專利名稱：牙膏組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種牙膏組合物，其包含粘合劑、磨料、發(fā)泡劑、水和聚乙二醇，其中所述粘合劑組合物包含半精制角叉菜膠。
背景技術(shù)：
角叉菜膠是包含線性聚合物的硫酸化多糖的復(fù)雜混合物，所述線性聚合物是 1 — 3連接的[α ]-D_半乳糖單元和1 — 4連接的[β ]-D_半乳糖單元的線性聚合物。角叉菜膠由紅藻產(chǎn)生，其起到主要的結(jié)構(gòu)多糖的作用。其位于植物組織的細(xì)胞壁和胞內(nèi)基質(zhì)中。商業(yè)化采集的紅藻中角叉菜膠的含量通常為30% 80%，以紅藻的干重為基準(zhǔn)計(jì)。已發(fā)現(xiàn)角叉菜膠可廣泛用作食物成分，且在食物(例如奶制品、水性甜點(diǎn)膠(water dessert gel)、肉制品、糖膏劑、飲料、調(diào)味料和其它類似產(chǎn)品)中具有一定功能。角叉菜膠還可用于例如化妝品、牙膏和其它個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品的產(chǎn)品中，用于軟膠膠囊中，以及用于其它工業(yè)、醫(yī)療、制藥和農(nóng)業(yè)應(yīng)用中。角叉菜膠產(chǎn)品的分子量通常為約100，000 約1，000, 000道爾頓。 角叉菜膠在室溫下能夠形成幾乎無(wú)窮多種具有各種凝膠點(diǎn)和熔點(diǎn)的凝膠。角叉菜膠溶液可稠化、懸浮和穩(wěn)定顆粒、膠體分散體和水/油乳劑。該溶液剪切變稀，這使得它們易于抽運(yùn)。 并且，經(jīng)剪切的溶液在靜置后迅速重建粘度和懸浮能力。根據(jù)應(yīng)用，角叉菜膠以PPm級(jí)至高達(dá)數(shù)百分之一的重量存在，提供膠凝、稠化、懸浮、粘合和/或產(chǎn)生所需的產(chǎn)品觸感或質(zhì)地 (texture)的作用。角叉菜膠通?？扇苡跍厮?，在溫水中角叉菜膠形成粘稠溶液。其在絕大多數(shù)有機(jī)溶劑中不溶，通常與蛋白質(zhì)形成復(fù)合物。角叉菜膠的主要類型被命名為κ (Kappa), ι (Iota), λ (Lambda)、ν (Nu)和μ (Mu)0這些是根據(jù)角叉菜膠中所含的重復(fù)半乳糖單元的性質(zhì)來(lái)分類的。聚合物鏈在用酸處理時(shí)可通過(guò)水解解聚反應(yīng)被切割，或在用過(guò)氧化氫處理時(shí)通過(guò)氧化解聚反應(yīng)被切割。在生產(chǎn)精制角叉菜膠的常規(guī)過(guò)程中，先用冷水或海水洗滌未經(jīng)加工的海藻，以去除采集海藻后可能存在于其中的沙和其它顆粒。在冷洗過(guò)程中，角叉菜膠通常不會(huì)泡脹，這主要是因?yàn)楹Ｔ逯械慕遣娌四z與海藻的結(jié)構(gòu)組分(通常為纖維素)相結(jié)合。根據(jù)海藻種類的不同，在冷洗之后，通常進(jìn)行熱水提取工藝，在該工藝中用堿的水溶液在高溫下處理提取的角叉菜膠。通常，所用的堿是堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化物，例如氫氧化鈉、氫氧化鈣或氫氧化鉀。該高溫的堿的水溶液改性步驟導(dǎo)致在角叉菜膠的半乳糖單元中形成3， 6-去水連接鍵。在該改性步驟之后，過(guò)濾熱提取物以去除不溶的材料，例如纖維素、半纖維素和其它顆粒，然后加入酸調(diào)節(jié)ρΗ為7. 5 10. 5。然后將濾出液濃縮為約4%的角叉菜膠，以用于后續(xù)處理。提取后的任選處理步驟包括離心和脫色。通常，通過(guò)從含有氯化鉀或醇(例如異丙醇)的水溶液中沉淀提取物來(lái)獲得精制的角叉菜膠。隨后，干燥和碾磨所得的角叉菜膠產(chǎn)品。以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)精制角叉菜膠的材料處理量受比率限制。