專利名稱：可食用的磷蛋白薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(fā)明涉及含有磷蛋白制品(preparation)的可食用薄膜組合物以及其制備方法。
背景技術(shù)：
視所需口氣清新的性質(zhì)以及必須實(shí)施口氣清新的情形，有時(shí)進(jìn)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(hù)理中經(jīng)常使用的方法，其適于在自家私密地進(jìn)行。
然而，當(dāng)不在家中而且沒有盥洗設(shè)施或盥洗設(shè)施不衛(wèi)生時(shí)，這種器械及組合物就變得不那么方便。已經(jīng)開發(fā)出不顯眼的口腔護(hù)理產(chǎn)品用于在這種情況下使用，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(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)知道多種可食用薄膜。
例如，美國專利4,562,020中記載由含有支鏈淀粉或elsinan的水溶液制備的自承式葡聚糖膜。這些薄膜據(jù)記載可用作可食用的水溶性包裝材料。
美國專利4,623,394中記載含有支鏈淀粉及異甘露聚糖的可食用薄膜，據(jù)記載其在水性環(huán)境中顯示出可控的崩解性。
美國專利4,851,394公開一種基于多元醇與葡甘露聚糖及任選的其他天然多糖的反應(yīng)產(chǎn)物的可食用薄膜。據(jù)記載，這些薄膜具有優(yōu)良的性質(zhì)如耐水性、耐熱性及強(qiáng)度。
歐洲專利申請公布1,008,343A1披露一種用于口腔藥物傳遞且據(jù)記載溶解迅速的薄膜制劑，該制劑含有藥物、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(xué)活性藥物如口氣清新劑、以及調(diào)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淀粉及選自百里酚、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粘膜黏附可食用薄膜，其含有至少三種成膜劑，即麥芽糊精、水解膠體以及填充劑，但不含支鏈淀粉。
第2002/131990A1號美國專利申請公布也公開一種不含支鏈淀粉的可食用薄膜，其含有成膜劑(如鹿角菜膠)、增容劑以及增塑劑。
然而，盡管現(xiàn)有技術(shù)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，該可用的支鏈淀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(shí)在其溶解的同時(shí)帶來一種不良的“攫取”感(“grabbing”sensation)。因此，這種薄膜崩解時(shí)可能不會具有完美地潔凈的口感。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種至少在某種程度上克服上述缺點(diǎn)的可食用薄膜，或至少能為大眾提供一種有用的選擇。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的第一方面提供一種薄膜，其含有a)磷蛋白制品，其中該磷蛋白制品是通過部分交聯(lián)酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產(chǎn)物而得到的，b)一種或多種生理學(xué)可接受的陽離子源，以及c)增塑劑。
在優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，該薄膜是可食用的。
在優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，該薄膜基本上是可溶的。
在優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，該陽離子是兩價(jià)的。
在優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，該陽離子源含有基本不溶于水的陽離子鹽。
在優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，該陽離子包含鈣離子。
在特別優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，該鈣離子源包含磷酸鈣。
在某些優(yōu)選的具體實(shí)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(yōu)選的具體實(shí)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(yōu)選的具體實(shí)施方案中，該增塑劑包含多元醇，優(yōu)選為甘油。
在優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，該酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產(chǎn)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(yōu)選的具體實(shí)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(shí)施。
在優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，該部分交聯(lián)是在pH約7-8下以谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶催化實(shí)施。
