包含具有高玻璃化轉變溫度的生物可降解聚合物的生物可降解口香糖的製作方法

2023-06-16 15:38:51 2

專利名稱：包含具有高玻璃化轉變溫度的生物可降解聚合物的生物可降解口香糖的製作方法
技術領域：
本發明涉及口香糖領域。特別是，本發明提供了包含玻璃化轉變溫度(Tg)高於37℃的生物可降解聚合物的膠基和口香糖。
背景技術：
人們普遍認識到，丟棄在室內或室外環境中的口香糖會導致相當的麻煩和不便，因為這些丟棄的口香糖會牢牢粘在例如街道和人行道表面上以及粘在該環境中存在或移動的人們的鞋和衣服上。實質上引起這樣的麻煩和不便的原因是，傳統的口香糖產品基於使用在環境中基本不能降解的天然或合成的彈性體和樹脂性聚合物。
清除丟棄的口香糖殘物常常不僅成本高，而且效果不理想。
已經嘗試例如改進清潔方法或在口香糖配方中添加抗粘劑來減少廣泛使用的口香糖所帶來的麻煩。但是，這些預防措施對於解決汙染問題沒有顯著貢獻。
近來，人們對合成聚酯的興趣日益增加，其可水解為較小分子的化合物，這些化合物可通過環境作用而更易於降解和/或通過代謝途徑除去。
美國專利5,672,367中已經公開，口香糖可以自某些合成聚合物製備，在它們的聚合物鏈中存在化學不穩定的鍵，其在光的影響下或通過水解可以分解成水溶且無毒的組分。在美國專利5,672,367中，通過環狀酯(例如丙交酯、乙交酯和ε-己內酯)的聚合獲得的這類聚合物被稱為生物可降解的。此外，根據該專利，應用於口香糖中的這類聚合物的玻璃化轉變溫度最高為37℃。
玻璃化轉變溫度的上限基本為人體溫度這一點在生物可降解的口香糖聚合物領域內的整個現有技術中是一種普遍的推定。保持口香糖聚合物的玻璃化轉變溫度基本低於人體溫度的重要性似乎是與玻璃化轉變溫度(Tg)相關的基本性質的邏輯結果。通常，Tg寬泛地定義為聚合物性質發生顯著變化的溫度。相應地，Tg可描述為聚合物結構一加熱即變得「橡膠樣」而一冷卻即變得「玻璃樣」的溫度。
因此，在生物可降解的口香糖聚合物的現有技術中，玻璃化轉變溫度通常保持基本低於人體溫度。
這類現有技術口香糖聚合物的實例公開於WO 00/19837中，其中指出己內酯可能有毒，應避免用作咀嚼物質。由於所用聚合物不包含導致低Tg的單體，結果發現Tg過高，因此使用大量的增塑劑來獲得具有較低Tg的聚(D，L-乳酸)聚合物。按WO 00/19837，Tg從較高值變為較低值，這樣，按WO 00/19837，所得聚合物的橡膠性和彈性要高得多。
在口香糖中大量使用增塑劑如三醋精的缺陷可能在於口香糖的堅實性被損害，特別是如果口香糖中含有相當有化學活性的口香糖成分如酸或脂肪時。
為使膠基或口香糖組分同時獲得有利的質構和堅實性的另一種方法是混合生物可降解的聚合物與不同種類的天然樹脂。樹脂化合物對獲得所需的咀嚼性質有幫助並為膠基組合物的彈性體充當增塑劑。
傳統口香糖膠基中的樹脂通常包括合成樹脂如聚醋酸乙烯酯(PVA)和天然樹脂如松香酯，松香酯常被稱為酯膠。此外，天然樹脂如部分氫化松香的甘油酯、聚合松香的甘油酯、部分二聚松香的甘油酯、塔羅油松香的甘油酯、部分氫化松香的季戊四醇酯、松香甲酯、松香的部分氫化甲酯和松香的季戊四醇酯通常用於口香糖膠基中。其他常用於口香糖膠基中的樹脂化合物包括合成樹脂，如源於α-蒎烯、β-蒎烯和/或d-檸檬烯的萜烯樹脂，和天然萜烯樹脂。
本發明的目的是避免使用天然樹脂，原因是這些組分缺乏可降解性。
合成樹脂聚醋酸乙烯酯(PVA)在環境中基本是不能降解的，因此，該樹脂聚合物在膠基中的使用對口香糖的不可降解性有很大影響。膠基中PVA的添加量常取決於分子量範圍，這樣以例如為膠基提供拉伸或彈性。膠基組合物中所用PVA的總量通常佔整個膠基組合物的約5-95重量％。通常，口香糖膠基中PVA的量在10-30％的範圍內，因此構成整個膠基組合物的一個主要部分。由於該合成樹脂在環境中基本不可降解，故膠基中的該組分對基於這類膠基的口香糖整個的不可降解性負有顯著的責任。
本發明的目的是創造一種適用於口香糖並具有改進的可降解性的生物可降解聚合物。
本發明的又一目的是製備包含聚合物的口香糖，所述聚合物特別容易降解並可取代口香糖的樹脂部分。
本發明的又一目的是獲得在例如降解過程和/或降解殘留物方面具有改進的生物可降解性的口香糖聚合物。

發明內容
本發明涉及一種口香糖，所述口香糖包含量為約0.1％-約95％的至少一種生物可降解聚合物，所述生物可降解聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg)高於37℃。
在本發明的實施方案中，口香糖包含量為約0.1％-約95％的至少一種生物可降解聚合物，所述生物可降解聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg)高於37℃，分子量(Mn)在約500-60000g/mol的範圍內，且其中所述口香糖包含少於約5重量％的天然樹脂。
按本發明的實施方案，口香糖的低分子量聚合物組分(即分子量(Mn)在約500-400000g/mol範圍內的生物可降解組分)的高Tg導致了所用低分子量聚合物的改進效果。換句話說，按本發明獲得了低分子量聚合物組分的改進效果。這樣的改進可導致例如有可能減少低分子量聚合物的總量，這對穩定性很重要，特別是對於生物可降解的口香糖尤其如此。
按本發明，最終的口香糖中天然樹脂的量應保持較低，原因是所希望的生物可降解性會被所得天然樹脂的特性所損害。
此外，按本發明的實施方案，高Tg聚合物的使用帶動了導致高Tg的單體的使用，對於例如基於丙交酯或基於乙交酯的生物可降解聚合物，這被認為更易於生物降解。因此，內酯聚合物的降解性不如丙交酯聚合物或乙交酯聚合物快，而且，內酯聚合物的降解產物不如丙交酯和/或乙交酯聚合物的降解產物優選。此外，本發明的高Tg性質的應用便於有利的聚合物單體的使用。按本發明的有利實施方案，生物可降解的聚合物可基本單獨基於丙交酯和/或乙交酯製得和/或內酯的含量可被減到最少。
按本發明的優選實施方案，口香糖應包含少於約2重量％的天然樹脂。
在本發明的實施方案中，所述口香糖包含量為約2-60重量％的所述至少一種生物可降解聚合物。
在本發明的實施方案中，所述生物可降解聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg)高於約40℃。
在本發明的實施方案中，所述口香糖基本不含天然樹脂。
按本發明的優選實施方案，應避免使用天然樹脂以獲得可認為是可完全生物降解的口香糖，原因是與基於典型的合成聚酯的聚合物相比，天然樹脂幾乎不能生物降解。
按本發明應避免的天然樹脂包括天然松香酯，天然松香酯常被稱為酯膠，包括例如部分氫化松香的甘油酯、聚合松香的甘油酯、部分二聚松香的甘油酯、塔羅油松香的甘油酯、部分氫化松香的季戊四醇酯、松香甲酯、松香的部分氫化甲酯、松香的季戊四醇酯。
按本發明的實施方案，即便那些根據某些文獻可在非常長的時間內和升高的溫度下具有一定的降解性的天然樹脂也不以任何值得考慮的量適用於本發明。
其他樹脂性化合物包括合成樹脂如源於α-蒎烯、β-蒎烯和/或d-檸檬烯的萜烯樹脂，天然萜烯樹脂。本發明不認為這類樹脂是生物可降解的。因此，其不以任何值得考慮的量適用於本發明。
本發明的目的是避免使用天然樹脂，因為這些組分明顯缺乏可降解性。按本發明，作為樹脂性化合物，Tg至少為37℃的生物可降解聚合物比較低Tg的生物可降解聚合物有更大作用。因此，高Tg的生物可降解聚合物可能是天然樹脂的優良替代品。
在本發明的又一實施方案中，當使用本發明的有效的高Tg聚合物時，口香糖中樹脂替代品的量可降低。
在本發明的實施方案中，包含所述至少一種生物可降解聚合物的所述口香糖還包含至少一種彈性體化合物。
在本發明的實施方案中，所述生物可降解聚合物對所述彈性體化合物具有增塑作用。
在本發明的優選實施方案中，Tg高於37℃的生物可降解聚合物對口香糖的彈性體部分起增塑劑作用。換句話說，按本發明的實施方案，高Tg的生物可降解聚合物充當彈性體增塑劑，而這通常是樹脂性化合物的角色。本發明的生物可降解口香糖聚合物可因此被稱為生物可降解樹脂。
在本發明的實施方案中，最終的口香糖中包括一種或多種高Tg的生物可降解樹脂和一種或多種彈性體化合物在內的聚合物的總含量可優選在口香糖的5-90重量％、更優選20-70重量％的範圍內。太低的聚合物含量可能使口香糖太軟，使口香糖溶解在口中並完全被吞咽或留下不溶於水的部分，這樣的部分太小而不便咀嚼。另一方面，如果聚合物含量太高，則口香糖可能過硬和/或崩裂。在合理的聚合物含量限度內，存在多種調節本發明的包含高Tg生物可降解樹脂的口香糖的質構的可能。
在本發明的實施方案中，所述口香糖包含量在2-50％範圍內的所述生物可降解聚合物。
按本發明，口香糖的堅實性可通過增大口香糖的聚合物部分的量得到提高。具體而言，按本發明，當保持彈性體含量於一恆定水平而增大本發明的高Tg生物可降解聚合物的量時，口香糖的堅實性可得到明顯提高。
在本發明的實施方案中，所述口香糖包含量在5-40％範圍內、優選10-30％範圍內的所述生物可降解聚合物。
應該指出，在口香糖的製造中實現彈性體和樹脂性化合物間的平衡是很重要的。按本發明，高Tg(高於人體溫度)的生物可降解聚合物適宜作為口香糖中的至少一種樹脂性聚合物。樹脂性生物可降解聚合物的量應優選不構成口香糖的整個聚合物部分。取決於實際所用的彈性體，樹脂含量可有利地降低從而為更高含量的彈性體留出餘地，這可改善最終的口香糖的質構。
在本發明的實施方案中，所述口香糖包含量在5-25％範圍內的所述生物可降解聚合物。
按本發明，最終的口香糖質構可通過調節高Tg聚合物的量加以設計。按本發明，口香糖中生物可降解聚合物的足夠量可優選大大低於使用具有較低Tg的相似聚合物時所必要的量。
在本發明的實施方案中，所述生物可降解聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg)高於38℃。
在本發明的實施方案中，口香糖包含量為口香糖的至少0.5重量％、優選至少1重量％的彈性體化合物。
在本發明的實施方案中，口香糖包含量為口香糖的至少5重量％、優選至少8重量％的彈性體化合物。
在本發明的實施方案中，口香糖包含量在口香糖的約1重量％-40重量％範圍內的彈性體化合物。
按本發明，高Tg生物可降解聚合物可因此認為具有用作口香糖中的樹脂化合物亦即對於彈性體化合物而言的有利增塑劑或溶劑的能力。
