可食用的磷蛋白薄膜的制作方法

专利名称：可食用的磷蛋白薄膜的制作方法
技术领域：
本发明概况地涉及薄膜(film)，更特别地涉及可食用薄膜。更具体而言，本发明涉及含有磷蛋白制品(preparation)的可食用薄膜组合物以及其制备方法。
背景技术：
视所需口气清新的性质以及必须实施口气清新的情形，有时进行口腔清洁与口气清新可能会困难或不方便。诸如刷牙、用牙线清洁、漱口等使用各种器械及组合物的方法为口腔护理中经常使用的方法，其适于在自家私密地进行。
然而，当不在家中而且没有盥洗设施或盥洗设施不卫生时，这种器械及组合物就变得不那么方便。已经开发出不显眼的口腔护理产品用于在这种情况下使用，如口气清新口香糖、糖果锭剂(lozenges)、口腔喷雾剂以及可食用薄膜。
现有技术中已经知道多种可食用薄膜。
例如，美国专利4,562,020中记载由含有支链淀粉或elsinan的水溶液制备的自承式葡聚糖膜。这些薄膜据记载可用作可食用的水溶性包装材料。
美国专利4,623,394中记载含有支链淀粉及异甘露聚糖的可食用薄膜，据记载其在水性环境中显示出可控的崩解性。
美国专利4,851,394公开一种基于多元醇与葡甘露聚糖及任选的其他天然多糖的反应产物的可食用薄膜。据记载，这些薄膜具有优良的性质如耐水性、耐热性及强度。
欧洲专利申请公布1,008,343A1披露一种用于口腔药物传递且据记载溶解迅速的薄膜制剂，该制剂含有药物、可食用聚合物以及多糖。
第2002/0150544A1号美国专利申请公布公开一种含有治疗药物和/或口气清新剂的口腔用可食用薄膜，其含有水溶性聚合物、多元醇、美容和/或药物学活性药物如口气清新剂、以及调味剂的混合物。
第2003/008008A1号美国专利申请公布公开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链淀粉及选自百里酚、水杨酸甲酯、桉叶油素及薄荷醇的精油。
第2003/0035841A1号美国专利申请公布记载一种口腔粘膜黏附可食用薄膜，其含有至少三种成膜剂，即麦芽糊精、水解胶体以及填充剂，但不含支链淀粉。
第2002/131990A1号美国专利申请公布也公开一种不含支链淀粉的可食用薄膜，其含有成膜剂(如鹿角菜胶)、增容剂以及增塑剂。
然而，尽管现有技术中存在溶解迅速的可食用薄膜，但这些薄膜仍然存在改善的空间。例如，该可用的支链淀粉基薄膜的溶解度如此之高，以致在与使用者的口部接触时在其溶解的同时带来一种不良的“攫取”感(“grabbing”sensation)。因此，这种薄膜崩解时可能不会具有完美地洁净的口感。
本发明的一个目的是提供一种至少在某种程度上克服上述缺点的可食用薄膜，或至少能为大众提供一种有用的选择。

发明内容
因此，本发明的第一方面提供一种薄膜，其含有a)磷蛋白制品，其中该磷蛋白制品是通过部分交联酪蛋白或酪蛋白酸盐的部分水解产物而得到的，b)一种或多种生理学可接受的阳离子源，以及c)增塑剂。
在优选的具体实施方案中，该薄膜是可食用的。
在优选的具体实施方案中，该薄膜基本上是可溶的。
在优选的具体实施方案中，该阳离子是两价的。
在优选的具体实施方案中，该阳离子源含有基本不溶于水的阳离子盐。
在优选的具体实施方案中，该阳离子包含钙离子。
在特别优选的具体实施方案中，该钙离子源包含磷酸钙。
在某些优选的具体实施方案中，该磷酸钙的一些或全部都是钙羟基磷灰石的形式。
在特别优选的具体实施方案中，钙源包含天然牛奶磷酸钙，如以商品名ALAMIN可得到的。
在优选的具体实施方案中，该增塑剂包含多元醇，优选为甘油。
在优选的具体实施方案中，该酪蛋白或酪蛋白酸盐的部分水解产物是通过酸性酪蛋白、皱胃酪蛋白或酪蛋白酸盐的酶促水解而获得的。
在优选的具体实施方案中，该酶为胰蛋白酶，且该部分水解是在pH约7-8下实施。
在优选的具体实施方案中，该部分交联是在pH约7-8下以谷氨酰胺转移酶催化实施。
在优选的具体实施方案中，该可食用薄膜进一步含有一种或多种乳化剂。在一个具体实施方案中，该乳化剂包含甘油单及二酯的柠檬酸酯，如以商品名Lamegin 609ZE可得到的。
在其他具体实施方案中，该可食用薄膜可进一步含有一种或多种添加剂如矫味剂或口气清新剂、甜味剂、着色剂、pH调节剂以及增塑剂。
在某些具体实施方案中，该可食用薄膜可进一步含有一种或多种选自口腔护理物质、药用或兽医用物质、营养补充(nutraceutical)物质、唾液腺刺激物质、维生素、矿物质以及其组合的活性物质。