在優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，該可食用薄膜進(jìn)一步含有一種或多種乳化劑。在一個(gè)具體實(shí)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(shí)施方案中，該可食用薄膜可進(jìn)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(diào)節(jié)劑以及增塑劑。
在某些具體實(shí)施方案中，該可食用薄膜可進(jìn)一步含有一種或多種選自口腔護(hù)理物質(zhì)、藥用或獸醫(yī)用物質(zhì)、營養(yǎng)補(bǔ)充(nutraceutical)物質(zhì)、唾液腺刺激物質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)以及其組合的活性物質(zhì)。
另一方面，本發(fā)明提供制備可食用薄膜的方法，該方法包括以下步驟a)將含有(a)磷蛋白制品，其中該磷蛋白制品是通過部分交聯(lián)酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產(chǎn)物而得到的，(b)一種或多種生理學(xué)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，干燥該薄膜以使其水分含量減少至所需的水平。
在優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，該混合物包括水。
在某些優(yōu)選的實(shí)施方案中，該加工包括將該混合物涂鋪至表面然后進(jìn)行干燥以形成薄膜的步驟。
在其他優(yōu)選的實(shí)施方案中，該加工包括將混合物擠出成膜。
另一個(gè)方面，本發(fā)明提供能夠被加工制備成可食用薄膜的混合物，該混合物含有(a)磷蛋白制品，其中該磷蛋白制品是通過部分交聯(lián)酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產(chǎn)物而得到的，(b)一種或多種生理學(xué)可接受的陽離子源，以及(c)增塑劑。
盡管本發(fā)明如上所定義的范圍很寬，但本發(fā)明并非局限于上述范圍，其還包括下列詳細(xì)說明給出其實(shí)例的具體實(shí)施方案。
具體實(shí)施例方式
申請人出人意料地發(fā)現(xiàn)，具有有利的感官及物理性質(zhì)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(dāng)?shù)年栯x子結(jié)合而制備。因此，本發(fā)明提供新型的薄膜，優(yōu)選為可食用的薄膜，以及其制備及使用方法。
本發(fā)明的薄膜具有多種用途。例如，它們可用于傳遞口氣清新劑或其它口腔護(hù)理物質(zhì)?；蛘呋虼送?，它們可用作藥物或獸醫(yī)用物質(zhì)、營養(yǎng)補(bǔ)充物質(zhì)、唾液腺刺激物質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)以及其組合的載體。在其他具體實(shí)施方案中，本發(fā)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(shí)施方案中，該薄膜還可用作將活性物質(zhì)局部涂敷至皮膚上的載體。
盡管在口中的溶解仍然迅速，但本發(fā)明的薄膜至少在某些優(yōu)選的具體實(shí)施方案中具有比目前可用的某些支鏈淀粉基薄膜更低的溶解度。這又意味著至少在某些優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，本發(fā)明的可食用薄膜具有在口中“攫取感”更小且在崩解時(shí)能提供相對潔凈的口感的優(yōu)點(diǎn)。
因此，本發(fā)明的薄膜優(yōu)選為基本上可溶。此處所用的術(shù)語“基本上可溶”是指該薄膜整體而言在使用者的口中易于崩解及溶解。然而應(yīng)理解，由于未溶解的非常小的顆粒物質(zhì)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(shù)意義上完全地溶解。使用者一般不會發(fā)現(xiàn)這種小顆粒。
如上所述，本發(fā)明的可食用薄膜含有磷蛋白制品、一種或多種生理學(xué)可接受的陽離子源、以及增塑劑。
適用于本發(fā)明可食用薄膜的磷蛋白制品可通過部分交聯(lián)酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產(chǎn)物、即其中部分但并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(shù)語“交聯(lián)”在用于部分交聯(lián)酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產(chǎn)物時(shí)是指在酪蛋白分子和/或包含部分水解產(chǎn)物的酪蛋白分子片斷的氨基酸殘基之間生成分子間共價(jià)鍵。優(yōu)選地，該分子間共價(jià)鍵包括谷氨酰胺與賴氨酸殘基之間的鍵，即谷氨?；?賴氨?；矁r(jià)鍵。還應(yīng)理解，有可能發(fā)生分子內(nèi)即在同一酪蛋白分子或酪蛋白片斷上的氨基酸殘基之間的交聯(lián)。
術(shù)語“部分”在用于“部分交聯(lián)”時(shí)是指并非全部的氨基酸殘基得以交聯(lián)，即在交聯(lián)反應(yīng)之后仍存留一些未交聯(lián)的氨基酸殘基。
部分交聯(lián)的程度在此處以每克蛋白質(zhì)中交聯(lián)鍵的微摩爾數(shù)表示。