在本發明的實施方案中，所述生物可降解聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg)在38℃-90℃的範圍內。
先前人們猜想用於口香糖中的聚合物的Tg值得低於人體溫度，因為按照邏輯，Tg應為聚合物呈玻璃態或呈可咀嚼態間的界限。現已驚奇地發現，使用Tg值遠高於人體溫度的聚合物而不損害最終口香糖的可咀嚼性是可能的，因為所述聚合物能提供樹脂的功能，即用作口香糖中彈性體的增塑劑。
在本發明的實施方案中，所述生物可降解聚合物的玻璃化轉變溫度在41℃-75℃的範圍內。
在本發明的實施方案中，所述生物可降解聚合物的玻璃化轉變溫度在42℃-65℃的範圍內。
在本發明的實施方案中，所述生物可降解聚合物的玻璃化轉變溫度在43℃-48℃的範圍內。
本發明涉及包含生物可降解聚合物的口香糖，所述生物可降解聚合物具有有利的樹脂性質並非常易於降解。此外，本發明的生物可降解口香糖聚合物的降解產物特別理想，因為它們是生化途徑的一部分。
當本發明的生物可降解聚酯聚合物的Tg比口腔溫度高出幾度但不高出約十到二十度時可獲得本發明的有利實施方案，因為其作為樹脂和彈性體增塑化合物的性能高而不在最終的口香糖中賦予太硬的質構。
此外，包含Tg在該Tg範圍內的生物可降解聚合物的口香糖可獲得高度的堅實性。
在本發明的實施方案中，所述生物可降解聚合物的分子量(Mn)在1000-40000g/mol、優選在1000-25000g/mol的範圍內。
按本發明的優選實施方案，相關生物可降解聚合物的較低分子量是使最終的口香糖具有所希望的質構的因素之一。低分子量聚合物應提供樹脂性質，通常是增塑作用，這對與彈性體聚合物的組合有用。
在本發明的實施方案中，所述生物可降解聚合物的分子量(Mn)在3000-22000g/mol、優選在3000-15000g/mol的範圍內。
按本發明的實施方案，當降低分子量時，增塑作用可得到改進。可以優選稍微接近常規合成樹脂的分子量的分子量。
在本發明的實施方案中，所述生物可降解聚合物為聚酯。
在本發明的實施方案中，所述生物可降解聚酯聚合物可通過環狀單體開環聚合獲得。
按本發明的實施方案，有利的生物可降解聚酯聚合物可基於環狀單體獲得。
在本發明的實施方案中，所述環狀單體選自環狀酯和環狀碳酸酯。
在本發明的實施方案中，自環狀酯和/或環狀碳酸酯獲得的生物可降解聚酯聚合物可提供本發明的口香糖，所述口香糖在質構和降解性方面具有優選的性質。
在本發明的實施方案中，所述環狀單體選自D，L-丙交酯、L-丙交酯、乙交酯、ε-己內酯、δ-戊內酯、三亞甲基碳酸酯(TMC)和二烷酮。
在本發明的實施方案中，至少一種所述環狀單體為導致高Tg的單體。
在本文中，術語「導致高Tg的單體」和「導致低Tg的單體」分別指當單獨聚合或以其各自的組聚合時產生高和低Tg的聚合物的單體。在本文中，所得高和低Tg的聚合物可理解為分子量為至少500Mn的聚合物。換句話說，術語導致高和低Tg的單體用來指當聚合成至少500 Mn的聚合物時可優選產生高或低Tg的聚合物的單體。在本文中，高Tg定義為高於口腔溫度的Tg，低Tg相應定義為低於口腔溫度的Tg。
當用來指為具有樹脂樣性質的聚酯的聚合物時，也稱本發明的生物可降解樹脂的口香糖彈性體增塑劑聚合物在本文中有時可能稱為「聚酯樹脂」。
在本發明的實施方案中，聚酯樹脂包含源自一類或多類導致高Tg的單體如丙交酯或乙交酯並形成具有高Tg的均聚物或共聚物的單體單元。
在本發明的實施方案中，導致高Tg的單體可選自D，L-丙交酯、L-丙交酯和乙交酯。
使用至少一種導致高Tg的單體所觀察和期望的效果可為獲得比平常的口香糖聚合物硬度高而彈性低的口香糖聚合物。已經觀察到這樣的聚合物意味著最終的口香糖中令人愉悅的質構。
在本發明的實施方案中，所述聚酯為可通過單一類型的導致高Tg的單體的聚合獲得的聚合物。
在本發明的實施方案中，生物可降解的聚酯聚合物為僅基於一種類型的導致高Tg的單體的均聚物。優選的這類聚合物可為聚(丙交酯)或聚(乙交酯)。
在本發明的實施方案中，所述聚酯為可通過至少兩種不同的導致高Tg的單體的聚合獲得的共聚物。
在本發明的實施方案中，共聚物如(D，L-丙交酯)-乙交酯共聚物可用作本發明的口香糖中的高Tg生物可降解聚合物。引入共聚物的目的可能是這樣的共聚物可能比均聚物的非晶性高而結晶性低，這些特徵可進一步有助於最終的口香糖獲得有利的質構性質。
在本發明的實施方案中，所述聚酯為可通過至少一種導致低Tg的單體與至少一種導致高Tg的單體的聚合獲得的共聚物。
在本發明的實施方案中，小百分比的導致低Tg的單體被引入到聚合物鏈中以控制所得共聚物的Tg。按本發明的優選實施方案，在按本發明保持Tg高於38℃的同時，聚合物的質構可通過調節共聚物中導致低Tg的單體的百分比加以調節。
在本發明的實施方案中，高Tg的生物可降解樹脂聚合物具有作為樹脂性化合物的改進效果，從而減少了增塑口香糖的彈性體部分所必需的樹脂量。
在本發明的實施方案中，高Tg生物可降解聚合物的結構可通過共聚物中導致高和低Tg的單體間的平衡加以調整以提供具有彈性體和相當的非晶性的聚合物。這樣可獲得本發明的最終口香糖的優選品質。
具有彈性體性質的聚合物可同時包含彈性體和樹脂性質，並在較低的溫度下充當彈性體，在較高的溫度下充當樹脂(彈性體增塑劑)。
在本發明的實施方案中，所述至少一種導致高Tg的單體與所述至少一種導致低Tg的單體的摩爾比在75/25-99/1的範圍內，優選在85/15-99/1的範圍內。
導致低和高Tg的單體間這樣的比率的優勢在於可獲得改進的彈塑性特徵。
在本發明的實施方案中，所述至少一種導致高Tg的單體與所述至少一種導致低Tg的單體的摩爾比在90/10-99/1的範圍內，優選在95/5-99/1的範圍內。
在本發明的實施方案中，所述至少一種導致高Tg的單體與所述至少一種導致低Tg的單體的摩爾比在95/5-98/2的範圍內。
在本發明的實施方案中，所述至少一種導致高Tg的單體選自D，L-丙交酯、L-丙交酯和乙交酯。
當這些單體單元構成聚合物的相當大部分時可獲得降解產物方面的優勢。當目標是獲得生物可降解的口香糖時，其可大大有助於提供口香糖的有用性，因為其單體或低聚物降解產物是環境中所希望的。這就是本發明可獲得的，與現有技術生物可降解口香糖聚合物(其中，導致低Tg的單體如內酯常以更高的百分比使用)相比，作為降解產物的乳酸、乙醇酸等部分可增加。
本發明的口香糖中的生物可降解樹脂中這些導致高Tg的單體的使用通常涉及一些重要優勢，如降解速率快以及降解產物有利和無毒。此外，這些單體化合物的購買成本低。
通過增大聚合物中導致高Tg的單體的百分比，所得聚合物的Tg將提高，經驗已表明當在口香糖中與彈性體化合物組合使用這類硬和非彈性的聚合物時實際有可能獲得理想的口香糖特徵。
在本發明的實施方案中，所述至少一種導致低Tg的單體選自ε-己內酯、δ-戊內酯、三亞甲基碳酸酯(TMC)和二烷酮。
至於至少部分地自這些單體製得的聚合物，其可能在降解速率方面表現出一定的不明確性。當然，其降解速率比傳統的口香糖聚合物如PVA或天然樹脂要快得多。但當與高Tg聚合物如聚(D，L-丙交酯)相比時，可觀察到其以較慢的速率降解。因此，在考慮降解性方面時，導致高Tg的單體的量可有利地增大。
在本發明的實施方案中，出於成本考慮，ε-己內酯可能比δ-戊內酯優選。
在本發明的實施方案中，所述開環聚合通過一種或多種引發劑引發。
在本發明的實施方案中，所述引發劑構成所述生物可降解聚酯聚合物的約0.01-1.0重量％。
在本發明的實施方案中，至少50摩爾％、優選至少70摩爾％的所述引發劑是雙官能度的。
在本發明的實施方案中，雙官能度引發劑的摩爾百分數可用來控制生物可降解聚合物的線型度。如果同時使用了雙官能度和更高官能度的引發劑，則增大雙官能度引發劑的摩爾百分數可增大線型度，而更高官能度引發劑的增多可引起聚合物中更高的支化度。
在本發明的實施方案中，當高Tg的較低分子量生物可降解聚酯聚合物獲得高的線型度和結晶度時，口香糖可獲得有利的堅實性和質構。從而可獲得口香糖中生物可降解樹脂一樣的優異性質。
因此，當其中引入了一定的結晶和線型區域時，優異的樹脂性質可源於特別是玻璃化轉變溫度高於口腔溫度的生物可降解聚合物可獲得優良的彈性體增塑性質這一事實。
在本發明的實施方案中，優選的雙官能度引發劑可為二醇引發劑如1，2-丙二醇。
在本發明的實施方案中，所述聚酯聚合物是基本線型的。
在本發明的實施方案中，高線型度可能與高Tg生物可降解聚合物改進的彈性體增塑功能有關。此外，更高的線型度也可能意味著更高的結晶度，這在本發明的實施方案中可必然需要較少量的生物可降解樹脂聚合物以獲得本發明的最終口香糖所希望的質構。
在本發明的實施方案中，所述基本線型的聚酯聚合物包含超過50％的線型聚合物鏈。
相應地，在本發明的實施方案中，本發明的生物可降解聚合物的高百分比線型度可有助於口香糖獲得高度的堅實性和悅人的質構。
在本發明的實施方案中，所述基本線型的聚酯聚合物包含超過70％的線型聚合物鏈。
在本發明的實施方案中，所述基本線型的聚酯聚合物包含超過80％的線型聚合物鏈。
這樣，在本發明的實施方案中，高Tg生物可降解聚酯聚合物的彈性體增塑劑功能方面可獲得進一步的改進。
在本發明的實施方案中，所述生物可降解聚酯聚合物可通過多官能度酸或其衍生物和/或多官能度醇或其衍生物的縮聚獲得。
自羧酸產生聚合物的縮聚方法的實例已在美國專利5,310,865和美國專利4,273,920中公開。
在本發明的實施方案中，所述多官能度酸選自乳酸和乙醇酸。
在本發明的實施方案中，所述多官能度酸為多羥基羧酸或羥基羧酸。
在本發明的實施方案中，所述口香糖包含量為口香糖的至少5重量％、優選至少10重量％的彈性體化合物。
彈性體化合物的量取決於實際所用的彈性體和樹脂。已經發現，當在加到標準口香糖配方中的膠基中組合使用高Tg生物可降解樹脂與彈性體化合物時，本發明的口香糖可獲得精美的質構。
在本發明的實施方案中，所述至少一種彈性體化合物為生物可降解的彈性體。
為獲得可高度降解的口香糖，可能優選口香糖的樹脂和彈性體部分均是生物可降解的。
在本發明的實施方案中，所述生物可降解的彈性體可通過至少一種醇或其衍生物與至少一種羧酸或其衍生物的聚合獲得。
這種有用的彈性體可自大量不同的單體製備。
