NO138745B - Tyggegummi. - Google Patents

Description

Denne søknad gjelder tyggegummi og mer spesielt tyggegummibasis fremstilt fra et hydroksy-propyl-stivelsesacetat.

Tyggegummi består av to hovedbestanddeler, tyggemidlet og ikke-tyggemidlet. Tyggemiddelbestanddelen kalles vanligvis tyggegummibasis og omfatter ofte fyllstoff, mens ikke-tyggemiddelbestanddelen for det meste består av søtnings- og smaks-ingredienser.

I lange tider ble naturlige vannløselige gummier av vegetabilsk opprinnelse, f.eks. tyggegummi (chicle), brukt som hovedbestanddel i tyggegummibasisen. Dessverre er naturlige gummier underlagt store prisfluktuasjoner så vel som usikre til-førsler. Av disse grunner har fabrikanter i de senere år med varierende grad av suksess forsøkt å oppnå de ønskelige egenskaper hos naturlige gummier ved hjelp av syntetiske harpikser, gummi og andre polymerer.

US - PS 3.396.038 og patenter det refereres til der,

gir en representativ oversikt over fagområdet når det gjelder syntetiske harpiksbasiser, spesielt de som oppnås fra polyvinylacetat. Teknikkens stand omfatter også slike gummibasiser som f.eks. gluten (US-PS 7.586.675 og 1.700.387), prolamin (US-PS 2.469.861 og zein (US-PS 2.489.147).

I US-PS 3.666.492 er det gjort kjent en fettsyre-

ester av stivelse som tyggegummibasis. Oppfinnelsen i henhold

til US-PS 3.666.492 omfatter en mettet fettsyre med fra 8 til 14 karbonatomer (spesielt stivelselaurat) og en substitusjonsgrad på over 2.

Et av hovedformålene med foreliggende oppfinnelse er derfor å skaffe en tyggegummi fremstilt fra et hydroksy-propyl-stivelseacetat som tilfredstiller industriens kriterier for funksjonelle og estetiske kvaliteter.

Foreliggende oppfinnelse skaffer en tyggegummi som omfatter som hovedingrediens en tyggegummibasis av hydroksyd-propyl-stivelseacetat.

Foreliggende oppfinnelse skaffer også et hydroksypropylstivelseacetat med elastiske egenskaper og som er vann-uløselig, idet nevnte stivelse har en molekylær substitusjonsgrad (M.S.) av hydroksypropylgrupper på 3 til 6 og en substi-tus jonsgrad (D.S.) av acetatgrupper på fra 1 til 2,5.

Det følgende er en detaljert beskrivelse av foreliggende oppfinnelse.

Fremstilling av hydroksypropylstivelse

40 gram perlestivelse ble dispergert i 450 ml toluen

og 16 ml 25%ig vandig natriumhydroksyd tilsatt med kraftig om-røring. Denne blanding ble overført til et Parr trykkar, 200 ml propylenoksyd tilsatt , karet avkjølt og renset med nitrogen tre ganger med 7,03 kg/cm trykk. Blandingen ble omrørt med 600 omdr./ min i 2 minutter un.der hver rensing. Kar-et ble langsomt oppvarmet fra 25 til 100°C i løpet av 4 timer, så holdt ved 100°C i 2 timer, avkjølt til 30°C og luftet. Hydroksypropylstivelsen falt ut som myk, seig hvit gummi ved tilsetning av 100 ml vann til toluenblandingen. Toluenet ble avdekantert og 800 ml kaldt vann tilsatt til gummien, som løste seg ved omrøring. Den vandige løs-ning ble nøytralisert med 20%ig H3P04, så oppvarmet langsomt med konstant omrøring. Hydroksypropylstivelsen falt ut som en seig gummi mellom 35 og 40°C. Det varme vannet ble avdekantert, gummien oppløst i kaldt vann og utfelt om igjen 2 ganger, så tørket ved 70°C i 24 timer. 84 gram seigt gummimateriale ble utvunnet, og M.S. var 4,4.

Fremstilling av hydroksypropylstivelseacetat

20 gram av det foran nevnte materiale ble dispergert i 200 ml toluen. 30 ml eddiksyreanhydrid ble tilsatt og blandingen omrørt i lo minutter, 2,5 ml HCl ble så tilsatt og reaksjons-blandingen omrørt i 2 timer ved 50 til 55°C. 200 ml vann ble tilsatt til den klare, svakt viskøse løsningen, blandingen om-rørt kraftig i 2 minutter, fikk stå i 5 minutter, og vannsjiktet ble avdekantert. Etter 3 gangers vasking med vann ble toluen-skiktet vasket med 200 ml 5%-ig natriumbikarbonatoppløsning og deretter ytterligere én gang med vann. Hydroksypropylstivelse-acetat ble så utfelt fra toluenet ved tilsetning av 300 ml kloro-form, utfelling med 300 ml heksan og tørking i en vakuumovn ved 50°C natten over. D.S. for hydroksypropylacetat-gummien var 1,3.

