Geschmackstoffkompositionen
Es ist bekannt, bei der Herstellung von gewissen künstlichen Fruchtaromen, insbesondere bei der Herstellung von Cassis-Aroma (Aroma der schwarzen Johannisbeeren), Buccublätteröl als Aromakomponente zu verwenden. Bei der Verwendung dieses Öls müssen jedoch erhebliche Nachteile in Kauf genommen werden: Das Buccublätteröl ist teuer und sein Preis steigt laufend, da es nur in ungenügenden Mengen angeboten wird; geruchlich zeigt es gewisse nachteilige (minzige, heuartige) Nebennoten.
Es wurde nun gefunden, dass das bisher nicht bekannte, im Buccublätteröl in sehr geringen Mengen vorkommende p Menthan-8-thiol-3-on der Formel
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ein wesentlicher Geruchs- bzw. Aromaträger des genannten Öls ist. Es gelang, das p-Menthan-8-thiol-3-on in reiner Form zu synthetisieren. Es handelt sich um eine farblose Flüssigkeit mit interessanten Cassis-Aromaeigenschaften.
Dieses Aroma ist speziell ausgeprägt, falls das Thiolon in Kombination mit dem zugrunde liegenden Terpenketon, d. h. Pulegon bzw. Isopulegon, vorliegt. Auf Grund dieser Eigenschaften kann das p-Mentan-8-thiol-3-on für denselben Zweck Verwendung finden, für den bisher Buccublätteröl verwendet wurde: Die Verbindung kann z.B. verwendet werden zur Erzeugung von Cassis-Aroma in Nahrungsmitteln (z.B. Milchdrinks, Yoghurt, usw.), in Genussmitteln (z.B.
Konditoreierzeugnissen, wie Bonbons, Soft Ice, usw) und in Getränken (z.B. Mineralwasser). Die ausgeprägten geschmacklichen Qualitäten von p-Menthan-8-thiol-3-on ermöglichen die Verwendung in geringen Konzentrationen.
Eine geeignete Dosierung umfasst den Bereich von 0,01 bis 100 ppm, vorzugsweise von 0,1 bis 1 ppm im Fertigprodukt. Gegenüber Buccublätteröl weist das Thiolon folgende Vorteile auf: Um ähnliche Aromatisierungseffekte in konsumfertigen Produkten zu erzeugen, sind rund 100mal weniger synthetisch hergestelltes p-Menthan-8-thiol-3-on nötig als natürliches Buccublätteröl. Da das synthetische Produkt zudem viel leichter und billiger zugänglich ist als Buccublätteröl, ergibt sich bei dessen Verwendung anstelle des Buccublätteröls ein enormer Preisvorteil. Das toxische Risiko bei Verwendung von synthetisch hergestelltem p Menthan-8-thiol-3-on zur Aromatisierung von Lebensmitteln ist 50mal kleiner als dasjenige bei Verwendung von natürlichem Buccublätteröl.
Dies gibt sich einerseits daraus, dass bei der Maus die LD50 (p. o.) im Falle von p-Menthan-8-thiol-3-on ungefähr 1500 mg/kg und im Falle von natürlichem Buccublätteröl ungefähr 3000 mg/kg beträgt, und anderseits, wie oben gesagt, das Thiol nur in einer Menge, die rund 1% der erforderlichen Menge von Buccublätteröl entspricht, eingesetzt werden muss. Weitere Vorteile ergeben sich aus der Verarbeitung, d. h. bei der Herstellung von Aromen: p-Menthan-8-thiol-3-on ist stabil und mit den in der Aromenindustrie gebräuchlichen Ingredienzien wie Äthanol, Propylenglykol, Triacetin usw., gut mischbar. Anderseits weist Buccublätteröl schon nach kurzer Lagerzeit einen kristallinen Bodensatz von Diosphenol auf, der nur schwer wieder in Lösung gebracht werden kann.
Die Erfindung betrifft demgemäss Geschmackstoffkompositionen, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einer bisher nicht bekannten Verbindung, dem p-Menthan-8-thiol3-on.
Die Erfindung betrifft im besonderen Geschmackstoffkompositionen mit einem Gehalt an synthetisch hergestellten und damit von den im natürlichen Buccublätteröl vorkommenden Beimengungen freien p-Menthan-8-thiol-3-on.
Bei diesen Beimengungen handelt es sich insbesondere um Monoterpenkohlenwasserstoffe, wie a-Pinen, ss-Pinen, Camphen, Myrcen, a-Terpinen, (+)-Limonen, y-Terpinen, p-Cymol, um Terpenketone wie (+)-Menthon, (-)-Isomenthon, (+)-Isopulegon, (-)-Isopulegon, (-)-Pulegon, oder um Terpenalkohole, wie Terpineol-(4), Diosphenol oder t-Diosphenol.