用于制備部分水解產(chǎn)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。盡管絕對未排除化學(xué)水解，但仍優(yōu)選該部分水解是于水溶液中在酶催化下實(shí)施。
適于實(shí)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(yōu)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(yīng)在適于所用酶的溫度和pH下實(shí)施。例如，若使用源自牛的胰蛋白酶，則便于在pH約7-8之間以及約37℃的溫度下實(shí)施該部分水解反應(yīng)。還應(yīng)理解，視在反應(yīng)溶液中所用的緩沖劑而定，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(yīng)應(yīng)在適當(dāng)?shù)臈l件如酶和酪蛋白濃度下實(shí)施足夠長的時(shí)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(dāng)達(dá)到部分水解時(shí)，例如通過加熱反應(yīng)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(yīng)。只要水解一旦達(dá)到所需的程度即開始進(jìn)行部分交聯(lián)反應(yīng)(如下所述)，水解反應(yīng)完全中止并非必需。也就是說，在實(shí)施部分交聯(lián)反應(yīng)的同時(shí)，少量的水解反應(yīng)仍可繼續(xù)進(jìn)行。
酪蛋白部分水解的水平通常優(yōu)選為在約0.5％-10％范圍內(nèi)，即酪蛋白中0.5％-10％的肽鍵被水解。更優(yōu)選地，該部分水解的水平在約2％-約8％范圍內(nèi)，如約3％-約6％。
可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法測定水解的程度，可方便地應(yīng)用TNBS(2，4，6-三硝基苯磺酸)法。
水解的程度還優(yōu)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(diǎn)沉淀的酪蛋白溶液調(diào)節(jié)至pH 7溶解，以制備適用于本發(fā)明薄膜的部分水解的酪蛋白。然后將溶液冷卻至37℃，加入占酪蛋白約0.01重量％的豬胰腺胰蛋白酶并溫育15分鐘。適宜的豬胰腺胰蛋白酶制品為可購得的Novo.4500K，分子量為23,400Da，活性為4500USP單位/mg。一旦部分水解開始實(shí)施，可通過加熱至80℃并維持5分鐘來使酶滅活。
一旦制備得到部分水解的酪蛋白，即將其部分交聯(lián)以生成適用于本發(fā)明薄膜的磷蛋白制品。
可通過酶催化或以化學(xué)方法實(shí)施該部分交聯(lián)反應(yīng)。然而，優(yōu)選方便地使用賴氨酰氧化酶或谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶以酶催化方式實(shí)施該部分交聯(lián)反應(yīng)。
特別優(yōu)選使用谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶，且在pH約7-8之間實(shí)施該部分交聯(lián)反應(yīng)。在適宜的條件下反應(yīng)足夠的時(shí)間以達(dá)到所需的交聯(lián)程度。優(yōu)選在使所得磷蛋白制品的交聯(lián)程度為每克蛋白質(zhì)含有約10μmol或更多的交聯(lián)鍵、更優(yōu)選為約10-約250μmol/g蛋白質(zhì)、更優(yōu)選為約50-160μmol/g蛋白質(zhì)如約110-150μmol/g蛋白質(zhì)的條件下實(shí)施該反應(yīng)。
就谷氨酰/賴氨酰鍵數(shù)量而言的部分交聯(lián)反應(yīng)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?；彼岫拿敢约棒入拿杆庀摻宦?lián)的蛋白質(zhì)，然后以HPLC分析該蛋白水解消化產(chǎn)物，并對ε-(γ-谷氨酰)賴氨酸(G-L)峰進(jìn)行定量。
再次重申，一旦部分交聯(lián)反應(yīng)得以完成，可方便地通常通過將反應(yīng)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(yīng)。在部分交聯(lián)反應(yīng)完成和酶滅活后，通常還優(yōu)選方便地應(yīng)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余的低分子量肽或鹽?？蓪⒓兓暮辛椎鞍椎娜芤豪鋬龈稍锘驀婌F干燥以得到固體形式的磷蛋白制品。
所有可購得的谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶可用于實(shí)施該部分交聯(lián)反應(yīng)。舉例而言，合適的酶為可自Ajinomoto Co.購得的名為Activa MP的1％谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶制品。
純粹是舉例而言，適用于本發(fā)明薄膜的磷蛋白制品可通過向部分水解的酪蛋白(如上所述制備)中加入酪蛋白4.5重量％比例的谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶制品(Activa MP)處理并將反應(yīng)混合物在40℃下溫育18小時(shí)得到。