Fremstilling av hydroksypropylstivelse-acetat fra voksstivelse

Den foran nevnte fremgangsmåte for fremstilling av hydroksypropylstivelse og hydroksypropylstivelseacetat ble gjen - tatt ved anvendelse av voksaktig, umodifisert stivelse som ut-gangsmateriale.

Dette resulterte i fremstilling av hydrosypropylvoks-stivelseacetat med M.S. på 4,4 og D.S. på 1,3.

Ettrinnsfremgangsmåte:

80 gram perlestivelse ble dispergert i 900 ml toluen, og 32 ml 25%-ig vandig natriumhydroksyd ble tilsatt under kraftig omrøring. Denne blanding ble overført til et Parr trykkar,

400 ml propylenoksyd tilsatt, karet lukket og renset med nitrogen

2

tre ganger ved 7,03 kg/cm . Karet ble langsomt oppvarmet fra 25 til 110°C i løpet av 2 timer, holdt ved 110°C i én time, avkjølt til 50°C og luftet.

Eddiksyreanhydrid (500 ml) ble tilsatt og blandingen omrørt ved 50-55°C i 2 timer. Blandingen ble overført til et 4 liters begerglass, 2 liter vann tilsatt og omrørt raskt i 30 minutter. Toluen/vann-emulsjonen fikk lov å separere, og vann-skiktet ble avsuget. Vann (2 liter av 4°C) ble igjen tilsatt til toluenfraksjonen, omrørt raskt og emulsjonen nøytralisert med 10%-ig vandig natriumhydroksyd. Blandingen fikk igjen lov å separere og vannsjiktet ble avsuget. Vasking med vann ble gjentatt 4 ganger. Gummien ble utfelt igjen med heksan (1000 ml) og vakuumtørket ved 50°C.

Produktet fra denne ettrinnsfremgangsmåten har en molekylær substitusjonsgrad av hydroksypropylgrupper på 3 til 5,6 og en substitusjonsgrad av acetatgrupper på 1 til 1,5.

Ved fremstilling av hydroksypropylstivelsen

som skal anvendes i oppfinnelsen, er det foretrukne løsnings-middel toluen. Det behøves

ingen katalysator når hydroksypropylstivelseacetatet fremstilles slik som beskrevet i ettrinnsfremgangsmåten.

Når heksan anvendes som løsningsmiddel og trimetylamin som katalysator, er det vanskelig å oppnå et jevnt produkt med denne metode siden gummistivelseacetatet agglomererer i heksan ved en lav substitusjonsgrad og det bleumulig å oppnå jevn blanding i et tidlig stadium av reaksjonen. Når toluen anvendes som løsningsmiddel er den endelige reaksjonsblanding klar, jevn og bare svakt viskøs. Både trimetylamin- og pyridinkatalysato-rer er vanskelige å fjerne fra den endelige acetatgummi. Spor av lukt kan merkes etter flere renseoperasjoner. Hydroksypro-pylstivelseacetatgummi som er syntetisert i toluen ved bruk av HCl som katalysator eller uten katalysator, er fullstendig luftfri og mild i smaken. Gummien er perlehvit og har tilta-lende utseende. Den er myk, sammenhengende, fri for klebrighet og er elastisk etter tygging.

Gummien som fremstilles fra voksmais er litt fastere og mindre elastisk enn den som er laget av perlestivelse. Tyggeegenskapene for begge gummier er bedre enn for prøver av gummibasis fra en kommersiell kilde.

Hydroksypropylstivelseacetatet fremstilt som beskrevet foran har gode gummi- og sammenhengende tyggemiddelegen-skaper. Når dette stivelsederivat formuleres til en tyggegummibasis, blir det resulterende produkt lik eller bedre enn både naturlige og syntetiske tyggegummibaserte produkter som det kan sees av resultatene av tyggetestene som er utført i overens-stemmelse med den metode som er generelt akseptert på fagområdet.

Hydroksypropylstivelseacetatgummien er forenelig med syntetisk og naturlig gummibasis, smaksstoffer, myknere, fyllstoffer og andre produkter som vanligvis anvendes i tyggegummier.

Eksempel 1

Dette eksempel viser fremstilling av tyggegummi fra hydroksypropylstivelseacetat fremstilt fra voksstivelse. Sti-velseacetatet fremstiltes som foran angitt og har en M.S. på

4,5 og en D.S. på 1,6.

Basis, vann, glycerol, maissirup og peppermynteolje ble blandet til en seig masse ved 60°C. Melis ble tilsatt, blandingen oppva/rmet til 80°C, blandet inntil den var jevn, så oppdelt i flere gummikuler (3 gram i hver) mens den ennå var varm. Dette materiale ble hårdt og sprøtt ved avkjøling. Tyggegummikulene ble lett oppbrutt ved tygging, myknet og had-de gode tyggeegenskaper.

Eksempel 2

Dette eksempel viser fremstilling- av tyggegummi fra hydroksypropylstivelseacetat fremstilt fra perlestivelse. Hydroksypropylstivelseacetatet fremstilles som foran beskrevet og har en M.S. på 4,4 og en D.S. på 1,3.

