可食用的磷蛋白薄膜的製作方法

2023-10-11 12:46:09

專利名稱：可食用的磷蛋白薄膜的製作方法
技術領域：
本發明概況地涉及薄膜(film)，更特別地涉及可食用薄膜。更具體而言，本發明涉及含有磷蛋白製品(preparation)的可食用薄膜組合物以及其製備方法。
背景技術：
視所需口氣清新的性質以及必須實施口氣清新的情形，有時進行口腔清潔與口氣清新可能會困難或不方便。諸如刷牙、用牙線清潔、漱口等使用各種器械及組合物的方法為口腔護理中經常使用的方法，其適於在自家私密地進行。
然而，當不在家中而且沒有盥洗設施或盥洗設施不衛生時，這種器械及組合物就變得不那麼方便。已經開發出不顯眼的口腔護理產品用於在這種情況下使用，如口氣清新口香糖、糖果錠劑(lozenges)、口腔噴霧劑以及可食用薄膜。
現有技術中已經知道多種可食用薄膜。
例如，美國專利4,562,020中記載由含有支鏈澱粉或elsinan的水溶液製備的自承式葡聚糖膜。這些薄膜據記載可用作可食用的水溶性包裝材料。
美國專利4,623,394中記載含有支鏈澱粉及異甘露聚糖的可食用薄膜，據記載其在水性環境中顯示出可控的崩解性。
美國專利4,851,394公開一種基於多元醇與葡甘露聚糖及任選的其他天然多糖的反應產物的可食用薄膜。據記載，這些薄膜具有優良的性質如耐水性、耐熱性及強度。
歐洲專利申請公布1,008,343A1披露一種用於口腔藥物傳遞且據記載溶解迅速的薄膜製劑，該製劑含有藥物、可食用聚合物以及多糖。
第2002/0150544A1號美國專利申請公布公開一種含有治療藥物和/或口氣清新劑的口腔用可食用薄膜，其含有水溶性聚合物、多元醇、美容和/或藥物學活性藥物如口氣清新劑、以及調味劑的混合物。
第2003/008008A1號美國專利申請公布公開具有抗微生物作用的可食用薄膜，其含有水溶性聚合物如支鏈澱粉及選自百裡酚、水楊酸甲酯、桉葉油素及薄荷醇的精油。
第2003/0035841A1號美國專利申請公布記載一種口腔黏膜黏附可食用薄膜，其含有至少三種成膜劑，即麥芽糊精、水解膠體以及填充劑，但不含支鏈澱粉。
第2002/131990A1號美國專利申請公布也公開一種不含支鏈澱粉的可食用薄膜，其含有成膜劑(如鹿角菜膠)、增容劑以及增塑劑。
然而，儘管現有技術中存在溶解迅速的可食用薄膜，但這些薄膜仍然存在改善的空間。例如，該可用的支鏈澱粉基薄膜的溶解度如此之高，以致在與使用者的口部接觸時在其溶解的同時帶來一種不良的「攫取」感(「grabbing」sensation)。因此，這種薄膜崩解時可能不會具有完美地潔淨的口感。
本發明的一個目的是提供一種至少在某種程度上克服上述缺點的可食用薄膜，或至少能為大眾提供一種有用的選擇。

發明內容
因此，本發明的第一方面提供一種薄膜，其含有a)磷蛋白製品，其中該磷蛋白製品是通過部分交聯酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產物而得到的，b)一種或多種生理學可接受的陽離子源，以及c)增塑劑。
在優選的具體實施方案中，該薄膜是可食用的。
在優選的具體實施方案中，該薄膜基本上是可溶的。
在優選的具體實施方案中，該陽離子是兩價的。
在優選的具體實施方案中，該陽離子源含有基本不溶於水的陽離子鹽。
在優選的具體實施方案中，該陽離子包含鈣離子。
在特別優選的具體實施方案中，該鈣離子源包含磷酸鈣。
在某些優選的具體實施方案中，該磷酸鈣的一些或全部都是鈣羥基磷灰石的形式。
在特別優選的具體實施方案中，鈣源包含天然牛奶磷酸鈣，如以商品名ALAMIN可得到的。
在優選的具體實施方案中，該增塑劑包含多元醇，優選為甘油。
在優選的具體實施方案中，該酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產物是通過酸性酪蛋白、皺胃酪蛋白或酪蛋白酸鹽的酶促水解而獲得的。
在優選的具體實施方案中，該酶為胰蛋白酶，且該部分水解是在pH約7-8下實施。
在優選的具體實施方案中，該部分交聯是在pH約7-8下以穀氨醯胺轉移酶催化實施。
在優選的具體實施方案中，該可食用薄膜進一步含有一種或多種乳化劑。在一個具體實施方案中，該乳化劑包含甘油單及二酯的檸檬酸酯，如以商品名Lamegin 609ZE可得到的。
在其他具體實施方案中，該可食用薄膜可進一步含有一種或多種添加劑如矯味劑或口氣清新劑、甜味劑、著色劑、pH調節劑以及增塑劑。