或者，可應(yīng)用類蛋白反應(yīng)(其為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的酶促反應(yīng))。還可應(yīng)用過氧化物酶以及過氧化氫在酪氨酸殘基之間實(shí)施該交聯(lián)反應(yīng)。
如上所述，盡管優(yōu)選以酶促方式實(shí)施部分交聯(lián)反應(yīng)，但絕未排除可應(yīng)用適當(dāng)?shù)脑噭┮曰瘜W(xué)方法實(shí)施該部分交聯(lián)反應(yīng)。例如，可應(yīng)用二醛類如戊二醛。
申請人出人意料地發(fā)現(xiàn)，如上所述的磷蛋白制品能夠結(jié)合并從而使相當(dāng)數(shù)量的陽離子鹽溶解，特別是鈣以及其他二價(jià)陽離子的鹽。此外，該磷蛋白制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(fā)現(xiàn)，通過以陽離子源結(jié)合磷蛋白制品，可以一定方式控制該磷蛋白制品的溶解度以使其能夠形成穩(wěn)定的、薄的、具有如上所述的理想性質(zhì)的薄膜。不希望受任何理論的限制，據(jù)信通過添加陽離子源如鈣鹽可減少磷蛋白結(jié)合水的能力，并從而可形成薄的、穩(wěn)定的、能在口中迅速溶解的薄膜。
因此，本發(fā)明的薄膜包含一種或多種生理學(xué)可接受的陽離子源。優(yōu)選該陽離子為二價(jià)，且優(yōu)選為選自鈣、鋅以及鎂離子。該陽離子源可方便地為無機(jī)或有機(jī)鹽，如磷酸鹽、檸檬酸鹽或鹽酸鹽。但優(yōu)選該鹽為在水中基本不溶的鹽。
特別優(yōu)選該陽離子為鈣離子。該鈣離子源優(yōu)選包括磷酸鈣，更優(yōu)選為鈣羥基磷灰石的形式。在特別優(yōu)選的具體實(shí)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(zhì)、乳糖、脂肪、水分、鈉、鉀及氯化物總礦物質(zhì)含量70％(w/w)28％鈣及48％磷酸鹽蛋白質(zhì)(N×6.38)7％乳糖 4％脂肪 1％游離水 3％結(jié)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(rèn)為以鈣羥基磷灰石的形式存在。天然牛奶磷酸鈣可以本領(lǐng)域公知的方法得到，通常為將酸性乳清滲透物(whey permeate)澄清并以巴氏法滅菌，將滲透物冷卻并超濾，然后加熱、調(diào)pH、并在升溫下維持以使礦物質(zhì)包括磷酸鈣沉淀，以及回收沉淀。
另一種合適的天然牛奶磷酸鈣源為可以商標(biāo)名Lactoval得自DMVInternational的產(chǎn)品。
或者，可使用磷酸三鈣形式的磷酸鈣。
特別優(yōu)選本發(fā)明的其中鈣離子源包括天然牛奶磷酸鈣的具體實(shí)施方案。這些優(yōu)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(jù)信該天然牛奶磷酸鈣的不溶性部分還可影響填充劑容量，有助于削弱薄膜的結(jié)構(gòu)并從而有助于崩解。
在其他具體實(shí)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(shí)施方案中，通常優(yōu)選該薄膜還含有填充劑如滑石。
陽離子源以及磷蛋白制品在本發(fā)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制品的性質(zhì)特別是溶解度以及陽離子結(jié)合性質(zhì)、所使用的陽離子及鹽的種類，以及希望所制得的可食用薄膜具有的性質(zhì)，如所需的厚度及溶解度。這些因素又將取決于該薄膜的最終用途，如其是否將用作用于傳遞口氣清新劑、矯味劑或其他活性物質(zhì)的獨(dú)立的薄膜，還是將用于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(yīng)足以有利于形成撓性及粘性薄膜。本領(lǐng)域技術(shù)人員無需過度試驗(yàn)即可容易地確定所含陽離子的最佳量。
舉例而言，在本發(fā)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(shí)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范圍內(nèi)；羥基磷灰石∶磷蛋白的比例(w/w)可在約0.2∶1-約0.92∶1的范圍內(nèi)，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的范圍內(nèi)。
本發(fā)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于可食用薄膜中的增塑劑，如多元醇，例如甘油、山梨醇(優(yōu)選與甘油組合使用)、聚乙二醇、或丙二醇、或氫化淀粉水解產(chǎn)物或玉米糖漿。在優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，該增塑劑含有甘油。
該增塑劑便于占薄膜干重的約10％-25％，優(yōu)選為約15％-18％。
盡管并非必需，但本發(fā)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酰甘油酯、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。
該乳化劑便于占薄膜干重的0.5％-3％。
取決于薄膜所需的用途，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(diào)節(jié)劑以及穩(wěn)定劑。
