéticos, tales como resinas terpénicas derivadas de alfa-pineno, betapineno y/o d-limoneno; y cualquier combinación adecuada de los anteriores. Estos ésteres de colofonia o estergomas se obtienen de árboles y plantas y se utilizan en una diversidad de bases de goma de mascar. Estos no se producen a partir de aceite o petróleo, por lo que los plastificantes de elastómero también se consideran "verdes" y provienen de fuentes renovables y sostenibles. Los plastificantes de elastómero preferidos también variarán dependiendo de la aplicación específica y del tipo de elastómero que se utilice. Cuando se utilice, puede ser deseable limitar los niveles de plastificante elastomérico al intervalo de 1 a 32 % en peso de la base de goma. Niveles más bajos de este tipo pueden reducir la adherencia de los alimentos masticados a las superficies del entorno. El nivel de uso adecuado dependerá típicamente del tipo y nivel de elastómero presente, así como de las propiedades de masticación deseadas del producto de goma de mascar.
Se pueden añadir suavizantes (incluyendo los emulsionantes) a las bases de goma con el fin de optimizar la masticabilidad y la sensación en la boca de una goma de mascar basada en las mismas. Suavizantes/emulsionantes que típicamente se utilizan incluyen diversos aceites vegetales hidrogenados y parcialmente hidrogenados, manteca de cacao, monoglicéridos y diglicéridos, tales como monoestearato de glicerol, triacetato de glicerol, lecitina,
monoglicéridos acetilados y ceras que no son del petróleo y combinaciones de los mismos. Las ceras que no son del petróleo incluyen cera de carnauba, cera de abejas y cera de candalilla y son las preferidas. La lecitina y los monoglicéridos y diglicéridos también funcionan como emulsionantes para mejorar la compatibilidad de los diversos componentes de la base de goma. Estos suavizantes/emulsionantes se pueden producir a partir de plantas y cultivos, haciéndolos así "verdes" en términos de renovabilidad y sostenibilidad. A menudo, se utilizan petróleo y ceras microcristalinas para fabricar bases de goma, pero éstas están hechas de aceite y petróleo, por lo que con el fin de mantener la fórmula de la base de goma "verde", se prefiere no utilizar estos tipos de ceras.
Las cargas son típicamente polvos inorgánicos e insolubles en agua, tales como carbonato de magnesio y calcio, piedra caliza molida, tipos de silicatos tales como silicato de magnesio y aluminio, arcilla, alúmina, talco, óxido de titanio, fosfato de mono-, di- y tri-calcio y sulfato de calcio. Cargas orgánicas insolubles, incluyendo polímeros de celulosa derivados de la madera, se pueden utilizar en combinación con los polvos inorgánicos insolubles en agua. Si se utilizan, las cargas inorgánicas pueden incluirse típicamente en cantidades de aproximadamente 4 % en peso a aproximadamente 50 % en peso de carga, basado en el peso total de la base de goma.
Colorantes y blanqueadores pueden incluir colorantes y lacas de tipo FD&C, extractos de frutas y vegetales, dióxido de titanio y combinaciones de los mismos. Los extractos de frutas y vegetales pueden considerarse colorantes naturales y, por lo tanto, son los preferidos. Pueden emplearse antioxidantes, tales como BHA, BHT, tocoferoles, galato de propilo y otros antioxidantes aceptables en alimentos para evitar la oxidación de grasas, aceites y elastómeros en la base de goma.
La base de goma descrita en esta memoria puede incluir ceras naturales o estar libre de ceras. Un ejemplo de una base de goma sin cera se describe en la Patente de EE.UU. N° 5.286.500. Se prefiere que las bases de goma de la presente invención estén libres de cera de parafina. Las bases de goma de mascar de la presente invención se pueden formular para que tengan buenas o incluso excelentes propiedades de masticación. Por buenas o excelentes propiedades de masticación se entiende que el bolo alimenticio será agradable de masticar para los consumidores, porque no es ni excesivamente suave ni excesivamente cohesivo, ni excesivamente rebotante ni muerto, ni ruidoso ni chirriante y suave sin ser excesivamente resbaladizo. Por supuesto, la preferencia personal de los consumidores individuales variará con respecto a estas propiedades. Los formuladores con experiencia ordinaria en la técnica serán capaces de formular bases de goma dentro de las limitaciones de la presente invención que satisfarán al consumidor objetivo.
