JP2020503005A

JP2020503005A - チューインガムマスおよび３ｄ印刷によるチューインガムの成形方法

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Publication number: JP2020503005A
Application number: JP2019529866A
Authority: JP
Inventors: ビマー，トーマス; ザイツル，マルティン; ビヒエ，ドミニク
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 2017-05-03
Filing date: 2017-05-03
Publication date: 2020-01-30
Also published as: WO2018202287A8; MX2019006452A; BR112019011135A2; EP3528638A1; CN110312433A; WO2018202287A1; US20190313663A1

Abstract

本発明は、乾燥重量として計算して、３０〜６０重量％のマルチトール、５〜３０重量％のマンニトール、５〜２５重量％のポリ酢酸ビニル、１〜１５重量％の酢酸ビニル−ラウリン酸ビニル−コポリマー、０．５〜５重量％のゲル化剤、１〜７重量％の少なくとも１つの乳化剤、０．１〜３重量％のトリアセチンおよび１〜１０重量％の脂肪、ならびにチューインガム組成物の全重量に対して４〜１５重量％の水を含むチューインガム組成物に関する。本発明はまた、前記チューインガム組成物が加熱されたプリントヘッド内のカートリッジ内で加熱され、したがって３次元物体が層状に印刷される印刷方法に関する。

Description

本発明は、チューインガム組成物、および３Ｄ印刷としても知られる積層造形法によるチューインガムの形成方法に関する。

３次元印刷では、３次元物体がコンピュータ支援を用いて２次元構造から層状に構築される。食用物質の３Ｄ印刷／積層造形法が知られている。国際公開第２０１４／１９０１６８号パンフレットには、個々の印刷組成物を用いて複数の加熱可能なカートリッジから印刷を進めることができる３Ｄプリンタが記載されている。ＵＳ２０１６／０１０６１４２は、食事を個別に、かつ要求に応じて自動的に生産できるシステムについて記述している。食品分野における３Ｄ印刷のための様々な概念は、「ＴｈｅＷｏｒｌｄｏｆＦｏｏｄＩｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ」、ＣＮＳＭｅｄｉａＢＶ、Ａｒｎｈｅｍ、オランダ；２０１６年９月版、４１頁に表形式で記載されている。３Ｄ印刷チューインガムは、ｈｔｔｐｓ：／／３ｄｐｒｉｎｔ．ｃｏｍ／４４８５１／ｇｕｍｊｅｔ−３ｄ−ｐｒｉｎｔｅｒ／に提示されている。物体は、層状押出によって製造される。ここでの欠点は、低い光学分解能に関連する異なる相への目に見える分離である。

国際公開第２０１４／１９０１６８号米国特許出願公開第２０１６／０１０６１４２号明細書

ＴｈｅＷｏｒｌｄｏｆＦｏｏｄＩｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ」、ＣＮＳＭｅｄｉａＢＶ、Ａｒｎｈｅｍ、オランダ；２０１６年９月版、４１頁

本発明の目的は、３Ｄ印刷チューインガムを形成するのに特に適したチューインガム組成物を提供することである。

この目的は、乾燥物質に基づいて、５〜５０重量％のマルチトール、５〜３０重量％のマンニトール、５〜２５重量％のポリ酢酸ビニル、１〜１５重量％の酢酸ビニル−ラウリン酸ビニルコポリマー、０．５〜５重量％のゲル化剤、１〜７重量％の少なくとも１つの乳化剤、０．１〜３重量％のトリアセチンおよび１〜１０重量％の脂肪を含み、また、チューインガム組成物の全重量に対して、４〜１５重量％の水を含むチューインガム組成物によって達成される。

チューインガム組成物が、乾燥物質に基づいて、１５〜３０重量％のマルチトール、１０〜２５重量％のマンニトール、１２〜２５重量％のポリ酢酸ビニル、３〜１５重量％の酢酸ビニル−ラウリン酸ビニルコポリマー、２〜４重量％のゲル化剤、２〜６重量％の少なくとも１つの乳化剤、１〜３重量％のトリアセチンおよび２〜８重量％の脂肪を含み、また、チューインガム組成物の全重量に対して、４〜１５重量の水を含むことが好ましい。

