防蛀牙兒童可食性牙膏的工藝研究

楊 然, 王 玫, 戴 萌, 王旖雪, 任寶君, 李慧蕓

（陜西學(xué)前師范學(xué)院 生命科學(xué)與食品工程學(xué)院, 陜西西安 710100）

0 引言

兒童的牙齒和成人的牙齒不同, 其釉質(zhì)薄、礦化程度低且不耐磨[1], 所以牙膏也有一定的特殊性, 如果牙膏選擇錯(cuò)誤反而會(huì)損壞兒童的牙齒。研制安全有效的食品級(jí)兒童牙膏是時(shí)代發(fā)展趨勢(shì), 兒童牙膏的成分選擇是重要的研究?jī)?nèi)容[2]。以刺激性小、溫和、天然、無(wú)毒的符合國(guó)家相關(guān)安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的可食用成分或食品添加劑等為原料, 按一定比例加工而成防蛀牙兒童可食性牙膏, 以滿足該產(chǎn)品功能的需求, 具有良好的市場(chǎng)發(fā)展前景。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

甘油, 河南諾飛商貿(mào)有限公司提供；L-抗壞血酸, 河南諾飛商貿(mào)有限公司提供；山梨酸鉀、聚乙二醇400、赤蘚糖醇, 上海源葉生物科技有限公司提供；木糖醇、山梨糖醇、茶多酚, 河南諾飛商貿(mào)有限公司提供, 以上均為食品級(jí)。

低磨型二氧化硅、月桂酰肌氨酸鈉, 上海源葉生物科技有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)儀器

AT-21型電子天平, 西安阿里巴斯儀器設(shè)備有限公司產(chǎn)品；A-02型小型膏體灌機(jī), 廣東新紀(jì)元智能裝備有限公司產(chǎn)品；JM-50型膠體磨, 溫州市科信輕工機(jī)械有限公司產(chǎn)品；JJ-1B型電動(dòng)攪拌器, 金壇區(qū)西城新瑞儀器廠產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

制膠→捏合→研磨→出膏體→包裝→成品[3]。

1.3.2 操作要點(diǎn)[4-5]

（1）制膠。先將甘油、膠黏劑加入到燒杯中, 然后在加入水和發(fā)泡劑等輔料的同時(shí)進(jìn)行高速攪拌, 持續(xù)攪拌至膠水均勻透明無(wú)粉粒為止。靜置一段時(shí)間, 讓膠粒充分膨脹膠溶后使用。

（2）捏合。將膠水手工捏合后, 加入摩擦劑、甜味劑、茶多酚和維C等, 捏合均勻。

（3）研磨。捏合過(guò)后的膏體, 經(jīng)實(shí)驗(yàn)室的研缽進(jìn)行研磨。

（4）出膏體。

2 成分含量對(duì)牙膏品質(zhì)的影響

基本配方：二氧化硅7 g, 山梨醇6 g, 甘油5 g, PEG-4000.6 g, 月桂酰肌氨酸鈉0.2 g, 海藻酸鈉0.24 g, 木糖醇0.2 g, 功效成分（茶多酚∶維C∶赤蘚糖醇=1∶1∶2）0.4 g[6-7]。

2.1 單因素試驗(yàn)

（1）海藻酸鈉對(duì)牙膏品質(zhì)的影響。準(zhǔn)確稱取配方樣, 分別加入0.20, 0.24, 0.28, 0.32, 0.36, 0.40 g的海藻酸鈉, 制膠后捏合研磨放置, 觀察膏體。

（2）山梨醇對(duì)牙膏品質(zhì)的影響。準(zhǔn)確稱取配方樣, 分別加入3, 4, 5, 6, 7 g的山梨醇, 制膠后捏合研磨放置, 觀察膏體。

（3）甘油對(duì)牙膏品質(zhì)的影響。準(zhǔn)確稱取配方樣, 分別加入2, 3, 4, 5, 6 g的甘油, 制膠后捏合研磨放置, 觀察膏體。

（4）PEG-400對(duì)牙膏品質(zhì)的影響。準(zhǔn)確稱取配方樣, 分別加入0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 g的PEG-400, 制膠后捏合研磨放置, 觀察膏體。

（5）二氧化硅對(duì)牙膏品質(zhì)的影響。精確稱取配方樣, 分別加入3, 4, 5, 6, 7, 8 g的低摩二氧化硅, 制膠后捏合研磨放置, 觀察膏體。

2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果, 進(jìn)行牙膏配方優(yōu)化的L9（34）正交試驗(yàn)。

牙膏中各因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

2.3 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)牙膏感官評(píng)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及牙膏的理化指標(biāo), 制定了防蛀牙兒童可食性牙膏的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)果與分析