Las bases de goma descritas se pueden producir utilizando técnicas de mezcladura convencionales. En procesos de este tipo, los elastómeros se muelen o trituran típicamente primero junto con al menos una porción de cualquier carga deseada. Luego, el elastómero molido se transfiere a un mezclador discontinuo para la mezcladura. Para este fin, se puede utilizar cualquier mezclador estándar comercialmente disponible (p. ej., un mezclador de paletas Sigma). La mezcladura implica típicamente combinar el elastómero molido con cargas y plastificante elastomérico y mezclar hasta que se produzca una mezcla homogénea, típicamente durante aproximadamente 30 a aproximadamente 70 minutos. A continuación, se añade cualquier carga y plastificante elastomérico adicionales deseados, seguido de suavizantes, mientras se mezcla hasta la homogeneidad después de cada adición. Se pueden añadir ingredientes menores tales como antioxidantes y colorantes en cualquier momento del proceso. Si bien es posible añadir una porción menor (es decir, menos del 50 %) del polietileno de bajo peso molecular durante el proceso de mezcladura, se prefiere que la mayor parte o la totalidad del polietileno de bajo peso molecular se añada al mezclador base en cualquier momento después de que se complete la etapa de mezcladura.
También se pueden utilizar procesos continuos que utilizan extrusoras mezcladoras, que generalmente se conocen en la técnica, para preparar la base de goma. En un proceso de mezcladura continuo típico, los ingredientes iniciales, incluyendo el elastómero molido, se dosifican continuamente en las lumbreras de la extrusora en diversos puntos a lo largo de la longitud de la extrusora correspondientes a la secuencia de procesamiento discontinuo.
Después de que los ingredientes iniciales se hayan mezclado homogéneamente y se hayan combinado lo suficiente, el resto de los ingredientes de la base se dosifica en lumbreras o se inyecta en diversos puntos a lo largo de la extrusora. Típicamente, cualquier resto del componente elastómero u otros componentes se añade después de la fase inicial de mezcladura. Luego, la composición se procesa adicionalmente para producir una masa homogénea antes de descargarla de la salida de la extrusora. Típicamente, el tiempo de tránsito a través de la extrusora será inferior a una hora.
Métodos ejemplares de mezcladura continua incluyen los siguientes: (i) Pat. de EE.UU. N° 6.238.710, que describe un método para la fabricación continua de base de goma de mascar, que implica combinar todos los ingredientes en una sola extrusora; (ii) la Pat. de EE.UU. N° 6.086.925 que describe la fabricación de una base de goma de mascar añadiendo un elastómero duro, una carga y un agente lubricante a un mezclador continuo; (iii) la Pat. de EE.UU. N° 5.419.919, que describe la fabricación continua de base de goma utilizando una mezcladora de paletas mediante la alimentación selectiva de diferentes ingredientes en diferentes lugares de la mezcladora; y (iv) la Pat. de EE.UU. N° 5.397.580 que describe la fabricación continua de base de goma en la que dos mezcladores continuos están dispuestos en serie y la mezcla del primer mezclador continuo se añade continuamente a la segunda extrusora.
La base completada puede extrudirse o moldearse en cualquier forma deseada (p. ej., bolas, gránulos, láminas o planchas) y dejar que se enfríe y solidifique. En algunos casos, puede ser preferible utilizar un proceso de granulación bajo el agua para este fin.
La base de goma descrita en esta memoria puede constituir de aproximadamente 0,1 % en peso a aproximadamente 98 % en peso de la goma de mascar. Más típicamente, la base de goma de la invención puede constituir de aproximadamente 10 % en peso a aproximadamente 50 % en peso de la goma de mascar y, en diversas realizaciones preferidas, puede constituir de aproximadamente 20 % en peso a aproximadamente 35 % en peso de la goma de mascar.
Además de la base de goma de mascar, la goma de mascar incluye típicamente una porción a granel que puede incluir agentes conferidores de consistencia, edulcorantes de alta intensidad, uno o más agentes saborizantes, suavizantes hidrosolubles, aglutinantes, emulsionantes, colorantes, acidulantes, antioxidantes y otros componentes que proporcionan atributos deseados por los consumidores de gomas de mascar. Cualquiera o todos estos pueden incluirse en las presentes gomas de mascar.