另一方面，本发明提供制备可食用薄膜的方法，该方法包括以下步骤a)将含有(a)磷蛋白制品，其中该磷蛋白制品是通过部分交联酪蛋白或酪蛋白酸盐的部分水解产物而得到的，(b)一种或多种生理学可接受的阳离子源，以及(c)增塑剂的混合物加工成为薄膜；以及b)任选地，干燥该薄膜以使其水分含量减少至所需的水平。
在优选的具体实施方案中，该混合物包括水。
在某些优选的实施方案中，该加工包括将该混合物涂铺至表面然后进行干燥以形成薄膜的步骤。
在其他优选的实施方案中，该加工包括将混合物挤出成膜。
另一个方面，本发明提供能够被加工制备成可食用薄膜的混合物，该混合物含有(a)磷蛋白制品，其中该磷蛋白制品是通过部分交联酪蛋白或酪蛋白酸盐的部分水解产物而得到的，(b)一种或多种生理学可接受的阳离子源，以及(c)增塑剂。
尽管本发明如上所定义的范围很宽，但本发明并非局限于上述范围，其还包括下列详细说明给出其实例的具体实施方案。
具体实施例方式
申请人出人意料地发现，具有有利的感官及物理性质且在口中能够迅速溶解的薄的、可食用的薄膜可通过将某种磷蛋白与适当的阳离子结合而制备。因此，本发明提供新型的薄膜，优选为可食用的薄膜，以及其制备及使用方法。
本发明的薄膜具有多种用途。例如，它们可用于传递口气清新剂或其它口腔护理物质。或者或此外，它们可用作药物或兽医用物质、营养补充物质、唾液腺刺激物质、维生素、矿物质以及其组合的载体。在其他具体实施方案中，本发明的可食用薄膜可用作易溶和/或可食用的食品包膜。在其他具体实施方案中，该薄膜还可用作将活性物质局部涂敷至皮肤上的载体。
尽管在口中的溶解仍然迅速，但本发明的薄膜至少在某些优选的具体实施方案中具有比目前可用的某些支链淀粉基薄膜更低的溶解度。这又意味着至少在某些优选的具体实施方案中，本发明的可食用薄膜具有在口中“攫取感”更小且在崩解时能提供相对洁净的口感的优点。
因此，本发明的薄膜优选为基本上可溶。此处所用的术语“基本上可溶”是指该薄膜整体而言在使用者的口中易于崩解及溶解。然而应理解，由于未溶解的非常小的颗粒物质可能会留存，因此薄膜的一些成分，特别是盐成分可能不会技术意义上完全地溶解。使用者一般不会发现这种小颗粒。
如上所述，本发明的可食用薄膜含有磷蛋白制品、一种或多种生理学可接受的阳离子源、以及增塑剂。
适用于本发明可食用薄膜的磷蛋白制品可通过部分交联酪蛋白或酪蛋白酸盐的部分水解产物、即其中部分但并非全部的肽键被水解的酪蛋白或酪蛋白酸盐得到。
此处所用的术语“交联”在用于部分交联酪蛋白或酪蛋白酸盐的部分水解产物时是指在酪蛋白分子和/或包含部分水解产物的酪蛋白分子片断的氨基酸残基之间生成分子间共价键。优选地，该分子间共价键包括谷氨酰胺与赖氨酸残基之间的键，即谷氨酰基/赖氨酰基共价键。还应理解，有可能发生分子内即在同一酪蛋白分子或酪蛋白片断上的氨基酸残基之间的交联。
术语“部分”在用于“部分交联”时是指并非全部的氨基酸残基得以交联，即在交联反应之后仍存留一些未交联的氨基酸残基。
部分交联的程度在此处以每克蛋白质中交联键的微摩尔数表示。
用于制备部分水解产物的酪蛋白可以是任何形式；可使用酸性酪蛋白、皱胃酪蛋白或酪蛋白酸盐。尽管绝对未排除化学水解，但仍优选该部分水解是于水溶液中在酶催化下实施。
适于实施该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，特别优选所用酶为胰蛋白酶，如源自牛的胰蛋白酶或猪胰腺胰蛋白酶。
部分水解应在适于所用酶的温度和pH下实施。例如，若使用源自牛的胰蛋白酶，则便于在pH约7-8之间以及约37℃的温度下实施该部分水解反应。还应理解，视在反应溶液中所用的缓冲剂而定，在此pH下，酪蛋白可能会以酪蛋白酸盐如酪蛋白酸钠的形式存在。
该反应应在适当的条件如酶和酪蛋白浓度下实施足够长的时间以使酪蛋白得以部分水解，即、使部分而非全部的肽键得以水解。当达到部分水解时，例如通过加热反应混合物至能使酶变性的温度如80℃以灭活酶，从而可方便地中止或至少基本中止反应。只要水解一旦达到所需的程度即开始进行部分交联反应(如下所述)，水解反应完全中止并非必需。也就是说，在实施部分交联反应的同时，少量的水解反应仍可继续进行。
酪蛋白部分水解的水平通常优选为在约0.5％-10％范围内，即酪蛋白中0.5％-10％的肽键被水解。更优选地，该部分水解的水平在约2％-约8％范围内，如约3％-约6％。
