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

（陜西學前師范學院 生命科學與食品工程學院, 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, 如果牙膏選擇錯誤反而會損壞兒童的牙齒。研制安全有效的食品級兒童牙膏是時代發展趨勢, 兒童牙膏的成分選擇是重要的研究內容[2]。以刺激性小、溫和、天然、無毒的符合國家相關安全衛生標準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, 以滿足該產品功能的需求, 具有良好的市場發展前景。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

甘油, 河南諾飛商貿有限公司提供；L-抗壞血酸, 河南諾飛商貿有限公司提供；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, 河南諾飛商貿有限公司提供, 以上均為食品級。

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 試驗儀器

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

1.3 試驗方法

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[4-5]

（1）制膠。先將甘油、膠黏劑加入到燒杯中, 然后在加入水和發泡劑等輔料的同時進行高速攪拌, 持續攪拌至膠水均勻透明無粉粒為止。靜置一段時間, 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。捏合過后的膏體, 經實驗室的研缽進行研磨。

（4）出膏體。

2 成分含量對牙膏品質的影響

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

（1）海藻酸鈉對牙膏品質的影響。準確稱取配方樣, 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）山梨醇對牙膏品質的影響。準確稱取配方樣, 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）甘油對牙膏品質的影響。準確稱取配方樣, 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對牙膏品質的影響。準確稱取配方樣, 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）二氧化硅對牙膏品質的影響。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 正交試驗設計

根據單因素試驗結果, 進行牙膏配方優化的L9（34）正交試驗。

牙膏中各因素與水平設計見表1。

2.3 感官評定標準

根據牙膏感官評定的相關標準及牙膏的理化指標, 制定了防蛀牙兒童可食性牙膏的評定標準。

評定標準見表2。

表2 評定標準

3 結果與分析

3.1 單因素試驗結果

3.1.1 海藻酸鈉用量對牙膏品質的影響

海藻酸鈉用量對牙膏品質的影響見圖1。

圖1 海藻酸鈉用量對牙膏品質的影響

在0.20～0.40 g時, 隨著海藻酸鈉用量的增加, 膏體的柔軟度增加。當其用量為0.24 g時膏體柔軟適中, 之后越來越軟而黏稠。可能是由于海藻酸鈉具有黏結性, 使其表面黏合導致膏體柔軟。結果表明, 采用0.24 g海藻酸鈉效果最好。

3.1.2 山梨醇用量對牙膏品質的影響

山梨醇用量對牙膏品質的影響見圖2。

圖2 山梨醇用量對牙膏品質的影響

當山梨醇用量為3～7 g時, 隨著用量的增加, 膏體的濕度增加。當其用量為6 g時膏體柔軟適中, 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]。結果表明, 采用6 g山梨醇效果最好。

3.1.3 甘油用量對牙膏品質的影響

甘油用量對牙膏品質的影響見圖3。

圖3 甘油用量對牙膏品質的影響

當甘油用量為2～6 g時, 隨著用量的增加, 膏體顏色越來越白。當其用量為5 g時膏體顏色適宜、質地柔軟適中, 之后濕度增加。結果表明, 采用5 g甘油效果最好。

3.1.4 PEG-400用量對牙膏品質的影響

PEG-400用量對牙膏品質的影響見圖4。

圖4 PEG-400用量對牙膏品質的影響

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

3.1.5 二氧化硅用量對牙膏品質的影響

二氧化硅用量對牙膏品質的影響見圖5。

圖5 二氧化硅用量對牙膏品質的影響

當二氧化硅用量為3～8 g時, 隨著用量的增加, 膏體呈現由濕到干[11]。當其用量為6 g時膏體均勻緊密且摩擦力適中。結果表明, 采用6 g二氧化硅效果最好。

3.2 正交試驗結果

根據單因素試驗結果, 進行牙膏配方優化的L9（34）正交試驗。

正交試驗結果見表3。

由表3可以得出, R值越大, 所對應的條件對牙膏品質的影響就越大, 所以D＞A＞C＞B, 即影響因素的大小順序為二氧化硅用量＞山梨醇用量＞海藻酸鈉用量＞甘油用量。通過正交試驗分析得出的最優水平組合為A2B3C3D3。由于感官評鑒和正交試驗結果不一致。經驗證試驗可知, 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量最佳。

表3 正交試驗結果

4 結論

通過單因素試驗和正交試驗研究了山梨醇用量、甘油用量、海藻酸鈉用量、二氧化硅用量對防蛀牙兒童可食性牙膏品質的影響。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地均勻、緊密無氣泡、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。