在某些具體實施方案中，該可食用薄膜可進一步含有一種或多種選自口腔護理物質、藥用或獸醫用物質、營養補充(nutraceutical)物質、唾液腺刺激物質、維生素、礦物質以及其組合的活性物質。
另一方面，本發明提供製備可食用薄膜的方法，該方法包括以下步驟a)將含有(a)磷蛋白製品，其中該磷蛋白製品是通過部分交聯酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產物而得到的，(b)一種或多種生理學可接受的陽離子源，以及(c)增塑劑的混合物加工成為薄膜；以及b)任選地，乾燥該薄膜以使其水分含量減少至所需的水平。
在優選的具體實施方案中，該混合物包括水。
在某些優選的實施方案中，該加工包括將該混合物塗鋪至表面然後進行乾燥以形成薄膜的步驟。
在其他優選的實施方案中，該加工包括將混合物擠出成膜。
另一個方面，本發明提供能夠被加工製備成可食用薄膜的混合物，該混合物含有(a)磷蛋白製品，其中該磷蛋白製品是通過部分交聯酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產物而得到的，(b)一種或多種生理學可接受的陽離子源，以及(c)增塑劑。
儘管本發明如上所定義的範圍很寬，但本發明並非局限於上述範圍，其還包括下列詳細說明給出其實例的具體實施方案。
具體實施例方式
申請人出人意料地發現，具有有利的感官及物理性質且在口中能夠迅速溶解的薄的、可食用的薄膜可通過將某種磷蛋白與適當的陽離子結合而製備。因此，本發明提供新型的薄膜，優選為可食用的薄膜，以及其製備及使用方法。
本發明的薄膜具有多種用途。例如，它們可用於傳遞口氣清新劑或其它口腔護理物質。或者或此外，它們可用作藥物或獸醫用物質、營養補充物質、唾液腺刺激物質、維生素、礦物質以及其組合的載體。在其他具體實施方案中，本發明的可食用薄膜可用作易溶和/或可食用的食品包膜。在其他具體實施方案中，該薄膜還可用作將活性物質局部塗敷至皮膚上的載體。
儘管在口中的溶解仍然迅速，但本發明的薄膜至少在某些優選的具體實施方案中具有比目前可用的某些支鏈澱粉基薄膜更低的溶解度。這又意味著至少在某些優選的具體實施方案中，本發明的可食用薄膜具有在口中「攫取感」更小且在崩解時能提供相對潔淨的口感的優點。
因此，本發明的薄膜優選為基本上可溶。此處所用的術語「基本上可溶」是指該薄膜整體而言在使用者的口中易於崩解及溶解。然而應理解，由於未溶解的非常小的顆粒物質可能會留存，因此薄膜的一些成分，特別是鹽成分可能不會技術意義上完全地溶解。使用者一般不會發現這種小顆粒。
如上所述，本發明的可食用薄膜含有磷蛋白製品、一種或多種生理學可接受的陽離子源、以及增塑劑。
適用於本發明可食用薄膜的磷蛋白製品可通過部分交聯酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產物、即其中部分但並非全部的肽鍵被水解的酪蛋白或酪蛋白酸鹽得到。
此處所用的術語「交聯」在用於部分交聯酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產物時是指在酪蛋白分子和/或包含部分水解產物的酪蛋白分子片斷的胺基酸殘基之間生成分子間共價鍵。優選地，該分子間共價鍵包括穀氨醯胺與賴氨酸殘基之間的鍵，即穀氨醯基/賴氨醯基共價鍵。還應理解，有可能發生分子內即在同一酪蛋白分子或酪蛋白片斷上的胺基酸殘基之間的交聯。
術語「部分」在用於「部分交聯」時是指並非全部的胺基酸殘基得以交聯，即在交聯反應之後仍存留一些未交聯的胺基酸殘基。
部分交聯的程度在此處以每克蛋白質中交聯鍵的微摩爾數表示。
用於製備部分水解產物的酪蛋白可以是任何形式；可使用酸性酪蛋白、皺胃酪蛋白或酪蛋白酸鹽。儘管絕對未排除化學水解，但仍優選該部分水解是於水溶液中在酶催化下實施。
適於實施該部分水解的酶包括蛋白酶，如胰蛋白酶以及胰凝乳蛋白酶。然而，特別優選所用酶為胰蛋白酶，如源自牛的胰蛋白酶或豬胰腺胰蛋白酶。
部分水解應在適於所用酶的溫度和pH下實施。例如，若使用源自牛的胰蛋白酶，則便於在pH約7-8之間以及約37℃的溫度下實施該部分水解反應。還應理解，視在反應溶液中所用的緩衝劑而定，在此pH下，酪蛋白可能會以酪蛋白酸鹽如酪蛋白酸鈉的形式存在。
該反應應在適當的條件如酶和酪蛋白濃度下實施足夠長的時間以使酪蛋白得以部分水解，即、使部分而非全部的肽鍵得以水解。當達到部分水解時，例如通過加熱反應混合物至能使酶變性的溫度如80℃以滅活酶，從而可方便地中止或至少基本中止反應。只要水解一旦達到所需的程度即開始進行部分交聯反應(如下所述)，水解反應完全中止並非必需。也就是說，在實施部分交聯反應的同時，少量的水解反應仍可繼續進行。