可通过本领域技术人员公知的方法测定水解的程度，可方便地应用TNBS(2，4，6-三硝基苯磺酸)法。
水解的程度还优选为通过部分水解使15％或更少的酪蛋白或酪蛋白酸盐在pH 7的条件下不能溶解。
纯粹为举例而言，可首先在50℃下用NaOH将10％等电点沉淀的酪蛋白溶液调节至pH 7溶解，以制备适用于本发明薄膜的部分水解的酪蛋白。然后将溶液冷却至37℃，加入占酪蛋白约0.01重量％的猪胰腺胰蛋白酶并温育15分钟。适宜的猪胰腺胰蛋白酶制品为可购得的Novo.4500K，分子量为23,400Da，活性为4500USP单位/mg。一旦部分水解开始实施，可通过加热至80℃并维持5分钟来使酶灭活。
一旦制备得到部分水解的酪蛋白，即将其部分交联以生成适用于本发明薄膜的磷蛋白制品。
可通过酶催化或以化学方法实施该部分交联反应。然而，优选方便地使用赖氨酰氧化酶或谷氨酰胺转移酶以酶催化方式实施该部分交联反应。
特别优选使用谷氨酰胺转移酶，且在pH约7-8之间实施该部分交联反应。在适宜的条件下反应足够的时间以达到所需的交联程度。优选在使所得磷蛋白制品的交联程度为每克蛋白质含有约10μmol或更多的交联键、更优选为约10-约250μmol/g蛋白质、更优选为约50-160μmol/g蛋白质如约110-150μmol/g蛋白质的条件下实施该反应。
就谷氨酰/赖氨酰键数量而言的部分交联反应的程度可方便地通过高效液相色谱法(HPLC)测定，通过以适宜的酶如链酶蛋白酶、亮氨酸氨肽酶、氨酰基脯氨酸二肽酶以及羧肽酶水解消化该交联的蛋白质，然后以HPLC分析该蛋白水解消化产物，并对ε-(γ-谷氨酰)赖氨酸(G-L)峰进行定量。
再次重申，一旦部分交联反应得以完成，可方便地通常通过将反应混合物加热至足以使酶变性的温度如80℃约5分钟以使酶灭活，从而中止该反应。在部分交联反应完成和酶灭活后，通常还优选方便地应用分子量截止值为约1000Da-约14000Da的膜将所得的含有磷蛋白的溶液透析或渗滤以除去残余的低分子量肽或盐。可将纯化的含有磷蛋白的溶液冷冻干燥或喷雾干燥以得到固体形式的磷蛋白制品。
所有可购得的谷氨酰胺转移酶可用于实施该部分交联反应。举例而言，合适的酶为可自Ajinomoto Co.购得的名为Activa MP的1％谷氨酰胺转移酶制品。
纯粹是举例而言，适用于本发明薄膜的磷蛋白制品可通过向部分水解的酪蛋白(如上所述制备)中加入酪蛋白4.5重量％比例的谷氨酰胺转移酶制品(Activa MP)处理并将反应混合物在40℃下温育18小时得到。
或者，可应用类蛋白反应(其为本领域技术人员公知的酶促反应)。还可应用过氧化物酶以及过氧化氢在酪氨酸残基之间实施该交联反应。
如上所述，尽管优选以酶促方式实施部分交联反应，但绝未排除可应用适当的试剂以化学方法实施该部分交联反应。例如，可应用二醛类如戊二醛。
申请人出人意料地发现，如上所述的磷蛋白制品能够结合并从而使相当数量的阳离子盐溶解，特别是钙以及其他二价阳离子的盐。此外，该磷蛋白制品具有比未改性的酪蛋白更高的溶解度。申请人还出人意料地发现，通过以阳离子源结合磷蛋白制品，可以一定方式控制该磷蛋白制品的溶解度以使其能够形成稳定的、薄的、具有如上所述的理想性质的薄膜。不希望受任何理论的限制，据信通过添加阳离子源如钙盐可减少磷蛋白结合水的能力，并从而可形成薄的、稳定的、能在口中迅速溶解的薄膜。
因此，本发明的薄膜包含一种或多种生理学可接受的阳离子源。优选该阳离子为二价，且优选为选自钙、锌以及镁离子。该阳离子源可方便地为无机或有机盐，如磷酸盐、柠檬酸盐或盐酸盐。但优选该盐为在水中基本不溶的盐。
特别优选该阳离子为钙离子。该钙离子源优选包括磷酸钙，更优选为钙羟基磷灰石的形式。在特别优选的具体实施方案中，该钙离子源包括如可以商品名ALAMIN得自New Zealand Milk Products Ltd的天然牛奶钙，其含有典型比例如下的钙、磷酸盐、以及蛋白质、乳糖、脂肪、水分、钠、钾及氯化物总矿物质含量70％(w/w)28％钙及48％磷酸盐蛋白质(N×6.38)7％乳糖 4％脂肪 1％游离水 3％结合水 8％钙 28,000mg/100g磷 16,000mg/100g钠 400mg/100g钾 300mg/100g氯化物 100mg/100g在天然牛奶磷酸钙中，磷酸钙通常被认为以钙羟基磷灰石的形式存在。天然牛奶磷酸钙可以本领域公知的方法得到，通常为将酸性乳清渗透物(whey permeate)澄清并以巴氏法灭菌，将渗透物冷却并超滤，然后加热、调pH、并在升温下维持以使矿物质包括磷酸钙沉淀，以及回收沉淀。