可應(yīng)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(zhì)的調(diào)味油如薄荷醇、桉樹腦、丁子香酚、百里酚、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于特定物質(zhì)的性質(zhì)，但通常該矯味劑或口氣清新劑占薄膜干重的約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、以及乙酰舒泛的鹽如乙酰舒泛鉀(AceK)。
適宜的著色劑包括適于食品應(yīng)用的食用色素及染料，如FD&C色淀及染料。
pH調(diào)節(jié)劑的實(shí)例包括可經(jīng)口服用的緩沖劑。
在某些具體實(shí)施方案中，該可食用薄膜可包含一種或多種活性物質(zhì)，如口腔護(hù)理物質(zhì)、唾液腺刺激物質(zhì)、藥用或獸醫(yī)用物質(zhì)、營養(yǎng)補(bǔ)充物質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)以及其組合。
可于本發(fā)明薄膜中應(yīng)用的口腔護(hù)理物質(zhì)包括磷酸鹽及氟化物，以及抗齒菌斑/抗齦炎物質(zhì)如氯己定、西吡氯銨及三氯生；以及唾液腺刺激物質(zhì)。
可于本發(fā)明的可食用薄膜組合物中應(yīng)用的藥用、獸醫(yī)用及營養(yǎng)補(bǔ)充物質(zhì)、以及維生素及礦物質(zhì)包括那些適于口服應(yīng)用以及可用于薄膜組合物中的物質(zhì)。
例如，該薄膜可用作疫苗、抗體、鎮(zhèn)痛劑、抗組胺劑、細(xì)菌素或局部麻醉劑如奴佛卡因的傳遞媒介物。該薄膜還可用于向小動物以及其他動物如牛、豬、鹿及馬經(jīng)口傳遞治療物質(zhì)。
大體而言，本發(fā)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制品、一種或多種生理學(xué)可接受的陽離子以及增塑劑的混合物以形成薄膜，然后可任選地，將該薄膜干燥以將水分含量降低至所需的水平。
在優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，該混合物含有水。
在一些具體實(shí)施方案中，該薄膜可通過鑄塑制備。該制備方法可方便地包括將薄膜組合物的干燥成分與水及其他液體成分結(jié)合的步驟。優(yōu)選該干燥成分在緩緩加入至液體成分混合物之前相互摻混。當(dāng)制備液體成分的混合物時(shí)，可有利地將其柔和地加熱以幫助乳化劑(若存在)溶解。應(yīng)充分混合這些成分?？捎欣丶尤腩~外的水在混合的同時(shí)調(diào)節(jié)溶液的稠度，以得到能夠被涂鋪至基體之上用于干燥的稠度的溶液和/或調(diào)節(jié)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(yīng)優(yōu)選地維持在約6-約8之間，更優(yōu)選為在約7.2-7.8之間，更優(yōu)選為約7.5。其可方便地通過加入適宜的pH調(diào)節(jié)劑如氫氧化鈉實(shí)現(xiàn)。
然后該溶液可被傾倒或涂敷至適宜的基體如干燥的玻璃板上，或?qū)⒁纬砂さ谋砻嫔稀１景l(fā)明的薄膜可為自承式，或其將于受熱時(shí)黏附至結(jié)構(gòu)性表面如紙張上，并從而可在需要時(shí)起涂層的作用。
可以適宜的方式干燥該薄膜，包括風(fēng)干、烘爐干燥、反射窗干燥(reflectance window drying)或滾筒干燥。
在供替代的優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，本發(fā)明的薄膜可通過將含有薄膜成分的混合物擠出而制備。在該具體實(shí)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，在薄膜擠出之后進(jìn)行干燥步驟可能并非必需?？煞奖愕赝ㄟ^將各液體成分結(jié)合、緩緩地將其加入干燥成分混合物中、調(diào)節(jié)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于擠出的粉末。
視所需的應(yīng)用而定，本發(fā)明薄膜的厚度可以變化。然而，本發(fā)明的可食用薄膜的厚度適于在約30-約80μm范圍內(nèi)，如約40-50μm，例如約43-47μm。該薄膜的厚度可通過調(diào)節(jié)各種參數(shù)加以控制，這些參數(shù)包括增塑劑的比例、水在干燥產(chǎn)品中的比例、涂鋪以及干燥所使用的方法、濕薄膜的初始厚度、以及在一定程度上pH。
以下將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作出更詳盡地說明，舉這些實(shí)施例是為說明本發(fā)明而并非意欲對其進(jìn)行限制。
實(shí)施例實(shí)施例1成分％ 經(jīng)調(diào)節(jié)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涂鋪至玻璃板上用于干燥。
制備方法混合干燥成分(磷蛋白、Alamin以及Ace-K)。如實(shí)施例3所述制備磷蛋白。
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℃。
將干燥成分緩緩加入至液體中，攪拌并直到所有成分均勻混合。向溶液中加入額外的水以涂鋪至玻璃板上用于干燥。
用4M NaOH將pH調(diào)節(jié)至7.5。
將該溶液涂鋪至干燥的玻璃板(0.25mm厚度)上，并在100-110℃下干燥約4-5分鐘。將該板置于室溫下再水化，然后用刮刀將薄膜自板上剝離。
實(shí)施例2成分 ％ 經(jīng)調(diào)節(jié)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涂鋪至玻璃板上用于干燥。