酪蛋白部分水解的水平通常優選為在約0.5％-10％範圍內，即酪蛋白中0.5％-10％的肽鍵被水解。更優選地，該部分水解的水平在約2％-約8％範圍內，如約3％-約6％。
可通過本領域技術人員公知的方法測定水解的程度，可方便地應用TNBS(2，4，6-三硝基苯磺酸)法。
水解的程度還優選為通過部分水解使15％或更少的酪蛋白或酪蛋白酸鹽在pH 7的條件下不能溶解。
純粹為舉例而言，可首先在50℃下用NaOH將10％等電點沉澱的酪蛋白溶液調節至pH 7溶解，以製備適用於本發明薄膜的部分水解的酪蛋白。然後將溶液冷卻至37℃，加入佔酪蛋白約0.01重量％的豬胰腺胰蛋白酶並溫育15分鐘。適宜的豬胰腺胰蛋白酶製品為可購得的Novo.4500K，分子量為23,400Da，活性為4500USP單位/mg。一旦部分水解開始實施，可通過加熱至80℃並維持5分鐘來使酶滅活。
一旦製備得到部分水解的酪蛋白，即將其部分交聯以生成適用於本發明薄膜的磷蛋白製品。
可通過酶催化或以化學方法實施該部分交聯反應。然而，優選方便地使用賴氨醯氧化酶或穀氨醯胺轉移酶以酶催化方式實施該部分交聯反應。
特別優選使用穀氨醯胺轉移酶，且在pH約7-8之間實施該部分交聯反應。在適宜的條件下反應足夠的時間以達到所需的交聯程度。優選在使所得磷蛋白製品的交聯程度為每克蛋白質含有約10μmol或更多的交聯鍵、更優選為約10-約250μmol/g蛋白質、更優選為約50-160μmol/g蛋白質如約110-150μmol/g蛋白質的條件下實施該反應。
就穀氨醯/賴氨醯鍵數量而言的部分交聯反應的程度可方便地通過高效液相色譜法(HPLC)測定，通過以適宜的酶如鏈酶蛋白酶、亮氨酸氨肽酶、氨醯基脯氨酸二肽酶以及羧肽酶水解消化該交聯的蛋白質，然後以HPLC分析該蛋白水解消化產物，並對ε-(γ-穀氨醯)賴氨酸(G-L)峰進行定量。
再次重申，一旦部分交聯反應得以完成，可方便地通常通過將反應混合物加熱至足以使酶變性的溫度如80℃約5分鐘以使酶滅活，從而中止該反應。在部分交聯反應完成和酶滅活後，通常還優選方便地應用分子量截止值為約1000Da-約14000Da的膜將所得的含有磷蛋白的溶液透析或滲濾以除去殘餘的低分子量肽或鹽。可將純化的含有磷蛋白的溶液冷凍乾燥或噴霧乾燥以得到固體形式的磷蛋白製品。
所有可購得的穀氨醯胺轉移酶可用於實施該部分交聯反應。舉例而言，合適的酶為可自Ajinomoto Co.購得的名為Activa MP的1％穀氨醯胺轉移酶製品。
純粹是舉例而言，適用於本發明薄膜的磷蛋白製品可通過向部分水解的酪蛋白(如上所述製備)中加入酪蛋白4.5重量％比例的穀氨醯胺轉移酶製品(Activa MP)處理並將反應混合物在40℃下溫育18小時得到。
或者，可應用類蛋白反應(其為本領域技術人員公知的酶促反應)。還可應用過氧化物酶以及過氧化氫在酪氨酸殘基之間實施該交聯反應。
如上所述，儘管優選以酶促方式實施部分交聯反應，但絕未排除可應用適當的試劑以化學方法實施該部分交聯反應。例如，可應用二醛類如戊二醛。
申請人出人意料地發現，如上所述的磷蛋白製品能夠結合併從而使相當數量的陽離子鹽溶解，特別是鈣以及其他二價陽離子的鹽。此外，該磷蛋白製品具有比未改性的酪蛋白更高的溶解度。申請人還出人意料地發現，通過以陽離子源結合磷蛋白製品，可以一定方式控制該磷蛋白製品的溶解度以使其能夠形成穩定的、薄的、具有如上所述的理想性質的薄膜。不希望受任何理論的限制，據信通過添加陽離子源如鈣鹽可減少磷蛋白結合水的能力，並從而可形成薄的、穩定的、能在口中迅速溶解的薄膜。
因此，本發明的薄膜包含一種或多種生理學可接受的陽離子源。優選該陽離子為二價，且優選為選自鈣、鋅以及鎂離子。該陽離子源可方便地為無機或有機鹽，如磷酸鹽、檸檬酸鹽或鹽酸鹽。但優選該鹽為在水中基本不溶的鹽。
特別優選該陽離子為鈣離子。該鈣離子源優選包括磷酸鈣，更優選為鈣羥基磷灰石的形式。在特別優選的具體實施方案中，該鈣離子源包括如可以商品名ALAMIN得自New Zealand Milk Products Ltd的天然牛奶鈣，其含有典型比例如下的鈣、磷酸鹽、以及蛋白質、乳糖、脂肪、水分、鈉、鉀及氯化物總礦物質含量70％(w/w)28％鈣及48％磷酸鹽蛋白質(N×6.38)7％乳糖 4％脂肪 1％游離水 3％結合水 8％鈣 28,000mg/100g磷 16,000mg/100g鈉 400mg/100g鉀 300mg/100g氯化物 100mg/100g在天然牛奶磷酸鈣中，磷酸鈣通常被認為以鈣羥基磷灰石的形式存在。天然牛奶磷酸鈣可以本領域公知的方法得到，通常為將酸性乳清滲透物(whey permeate)澄清並以巴氏法滅菌，將滲透物冷卻並超濾，然後加熱、調pH、並在升溫下維持以使礦物質包括磷酸鈣沉澱，以及回收沉澱。
