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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine pulverige Süßmittelzusammensetzung, die
hinsichtlich der Auflösungsgeschwindigkeit
(Löslichkeit)
hervorragend ist, welche pulverigen N-[N-(3,3-Dimethylbutyl)-L-α-aspartyl]-L-phenylalanin-1-methylester
(Neotame, im folgenden als "NM" abgekürzt) und
pulveriges Aspartam (im folgenden als "APM" abgekürzt) als
aktive Bestandteile enthält.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Es
wird berichtet, daß die
Süßkraft (Süßstärke) eines
synthetischen Hochleistungssüßstoffs
NM etwa 10.000-mal größer ist,
bezogen auf das Gewichtsverhältnis,
als diejenige von Saccharose (Japanische Patentveröffentlichung
Kohyou JP-A-8-503206). Die Eigenschaften seiner Süße (Qualitätseigenschaften
der Süße) sind
nicht eingehend beschrieben, der Anmelder der vorliegenden Erfindung
hat jedoch gefunden, daß sein früher Geschmack
(süßer Geschmack,
der so rasch wie Saccharose wahrgenommen wird, wenn er in den Mund
genommen wird) extrem schwach ist, während sein späterer Geschmack
(süßer Geschmack,
der bei Aufnahme in den Mund später
wahrgenommen wird) extrem stark ist. Außerdem ist sein adstringierender
Geschmack stark. Dementsprechend ist im Vergleich mit Saccharose
die Ausgewogenheit zwischen den Eigenschaften der Qualität als Süßstoff schlecht,
was im allgemeinen als Standard für die Beurteilung der Qualitätseigenschaften
als Süßungsmittel
angesehen wird.
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Es
wird auch berichtet, daß die
Süßkraft des
synthetischen Süßstoffs
APM vom Aminosäuretyp
etwa das 200-fache, bezogen auf das Gewicht, von Saccharose ist
(Japanische Patentveröffentlichung
Kokoku JP-B-47-31031). Die Qualität von APM als Süßstoff ist,
daß im
Vergleich zu Saccharose der frühe
Geschmack schwach ist und der späte
Geschmack stark ist, was als Standard für die Beurteilung der Qualität als Süßstoff angesehen
wird.
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Es
wurden verschiedene Vorschläge
zur Verbesserung der Süßstoffqualität von NM
und APM gemacht, insbesondere zur Verbesserung der Süßungsmittelqualität des Letztgenannten,
wodurch erhebliche Wirkungen erzielt wurden. NM und APM haben jedoch
hinsichtlich der Auflösungseigenschaften
ein weiteres Problem. Das heißt,
NM- und APM-Pulver (kristalline Rohpulver) haben schlechte Auflösungseigenschaften
in Wasser (das heißt,
sie lösen
sich aufgrund der leichten Bildung von Agglomeraten schwer auf,
oder ihre Auflösungsgeschwindigkeit
ist gering, usw.). Schlechte Auflösungseigenschaften, die von
der Bildung von Agglomeraten oder dergleichen herrühren, sind
in der industriellen Produktion sehr nachteilhaft, da dies eine
Verminderung der Produktionsausbeute für Nahrungsmittel und Getränke, nicht-alkoholische
Getränke,
die zur Verleihung des süßen Geschmacks
NM oder APM enthalten, bewirkt.
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Für die Verbesserung
der Auflösungsgeschwindigkeit
von APM wurden einige Vorschläge
unter Einsatz von Pelletierungsverfahren (Granulationen) gemacht.
Diese Verfahren sind jedoch dahingehend nicht zufriedenstellend,
daß sie
eine weitere Verbesserung der Auflösungsgeschwindigkeit erfordern
(Japanische Patentveröffentlichung
Kokai JP-A-4-346769 usw.) und gleichzeitig die Verwendung relativ
großer
Mengen an Zusatzstoffen erfordern (Japanische Patentveröffentlichungen
Kokai JP-A-49-126855,
JP-A-50-19965, JP-A-57-150361 usw.).
