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Verfahren zur Herstellung einer Süßstoffzubereitung Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer leicht löslichen Süßstoffzubereitung,
die ein eßbares FUllmittel und ein Dipeptid als Süßstoff enthält, insbesondere eine
Süßstoffzubereitung mit niedrigem Schüttgewicht, die im Aussehen und Verhalten gewöhnlicher
körniger Saccharose gleicht, jedoch ein wesentlich geringeres Schüttgewicht und
wesentlich weniger Kalorien pro Volumeneinheit hat.
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Bei den bisherigen Versuchen zur Herstellung von künstlichen Süßstoffen
wurden u.a. Saccharine und/oder Cyclamate verwendet. Bei der Verwendung dieser Verbindungen
ergaben sich jedoch Probleme, weil die Saccharine einen etwas bitteren Nachgeschmack
haben und die Cyclamate als gesundheitsschädliche Stoffe nunmehr von der Verwendung
in handelsüblicher Lebensmitteln ausgeschlossen sind.
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Kürzlich wurde gefunden, daß gewisse Dipeptidverbindungen einen hohen
Süßungswert auSweisen. Beispiele dieser Verbindungen sind in den USA-PatentschriSten
3 475 403 und 5 492 131 genannt. Am geeignetsten von diesen Verbindun;en sind die
niederen Alkylester von Asparagylphenylalanin, die die stereocher:ische Konfiguration
L-L, DL-DL, DL-L oder L-DL haben. Als Beispiele der niederen Alkylester sind der
Nethylester, Athylester} Propyles ter, Butylester, Pentylester,
Hexylester,
Heptylester und die damit isometrischen Ester mit verzweigten Gruppen, wobei der
Methylester besonders bevorzugt wird, zu nennen.
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Diese Dipeptidverbindungen wUrden sich für zahlreiche kommerzielle
Anwendungen als Süßmittel eignen, da sie einen bis zu 200mal höheren Süßungswert
als Saccharose und keinen feststellbaren unangenehmen Nachgeschmack haben und aus
natürlich vorkommenden Aminosäuren hergestellt werden können. Probleme ergaben sich
jedoch bei Verwendung dieser Verbindungen dadurch, daß ihre Auflösungsgeschwindigkeit
in Wasser erheblich geringer ist als die von Saccharose und daß sie zu Zersetzung
neigen und ihren Süßungswert praktisch vollständig verlieren, wenn sie auf Temperaturen
oberhalb von. etwa 800C erhitzt werden.
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Es wurde nun gefunden, daß die Auflösungsgeschwindigkeit von Dipeptiden,
die niedere Alkylester von Asparagylphenylalanin sind, durch Trocknen einer wäßrigen
Lösung eines eßbaren Püllmittels und des als Silßmittel dienenden Dipeptids bei
erhöhten Temperaturen wesentlich gesteigert werden kann. überraschenderweise wurde
festgestellt, daß diese wäßrigen Lösungen ohne nachteilige Auswirkungen auf den
Stßungswert bei erhöhten Temperaturen (d.h. oberhalb von 1000C) beispielsweise auf
dem Walzentrockner und durch Sprühtrocknung getrocknet werden können.
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Die USA-Patentschriften 5 492 131 und 7 475 403 beschreiben zwar,
wie bereits erwähnt, als Süßstoffe geeignete Dipeptidverbindungen, jedoch keine
Trocknung bei erhöhten Temperaturen. Die Veröffentlichungerl des Standes der Technik,
z.B. die USA-Patentschrift 3 325 296, die die Trocknung von Süßstoffen betreffen,
sprechen im allgemeinen vonVakuumtrocknung bei niedrigen Temperaturen und beschreiben
nicht die Dipeptide gemäß der Erfindung. Die Veröffentlichungen, z.B. die USA- Patentschriften
3 320 074 und 3 170 801, die die Trocknung bei hohen Temperaturen
beschreiben,
betreffen wärmebeständige Süßstoffe, z.B.
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Cyclamate.
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Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung von leicht dispergierbaren
Süßstoffzubereitungen nach einem Verfahrens das dadurch gekennzeichnet ist, daß
man eine wäßrige Lösung , die als eßbares Füllmittel eine organische Säure, hydrolysierte
Stärkematerialien oder einen Zucker und als Süßstoff weniger als 1 Gew.-Teil eines
niederen Alkylesters von Asparagylphenylalanin pro Gewichtsteil Füllmittel enthält,
bei Temperaturen über 1000C trocknet.