在提取步驟之后，熱的水蒸汽通常僅可包含低濃度的角叉菜膠，通常最多約為4%。在角叉菜膠濃度較高時(shí)，水蒸汽變得太粘稠而不能進(jìn)行有效加工。已對(duì)制備半精制角叉菜膠以及作為傳統(tǒng)角叉菜膠低成本替代物的其它角叉菜膠產(chǎn)品的更為成本有效的方法進(jìn)行了持續(xù)的研究。半精制角叉菜膠(semi-refined carrageenan,SRC)產(chǎn)品是其中極少量的海藻結(jié)構(gòu)成分(主要是纖維素)被去除或未去除海藻結(jié)構(gòu)成分的產(chǎn)品。在SRC的生產(chǎn)過(guò)程中，在堿改性中，與堿一起加入鹽(例如氯化鉀或氯化鈉)。有效量的鹽的存在防止了海藻結(jié)構(gòu)的瓦解，抑制了從海藻中提取角叉菜膠。還可單獨(dú)或與鹽一起使用醇(例如異丙醇)來(lái)抑制角叉菜膠的提取。在堿改性步驟之后，保持海藻結(jié)構(gòu)完整，通常干燥經(jīng)加工的海藻以提供SRC。既然海藻是麒麟菜科(Euchema family) 的一員，所得的SRC被認(rèn)為是加工的麒麟菜科海藻(processed Euchema seaweed，PES)。授予Rideout的US 5，801，240中揭示了一種生產(chǎn)半精制κ -角叉菜膠的方法。 其描述了改進(jìn)的傳統(tǒng)PES生產(chǎn)方法，改進(jìn)之處包括更好地監(jiān)控用于提取方法中的氫氧化鉀(KOH)溶液的氧化-還原電位，以及任選地在KOH烹煮之前切碎海藻。授予Larsen的 US 5，777，102揭示了一種如下制備的改良的角叉菜膠在水/溶劑/堿混合物中部分水化海藻以使得角叉菜膠改性，然后對(duì)材料進(jìn)行擠壓。授予Larsen的US 5，502，179揭示了一種方法，在該方法中在加熱的條件下，在溶劑/水/堿混合物中使得海藻發(fā)生反應(yīng)以獲得完全變性的角叉菜膠，然后通過(guò)擠壓獲得具有特定透光性和布拉班德分布(Brabender profile)的產(chǎn)品。授予Therkelsen的WO 03/059956揭示了由單成分海藻，通過(guò)減少KOH 的使用水平來(lái)生產(chǎn)異質(zhì)角叉菜膠的方法。這是制備角叉菜膠提取物或PES的改進(jìn)的成本有效的方法，該方法采用高鹽水平與NaOH相結(jié)合來(lái)減少昂貴的KOH的水平。授予Tsai等的 US 6, 479, 649 BUUS 7, 018, 635 B2和US 7，189,843 B2揭示了生產(chǎn)角叉菜膠和角叉菜膠產(chǎn)品的方法，該方法主要集中在海藻原料的擠壓上。授予Bixler的US 6，387，354 Bl揭示了用于牙膏組合物的粘合劑，其包含半精制κ-和/或半精制t -角叉菜膠以及其它粘合劑組分。日本專利公開號(hào)JP 8005921B2揭示了一種改良的^ -角叉菜膠，其在75°C、1. 5% 的水溶液中的粘度為5cP 40cP。在該公開中，可用λ-角叉菜膠以t -角叉菜膠比λ-角叉菜膠為1 4或更高的比例替換一部分t -角叉菜膠。具有此種比例的這些角叉菜膠的混合物用作粘合劑時(shí)穩(wěn)定牙膏品質(zhì)的效果與單獨(dú)使用ι -角叉菜膠所獲得的效果相同。日本專利公開號(hào)JP 2752610B2揭示了一種75°C時(shí)的粘度為5cP 40cP的改良的t -角叉菜膠，其獲自異枝麒麟菜(Euchema spinosum)，通過(guò)用堿水解、酸水解、氧化劑水解或用酶或其它微生物水解異枝麒麟菜(Euchema spinosum)提取物獲得。當(dāng)用作牙膏制劑中的穩(wěn)定劑時(shí)，該改良的ι -角叉菜膠優(yōu)選與諸如磷酸鈣、丙三醇等的材料混合。日本專利公開號(hào) JP 275^11B2中揭示了包含λ-角叉菜膠和改良的角叉菜膠的牙膏，其1.5%的水溶液在 75°C時(shí)的粘度為5cP 40cP。