在本發明的實施方案中，有利的彈性體聚合物可自對苯二甲酸二甲酯、己二酸二甲酯和二(乙二醇)製備。本發明範圍內的其他實例包括通常可由二-、三-或更高官能度的醇或其酯與二-、三-或更高官能度的脂族或芳族羧酸或其酯的逐步增長聚合來製備的聚合物。同樣，羥基酸或多官能度羧酸的酸酐和滷化物也可用作單體。聚合可涉及直接聚酯化或酯交換並且可經催化。
在另一實施方案中，可用的彈性體化合物可包括通過一種或多種環狀酯如丙交酯、乙交酯、三亞甲基碳酸酯、δ-戊內酯、β-丙內酯和ε-己內酯的聚合獲得的聚酯聚合物。
不管單體組成如何，彈性體化合物的分子量可顯著高於本發明的樹脂性高Tg生物可降解聚合物的分子量。同樣，彈性體的玻璃化轉變溫度可以低得多。
在本發明的實施方案中，水含量低於口香糖的3重量％，優選低於1.5重量％，最優選低於1重量％。
在本發明的一些最優選的實施方案中，由於口香糖中含有高度可降解的聚合物如聚(丙交酯)，故最終口香糖中的低水含量很重要。當使用這類對水解降解特別敏感的聚合物時，按本發明，低水含量可為避免或至少最小化咀嚼前降解的決定性因素，咀嚼前降解在口香糖中是非常不希望發生的。保持口香糖中的低水含量可大大提高最終口香糖產品的保存品質，使使用前的存儲期得到延長而不損害口香糖的味道、外觀和質量。
因此，由於本發明的口香糖中存在大量特別易於降解的聚合物，保持水含量儘可能低是一般目標。
本發明的口香糖可通過多種不同的工藝如間歇法、通過擠出、通過一步法等製造。
最後得到的口香糖片的形狀可為任何可製造的幾何形狀，如圓、橢圓、扁平、棒等。所述片也可為多模的，如中心填充的。
本發明的口香糖也可通過壓縮生產，如壓縮多模片等。
在本發明的實施方案中，所述口香糖包含一種或多種選自包括調味劑、甜味劑、填料、軟化劑、乳化劑和活性成分的集合的口香糖成分。
在本發明的實施方案中，所述調味劑包含天然植物組分、精油、香精、提取物、粉的形式的天然和合成調料，包括能影響味覺特徵的酸和其他物質。
在本發明的實施方案中，所述口香糖包含量為0.01-約25重量％、優選0.1-約5重量％的香料，所述百分比基於所述口香糖的總重量。
在本發明的實施方案中，口香糖包含量為口香糖的約0-約20重量％、更通常為口香糖的約0-約10重量％的至少一種軟化劑。
按本發明，已經發現軟化劑可以將與常規口香糖中所用量對應的量有利地添加到本發明的口香糖中。按本發明可獲得包含高Tg樹脂性化合物的口香糖令人滿意的質構，即便當所加軟化劑的量相當低時，即低於口香糖的10重量％或甚至低於5重量％時也是如此。
在本發明的實施方案中，軟化劑可選自牛油、氫化牛油、氫化和部分氫化的植物油、可可油、單硬脂酸甘油酯、三乙酸甘油酯、卵磷脂、甘油一、二、三酸酯、乙醯化甘油一或二酸酯、脂肪酸(如硬脂酸、棕櫚酸、油酸和亞油酸)、蠟、PGE和其混合物。
在本發明的實施方案中，乳化劑的量在所述口香糖的0-18重量％範圍內。
在本發明的不同實施方案中，所述口香糖可以含有或不含有乳化劑。
在本發明的實施方案中，所述甜味劑選自包括填充型甜味劑和高甜度甜味劑及其組合的集合。
在本發明的實施方案中，口香糖包含糖。
在本發明的實施方案中，口香糖是無糖的。
在本發明的實施方案中，所述填充型甜味劑構成口香糖的約5-約95重量％，優選約20-約80重量％。
按本發明，填充型甜味劑可為糖甜味劑、非糖甜味劑和其組合。
在本發明的實施方案中，糖甜味劑可包含含糖化合物如蔗糖、葡萄糖、麥芽糖、糊精、海藻糖、D-塔格糖、幹轉化糖、果糖、左旋糖、半乳糖、澱粉糖漿乾粉等，單獨或組合使用。
此外，在本發明的實施方案中，非糖甜味劑可包含糖醇如山梨糖醇、甘露醇、木糖醇、氫化澱粉水解物、麥芽糖醇、異麥芽酚、赤蘚糖醇、乳糖醇，單獨或組合使用。
在本發明的實施方案中，口香糖包含量為口香糖的約0-約1.2重量％、優選約0.1-約0.6重量％的高甜度甜味劑。
在本發明的實施方案中，高甜度甜味劑可包含三氯蔗糖、阿斯巴甜、丁磺氨的鹽、阿力甜、紐甜、雙甜、糖精及其鹽、環己氨基磺酸及其鹽、甘草甜素、雙氫查耳酮、索馬甜、莫內林、蛇菊苷，單獨或組合使用。
在本發明的實施方案中，口香糖包含量為口香糖的約0-約50重量％、更通常為口香糖的約10-約40重量％的填料。
在本發明的實施方案中，口香糖包含至少一種著色劑。
在本發明的實施方案中，所述口香糖成分包含活性成分。
在本發明的實施方案中，活性成分可選自藥物、口服組合物、戒菸劑、高甜度甜味劑、pH調節劑、營養劑、防腐劑、礦物質、護理或治療口腔和牙齒的試劑、營養強化劑、其他活性成分和其組合。
在本發明的實施方案中，所述口香糖包覆有選自包括硬包衣、軟包衣和可食用膜包衣的集合的外包衣。
所述外包衣可以是糖包衣或無糖包衣或其組合。
在本發明的實施方案中，所述外包衣是包含至少50重量％的多元醇的硬包衣，所述多元醇選自包括山梨糖醇、麥芽糖醇、甘露醇、木糖醇、赤藻糖醇、乳糖醇和異麥芽酮糖醇的集合。
在本發明的另一實施方案中，可食用膜包衣包含至少一種選自包括蠟和可食用膜形成劑如纖維素衍生物、改性澱粉、糊精、明膠、蟲膠、阿拉伯膠、玉米蛋白、植物膠、合成聚合物及其任意組合的集合的組分。
在本發明的實施方案中，外包衣包含至少一種選自包括粘結劑、吸溼組分、成膜劑、分散劑、防粘組分、填充劑、調味劑、著色劑、藥學或美容活性組分、脂質組分、蠟組分、糖、酸和能加速可降解聚合物咀嚼後降解的試劑的集合的添加劑組分。
在本發明的實施方案中，能加速可降解聚合物咀嚼後降解的試劑可為一種或多種酶，選自PCT/DK2003/000939中所提到的那些。
具體實施例方式
按本發明的生物可降解性的優選定義，生物可降解性是某些有機分子的性質，由此當暴露於自然環境或置於有機體內時，其通過酶或微生物過程並且通常結合化學過程例如水解而反應形成更簡單的化合物和最終的二氧化碳、氮氧化物、甲烷、水等。
在本發明內容中，術語「生物可降解聚合物」是指環境或生物可降解的聚合物化合物並且是指口香糖膠基組分，所述組分在口香糖丟棄之後能夠經歷物理、化學和/或生物降解，由此丟棄的口香糖廢棄物變得可更容易從丟棄的位置處除去或最終崩解為不再可認出是口香糖殘留物的小塊或顆粒。這種可降解聚合物的降解或崩解可以受物理因素如溫度、光、溼度等、化學因素如氧化性條件、pH、水解等或生物因素如微生物和/或酶的影響或誘導。降解產物可以是較大的低聚體、三聚物、二聚物和單體。
優選最終降解產物為小分子無機化合物如二氧化碳、氮氧化物、甲烷、氨、水等。
如本文中所指的，玻璃化轉變溫度(Tg)可通過例如DSC(DSC差示掃描量熱法)來測定。DSC通常可用於測定和研究聚合物的熱轉變，具體而言，該技術可用於材料的二級轉變的測定。Tg處的轉變被認為是這種二級轉變，即涉及熱容的變化但沒有潛熱的熱轉變。因此，DSC可用來研究Tg。除非另有說明，否則在整個應用過程中採用10℃/分的加熱速率。
除非另有說明，當關於聚合物在本文中使用時，術語「分子量」是指數均分子量(Mn)，計為g/mol。此外，本文中用到的縮寫PD是指聚合物的多分散性，多分散性定義為Mw/Mn，其中Mw為聚合物的重均分子量。表徵生物可降解聚合物的公認技術是凝膠滲透色譜法(GPC)。
本文中假定口香糖消費者的口腔內溫度約為人體溫度，雖然在實際咀嚼過程中其可能較體溫要低幾度。高於口腔溫度的玻璃化轉變溫度在本文中稱為高Tg，而低於口腔溫度的Tg在本文中稱為低Tg。
本發明的口香糖通常包含水溶性的填充部分、水不溶性的可咀嚼膠基部分和調味劑。所述水溶性的部分隨部分調味劑在咀嚼過程中的一段時間內消散。膠基部分在整個咀嚼過程中均保留在口中。術語口香糖廣義上指咀嚼型口香糖和泡泡糖。
膠基是口香糖的咀嚼物質，其賦予最終產品以咀嚼特徵。膠基通常決定香料和甜味劑的釋放特性並在口香糖產品中起重要作用。
口香糖的不溶部分通常可含彈性體、乙烯基聚合物、彈性體增塑劑、蠟、軟化劑、填料和其他任選成分(如著色劑和抗氧劑)的任意組合。
膠基配方的組成基本上可隨待製備的具體產品以及最終產品所希望的咀嚼和其他感官特徵而變。但上述膠基組分的典型範圍(重量％)為5-80重量％的彈性體化合物，5-80重量％的彈性體增塑劑，0-40重量％的蠟，5-35重量％的軟化劑，0-50重量％的填料，和0-5重量％的其他組分如抗氧劑、著色劑等。膠基可構成口香糖的約5-約95重量％，更經常的是，膠基構成口香糖的10-約60％。
彈性體為口香糖提供橡膠樣的內聚性，其隨該成分的化學結構以及其怎樣與其他成分複合而異。適宜用於本發明的膠基和口香糖中的彈性體可包括天然或合成類型。
彈性體增塑劑改變膠基的堅實性。其對彈性體分子間鏈斷裂(增塑)的特異性及其不同的軟化點導致不同的成品口香糖堅實度和在膠基中使用時不同的相容性。當想要使更多的彈性體鏈暴露於蠟的烷烴鏈中時，這一點很重要。
彈性體化合物可為天然的，但優選合成的，優選合成聚酯。按本發明，樹脂化合物優選生物可降解的聚合物，在優選的實施方案中，樹脂化合物為生物可降解的合成聚酯。任何種類的天然樹脂在本發明的口香糖中均應避免。
按本發明，口香糖包含至少一種Tg高於37℃的生物可降解聚合物。此外，按本發明，這些生物可降解聚合物非常適於用作本發明的口香糖中的樹脂性化合物。下面給出一系列單體組合物的實例，其摩爾比通過調整後可用於高Tg生物可降解聚合物，高Tg生物可降解聚合物是本發明的口香糖的一部分。
按本發明的不同實施方案，高Tg生物可降解聚合物可包含至少一種選自丙交酯或乙交酯的導致高Tg的單體並可以包含一種或多種選自內酯和環狀碳酸酯的導致低Tg的單體。
內酯單體可選自ε-己內酯、δ-戊內酯、γ-丁內酯和β-丙內酯，也包括在沿著環的任何非羰基碳原子處為一個或多個烷基或芳基取代基所取代的ε-己內酯、δ-戊內酯、γ-丁內酯或β-丙內酯。碳酸酯單體可選自三亞甲基碳酸酯、5-烷基-1，3-二烷-2-酮、5，5-二烷基-1，3-二烷-2-酮、或5-烷基-5-烷氧羰基-1，3-二烷-2-酮、碳酸亞乙酯、3-乙基-3-羥甲基、碳酸異丙烯酯、三羥甲基丙烷單碳酸酯、4，6-二甲基-1，3-碳酸異丙烯酯、2，2-二甲基三亞乙基碳酸酯和1，3-二氧雜環庚烷-2-酮。
按本發明，一些優選的單體為環狀單體，如導致高Tg的D，L-丙交酯、L-丙交酯和乙交酯，以及導致低Tg的ε-己內酯、δ-戊內酯、三亞甲基碳酸酯(TMC)和二烷酮。
為獲得所希望的高Tg，可使用單獨的導致高Tg的單體的均聚物或共聚物，或使用導致高和低Tg的單體的組合的均聚物或共聚物，其中，控制導致高Tg的單體和導致低Tg的單體間的比率是很重要的。