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Als feste eßbare Füllmittel eignen sich für die Zwecke der Erfindung
ungiftige Stoffe oder Kombinationen von Storfen, die bisher für diese Zwecke verwendet
wurden, z.B. organische Säuren wie Citronensäure, Adipinsäure und Fumarsäure sowie
die hydrolysierten StärkenXwie Dextrine, und Zucker.
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Besonders gut geeignet von diesen festen Püllmitteln sind die Dextrine
der allgemein als Maissirupfeststoffe bekannten sslrupreststorre bekannten Klasse,
da es mit einigen dieser Materialien möglich ist, eine kalorienarme nicht-hygroskopische
Süßstoffzubereitung mit niedrigem Schüttgewicht herzustellen, die wie Tafelzucker
aussieht und sich leicht in kaltem Wasser löst.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Tafel zuckerersatz,
der wie kristalline Saccharose aussieht, durch Bildung einer gleichmäßigen wäßrigen
Lösung eines Maissirupdextrins und eines Dipeptidsüßstoffs und Trocknen dieser Lösung
bei erhöhter Temperatur in einer solchen Weise, daß ein expandiertes Produkt erhalten
wird, das dann, falls erforderlich, auf die gewünschte Korngröße gemahlen werden
kann, hergestellt werden. Trockenverfahren wie Trocknen auf dem Walzentrockner,
Sprühtrocknen und Gefriertrocknen erwiesen sich als geeignet für die Herstellung
dieser Tafelzuckerersatzstoffe.
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Die für die Herstellung dieser Zuckerersatzstoffe verwendeten Dextrine
müssen sich in Wasser unter Bildung einer
klaren Lösung leicht lösen
und dürfen nicht hygroskopisch sein. In dieser Hinsicht erwies sich das Dextroseäquivalent
des Dextrins als bestimmender Parameter. Das Dextrin muß ein so niedriges Molekulargewicht
haben, daß es sich in Wasser leicht löst und eine klare Lösung bildet, so daß das
Endprodukt die wesentlichen reflektierenden Oberflächen hat, die ihm das Aussehen
eines kristallinen Produkts verleihen. Andererseits muß däs Molekulargewicht des
Dextrins so hoch sein, daß es nicht hygroskopisch ist.
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Demgemäß wurde gefunden, daß das Dextrin für die Herstellung von Tafelzuckerersatzstoffen
ein Dextroseäquivalent im Bereich von etwa 4 bis 20, vorzugsweise im Bereich von.
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etwa 5 bis 10 haben sollte. Ferner wurde gefunden, daß die besten
Ergebnisse erhalten werden, wenn das Dextrin wenig oder kein Monosaccharid (d.h.
Glucose) enthält und die anderen niederen Saccharide (1 bis 8 Saccharideinheiten)
ungleichmäßig verteilt sind, wobei das Hexamere und Heptamere überwiegen. Maissirupdextrine
dieser Art sind durch enzymatische Hydrolyse von Stärke hergestellt worden.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung wird durch die folgenden Beispiele
weiter erläutert.
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Beispiel 1 Eine Lösung wurde aus 800 g Wasser (270C), 241 g Maissirupdextrin
mit einem Dextroseäquivalent von Tund 5,95 g L-Asparagyl-Lphenyl-alaninmethylester
hergestellt. Diese Lösung wurde bei einer Temperatur von 130°C auf einem 2 Walzentrockner
getrocknet, der bei 1,8 kg/cm und mit 6,25 UpM arbeitete.
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Beispiel 2 Eine Lösung, die 384,05 g Wasser, 241 g Maissirupdextrin
mit einem Dextroseäquivalent von 5 und 5,95 g L-Asparagyl-L-phenylalaninmethylester
enthielt' wurde hergestellt.
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Diese Lösung wurde dann in einem Sprühtrockner bei einem
Luftdruck
von 5,2 kg/cm , einer Eintrittstemperatur der Luft von 1600C, einer Austrittstemperatur
der Luft von 750C und bei einer Zuflußmenge der Lösung von 15 cm3/Min.
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getrocknet.
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Gleiche Gewichtsmengen der gemäß den Beispielen 1 und 2 hergestellten
Süßstoffzubereittmgen wurden in Kaffeeproben gelöst. Organoleptisch wurde festgestellt,
daß sie im wesentlichen den gleichen Süßungswert hatten. Es wurde gefunden, daß
dieser Süßungswert sich nicht wesentlich von Vergleichskaffeeproben unterschied,
die eine gleiche Menge des unbehandelten Dipeptidmaterials enthielten, ein Zeichen,
daß keinerlei Abbau des Dipeptids während des Trocknens stattgefunden hatte.