另一种合适的天然牛奶磷酸钙源为可以商标名Lactoval得自DMVInternational的产品。
或者，可使用磷酸三钙形式的磷酸钙。
特别优选本发明的其中钙离子源包括天然牛奶磷酸钙的具体实施方案。这些优选的薄膜表明其在口中的崩解和消失更快。不希望受任何理论的限制，据信该天然牛奶磷酸钙的不溶性部分还可影响填充剂容量，有助于削弱薄膜的结构并从而有助于崩解。
在其他具体实施方案中，该薄膜还可含有另一种钙源，如柠檬酸钙或氯化钙。在这些具体实施方案中，通常优选该薄膜还含有填充剂如滑石。
阳离子源以及磷蛋白制品在本发明可食用薄膜中的相对比例可视许多因素的不同而变化。这些因素包括所使用的特定的磷蛋白制品的性质特别是溶解度以及阳离子结合性质、所使用的阳离子及盐的种类，以及希望所制得的可食用薄膜具有的性质，如所需的厚度及溶解度。这些因素又将取决于该薄膜的最终用途，如其是否将用作用于传递口气清新剂、矫味剂或其他活性物质的独立的薄膜，还是将用于其他用途如食品的可食用包衣或包装。
然而，大体而言，该薄膜组合物中含有的钙或其他阳离子源的量应足以有利于形成挠性及粘性薄膜。本领域技术人员无需过度试验即可容易地确定所含阳离子的最佳量。
举例而言，在本发明的如上所述其中阳离子为钙且阳离子源为天然牛奶磷酸钙的具体实施方案中，钙离子∶磷蛋白的比例(w/w)可在约0.05∶1-约0.0136∶1范围内；羟基磷灰石∶磷蛋白的比例(w/w)可在约0.2∶1-约0.92∶1的范围内，以及天然牛奶磷酸钙∶磷蛋白的比例(w/w)可在0.3∶1-1.3∶1的范围内。
本发明的可食用薄膜还可适宜地含有增塑剂(软化剂)。该增塑剂可为任何适用于可食用薄膜中的增塑剂，如多元醇，例如甘油、山梨醇(优选与甘油组合使用)、聚乙二醇、或丙二醇、或氢化淀粉水解产物或玉米糖浆。在优选的具体实施方案中，该增塑剂含有甘油。
该增塑剂便于占薄膜干重的约10％-25％，优选为约15％-18％。
尽管并非必需，但本发明的可食用薄膜还可有利地包含一种或多种乳化剂。该乳化剂可为任何适宜的天然或合成的食品级乳化剂。例如，该乳化剂可包含单或二酰甘油酯、甘油单或二酯的柠檬酸酯、部分氢化的植物油、卵磷脂、脂肪酸、聚甘油酯、聚乙烯脱水山梨醇酯、丙二醇、脱水山梨醇单棕榈酸酯、脱水山梨醇单硬脂酸酯或脱水山梨醇三硬脂酸酯，以及其他类似的乳化剂。
该乳化剂便于占薄膜干重的0.5％-3％。
取决于薄膜所需的用途，其还可含有一种或多种添加剂如矫味剂或口气清新剂、甜味剂、着色剂、pH调节剂以及稳定剂。
可应用的矫味剂或口气清新剂包括例如精油、合成食用香料，或包括得自植物和水果的油类如柠檬油、诸如柑桔的水果香精、椒薄荷油、留兰香油、其他薄荷油、丁香油、冬青油、茴香油等的混合物，具有杀菌性质的调味油如薄荷醇、桉树脑、丁子香酚、百里酚、以及与品牌商品Listerine中存在的类似的杀菌剂，以及其混合物。加入该矫味剂或口气清新剂的量取决于特定物质的性质，但通常该矫味剂或口气清新剂占薄膜干重的约2％-10％。
适宜的甜味剂包括天然甜味剂如蔗糖、葡萄糖及麦芽糖，以及人造甜味剂如三氯半乳蔗糖、阿司帕坦、以及乙酰舒泛的盐如乙酰舒泛钾(AceK)。
适宜的着色剂包括适于食品应用的食用色素及染料，如FD&C色淀及染料。
pH调节剂的实例包括可经口服用的缓冲剂。
在某些具体实施方案中，该可食用薄膜可包含一种或多种活性物质，如口腔护理物质、唾液腺刺激物质、药用或兽医用物质、营养补充物质、维生素、矿物质以及其组合。
可于本发明薄膜中应用的口腔护理物质包括磷酸盐及氟化物，以及抗齿菌斑/抗龈炎物质如氯己定、西吡氯铵及三氯生；以及唾液腺刺激物质。
可于本发明的可食用薄膜组合物中应用的药用、兽医用及营养补充物质、以及维生素及矿物质包括那些适于口服应用以及可用于薄膜组合物中的物质。
例如，该薄膜可用作疫苗、抗体、镇痛剂、抗组胺剂、细菌素或局部麻醉剂如奴佛卡因的传递媒介物。该薄膜还可用于向小动物以及其他动物如牛、猪、鹿及马经口传递治疗物质。
大体而言，本发明的可食用薄膜可通过以适宜的方式加工含有如上所述的磷蛋白制品、一种或多种生理学可接受的阳离子以及增塑剂的混合物以形成薄膜，然后可任选地，将该薄膜干燥以将水分含量降低至所需的水平。
