TWI735492B - 澆鑄複合物及用於生產明膠產品之方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種澆鑄複合物，其藉由傾入至固體中空鑄模中來生產明膠產品，該澆鑄複合物係包含含有以下組分之均質水溶液： - 4重量%至16重量%之明膠，藉由凝膠層析測定，該明膠具有至少130 kDa，較佳至少145 kDa之平均分子量，其中分子量大於130 kDa之該明膠的比例至少35重量%，較佳至少45重量%； - 6重量%至76重量%之一或多種糖醇； - 0重量%至50重量%之葡萄糖漿，在80重量%之乾物含量下且在50℃之溫度下經量測，其黏度低於800 mPa·s，較佳低於700 mPa·s；及 - 0重量%至50重量%之蔗糖， 其中該葡萄糖漿及該一或多種糖醇共佔該水溶液之25重量%至76重量%，且其中該水溶液具有至少78重量%之乾物含量及/或低於0.75之水活性(aw
值)。 本發明亦係關於一種使用此澆鑄複合物生產明膠產品之方法，且亦係關於由其生產之該等明膠產品。
Description
本發明係關於一種用於生產明膠產品之澆鑄複合物。 本發明亦係關於一種使用此澆鑄複合物生產明膠產品之方法，且亦係關於由其生產之明膠產品。
如下文所使用之通用術語「明膠產品」，一方面包括流行的糖果產品，特徵主要是或多或少具有彈性質感。除明膠以外，各種糖類型及/或糖代用品可形成此等產品之主要組分，最廣義而言，其等可稱作軟糖，且尤其已知呈小熊軟糖(gummy bear)或水果軟糖形式者。 另一方面，該等明膠產品亦可作為膳食增補劑及藥用產品領域中之咀嚼錠劑，其中是將各種營養物質(例如維生素、礦物質或肽)及/或醫藥活性物質添加至基本配方中。在此情況下，糖含量可減少，其中糖果甜點轉換成膳食增補劑的含糖量界定相當模糊不清。富含各種添加劑或活性物質之軟糖或咀嚼錠劑會以例如稱為「強化軟糖」之形式提供。 該等明膠產品先前所使用之生產方法稱為mogul技術(mogul technique)。在此方法中，係將具有約25重量%之含水量且含有溶解於水中之明膠、糖及其他組分的熱澆鑄複合物傾入至由澱粉模製粉末形成之中空鑄模中。該中空鑄模係預先藉由將陽模按壓至填充有乾燥澱粉粉末之平坦盤的光滑表面中加以製成。在填充好中空鑄模後，在氣候測試箱中儲存澱粉粉末盤達24小時與72小時之間。在此時間期間，冷卻中空鑄模中之澆鑄複合物，其會使得澆鑄製品凝固。與此同時，部分的水會被澱粉模製粉末吸收，如此會發生乾燥程序，其中該明膠成品一般具有約20重量%或低於20重量%之含水量。隨後清空粉末盤，且利用篩分使澱粉模製粉末與明膠產品分離，且在乾燥之後再加以使用。明膠產品經脫模劑處理(「潤滑」)以防止任何黏著，且加以封裝。 使用澱粉模製粉末以生產中空鑄模與各種缺點具有相關聯性。因為使用已知配方在澱粉模製粉末中澆鑄之明膠產品的長乾燥時間(24小時至72小時)、在適合之高效能mogul設備之情況下需要大乾燥室及極大量模製粉末盤(其每分鐘澆鑄至多35個粉末盤)。因此空間要求及對於氣候控制、模製粉末盤、澱粉乾燥劑及尤其澱粉模製粉末之必要投資是相當大的。使用澱粉粉末之生產區域的污染亦成問題，儘管持續清潔，但仍無法完全避免。 mogul方法之另一缺點在於當產品轉換情況下的交叉污染之風險，因為之前所生產產品的污染始終會保留在澱粉中且會隨著澱粉模製粉末之連續再使用而引入至新產品中。此問題僅可藉由在各產品轉換之前丟棄所有澱粉模製粉末而得到避免，然而此是完全不經濟的。 已知生產方法之所述缺點尤其對於醫藥產品之生產為極其重要的。