Den foranstående blanding ble blandet ved 55°C og delt i 3 grams kuler mens den var varm. De enkelte biter ble overdrysset med melis. Denne blanding forble fleksibel ved hen-stand og var lett å valse til plateform. Fasthet og fleksibilitet var som for kommersiell tyggegummi både før og etter tygging.

Tyggetestgraderingen for begge eksempler vises i den følgende tabell og er sammenlignet med kommersiell tyggegummi.

Tallet 10 er optimum i den foranstående tabell, og både over og under 10 er mindre enn optimum.

Terminologi

Innledningstrinn:

Består av de første få biter før gummien blir fuktet eller oppvarmet.

Fleksibilitet beskriver tilstanden for stykket også før tygging og forklarer seg selv.

Stivhet er motstanden som gjøres mot tennene når det bites i tyggegummien.

Adhesjonen blir klebrig når den blir for høy på grunn

av glukose heller enn på grunn av basis, og dens dårligste gradering er smuleformen.

Mellomtrinn:

Er en midlertidig mykhet på grunn av fukting før alt sukker er blitt borte. Dette trinn forsvinner når sukkeret er borte og biten nesten bare består av basis.

Lave poeng for fasthet angir konsistensen for basis ved maksimal mykhet sammenlignet med dens konsistens ved slutt-trinnet under tyggingen.

Varighet forklarer seg selv.

Sluttrinn:

Nåes når alt sukker og glukose er borte.

Mykhet beskriver følelsen av stykket mot tungen (når det presses flatt mot taket i munnhulen).

Sleip eller slimet angir for stor mykhet. En satin- eller silkefølelse er ønskelig.

Stivhet er motstanden biten gjør mot tennene ved begynnende biting.

Løft er kapasiteten til å utslette eller runde av fordypninger i et stykke tyggegummi forårsaket av tennene. Det kan be-skrives som elastisitet eller "spring-back". Fravær av løft er plastisitet eller voksaktighet.

Frihet er fravær av adhesjon til tennene.

Sammenheng er motstand som bys mot tennene ved slutten

av bitingen sammenlignet med starten. (Den lille økning i stivhet fra starten av bitingen til slutten). Det er ønskelig at stivheten skal øke gradvis under bitingen heller enn at det skal opptre en sterk økning ved slutten av bitingen.

Strekk er den egenskap som gjør det mulig å trekke ut en prøve til en strimmel på en armlengde.

Smak - et mål på den ønskelige mangel på denne kvalitet i basis.

Tyggegummien som lages av dette stivelsederivat har overlegne egenskaper sammenlignet med mange av de kommersielle tyggegummier i den forstand at den er mykere, mer sammenhengende og fullstendig fri for klebrighet og elastisitet etter tygging. Den er også mindre klebrig eller vedhengende når den kastes etter tygging. Utseendet av hydroksypropylstivelseacetat-tyggegummien er mer atraktiv på grunn av sin perlehvite farge og glans enn or-dinær tyggegummi, som har en matt, gråaktig farge eller er farget.

Kommersiell tyggegummibasis er vanligvis sammensatt av

en kompleks blanding av mange ingredienser. Noen ganger anvendes det blandinger av mere enn en ingrediens fra følgende kategorier.

(A) Vann-uløselig, naturlig, tyggbar, plastisk gummi

som tyggegummi eller erstatninger omfattende jelutong, gutta

Hang Kang, gummi, osv.

(B) Syntetiske vann-uløselige, tyggbare, plastiske polymerer som f.eks. butadienstyrengummi, isobutylenisoprenkopo-lymer, polyisobutylen, polyvinylacetat, osv. (C) Myknere f.eks. glycerol, glycerolestere av gummihar-piks, pentaerytritolester av treharpiks, metylacetylricinoleat, acetyltributylcitrat, propylenglykol, hydrogenert olje, lecitin, voks og liknende. (D) Sammenhengs- eller vedhengningsbefordrende midler som f.eks. naturligeeller syntetiske terpenharpikser. (E) Fyllstoffer som f. eks. infusoriejord eller kalsium-karbonat. (F) Konserveringsmidler eller andre blandede additiver som f.eks. antioksydanter eller reaksjonsregulerende midler og

liknende.

Hydroksypropylstivelseacetat kan blandes med bare en

eller to andre ingredienser til en god tyggegummi, hovedsakelig med søtningsmidler. Hydroksypropylstivelseacetatet ifølge oppfinnelsen er en tilfredsstillende tyggegummibasis alene som vist ved de foranstående eksempler.

Claims (4)

1. Tyggegummi, karakterisert ved at den som hovedingrediens inneholder en tyggegummibasis av hydroksypropylstivelseacetat .

2. produkt ifølge krav 1, karakterisert ved at hydroksypropylstivelseacetatet har en molekylær substi-tus jonsgrad av hydroksylgrupper på fra 3 til 6.

3. Produkt ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at hydroksypropylstivelseacetatet har en substitusjonsgrad av acetatgrupper på fra 1,0 til 2,5.

4. Produkt ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at molekylærsubstitusjonen av hydroksylgrupper er fra 4,4 til 4,5 og substitusjonsgraden av acetatgrupper er fra 1,3 til 1,65.