在优选的具体实施方案中，该混合物含有水。
在一些具体实施方案中，该薄膜可通过铸塑制备。该制备方法可方便地包括将薄膜组合物的干燥成分与水及其他液体成分结合的步骤。优选该干燥成分在缓缓加入至液体成分混合物之前相互掺混。当制备液体成分的混合物时，可有利地将其柔和地加热以帮助乳化剂(若存在)溶解。应充分混合这些成分。可有利地加入额外的水在混合的同时调节溶液的稠度，以得到能够被涂铺至基体之上用于干燥的稠度的溶液和/或调节薄膜的厚度。该溶液可任选地被乳化和/或脱气。
该溶液的pH应优选地维持在约6-约8之间，更优选为在约7.2-7.8之间，更优选为约7.5。其可方便地通过加入适宜的pH调节剂如氢氧化钠实现。
然后该溶液可被倾倒或涂敷至适宜的基体如干燥的玻璃板上，或将要形成包膜的表面上。本发明的薄膜可为自承式，或其将于受热时黏附至结构性表面如纸张上，并从而可在需要时起涂层的作用。
可以适宜的方式干燥该薄膜，包括风干、烘炉干燥、反射窗干燥(reflectance window drying)或滚筒干燥。
在供替代的优选的具体实施方案中，本发明的薄膜可通过将含有薄膜成分的混合物挤出而制备。在该具体实施方案中，视水在挤出混合物中的比例以及挤出薄膜的最终水分含量而定，在薄膜挤出之后进行干燥步骤可能并非必需。可方便地通过将各液体成分结合、缓缓地将其加入干燥成分混合物中、调节pH(例如至约7.5)以使混合物形成热塑性物料、冷却该混合物以使该物料变脆、将该物料研磨成为适于挤出的粉末。
视所需的应用而定，本发明薄膜的厚度可以变化。然而，本发明的可食用薄膜的厚度适于在约30-约80μm范围内，如约40-50μm，例如约43-47μm。该薄膜的厚度可通过调节各种参数加以控制，这些参数包括增塑剂的比例、水在干燥产品中的比例、涂铺以及干燥所使用的方法、湿薄膜的初始厚度、以及在一定程度上pH。
以下将结合实施例对本发明作出更详尽地说明，举这些实施例是为说明本发明而并非意欲对其进行限制。
实施例实施例1成分％ 经调节的％1磷蛋白(MAP112) 30 18.75Alamin30 18.75Ace-K 10.625乳化剂-Lamegin 609ZE1.5 0.935矫味剂-椒薄荷油 63.75甘油15 9.38水 16.5 47.81向溶液中加入额外的水以涂铺至玻璃板上用于干燥。
制备方法混合干燥成分(磷蛋白、Alamin以及Ace-K)。如实施例3所述制备磷蛋白。
混合液体成分(乳化剂、矫味剂、甘油以及水)。将该混合物柔和地加热至溶解乳化剂所需的30-40℃。
将干燥成分缓缓加入至液体中，搅拌并直到所有成分均匀混合。向溶液中加入额外的水以涂铺至玻璃板上用于干燥。
用4M NaOH将pH调节至7.5。
将该溶液涂铺至干燥的玻璃板(0.25mm厚度)上，并在100-110℃下干燥约4-5分钟。将该板置于室温下再水化，然后用刮刀将薄膜自板上剥离。
实施例2成分 ％ 经调节的％1磷蛋白(MAP112)30 18.75Alamin 30 18.75Ace-K 1 0.625乳化剂-Lamegin 609ZE 1.50.935矫味剂-椒薄荷油6 3.75甘油 13 8.125水18.5 49.0651向溶液中加入额外的水以涂铺至玻璃板上用于干燥。
以实施例1中所述的制备方法制备可食用薄膜。
实施例3磷蛋白(MAP112)的制备胰蛋白酶水解将55公斤酪蛋白酸钠在50℃下分散于去离子水中，得到522升的最终浓度。将该溶液冷却至37℃，用NaOH调节pH为7.06，加入占酪蛋白0.01重量％的得自猪的胰蛋白酶(Novo.4500K，分子量23,400Da，活性4500USP单位/mg)，并温育5分钟。将该溶液在15分钟内加热至80℃并在维持4分钟后冷却至45℃。
以如下的凝胶过滤法测定部分水解制品的分子量特征。在作为缓冲液的含有50mM磷酸钠pH为7.5的6M尿素中制备1％的蛋白质溶液。将该溶液在10000×g下离心10分钟并通过0.2μm的滤器。向装配有Superdex 200 10/30HR柱的Pharmacia FPLC的100μl的进样环中注入500μl的样品。所使用的流动缓冲液为含有50mM磷酸钠pH为7.5的6M尿素，流速为0.5ml/min。以UV吸收(280nm)检测。对蛋白质的吸收曲线积分，并随机(arbitrarily)分为以下四种分子量组1)大于约30000道尔顿2)小于约30000道尔顿并大于约21000道尔顿3)小于约21000道尔顿并大于约12000道尔顿4)小于约12000道尔顿。