以實(shí)施例1中所述的制備方法制備可食用薄膜。
實(shí)施例3磷蛋白(MAP112)的制備胰蛋白酶水解將55公斤酪蛋白酸鈉在50℃下分散于去離子水中，得到522升的最終濃度。將該溶液冷卻至37℃，用NaOH調(diào)節(jié)pH為7.06，加入占酪蛋白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)，并溫育5分鐘。將該溶液在15分鐘內(nèi)加熱至80℃并在維持4分鐘后冷卻至45℃。
以如下的凝膠過濾法測定部分水解制品的分子量特征。在作為緩沖液的含有50mM磷酸鈉pH為7.5的6M尿素中制備1％的蛋白質(zhì)溶液。將該溶液在10000×g下離心10分鐘并通過0.2μm的濾器。向裝配有Superdex 200 10/30HR柱的Pharmacia FPLC的100μl的進(jìn)樣環(huán)中注入500μl的樣品。所使用的流動緩沖液為含有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(zhì)的吸收曲線積分，并隨機(jī)(arbitrarily)分為以下四種分子量組1)大于約30000道爾頓2)小于約30000道爾頓并大于約21000道爾頓3)小于約21000道爾頓并大于約12000道爾頓4)小于約12000道爾頓。
水解后的分子量特征分子量范圍 百分比≥30000 10.7＜30000，≥2100057.8＜21000，≥1200015.7＜12000 15.8
谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶處理將pH再次調(diào)節(jié)至7.0，加入占酪蛋白4.5重量％比例的谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶(1％商品制劑，Activa MP，Ajinomoto Co)并溫育15小時(shí)(溫育結(jié)束時(shí)溫度為32℃)。將該溶液加熱至80℃并維持5分鐘。將該溶液稀釋至1000L并冷卻至5℃。將該溶液超濾直至最終濃度達(dá)到20％固體，并隨后進(jìn)行噴霧干燥。分子量大于30000Da的物質(zhì)增加了100％，且蛋白質(zhì)中交聯(lián)鍵的數(shù)量為92μmol/g。
實(shí)施例4擠出薄膜的制備使用以下配方在Brabender Twin Screw擠出機(jī)上制備擠出薄膜。
成分 擠出1擠出2蛋白質(zhì)MAP112(實(shí)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制備方法混合液體成分(水、甘油、椒薄荷油以及乳化劑)，將其緩緩加入至干燥混合物(蛋白質(zhì)MAP112、得自牛奶的磷酸鈣以及乙酰舒泛鉀)，并攪拌直到所有成分得以充分混合。以4M NaOH將pH調(diào)節(jié)至7.5。所得混合物在低于18℃的溫度下形成脆的熱塑性物料。將該混合物冷卻至0℃并研磨成粉末。
擠出條件飼料斗螺桿速度5RPM擠出機(jī)螺桿速度8RPM壓輥溫度特征(自飼料端)1部50℃2部60℃3部65℃4部75℃管(nozzle) 80℃管口孔 100μm將碎屑飼入飼料斗中并擠出為薄膜。當(dāng)該薄膜被擠出管口時(shí)被紙帶(硅背部涂層，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。將這些薄膜包裹于鋁箔袋中。
實(shí)施例5用高效液相色譜法測定交聯(lián)度化學(xué)物質(zhì)及試劑自Sigma Chem.Co.(Sydney，Australia)購得ε-(γ-谷氨酰)賴氨酸(G-L)及三氟乙酸(TFA，蛋白質(zhì)測序級)、氨?；彼岫拿?豬腎)、亮氨酸氨肽酶及來自家豬腎的胞質(zhì)溶膠、羧肽酶A(牛胰腺)及鏈霉蛋白酶(灰色鏈霉菌)及TRIS[三(羥甲基)氨基甲烷]。自Biolab(Christchurch，New Zealand)購得乙腈。
交聯(lián)蛋白的水解消化將48-50mg等分的蛋白質(zhì)試樣在玻璃試管(總?cè)莘e15ml)中稱量。加入百里酚晶體以及2ml的0.2M Tris(pH 8.0，HCl)，渦旋該溶液并在40℃下溫育1小時(shí)以使蛋白質(zhì)分散。將1等分鏈霉蛋白酶(0.4U/mg蛋白質(zhì))加入混合物中，然后將混合物在37℃下溫育24小時(shí)。加入另一等量的鏈霉蛋白酶等分試樣以使該鏈霉蛋白酶消化繼續(xù)進(jìn)行24小時(shí)。加熱至100℃(水浴)10分鐘以滅活鏈霉蛋白酶后，加入亮氨酸氨肽酶(0.4U/mg蛋白質(zhì))以繼續(xù)消化，同時(shí)如鏈霉蛋白酶溫育般處理該溶液。使用氨酰基脯氨酸二肽酶(0.45U/mg蛋白質(zhì))然后使用羧肽酶A(0.2U/mg蛋白質(zhì))繼續(xù)進(jìn)行消化。在最終滅活后，以超純水(MilliQ水純化系統(tǒng))(Millipore，North Ryde，Australia)將混合物稀釋至7.5g。
G-L的HPLC分析HPLC系統(tǒng)由連接有ICI Instruments 1210 UV/Vis檢測器的DionexGP40梯度泵溶劑傳輸系統(tǒng)組成。通過ITNS采集板(Acquisition Board)采集數(shù)據(jù)并應(yīng)用AZUR色譜軟件1.1版分析數(shù)據(jù)。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(hù)柱(C18ODS，4mm×3.0mm ID)(Phenomenex)以及2μm的預(yù)濾器。在2.5℃進(jìn)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)品比較洗脫時(shí)間鑒定G-L峰，并通過向樣品中加入G-L標(biāo)準(zhǔn)溶液確證。