Beispiel
Komposition für ein Cassis-Aroma (enthaltend p Menthan-8-thiol-3-on als Aromastoff).
Gewichtsteile p-Menthan-8-thiol-3-on 5 Äthylacetat 30 Äthylheptanoat 30 Äthylpropionat 20 Äthylbutyrat 20 Äthylnonanoat 20
Isobutylacetat 20
Geranylacetat 15
Nerylacetat 8
Isopulegylacetat 5
Cedrylacetat 5
Methylanthranilat 10 a-Ionon 20
Pulegon 50
Benzaldehyd 1
Anisaldehyd 1
Citronellol 20
Nerol 7 a-Terpineol 3 ,B-Caryophyllen 10
Isoeugenol 10
Vanillin 10
Maltol 8
Rosmarinöl 3
Lorbeeröl 3
Nelkenöl 2
Zimtöl 1
Lavendelöl 1
Milchsäure 300
Triacetin ad 1000 p-Menthan-8-thiol-3-on kann ohne Schwierigkeiten aus leichtzugänglichem Ausgangsmaterial erhalten werden, nämlich dadurch, dass man Pulegon bzw. Isopulegon in Anwesenheit einer Base unter wasserfreien Bedingungen mit Schwefelwasserstoff umsetzt.
Als Basen kommen beispielsweise in Betracht: Anorganische Basen, z.B. Alkalimetallhydroxyde, wie Natnum- hydroxyd oder Kaliumhydroxyd, Erdalkalihydroxyde, wie z.B. Calciumhydroxyd, organische Basen, beispielsweise Amine, wie Alkylamine, z.B. Diäthylamin oder Triäthylamin, heterocyclische Amine, wie Piperidin usw.
Die Umsetzung der Ausgangsverbindung (Pulegon bzw.
Isopulegon) in Anwesenheit der genannten Basen erfolgt zweckmässig in Gegenwart eines Lösungsmittels. Geeignete Lösungsmittel sind z.B. Alkohole, wie Alkanole, z.B.
Methanol, Äthanol, Isopropanol, wobei Äthanol bevorzugt ist, oder Äther, wie Diäthyläther (bevorzugt), oder Diisopropyläther.
Erwünschtenfalls kann aber auch in Abwesenheit eines Lösungsmittels gearbeitet werden. Die Reaktionstemperatur liegt zweckmässig zwischen etwa 0 und 100" C; bevorzugt ist ein Bereich zwischen etwa 40 und 60 C. Die Dauer der Reaktion hängt von der Reaktionstemperatur ab. Sie beträgt z.B. für eine Reaktionstemperatur von 40 bis 60 C im allgemeinen zwei Stunden.
Die Reaktion kann gegebenenfalls durch Zusatz katalytischer Mengen eines Radikalbildners, wie z.B. Ascaridol oder a,a'-Azo-bis-isobutyronitril initiiert werden.
Die Umsetzung kann bei Normaldruck oder zweckmässigerweise bei erhöhtem Druck, z. B. 10 Atmosphären durchgeführt werden, da die Reaktion unter Volumverminderung abläuft.
Das Mengenverhältnis der Ausgangsverbindung zu Schwefelwasserstoff kann innerhalb weiter Grenzen variiert werden; bevorzugt verwendet man mindestens 1 Mol Schwefelwasserstoff pro Mol Ausgangsverbindung. Der Schwefelwasserstoff kann jedoch auch im Überschuss verwendet werden.
Die Umsetzung der Ausgangsverbindung mit Schwefelwasserstoff wird zweckmässig dadurch eingeleitet, dass man die Ausgangsverbindung bzw. die Lösung dieser Ausgangsverbindung in einem wasserfreien Lösungsmittel in Anwesenheit einer Base, welche als solche oder gelöst in einem obengenannten Lösungsmittel zugegeben werden kann, bei einer Temperatur unterhalb des Siedepunktes von Schwefelwasserstoff mit diesem versetzt und in einem geeigneten Druckgefäss auf die Reaktionstemperatur erwärmt,
Durch den Umsatz der Ausgangsverbindung mit Schwefelwasserstoff können neue Asymmetriezentren entstehen, und infolgedessen kann das Reaktionsprodukt in den dadurch möglichen stereoisomeren Formen anfallen.
Das Reaktionsprodukt kann nach üblichen Methoden aus dem Reaktionsgemisch isoliert werden; z.B. durch Abdestillieren des Lösungsmittels, gegebenenfalls Filtration von gebildetem elementaren Schwefel aus dem zurückbleibenden Gemisch und fraktionierte Destillation, wobei von nicht umgesetzter Ausgangsverbindung abgetrennt werden kann.