本発明による組成物は、規定された条件下で、それ自体知られている３Ｄ印刷プロセスを使用して、著しく高い光学解像度で３次元物体を印刷することを可能にする。解像度は例えば、層の厚さにより規定することができる。本発明による組成物は、１ｍｍ未満の３Ｄ印刷層厚さを実現することを可能にする。

本発明によるチューインガム組成物は、チューインガム組成物の全重量に対いて、６〜１２重量％、特に好ましくは８〜１１重量％の水を含有することが好ましい。

チューインガム組成物は、場合により、イソマルツロース（パラチノース）、チューインガムに通例の香料、酸（例えば、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸）、ならびに食品に許容される着色剤および湿潤剤も含有する。イソマルツロースが本発明によるチューインガム組成物中に存在することが好ましい。

チューインガム組成物は、好ましくはさらなる成分を含まない。

１０，０００〜６０，０００、特に好ましくは１５，０００〜５０，０００の重量平均分子量Ｍｗを有するポリ酢酸ビニルが好ましい。

重量平均分子量Ｍｗは、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中、４０℃、流速１．２ｍｌ／分での、ポリスチレン標準に対するサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）によって決定した。異なる分子量を有するポリ酢酸ビニルの混合物を使用することもできる。

ラウリン酸ビニル−酢酸ビニル共重合体は、５００００〜６０００００、特に好ましくは１０００００〜４０００００の重量平均分子量Ｍｗを有することが好ましい。ラウリン酸ビニル−酢酸ビニルコポリマーは、１０重量％〜５０重量％のラウリン酸ビニル単位および５０重量％〜９０重量％の酢酸ビニル単位、特に好ましくは１５〜２５重量％のラウリン酸ビニル単位および７５重量％〜８５重量％の酢酸ビニル単位を含有することが好ましい。異なるコポリマー組成および／または異なる分子量を有する複数のラウリン酸ビニル−酢酸ビニルコポリマーを使用することも可能である。

糖置換物であるマルチトールは、マルトースの水素化によって得られるポリオールの群からの二糖である。それはまた、デンプン加水分解物の水素化によって生成される高濃縮マルチトールシロップの形態で市販されている。この生成物は、乾燥物質に対して５０〜８０重量％のマルチトールを含有する。マンニトールは同様に、糖置換物（Ｅ４２１）として使用される。これは、フルクトースの水素化によって製造される。

意図される脂肪には、動物性脂肪、例えば獣脂およびラード、ならびに植物性脂肪および油、例えばカカオ脂、パーム油、パーム核油、ピーナッツ油、カノーラ油、オリーブ油、大豆油、綿実油が含まれ、これらはまた、硬化されてもよい。植物油はまた、完全にまたは部分的に水素化されていてもよい。

ゲル化剤は、水中で膨潤するか、または水と結合する物質である。好適なゲル化剤は例えば、ゼラチン、アルギン酸塩、カラギーナン、セルロース誘導体、ペクチン、改質デンプンである。ゼラチンが特に好適である。ゼラチンは、風味中性動物タンパク質の物質混合物である。主成分は、種々の動物種、特にブタおよびウシの結合組織から得られる変性／加水分解コラーゲンである。

適切な乳化剤は、食品分野において通例の物質、例えばレシチン、スクロースエステル、脂肪酸のグリセロールエステル（添加剤：Ｅ４７１）、脂肪酸のアセチル化グリセロールエステル（Ｅ４７２ａ）、アセチル化モノグリセリド、例えば乳酸モノグリセリド（Ｅ４７２ｂ）、クエン酸モノグリセリド（Ｅ４７２ｃ）、酒石酸モノグリセリド（Ｅ４７２ｄ）およびジアセチル酒石酸モノグリセリド（Ｅ４７２ｅ）である。特に好適なのは、レシチン、脂肪酸のグリセロールエステル（添加剤：Ｅ４７１）、脂肪酸のアセチル化グリセロールエステル（Ｅ４７２ａ）である。