實(shí)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B&J 4.5 6 6甘油7.5 18 15水 41.1233.516.5制備方法混合干燥成分(磷蛋白、Alamin以及Ace-K)。
在制備中使用的磷蛋白的性質(zhì)如下Lot 102水解度(DH)8.8％，交聯(lián)度為150μmol/g蛋白質(zhì)；MAP 106DH 4.4％，交聯(lián)度為155μmol/g蛋白質(zhì)；MAP 109DH 5.7％，交聯(lián)度為155μmol/g蛋白質(zhì)。
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℃。
將干燥成分緩緩加入至液體成分中，攪拌并直到所有成分均勻混合。
用4M NaOH將pH調(diào)節(jié)至7.5。
將該溶液涂鋪至干燥的玻璃板(0.25mm厚度)上，并在100-110℃下干燥約4-5分鐘。將該板置于室溫下再水化，然后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制得撓性、稍粘的溶解迅速的薄膜。以MAP109制得的薄膜的撓性同樣大，嘗起來微濕，并在快速溶解前短暫地粘著于舌上。所有的薄膜都具有爆發(fā)式的矯味劑強(qiáng)烈釋放(flavourburst)。
實(shí)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B&J 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制備方法如實(shí)施例6所述制備薄膜。
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(fā)式的矯味劑強(qiáng)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(shí)施例8測定部分水解的酪蛋白水解程度的方法制備蛋白質(zhì)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的磷酸鈉緩沖液中。向其中加入800μl的0.1％TNBS試劑，將該試劑充分混合、包裹于箔中，并在有蓋的水浴中于50℃溫育。在恰好60分鐘后，加入1600μl 100mM的HCl中止反應(yīng)，并在以緩沖液/TNBS為空白對照讀出340nm處的吸收值前將樣品置于室溫30分鐘。
工業(yè)應(yīng)用性如上所述，本發(fā)明的薄膜具有許多用途。例如，其可用于傳遞口氣清新劑或其他口腔護(hù)理物質(zhì)?；蛘呋虼送猓溥€可用作藥用或獸醫(yī)用物質(zhì)、營養(yǎng)補(bǔ)充物質(zhì)、唾液腺刺激物質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)、或其組合的載體。在其他應(yīng)用中，本發(fā)明的可食用薄膜可用作食品如水果或糖果產(chǎn)品的易溶和/或可食用的包膜。其還可用于食品標(biāo)簽如奶酪標(biāo)簽中。其他的應(yīng)用為在制備新型糖果如tongue tattoo中的應(yīng)用。
在其他應(yīng)用中，該薄膜可用作將活性藥物局部涂敷至皮膚上的載體。例如，可將遮光(SPF)劑、灼傷復(fù)原劑、單純皰疹治療劑以及局部抗真菌病劑加入本發(fā)明的薄膜中。
在其他應(yīng)用中，該薄膜可用于診斷試劑盒、特別是免疫診斷試劑盒中或用于法醫(yī)用途。
至少在優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，本發(fā)明的可食用薄膜具有與某些目前可用的支鏈淀粉基薄膜相比在口中“攫取感”更小且在崩解時(shí)能提供相對潔凈的口感的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的薄膜在口中迅速消失還可使得它們具有用于矯味劑突釋的潛力。
盡管已對本發(fā)明詳細(xì)地、并參考其特定的具體實(shí)施方案加以描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將易于對這些具體實(shí)施方案作出各種改變及改進(jìn)。這種改變及改進(jìn)的作出可不偏離本發(fā)明如下所附權(quán)利要求書中所述的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種薄膜，其含有a)磷蛋白制品，其中該磷蛋白制品是通過部分交聯(lián)酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產(chǎn)物而得到的，b)一種或多種生理學(xué)可接受的陽離子源，以及c)增塑劑。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜，其中所述薄膜為可食用的。
3.如權(quán)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(quán)利要求所述的薄膜，其中所述陽離子為二價(jià)的。
5.如前述任一權(quán)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于水的鹽。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的薄膜，其中所述陽離子包括鈣離子。