En algunas realizaciones, se pueden proporcionar uno o más agentes conferidores de consistencia o edulcorantes conferidores de consistencia en las gomas de mascar descritas en esta memoria para proporcionar dulzura, volumen y textura a la goma de mascar. Los agentes conferidores de consistencia también se pueden seleccionar para permitir que se utilicen afirmaciones comerciales en asociación con las gomas de mascar. Es decir, si es deseable promocionar una goma de mascar como baja en calorías, se pueden utilizar agentes conferidores de consistencia bajos en calorías tales como polidextrosa, o, si la goma de mascar se promociona deseablemente como que contiene ingredientes "verdes", se pueden utilizar agentes conferidores de consistencia tales como isomaltulosa, inulina, jarabe o polvo de agave, eritritol, almidones y algunas dextrinas. En la presente invención también se pueden utilizar combinaciones de cualquiera de los agentes conferidores de consistencia anteriores.
Agentes conferidores de consistencia típicos incluyen azúcares, alcoholes de azúcar y combinaciones de los mismos. Los agentes conferidores de consistencia de azúcar incluyen generalmente componentes que contienen sacáridos comúnmente conocidos en la técnica de la goma de mascar, incluyendo, pero no limitados a sacarosa, dextrosa, maltosa, dextrina, azúcar invertido seco, fructosa, levulosa, galactosa, sólidos de jarabe de maíz y similares, solos o en combinación. En las gomas de mascar sin azúcar, los alcoholes de azúcar tales como sorbitol, maltitol, eritritol, isomalta, manitol, xilitol y combinaciones de los mismos se sustituyen por agentes conferidores de consistencia de azúcar.
Los agentes conferidores de consistencia constituyen típicamente de aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 95 % en peso del peso total de la goma de mascar, más típicamente de aproximadamente 20 % en peso a aproximadamente 80 % en peso y, aún más típicamente, de aproximadamente 30 % en peso a aproximadamente 70 % en peso del peso total de la goma de mascar.
Si se desea, es posible reducir o eliminar el agente conferidor de consistencia para proporcionar una goma de mascar reducida en calorías o sin calorías. En realizaciones de este tipo, la base de goma puede comprender hasta aproximadamente 98 % en peso de la goma de mascar. O bien, se puede utilizar un agente conferidor de consistencia bajo en calorías. Ejemplos de agentes conferidores de consistencia bajos en calorías incluyen, pero no se limitan a polidextrosa; Raftilosa; Raftilín; fructooligosacáridos (NutraFlora®); oligosacárido de palatinosa; hidrolizado de goma guar (Sun Fiber®); o dextrina no digerible (Fibersol®). El contenido calórico de una goma de mascar también se puede reducir aumentando el nivel relativo de base de goma al tiempo que se reduce el nivel de edulcorantes calóricos en el producto. Esto se puede hacer con o sin una disminución acompañante del peso de la pieza.
Por ejemplo, en estas y otras realizaciones, los edulcorantes de alta intensidad se pueden utilizar solos o en combinación con los edulcorantes a granel. Edulcorantes de alta intensidad incluyen, pero no se limitan a sucralosa, aspartamo, sales de acesulfamo, alitamo, neotamo, sacarina y sus sales, ácido ciclámico y sus sales y combinaciones. Otros edulcorantes de alta intensidad pueden derivarse de fuentes naturales tales como glicirricina, estevia y derivados de estevia tales como rebaudiósido A, dihidrocalconas, lo han guo, taumatina, monelina, etc., o combinaciones de estos. Para proporcionar una percepción de dulzura y sabor más duradera, puede ser deseable encapsular o controlar de otro modo la liberación de al menos una parte del edulcorante artificial. Se pueden utilizar técnicas tales como granulación en húmedo, granulación con cera, secado por aspersión, enfriamiento por aspersión, revestimiento en lecho fluido, coacervación y extrusión de fibra para lograr las características de liberación deseadas.
El nivel de uso del edulcorante de alta intensidad variará mucho y dependerá de factores tales como la potencia del edulcorante, la velocidad de liberación, el dulzor deseado del producto, el nivel y tipo de saborizante utilizado y las consideraciones de costos. En términos generales, los niveles apropiados de edulcorantes de alta intensidad pueden variar de aproximadamente 0,02 % en peso a aproximadamente 8 % en peso. Cuando se incluyen los soportes utilizados para la encapsulación, el nivel de uso del edulcorante encapsulado será proporcionalmente mayor.
Una diversidad de agentes saborizantes naturales o artificiales, y puede utilizarse en cualquier número o combinación, si se desea. Los agentes saborizantes pueden incluir aceites esenciales, extractos naturales, sabores sintéticos o
mezclas de los mismos, incluyendo, pero no limitados a aceites derivados de plantas y frutos, tales como aceites cítricos, esencias de frutos, aceite de menta piperita, aceite de menta verde, otros aceites de menta, aceite de clavo, aceite de gaulteria, anís y similares.