水解后的分子量特征分子量范围 百分比≥30000 10.7＜30000，≥2100057.8＜21000，≥1200015.7＜12000 15.8
谷氨酰胺转移酶处理将pH再次调节至7.0，加入占酪蛋白4.5重量％比例的谷氨酰胺转移酶(1％商品制剂，Activa MP，Ajinomoto Co)并温育15小时(温育结束时温度为32℃)。将该溶液加热至80℃并维持5分钟。将该溶液稀释至1000L并冷却至5℃。将该溶液超滤直至最终浓度达到20％固体，并随后进行喷雾干燥。分子量大于30000Da的物质增加了100％，且蛋白质中交联键的数量为92μmol/g。
实施例4挤出薄膜的制备使用以下配方在Brabender Twin Screw挤出机上制备挤出薄膜。
成分 挤出1挤出2蛋白质MAP112(实施例3) 32.4030.0得自牛奶的磷酸钙 32.4030.0Ace-K 0.99 1.0乳化剂1.62 1.5矫味剂-椒薄荷油6.48 6.0甘油 16.2013.0水9.91 18.5100.0100.0制备方法混合液体成分(水、甘油、椒薄荷油以及乳化剂)，将其缓缓加入至干燥混合物(蛋白质MAP112、得自牛奶的磷酸钙以及乙酰舒泛钾)，并搅拌直到所有成分得以充分混合。以4M NaOH将pH调节至7.5。所得混合物在低于18℃的温度下形成脆的热塑性物料。将该混合物冷却至0℃并研磨成粉末。
挤出条件饲料斗螺杆速度5RPM挤出机螺杆速度8RPM压辊温度特征(自饲料端)1部50℃2部60℃3部65℃4部75℃管(nozzle) 80℃管口孔 100μm将碎屑饲入饲料斗中并挤出为薄膜。当该薄膜被挤出管口时被纸带(硅背部涂层，厚度0.25μm，长2m)收集。改变纸速以得到厚度为40μm-150μm不等的薄膜。将这些薄膜包裹于铝箔袋中。
实施例5用高效液相色谱法测定交联度化学物质及试剂自Sigma Chem.Co.(Sydney，Australia)购得ε-(γ-谷氨酰)赖氨酸(G-L)及三氟乙酸(TFA，蛋白质测序级)、氨酰基脯氨酸二肽酶(猪肾)、亮氨酸氨肽酶及来自家猪肾的胞质溶胶、羧肽酶A(牛胰腺)及链霉蛋白酶(灰色链霉菌)及TRIS[三(羟甲基)氨基甲烷]。自Biolab(Christchurch，New Zealand)购得乙腈。
交联蛋白的水解消化将48-50mg等分的蛋白质试样在玻璃试管(总容积15ml)中称量。加入百里酚晶体以及2ml的0.2M Tris(pH 8.0，HCl)，涡旋该溶液并在40℃下温育1小时以使蛋白质分散。将1等分链霉蛋白酶(0.4U/mg蛋白质)加入混合物中，然后将混合物在37℃下温育24小时。加入另一等量的链霉蛋白酶等分试样以使该链霉蛋白酶消化继续进行24小时。加热至100℃(水浴)10分钟以灭活链霉蛋白酶后，加入亮氨酸氨肽酶(0.4U/mg蛋白质)以继续消化，同时如链霉蛋白酶温育般处理该溶液。使用氨酰基脯氨酸二肽酶(0.45U/mg蛋白质)然后使用羧肽酶A(0.2U/mg蛋白质)继续进行消化。在最终灭活后，以超纯水(MilliQ水纯化系统)(Millipore，North Ryde，Australia)将混合物稀释至7.5g。
G-L的HPLC分析HPLC系统由连接有ICI Instruments 1210 UV/Vis检测器的DionexGP40梯度泵溶剂传输系统组成。通过ITNS采集板(Acquisition Board)采集数据并应用AZUR色谱软件1.1版分析数据。以Inertsil ODS-2柱(5μm，150×7.6mm)(Phenomenex，Auckland，New Zealand)分离样品(100μl)，该色谱柱连接有保护柱(C18ODS，4mm×3.0mm ID)(Phenomenex)以及2μm的预滤器。在2.5℃进行分析。流动相为0.1％TFA(v/v)(溶剂A)以及含有乙腈的0.1％TFA(v/v)(溶剂B)。溶剂程序如下100％溶剂A20分钟，0％-100％溶剂B 20-25分钟，100％溶剂B 25-50分钟。检测器的波长设定为210nm，流速为1.0ml/min。
