精炼薄荷油的方法及制备含精炼薄荷油口香糖的方法

摘要

本发明提供了精炼含薄荷油组合物的方法。另外，本发明提供了制备具有薄荷香味的口香糖的方法。为达此目的，提供了精炼包括硫的化合物的含薄荷油组合物的方法以除去至少一部分硫的化合物。该方法包括对所述的组合物进行蒸馏处理的步骤，所述的蒸馏处理除去了组合物中至少一部分硫的化合物，但被除去的化合物不超过组合物总量的3％。

说明书

                        发明背景

本发明总的来讲涉及薄荷香料。更具体地讲，本发明涉及精炼薄荷香料的方法及将该精炼薄荷香料用于口香糖。

向口香糖中加入薄荷调味剂，在口香糖工业中是已知的。例如，向口香糖中加入薄荷油是已知的。除赋予口香糖所需的口味特征外，所述的薄荷调味剂还可以改善口香糖呼吸感觉清新的特性。

然而，许多薄荷风味的口香糖具有在咀嚼的后期产生苦味的倾向。这是由于大部分的(如果不是全部)甜味性质已经消散了的这一事实。这引起薄荷的香味及苦味变得更明显。

在1993年3月25日申请的题目为“Mint Flavored Chewing GumHaving Reduced Bitteness And Methods For Making Same”  序号为08/037,037的美国专利申请的申请中公开了减少口香糖苦味的一种方法。在该申请中，提供了具有减少了苦味的薄荷风味的口香糖的生产方法。该申请的一部分公开了包括水不溶性的基料部分、水溶性部分及已除去其中至少一部分1-薄荷醇的薄荷香味剂的口香糖。

其它的专利及专利申请已考虑了对口香糖配方的改进，以处理薄荷调味剂的不尽人意的性质。这些专利和已公开的PCT专利申请包括：4,948,595；4,889,726；5,041,294；5,298,238；5,128,154；4,708,880；4,980,169；4,613,513；PCT90-006689以及PCT91-00547。

由具薄荷香味的油如薄荷油引起的另一个问题是，起初它们典型地包括含硫化合物，如二甲基硫化物。为制出更适口的薄荷油，可对薄荷油组合物进行蒸馏以除去二甲基硫化物及其它硫的化合物。

一般的蒸馏方法除了将含硫组分除去之外，也将所需的低沸点薄荷油组分除去了。例如，3-甲基丁醛是大多数的薄荷香料的所需组分；3-甲基丁醛赋予奶油巧克力以香味。由于它的沸点低，除了其它所需的组分外，蒸馏也把3-甲基丁醛除去了。因此，对生产商来说在精炼薄荷油时，必须将这些所需的低沸点的薄荷油组分从馏出液中分离出来，而后将它们加回到香料中去。这种方法使费用增加并使蒸馏过程的时间增长。

因此需要改进的精炼薄荷油的方法。

                         本发明概述

本发明提供了用于对含薄荷油的组合物进行精炼的改进方法。另外，本发明还提供了制备具有薄荷香味的口香糖的改进方法。

为达此目的，提供了精炼包含硫的化合物的含薄荷油的组合物以除去至少一部分硫的化合物的方法。该方法包括使所述组合物进行蒸馏处理以从组合物中除去至少一部分硫的化合物，但除去的量不超过组合物总量的3％。

在一个实施方案中，组合物基本上由薄荷油组成。

在一实施方案中，通过蒸馏处理除去了多于0.25％的组合物。

在另一实施方案中，在真空蒸馏处理期间将压力降到150mmHg以下。

在又一实施方案中，在蒸馏处理期间组合物温度不超过120℃。

在一实施方案中，在蒸馏处理后组合物包含的二甲基硫化物不超过75ppm。

在一实施方案中，该方法包括测量在蒸馏处理期间组合物内的二甲基硫化物以及当组合物内的二甲基硫化物的含量低于75ppm时终止蒸馏处理的步骤。

在一实施方案中，该方法包括在蒸馏处理期间摇动包含组合物的蒸馏罐。

在一实施方案中，该方法包括在蒸馏处理期间用惰性气体掩蔽(blanketing)蒸馏罐的步骤。

在一实施方案中，蒸馏后组合物内的3-甲基丁醛的含量不低于100ppm。

本发明还提供了制造薄荷香味的口香糖的方法，包括将真空蒸馏处理含薄荷油的组合物得到的薄荷油加入到不溶性胶基部分及水溶性部分的步骤，所述的含薄荷油组合物经足够时间及足够参数的真空蒸馏处理后获得了至少约97％得率的精炼薄荷油，该精炼薄荷油具有的二甲基硫化物的含量低于75ppm。