También se pueden utilizar agentes y componentes aromatizantes artificiales. También se pueden incluir componentes sensoriales que imparten una respuesta de hormigueo o térmica percibida durante la masticación, tal como un efecto de enfriamiento o calentamiento. Componentes de este tipo incluyen carboxamidas cíclicas y acíclicas, mentol y derivados de mentol tales como ésteres de mentilo de ácidos aceptables para alimentos, y capsaicina, entre otros. Pueden incluirse acidulantes para impartir acidez.
El(los) agente(s) saborizante(s) deseado(s) puede(n) utilizarse en cantidades de aproximadamente 0,1 % en peso a aproximadamente 15 % en peso de la goma, y preferiblemente, de aproximadamente 0,2 % en peso a aproximadamente 5 % en peso.
Suavizantes hidrosolubles, que también pueden ser conocidos como plastificantes, agentes plastificantes, aglutinantes o agentes aglutinantes hidrosolubles, constituyen generalmente entre aproximadamente 0,5 % en peso y aproximadamente 15 % en peso de la goma de mascar. Los suavizantes hidrosolubles pueden incluir glicerol, propilenglicol y combinaciones de los mismos.
También se pueden utilizar jarabes o soluciones con alto contenido de sólidos de azúcares y/o alcoholes de azúcar tales como soluciones de sorbitol, hidrolizados de almidón hidrogenado (HSH, por sus siglas en inglés), jarabe de maíz y combinaciones de los mismos. En el caso de las gomas de azúcares, los jarabes de maíz y otros jarabes de dextrosa (que contienen dextrosa y cantidades significativas de sacáridos superiores) son los más comúnmente empleados. Estos incluyen jarabes de diversos niveles de DE, incluyendo jarabes con alto contenido en maltosa y jarabes con alto contenido en fructosa. En algunos casos, los jarabes de baja humedad pueden reemplazar algunos o todos los agentes conferidores de consistencia que se utilizan típicamente, en cuyo caso los niveles de uso del jarabe pueden extenderse hasta el 50 % en peso o más de la composición total de la goma. En el caso de productos sin azúcar, se utilizan comúnmente soluciones de alcoholes de azúcar que incluyen soluciones de sorbitol y jarabes de hidrolizado de almidón hidrogenado.
También son útiles los jarabes como los descritos en los documentos US 5.651.936 y US 2004-234648. Jarabes de este tipo sirven para suavizar la masticación inicial del producto, reducir la desmenuzabilidad y fragilidad y aumentar la flexibilidad en los productos de barras y tabletas. También pueden controlar la ganancia o pérdida de humedad y proporcionar un grado de dulzura dependiendo del jarabe particular empleado.
En algunas realizaciones, se puede utilizar un agente activo tal como un fármaco, un ingrediente para la salud dental o un complemento dietético en combinación con las gomas y las bases de gomas de la presente invención. En tales casos, el agente activo puede incorporarse a la base de la goma, a la goma de mascar o a las porciones asociadas que no son de la goma de un producto acabado, tal como un recubrimiento o una capa de caramelo. En algunos casos, el agente activo puede encapsularse para controlar su liberación o para protegerlo de otros ingredientes del producto o factores del entorno.
Las formulaciones de goma de mascar proporcionadas en esta memoria también pueden comprender uno o más de otros ingredientes convencionales en la técnica, tales como emulsionantes de goma, colorantes, acidulantes, cargas, antioxidantes y similares. Ingredientes de este tipo pueden utilizarse en las presentes formulaciones de goma de mascar en cantidades y de acuerdo con procedimientos bien conocidos en la técnica de fabricación de goma de mascar.
La goma de mascar se fabrica generalmente añadiendo secuencialmente los diversos ingredientes de la goma de mascar, incluyendo la base de la goma, a mezcladores disponibles en el comercio conocidos en la técnica. Una vez que los ingredientes se han mezclado a fondo, la masa de goma de mascar se descarga del mezclador y se le da la forma deseada, tal como enrollándola en láminas y cortándola en barras, tabletas o gránulos o extruyéndola y cortándola en trozos.
En algunas realizaciones, la goma de mascar se puede preparar de acuerdo con un proceso discontinuo. En un proceso de este tipo, los ingredientes se mezclan fundiendo primero la base de la goma y añadiéndola a la mezcladora en funcionamiento. La base de la goma se puede fundir alternativamente en el mezclador. En este momento se pueden añadir colorantes y emulsionantes.