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Vor
dem Hintergrund des vorstehend beschriebenen Standes der Technik
ist eine durch die Erfindung zu lösende Aufgabe, ein hervorragendes
Verfahren zur Verbesserung der Auflösungsgeschwindigkeit von NM und
APM bereitzustellen.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung haben als Ergebnis eingehender
Untersuchungen die gestellte Aufgabe gelöst und haben unerwarteterweise
gefunden, daß die
Auflösungsgeschwindigkeit
von NM, insbesondere eines spezifischen Kristalls von NM (der auch
als "C-Typ-Kristall" bezeichnet wird)
durch APM in einem gewissen Bereich verbessert wird und umgekehrt,
und weiterhin, daß die
Auflösungsgeschwindigkeit eines
Gemisches dieser beiden Stoffe bei einem Mischungsbereich höher ist
als nicht nur diejenige von NM allein, sondern auch höher als
diejenige von APM allein, wobei dieses Phänomen insbesondere dann erkennbar
und signifikant ist, wenn NM in der Form des C-Typ-Kristalls vorliegt.
Auf der Grundlage dieser Ergebnisse wurde die vorliegende Erfindung
gemacht.
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Die
kristalline Form von pulverigem NM, der einer der aktiven Bestandteile
in der neuen erfindungsgemäßen Süßmittelzusammensetzung
ist, ist nicht besonders eingeschränkt. Beispielsweise kann sie
entweder als die bekannten Kristalle (die auch als "A-Typ-Kristall(e)" bezeichnet werden)
oder als C-Typ-Kristall(e)
vorliegen, für
das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die letztgenannte Form jedoch
erheblich besser als die erstgenannte.
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Zusätzlich ist
die Kristallstruktur von bekanntem NM, wie in WO95/30689 offenbart,
darin als IR-Spektrum beschrieben. Die Erfinder der vorliegenden
Erfindung haben die Struktur eines einzigen Kristalls analysiert
und bestätigt,
daß dieser
Kristall ein Monohydrat ist, und bei der Messung mit Pulverröntgenbeugungsspektrometrie
zeigte der Kristall charakteristische Peaks in einem Röntgenbeugungsmuster
bei Beugungswinkeln von mindestens 6,0°, 24,8°, 8,2° und 16,5° (2 θ, CuKα-Strahlung (Strahl; Linie)).
Aus Gründen
der Einfachheit haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung diesen
Kristall als "A-Typ-Kristall" bezeichnet.
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Als
Ergebnis weiterer Untersuchungen haben die Erfinder der vorliegenden
Erfindung gefunden, daß der
Wassergehalt eines trockenen A-Typ-Kristalls üblicherweise im Bereich von
3 bis 6 Gew.-% (einschließlich Kristallwasser)
ist, wenn jedoch dieser A-Typ-Kristall weiter getrocknet wird, bis
sein Wassergehalt auf weniger als 3% vermindert wird, wird ein neuer
Kristall aus N-(3,3-Dimethylbutyl)-APM mit verbesserter Auflösungsgeschwindigkeit,
worin das Kristallwasser eliminiert worden ist, erhalten, und dieser
neue Kristall wird als "C-Typ-Kristall" bezeichnet.
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Bei
der Messung mit Pulverröntgenbeugungsspektrometrie
unter Einsatz einer CuKα-Strahlung
zeigt dieser C-Typ-Kristall charakteristische Peaks im Röntgenbeugungsmuster
bei Beugungswinkeln, die sich von denjenigen der A-Typ-Kristalle
unterscheiden, das heißt
bei Beugungswinkeln (2 Θ)
von mindestens 7,1°, 19,8°, 17,3° und 17,7°. Es wird
auf die nachstehenden Bezugsbeispiele 1 bis 3 verwiesen.
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Pulveriges
APM, das ein weiterer aktiver Bestandteil in der neuen erfindungsgemäßen pulverigen Süßmittelzusammensetzung
ist, kann beispielsweise in der Form der hydrierten Kristalle eingesetzt
werden, wobei sie jedoch nicht darauf beschränkt ist.