按本發明的實施方案，導致高Tg的單體的均聚物或共聚物的一些實例可包括如下聚(L-丙交酯)、聚(D-丙交酯)、聚(D，L-丙交酯)、聚(內消旋丙交酯)、聚(乙交酯)、(L-丙交酯)-(D，L-丙交酯)共聚物、(L-丙交酯)-(內消旋丙交酯)共聚物、(L-丙交酯)-(乙交酯)共聚物、(D，L-丙交酯)-(內消旋丙交酯)共聚物、(D，L-丙交酯)-(乙交酯)共聚物、(內消旋丙交酯)-(乙交酯)共聚物等。
按本發明的其他實施方案，一種或多種導致高Tg的單體與一種或多種導致低Tg的單體可聚合到一起，導致高Tg的單體/導致低Tg的單體的摩爾比在75/25-99/1的範圍內，優選在85/15-99/1的範圍內，通常在95/5-99/1的範圍內。換句話說，導致高Tg的單體的摩爾百分數為形成所得聚合物的單體總摩爾數的至少75％，優選至少85％，通常至少95％。在保持這些比率的同時，環狀單體的優選組合可包括如下D，L-丙交酯/ε-己內酯、D，L-丙交酯/TMC、D，L-丙交酯δ-戊內酯、D，L-丙交酯/-二烷酮、D，L-丙交酯與任何兩種、三種或四種導致低Tg的單體的組合L-丙交酯/ε-己內酯、L-丙交酯/TMC、L-丙交酯/δ-戊內酯、L-丙交酯/二烷酮、L-丙交酯與任何兩種、三種或四種導致低Tg的單體的組合D，L-丙交酯/乙交酯/ε-己內酯、D，L-丙交酯/乙交酯/TMC、D，L-丙交酯/乙交酯/δ-戊內酯、D，L-丙交酯/乙交酯/-二烷酮、D，L-丙交酯/乙交酯與任何兩種、三種或四種導致低Tg的單體的組合L-丙交酯/乙交酯/ε-己內酯、L-丙交酯/乙交酯/TMC、L-丙交酯/乙交酯/δ-戊內酯、L-丙交酯/乙交酯/二烷酮、L-丙交酯/乙交酯與任何兩種、三種或四種導致低Tg的單體的組合乙交酯/ε-己內酯、乙交酯/TMC、乙交酯/δ-戊內酯、乙交酯/二烷酮、乙交酯與任何兩種、三種或四種導致低Tg的單體的組合D，L-丙交酯/L-丙交酯/ε-己內酯、D，L-丙交酯/L-丙交酯/TMC、D，L-丙交酯/L-丙交酯δ-戊內酯、D，L-丙交酯/L-丙交酯/二烷酮、D，L-丙交酯/L-丙交酯與任何兩種、三種或四種導致低Tg的單體的組合D，L-丙交酯/L-丙交酯/乙交酯/ε-己內酯、D，L-丙交酯/L-丙交酯/乙交酯/TMC、D，L-丙交酯/L-丙交酯/乙交酯/δ-戊內酯、D，L-丙交酯/L-丙交酯/乙交酯/二烷酮、D，L-丙交酯/L-丙交酯/乙交酯與任何兩種、三種或四種導致低Tg的單體的組合按本發明，根據上述組合物的單體的聚合可產生一些非常易於降解的高Tg聚合物，其適於用作本發明的口香糖中的樹脂化合物。
所得高Tg生物可降解聚合物的一些實例可包括(L-丙交酯)-(三亞甲基碳酸酯)共聚物、(L-丙交酯)-(ε-己內酯)共聚物、(D，L-丙交酯)-(三亞甲基碳酸酯)共聚物、(D，L-丙交酯)-(ε-己內酯)共聚物、(內消旋丙交酯)-(三亞甲基碳酸酯)共聚物、(內消旋丙交酯)-(ε-己內酯)共聚物、(乙交酯)-(三亞甲基碳酸酯)共聚物、(乙交酯)-(ε-己內酯)共聚物等。
按本發明的實施方案，獲得用於本發明的口香糖中的生物可降解聚合物的聚合過程可通過引發劑如多官能度醇、胺或具有多個羥基或其他活性基團的其他分子或化合物或其混合物引發。
按本發明的實施方案，適合的多官能度引發劑的實例包括但不限於甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二(聚)季戊四醇和乙氧基化或丙氧基化多元胺。
此外，在本發明的優選實施方案中，引發劑可為雙官能度的，適用的雙官能度引發劑的實例包括雙官能度醇，非限制性的實例包括1，2-丙二醇、1，3-丁二醇、其他鏈烷二醇、乙二醇、含兩個羥基的普通醇，和能引發開環聚合的其他雙官能度化合物。
此外，按本發明，引發劑可構成可用於本發明的口香糖中的高Tg生物可降解聚酯聚合物的0.01-1.0重量％，優選0.05-0.8重量％。
按本發明的實施方案，生物可降解聚合物中為雙官能度或更高官能度的引發劑部分可經調控從而可控制線型度和支化度。
在本發明的實施方案中，雙官能度引發劑佔所用引發劑分子總含量的至少50摩爾％。這樣可向本發明的生物可降解聚合物中引入相當的線性度並可獲得一定的所希望的結晶度。這樣，生物可降解聚酯聚合物可獲得作為彈性體增塑劑的非常適宜的性質，並因此可在本發明的口香糖中提供有利的生物可降解樹脂。要增大線性度以改善本發明實施方案中口香糖的結晶性、塑性和強度，雙官能度引發劑的含量可提高至所用引發劑分子總摩爾含量的例如60％、70％、80％、90％或約100％。
因此，按本發明的實施方案，基本為線型的聚酯聚合物可包含超過例如50或80％的線型聚合物鏈。
本發明的生物可降解的樹脂性均聚物可優選通過開環聚合獲得。但在本發明的範圍內生產方法不受限制。作為實例，丙交酯的開環聚合較乳酸(如α-羥基丙酸)的縮聚更常被用作生產方法。但這主要是工藝條件和生產容易性的問題。就所得聚合物而論，其可具有基本相同的組成和性質並在本發明的口香糖中同等適用。這類聚合物的命名常被認為是可互換的，因此名稱聚(丙交酯)和聚(乳酸)可用來指同一種聚合物。
通常，本發明的口香糖中所用的生物可降解聚合物可為均聚物、共聚物或三元共聚物，包括接枝和嵌段聚合物。
可用作本發明口香糖中的彈性體的有用的聚合物通常可以由二、三或更高官能度的醇與二、三或更高官能度的脂族或芳族羧酸或其酯的逐步增長聚合來製備。同樣，羥基酸或酸酐以及多官能度羧酸的滷化物也可以用作單體。聚合可以涉及直接聚酯化或酯交換並且可經催化。
由於多官能度羧酸通常是在縮聚反應介質中具有非常有限的溶解度的高熔點固體，因此通常使用多官能度羧酸的酯或酸酐來克服這種局限。此外，涉及羧酸或酸酐的縮聚產生縮合產物水，其需要高溫去除。因此，涉及多官能度酸的酯的酯交換的縮聚通常是優選的方法。例如，可以使用對苯二甲酸二甲酯來替代對苯二甲酸本身。在這種情況下，縮合產物是甲醇而不是水，前者比水更容易去除。通常，反應以本體方式(沒有溶劑)進行並且使用高溫和真空以去除副產物並驅使反應完全。
可用於本發明口香糖中的彈性體的製備中的脂族多官能度羧酸的具體實例包括草酸、丙二酸、檸檬酸、琥珀酸、蘋果酸、酒石酸、富馬酸、馬來酸、戊二酸、穀氨酸、己二酸、葡糖二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸等。同樣，芳族多官能度羧酸的具體實例可為對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、偏苯三酸、均苯四酸和萘1，4-、2，3-、2，6-二羧酸等。
出於舉例說明而非限制的目的，可用來製備用於本發明的口香糖中的彈性體的羧酸衍生物的一些實例包括羥基酸例如3-羥基丙酸和6-羥基己酸以及酸酐、醯滷或酯，如對應於上述酸的二甲酯或二乙酯，這指例如草酸、丙二酸、琥珀酸、富馬酸、馬來酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸等的二甲酯或二乙酯。一般來說，甲酯有時比乙酯更為優選，這是由於較高沸點的醇比較低沸點的醇難於去除。通常優選的多官能度醇含有2-100個碳原子，例如聚乙二醇和聚丙三醇。
在用於本發明的口香糖中的彈性體的聚合中，可作為醇本身或作為其衍生物使用的醇的一些可應用實例包括多元醇例如乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、二甘醇、1，4-環己二醇、1，4-環己二甲醇、新戊二醇、甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇、甘露醇等。
通常，本發明的口香糖中使用的彈性體聚合物可為均聚物、共聚物或三元共聚物，包括接枝和嵌段聚合物。
可用於本發明的膠基中的另外的環境或生物可降解口香糖基礎聚合物的其他適宜實例包括可降解的聚酯、聚碳酸酯、聚酯醯胺、多肽、胺基酸均聚物如聚賴氨酸、蛋白質包括其衍生物如水解蛋白(包括水解玉米蛋白)。
根據在製造本發明範圍內的口香糖中的一般原則，現將各種不同的適宜成分列舉和說明如下。
本發明的口香糖可包含著色劑。按本發明的實施方案，口香糖可包含著色劑和增白劑，如FDC型染料和色澱、水果和植物提取物、二氧化鈦和其組合。
其他有用的口香糖基礎組分包括抗氧劑，如丁羥甲苯(BHT)、丁羥茴醚(BHA)、沒食子酸丙酯和生育酚、及防腐劑。
在本發明的實施方案中，口香糖包含量為口香糖的約0-約18重量％、更通常為口香糖的約0-約12重量％的軟化劑。
按本發明，軟化劑/乳化劑可加到口香糖和膠基中。
按本發明，膠基配方可包含一種或多種軟化劑，如蔗糖酯(包括WO 00/25598中公開的那些，該專利申請通過引用結合到本文中)、牛油、氫化牛油、氫化和部分氫化的植物油、可可油、脫脂可可粉、單硬脂酸甘油酯、三乙酸甘油酯、卵磷脂、甘油一、二、三酸酯、乙醯化甘油一酸酯、脂肪酸(如硬脂酸、棕櫚酸、油酸和亞油酸)和其組合。本文中用到的術語「軟化劑」指軟化膠基或口香糖配方並包括蠟、脂肪、油、乳化劑、表面活性劑和增溶劑的成分。
為進一步軟化膠基並為膠基提供賦予膠基悅人的光滑表面並減少其粘附性質的水結合性質，通常將一種或多種乳化劑加入組合物中，加入的量通常為膠基的0-18重量％，優選0-12重量％。可食用脂肪酸的甘油一和二酸酯、可食用脂肪酸的甘油一和二酸酯的乳酸酯和乙酸酯、乙醯化甘油一和二酸酯、可食用脂肪酸的糖酯、Na-、K-、Mg-和Ca-硬脂酸鹽、卵磷脂、羥基化卵磷脂等是可加入口香糖膠基中的常用乳化劑的實例。在存在下面所定義的生物或藥學活性成分的情況下，配方可包含某些特定的乳化劑和/或增溶劑，以分散和釋放活性成分。
在製備口香糖膠基時，蠟和脂肪常被用於調節稠度和軟化口香糖膠基。至於本發明，可以使用任何常用和適合類型的蠟和脂肪，例如米糠蠟、聚乙烯蠟、石油蠟(精製石蠟和微晶蠟)、石蠟、蜂蠟、巴西棕櫚蠟、小燭樹蠟、可可油、脫脂可可粉以及任何適宜的油或脂肪，例如完全或部分氫化的植物油或完全或部分氫化的動物脂肪。
在本發明的實施方案中，口香糖包含填料。
如果需要，口香糖膠基配方可包括一種或多種填料/組織形成劑，包括例如包括碳酸鎂和碳酸鈣、硫酸鈉、重質碳酸鈣、矽酸鹽化合物如矽酸鎂和矽酸鋁、高嶺土和粘土、氧化鋁、氧化矽、滑石、氧化鈦、磷酸一鈣、磷酸二鈣和磷酸三鈣、纖維素聚合物如木材、和其組合。