在一实施方案中，本发明提供了一种精炼薄荷油的方法，包括将含薄荷油的组合物进行真空蒸馏处理的步骤，其中压力被降低至低于或等于150mmHg，组合物所受的加热温度不高于120℃，在蒸馏过程中除去可能存在的足够的二甲基硫化物，以提供具有二甲基硫化物含量低于75ppm的精炼薄荷油。

本发明的优点在于它提供了精炼薄荷油如留兰香薄荷油的改进方法。

本发明的另一优点在于它提供了将精炼的薄荷油用于制造口香糖的方法。

而且，本发明的优点在于它提供了制备薄荷风味的口香糖的方法。

更进一步，本发明的优点在于它提供了更经济且劳动强度更低的精炼薄荷油的方法。

进一步地，本发明的优点在于它提供了能增加精炼得率的精炼薄荷油的方法。

另外，本发明的优点在于它提供了改进了的薄荷风味的口香糖。

本发明的另一优点在于它提供了精炼薄荷油的蒸馏处理方法，该蒸馏处理方法使精炼薄荷油所必需的步骤数减少了。

在下面优选的实施方案和附图中，将对本发明的另外一些特征和优点进行描述，根据以下描述，本发明的这些特征及优点会更加明显。

            本发明优选实施方案的详细描述

本发明提供了精炼薄荷油和含薄荷油组合物的改进方法。另外，本发明提供了制备包含薄荷油的口香糖的改进方法。

根据本发明，提供了精炼薄荷油和薄荷油调合物的方法，即除去硫的化合物及水份，而将所需的低沸点组分留于未蒸部分。虽然在本发明的实施方案中，薄荷油可用于口香糖的生产，但本发明还可用于其它薄荷风味的产品，如薄荷风味的糖果产品的生产。

本发明不仅可用于精炼基本上由薄荷油组成的组合物，而且还可用于精炼包含有薄荷油和其它香料或薄荷油调合的组合物。关于这一点，薄荷油组合物可包括其它香料，如薄荷油，所述的薄荷油也可经过本发明的蒸馏处理。

根据本发明，提供了精炼薄荷油或薄荷油调合物以除去硫的化合物的方法，该方法包括使所述的香料进行蒸馏的步骤。优选地，使用分批真空蒸馏法。然而，也可使用其它蒸馏法，包括连续的真空蒸馏法，在该法中稳态地供入被蒸馏薄荷油及连续稳态地除去馏出液和产物需同时进行。也可使用旋转锥体蒸馏。在该法中用具有一系列以高速旋转的锥体的特殊装置，来分离在真空或大气压下连续的或分批蒸馏的组分。

使用真空法处理，在相对低的温度下进行短时间的真空蒸馏以除去约0.25％至约3％的馏出液。在优选的实施方案中，除去的馏出液不多于2％。在另一实施方案中，除去的馏出液不多于1％。

由于本发明的方法，除去的馏出液由水和包括硫的化合物的低沸点化合物组成。与以前的方法形成对照，在蒸馏处理过程中至少大部分的所需的低沸点薄荷油组分没被除去。

在蒸馏过程中，使蒸馏处理的压力降低到低于或等于150mmHg来得到真空。现已发现，优选压力应低于100mmHg，最好低于60mmHg。然而，在最优选的实施方案中，压力被降低到低于或等于30mmHg。

在蒸馏过程中，为防止香料组分的降解而同时保证其充分蒸馏，被蒸馏的油的温度应不高于约120℃。优选地，油的温度在延长期的任何时间不高于约97℃。然而，应注意到在开始冷却以防热降解的步骤前，在短期内，如在少于占总蒸馏时间约20％的时间里温度超过上述的这些温度值是可接受的。

相信进行本发明的真空蒸馏仅需最少的分离量。分级分离柱或其它仅具有一个或更少的理论板的装置可能是有效的。当然，也可使用具有较多理论板的柱子。

在蒸馏过程中应振摇含有要被精炼的油的蒸馏罐。这可以防止由于加热不匀或其它问题引起的降解。许多方式可以用于对蒸馏罐的振摇。这样的方式包括用机械或磁驱动的叶轮或通过将惰性气体鼓泡到油中，然而，也可使用其它方式。