トリアセチンまたはグリセロールトリアセテートは許容される食品添加物（Ｅ１５１８）であり、チューインガムにおいて使用され、または香料の担体として使用される。

イソマルツロースは、ビート糖からの発酵によって得られ、パラチノースの名称で市販されている。乾燥物質を基準として、１〜４５重量％、特に好ましくは１０〜４０重量％の、チューインガム組成物中の濃度が好ましい。

適切な保湿剤は、グリセロール、ソルビトールまたはそれらの混合物である。ソルビトールは、結晶性固体として、または高濃縮シロップとして得ることができる。

本発明による印刷可能なチューインガム組成物は、沸騰プロセスにて製造される。ポリオールは、加熱しながら少量の水を加えることによって溶解される。乳化剤および脂肪の添加後、組成物を１２５〜１４５℃の温度に加熱し、沸騰させる。生成物中の最終含水量は、沸点によって調節することができる。次いで、２つのポリマー（ＰＶＡｃ、ＶＡ−ＶＬコポリマー）を添加し、均質に混合する。ポリマーはまた、予め混合された形態で使用されてもよい。次いで、組成物を８０〜１１０℃、好ましくは９０〜１００℃に冷却する。予め膨潤され、水に溶解されたゲル化剤は、続いて、この中で撹拌される。菓子分野で通例の香料、例えばミントおよびフルーツ香料、ならびに任意選択で食品酸（例えばクエン酸、酒石酸またはリンゴ酸）および着色料、甘味料（例えばアセスルファム、アスパルテーム、アスパルテーム−アセスルファム塩、シクラメート、サッカリン、スクラロース、タウマチン、ネオヘスペリジン、ネオタム、ステビオシド）および保湿剤（例えばグリセロールまたはソルビトール）を混合してもよい。使用される香料は、油溶性または水溶性であってよい。油溶性香料を使用することが好ましい。チューインガムは、圧延および切断または押出によって所望の形状に成形され、包装される。

本発明はさらに、本発明によるチューインガム組成物が加熱された印刷ヘッド内のカートリッジ内で加熱され、３次元物体を層状に印刷するために使用される印刷方法に関する。

３Ｄ印刷プロセスを実施するために、本発明による組成物は、適切なカートリッジに充填され、印刷される。３Ｄ印刷に適したプリンタは、例えばＰｒｉｎｔ２ＴａｓｔｅＧｍｂＨからのＢｏｃｕｓｉｎｉ（登録商標）３Ｄ食品印刷システムのような既知の市販のプリンタを含む。Ｂｏｃｕｓｉｎｉ（登録商標）システムは、Ｐｒｉｎｔｒｂｏｔからの３Ｄプラスチックプリンタに基づく。このシステムでは、カートリッジは規定の温度、好ましくは５０〜９５℃にされ、カートリッジ内容物はピストンによって排出される。印刷テーブルはｘ，ｙ方向に移動し、一方、カートリッジはそのｚ軸で制御することができる。このようにして、印刷された物体は、層ごとに構成される。カートリッジ内容物は高温のために液体であり、印刷操作後に固化する。

あるいは、チューインガム組成物を顆粒形態で、またはフィラメントとして使用することも可能である。次いで、本発明による組成物を押出機中で液化する。

本発明によるチューインガム組成物を用いた好ましい印刷温度は、６０〜９５℃、好ましくは８０〜９０℃である。

３Ｄプリンタは、ファームウェアとして入手可能であり、「融合堆積モデリング」技術を特徴とするプリンタを制御するために典型的に使用される、例えば、Ｒｅｐｅｔｉｅｒソフトウェアによって制御される。このＦＤＭプロセスでは、物体がプラスチックフィラメントから溶融層として層状に構成される。プリンタ制御のための別のソフトウェアパッケージは、Ｓｉｍｐｌｙ３Ｄである。印刷される物体の幾何学的パラメータが準備された、いわゆるＳＴＬファイルは、物体のテンプレートとして機能する。