在本發明的實施方案中，口香糖包含量為口香糖的約0-約50重量％、更通常為口香糖的約10-約40重量％的填料。
除水不溶性的膠基部分外，典型的口香糖還包括水溶性的填充部分和一種或多種調味劑。所述水溶性部分可包括填充型甜味劑、高甜度甜味劑、調味劑、軟化劑、乳化劑、著色劑、酸化劑、填料、抗氧劑和提供所希望屬性的其他組分。
適合的填充型甜味劑包括糖或非糖增甜組分。填充型甜味劑通常構成口香糖的約5-約95重量％，更通常構成口香糖的約20-約80重量％，例如30-60重量％。
可用的糖甜味劑為口香糖領域中公知的含糖組分，包括但不限於蔗糖、葡萄糖、麥芽糖、糊精、海藻糖、D-塔格糖、幹轉化糖、果糖、左旋糖、半乳糖、澱粉糖漿乾粉等，單獨或組合使用。
山梨糖醇可用作非糖甜味劑。其他可用的非糖甜味劑包括但不限於其他糖醇如甘露醇、木糖醇、氫化澱粉水解物、麥芽糖醇、異麥芽酚、赤蘚糖醇、乳糖醇等，單獨或組合使用。
高甜度人造甜味劑可單獨使用或結合上述甜味劑一起使用。優選的高甜度甜味劑包括但不限於三氯蔗糖、阿斯巴甜、丁磺氨的鹽、阿力甜、紐甜、雙甜、糖精及其鹽、環拉酸及其鹽、甘草甜素、雙氫查耳酮、索馬甜、莫內林、蛇菊苷等，單獨或組合使用。為提供更持久的甜味和香味，可能希望的是包封或以其他方式控制至少一部分的人造甜味劑的釋放。可以使用諸如溼造粒、蠟造粒、噴霧乾燥、噴霧冷卻、流化床塗覆、凝聚、酵母泡腔包封以及纖維擠出等技術實現所希望的釋放特徵。甜味劑的包封還可用另一種口香糖組分如樹脂性化合物來提供。
高甜度人造甜味劑的使用水平變化明顯並取決於諸如甜味劑的效能、釋放速率、產品所希望的甜味、所用香料的水平和類型以及成本考慮的因素。因此，高效人造甜味劑的有效水平可在約0-約8重量％範圍內變化，優選0.001-約5重量％。當包括用於包封的載體時，包封的甜味劑的用量水平將成比例地更高。
糖和/或非糖甜味劑的組合可用於根據本發明加工的口香糖配方中。此外，軟化劑還可提供另外的甜味，如糖或醛醇的水溶液。
如果需要低卡路裡口香糖，可以使用低卡路裡填充劑。低卡路裡填充劑的實例包括聚葡萄糖、Raftilose(低聚果糖)、Raftilin(菊粉)、寡聚果糖(NutraFlora)、低聚帕拉金糖、水解瓜爾膠(例如SunFiber)或難消化的糊精(例如Fibersol)。但是，可以使用其他低卡路裡填充劑。
本發明的口香糖可含香味劑和調味劑，包括例如天然植物組分、精油、香精、提取物、粉末形式的天然和合成調料，包括能影響味道特徵的酸和其他物質。液態和粉末調料的實例包括椰子、咖啡、巧克力、香草、葡萄果實、桔子、酸橙、薄荷醇、甘草、焦糖香、蜜香、花生、胡桃、腰果、榛子、杏仁、菠蘿、草莓、懸鉤子、熱帶水果、櫻桃、肉桂、胡椒薄荷、冬青、留蘭香、桉樹和薄荷、諸如來自蘋果、梨、桃、草莓、杏、懸鉤子、櫻桃、菠蘿的果香精以及李子香精。精油包括胡椒薄荷、留蘭香、薄荷醇、桉樹、丁香油、月桂油、茴香、百裡香、雪松葉油、肉豆蔻以及上述水果的油。
口香糖香料可以是凍幹的天然調味劑，優選粉末、薄片或塊或其組合的形式。粒徑(按顆粒的最長維度計算)可小於3mm、小於2mm或更優選小於1mm。天然調味劑可以是粒徑為約3μm-2mm的形式，如粒徑為約4μm-1mm。優選的天然調味劑包括來自水果例如來自草莓、黑莓和懸鉤子的種子。
各種合成香料例如混合水果香料也可用於本發明的口香糖芯中。如上所述，與傳統使用的那些相比，可以使用更少量的香味劑。可以使用量為成品的0.01-約30重量％的香味劑和/或香料，這取決於所用香味劑和/或香料的所希望的強度。優選香味劑和/或香料的含量為總組合物的0.2-3重量％。
在本發明的實施方案中，調味劑包含天然植物組分、精油、香精、提取物、粉末形式的天然和合成調料，包括能影響味道特徵的酸和其他物質。
可以包括在本發明的口香糖中的其他口香糖成分包括表面活性劑和/或增溶劑，特別是當存在藥學或生物活性成分時。作為用作本發明口香糖組合物中的增溶劑的表面活性劑類型的實例，參考H.P.Fiedler，Lexikon der Hilfstoffe für Pharmacie，Kosmetik undAngrenzende Gebiete，63-64頁(1981)以及各個國家批准的食品乳化劑的清單。可以使用陰離子、陽離子、兩性或非離子增溶劑。合適的增溶劑包括卵磷脂、聚氧乙烯硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪酸鹽、可食用脂肪酸的甘油一酯和甘油二酯的單乙醯和二乙醯酒石酸酯、可食用脂肪酸的甘油一酯和甘油二酯的檸檬酸酯、脂肪酸蔗糖酯、脂肪酸聚甘油酯、互酯化蓖麻油酸的聚甘油酯(E476)、硬脂醯基乳醯乳酸鈉、月桂基硫酸鈉和脂肪酸的失水山梨醇酯以及聚氧乙基化氫化蓖麻油(例如以商品名CREMOPHOR出售的產品)、環氧乙烷和環氧丙烷的嵌段共聚物(例如以商品名PLURONIC和POLOXAMER出售的產品)、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪酸的失水山梨醇酯以及聚氧乙烯硬脂酸酯。
特別適合的增溶劑為聚氧乙烯硬脂酸酯，例如聚氧乙烯(8)硬脂酸酯和聚氧乙烯(40)硬脂酸酯、以商品名TWEEN出售的聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯例如TWEEN 20(單月桂酸酯)、TWEEN 80(單油酸酯)、TWEEN 40(單棕櫚酸酯)、TWEEN 60(單硬脂酸酯)或TWEEN65(三硬脂酸酯)、可食用脂肪酸的甘油一酯和甘油二酯的單乙醯和二乙醯酒石酸酯、可食用脂肪酸的甘油一酯和甘油二酯的檸檬酸酯、硬脂醯基乳醯乳酸鈉、月桂基硫酸鈉、聚氧乙基化氫化蓖麻油、環氧乙烷和環氧丙烷的嵌段共聚物以及聚氧乙烯脂肪醇醚。增溶劑可以是單一化合物或是幾種化合物的組合。在活性成分存在下，口香糖可優選還包含本技術領域中已知的載體。
用作軟化劑的乳化劑可包括牛油、氫化牛油、氫化和部分氫化的植物油、可可油、單硬脂酸甘油酯、三乙酸甘油酯、卵磷脂、甘油一、二和三酸酯、乙醯化甘油單酸酯、脂肪酸(如硬脂酸、棕櫚酸、油酸和亞油酸)和其組合。
按本發明的實施方案，口香糖可包含藥學、美容或生物活性物質。這類活性物質的實例的綜合清單可在例如WO 00/25598中找到，該專利申請通過引用結合到本文中。
待用於本發明中的活性劑可為任何希望從口香糖中釋放的物質。如果想要加快釋放速率(對應於香料所獲得的效果)，首要物質為具有有限水溶性(通常低於10g/100ml，包括完全不水溶)的那些。實例為藥物、營養強化劑、口服組合物、戒菸劑、高效甜味劑、pH調節劑等。
活性成分的其他實例包括撲熱息痛、苯佐卡因、桂利嗪、薄荷醇、香芹酮、咖啡因、乙酸氯己定、鹽酸賽克利嗪、1，8-桉油醇、南諾龍、咪康唑、mystatine、阿斯巴甜、氟化鈉、尼古丁、糖精、西吡氯胺、其他季銨化合物、維生素E、維生素A、維生素D、格列苯脲或其衍生物、黃體酮、乙醯水楊酸、茶苯海明、賽克利嗪、甲硝唑、碳酸氫鈉、來自銀杏的活性組分、來自蜂膠的活性組分、來自人參的活性組分、美沙酮、胡椒薄荷油、水楊醯胺、氫化可的松或阿斯咪唑。
營養強化劑形式的活性劑的實例為例如具有維生素B2(核黃素)、B12、葉酸、煙酸、維生素H、難溶的甘油磷酸酯、胺基酸、維生素A、D、E和K、鹽形式的礦物質、含鈣、磷、鎂、鐵、鋅、銅、碘、錳、鉻、硒、鉬、鉀、鈉或鈷的絡合物和化合物的營養作用的鹽和化合物。
此外可參考各國主管機構認可的營養素清單，如US Code ofFederal Regulations，Title 21，Section 182.5013.182 5997和182.8013-182.8997。
用來護理或治療口腔和牙齒的化合物形式的活性劑的實例為例如結合過氧化氫和能在咀嚼過程中釋放脲的化合物。
防腐劑形式的活性劑的實例為例如胍和雙胍的鹽和化合物(例如乙酸氯己定)以及具有有限水溶性的下述類型的物質季銨化合物(例如神經胺(ceramine)、氯二甲酚、結晶紫、氯胺)、醛(例如多聚甲醛)、地喹胺(dequaline)化合物、聚羥甲脲(polynoxyline)、酚(例如百裡酚、對氯酚、甲酚)、六氯酚、水楊酸苯胺化合物(salicylic anilidecompounds)、三氯生、滷素類(碘、碘酊、氯胺、二氯氰尿酸鹽)、醇(3，4二氯苯甲醇、苯甲醇、苯氧乙醇、苯乙醇)，此外參考Martindale，The Extra Pharmacopoeia，28th edition，547-578頁；應該包括具有有限水溶性的金屬鹽、絡合物以及化合物，例如鋁鹽(如硫酸鋁鉀AlK(SO4)2·12H2O)以及硼、鋇、鍶、鐵、鈣、鋅(醋酸鋅、氯化鋅、葡糖酸鋅)、銅(氯化銅、硫酸銅)、鉛、銀、鎂、鈉、鉀、鋰、鉬、釩的鹽、絡合物和化合物；護理口腔和牙齒的其他組合物例如含氟的鹽、絡合物和化合物(如氟化鈉、一氟磷酸鈉、氨基氟化物、氟化亞錫)、磷酸鹽、碳酸鹽以及硒。
此外參考J.Dent.Res.Vol.28 No.2，160-171頁，1949，其中提到了多種經過試驗的化合物。
口腔中pH調節劑形式的活性劑的實例包括例如可接受的酸，例如己二酸、琥珀酸、富馬酸，或其鹽，或檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、乙酸、乳酸、磷酸和戊二酸的鹽，和可接受的鹼，例如鈉、鉀、銨、鎂或鈣的碳酸鹽、碳酸氫鹽、磷酸鹽、硫酸鹽或氧化物，特別是鎂和鈣的碳酸鹽、碳酸氫鹽、磷酸鹽、硫酸鹽或氧化物。
戒菸劑形式的活性劑的實例包括例如尼古丁、菸草粉末或銀鹽，例如醋酸銀、碳酸銀和硝酸銀。
活性劑的其他實例為任何類型的藥物。
藥物形式的活性劑的實例包括咖啡因、水楊酸、水楊醯胺和相關物質(乙醯水楊酸、膽鹼水楊酸鹽、水楊酸鎂、水楊酸鈉)、撲熱息痛、鎮痛新的鹽(鹽酸鎮痛新和乳酸鎮痛新)、鹽酸丁丙諾啡、鹽酸可待因和磷酸可待因、嗎啡和嗎啡鹽(鹽酸鹽、硫酸鹽、酒石酸鹽)、鹽酸美沙酮、凱託米酮和凱託米酮的鹽(鹽酸鹽)、β-阻斷劑(普萘洛爾)、鈣拮抗劑、鹽酸維拉帕米、硝苯地平及Pharm.Int.，Nov.85，pages 267-271，Barney H.Hunter and Robert L.Talbert中提到的適合的物質及其鹽、硝化甘油、丁四硝酯、馬錢子鹼及其鹽、利多卡因、鹽酸丁卡因、鹽酸埃託啡、阿託品、胰島素、酶(例如木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、澱粉葡萄糖苷酶、葡萄糖氧化酶、鏈激酶、鏈道酶、葡聚糖酶、α-澱粉酶)、多肽(縮宮素、促性激素釋放素、(LH.RH)、醋酸去氨加壓素(DDAVP))、鹽酸異舒普林、麥角胺化合物、氯喹(磷酸鹽、硫酸鹽)、異山梨醇、去氨縮宮素、肝素。