在一实施方案中，为减少在蒸馏过程中可发生的氧化，可用惰性气体如氮气将蒸馏罐掩蔽起来。这对于在完成蒸馏后对容器进行加压是特别有用的。

用具有可调节的回流装置的蒸馏釜来完成本发明的方法时，根据所用的蒸馏装置的特征来确定回流定位。对于某些设备来讲，可将回流量调至较高的回流率，直至达到所需的起始温度和压力。然而，一旦蒸馏过程开始，可正常地将该装置调到高的收集率。

正如以前已知的，存在于薄荷油中的二甲基硫化物的量通常为75-500ppm(占1百万重量份的份数)。根据本发明，进行真空蒸馏直至未蒸馏的部分含有的二甲基硫化物少于75ppm。优选地，精炼的薄荷油包含少于40ppm的二甲基硫化物。在最优选的实施方案中，本发明能提供具有少于或等于10ppm重量的二甲基硫化物的精炼薄荷油。

通过感官试验已经测定出具有的二甲基硫化物的量高于75ppm的薄荷油与具有少于75ppm的二甲基硫化物的薄荷油相比，不能被有经验的鉴定人感觉到。然而另一方面，使蒸馏点延长以便进行过量蒸馏，可使得率减少并除去过量的所需的低沸点组分。

例如，正如上面所述，一种赋予奶油巧克力薄荷香味的所需的成分是3-甲基丁醛。在任何精炼加工前该化合物一般以约400至约1,300ppm的重量存在于薄荷油中。本发明的蒸馏方法使该组分的量不降低于100ppm，并优选不低于150ppm。事实上，已经发现本发明的方法可制出含有200ppm或更多的3-甲基丁醛的精炼薄荷油。

为确定蒸馏过程的终点，可使用各种方法。一种方法是在蒸馏罐中用硫探测器直接测量二甲基硫化物的量。然后当二甲基硫化物的减少达到了预定目标时，蒸馏过程可人工或自动停止。

如需要，可用许多试验性蒸馏以确定在维持3-甲基丁醛高含量的同时，在接收器中应收集多少的馏出液才能达到预定目标的二甲基硫化物的减少。必须收集的馏出液的量可能因所用的设备的试样及规模、及起始的二甲基硫化物的量的不同而不同，且在较小的程度上，随着未蒸馏香料内的水量而变化。通过进行至少一批或两批的蒸馏来湿润蒸馏装置的内表面，来建立蒸馏釜内的稳态条件。通常，需收集的馏出液的量约占未蒸馏油的0.25-3％。

根据本发明，用稳态分批蒸馏法，高质量的薄荷油能产生得率为97-99.75％的精炼油。除了除去的馏出液外，损失可包括由真空泵、分汽器及其它设备区所引起的材料损失。另外，在第一批或第二批蒸馏中，用于湿润蒸馏装置内表面的材料也将被损失掉了。在蒸馏过程中0.25-3％的损失中，约10-90％是水，通常得到约98-99.9％的净干得率。

通过举例，但不表示限制，下面给出蒸馏法的实施例：

实施例

使用装有不锈钢蒸馏罐标定为600磅的带夹层真空蒸馏釜，所述夹层用于蒸汽加热及自来水冷却。在蒸馏罐中装有用来进行振摇的机械驱动的叶轮。使用了填充有Koch Sulzer不锈钢筛网填充物的10英尺×6英寸直径的玻璃分级分离柱及可调节的回流装置。

600磅被蒸馏的薄荷油用于下述过程：

上料系统

1.从系统中分离出真空泵，然后开启真空泵。

2.对所有的容器及分汽器进行通风并排干水分。

3.开启氟利昂泵-确保该系统处于工作状态.