用0.45μm的Millex-HA Millipore过滤装置过滤所有得自蛋白水解消化的样品。将200μl样品与100μl蒸馏水以及100μl TFA(2重量％)混合。通过与标准品比较洗脱时间鉴定G-L峰，并通过向样品中加入G-L标准溶液确证。
实施例65A 5B 5C成分 重量％磷蛋白Lot2/18 22.5 - -MAP106 -30 -MAP109 -- 30牛奶磷酸钙 22.5 10 30Ace-K 0.75 1 1乳化剂-Lamegin 609ZE1.13 1.5 1.5矫味剂-椒薄荷油B&J 4.5 6 6甘油7.5 18 15水 41.1233.516.5制备方法混合干燥成分(磷蛋白、Alamin以及Ace-K)。
在制备中使用的磷蛋白的性质如下Lot 102水解度(DH)8.8％，交联度为150μmol/g蛋白质；MAP 106DH 4.4％，交联度为155μmol/g蛋白质；MAP 109DH 5.7％，交联度为155μmol/g蛋白质。
混合液体成分(乳化剂、矫味剂、甘油以及水)。将该混合物柔和地加热至溶解乳化剂所需的30-40℃。
将干燥成分缓缓加入至液体成分中，搅拌并直到所有成分均匀混合。
用4M NaOH将pH调节至7.5。
将该溶液涂铺至干燥的玻璃板(0.25mm厚度)上，并在100-110℃下干燥约4-5分钟。将该板置于室温下再水化，然后用刮刀将薄膜自板上剥离。
对薄膜的描述以Lot 2/18以及MAP 106制得挠性、稍粘的溶解迅速的薄膜。以MAP109制得的薄膜的挠性同样大，尝起来微湿，并在快速溶解前短暂地粘着于舌上。所有的薄膜都具有爆发式的矫味剂强烈释放(flavourburst)。
实施例76A6B 6C 6D 6E成分重量％磷蛋白(MAP112) 3027 27 22.523.1盐CaCl23 - -- -CaCO3- 13.6 -- -柠檬酸钙 - - 13.6 - -Ca3PO4- - -27.1-MgCl2- - -- 23.1Ace-K 1 0.90.9 0.8 0.8乳化剂-Lamegin 609ZE 1.5 1.41.4 1.1 1.2矫味剂-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制备方法如实施例6所述制备薄膜。
对薄膜的描述所有的薄膜都薄、具有挠性且可迅速溶解。所有的薄膜都具有爆发式的矫味剂强烈释放。碳酸盐、柠檬酸盐以及磷酸盐薄膜颜色不透明，而氯化物薄膜透明。含有氯化物的薄膜稍粘。
实施例8测定部分水解的酪蛋白水解程度的方法制备蛋白质的0.1％或1％(w/v)蒸馏水溶液样品。将100μl等分试样加入800μl的0.2125M pH为8.20的磷酸钠缓冲液中。向其中加入800μl的0.1％TNBS试剂，将该试剂充分混合、包裹于箔中，并在有盖的水浴中于50℃温育。在恰好60分钟后，加入1600μl 100mM的HCl中止反应，并在以缓冲液/TNBS为空白对照读出340nm处的吸收值前将样品置于室温30分钟。
工业应用性如上所述，本发明的薄膜具有许多用途。例如，其可用于传递口气清新剂或其他口腔护理物质。或者或此外，其还可用作药用或兽医用物质、营养补充物质、唾液腺刺激物质、维生素、矿物质、或其组合的载体。在其他应用中，本发明的可食用薄膜可用作食品如水果或糖果产品的易溶和/或可食用的包膜。其还可用于食品标签如奶酪标签中。其他的应用为在制备新型糖果如tongue tattoo中的应用。
在其他应用中，该薄膜可用作将活性药物局部涂敷至皮肤上的载体。例如，可将遮光(SPF)剂、灼伤复原剂、单纯疱疹治疗剂以及局部抗真菌病剂加入本发明的薄膜中。
在其他应用中，该薄膜可用于诊断试剂盒、特别是免疫诊断试剂盒中或用于法医用途。
至少在优选的具体实施方案中，本发明的可食用薄膜具有与某些目前可用的支链淀粉基薄膜相比在口中“攫取感”更小且在崩解时能提供相对洁净的口感的优点。本发明的薄膜在口中迅速消失还可使得它们具有用于矫味剂突释的潜力。
尽管已对本发明详细地、并参考其特定的具体实施方案加以描述，但本领域技术人员将易于对这些具体实施方案作出各种改变及改进。这种改变及改进的作出可不偏离本发明如下所附权利要求书中所述的精神和范围。
权利要求
1.一种薄膜，其含有a)磷蛋白制品，其中该磷蛋白制品是通过部分交联酪蛋白或酪蛋白酸盐的部分水解产物而得到的，b)一种或多种生理学可接受的阳离子源，以及c)增塑剂。
2.如权利要求1所述的薄膜，其中所述薄膜为可食用的。