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Das
Mischungsverhältnis
von NM und APM, die in der neuen erfindungsgemäßen Süßmittelzusammensetzung eingesetzt
werden, ist im Bereich von 10 bis 99,5 Gew.-%, ausgedrückt als
der Anteil von APM zu beiden Substanzen. Wenn der hier eingesetzte Anteil
von APM weniger als 10 Gew.-% ist, wird die Wirkung von APM auf
die Förderung
der Auflösung
von NM beobachtet, wohingegen mit einem Anteil von mehr als 99,5 Gew.-%
die Wirkung von APM auf die Förderung
der Auflösung
von NM kaum beobachtet wird. C-Typ-Kristalle haben, wenn sie mit
APM in diesem Bereich gemischt werden, eine signifikante förderliche
Wirkung auf die Auflösungsgeschwindigkeit
und sind daher den A-Typ-Kristallen überlegen,
wie in den nachstehenden Tabellen 1 und 2 gezeigt wird. Wenn C-Typ-Kristalle
als pulveriges NM eingesetzt werden, ist der Anteil von APM bezogen
auf die Gesamtmenge von hierin eingesetztem NM und APM vorzugsweise
im Bereich von 10 bis 97 Gew.-%. Die Auflösungsgeschwindigkeit eines
Gemisches von C-Typ-Kristallen von NM und APM im Bereich von 10
bis 90 Gew.-% APM ist höher
als diejenige von A-Typ-Kristallen
von NM allein, und die Auflösungsgeschwindigkeit
eines Gemisches von C-Typ-Kristallen von NM und APM im Bereich von
50 bis 97 Gew.-% APM ist höher
als die Auflösungsgeschwindigkeit
nicht nur von C-Typ-Kristallen von NM allein, sondern auch von APM
allein.
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Wenn
pulveriges NM und pulveriges APM getrennt voneinander und gleichzeitig
zu Wasser (getrennte Zugabe) ohne vorheriges Mischen der beiden
Substanzen in dem vorbestimmten Verhältnis gegeben werden (das heißt ohne
Einsatz der erfindungsgemäßen Süßmittelzusammensetzung),
beeinflußt
keine der beiden Substanzen die Auflösungsgeschwindigkeit der jeweils
anderen, wobei in diesem Fall die Auflösungsgeschwindigkeit insgesamt
niedrig ist und der Auflösungsgeschwindigkeit
einer der Substanzen entspricht, welche die geringere Auflösungsgeschwindigkeit
hat, wenn sie allein eingesetzt wird (nachstehendes experimentelles
Beispiel 3).
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Um
die Süßmittelqualitäten leicht
zu übertragen
oder zu verbessern, kann die erfindungsgemäße neue Süßmittelzusammensetzung, ähnlich wie
bei herkömmlichen
Süßmittelzusammenset zungen,
Verdünnungsmittel
und Träger
enthalten, wie Zuckeralkohole, Oligosaccharide, Nahrungsmittelfasern
(diätetische
Fasern) und dergleichen, oder andere synthetische hochleistungsfähige Süßmittel,
wie Alitame, Saccharin, Acesulfame K usw., falls erforderlich, in
einer Menge innerhalb eines solchen Bereichs, daß die Auflösungsgeschwindigkeiten (Löslichkeiten)
von NM und APM, die in der vorliegenden Erfindung verbessert sind,
nicht beeinträchtigt
werden. Die Verdünnungsmittel
und Träger
umfassen in diesem Fall hochleistungsfähige Süßmittel, wie Saccharose, Glucose
oder dergleichen.
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BESTE AUSFÜHRUNGSFORM
DER ERFINDUNG
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Im
folgenden wird unter Bezugnahme auf die Bezugsbeispiele und experimentellen
Beispiele der vorliegenden Erfindung eingehender erklärt.