另一種合適的天然牛奶磷酸鈣源為可以商標名Lactoval得自DMVInternational的產品。
或者，可使用磷酸三鈣形式的磷酸鈣。
特別優選本發明的其中鈣離子源包括天然牛奶磷酸鈣的具體實施方案。這些優選的薄膜表明其在口中的崩解和消失更快。不希望受任何理論的限制，據信該天然牛奶磷酸鈣的不溶性部分還可影響填充劑容量，有助於削弱薄膜的結構並從而有助於崩解。
在其他具體實施方案中，該薄膜還可含有另一種鈣源，如檸檬酸鈣或氯化鈣。在這些具體實施方案中，通常優選該薄膜還含有填充劑如滑石。
陽離子源以及磷蛋白製品在本發明可食用薄膜中的相對比例可視許多因素的不同而變化。這些因素包括所使用的特定的磷蛋白製品的性質特別是溶解度以及陽離子結合性質、所使用的陽離子及鹽的種類，以及希望所製得的可食用薄膜具有的性質，如所需的厚度及溶解度。這些因素又將取決於該薄膜的最終用途，如其是否將用作用於傳遞口氣清新劑、矯味劑或其他活性物質的獨立的薄膜，還是將用於其他用途如食品的可食用包衣或包裝。
然而，大體而言，該薄膜組合物中含有的鈣或其他陽離子源的量應足以有利於形成撓性及粘性薄膜。本領域技術人員無需過度試驗即可容易地確定所含陽離子的最佳量。
舉例而言，在本發明的如上所述其中陽離子為鈣且陽離子源為天然牛奶磷酸鈣的具體實施方案中，鈣離子∶磷蛋白的比例(w/w)可在約0.05∶1-約0.0136∶1範圍內；羥基磷灰石∶磷蛋白的比例(w/w)可在約0.2∶1-約0.92∶1的範圍內，以及天然牛奶磷酸鈣∶磷蛋白的比例(w/w)可在0.3∶1-1.3∶1的範圍內。
本發明的可食用薄膜還可適宜地含有增塑劑(軟化劑)。該增塑劑可為任何適用於可食用薄膜中的增塑劑，如多元醇，例如甘油、山梨醇(優選與甘油組合使用)、聚乙二醇、或丙二醇、或氫化澱粉水解產物或玉米糖漿。在優選的具體實施方案中，該增塑劑含有甘油。
該增塑劑便於佔薄膜乾重的約10％-25％，優選為約15％-18％。
儘管並非必需，但本發明的可食用薄膜還可有利地包含一種或多種乳化劑。該乳化劑可為任何適宜的天然或合成的食品級乳化劑。例如，該乳化劑可包含單或二醯甘油酯、甘油單或二酯的檸檬酸酯、部分氫化的植物油、卵磷脂、脂肪酸、聚甘油酯、聚乙烯脫水山梨醇酯、丙二醇、脫水山梨醇單棕櫚酸酯、脫水山梨醇單硬脂酸酯或脫水山梨醇三硬脂酸酯，以及其他類似的乳化劑。
該乳化劑便於佔薄膜乾重的0.5％-3％。
取決於薄膜所需的用途，其還可含有一種或多種添加劑如矯味劑或口氣清新劑、甜味劑、著色劑、pH調節劑以及穩定劑。
可應用的矯味劑或口氣清新劑包括例如精油、合成食用香料，或包括得自植物和水果的油類如檸檬油、諸如柑桔的水果香精、椒薄荷油、留蘭香油、其他薄荷油、丁香油、冬青油、茴香油等的混合物，具有殺菌性質的調味油如薄荷醇、桉樹腦、丁子香酚、百裡酚、以及與品牌商品Listerine中存在的類似的殺菌劑，以及其混合物。加入該矯味劑或口氣清新劑的量取決於特定物質的性質，但通常該矯味劑或口氣清新劑佔薄膜乾重的約2％-10％。
適宜的甜味劑包括天然甜味劑如蔗糖、葡萄糖及麥芽糖，以及人造甜味劑如三氯半乳蔗糖、阿司帕坦、以及乙醯舒泛的鹽如乙醯舒泛鉀(AceK)。
適宜的著色劑包括適於食品應用的食用色素及染料，如FDC色澱及染料。
pH調節劑的實例包括可經口服用的緩衝劑。
在某些具體實施方案中，該可食用薄膜可包含一種或多種活性物質，如口腔護理物質、唾液腺刺激物質、藥用或獸醫用物質、營養補充物質、維生素、礦物質以及其組合。
可於本發明薄膜中應用的口腔護理物質包括磷酸鹽及氟化物，以及抗齒菌斑/抗齦炎物質如氯己定、西吡氯銨及三氯生；以及唾液腺刺激物質。
可於本發明的可食用薄膜組合物中應用的藥用、獸醫用及營養補充物質、以及維生素及礦物質包括那些適於口服應用以及可用於薄膜組合物中的物質。
例如，該薄膜可用作疫苗、抗體、鎮痛劑、抗組胺劑、細菌素或局部麻醉劑如奴佛卡因的傳遞媒介物。該薄膜還可用於向小動物以及其他動物如牛、豬、鹿及馬經口傳遞治療物質。
大體而言，本發明的可食用薄膜可通過以適宜的方式加工含有如上所述的磷蛋白製品、一種或多種生理學可接受的陽離子以及增塑劑的混合物以形成薄膜，然後可任選地，將該薄膜乾燥以將水分含量降低至所需的水平。