3.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

3.1.1 海藻酸鈉用量對(duì)牙膏品質(zhì)的影響

海藻酸鈉用量對(duì)牙膏品質(zhì)的影響見圖1。

圖1 海藻酸鈉用量對(duì)牙膏品質(zhì)的影響

在0.20～0.40 g時(shí), 隨著海藻酸鈉用量的增加, 膏體的柔軟度增加。當(dāng)其用量為0.24 g時(shí)膏體柔軟適中, 之后越來(lái)越軟而黏稠?？赡苁怯捎诤Ｔ逅徕c具有黏結(jié)性, 使其表面黏合導(dǎo)致膏體柔軟。結(jié)果表明, 采用0.24 g海藻酸鈉效果最好。

3.1.2 山梨醇用量對(duì)牙膏品質(zhì)的影響

山梨醇用量對(duì)牙膏品質(zhì)的影響見圖2。

圖2 山梨醇用量對(duì)牙膏品質(zhì)的影響

當(dāng)山梨醇用量為3～7 g時(shí), 隨著用量的增加, 膏體的濕度增加。當(dāng)其用量為6 g時(shí)膏體柔軟適中, 既能保持牙膏中的水分又使其具有可塑性, 具有能接受的味道并與其他成分完全相容[8]。結(jié)果表明, 采用6 g山梨醇效果最好。

3.1.3 甘油用量對(duì)牙膏品質(zhì)的影響

甘油用量對(duì)牙膏品質(zhì)的影響見圖3。

圖3 甘油用量對(duì)牙膏品質(zhì)的影響

當(dāng)甘油用量為2～6 g時(shí), 隨著用量的增加, 膏體顏色越來(lái)越白。當(dāng)其用量為5 g時(shí)膏體顏色適宜、質(zhì)地柔軟適中, 之后濕度增加。結(jié)果表明, 采用5 g甘油效果最好。

3.1.4 PEG-400用量對(duì)牙膏品質(zhì)的影響

PEG-400用量對(duì)牙膏品質(zhì)的影響見圖4。

圖4 PEG-400用量對(duì)牙膏品質(zhì)的影響

當(dāng)PEG-400用量為0.2～1.0 g時(shí), 隨著用量的增加, 膏體味道越來(lái)越大。當(dāng)其用量為0.4 g時(shí)膏體味道較適宜, 且與增稠劑結(jié)合使牙膏具有良好的漿狀結(jié)構(gòu), 牙膏凍點(diǎn)降低, 口感良好[9-10]。之后味道增大, 影響到膏體本身的味道。結(jié)果表明, 采用0.4 g PEG-400效果最好。

3.1.5 二氧化硅用量對(duì)牙膏品質(zhì)的影響

二氧化硅用量對(duì)牙膏品質(zhì)的影響見圖5。

圖5 二氧化硅用量對(duì)牙膏品質(zhì)的影響

當(dāng)二氧化硅用量為3～8 g時(shí), 隨著用量的增加, 膏體呈現(xiàn)由濕到干[11]。當(dāng)其用量為6 g時(shí)膏體均勻緊密且摩擦力適中。結(jié)果表明, 采用6 g二氧化硅效果最好。

3.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果, 進(jìn)行牙膏配方優(yōu)化的L9（34）正交試驗(yàn)。

正交試驗(yàn)結(jié)果見表3。

由表3可以得出, R值越大, 所對(duì)應(yīng)的條件對(duì)牙膏品質(zhì)的影響就越大, 所以D＞A＞C＞B, 即影響因素的大小順序?yàn)槎趸栌昧浚旧嚼娲加昧浚竞Ｔ逅徕c用量＞甘油用量。通過(guò)正交試驗(yàn)分析得出的最優(yōu)水平組合為A2B3C3D3。由于感官評(píng)鑒和正交試驗(yàn)結(jié)果不一致。經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)可知, 山梨醇用量為6.0 g, 甘油用量為5.5 g, 海藻酸鈉用量為0.26 g, 二氧化硅用量為6.4 g, 即A2B3C3D3此配方研制的防蛀牙兒童可食性牙膏質(zhì)量最佳。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)研究了山梨醇用量、甘油用量、海藻酸鈉用量、二氧化硅用量對(duì)防蛀牙兒童可食性牙膏品質(zhì)的影響。研究表明, 防蛀牙兒童可食性牙膏的最佳配方為山梨醇用量6.0 g, 甘油用量5.5 g, 海藻酸鈉用量0.26 g, 二氧化硅用量6.4 g。該配方所得到的牙膏質(zhì)地均勻、緊密無(wú)氣泡、色澤呈乳白色、有淡淡清香, 膏體不分離出液體、稠度適宜, 既能易擠出又能覆蓋牙齒不飛濺, 摩擦力適中, 有較好的潔齒效果且不傷牙釉。