就衛生(經由澱粉灰塵污染)及純度(交叉污染)而言，mogul技術不符合醫藥標準(GMP準則)之要求，且因此嚴重限制軟糖或咀嚼錠劑作為藥用劑型之應用領域。 使用固體、可再使用中空鑄模(尤其由塑膠材料組成)用於澆鑄此類型之明膠產品先前由於經濟及技術原因而失敗。該等方法實際上已知用於生產基於其他快速凝固親水膠體(諸如果膠)之糖類糖果產品，其允許低黏度之澆鑄複合物。然而，此等產品之感官特性顯著不同，且因此被消費者認為其等並不構成明膠產品之替代物。 在固體中空鑄模中不可能乾燥已知明膠類澆鑄複合物，此係因為水僅能夠經由開口上側逸出。此不足以進行完全且均質乾燥。配方之改變極其困難，此係因為必須遵守不同(有時相反)基本條件：一方面，澆鑄複合物之流變性必須適合於澆鑄方法，且另一方面，最終產品應具有消費者所預期之明膠產品的典型質地。
因此本發明之目標在於提供一種用於生產明膠產品之澆鑄複合物，其適合於在固體中空鑄模中澆鑄。 此目標根據本發明藉由[先前技術]中所提及之類型的澆鑄複合物達成，其包含含有以下組分之均質水溶液： - 4重量%至16重量%之明膠，藉由凝膠層析測定，其具有至少130 kDa，較佳至少145 kDa之平均分子量，其中分子量大於130 kDa之明膠的比例為至少35重量%，較佳至少45重量%； - 6重量%至76重量%之一或多種糖醇； - 0重量%至50重量%之葡萄糖漿，在80重量%之乾物含量下且在50℃之溫度下經量測，其黏度低於800 mPa·s，較佳低於700 mPa·s；及 - 0重量%至50重量%之蔗糖， 其中葡萄糖漿及一或多種糖醇共佔水溶液之25重量%至76重量%，且其中水溶液具有至少78重量%之乾物含量及/或低於0.75之水活性(aw
值)。 已出人意料地發現，在傾入後之冷卻期間，根據本發明之澆鑄複合物僅藉由明膠之凝固即能夠達到明膠產品之典型質地及稠度，而不需要為此目的而進行顯著乾燥(亦即釋放水)。此可藉由實質上已與待生產之明膠產品具有相同低含水量之澆鑄複合物得到。 儘管乾物含量比先前技術要高，但由於澆鑄複合物之組分，澆鑄複合物具有允許以習知方式加工之流變性。一方面，熱澆鑄複合物之足夠低黏度，且另一方面，在冷卻期間系統之快速凝固均為決定性因素。只有以此方式才可避免非所期望之現象(諸如長絲形成及/或夾雜空氣)且具有良好可塑性。 因為此等特性，在生產明膠產品之情況下，根據本發明之澆鑄複合物可在尤其由塑膠材料(諸如聚矽氧)組成之固體中空鑄模中得到澆鑄。除因此省略先前所使用之澱粉模製粉末所得的優點以外，此亦使得生產方法顯著縮短，此係因為根據本發明之澆鑄複合物在低於剛好60分鐘內一般足夠堅固以能夠進行脫模而不存在過度黏著。相反地，在澱粉模製粉末中使用已知配方之產品澆鑄需要乾燥介於24小時及72小時之間的時間。因此根據本發明之澆鑄複合物使得(每單位時間相同數量)對於冷卻軟糖而言之空間要求顯著減少，其顯著減少中空鑄模之投資及用於乾燥之儲存空間(其不再需要)，及操作成本(無澱粉乾燥或儲存區域之氣候控制)。 根據本發明之澆鑄複合物藉助上述數量範圍內之所含組分的合作達成所述目標。本發明之一基本特徵為選擇藉由凝膠層析測定具有至少130 kDa之平均分子量之高分子明膠，其中分子量大於130 kDa之明膠的比例為至少35重量%。該等明膠可從各種含膠原蛋白材料獲得，尤其是從豬、牛、家禽或魚之結締組織或骨獲得。 在澆鑄複合物中(尤其是均質水溶液)可含有調味劑、著色劑及/或酸化劑之另外組分，從先前技藝就可得知其中該等添加劑之典型數量比例。習知可食用的酸(較佳檸檬酸)可作為酸化劑。 