與獲自相同海藻的SRC相比，精制角叉菜膠具有一些優(yōu)點(diǎn)。在低于SRC的溫度下， 精制角叉菜膠通常是水合的，即開始泡脹和變得可溶。精制角叉菜膠的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于 SRC包含精制角叉菜膠中所不存在的纖維質(zhì)和其它材料，由SRC形成的凝膠的透明度低于由精制角叉菜膠產(chǎn)品制得的凝膠。某些半精制角叉菜膠還經(jīng)歷牙膏中的穩(wěn)定性問(wèn)題。仍存在開發(fā)出采用半精制角叉菜膠來(lái)替代部分或全部精制角叉菜膠的、具有可接受和/或改善的儲(chǔ)存期和穩(wěn)定性的牙膏的持續(xù)需求。發(fā)明概述
本發(fā)明涉及一種牙膏組合物，其包含粘合劑、磨料、發(fā)泡劑、水和聚乙二醇，其中所述粘合劑包含半精制角叉菜膠。該牙膏組合物具有改善的儲(chǔ)存期。發(fā)明詳述申請(qǐng)人:已發(fā)現(xiàn)聚乙二醇能改善包含半精制角叉菜膠的牙膏組合物的儲(chǔ)存期和穩(wěn)定性。用于該目的的聚乙二醇的量通常以牙膏組合物重量為基準(zhǔn)計(jì)為，1 5重量％的聚乙二醇，更具體為2重量％、3重量％和4%。通常用于本發(fā)明的聚乙二醇包括平均分子量為150 650的那些聚乙二醇，例如平均分子量為190 210(如，PEG 200)；平均分子量為 285 315(如，PEG 300)；平均分子量為380 420 (如，PEG 400)；和平均分子量為570 630(如，PEG 600)的那些聚乙二醇。本發(fā)明的半精制角叉菜膠可為t -角叉菜膠。一個(gè)例子是源自麒麟菜海藻的半精制堿處理^ -角叉菜膠，保留了麒麟菜海藻中的全部或部分纖維質(zhì)。如本文所用，堿處理的ι -角叉菜膠產(chǎn)品是指用堿加工海藻所產(chǎn)生的ι -角叉菜膠，其具有高于其天然或固有形式中所含水平的3，6_去水半乳糖。堿處理將ν-角叉菜膠(其存在于海藻中)轉(zhuǎn)化為 ι -角叉菜膠(其也存在于海藻中)。所得ι -角叉菜膠包含約76 IOOmol %的t -角叉菜膠。在其天然或固有形式中，ι -角叉菜膠通常為70 75m0l%的t -角叉菜膠。如本文所用，堿處理的海藻包含76 lOOmol^W t -角叉菜膠。制備該半精制堿處理ι-角叉菜膠的方法包括濕處理步驟以產(chǎn)生半精制堿處理的ι -角叉菜膠，然后再進(jìn)行干燥和碾磨。濕處理步驟包括洗滌海藻，在約25°C 約65°C的溫度下用堿(例如氫氧化鈉)處理海藻，以及漂洗經(jīng)處理的海藻。濕處理步驟采用含有足量鹽或醇的處理液以盡可能減小處理過(guò)程中角叉菜膠的溶解和損失。可對(duì)需要獲得所需半精制堿處理ι -角叉菜膠的陽(yáng)離子平衡的組合物和濃縮物進(jìn)行醇洗滌或離子交換步驟，其中包括將再循環(huán)流用于成本有效的操作。在一個(gè)或多個(gè)碾磨步驟中對(duì)干燥的粉末進(jìn)行進(jìn)一步處理以減小粒徑。本發(fā)明的牙膏組合物還包含磨料、發(fā)泡劑和水。磨料賦予牙膏清潔能力。它們?nèi)コ珴n和牙斑，同時(shí)拋光牙齒。普通的磨料包括 磷酸鈣、氧化鋁、沉淀的或天然的碳酸鈣(白堊)、以及二氧化硅。纖維素顆粒(例如微晶纖維素)提供溫和的研磨效果。牙膏應(yīng)包含足以去除牙斑和色漬、但不會(huì)研磨損傷牙釉質(zhì)的磨料。發(fā)泡劑產(chǎn)生牙膏通常所伴有的發(fā)泡作用。泡沫有助于去除和懸浮在刷牙過(guò)程中移位的生物被膜和食物顆粒。十二烷基硫酸鈉(SLQ是優(yōu)選的發(fā)泡劑。如下所列，可能存在的其它成分可被廣義地劃分為活性成分和非活性成分。活性成分提供至少一種化學(xué)或生物學(xué)功能?；钚猿煞职ǚ?