在優選的具體實施方案中，該混合物含有水。
在一些具體實施方案中，該薄膜可通過鑄塑製備。該製備方法可方便地包括將薄膜組合物的乾燥成分與水及其他液體成分結合的步驟。優選該乾燥成分在緩緩加入至液體成分混合物之前相互摻混。當製備液體成分的混合物時，可有利地將其柔和地加熱以幫助乳化劑(若存在)溶解。應充分混合這些成分。可有利地加入額外的水在混合的同時調節溶液的稠度，以得到能夠被塗鋪至基體之上用於乾燥的稠度的溶液和/或調節薄膜的厚度。該溶液可任選地被乳化和/或脫氣。
該溶液的pH應優選地維持在約6-約8之間，更優選為在約7.2-7.8之間，更優選為約7.5。其可方便地通過加入適宜的pH調節劑如氫氧化鈉實現。
然後該溶液可被傾倒或塗敷至適宜的基體如乾燥的玻璃板上，或將要形成包膜的表面上。本發明的薄膜可為自承式，或其將於受熱時黏附至結構性表面如紙張上，並從而可在需要時起塗層的作用。
可以適宜的方式乾燥該薄膜，包括風乾、烘爐乾燥、反射窗乾燥(reflectance window drying)或滾筒乾燥。
在供替代的優選的具體實施方案中，本發明的薄膜可通過將含有薄膜成分的混合物擠出而製備。在該具體實施方案中，視水在擠出混合物中的比例以及擠出薄膜的最終水分含量而定，在薄膜擠出之後進行乾燥步驟可能並非必需。可方便地通過將各液體成分結合、緩緩地將其加入乾燥成分混合物中、調節pH(例如至約7.5)以使混合物形成熱塑性物料、冷卻該混合物以使該物料變脆、將該物料研磨成為適於擠出的粉末。
視所需的應用而定，本發明薄膜的厚度可以變化。然而，本發明的可食用薄膜的厚度適於在約30-約80μm範圍內，如約40-50μm，例如約43-47μm。該薄膜的厚度可通過調節各種參數加以控制，這些參數包括增塑劑的比例、水在乾燥產品中的比例、塗鋪以及乾燥所使用的方法、溼薄膜的初始厚度、以及在一定程度上pH。
以下將結合實施例對本發明作出更詳盡地說明，舉這些實施例是為說明本發明而並非意欲對其進行限制。
實施例實施例1成分％ 經調節的％1磷蛋白(MAP112) 30 18.75Alamin30 18.75Ace-K 10.625乳化劑-Lamegin 609ZE1.5 0.935矯味劑-椒薄荷油 63.75甘油15 9.38水 16.5 47.81向溶液中加入額外的水以塗鋪至玻璃板上用於乾燥。
製備方法混合乾燥成分(磷蛋白、Alamin以及Ace-K)。如實施例3所述製備磷蛋白。
混合液體成分(乳化劑、矯味劑、甘油以及水)。將該混合物柔和地加熱至溶解乳化劑所需的30-40℃。
將乾燥成分緩緩加入至液體中，攪拌並直到所有成分均勻混合。向溶液中加入額外的水以塗鋪至玻璃板上用於乾燥。
用4M NaOH將pH調節至7.5。
將該溶液塗鋪至乾燥的玻璃板(0.25mm厚度)上，並在100-110℃下乾燥約4-5分鐘。將該板置於室溫下再水化，然後用刮刀將薄膜自板上剝離。
實施例2成分 ％ 經調節的％1磷蛋白(MAP112)30 18.75Alamin 30 18.75Ace-K 1 0.625乳化劑-Lamegin 609ZE 1.50.935矯味劑-椒薄荷油6 3.75甘油 13 8.125水18.5 49.0651向溶液中加入額外的水以塗鋪至玻璃板上用於乾燥。
以實施例1中所述的製備方法製備可食用薄膜。
實施例3磷蛋白(MAP112)的製備胰蛋白酶水解將55公斤酪蛋白酸鈉在50℃下分散於去離子水中，得到522升的最終濃度。將該溶液冷卻至37℃，用NaOH調節pH為7.06，加入佔酪蛋白0.01重量％的得自豬的胰蛋白酶(Novo.4500K，分子量23,400Da，活性4500USP單位/mg)，並溫育5分鐘。將該溶液在15分鐘內加熱至80℃並在維持4分鐘後冷卻至45℃。
以如下的凝膠過濾法測定部分水解製品的分子量特徵。在作為緩衝液的含有50mM磷酸鈉pH為7.5的6M尿素中製備1％的蛋白質溶液。將該溶液在10000×g下離心10分鐘並通過0.2μm的濾器。向裝配有Superdex 200 10/30HR柱的Pharmacia FPLC的100μl的進樣環中注入500μl的樣品。所使用的流動緩衝液為含有50mM磷酸鈉pH為7.5的6M尿素，流速為0.5ml/min。以UV吸收(280nm)檢測。對蛋白質的吸收曲線積分，並隨機(arbitrarily)分為以下四種分子量組1)大於約30000道爾頓2)小於約30000道爾頓並大於約21000道爾頓3)小於約21000道爾頓並大於約12000道爾頓4)小於約12000道爾頓。