除上述組分以外，根據本發明之澆鑄複合物亦可含有另外組分，其限制條件是此等組分對澆鑄複合物之特定有利特性不具有負面作用。在一較佳實施例中，澆鑄複合物包含一或多種營養物質及/或醫藥活性物質，其中此等物質視可溶性程度而可溶解或分散於均質水溶液中。在第一種情況下，該等組分之比例較佳低於45重量%，更佳低於35重量%。 根據本發明之澆鑄複合物中的較佳營養物質係選自維生素、礦物質、植物萃取物及肽，尤其膠原蛋白肽(膠原蛋白水解產物)。相應明膠產品可為富集糖果產品(強化軟糖)或膳食增補劑。 根據本發明之澆鑄複合物亦可用於生產藥用產品(例如呈咀嚼錠劑之形式)，且在此情況下含有醫藥活性物質，例如止痛劑，諸如乙醯水楊酸、撲熱息痛(paracetamol)或布洛芬(ibuprofen)。相比於mogul技術，用於固體中空鑄模之澆鑄複合物的適合性使得其遵守此領域衛生標準(GMP準則)變得具有可能性。 明膠可以4重量%至16重量%之比例含於水溶液中，其中5重量%至12重量%之比例為較佳的，尤其6重量%至10重量%。在此範圍內，獲得具有典型質地、尤其高彈性之明膠產品。 葡萄糖漿及蔗糖在每一情況下可以至多50重量%之比例含於水溶液中。然而，此等組分亦可省略以用於生產無糖產品，且可藉由較高比例之糖醇加以補償。 對於使用葡萄糖漿，在80重量%之乾物含量下且在50℃之溫度下經量測，此較佳具有低於800 mPa·s，更佳低於700 mPa·s之黏度。葡萄糖漿宜為具有50或超過50、較佳60或超過60之右旋糖當量的高度水解葡萄糖漿。 除在無糖產品之情況下以外，水溶液較佳含有8重量%至40重量%，更佳15重量%至28重量%之比例的葡萄糖漿。 蔗糖，亦即市售糖，較佳以15重量%至45重量%，更佳20重量%至40重量%之比例含於水溶液中(除在無糖產品之情況下以外)。 水溶液亦包含呈6重量%至76重量%，較佳10重量%至30重量%之比例的一或多種糖醇。因為此等糖代用品之用途，一方面是糖及/或葡萄糖漿之數量可減少，且另一方面糖醇亦有助於澆鑄化合物之有利流變性。 糖醇較佳選自山梨糖醇、甘露糖醇、木糖醇、赤藻糖醇及甘油，其中山梨糖醇尤佳。 根據本發明之一變體，均質水溶液亦包含一或多種其他親水膠體，尤其是果膠，以便調整明膠產品之特性(例如溫度穩定性及彈性)。其他親水膠體之比例較佳為0.1重量%至10重量%，尤其0.2重量%至5重量%。 根據本發明之澆鑄複合物如上文所述適合於藉由在固體中空鑄模(尤其由塑膠材料組成)中澆鑄來生產明膠產品。 因此本發明亦係關於一種用於生產明膠產品之方法，該方法包含以下步驟： - 製造根據本發明之澆鑄溶液； - 在80℃或超過80℃之溫度下，將澆鑄溶液傾入至固體中空鑄模中； - 在中空鑄模中冷卻澆鑄溶液以便獲得明膠產品；及 - 自中空鑄模移除明膠產品。 澆鑄溶液在中空鑄模中之冷卻較佳在一段低於60分鐘，更佳低於45分鐘之時間進行。與在澱粉模製粉末中之中空鑄模中的澆鑄(其中明膠產品通常僅可乾燥達24小時至72小時之後才能移除)相比，此構成顯著的優點。 原則上，溫度穩定(至多約95℃)且適合於與食物接觸之任何材料，尤其塑膠材料可用於固體中空鑄模。由聚矽氧製成之中空鑄模是尤佳的，因為其彈性使得明膠產品能夠容易脫模。 舉例而言，適合塑膠材料之另外實例為聚碳酸酯(PC)或聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)。中空鑄模可從此等塑膠薄膜藉助熱成型而產生，類似於用於藥品之已知泡殼包裝。此等材料比聚矽氧更經濟，其使生產個別化中空鑄模成為可能，舉例而言，具有壓印至明膠產品中之印刻。