4.开启乙二醇冷凝器。

注：应除去沿馏出液流经途径至接收器的痕量的乙二醇及氟利昂，以防止最初馏出液的冻结。

5.将600lbs.被蒸馏的薄荷油上料到罐中。取出2盎斯的样品。

6.启动振摇器-调至约100rpm。

7.清理蒸汽分汽器。

蒸馏

1.调节真空阀以得到20mmHg的真空。在蒸馏的全过程维持20mmHg的真空。

2.开启与罐相通的蒸汽阀。用阀调节蒸汽流以维持稳态的沸腾。温度的升高应为3-6℃/5分钟。

3.打开裂解器使100％的馏出液流到接收器#1内。维持20mmHg的真空。

4.进行蒸馏使低沸点组分移到#1馏分接收器内。继续蒸馏1.5小时。最后一批蒸馏的温度应为90-95℃。

根据本发明，精炼的薄荷油可用于制备口香糖。关于这一点，本发明还提供了薄荷香味的口香糖，该口香糖含有水不溶性的胶基部分、水溶性的胶基部分、及根据本发明精炼的薄荷香味剂。所述的口香糖可以是所有不同种类的口香糖，包括低或高水份的、含糖或无糖的、含蜡或不含蜡的、低卡路里和/或含有益牙齿健康剂的口香糖。

口香糖通常由水不溶性的胶基、水溶性部分及香料组成。水溶性部分随一部分香料在咀嚼期间一起消散。胶基部分在咀嚼的过程中始终留在口中。

水不溶性的胶基部分通常包含弹性体、树脂、油脂、软化剂、和无机填料，胶基可以包含或不包含蜡。所述不溶性的胶基通常占口香糖约5-约95％的重量，更经常地是胶基占10-50％的口香糖重量，在一些优选的实施方案中，占口香糖20-约35％的重量。

在一实施方案中，本发明的口香糖胶基包含约20-60％重量的合成弹性体、0-约30％重量的天然弹性体、约5-55％重量的弹性体增塑剂，约4-35％重量的填料，约5-35％重量的软化剂，及可选择的少量(约1％或更少)的各种成分，如色料(着色剂)、抗氧化剂等等。

合成的弹性体可以包括(但不限于)具有平均分子量为约10,000至约95,000 GPC重量的聚异丁烯，苯乙烯-丁二烯的比率为约1∶3至约3∶1的苯乙烯-丁二烯共聚物，具有平均分子量为约2,000至约90.000 GPC重量的聚乙酸乙烯酯，聚异戊间二烯，聚乙烯，乙酸乙烯酯-月桂酸乙烯酯的共聚物(月桂酸乙烯基酯的含量占该共聚物约5-50％的重量)，及其混合物。

优选的范围是：对聚异丁烯而言，平均分子量为50,000至80,000GPC重量；对苯乙烯-丁二烯而言，为1∶1至1∶3结合的苯乙烯-丁二烯；对聚乙酸乙烯酯而言，平均分子量为10,000至65,000 GPC重量，而较高分子量的聚乙酸乙烯酯通常被用于发泡胶基中；对于乙酸乙烯酯-月桂酸乙烯酯而言，月桂酸乙烯酯的含量为10-45％。

天然的弹性体可包括天然橡胶，如发烟的或液体的乳胶、银菊胶，及天然树胶，如节路顿胶。lechi caspi，紫苏胶(perillo)，香豆果胶，massarandula马拉塔树胶、massarandula可可豆胶，尼期佩罗果胶，糖胶树胶，hang kang杜种胶，及其混合物。优选的合成的弹性体和天然的弹性体的浓度依据口香糖是粘性的，还是传统型的，是发泡口香糖还是常规口香糖的不同而变化，并讨论如下，所述的口香糖内使用了胶基。优选的天然弹性体包括节路顿胶，chiche、香豆果胶及massarandula马拉塔树胶。

弹性体增塑剂可包括(但不限于)天然松香酯，如部分氢化的松香甘油酯、聚合的松香甘油酯、部分二聚合松香的甘油酯、松香甘油酯、部分氢化的松香季戊四醇酯、松香的甲基酯和部分氢化的松香甲基酯，松香的季戊四醇酯；合成品如自α-蒎烯、β-蒎烯、和/或d-苎烯衍生的萜烯树脂；及上述的化合物的任何适当的结合。优选的弹性体增塑剂将随着特定的用途，及所用的弹性体的类型而变化。

填料/组织形成剂可包括碳酸镁和碳酸钙，碾碎的石灰石，硅酸盐类如硅酸镁和硅酸铝，粘土，氧化铝，滑石粉，氧化钛，磷酸一、二、三钙，纤维素聚合物如木材，及其混合物。

软化剂/乳化剂可包括动物脂、氢化的动物脂，氢化的和部分氢化的植物油、可可脂、单硬脂酸甘油酯、三乙酸甘油酯、卵磷酯、单-、二-、和三甘油酯、乙酰化的单甘油酯、脂肪酸(硬脂酸、棕榈酸、油酸和亚油酸)、及其混合物。

