防蛀牙儿童可食性牙膏的工艺研究

杨 然, 王 玫, 戴 萌, 王旖雪, 任宝君, 李慧芸

（陕西学前师范学院 生命科学与食品工程学院, 陕西西安 710100）

0 引言

儿童的牙齿和成人的牙齿不同, 其釉质薄、矿化程度低且不耐磨[1], 所以牙膏也有一定的特殊性, 如果牙膏选择错误反而会损坏儿童的牙齿。研制安全有效的食品级儿童牙膏是时代发展趋势, 儿童牙膏的成分选择是重要的研究内容[2]。以刺激性小、温和、天然、无毒的符合国家相关安全卫生标准的可食用成分或食品添加剂等为原料, 按一定比例加工而成防蛀牙儿童可食性牙膏, 以满足该产品功能的需求, 具有良好的市场发展前景。

1 材料与方法

1.1 试验材料

甘油, 河南诺飞商贸有限公司提供；L-抗坏血酸, 河南诺飞商贸有限公司提供；山梨酸钾、聚乙二醇400、赤藓糖醇, 上海源叶生物科技有限公司提供；木糖醇、山梨糖醇、茶多酚, 河南诺飞商贸有限公司提供, 以上均为食品级。

低磨型二氧化硅、月桂酰肌氨酸钠, 上海源叶生物科技有限公司提供。

1.2 试验仪器

AT-21型电子天平, 西安阿里巴斯仪器设备有限公司产品；A-02型小型膏体灌机, 广东新纪元智能装备有限公司产品；JM-50型胶体磨, 温州市科信轻工机械有限公司产品；JJ-1B型电动搅拌器, 金坛区西城新瑞仪器厂产品。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

制胶→捏合→研磨→出膏体→包装→成品[3]。

1.3.2 操作要点[4-5]

（1）制胶。先将甘油、胶黏剂加入到烧杯中, 然后在加入水和发泡剂等辅料的同时进行高速搅拌, 持续搅拌至胶水均匀透明无粉粒为止。静置一段时间, 让胶粒充分膨胀胶溶后使用。

（2）捏合。将胶水手工捏合后, 加入摩擦剂、甜味剂、茶多酚和维C等, 捏合均匀。

（3）研磨。捏合过后的膏体, 经实验室的研钵进行研磨。

（4）出膏体。

2 成分含量对牙膏品质的影响

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

2.1 单因素试验

（1）海藻酸钠对牙膏品质的影响。准确称取配方样, 分别加入0.20, 0.24, 0.28, 0.32, 0.36, 0.40 g的海藻酸钠, 制胶后捏合研磨放置, 观察膏体。

（2）山梨醇对牙膏品质的影响。准确称取配方样, 分别加入3, 4, 5, 6, 7 g的山梨醇, 制胶后捏合研磨放置, 观察膏体。

（3）甘油对牙膏品质的影响。准确称取配方样, 分别加入2, 3, 4, 5, 6 g的甘油, 制胶后捏合研磨放置, 观察膏体。

（4）PEG-400对牙膏品质的影响。准确称取配方样, 分别加入0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 g的PEG-400, 制胶后捏合研磨放置, 观察膏体。

（5）二氧化硅对牙膏品质的影响。精确称取配方样, 分别加入3, 4, 5, 6, 7, 8 g的低摩二氧化硅, 制胶后捏合研磨放置, 观察膏体。

2.2 正交试验设计

根据单因素试验结果, 进行牙膏配方优化的L9（34）正交试验。

牙膏中各因素与水平设计见表1。

2.3 感官评定标准

根据牙膏感官评定的相关标准及牙膏的理化指标, 制定了防蛀牙儿童可食性牙膏的评定标准。

评定标准见表2。

表2 评定标准

3 结果与分析

3.1 单因素试验结果

3.1.1 海藻酸钠用量对牙膏品质的影响

海藻酸钠用量对牙膏品质的影响见图1。

图1 海藻酸钠用量对牙膏品质的影响

在0.20～0.40 g时, 随着海藻酸钠用量的增加, 膏体的柔软度增加。当其用量为0.24 g时膏体柔软适中, 之后越来越软而黏稠。可能是由于海藻酸钠具有黏结性, 使其表面黏合导致膏体柔软。结果表明, 采用0.24 g海藻酸钠效果最好。

3.1.2 山梨醇用量对牙膏品质的影响

山梨醇用量对牙膏品质的影响见图2。

图2 山梨醇用量对牙膏品质的影响

当山梨醇用量为3～7 g时, 随着用量的增加, 膏体的湿度增加。当其用量为6 g时膏体柔软适中, 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与其他成分完全相容[8]。结果表明, 采用6 g山梨醇效果最好。

3.1.3 甘油用量对牙膏品质的影响

甘油用量对牙膏品质的影响见图3。

图3 甘油用量对牙膏品质的影响

当甘油用量为2～6 g时, 随着用量的增加, 膏体颜色越来越白。当其用量为5 g时膏体颜色适宜、质地柔软适中, 之后湿度增加。结果表明, 采用5 g甘油效果最好。

3.1.4 PEG-400用量对牙膏品质的影响

PEG-400用量对牙膏品质的影响见图4。

图4 PEG-400用量对牙膏品质的影响

当PEG-400用量为0.2～1.0 g时, 随着用量的增加, 膏体味道越来越大。当其用量为0.4 g时膏体味道较适宜, 且与增稠剂结合使牙膏具有良好的浆状结构, 牙膏冻点降低, 口感良好[9-10]。之后味道增大, 影响到膏体本身的味道。结果表明, 采用0.4 g PEG-400效果最好。

3.1.5 二氧化硅用量对牙膏品质的影响

二氧化硅用量对牙膏品质的影响见图5。

图5 二氧化硅用量对牙膏品质的影响

当二氧化硅用量为3～8 g时, 随着用量的增加, 膏体呈现由湿到干[11]。当其用量为6 g时膏体均匀紧密且摩擦力适中。结果表明, 采用6 g二氧化硅效果最好。

3.2 正交试验结果

根据单因素试验结果, 进行牙膏配方优化的L9（34）正交试验。

正交试验结果见表3。

由表3可以得出, R值越大, 所对应的条件对牙膏品质的影响就越大, 所以D＞A＞C＞B, 即影响因素的大小顺序为二氧化硅用量＞山梨醇用量＞海藻酸钠用量＞甘油用量。通过正交试验分析得出的最优水平组合为A2B3C3D3。由于感官评鉴和正交试验结果不一致。经验证试验可知, 山梨醇用量为6.0 g, 甘油用量为5.5 g, 海藻酸钠用量为0.26 g, 二氧化硅用量为6.4 g, 即A2B3C3D3此配方研制的防蛀牙儿童可食性牙膏质量最佳。

表3 正交试验结果

4 结论

通过单因素试验和正交试验研究了山梨醇用量、甘油用量、海藻酸钠用量、二氧化硅用量对防蛀牙儿童可食性牙膏品质的影响。研究表明, 防蛀牙儿童可食性牙膏的最佳配方为山梨醇用量6.0 g, 甘油用量5.5 g, 海藻酸钠用量0.26 g, 二氧化硅用量6.4 g。该配方所得到的牙膏质地均匀、紧密无气泡、色泽呈乳白色、有淡淡清香, 膏体不分离出液体、稠度适宜, 既能易挤出又能覆盖牙齿不飞溅, 摩擦力适中, 有较好的洁齿效果且不伤牙釉。