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Die Auflösungsgeschwindigkeit der gemäß den Beispielen 1 und 2 hergestellten
Pulver wurde ermittelt, indem die Zeiten notiert wurden, die 1,5 g Pulver (die etwa
0,036 g des Süßstoffs enthielten) zur vollständigen Auflösung in 170 ml Wasser bei
einer Temperatur von 400 unter Rühren benötigten. Die Ergebnisse sind nachstehend
genannt.
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Auflösungszeit bei 40C Beispiel 1 40 Sekunden Beispiel 2 60 Sekunden
Wenn 0,036 g L-Asparagyl-L-phenyl-alaninmethylester in 170 ml Wasser bei 4Oc unter
Rühren gelöst werden sollen, ist durchschnittlich eine Zeit von etwa 30 Minuten
bis zur vollständigen Auflösung erforderlich.
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Weitere Versuche haben ergeben, daß eine änderung der Konzentration
des Dipeptids in der Süßstoffzubereitung bis zu einem Gehalt von etwa 1 Teil Dipeptid
pro Teil Füllmittel keinen wesentlichen oder vorherbestimmbaren Einfluß auf die
Auflösungsgeschwindigkeit hat. Es wurde festgestellt, daß alle gemäß der Erfindung
hergestellten Proben sich in kaltem Wasser von 4°C in weniger als
2
Minuten lösten, während gleiche Mengen der Dipeptidverbindung allein etwa 30 Minuten
bis zur vollständigen Auflösung erfordern.
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Es wurde ferner festgestellt, daß die während der Sprütrocknung und
während des Trocknens auf dem Walzentrockner angewandten erhöhten Temperaturen oberhalb
von 1000C den Süßungswert des Endprodukts nicht beeintrachtigen.
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Das Schüttgewicht der endgültigen Süßstoffzubereitung kann durch Veränderung
der Feststoffkonzentration der Lösung vor dem Trocknen eingestellt werden. Die Einstellung
des Schttgewichts ist auch durch Anwendung einer anderen Trockenmethode, Xnderung
der Trockengeschwindigkeit oder durch minderung der Druck- oder Vakuumbedingungen,
unter denen die Lösung getrocknet wird, möglich. Schüttgewichte bis hinab zu etwa
0,04 g/cm3 sind beim Verfahren gemäß der Erfindung erzielbar.
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Die Einstellung des Schüttgewichts des Endprodukts ist auch durch
Zusatz einer geringen Menge eines das Zusammenbacken verhindernden Mittels, z.B.
Tricalciumphosphat, möglich.
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Durch entsprechende Wahl der Verfahrensbedingungen ist es somit möglich,
ein Endprodukt, das im wesentlichen dasgleiche Schüttgewicht wie granulierte Saccharose
hat, oder ein Produkt, das ein viel geringeres Schüttgewicht als granulierte Saccharose,
jedoch durch Einstellung der Dipeptidkonzentration auf Volumenbasis den gleichen
Süßungswert wie Saccharose, aber einen weit niedrigeren Kalorienwert hat, herzustellen.
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Beispiel 3 Eine Sßstoffzubereitung, die auf Volumenbasis die gleiche
Süßkraft wie Saccharose hat; wird durch Sprühtrocknen einer 50% Feststoffe enthaltenden
Lösung hergestellt, die
96,5% Maissirupdextrin mit einer Dextroseäquivalent
von 10 und 3J Ii-Asparagyl-L-phenylalanin enthält. Der Trockner war mit einer einzelnen
Düse versehen und arbeitete bei einem Sprühdruck von 35 bis 49 atü, einer Eintrittstemperatur
der Luft von 2040C, einer Lurtströmungsmenge von 79>3 m3/Min., einer Austrittstemperatur
der Luft von 1180c und einer Temperatur der zugeführten Lösung von 680c. Das sprühgetrocknete
Pulver wurde durch ein Sieb einer Maschenweite von 1,19 mm gesiebt und mit 0,1 Gew.-%
Tricalciumphosphat gemischt. Das erhaltene Pulver hatte ein Schüttgewicht von 0,14
g/cm3, kristallines Aussehen, auf Volumenbasis die gleiche Süßkraft wie körniger
Tafel zucker und löste sich schnell in Wasser von 4°C.