其他活性成分包括β-羽扇醇、Letigen、檸檬酸西地那非和其衍生物。
牙科產品包括尿素(Carbami)、CPP酪蛋白磷肽、氯己定、醋酸氯己定、鹽酸氯己定、葡萄糖氯己定、Hexetedine、氯化鍶、氯化鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉、含氟成分、氟化物、氟化鈉、氟化鋁、氟化銨、氟化鈣、氟化亞錫、其他含氟成分氟矽酸銨、氟矽酸鉀、氟矽酸鈉、一氟磷酸銨、一氟磷酸鈣、一氟磷酸鉀、一氟磷酸鈉、十八醯氟化銨、硬脂醯三羥乙基丙二胺二氫氟化物、維生素包括A、B1、B2、B6、B12、葉酸、煙酸、泛酸(Pantothensyre)、維生素H、C、D、E、K。
礦物質包括鈣、磷、鎂、鐵、鋅、銅、鉛、錳、鉻、硒、鉬。其他活性成分包括Q10@，酶。天然藥物包括銀杏、姜和魚油。本發明也涉及偏頭痛藥物的使用，如5-羥色胺拮抗劑舒馬曲坦、佐米曲普坦、那拉曲坦、利扎曲普坦、依來曲普坦；抗噁心藥物如賽克利嗪、桂利嗪、茶苯海明、苯海拉明(Difenhydrinat)；抗花粉熱藥物如西替利嗪、氯雷他定(Loratidin)；疼痛緩解藥物，如丁丙諾啡、曲馬多；抗口腔疾病藥物如咪康唑、兩性黴素B、丙酮去炎松(Triamcinolonaceton)；和藥物Cisaprid、多潘立酮、滅吐靈。
活性成分可包含但不限於下述化合物或其衍生物對乙醯氨基酚、乙醯水楊酸、丁丙諾啡、溴己新、塞來昔布、可待因、苯海拉明、雙氯芬酸、依託昔布、異丁苯丙酸、吲哚美辛、酮洛芬、魯米昔布、嗎啡、萘普生、羥可待酮(Oxycodon)、帕瑞昔布、吡羅西康、偽麻黃鹼、羅非昔布、替諾昔康、曲馬多、戊地昔布、碳酸鈣、氫氧化鎂鋁、雙硫侖(Disulfiram)、安非他酮、菸鹼、阿奇黴素、克拉黴素、克雷唑、紅黴素、四環素、格拉司瓊、昂丹司瓊、異丙嗪(Prometazin)、託烷司瓊、溴苯那敏、西替利嗪、左西替利嗪(leco-Ceterizin)、氯環嗪、氯苯那敏、苯海拉明、多西拉敏、非諾非那定(Fenofenadin)、愈創甘油醚、氯雷他定、右氯雷他定、苯託沙敏、異丙嗪、Pyridamine、特非那定、曲克蘆丁、甲基多巴、哌醋甲酯、苯扎氯銨、苄索氯銨、西吡氯銨、氯己定、依卡倍特鈉、氟哌啶醇、別嘌醇、秋冰仙鹼(Colchinine)、茶鹼、普萘洛爾、強的松龍、強的松、氟化物、脲、咪康唑、愛妥糖(Actot)、格列本脲、格列吡嗪、甲福明、米格列醇、瑞格列奈、羅格列酮、阿撲嗎啡、西力士(Cialis)、西地那非、瓦地那非、地芬諾酯、二甲矽油、甲氰咪胍、法莫替丁、雷尼替丁、Ratinidine、西替利嗪、氯雷他定、阿斯匹林、苯佐卡因、右甲嗎喃、麻黃鹼、苯丙醇胺(Phenylpropanolamine)、偽麻黃鹼、西沙比利、多潘立酮、胃復安、無環鳥苷、二辛基硫琥珀酸、酚酞、阿莫曲坦、依拉曲普坦、麥角胺、託芬那酸(Migea)、那拉曲坦、利扎曲坦、舒馬曲坦、佐米曲坦、鋁鹽、鈣鹽、鐵鹽、銀鹽、鋅鹽、兩性黴素B、氯己定、咪康唑、曲安奈德、梅拉通寧、苯巴比妥、咖啡因、苯二氮平、羥嗪、甲丙氨酯、吩噻嗪、布克利嗪、布洛他嗪、桂利嗪、賽克利嗪、苯海拉明、茶苯海明、丁咯地爾、安非他明、咖啡因、麻黃鹼、奧利司他、苯福林、苯丙醇胺、偽麻黃鹼、西布曲明、酮康唑、硝化甘油、制黴菌素、孕酮、睪丸激素、維生素B12、維生素C、維生素A、維生素D、維生素E、毛果芸香鹼、氨基乙酸鋁(Aluminumaminoacetat)、甲氰咪胍、埃索美拉唑、法莫替丁、蘭索拉唑、氧化鎂、尼扎替丁和/或雷替尼丁。
在本發明的一個實施方案中，香料可在包含活性成分的口香糖中用作掩味劑，其中所述活性成分自身具有不受歡迎的味道或改變配方的味道。
口香糖可任選含常見的添加劑，如粘結劑、酸化劑、填料、著色劑、防腐劑和抗氧劑，例如丁羥甲苯(BHT)、丁羥茴醚(BHA)、沒食子酸丙酯和生育酚。
著色劑和增白劑可包括FDC型染料和色澱、水果和植物提取物、二氧化鈦和其組合。
用於甜味劑的上述包封方法的材料可包括例如明膠、小麥蛋白、大豆蛋白、酪蛋白酸鈉、酪蛋白、阿拉伯膠、改性澱粉、水解澱粉(麥芽糊精)、藻酸鹽、果膠、角叉菜膠、黃原膠、槐豆膠、殼聚糖、蜂蠟、小燭樹蠟、巴西棕櫚蠟、氫化植物油、玉米蛋白和/或蔗糖。
通常，優選按本發明製備的口香糖和膠基完全基於生物可降解的聚合物。
但在本發明的範圍內，也可用較少量常規的合成口香糖彈性體或彈性體增塑劑，其實例在下面提及。
這類通常為生物不可降解的合成樹脂的實例包括聚醋酸乙烯酯、醋酸乙烯酯-月桂酸乙烯酯共聚物和其混合物。生物不可降解的合成彈性體的實例包括但不限於Food and Drug Administration，CFR，Title21，Section 172，615(the Masticatory Substances，Synthetic)中列出的合成彈性體，如凝膠滲透色譜(GPC)平均分子量在如約10,000-1,000,000範圍內(包括50,000-80,000)的聚異丁烯，異丁烯-異戊二烯共聚物(丁基彈性體)，苯乙烯-丁二烯比率為如約1∶3-3∶1的苯乙烯-丁二烯共聚物，GPC平均分子量在2,000-90,000範圍內(如3,000-80,000範圍內，包括30,000-50,000)的聚醋酸乙烯酯(PVA)(其中較高分子量聚醋酸乙烯酯通常用在泡泡糖膠基中)，聚異戊二烯，聚乙烯，月桂酸乙烯酯含量為共聚物的約5-50重量％(如10-45重量％)的醋酸乙烯酯-月桂酸乙烯酯共聚物，和其組合。
工業上通常在膠基中組合使用具有高分子量的合成彈性體與具有低分子量的合成彈性體。這樣的組合的實例為聚異丁烯和苯乙烯-丁二烯、聚異丁烯和聚異戊二烯、聚異丁烯和異丁烯-異戊二烯共聚物(丁基橡膠)以及聚異丁烯、苯乙烯-丁二烯共聚物和異丁烯異戊二烯共聚物的組合、和全部上述各個合成聚合物分別與聚醋酸乙烯酯、醋酸乙烯酯-月桂酸乙烯酯共聚物的混合物及其混合物。
應優選不用於本發明的口香糖中的天然樹脂的實例為天然松香酯，天然松香酯常被稱為酯膠，包括例如部分氫化松香的甘油酯、聚合松香的甘油酯、部分二聚松香的甘油酯、塔羅油松香的甘油酯、部分氫化松香的季戊四醇酯、松香甲酯、松香的部分氫化甲酯、松香的季戊四醇酯、合成樹脂如源於α-蒎烯、β-蒎烯和/或d-檸檬烯的萜烯樹脂和天然萜烯樹脂。
通常，口香糖可通過向本領域內已知的可市購混合器中順序加入各種口香糖成分生產。在初始成分經徹底混合後，口香糖體從混合器中放出並通過例如軋成片和切成條、擠成塊或鑄成粒成型為所希望的形式。
通常，各成分可通過首先熔融膠基再將其加到運轉的混合器中而混合。著色劑、活性劑和/或乳化劑也可在此時加入。軟化劑如甘油也可在此時隨糖漿和一部分填充劑/甜味劑一起加入。其他部分的填充劑/甜味劑可然後加到混合器中。調味劑通常與最後部分的填充劑/甜味劑一起加入。高甜度甜味劑優選在最後部分的填充劑和香料已經加入之後加入。
整個混合程序通常需要五到十五分鐘，但有時需要更長的混合時間。本領域熟練技術人員會理解可按上述程序的許多變體進行，包括美國專利申請2004/0115305中所述的一步法，該文通過引用結合到本文中。口香糖通過擠出、壓縮、軋制形成，並可中心填充以任何形式的液體和/或固體。
也可為本發明的口香糖提供外包衣，外包衣可為硬包衣、軟包衣、膜包衣或本領域內已知的任何類型的包衣或這類包衣的組合。所述包衣通常可構成包衣口香糖塊的0.1-75重量％。
一種優選的外包衣類型為硬包衣，術語硬包衣包括糖包衣和無糖(或不含糖的)包衣及其組合。硬包衣的目的是獲得甜的脆性層(這是消費者喜歡的)和保護口香糖芯。在為口香糖芯提供保護性糖包衣的典型工藝中，口香糖芯依次在適合的包衣設備中用可結晶的糖(如蔗糖或葡萄糖)的水溶液處理，取決於所達到的包衣階段，所述水溶液中可含其他功能成分如填料、著色劑等。
在本發明的一個優選實施方案中，硬包衣工藝中所用的包衣劑為無糖包衣劑，如多元醇，包括例如山梨糖醇、麥芽糖醇、甘露醇、木糖醇、赤藻糖醇、乳糖醇和異麥芽酮糖醇，或例如單糖、二糖，包括例如海藻糖。
或可採用無糖軟包衣，如包含交替地向芯施加多元醇或單糖、二糖的糖漿，所述多元醇或單糖、二糖包括例如山梨糖醇、麥芽糖醇、甘露醇、木糖醇、赤藻糖醇、乳糖醇、異麥芽酮糖醇和海藻糖。
在另外的可用實施方案中通過成膜劑如纖維素衍生物、改性澱粉、糊精、明膠、玉米蛋白、蟲膠、阿拉伯樹膠、植物膠、合成聚合物等或其組合提供膜包衣。
在本發明的實施方案中，外包衣包含至少一種選自包括粘結劑、吸溼組分、成膜劑、分散劑、防粘組分、填充劑、調味劑、著色劑、藥學或美容活性組分、脂質組分、蠟組分、糖和酸的集合的添加劑組分。
本發明的包衣口香糖芯可具有允許口香糖芯用任何常規的包衣法包衣的任何形式、形狀或尺寸。
本發明的包衣口香糖單元的口香糖芯可具有允許口香糖芯用任何常規的包衣法包衣的任何形式、形狀或尺寸。因此，口香糖芯可為例如選自粒、墊形粒、棒、片、塊、錠、丸、球和半球的形狀，且通常口香糖芯的重量可為0.5-5克。
下面的非限制性實施例說明本發明口香糖的製造。
實施例1用摩爾比為97％的D，L-丙交酯和3％的ε-己內酯製備生物可降解樹脂性聚合物(以1，2-丙二醇引發)向乾燥的氮氣吹掃手套箱內乾燥的100ml玻璃圓底燒瓶中裝入0.265g乙基己酸錫(II)(Aldrich 97％)、6.427g 1，2-丙二醇(Aldrich 99+％)和18.627g ε-己內酯(ACROS 99+％)。將反應器浸沒在130℃的預熱矽油浴中並機械攪拌65分鐘，然後從油浴中移出。趁熱將聚合物吸入乾燥的注射器中並取22.172g裝入內含678.062g D，L-丙交酯(ORTEC)的乾燥的1000mL圓底燒瓶中。將燒瓶浸沒在130℃的預熱矽油浴中並機械攪拌300分鐘。立即將燒瓶移出手套箱並用經預熱的Glas-Col 500瓦/115伏加熱罩完全包住，該加熱罩用Staco Energy Products公司型號為3的可調自耦變壓器控制，變壓器設定在0-120V輸出的65％處。倒置經加熱的容器，使最終的聚合物產物在約2分鐘內完全從反應器中流出進入乾燥的1夸脫金屬包裝容器中。