；抗菌劑，例如控制牙斑用的三氯生(triclosan)；脫敏劑；抗牙垢劑；碳酸氫鈉(小蘇打)；增強(qiáng)唾液抗菌性的酶；非糖甜味劑，例如木糖醇 (xylitil)，其減少了口腔中生齲齒(致腐蝕)細(xì)菌的水平；植物提取物；增白劑，例如過(guò)氧化物；功能性包含物或包封的功能助劑和生物粘合添加劑。氟化物將其本身?yè)饺胙烙再|(zhì)，使得牙齒更抗牙斑菌產(chǎn)生的酸以及果汁、碳酸飲料(常規(guī)和低熱值)和某些食物中存在的酸。 在牙膏中，氟化物以單氟磷酸鈉、氟化亞錫或氟化鈉的形式存在。其它成分包括濕潤(rùn)劑；調(diào)味劑、甜味劑和著色劑；防腐劑；裝飾性顏料或包含物 (inclusion)；以及水。
濕潤(rùn)劑賦予牙膏質(zhì)地并保持濕度，從而使得牙膏不會(huì)干掉。丙三醇和山梨醇是常用的濕潤(rùn)劑。木糖醇是非常用但上佳的濕潤(rùn)劑，其還提高氟化物的抗蛀牙能力(cavity fighting power) 0水也是濕潤(rùn)劑，但需單獨(dú)計(jì)。除了半精制角叉菜膠，還可采用其它粘合劑，例如其它角叉菜膠、黃原膠 (xanthan)、羧甲基纖維素(CMC)和卡巴浦爾(carbopol)?？砂钠渌龀韯榕驖?rùn)土、 硅酸鎂鋁、膠體級(jí)的微晶纖維素和二氧化硅、以及藻酸鈉。所有粘合劑的總量可占牙膏制劑的0. 3重量％ 2. 0重量％。半精制角叉菜膠的量可高達(dá)總粘合劑重量的10% ；高達(dá)總粘合劑的20% ；占粘合劑的20% 50% ；多于粘合劑的31% ；占粘合劑的35% 75% ；多于粘合劑的50% ；或占粘合劑的50% 100%。防腐劑防止牙膏中的微生物生長(zhǎng)，使得牙膏無(wú)需冷藏。常用的防腐劑包括苯甲酸鈉、對(duì)羥基苯甲酸甲酯和對(duì)羥基苯甲酸乙酯。加入調(diào)味劑(例如薄荷、留蘭香、肉桂、冬青和薄荷醇)以改善牙膏的味道和掩蓋大部分發(fā)泡劑(尤其是SLQ的味道。此外，調(diào)味劑有助于產(chǎn)生清新口氣和潔凈感。甜味劑也改善了牙膏的味道。大部分牙膏甜味劑是人造的，基本不會(huì)造成蛀牙。糖精是常用的牙膏甜味劑。著色劑為牙膏提供令人喜愛的色彩。使用人造染料和顏料來(lái)制造紅色、綠色和藍(lán)色牙膏。使用二氧化鈦使得一些牙膏變白。在計(jì)量了磨料、水、粘合劑和其它成分后，濕潤(rùn)劑占材料的余量。通常，當(dāng)水的量增加時(shí)，牙膏組合物中的其它濕潤(rùn)劑的量減少。牙膏組合物通常包含以絕對(duì)量(即不包括濕潤(rùn)劑中存在的任何水)計(jì)8 50重量％的濕潤(rùn)劑。用作濕潤(rùn)劑的山梨醇可以(例如)70% 的山梨醇和30%的水的形式提供。牙膏組合物通常包含約0. 8重量％ 約3重量％，更優(yōu)選約 2. 5重量％的表面活性發(fā)泡劑，如SLS。存在調(diào)味劑時(shí)，其量通常為約0. 約2重量％，更通常為約 0. 5% 約1. 5重量％。存在甜味劑時(shí)，牙膏組合物通常包含約0. 約2重量％的甜味劑?？捎冒刖平遣娌四z以其它傳統(tǒng)粘合劑(例如，精制角叉菜膠)的常規(guī)使用水平 (例如0. 3重量％ 2. 0重量％ )部分或完全替代這些傳統(tǒng)粘合劑，從而降低這些常規(guī)粘合劑造成的成本?？捎脽峒庸せ颦h(huán)境溫度加工來(lái)制備牙膏組合物，并且可采用分批加工或連續(xù)加工。環(huán)境溫度加工有時(shí)稱為冷加工。熱加工在例如Scott的美國(guó)專利4，353，890和Ballard 的美國(guó)專利6，187，293中有所揭示，這些記載納入本文作為參考。生產(chǎn)牙膏的連續(xù)加工法揭示于例如Ballard的美國(guó)專利6，187，293中，其記載納入本文作為參考。生產(chǎn)牙膏的連續(xù)加工法還揭示于Catiis的美國(guó)專利5，236，696中。本文中所引用的所有記載均以其全文納入本文作為參考?，F(xiàn)在參考以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)的描述，但應(yīng)理解本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。除非本文中另有說(shuō)明，所有份數(shù)、百分比、比率等均基于重量。