此等中空鑄模可隨後在相對較少次產品循環後就丟棄。 當明膠產品經從中空鑄模移除後，視所需外觀而定，其可經脫模蠟處理或經蔗糖及/或檸檬酸撒粉。 本發明亦係關於根據本發明之方法生產之明膠產品。雖然是明膠產品之新組成，當食用此等產品時，其具有消費者所預期之明膠產品的典型質地。 如已在[先前技術]中提及，無論其外部形式如何，本發明之範疇內之術語「明膠產品」包括所有糖果產品、膳食增補劑或具有相對應組成之藥用產品。該等產品之典型實例為軟糖、水果軟糖、強化軟糖、咀嚼錠劑等。 根據本發明之明膠產品較佳具有至少78重量%之乾物含量及/或低於0.75之水活性(aw
值)。如與根據本發明之澆鑄複合物相關聯所述，在冷卻及凝固期間不存在或僅存在不顯著之乾物含量的升高。 將基於以下實例較詳細地解釋本發明之此等及其他優點。
實例
根據下文所述之方法由六種不同根據本發明之澆鑄複合物(實例1至實例6)及一種未根據本發明之澆鑄複合物(作為比較實例)生產明膠產品。 出於此目的，首先使明膠完全溶解於熱水(70℃至80℃)中，隨後添加山梨糖醇及視情況甘油，且均質地攪拌混合物且再次加熱至70℃至80℃。 同時，藉由使水中之葡萄糖漿、蔗糖及山梨糖醇(及適當地果膠)在壓力下煮沸至至少125℃來製造所謂的糖漿液。使糖漿液冷卻至約110℃且合併明膠/山梨糖醇溶液，且於真空下使混合物脫氣且冷卻至80℃。在脫氣期間，組合物之含水量亦減少至乾物含量為至少78重量%之程度。 隨後將做為酸化劑的檸檬酸添加至填料中，且將澆鑄複合物填充至由聚矽氧製成之中空鑄模中(實例1至實例5及比較實例)或呈PET泡殼包裝之中空鑄模中(實例6)。出於此目的，使用來自Winkler und Dünnebier Süßwarenmaschinen公司之實驗室澆鑄設備。填充量在各情況下介於1 g與5 g之間。 在至多60分鐘之冷卻時間之後，可使根據本發明之明膠產品(軟糖/咀嚼錠劑)在低於12℃環境溫度下脫模。產品隨後可視需要使用脫模蠟潤滑或經糖及檸檬酸撒粉，且隨後加以封裝。 在下表1中，針對實例1至實例6及比較實例指定在填充至中空鑄模之前的已加工澆鑄複合物的各別組成。亦指定澆鑄複合物之各種參數、生產方法及所生產之明膠產品。 
比較實例對應於根據先前技術之mogul設備的典型配方，具有標準明膠、低水解葡萄糖漿(DE 42)且無糖醇。由於會形成長絲及夾雜空氣，此澆鑄複合物極困難地加以模製，且在60分鐘之冷卻時間之後仍過軟且過黏而無法自聚矽氧鑄模移除。在由包含高分子明膠、高度水解葡萄糖漿(DE 60)及山梨糖醇之澆鑄複合物生產的根據實例1之明膠產品之情況下，此等產品在低於60分鐘之後就可被移除。 在含有調整比例之蔗糖、葡萄糖漿及山梨糖醇的實例2至實例5中，且亦在具有額外甘油之實例6的情況下，在至多40分鐘之後，產品脫模就為可能的，其中最終產品在某種程度上具有不同質地(例如在額外含有果膠之實例4的情況下，較短、較堅固質地)。 藉由改變根據本發明之澆鑄複合物的配方，所生產之明膠產品之質地特性可視乾物含量、明膠投配及糖組成而得到調整。
Claims (29)
- 一種澆鑄複合物，其藉由傾入至固體中空鑄模中來生產明膠產品，其包含含有以下組分之均質水溶液：4重量%至16重量%之明膠，藉由凝膠層析測定，該明膠具有至少130kDa之平均分子量，其中分子量大於130kDa之該明膠的比例為至少35重量%；6重量%至76重量%之一或多種糖醇；8重量%至40重量%之葡萄糖漿，在80重量%之乾物含量下且在50℃之溫度下經量測，其黏度低於800mPa．s，且其中該葡萄糖漿具有60或超過60之右旋糖當量(DE)；及0重量%至50重量%之蔗糖，其中該葡萄糖漿及該一或多種糖醇共佔該水溶液之25重量%至76重量%，且其中該水溶液具有至少78重量%之乾物含量及/或低於0.75之水活性(aw值)。