7.如權(quán)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(quán)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(quán)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(quán)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制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(quán)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(quán)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(quán)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(lián)前的水解度在肽鍵總數(shù)的約0.5％-約10％范圍內(nèi)。
14.如前述任一權(quán)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(lián)前的水解度在肽鍵總數(shù)的約2％-約8％范圍內(nèi)。
15.如前述任一權(quán)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(chǎn)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(quán)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(yīng)在pH約7-約8條件下實(shí)施。
17.如前述任一權(quán)利要求所述的薄膜，其中所述部分交聯(lián)是使用谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶以酶促方式實(shí)施。
18.如前述任一權(quán)利要求所述的薄膜，其中所述部分交聯(lián)的程度使得所得的磷蛋白制品每克蛋白含有約10μmol或更多交聯(lián)鍵。
19.如前述任一權(quán)利要求所述的薄膜，其中所述部分交聯(lián)的程度使得所得的磷蛋白制品每克蛋白含有約10μmol-250μmol交聯(lián)鍵。
20.如前述任一權(quán)利要求所述的薄膜，其中所述部分交聯(lián)的程度使得所得的磷蛋白制品每克蛋白含有約50μmol-160μmol交聯(lián)鍵。
21.如前述任一權(quán)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(quán)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(quán)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(diào)節(jié)劑及增塑劑。
24.如前述任一權(quán)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(zhì)口腔護(hù)理物質(zhì)、藥用或獸醫(yī)用物質(zhì)、營養(yǎng)補(bǔ)充物質(zhì)、唾液腺刺激物質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)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(quán)利要求所述的薄膜。
26.一種制備可食用薄膜的方法，該方法包括以下步驟a)將含有(a)磷蛋白制品，其中該磷蛋白制品是通過部分交聯(lián)酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產(chǎn)物而得到的，(b)一種或多種生理學(xué)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，干燥該薄膜以使其水分含量減少至所需的水平。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述混合物包含水。
28.如權(quán)利要求26或27所述的方法，其中所述方法包含將混合物涂敷至表面上然后干燥成膜的步驟。
29.如權(quán)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)磷蛋白制品，其中該磷蛋白制品是通過部分交聯(lián)酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產(chǎn)物而得到的，b)一種或多種生理學(xué)可接受的陽離子源，以及c)增塑劑。
31.如權(quán)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(quán)利要求31所述的混合物，其是粉末形式。
全文摘要
本發(fā)明提供一種薄膜，其含有磷蛋白制品，其中該磷蛋白是通過部分交聯(lián)酪蛋白或酪蛋白酸鹽的部分水解產(chǎn)物得到，一種或多種生理學(xué)可接受的陽離子源，以及增塑劑。該薄膜優(yōu)選為可食用的并基本可溶。在特別優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，該一種或多種生理學(xué)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(yōu)先權(quán)日2002年10月18日
發(fā)明者帕特里克·約瑟夫·西爾科克, 林頓·亞歷山大·布里杰, 阿德里安·斯圖爾特·登哈姆·克爾, 內(nèi)里達(dá)·簡·布倫南 申請人:帕特里克·約瑟夫·西爾科克, 林頓·亞歷山大·布里杰, 阿德里安·斯圖爾特·登哈姆·克爾, 內(nèi)里達(dá)·簡·布倫南