實(shí)施例為了證明聚乙二醇在改善含半精制角叉菜膠的牙膏中的穩(wěn)定性的效果，采用以下過(guò)程以熱加工制備多批牙膏。以下測(cè)試的特定牙膏制劑是基于白堊的牙膏，其中各粘合劑包含36%的常規(guī)提取t -角叉菜膠和50%半精制t -角叉菜膠。粘合劑的余量是二氧化硅(14%)。用于以下測(cè)試中的常規(guī)提取ι -角叉菜膠均相同，粘度約為Mcps。用于本文的實(shí)施例中的半精制角叉菜膠樣品采用相似方法以極小的差異制得，各種角叉菜膠的特性示于下表中?？傮w而言，所用方法為(a)用1. 5重量％的NaCl水溶液洗滌原料海藻；(b) 通過(guò)用NaOH和NaCl水溶液在約45°C下處理海藻使得海藻改性；(c)在約pH8下洗滌海藻兩次；(d)然后干燥海藻，并將其碾磨成下表中所示的大??；以及(e)如下表中所示，用醇洗滌(用漸增量的異丙醇洗滌三次)或進(jìn)行離子交換(在EDTA/NaCl/醇中)。采用布氏RTV(Brookfield RTV)以適宜速度和轉(zhuǎn)子測(cè)定半精制角叉菜膠的粘度， 并以厘泊(cP)為單位記錄。如下制備用于粘度測(cè)試的樣品將7. 5克角叉菜膠粉末分散在 450克去離子水中，進(jìn)一步加入去離子水至500克(凈重)，邊攪拌邊加熱至85°C，在85°C 保持15分鐘，加回去離子水(如需要的話)以得到1.5%的固體，在連續(xù)攪拌下冷卻，并在 75°C平衡時(shí)測(cè)試粘度。通過(guò)篩網(wǎng)分析得到的粒徑是如下測(cè)定的將50克角叉菜膠粉末樣品加到一疊篩子中的最頂部篩子上，這疊篩子從頂部最粗的篩到底部閉合底盤以漸減的篩號(hào)排列。不銹鋼篩符合ASTM標(biāo)準(zhǔn)E-Il規(guī)范，具有微米級(jí)的標(biāo)稱篩孔US #100 (149微米)和 US #230(63微米)。將被遮蓋的篩疊置于Ro-Tap RX-四型搖篩器中，將定時(shí)器設(shè)定為15 分鐘。測(cè)定各篩子上剩余樣品的重量，并計(jì)算穿過(guò)各篩子的粉末的百分比。半精制角叉菜膠
權(quán)利要求
1.一種牙膏組合物，其包含粘合劑、磨料、發(fā)泡劑、水和聚乙二醇，其特征在于，所述粘合劑包含半精制ι -角叉菜膠。
2.如權(quán)利要求1所述的牙膏組合物，其特征在于，所述聚乙二醇以1 5重量％的量存在。
3.如權(quán)利要求1所述的牙膏組合物，其特征在于，所述聚乙二醇以2重量％的量存在。
4.如權(quán)利要求1所述的牙膏組合物，其特征在于，所述聚乙二醇的平均分子量為150 650。
5.如權(quán)利要求1所述的牙膏組合物，其特征在于，所述聚乙二醇的平均分子量為190 210。
6.如權(quán)利要求1所述的牙膏組合物，其特征在于，所述聚乙二醇的平均分子量為285 315。
7.如權(quán)利要求1所述的牙膏組合物，其特征在于，所述聚乙二醇的平均分子量為380 420。
8.如權(quán)利要求1所述的牙膏組合物，其特征在于，所述聚乙二醇的平均分子量為570 630。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種牙膏組合物，其包含粘合劑、磨料、發(fā)泡劑、水和聚乙二醇，其中，所述粘合劑包含半精制角叉菜膠。該牙膏組合物具有改善的儲(chǔ)存期。
文檔編號(hào)A61K8/72GK102470095SQ201080035749
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者V·B·蘭迪伊夫, V·K·加德卡日 申請(qǐng)人:Fmc有限公司