3.如权利要求1或2所述的薄膜，其中所述薄膜是基本可溶的。
4.如前述任一权利要求所述的薄膜，其中所述阳离子为二价的。
5.如前述任一权利要求所述的薄膜，其中所述阳离子源包括阳离子的基本不溶于水的盐。
6.如前述任一权利要求所述的薄膜，其中所述阳离子包括钙离子。
7.如权利要求6所述的薄膜，其中所述的钙离子源包括磷酸钙。
8.如权利要求7所述的薄膜，其中该磷酸钙的部分或全部是以钙羟基磷灰石的形式存在。
9.如前述任一权利要求所述的薄膜，其中所述钙源包括天然牛奶磷酸钙。
10.如权利要求9所述的薄膜，其中所述天然牛奶磷酸钙以及磷蛋白制品在薄膜中的重量比为约0.3∶1-约1.3∶1。
11.如前述任一权利要求所述的薄膜，其中所述增塑剂包括一种或多种多元醇。
12.如权利要求11所述的薄膜，其中所述多元醇包括甘油。
13.如前述任一权利要求所述的薄膜，其中所述酪蛋白或酪蛋白酸盐在部分交联前的水解度在肽键总数的约0.5％-约10％范围内。
14.如前述任一权利要求所述的薄膜，其中所述酪蛋白或酪蛋白酸盐在部分交联前的水解度在肽键总数的约2％-约8％范围内。
15.如前述任一权利要求所述的薄膜，其中所述酪蛋白或酪蛋白酸盐的部分水解产物是通过酶促水解酸性酪蛋白、皱胃酪蛋白或酪蛋白酸盐而得到的。
16.如权利要求15所述的薄膜，其中所述酶是胰蛋白酶，且该部分水解反应在pH约7-约8条件下实施。
17.如前述任一权利要求所述的薄膜，其中所述部分交联是使用谷氨酰胺转移酶以酶促方式实施。
18.如前述任一权利要求所述的薄膜，其中所述部分交联的程度使得所得的磷蛋白制品每克蛋白含有约10μmol或更多交联键。
19.如前述任一权利要求所述的薄膜，其中所述部分交联的程度使得所得的磷蛋白制品每克蛋白含有约10μmol-250μmol交联键。
20.如前述任一权利要求所述的薄膜，其中所述部分交联的程度使得所得的磷蛋白制品每克蛋白含有约50μmol-160μmol交联键。
21.如前述任一权利要求所述的薄膜，其中所述薄膜还含有一种或多种乳化剂。
22.如权利要求21所述的薄膜，其中所述乳化剂包括甘油单或二酯的柠檬酸酯。
23.如前述任一权利要求所述的薄膜，其中所述薄膜还含有一种或多种选自以下组中的添加剂矫味剂或口气清新剂、甜味剂、着色剂、pH调节剂及增塑剂。
24.如前述任一权利要求所述的薄膜，其中所述薄膜还含有一种或多种选自以下组中的活性物质口腔护理物质、药用或兽医用物质、营养补充物质、唾液腺刺激物质、维生素、矿物质及其组合。
25.一种含有可食用包膜的食品，该包膜含有如前述任一权利要求所述的薄膜。
26.一种制备可食用薄膜的方法，该方法包括以下步骤a)将含有(a)磷蛋白制品，其中该磷蛋白制品是通过部分交联酪蛋白或酪蛋白酸盐的部分水解产物而得到的，(b)一种或多种生理学可接受的阳离子源，以及(c)增塑剂的混合物加工成为薄膜；以及b)任选地，干燥该薄膜以使其水分含量减少至所需的水平。
27.如权利要求26所述的方法，其中所述混合物包含水。
28.如权利要求26或27所述的方法，其中所述方法包含将混合物涂敷至表面上然后干燥成膜的步骤。
29.如权利要求26或27所述的方法，其中所述方法包含将混合物挤出成膜的步骤。
30.一种能加工形成可食用薄膜的混合物，该混合物包含a)磷蛋白制品，其中该磷蛋白制品是通过部分交联酪蛋白或酪蛋白酸盐的部分水解产物而得到的，b)一种或多种生理学可接受的阳离子源，以及c)增塑剂。
31.如权利要求30所述的混合物，其中该混合物为热塑性且可挤出。
32.如权利要求31所述的混合物，其是粉末形式。
全文摘要
本发明提供一种薄膜，其含有磷蛋白制品，其中该磷蛋白是通过部分交联酪蛋白或酪蛋白酸盐的部分水解产物得到，一种或多种生理学可接受的阳离子源，以及增塑剂。该薄膜优选为可食用的并基本可溶。在特别优选的具体实施方案中，该一种或多种生理学可接受的阳离子源包括天然牛奶磷酸钙，且该增塑剂为甘油。
文档编号C08J5/18GK1728987SQ200380106927
公开日2006年2月1日 申请日期2003年10月20日 优先权日2002年10月18日
发明者帕特里克·约瑟夫·西尔科克, 林顿·亚历山大·布里杰, 阿德里安·斯图尔特·登哈姆·克尔, 内里达·简·布伦南 申请人:帕特里克·约瑟夫·西尔科克, 林顿·亚历山大·布里杰, 阿德里安·斯图尔特·登哈姆·克尔, 内里达·简·布伦南