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Bezugsbeispiel 1: Herstellung
von NM
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Die
folgenden Substanzen wurden nacheinander unter Rühren in einen Reaktor, der
mit einer Rührschaufel
ausgestattet war, um die sehr effiziente Übertragung von gasförmigem Wasserstoff
auf die flüssige Schicht
sicherzustellen, gegeben: 700 ml innenausgetauschtes Wasser, 4,21
ml Essigsäure,
20 g l0%iger Palladiumkohlenstoff, 1.300 ml Methanol, 56 g Aspartam
und 25 ml 3,3-Dimethylbutylaldehyd.
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Der
Reaktor wurde mit Stickstoffgas gefüllt, und dann wurde das Reaktionsgemisch
bei einer H2-Gasfließgeschwindigkeit von 200 ml/min
bei Raumtemperatur hydriert. Der Fortschritt dieser Reaktion wurde
durch Probennahme des Reaktionsgemisches und Analysieren des Produkts
durch Hochleistungsflüssigchromatographie
(HPLC) überwacht.
Nach 6-stündiger
Hydrierungsreak tion wurde diese Reaktion durch Befüllen des Reaktors
mit Stickstoffgas und Filtrieren des Reaktionsgemisches durch einen
Feinporenfilter (0,45 um) zur Entfernung des Katalysators beendet.
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Die
Analyse des erhaltenen Filtrats (1,494 g) ergab eine Ausbeute von
81%. Danach wurde das Filtrat unter Entfernung von Methanol auf
281 g konzentriert, und die Kristalle wurden unter Rühren bei
10°C über Nacht
ausgefällt.
Schließlich
wurden 87 g weiße
nasse Kristalle von NM (Ausbeute: 77%) bei einer hohen Reinheit
(99% oder mehr, HPLC) erhalten.
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Bezugsbeispiel 2: Herstellung
von A-Typ-Kristallen
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Ein
Teil des in Bezugsbeispiel 1 hergestellten NM wurde eingesetzt,
um 100 g wäßrige Lösung von
NM bei einer Konzentration von 3 Gew.-% (aufgelöst bei 60°C) herzustellen. Dann wurde
die Lösung
von 60°C
auf 30°C
unter Rühren
während
5 Minuten gekühlt.
Nachdem die Flüssigkeitstemperatur
30°C erreicht
hatte, wurde die Kristallisation von weißen Kristallen initiiert. Nach
dem Reifen über
Nacht bei der Flüssigkeitstemperatur von
30°C wurden
die Kristalle auf einem Filterpapier gewonnen.
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(a)
Die Röntgenbeugung
(Röntgenbeugungsmuster)
der nassen Kristalle, die vorstehend erhalten wurden, wurde durch
Pulverröntgenbeugungsmessung
unter Einsatz von CuKα-Strahlung
gemessen. Das erhaltene Pulverröntgenbeugungsmuster
ist in 1 gezeigt.
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Aus
dem Muster der Figur geht hervor, daß die nassen Kristalle charakteristische
Beugungspeaks bei weniger als 6,0°,
24,8°, 8,2° und 16,5° zeigten
und daß sie
A-Typ-Kristalle waren.
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Außerdem wurden
(b) die nassen Kristalle in einem Vakuumtrockner, der auf eine Temperatur
von 50°C
eingestellt war, gegeben und getrocknet, bis der Wasseranteil auf
5 Gew.-% verringert Pulverröntgenbeugungsmessung
unter Einsatz von CuKα-Strahlung
gemessen, und es zeigte sich, daß diese Kristalle auch A-Typ-Kristalle waren.
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Außerdem stimmten
die Werte der IR-Spektroskopie (KBr) mit denjenigen in WO95/30689 überein.
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Bezugsbeispiel 3: Herstellung
von C-Typ-Kristallen
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Die
getrockneten A-Typ-Kristalle mit einem Wasseranteil von 5 Gew.-%,
die vorstehend beschrieben wurden, wurden weiter in einem Vakuumtrockner
getrocknet, bis ihr Wasseranteil auf 0,8 Gew.-% verringert war.
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Das
Röntgenbeugungsmuster
der getrockneten Kristalle wurde durch Pulverröntgenbeugungsmessung unter
Einsatz von CuKα-Strahlung
gemessen. Das so erhaltene Pulverröntgenbeugungsmuster ist in 2 gezeigt.