以下の実施例は、本発明をさらに説明する：

実施例１：印刷可能なチューインガム組成物の製造
３００ｇのマルチトールシロップ（ＭａｌｔｉｄｅｘＭ１６３１１、Ｃａｒｇｉｌｌ；乾燥物質７５％、乾燥物質中７４．９％マルチトール）を、８５ｇのマンニトール、４０ｇの水、１０ｇのグリセロール、３０ｇのパーム油および３ｇのアセチル化モノグリセリド（Ａｃｅｔｅｍ、Ｄａｎｉｓｃｏ）と混合し、沸騰するまで加熱する。沸点は混合物が濃縮されることにより、さらに加熱されると上昇する。

１３６℃の温度で、９０ｇのポリ酢酸ビニル（平均分子量Ｍｗ＝１５，０００）および３０ｇの酢酸ビニル−ラウリン酸ビニル（ＶＩＮＮＡＰＡＳ（登録商標）Ｂ５００／２０ＶＬ、ＷａｃｋｅｒＣｈｅｍｉｅＡＧ；２０％ラウリン酸ビニルおよび８０％酢酸ビニルのコポリマー）を添加し、混合物を１３５〜１４０℃の温度で均質な混合物が得られるまで撹拌する。続いて、５ｇのトリアセチン、５ｇのクエン酸、７ｇのレモン香料、および２０ｇの熱水（８５℃）中の１３ｇのゼラチン（牛肉、１４０ブルーム）の溶液を添加し、混合する。未だ液体である組成物をカートリッジに充填する。

実施例２：印刷可能なチューインガム組成物の製造
１５０ｇのマルチトールシロップ（ＭａｌｔｉｄｅｘＭ１６３１１、Ｃａｒｇｉｌｌ；乾燥物質７５％、乾燥物質中７４．９％マルチトール）を、１２０ｇのマンニトール、５０ｇの水、１０ｇのグリセロール、３５ｇのココナッツ油、３ｇのアセチル化モノグリセリド（Ａｃｅｔｅｍ、Ｄａｎｉｓｃｏ）、２ｇのレシチンおよび４ｇのトリアセチンと混合し、沸騰するまで加熱する。沸点は混合物が濃縮されることにより、さらに加熱されると上昇する。

１４０℃の温度で、７５ｇのポリ酢酸ビニル（平均分子量Ｍｗ＝２５０００）および４５ｇの酢酸ビニル−ラウリン酸ビニル（ＶＩＮＮＡＰＡＳ（登録商標）Ｂ５００／２０ＶＬ、ＷａｃｋｅｒＣｈｅｍｉｅＡＧ；２０％ラウリン酸ビニルおよび８０％酢酸ビニルのコポリマー）を添加し、混合物を１４０℃の温度で均質な混合物が得られるまで撹拌する。組成物を９５℃に冷却する。続いて、６ｇのリンゴ酸、６ｇのオレンジ香料、１．６ｇのサンセットイエローＦＣＦ（Ｅ１１０）、および１６ｇの熱水（８５℃）中の１０ｇのゼラチン（牛肉、１４０ブルーム）の溶液を添加し、混合する。未だ液体である組成物をカートリッジに充填する。

実施例３：印刷可能なチューインガム組成物の製造
１７５ｇのマルチトールシロップ（ＭａｌｔｉｄｅｘＭ１６３１１、Ｃａｒｇｉｌｌ；乾燥物質７５％、乾燥物質中７４．９％マルチトール）を、１００ｇのマンニトール、５０ｇの水、８ｇのソルビトール、３８ｇの部分水素化カノーラ油、２．５ｇのアセチル化モノグリセリド（Ａｃｅｔｅｍ、Ｄａｎｉｓｃｏ）、２．５ｇのレシチンと混合し、沸騰するまで加熱する。沸点は混合物が濃縮されることにより、さらに加熱されると上昇する。

１４２℃の温度で、７５ｇのポリ酢酸ビニル（平均分子量Ｍｗ＝２５，０００）および４５ｇの酢酸ビニル−ラウリン酸ビニル（ＶＩＮＮＡＰＡＳ（登録商標）Ｂ５００／２０ＶＬ、ＷａｃｋｅｒＣｈｅｍｉｅＡＧ；２０％ラウリン酸ビニルおよび８０％酢酸ビニルのコポリマー）を加え、混合物を均質混合物が得られるまで１４０℃の温度で撹拌する。組成物を９０℃に冷却する。続いて、５ｇのミント油、４．５ｇのトリアセチン、および１２ｇの熱水（８０℃）中の８ｇのゼラチン（豚肉、２００ブルーム）の溶液を添加し、混合する。未だ液体である組成物をカートリッジに充填する。