對聚合物的表徵表明，Tg＝44℃(DSC，加熱速率10℃/分鐘)，Mn＝11,650g/mol，Mw＝12,420g/mol(凝膠滲透色譜法，在線MALLS檢測器)，PD＝1.07。
實施例2用摩爾比為96.5％的D，L-丙交酯和3.5％的ε-己內酯製備生物可降解樹脂聚合物(以1，2-丙二醇引發)向乾燥的氮氣吹掃手套箱內乾燥的100ml玻璃圓底燒瓶中裝入0.252g乙基己酸錫(II)(Aldrich 97％)、3.198g 1，2-丙二醇(Aldrich 99+％)和23.366gε-己內酯(ACROS 99+％)。將反應器浸沒在130℃的預熱矽油浴中並機械攪拌65分鐘，然後從油浴中移出。趁熱將聚合物吸入乾燥的注射器中並取22.344g裝入內含677.871g D，L-丙交酯(ORTEC)的乾燥的1000mL圓底燒瓶中。將燒瓶浸沒在130℃的預熱矽油浴中並機械攪拌320分鐘。立即將燒瓶移出手套箱並用經預熱的Glas-Col 500瓦/115伏加熱罩完全包住，該加熱罩用Staco Energy Products公司型號為3的可調自耦變壓器控制，變壓器設定在0-120V輸出的65％處。倒置經加熱的容器，使最終的聚合物產物在約2分鐘內完全從反應器中流出進入乾燥的1夸脫金屬包裝容器中。
對聚合物的表徵表明，Tg＝41℃(DSC，加熱速率10℃/分鐘)，Mn＝20,350g/mol，Mw＝23,480g/mol(凝膠滲透色譜法，在線MALLS檢測器)，PD＝1.15。
實施例3具有較低Tg的生物可降解樹脂性聚合物用摩爾比為91.5％的D，L-丙交酯和8.5％的ε-己內酯按與實施例1類似的聚合法製備生物可降解的樹脂性聚合物。
對聚合物的表徵表明，Tg＝31℃(DSC，加熱速率10℃/分鐘)，Mn＝6500g/mol，Mw＝7600g/mol。
實施例4生物可降解的彈性體聚合物利用500mL樹脂釜來生產彈性體樣品，該樹脂釜裝配有頂置攪拌器、氮氣進口管、溫度計以及用於去除甲醇的蒸餾頭。將83.50g(0.43摩爾)對苯二甲酸二甲酯、99.29g(0.57摩爾)己二酸二甲酯、106.60g(1.005摩爾)二(乙二醇)和0.6g乙酸鈣一水合物充入釜中。在氮氣下緩慢加熱混合物同時攪拌，直到所有組分熔融(120-140℃)。繼續加熱和攪拌，連續蒸餾甲醇。溫度緩慢升到150-200℃，直到甲醇的釋放停止。停止加熱並使內容物冷卻到約100℃。移開反應器蓋並小心地將熔融聚合物倒入接收容器中。
對聚合物的表徵表明，Tg＝-30℃(DSC，加熱速率10℃/分鐘)，Mn＝40,000g/mol，Mw＝190,000g/mol(凝膠滲透色譜法，在線MALLS檢測器)。
實施例5膠基和口香糖的製備通過組合實施例4的彈性體聚合物與如表1中所列三種不同的樹脂聚合物從實施例1-4的上述聚合物製備三種不同的膠基

表1％表示膠基的重量百分數。
膠基的製備如下將彈性體聚合物和樹脂聚合物加入混合釜中，該混合釜裝配有混合裝置如水平放置的Z型臂。釜已預熱15分鐘到約60-80℃的溫度。將混合物混合10-20分鐘，直到整個混合物變得均勻。然後將混合物放入平底鍋並使其從60-80℃的放料溫度冷卻到室溫。
基於樹脂性組分的Tg，與膠基103相比，本文中的膠基101和102被認為是高Tg的生物可降解膠基。在膠基103中，樹脂性組分的Tg為約31℃，低於口腔溫度，而在膠基101和102中，樹脂性組分的Tg為44℃和41℃，高於正常口腔溫度。
膠基101、102和103分別用在口香糖1001、1002和1003中。口香糖配方在表2中示出

表2％表示口香糖的重量百分數。
所制全部口香糖的總體組成相同，僅膠基中樹脂組分的類型(分別為實施例1、2和3的聚合物)不同。軟化劑、乳化劑和填料可或者作為膠基製劑的一部分加入聚合物中。
口香糖產品的製備如下將膠基加入混合釜中，該混合釜裝配有混合裝置如水平放置的Z型臂。釜已預熱15分鐘到約40-60℃的溫度，或在膠基和釜具有約60-80℃溫度的同一混合器中製備膠基之後立即一步製備口香糖。
將一半山梨糖醇與膠基加到一起並混合3分鐘。然後將胡椒薄荷和薄荷醇加入釜中並混合1分鐘。將剩餘的一半山梨糖醇加入並混合1分鐘。加入麥芽糖醇糖漿，然後可加入蠟和填料，攪勻。緩慢加入軟化劑並混合7分鐘。然後加入阿斯巴甜和丁磺氨並混合3分鐘。加入木糖醇並混合3分鐘。然後排出所得口香糖混合物並轉移到例如40-48℃的平底鍋。然後將口香糖輥軋並切成芯、棒、球、立方體以及任意其他所希望的形狀，任選隨後在包裝或使用之前進行包覆和拋光。
顯然，在本發明的範圍內，其他方法和成分可以在製作口香糖的過程中使用。
實施例6包含高Tg生物可降解聚合物的口香糖的評價和調控分子量的作用由一些個體試驗人員對口香糖樣品1001和1002進行試驗，由此獲得如下評價

表3包含高Tg生物可降解聚合物的口香糖的評價已經發現，可接受的口香糖質構可通過使用高Tg聚合物作為為口香糖提供樹脂作用的化合物獲得。
在本次評價中，樣品1001被評定為是最好的替代物，儘管1001中樹脂性生物可降解聚合物的Tg比1002中的高几度。如果因Tg引起了兩樣品間的任何差異，可以預料樹脂性聚合物的Tg將影響1001使之具有最硬的質構。由於觀察到了相反的情形，質構的解釋可解釋為分別歸因於1001和1002的樹脂性生物可降解聚合物的分子量中的差異。1002的樹脂聚合物的分子量比1001的略高一些，因此最終的口香糖1002的質構較1001的略硬一些。因此可以知道，在口香糖中分子量可能對這類較高Tg的生物可降解聚合物的性能具有相當大的影響。
應對1002的口香糖配方加以調節以使包含具有相當高的Tg和分子量的樹脂性生物可降解聚合物的口香糖獲得完全可接受的質構。調節本配方的方法可為例如略微降低樹脂性生物可降解聚合物的量或略微增加軟化劑的量。
實施例7口香糖的評價然後對口香糖1001(包含Tg為44℃、Mn為11650g/mol的生物可降解聚合物)與低Tg口香糖1003(包含Tg為31℃、Mn為6500的生物可降解聚合物)加以比較。
1001和1003的樣品在整個為期7分鐘的咀嚼過程中評價並包括咀嚼過程的初始階段A和B(A0-1分鐘，B1-2分鐘)、中間階段(4-5分鐘)和結束階段(6-7分鐘)。評價涉及如下參數香味、涼爽感、甜味、彈性、體積和柔軟性。口香糖樣品的試驗通過在室溫下讓品嘗間內的21名感官試驗團成員品嘗口香糖樣品進行，品嘗間按ISO 8598標準製造，樣品裝在無味的小塑料杯中，杯上帶有隨機的三位數字碼。對於每一受試參數，要求試驗團成員按0-15的任意尺度給出其評定，其中，0為最低分，15為最高分。每試驗一個樣品後，讓試驗團成員休息3分鐘。
大致的平均分在表4中給出

表4感官試驗團成員評價口香糖1001和1003所得的平均分總的來說，上述評價揭示了口香糖1001的樣品令人驚奇的結果。驚奇的是，Tg為44℃(遠高於人體溫度)的聚合物事實上完全適用於口香糖中。特別是，儘管Tg不同，口香糖1001的性質基本與口香糖1003的處於同一水平，這一點是不同尋常的。與本技術領域內的預期相反，實驗表明高Tg生物可降解聚合物可以相當大的量用於口香糖中而不顯著損害質構。
上表4以平均數概括了感官試驗團給出的評價結果。但基於21名感官試驗團成員的斷言，還評價了小的差異對哪些參數是顯著的。
在表5中，評價結果以五個不同的水平代表2代表1001相對於1003有顯著改進。
1代表觀察到1001樣品較1003樣品有利的差異表現。
0代表未發現1001和1003間有值得考慮的差異。
-1代表觀察到1001和1003間有性質差異表現，1001的不如1003的好。
-2代表1001和1003間有顯著差異，且1003是有利的。

表5包含Tg(℃)分別為44和31的生物可降解聚合物的口香糖1001和1003之間的差異和相似性的僅柔軟性在所有咀嚼階段中被評定為1001明顯差於1003。兩種口香糖的甜味水平在初始階段相同，但在中間和結束階段，1001明顯較1003更快失去甜味。至於其餘參數香味、涼爽感、彈性和體積，值得注意的是，總的情形是最終差異不顯著。
從實驗可知，Tg遠高於口腔溫度的生物可降解聚酯可能完全適於用作口香糖中的樹脂性化合物。事實上，基於實驗，相信通過提高Tg，這類樹脂性生物可降解聚合物的強度將增大。換句話說，較高的Tg將增強其在口香糖中作為樹脂性化合物的功能並改進其在一些配方中的作用。因此，Tg高於口腔溫度的生物可降解聚合物已發現具有作為彈性體增塑劑(即口香糖中的彈性體溶劑)的很好的性質。
還應指出，可通過使用本發明的樹脂性生物可降解聚合物而避免天然樹脂和天然橡膠的使用。
實施例8具有高Tg的生物可降解樹脂性均聚物僅用一種單體D，L-丙交酯按與實施例1類似的聚合法製備生物可降解的樹脂性聚合物，以得到基於100％丙交酯的聚合物。
對聚合物的表徵表明，Tg＝40-45℃(DSC，加熱速率10℃/分鐘)，Mn＝6,800g/mol，Mw＝7,400g/mol(凝膠滲透色譜法，在線MALLS檢測器)。
已確認該聚合物也適於用作實施例5的口香糖配方中的樹脂化合物。口香糖是可咀嚼而不進一步軟化的，口香糖質構可通過將丙交酯聚合物的分子量改變為相對於較低Tg(如31℃)的生物可降解聚合物而言相當低來調節。
實施例9以NatureWorksPLA 4060D(非晶)聚D，L-丙交酯均聚物作為樹脂。該均聚物的Tg為約56℃(Mn～100,000)。
實施例10以NatureWorksPLA 5500D(非晶)聚D，L-丙交酯均聚物作為樹脂。該均聚物的Tg為約50℃(Mn～50,000)。
實施例11製備膠基按照下列路線來實施製備膠基的方法將膠基組分加入混合釜中，該混合釜裝配有混合裝置例如水平放置的Z型臂。釜已預熱到約140℃的溫度。將混合物混合30-120分鐘，直到整個混合物變得均勻。然後將混合物充入平底鍋並使其冷卻到室溫。
製備了如表6所示的三種不同的膠基。

表6膠基組合物，各組分以重量％表示。
實施例12製備口香糖實施例11的膠基被用於製備具有如表7中所示基本配方的胡椒薄荷味口香糖配方1004-1006，其中，膠基104用於製備口香糖1004，膠基105用於製備口香糖1005，依此類推。