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Aus
dem Muster der Figur geht hervor, daß die getrockneten Kristalle
charakteristische Beugungspeaks bei weniger als 7,1°, 19,8°, 17,3° und 17,7° zeigten.
Wie vorstehend beschrieben, sind diese Kristalle C-Typ-Kristalle.
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Experimentelles
Beispiel 1 (Auflösungsgeschwindigkeit
von rohen (ursprünglichen)
Pulvern von NM-C-Typ-Kristallen, von APM und von einem Gemisch davon)
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Eine
vorbestimmte Menge der Probe wurde in 900 ml Wasser (20°C) in einem
1 l-Elutionstester (Japanese Pharmacopoeia, Paddelverfahren, 100
UpM) gegeben, und die Auflösungsdauer
wurde gemessen (der Endpunkt wurde visuell bestätigt).
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Genauer
gesagt wurde 1 g der Probe, die aus jedem Gemisch, bestehend aus
NM-C-Typ-Kristall-Rohpulver (mittlere Teilchengröße von etwa 100 um) und APM-Rohpulver
(mittlere Teilchengröße von etwa
15 μm, IB-Typ-Bündelkristalle)
bei den vorbestimmten verschiedenen Verhältnissen (APM-Anteil (Gew.-%)),
die in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt sind, gewogen, und anschließend wurde
deren Auflösungszeit
gemessen. Zum Vergleich wurden 1,00 g, 0,90 g, 0,50 g, 0,10 g, 0,03
g und 0,005 g Proben aus dem NM-Rohpulver genommen, und deren Auflösungszeiten
wurden auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben bestimmt. Zu demselben
Zweck wurden Proben von 1,00 g, 0,97 g, 0,90 g, 0,50 g und 0,10
g aus dem APM-Rohpulver genommen, und anschließend wurden deren Auflösungszeiten
auf dieselbe Weise bestimmt.
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Die
Auflösungszeit
(min) (Zeit, die für
die Auflösung
erforderlich ist) jeder Probe ist in der nachstehenden Tabelle 1
gezeigt.
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Tabelle
1 Auflösungszeiten
von NM-C-Typ-Kristallen, rohem (ursprünglichem) APM-Pulver und einem
Gemisch davon
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Aus
der Tabelle geht hervor, daß die
Auflösungsgeschwindigkeit
(Löslichkeit)
des Gemisches (der erfindungsgemäßen Süßmittelzusammensetzung)
in jedem Fall im Vergleich mit nicht nur den Auflösungsgeschwindigkeiten
von rohen (ursprünglichen)
NM-C-Typ-Kristallen
allein, sondern auch mit denen von APM allein deutlich und erheblich
verbessert war.
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Der
Grad der Süße von NM
und APM ist etwa 10.000-mal beziehungsweise etwa 200-mal höher als der
von Saccharose, wie vorstehend beschrieben. Deshalb sollte die Auflösungszeit
eines Gemisches von 1 g mit der Auflösungszeit einer Menge von NM
verglichen werden, die erforderlich ist, um denselben Grad der Süße zu erreichen,
jedoch ist selbst bei einem solchen Vergleich die Beschleunigungswirkung
von APM auf die Auflösung
von NM gegeben, was nachstehend gezeigt wird. Das heißt, die
Süße eines
Gemisches von 1 g, das 50% rohes (ursprüngliches) APM-Pulver enthält, ist
die gleiche wie die Süße von 0,51
g NM allein, und die Auflösungszeit
des Erstgenannten ist 15 Minuten, während die Auflösungszeit
des Letztgenannten etwa 55 Minuten ist, so daß also zwischen diesen ein
deutlicher Unterschied besteht.
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Experimentelles
Beispiel 2 (Auflösungsgeschwindigkeit
von rohen (ursprünglichen)
Pulvern von NM-A-Typ-Kristallen, von APM und von einem Gemisch davon)
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Dasselbe
Experiment wie im experimentellen Beispiel 1 wurde durchgeführt, außer daß anstelle
von ursprünglichem
NM-C-Typ-Kristallpulver
ein ursprüngliches
NM-A-Typ-Kristallpulver (mittlere Teilchengröße von 100 μm) verwendet wurde.