水解後的分子量特徵分子量範圍 百分比≥30000 10.7＜30000，≥2100057.8＜21000，≥1200015.7＜12000 15.8
穀氨醯胺轉移酶處理將pH再次調節至7.0，加入佔酪蛋白4.5重量％比例的穀氨醯胺轉移酶(1％商品製劑，Activa MP，Ajinomoto Co)並溫育15小時(溫育結束時溫度為32℃)。將該溶液加熱至80℃並維持5分鐘。將該溶液稀釋至1000L並冷卻至5℃。將該溶液超濾直至最終濃度達到20％固體，並隨後進行噴霧乾燥。分子量大於30000Da的物質增加了100％，且蛋白質中交聯鍵的數量為92μmol/g。
實施例4擠出薄膜的製備使用以下配方在Brabender Twin Screw擠出機上製備擠出薄膜。
成分 擠出1擠出2蛋白質MAP112(實施例3) 32.4030.0得自牛奶的磷酸鈣 32.4030.0Ace-K 0.99 1.0乳化劑1.62 1.5矯味劑-椒薄荷油6.48 6.0甘油 16.2013.0水9.91 18.5100.0100.0製備方法混合液體成分(水、甘油、椒薄荷油以及乳化劑)，將其緩緩加入至乾燥混合物(蛋白質MAP112、得自牛奶的磷酸鈣以及乙醯舒泛鉀)，並攪拌直到所有成分得以充分混合。以4M NaOH將pH調節至7.5。所得混合物在低於18℃的溫度下形成脆的熱塑性物料。將該混合物冷卻至0℃並研磨成粉末。
擠出條件飼料鬥螺杆速度5RPM擠出機螺杆速度8RPM壓輥溫度特徵(自飼料端)1部50℃2部60℃3部65℃4部75℃管(nozzle) 80℃管口孔 100μm將碎屑飼入飼料鬥中並擠出為薄膜。當該薄膜被擠出管口時被紙帶(矽背部塗層，厚度0.25μm，長2m)收集。改變紙速以得到厚度為40μm-150μm不等的薄膜。將這些薄膜包裹於鋁箔袋中。
實施例5用高效液相色譜法測定交聯度化學物質及試劑自Sigma Chem.Co.(Sydney，Australia)購得ε-(γ-穀氨醯)賴氨酸(G-L)及三氟乙酸(TFA，蛋白質測序級)、氨醯基脯氨酸二肽酶(豬腎)、亮氨酸氨肽酶及來自家豬腎的胞質溶膠、羧肽酶A(牛胰腺)及鏈黴蛋白酶(灰色鏈黴菌)及TRIS[三(羥甲基)氨基甲烷]。自Biolab(Christchurch，New Zealand)購得乙腈。
交聯蛋白的水解消化將48-50mg等分的蛋白質試樣在玻璃試管(總容積15ml)中稱量。加入百裡酚晶體以及2ml的0.2M Tris(pH 8.0，HCl)，渦旋該溶液並在40℃下溫育1小時以使蛋白質分散。將1等分鏈黴蛋白酶(0.4U/mg蛋白質)加入混合物中，然後將混合物在37℃下溫育24小時。加入另一等量的鏈黴蛋白酶等分試樣以使該鏈黴蛋白酶消化繼續進行24小時。加熱至100℃(水浴)10分鐘以滅活鏈黴蛋白酶後，加入亮氨酸氨肽酶(0.4U/mg蛋白質)以繼續消化，同時如鏈黴蛋白酶溫育般處理該溶液。使用氨醯基脯氨酸二肽酶(0.45U/mg蛋白質)然後使用羧肽酶A(0.2U/mg蛋白質)繼續進行消化。在最終滅活後，以超純水(MilliQ水純化系統)(Millipore，North Ryde，Australia)將混合物稀釋至7.5g。
G-L的HPLC分析HPLC系統由連接有ICI Instruments 1210 UV/Vis檢測器的DionexGP40梯度泵溶劑傳輸系統組成。通過ITNS採集板(Acquisition Board)採集數據並應用AZUR色譜軟體1.1版分析數據。以Inertsil ODS-2柱(5μm，150×7.6mm)(Phenomenex，Auckland，New Zealand)分離樣品(100μl)，該色譜柱連接有保護柱(C18ODS，4mm×3.0mm ID)(Phenomenex)以及2μm的預濾器。在2.5℃進行分析。流動相為0.1％TFA(v/v)(溶劑A)以及含有乙腈的0.1％TFA(v/v)(溶劑B)。溶劑程序如下100％溶劑A20分鐘，0％-100％溶劑B 20-25分鐘，100％溶劑B 25-50分鐘。檢測器的波長設定為210nm，流速為1.0ml/min。
用0.45μm的Millex-HA Millipore過濾裝置過濾所有得自蛋白水解消化的樣品。將200μl樣品與100μl蒸餾水以及100μl TFA(2重量％)混合。通過與標準品比較洗脫時間鑑定G-L峰，並通過向樣品中加入G-L標準溶液確證。