実施例４：本発明のチューインガム組成物を用いた３次元チューインガムの印刷
実施例１からのチューインガム組成物を充填したカートリッジを、Ｐｒｉｎｔ２ＴａｓｔｅからのＢｏｃｕｓｉｎｉ（登録商標）３Ｄ食品印刷システム内に設置し、８５℃に３０分間加熱する。

Ｂｏｃｕｓｉｎｉ（登録商標）プリンタは、「ＲｅｐｅｔｉｅｒＨｏｓｔ」ソフトウェアを使用するコンピュータによって制御される。使用される試験対象物は、高さ約５ｃｍの双曲面である。そのためのＳＴＬファイルは、例えば、ｗｗｗ．ｔｈｉｎｇｉｖｅｒｓｅ．ｃｏｍから得ることができる。対象物は０．５ｍｍの層高さで印刷することができ、得られた印刷対象物は魅力的な形状を有し、容易に噛むことができる。

実施例５：パラチノースを含む好ましいチューインガム組成物の製造および印刷
８０ｇのマルチトールシロップ（ＭａｌｔｉｄｅｘＭ１６３１１、Ｃａｒｇｉｌｌ；乾燥物質７５％、乾燥物質中７４．９％マルチトール）、６５ｇのマンニトール、２１５ｇのパラチノース（Ｂｅｎｏ）、２６ｇのパーム油、５ｇのＡｃｅｔｅｍ、１５ｇのグリセロール、３ｇのレシチンおよび３５ｇの水の混合物を沸騰するまで加熱し、混合物の温度が１４２℃になるまで沸騰させる。次いで、１００ｇのポリ酢酸ビニル（平均分子量Ｍｗ＝１５，０００）および２０ｇの酢酸ビニル−ラウリン酸ビニル（ＶＩＮＮＡＰＡＳ（登録商標）Ｂ５００／４０ＶＬ、ＷａｃｋｅｒＣｈｅｍｉｅＡＧ；４０％ラウリン酸ビニルおよび６０％酢酸ビニルのコポリマー）を添加し、組成物を均質化する。

続いて、７ｇのオレンジ香料、５ｇのトリアセチン、および２８ｇの熱水（８５℃）中の１５ｇのゼラチン（豚肉、２４０ブルーム）の溶液を添加し、混合する。未だ液体である組成物をカートリッジに充填する。

３次元物体は、実施例４に記載されているように印刷される。印刷物は、さらに良好な光学解像度を特徴とする。

比較例１：市販のチューインガム組成物を用いた３次元チューインガムの印刷
Ｂｏｃｕｓｉｎｉ（登録商標）システムに適したカートリッジに、市販のミント風味の無糖ストリップチューインガム（ＷｒｉｇｌｅｙｓＯｒｂｉｔＳｐｅａｒｍｉｎｔ）を充填する。カートリッジを８５℃に３０分間加熱する。Ｂｏｃｕｓｉｎｉ（登録商標）ＦｏｏｄＰｒｉｎｔｅｒで３次元物体を印刷することはできない。印刷された組成物は多層構造では寸法的に安定な物品を形成せず、ランし、相分離を示す。砂糖含有チューインガムおよび砂糖含有バブルガムを用いた試験も不合格である。後者の両方の場合において、８０〜１００℃での組成物の粘度は、カートリッジからの排出を可能にするには大きすぎる。