A continuación, se puede añadir un suavizante de la goma de mascar tal como glicerol junto con una parte del agente conferidor de consistencia. A continuación, se pueden añadir al mezclador porciones adicionales del agente conferidor de consistencia. Los agentes aromatizantes se añaden típicamente con la porción final del agente conferidor de consistencia. El proceso de mezcladura completo tarda típicamente entre aproximadamente cinco y aproximadamente quince minutos, aunque a veces se requieren tiempos de mezcladura más prolongados.
En otras realizaciones, puede ser posible preparar la base de goma y la goma de mascar en una sola extrusora de alta eficiencia como se describe en la Patente de EE.UU. N° 5.543.160. Las gomas de mascar de la presente invención se pueden preparar mediante un procedimiento continuo que incluye las etapas de: a) añadir ingredientes de base de la goma en un mezclador continuo de alta eficiencia; b) mezclar los ingredientes para producir una base de goma homogénea, c) añadir al menos un edulcorante y al menos un sabor en el mezclador continuo y mezclar el edulcorante y el sabor con los ingredientes restantes para formar un producto de goma de mascar; y d) descargar la masa de goma de mascar mezclada desde el único mezclador continuo de alta eficiencia. En aún otra alternativa, una base de goma acabada puede dosificarse en una extrusora continua junto con otros ingredientes de la goma para producir continuamente una composición de goma de mascar.
Las gomas de mascar resultantes pueden conformarse en barras, tabletas, trozos, cintas, gránulos o bolas revestidos o no revestidos o cualquier otra forma deseada. En algunas realizaciones, la formulación de goma de mascar se puede utilizar como un componente de un producto de confitería mayor, por ejemplo, como un centro en un caramelo duro tal como una piruleta o como una o más capas de un dulce en capas que también incluye capas de dulce que no son de goma.
Por supuesto, son posibles muchas variaciones en los procesos básicos de mezcladura de la base de goma y la goma de mascar.
EJEMPLOS
Los siguientes Ejemplos de la invención y formulaciones comparativas ilustran determinados aspectos y realizaciones de la presente invención, pero no limitan la invención descrita y reivindicada. Los elastómeros utilizados en estas formulaciones se producen a partir de plantas y vegetación y no de aceite y petróleo, por lo que se trata de bases de goma de mascar "verdes". Las cantidades enumeradas son en porcentaje en peso, basadas en el peso total de la base de goma o goma de mascar, según sea el caso.
A menos que se defina de otro modo, las expresiones y los términos técnicos y científicos utilizados en esta memoria tienen el mismo significado que comúnmente entiende un experto en la técnica a la que pertenece esta invención. A menos que se establezca lo contrario, los porcentajes proporcionados son porcentajes en peso. Los términos "primero", "segundo" y similares, tal como se utilizan en esta memoria, no designan orden, cantidad o importancia alguno, sino que se utilizan para distinguir un elemento de otro. Además, los términos "un" y "una" no designan una limitación de cantidad, sino que designan la presencia de al menos uno de los elementos a los que se hace referencia,
y los términos "anverso", "reverso", "fondo" y/o "superior", a menos que se indique lo contrario, se utilizan simplemente por conveniencia de la descripción y no pretenden limitar lo que se describe a ninguna posición u orientación espacial.
Si bien en esta memoria solo se han ilustrado y descrito determinadas características de la invención, a los expertos en la técnica se les ocurrirán muchas modificaciones y cambios.
Claims (6)
1. Una goma de mascar que comprende al menos un edulcorante, al menos un agente saborizante y una base de goma de mascar insoluble en agua que comprende polímeros derivados exclusivamente de fuentes renovables, y en donde la base de goma comprende:
3 a 30 % en peso de al menos un elastómero sintético seleccionado de caucho de butilo, estireno-butadieno y poliisobutileno; y
una resina plástica que es poli(acetato de vinilo).
2.La goma de mascar de la reivindicación 1 o 2, en donde el elastómero sintético es caucho de estireno-butadieno derivado de una fuente renovable.
3. La goma de mascar de la reivindicación 1 o 2, en donde el elastómero sintético es caucho de butilo derivado de una fuente renovable.
4. La goma de mascar de la reivindicación 1 o 2, en donde el elastómero sintético comprende poliisobutileno derivado de una fuente renovable.
5. Una goma de mascar de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en donde la base de goma comprende, además, un ingrediente seleccionado del grupo que consiste en emulsionantes, cargas, colorantes, antioxidantes, suavizantes y combinaciones de los mismos.
6. Una goma de mascar de la reivindicación 1, en donde la base de goma está exenta de cera de parafina.
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