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Die
Auflösungsdauer
(min) jeder Probe ist in Tabelle 2 gezeigt.
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Tabelle
2 Auflösungszeiten
von NM-A-Typ-Kristallen, ursprünglichem
APM-Pulver und einem
Gemisch davon
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Aus
dieser Tabelle geht hervor, daß die
Auflösungsgeschwindigkeit
des Gemisches (der erfindungsgemäßen Süßmittelzusammensetzung)
im Vergleich zu ursprünglichem
NM-A-Typ-Kristallpulver
allein deutlich und signifikant verbessert ist. Es zeigt sich auch,
daß die
Auflösungsgeschwindigkeit
des Gemisches bei einem Bereich eines bestimmten Mischungsverhältnisses
(50 bis 97 Gew.-% APM) derjenigen von APM-Pulver allein (ursprüngliches
Pulver) überlegen
ist.
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In
einem ähnlichen
Vergleich wie im experimentellen Beispiel 1 zeigt sich die beschleunigende
Wirkung von APM auf die Auflösung
von NM, was beispielsweise nachstehend gezeigt wird. Das heißt, die
Süße von 1
g eines Gemisches, das 50% APM ursprüngliches Pulver enthielt, ist
die gleiche wie die Süße von 0,51 g
NM allein, und die Auflösungsdauer
des Erstgenannten ist 25 Minuten, während die Auflösungsdauer
des Letztgenannten etwa 35 Minuten ist, so daß ein deutlicher Unterschied
besteht.
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Experimentelles
Beispiel 3 (Getrennte Zugabe von ursprünglichem NM-Pulver und ursprünglichem APM-Pulver)
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Dasselbe
NM und dasselbe APM wie im experimentellen Beispiel 1 wurden eingesetzt,
und die Auflösungszeit
wurde auf dieselbe Weise wie im experimentellen Beispiel 1 bestimmt.
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Das
heißt,
0,5 g jeder der beiden Stoffe wurde gewogen (1,0 g insgesamt) und
gleichzeitig ohne vorheriges Mischen in einen Elutionstester (getrennte
Zugabe) gegeben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Zum Vergleich
ist auch die Auflösungszeit
von 0,5 g NM ursprünglichem
Pulver allein (experimentelles Beispiel 1) in Tabelle 3 gezeigt.
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Tabelle
3 Auflösungszeit
von NM und APM bei getrennter Zugabe
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Die
Tabelle zeigt, daß die
Verbesserung der NM-Auflösungsgeschwindigkeit
(Löslichkeit)
durch APM nicht beobachtet wird, wenn NM und APM getrennt voneinander
ohne vorhe- Erfindungsgemäß wird Aspartam (APM)
mit Neotame (NM) gemischt, wodurch die schlechten Auflösungseigenschaften
von NM erheblich verbessert werden können, und außerdem kann
die Auflösungsgeschwindigkeit
von APM in Abhängigkeit
von dem Mischungsverhältnis
verbessert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1: Pulverröntgenbeugungsmuster
von A-Typ-Kristallen.
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2: Pulverröntgenbeugungsmuster
von C-Typ-Kristallen.
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INDUSTRIELLE
ANWENDBARKEIT
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Erfindungsgemäß wird Aspartam
(APM) mit Neotame (NM) gemischt, wodurch die schlechten Auflösungseigenschaften
(Löslichkeit)
von NM erheblich verbessert werden können, und gleichzeitig kann
ein Süßmittel
mit hervorragenden Süßungsqualitäten auf
einfache Weise erhalten werden. Deshalb ist die vorliegende Erfindung
insbesondere für
die Verwendung in Getränken
vorteilhaft, in denen ein Süßstoff in
der industriellen Produktion aufgelöst wird, die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht darauf beschränkt
und kann als verbesserte Süßmittelzusammensetzung
für jegliche
Verwendung eingesetzt werden.