比較例２：ＵＳ２０１６−０１２０２０５の実施例５によるチューインガム組成物を用いた３次元チューインガムの印刷
６０ｇのマンニトールと２７０ｇのマルチトールシロップ（乾燥物質：７０％）の混合物を１４０℃に沸騰させる。３５ｇのポリ酢酸ビニル（ＶＩＮＮＡＰＡＳ（登録商標）Ｂ１．５ｓｐ、平均モル質量：１５，０００）、４２ｇの酢酸ビニル−ラウリン酸ビニルコポリマー（ＶＩＮＮＡＰＡＳ（登録商標）Ｂ５００／２０ＶＬ、ＷａｃｋｅｒＣｈｅｍｉｅＡＧ；２０％のラウリン酸ビニルと８０％の酢酸ビニルのコポリマー）および１０ｇの微結晶ワックスを熱組成物に混合し、１３０℃で１５分間撹拌する。続いて、５０ｇのパーム油および５ｇのＡｃｅｔｅｍを添加し、均質な組成物が形成されるまで撹拌する。次いで、８ｇのトリアセチン、５ｇのモノステアリン酸グリセロールおよび３ｇのレシチンも、撹拌しながら１１５℃で添加する。９５℃にさらに冷却した後、１２ｇの水中の６ｇのゼラチン（牛肉、ブルーム１４０）の溶液を添加する。最後に、５ｇのオレンジ香料、４．５ｇのクエン酸および０．３ｇのアスパルテームを混合し、組成物をカートリッジに充填する。カートリッジをＢｏｃｕｓｉｎｉ（登録商標）システム内に設置し、９０℃に加熱する。この温度で、組成物は分離を示し、脂肪相は頂部に上昇する。したがって、３Ｄプリンタでの印刷は不可能であった。実験を中止しなければならなかった。

Claims

乾燥物質に基づいて、５〜５０重量％のマルチトール、５〜３０重量％のマンニトール、５〜２５重量％のポリ酢酸ビニル、１〜１５重量％の酢酸ビニル−ラウリン酸ビニルコポリマー、０．５〜５重量％のゲル化剤、１〜７重量％の少なくとも１つの乳化剤、０．１〜３重量％のトリアセチンおよび１〜１０重量％の脂肪を含有するチューインガム組成物、ならびにチューインガム組成物の全重量に対して、４〜１５重量％の水を含む、チューインガム組成物。
乾燥物質に基づいて、１５〜３０重量％のマルチトール、１０〜２５重量％のマンニトール、１２〜２５重量％のポリ酢酸ビニル、３〜１５重量％の酢酸ビニル−ラウリン酸ビニルコポリマー、２〜４重量％のゲル化剤、２〜６重量％の少なくとも１つの乳化剤、１〜３重量％のトリアセチンおよび２〜８重量％の脂肪を含み、また、チューインガム組成物の全重量に対して、４〜１５重量％の水を含む、請求項１に記載のチューインガム組成物。
ポリ酢酸ビニルが、１０，０００〜６０，０００、好ましくは１５，０００〜５０，０００の重量平均分子量Ｍｗを有することを特徴とする請求項１または２に記載のチューインガム組成物。
ラウリン酸ビニル−酢酸ビニルコポリマーが、５０，０００〜６００，０００、特に好ましくは１００，０００〜４００，０００の重量平均分子量Ｍｗを有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のチューインガム組成物。
脂肪が動物脂肪または植物脂肪または油であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のチューインガム組成物。
ゲル化剤が、ゼラチン、アルギン酸塩、カラギーナン、セルロース誘導体、ペクチンおよび改質デンプンの群から選択されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のチューインガム組成物。
乾燥物質に対して１〜４５重量％のイソマルツロースを含有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のチューインガム組成物。
加熱しながらの水の添加によりポリオールを溶解し、乳化剤および脂肪を添加した後に、１２５〜１４５℃の温度に加熱し、沸騰させ、続いてＰＶＡｃおよびＶＡ−ＶＬコポリマーを添加し、均質に混合して組成物を形成し、こうして得られた組成物を８０〜１１０℃に冷却し、予め膨潤させ、水に溶解させたゲル化剤をこの中で撹拌し、任意選択で菓子分野で通例の香料ならびに任意選択で食品酸および着色料、甘味料および保湿剤を混合することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の印刷組成物の製造方法。
請求項１〜７のいずれか一項に記載のチューインガム組成物が、加熱された印刷ヘッド内のカートリッジ内で加熱され、３次元物体を層状に印刷するために使用される印刷方法。