實施例65A 5B 5C成分 重量％磷蛋白Lot2/18 22.5 - -MAP106 -30 -MAP109 -- 30牛奶磷酸鈣 22.5 10 30Ace-K 0.75 1 1乳化劑-Lamegin 609ZE1.13 1.5 1.5矯味劑-椒薄荷油BJ 4.5 6 6甘油7.5 18 15水 41.1233.516.5製備方法混合乾燥成分(磷蛋白、Alamin以及Ace-K)。
在製備中使用的磷蛋白的性質如下Lot 102水解度(DH)8.8％，交聯度為150μmol/g蛋白質；MAP 106DH 4.4％，交聯度為155μmol/g蛋白質；MAP 109DH 5.7％，交聯度為155μmol/g蛋白質。
混合液體成分(乳化劑、矯味劑、甘油以及水)。將該混合物柔和地加熱至溶解乳化劑所需的30-40℃。
將乾燥成分緩緩加入至液體成分中，攪拌並直到所有成分均勻混合。
用4M NaOH將pH調節至7.5。
將該溶液塗鋪至乾燥的玻璃板(0.25mm厚度)上，並在100-110℃下乾燥約4-5分鐘。將該板置於室溫下再水化，然後用刮刀將薄膜自板上剝離。
對薄膜的描述以Lot 2/18以及MAP 106製得撓性、稍粘的溶解迅速的薄膜。以MAP109製得的薄膜的撓性同樣大，嘗起來微溼，並在快速溶解前短暫地粘著於舌上。所有的薄膜都具有爆發式的矯味劑強烈釋放(flavourburst)。
實施例76A6B 6C 6D 6E成分重量％磷蛋白(MAP112) 3027 27 22.523.1鹽CaCl23 - -- -CaCO3- 13.6 -- -檸檬酸鈣 - - 13.6 - -Ca3PO4- - -27.1-MgCl2- - -- 23.1Ace-K 1 0.90.9 0.8 0.8乳化劑-Lamegin 609ZE 1.5 1.41.4 1.1 1.2矯味劑-椒薄荷油BJ 6 5.45.4 4.5 4.6甘油 1510.9 10.9 13.511.5水 43.5 40.8 40.8 24.935.8製備方法如實施例6所述製備薄膜。
對薄膜的描述所有的薄膜都薄、具有撓性且可迅速溶解。所有的薄膜都具有爆發式的矯味劑強烈釋放。碳酸鹽、檸檬酸鹽以及磷酸鹽薄膜顏色不透明，而氯化物薄膜透明。含有氯化物的薄膜稍粘。
實施例8測定部分水解的酪蛋白水解程度的方法製備蛋白質的0.1％或1％(w/v)蒸餾水溶液樣品。將100μl等分試樣加入800μl的0.2125M pH為8.20的磷酸鈉緩衝液中。向其中加入800μl的0.1％TNBS試劑，將該試劑充分混合、包裹於箔中，並在有蓋的水浴中於50℃溫育。在恰好60分鐘後，加入1600μl 100mM的HCl中止反應，並在以緩衝液/TNBS為空白對照讀出340nm處的吸收值前將樣品置於室溫30分鐘。
工業應用性如上所述，本發明的薄膜具有許多用途。例如，其可用於傳遞口氣清新劑或其他口腔護理物質。或者或此外，其還可用作藥用或獸醫用物質、營養補充物質、唾液腺刺激物質、維生素、礦物質、或其組合的載體。在其他應用中，本發明的可食用薄膜可用作食品如水果或糖果產品的易溶和/或可食用的包膜。其還可用於食品標籤如奶酪標籤中。其他的應用為在製備新型糖果如tongue tattoo中的應用。
在其他應用中，該薄膜可用作將活性藥物局部塗敷至皮膚上的載體。例如，可將遮光(SPF)劑、灼傷復原劑、單純皰疹治療劑以及局部抗真菌病劑加入本發明的薄膜中。
在其他應用中，該薄膜可用於診斷試劑盒、特別是免疫診斷試劑盒中或用於法醫用途。
至少在優選的具體實施方案中，本發明的可食用薄膜具有與某些目前可用的支鏈澱粉基薄膜相比在口中「攫取感」更小且在崩解時能提供相對潔淨的口感的優點。本發明的薄膜在口中迅速消失還可使得它們具有用於矯味劑突釋的潛力。
儘管已對本發明詳細地、並參考其特定的具體實施方案加以描述，但本領域技術人員將易於對這些具體實施方案作出各種改變及改進。這種改變及改進的作出可不偏離本發明如下所附權利要求書中所述的精神和範圍。
權利要求
1.一種薄膜，其含有a)磷蛋白製品，其中該磷蛋白製品是通過部分交聯酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產物而得到的，b)一種或多種生理學可接受的陽離子源，以及c)增塑劑。
2.如權利要求1所述的薄膜，其中所述薄膜為可食用的。
3.如權利要求1或2所述的薄膜，其中所述薄膜是基本可溶的。
4.如前述任一權利要求所述的薄膜，其中所述陽離子為二價的。
5.如前述任一權利要求所述的薄膜，其中所述陽離子源包括陽離子的基本不溶於水的鹽。