色料和增白剂可包括FD&C-型的染料及雷克斯颜料(lakes)、水果和植物的萃取物、二氧化钛、及其混合物。

胶基可包含或不包含蜡。不含蜡的胶基的实施例公开于美国专利5,286,500中，该专利文献公开的内容引入本文作参考。

除了水不溶性的胶基部分外，口香糖的组合物一般包括水溶性的部分及一或多种调味剂。水溶性部分可包括主体的甜味剂、高强度的甜味剂、调味剂、软化剂、乳化剂、色料、酸化剂、填料、抗氧化剂、及其它提供所需性质的组分。

为使口香料的可咀嚼性最佳及口感最好，向口香糖中加入软化剂。软化剂(已知称为增塑剂和增塑作用试剂)通常的约占口香糖重量的0.5-约15％。软化剂可包括甘油、卵磷酯、及其混合物。甜味剂的水溶液如那些含山梨糖醇、氢化的淀粉水解物、玉米糖浆及其混合物的水溶液。也可用作口香糖的软化剂和粘合剂。

主体甜味剂包括糖和无糖组分。主体甜味剂典型地占口香糖重量的5-约95％，更典型地占20-80％的重量，而更经常地占口香糖重量的30-60％。

糖甜味剂通常包括含糖类的组分，这些组分在口香糖领域是已知的，包括(但不限于)庶糖、右旋糖、麦芽糖，糊精、干燥转化糖、果糖、右旋糖、半乳糖、玉米糖浆固体等等，可单独使用或混合使用。

无糖甜味剂包括(但不限于)糖醇如山梨糖醇、甘露糖醇、木糖醇、氢化的淀粉水解物、麦芽糖醇等等，可单独或混合使用。

高强度的人造甜味剂可单独使用，也可与上述的组分结合使用。优选的甜味剂包括(但不限于)氯化蔗糖衍生物(Sucralose)、天冬甜素、双氧恶噻嗪的盐、天胺甜素、糖精及其盐、环烷酸(cyclamic acid)及其盐、甘草素、二氢查二酮、非洲竹芋甜素、蒙那灵等等，可单独或混合使用。为使持续的甜度和甜味感觉较长，可将至少一部分的人造甜味剂包裹起来或控制甜味剂的释出。可使用下述技术，如湿成粒、蜡成粒、喷洒干燥、喷洒冷却、流化床包被、凝聚、及纤维延伸技术，以获得所需的释出特征。

人造甜味剂的用量变化很大，并依赖于下述因素，如甜味剂的甜味效力、释出速率、产品的所需甜度、所用的香料的量和类型、及费用考虑。因此，人造甜味剂的有效量可在0.02-约8％之间变化。当包括用于包裹技术的载体时，被包裹起来的甜味剂的用量将成比例地提高。

糖和/或无糖甜味剂的混合物可用于口香糖。另外，软化剂如糖或醛醇的水溶液也可提供额外的甜度。

如需制备低卡路里的口香糖，可使用低卡路里的增体剂。低卡路里的增体剂例子包括：聚庶糖；Raftilose、Raftilin；果糖寡聚糖(NutraFlora)；巴糖寡聚糖、瓜尔豆胶水解物(Sun Fiber)；非消化的糊精(Fibersol)。然而，也可使用其它低卡路里的增体剂。

各种调味剂可与本发明的精炼的薄荷香料结合一起使用。香料，如仅含精炼的薄荷香料，其用量约占口香糖重量的0.1-约15％，优选占0.3-5％。调味剂可包括精油、合成的香料，或其混合物，包括(但不限于)自植物和水果中提取的油。除了留兰香薄荷油外，薄荷油包括胡椒薄荷油(peppermint oil)、及其它薄荷油。人造调味剂及组分也可使用。天然的和人造的调味剂可以按感官上所能接受的任何方式相结合使用。

应理解为对本领域的普通技术人员来讲，对本文所述的优选实施方案的各种变化及改进将是显而易见的。这些变化及改进可在不背离本发明的精神和范围以及不减少其优越性的前提下进行。因此意味着这些变化和改进也将被所附的权利要求所覆盖。