- 如請求項1之澆鑄複合物，其中該明膠具有至少145kDa之平均分子量，分子量大於130kDa之該明膠的比例為至少45重量%；且該葡萄糖漿之黏度低於700mPa．s。
- 如請求項1之澆鑄複合物，其中該均質水溶液亦含有一或多種調味劑、著色劑及/或酸化劑。
- 如請求項1至3中任一項之澆鑄複合物，其中該均質水溶液亦含有一或 多種營養物質及/或醫藥活性物質。
- 如請求項4之澆鑄複合物，其中該營養物質及/或醫藥活性物質呈低於45重量%之比例。
- 如請求項5之澆鑄複合物，其中該營養物質及/或醫藥活性物質呈低於35重量%之比例。
- 如請求項1至3中任一項之澆鑄複合物，其亦包含一或多種不溶組分，其分散於該水溶液中。
- 如請求項7之澆鑄複合物，其中該不溶組分係選自營養物質及醫藥活性物質。
- 如請求項4之澆鑄複合物，其中該等營養物質係選自維生素、礦物質、植物萃取物及肽。
- 如請求項9之澆鑄複合物，其中該肽係膠原蛋白肽。
- 如請求項1至3中任一項之澆鑄複合物，其中該明膠以5重量%至12重量%之比例含於該水溶液中。
- 如請求項11之澆鑄複合物，其中該明膠以6重量%至10重量%之比例含於該水溶液中。
- 如請求項1至3中任一項之澆鑄複合物，其中該葡萄糖漿以15重量%至28重量%之比例含於該水溶液中。
- 如請求項1至3中任一項之澆鑄複合物，其中該蔗糖以15重量%至45重量%之比例含於該水溶液中。
- 如請求項14之澆鑄複合物，其中該蔗糖以20重量%至40重量%之比例含於該水溶液中。
- 如請求項1至3中任一項之澆鑄複合物，其中該一或多種糖醇以10重量%至30重量%之比例含於該水溶液中。
- 如請求項1至3中任一項之澆鑄複合物，其中該一或多種糖醇係選自山梨糖醇、甘露糖醇、赤藻糖醇及甘油。
- 如請求項17之澆鑄複合物，其中該糖醇係山梨糖醇。
- 如請求項1至3中任一項之澆鑄複合物，其中該均質水溶液亦包含一或多種其他親水膠體。
- 如請求項19之澆鑄複合物，其中該親水膠體係果膠。
- 如請求項19之澆鑄複合物，其中該親水膠體呈0.1重量%至10重量%之 比例。
- 如請求項21之澆鑄複合物，其中該親水膠體呈0.2重量%至5重量%之比例。
- 一種生產明膠產品之方法，該方法包含以下步驟：製造如請求項1至22中任一項之該澆鑄複合物；在80℃或超過80℃之溫度下，將該澆鑄溶液傾入至固體中空鑄模中；在該等中空鑄模中冷卻該澆鑄溶液以便獲得該等明膠產品；及自該等中空鑄模移除該等明膠產品。
- 如請求項23之方法，其中該澆鑄溶液在該等中空鑄模中冷卻一段低於60分鐘之時間。
- 如請求項24之方法，其中該澆鑄溶液在該等中空鑄模中冷卻一段低於45分鐘之時間。
- 如請求項23至25中任一項之方法，其中該等固體中空鑄模係由塑膠材料組成。
- 如請求項26之方法，其中該塑膠材料係選自聚矽氧、聚碳酸酯或聚對苯二甲酸伸乙酯。
- 如請求項23至25中任一項之方法，其中該等明膠產品經自該等中空鑄 模移除之後，係經脫模蠟處理或係經蔗糖及/或檸檬酸撒粉。
- 一種明膠產品，其根據如請求項23至28中任一項之方法生產，其包含如請求項1至22中任一項之澆鑄複合物的組分。
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