6.如前述任一權利要求所述的薄膜，其中所述陽離子包括鈣離子。
7.如權利要求6所述的薄膜，其中所述的鈣離子源包括磷酸鈣。
8.如權利要求7所述的薄膜，其中該磷酸鈣的部分或全部是以鈣羥基磷灰石的形式存在。
9.如前述任一權利要求所述的薄膜，其中所述鈣源包括天然牛奶磷酸鈣。
10.如權利要求9所述的薄膜，其中所述天然牛奶磷酸鈣以及磷蛋白製品在薄膜中的重量比為約0.3∶1-約1.3∶1。
11.如前述任一權利要求所述的薄膜，其中所述增塑劑包括一種或多種多元醇。
12.如權利要求11所述的薄膜，其中所述多元醇包括甘油。
13.如前述任一權利要求所述的薄膜，其中所述酪蛋白或酪蛋白酸鹽在部分交聯前的水解度在肽鍵總數的約0.5％-約10％範圍內。
14.如前述任一權利要求所述的薄膜，其中所述酪蛋白或酪蛋白酸鹽在部分交聯前的水解度在肽鍵總數的約2％-約8％範圍內。
15.如前述任一權利要求所述的薄膜，其中所述酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產物是通過酶促水解酸性酪蛋白、皺胃酪蛋白或酪蛋白酸鹽而得到的。
16.如權利要求15所述的薄膜，其中所述酶是胰蛋白酶，且該部分水解反應在pH約7-約8條件下實施。
17.如前述任一權利要求所述的薄膜，其中所述部分交聯是使用穀氨醯胺轉移酶以酶促方式實施。
18.如前述任一權利要求所述的薄膜，其中所述部分交聯的程度使得所得的磷蛋白製品每克蛋白含有約10μmol或更多交聯鍵。
19.如前述任一權利要求所述的薄膜，其中所述部分交聯的程度使得所得的磷蛋白製品每克蛋白含有約10μmol-250μmol交聯鍵。
20.如前述任一權利要求所述的薄膜，其中所述部分交聯的程度使得所得的磷蛋白製品每克蛋白含有約50μmol-160μmol交聯鍵。
21.如前述任一權利要求所述的薄膜，其中所述薄膜還含有一種或多種乳化劑。
22.如權利要求21所述的薄膜，其中所述乳化劑包括甘油單或二酯的檸檬酸酯。
23.如前述任一權利要求所述的薄膜，其中所述薄膜還含有一種或多種選自以下組中的添加劑矯味劑或口氣清新劑、甜味劑、著色劑、pH調節劑及增塑劑。
24.如前述任一權利要求所述的薄膜，其中所述薄膜還含有一種或多種選自以下組中的活性物質口腔護理物質、藥用或獸醫用物質、營養補充物質、唾液腺刺激物質、維生素、礦物質及其組合。
25.一種含有可食用包膜的食品，該包膜含有如前述任一權利要求所述的薄膜。
26.一種製備可食用薄膜的方法，該方法包括以下步驟a)將含有(a)磷蛋白製品，其中該磷蛋白製品是通過部分交聯酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產物而得到的，(b)一種或多種生理學可接受的陽離子源，以及(c)增塑劑的混合物加工成為薄膜；以及b)任選地，乾燥該薄膜以使其水分含量減少至所需的水平。
27.如權利要求26所述的方法，其中所述混合物包含水。
28.如權利要求26或27所述的方法，其中所述方法包含將混合物塗敷至表面上然後乾燥成膜的步驟。
29.如權利要求26或27所述的方法，其中所述方法包含將混合物擠出成膜的步驟。
30.一種能加工形成可食用薄膜的混合物，該混合物包含a)磷蛋白製品，其中該磷蛋白製品是通過部分交聯酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產物而得到的，b)一種或多種生理學可接受的陽離子源，以及c)增塑劑。
31.如權利要求30所述的混合物，其中該混合物為熱塑性且可擠出。
32.如權利要求31所述的混合物，其是粉末形式。
全文摘要
本發明提供一種薄膜，其含有磷蛋白製品，其中該磷蛋白是通過部分交聯酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產物得到，一種或多種生理學可接受的陽離子源，以及增塑劑。該薄膜優選為可食用的並基本可溶。在特別優選的具體實施方案中，該一種或多種生理學可接受的陽離子源包括天然牛奶磷酸鈣，且該增塑劑為甘油。
文檔編號C08J5/18GK1728987SQ200380106927
公開日2006年2月1日 申請日期2003年10月20日 優先權日2002年10月18日
發明者派屈克·約瑟夫·西爾科克, 林頓·亞歷山大·布裡傑, 阿德裡安·斯圖爾特·登哈姆·克爾, 內裡達·簡·布倫南 申請人:派屈克·約瑟夫·西爾科克, 林頓·亞歷山大·布裡傑, 阿德裡安·斯圖爾特·登哈姆·克爾, 內裡達·簡·布倫南