表7胡椒薄荷味口香糖配方。成分濃度以重量百分數給出。
軟化劑、乳化劑和填料可替代地作為膠基製劑的一部分加到聚合物中。
實施例13表7口香糖的評價評價了表7口香糖的質構。
普遍觀察到質構經改性的軟化體系很好地補償了，且1005和1006的質構是可接受的，與1004具有可比性。
權利要求
1.一種口香糖，包含量為約0.1％-約95％的至少一種生物可降解聚合物，所述生物可降解聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg)高於37℃。
2.權利要求1的口香糖，其中所述口香糖包含量為約2-60重量％的所述至少一種生物可降解聚合物。
3.權利要求1或2中任一項的口香糖，其中所述生物可降解聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg)高於約40℃。
4.權利要求1-3中任一項的口香糖，其中所述口香糖基本不含天然樹脂。
5.權利要求1-4中任一項的口香糖，其中所述包含所述至少一種生物可降解聚合物的口香糖還包含至少一種彈性體化合物。
6.權利要求1-5中任一項的口香糖，其中所述生物可降解聚合物對所述彈性體化合物具有增塑作用。
7.權利要求1-6中任一項的口香糖，其中所述口香糖包含量在2-50％範圍內的所述生物可降解聚合物。
8.權利要求1-7中任一項的口香糖，其中所述口香糖包含量在5-40％範圍內、優選10-30％範圍內的所述生物可降解聚合物。
9.權利要求1-8中任一項的口香糖，其中所述口香糖包含量在5-25％範圍內的所述生物可降解聚合物。
10.權利要求1-9中任一項的口香糖，其中所述生物可降解聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg)高於38℃。
11.權利要求1-10中任一項的口香糖，其中所述生物可降解聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg)在38℃-90℃的範圍內。
12.權利要求1-11中任一項的口香糖，其中所述生物可降解聚合物的玻璃化轉變溫度在41℃-75℃的範圍內。
13.權利要求1-12中任一項的口香糖，其中所述生物可降解聚合物的玻璃化轉變溫度在42℃-65℃的範圍內。
14.權利要求1-13中任一項的口香糖，其中所述生物可降解聚合物的玻璃化轉變溫度在43℃-48℃的範圍內。
15.權利要求1-14中任一項的口香糖，其中所述口香糖包含少於所述口香糖的約5重量％、優選少於3重量％、最優選少於約2重量％的天然樹脂。
16.權利要求1-15中任一項的口香糖，其中所述生物可降解聚合物的分子量(Mn)在500-22000g/mol範圍內，優選在500-15000g/mol範圍內。
17.權利要求1-16中任一項的口香糖，其中所述生物可降解聚合物為聚酯。
18.權利要求1-17中任一項的口香糖，其中所述生物可降解聚酯聚合物可通過環狀單體開環聚合獲得。
19.權利要求1-18中任一項的口香糖，其中所述環狀單體選自環狀酯和環狀碳酸酯。
20.權利要求1-19中任一項的口香糖，其中所述環狀單體選自D，L-丙交酯、L-丙交酯、乙交酯、ε-己內酯、δ-戊內酯、三亞甲基碳酸酯(TMC)和二烷酮。
21.權利要求1-20中任一項的口香糖，其中至少一種所述環狀單體為導致高Tg的單體。
22.權利要求1-21中任一項的口香糖，其中所述聚酯為可通過單一類型的導致高Tg的單體的聚合獲得的聚合物。
23.權利要求1-22中任一項的口香糖，其中所述聚酯為可通過至少兩種不同的導致高Tg的單體的聚合獲得的共聚物。
24.權利要求1-23中任一項的口香糖，其中所述聚酯為可通過至少一種導致低Tg的單體與至少一種導致高Tg的單體的聚合獲得的共聚物。
25.權利要求1-24中任一項的口香糖，其中所述至少一種導致高Tg的單體與所述至少一種導致低Tg的單體的摩爾比在75/25-99/1的範圍內，優選在85/15-99/1的範圍內。
26.權利要求1-25中任一項的口香糖，其中所述至少一種導致高Tg的單體與所述至少一種導致低Tg的單體的摩爾比在90/10-99/1的範圍內，優選在95/5-99/1的範圍內。
27.權利要求1-26中任一項的口香糖，其中所述至少一種導致高Tg的單體與所述至少一種導致低Tg的單體的摩爾比在95/5-98/2的範圍內。
28.權利要求1-27中任一項的口香糖，其中所述至少一種導致高Tg的單體選自包括D，L-丙交酯、L-丙交酯和乙交酯的單體集合。
29.權利要求1-28中任一項的口香糖，其中所述至少一種導致低Tg的單體選自包括ε-己內酯、δ-戊內酯、三亞甲基碳酸酯(TMC)和二烷酮的單體集合。
30.權利要求1-29中任一項的口香糖，其中所述開環聚合由一種或多種引發劑引發。
31.權利要求1-30中任一項的口香糖，其中所述引發劑構成所述生物可降解聚酯聚合物的約0.01-1.0重量％。
32.權利要求1-31中任一項的口香糖，其中至少50摩爾％、優選至少70摩爾％的所述引發劑是雙官能度的。
33.權利要求1-32中任一項的口香糖，其中所述聚酯聚合物是基本線型的。
34.權利要求1-33中任一項的口香糖，其中所述基本線型的聚酯聚合物包含超過50％的線型聚合物鏈。
35.權利要求1-34中任一項的口香糖，其中所述基本線型的聚酯聚合物包含超過70％的線型聚合物鏈。
36.權利要求1-35中任一項的口香糖，其中所述基本線型的聚酯聚合物包含超過80％的線型聚合物鏈。
37.權利要求1-36中任一項的口香糖，其中所述生物可降解聚酯聚合物可通過多官能度酸或其衍生物和/或多官能度醇或其衍生物的縮聚獲得。
38.權利要求1-37中任一項的口香糖，其中所述多官能度酸選自乳酸和乙醇酸。
39.權利要求1-38中任一項的口香糖，其中所述多官能度酸為多羥基羧酸或羥基羧酸。
40.權利要求1-39中任一項的口香糖，其中所述口香糖包含量為所述口香糖的至少5重量％、優選至少10重量％的彈性體化合物。
41.權利要求1-40中任一項的口香糖，其中所述至少一種彈性體化合物為生物可降解的彈性體。
42.權利要求1-41中任一項的口香糖，其中所述生物可降解的彈性體可通過至少一種醇或其衍生物與至少一種羧酸或其衍生物的聚合獲得。
43.權利要求1-42中任一項的口香糖，其中水含量低於所述口香糖的3重量％，優選低於1.5重量％，最優選低於1重量％。
44.權利要求1-43中任一項的口香糖，其中所述口香糖包含一種或多種選自包括調味劑、甜味劑、填料、軟化劑、乳化劑和活性成分的集合的口香糖成分。
45.權利要求1-44中任一項的口香糖，其中所述調味劑包含天然植物組分、精油、香精、提取物、粉的形式的天然和合成調料，包括能影響味覺特徵的酸和其他物質。
46.權利要求1-45中任一項的口香糖，其中所述口香糖包含量為0.01-約25重量％、優選0.1-約5重量％的香料，所述百分比基於所述口香糖的總重量。
47.權利要求1-46中任一項的口香糖，其中所述口香糖包含量為所述口香糖的約0-約20重量％、更通常為所述口香糖的約0-約10重量％的至少一種軟化劑。
48.權利要求1-47中任一項的口香糖，其中乳化劑的量在所述口香糖的0-18重量％範圍內。
49.權利要求1-48中任一項的口香糖，其中所述甜味劑選自包括填充型甜味劑和高甜度甜味劑和其組合的集合。
50.權利要求1-49中任一項的口香糖，其中所述口香糖包含糖。
51.權利要求1-50中任一項的口香糖，其中所述口香糖是無糖的。
52.權利要求1-51中任一項的口香糖，其中所述填充型甜味劑構成所述口香糖的約5-約95重量％，優選約20-約80重量％。
53.權利要求1-52中任一項的口香糖，其中所述口香糖包含量為所述口香糖的約0-約1.2重量％、優選約0.1-約0.6重量％的高甜度甜味劑。
54.權利要求1-53中任一項的口香糖，其中所述口香糖包含量為所述口香糖的約0-約50重量％、更通常為約10-約40重量％的填料。
55.權利要求1-54中任一項的口香糖，其中所述口香糖包含至少一種著色劑。
56.權利要求1-55中任一項的口香糖，其中所述口香糖成分包含活性成分。
57.權利要求1-56中任一項的口香糖，其中所述口香糖包有選自包括硬包衣、軟包衣和可食用膜包衣的集合的外包衣。
58.權利要求1-57中任一項的口香糖，其中所述外包衣包含至少一種選自包括以下物質的集合的添加劑組分粘結劑、吸溼組分、成膜劑、分散劑、防粘組分、填充劑、調味劑、著色劑、藥學或美容活性組分、脂質組分、蠟組分、糖、酸和能加速可降解聚合物咀嚼後降解的試劑。
59.權利要求1-58中任一項的口香糖，其中所述生物可降解聚合物的分子量(Mn)在500-400,000g/mol的範圍內，優選在500-200,000g/mol(Mn)的範圍內。
60.權利要求1-59中任一項的口香糖，其中所述生物可降解聚合物的分子量(Mn)在500-150,000g/mol的範圍內。
61.權利要求1-60中任一項的口香糖，其中所述生物可降解聚合物的分子量(Mn)低於約60,000g/mol。
62.權利要求1-61中任一項的口香糖，其中所述口香糖包含量為所述口香糖的至少0.5重量％、優選至少1重量％的彈性體化合物。
63.權利要求1-62中任一項的口香糖，其中所述口香糖包含量為所述口香糖的至少5重量％、優選至少8重量％的彈性體化合物。
64.權利要求1-63中任一項的口香糖，其中所述口香糖包含量在所述口香糖的約1重量％-40重量％範圍內的彈性體化合物。
全文摘要
本發明涉及一種口香糖，所述口香糖包含量為約0.1％－約95％的至少一種生物可降解聚合物，所述生物可降解聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg)高於37℃，分子量(Mn)在約500－60000g/mol的範圍內，且其中所述口香糖包含少於約5重量％的天然樹脂。
文檔編號A23G4/00GK101090639SQ200580044345
公開日2007年12月19日 申請日期2005年9月30日 優先權日2004年12月22日
發明者海拉·魏韜夫, 傑斯珀·內高 申請人:古木林科有限公司