In den nachfolgenden Synthese-Beispielen sind die Temperaturen in Celsiusgraden angegeben.
Beispiel 1
114,0 g technisches Pulegon mit einem Pulegon-Gehalt von etwa 93% werden in 150 ml technisch absolutem Äthanol gelöst und mit einer Lösung von 7,5 g Kaliumhydroxid in 50 ml Äthanol versetzt. In die auf -75" abgekühlte Lösung wird Schwefelwasserstoff eingeleitet, bis die Zunahme des Volumens 40 ml beträgt. Die kalte Lösung wird sofort in ein geeignetes, zuvor abgekühltes Druckgefäss übergeführt und 16 Stunden stehengelassen, wobei die Temperatur allmählich auf Raumtemperatur ansteigt. Anschliessend wird der Autoklav 2 Stunden auf 50 Innentemperatur erwärmt; der Druck steigt dabei auf höchstens 7,4 Atm an.
Nach Beendigung der Reaktion wird auf Raumtemperatur abgekühlt. 140 ml Äthanol werden aus dem Reaktionsgemisch im Vakuum am Rotationsverdampfer abdestilliert.
Der Rückstand (153 g) wird in 250 ml Äther aufgenommen und zweimal mit je 100 ml gesättigter Kochsalzlösung, anschliessend mit zweimal 100 ml Wasser, neutral gewaschen.
Die Ätherlösung wird getrocknet und anschliessend vom Lösungsmittel befreit. Der Rückstand (122,4 g) wird fraktioniert destilliert. Das erhaltene p-Menthan-8 -thiol3-on (102 g, 73%) siedet bei 74,75"/0,1 mmHg, nD20 = 1,4951 für das Gemisch zweier Stereoisomerer im Verhältnis etwa 4:1. (Das cis-p-Menthan-8-thiol-3-on kann mittels Gaschromatographie vom trans-p-Menthan-8 -thiol- 3-on getrennt werden.)
Geruch: grün, fruchtig, für Cassis geeignet, minzig mit charakteristischer Schwefelnote.
Beispiel 2
7,6 g Isopulegon werden in 50 ml absolutem Äthanol gelöst und mit 0,5 g KOH versetzt. Die Lösung wird auf -75" abgekühlt. H2S wird im Überschuss bei tiefer Temperatur einkondensiert, die Mischung im Autoklav über Nacht bei Raumtemperatur belassen und am nächsten Tag noch 2 Stunden auf 50 Autokalv-Innentemperatur erwärmt. Der erreichte Maximaldruck beträgt 7,5 Atm. Nach Abkühlung wird die Lösung mit 200 ml Äther verdünnt und mit gesättigter Kochsalzlösung neutral gewaschen. Nach Trocknen und Entfernen des Lösungsmittels wird der Rückstand (10,1 g) im Vakuum fraktioniert destilliert. Man erhält 7,2 g des gleichen Stereoisomerengemisches wie in Beispiel 1 jedoch im Verhältnis 5 :4 (statt 4:1).
Flavor compositions
It is known to use buccu leaf oil as a flavor component in the manufacture of certain artificial fruit flavors, in particular in the manufacture of cassis flavor (flavor of black currants). When using this oil, however, considerable disadvantages have to be accepted: Buccu leaf oil is expensive and its price is constantly rising, since it is only offered in insufficient quantities; In terms of smell, it shows certain disadvantageous (minty, hay-like) secondary notes.
It has now been found that the previously unknown p menthan-8-thiol-3-one of the formula, which occurs in very small amounts in buccu leaf oil
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is an essential odor or aroma carrier of the oil mentioned. It was possible to synthesize p-menthan-8-thiol-3-one in pure form. It is a colorless liquid with interesting cassis flavor properties.
This aroma is especially pronounced if the thiolone is used in combination with the underlying terpene ketone, i.e. H. Pulegon or isopulegon, is present. Due to these properties, the p-Mentan-8-thiol-3-one can be used for the same purpose for which buccu leaf oil was previously used: the compound can e.g. are used to create the cassis aroma in foods (e.g. milk drinks, yoghurt, etc.), in luxury foods (e.g.
Confectionery products such as candies, soft ice, etc.) and in beverages (e.g. mineral water). The distinctive taste qualities of p-menthan-8-thiol-3-one enable it to be used in low concentrations.
A suitable dosage comprises the range from 0.01 to 100 ppm, preferably from 0.1 to 1 ppm in the finished product. The thiolone has the following advantages over buccu leaf oil: In order to produce similar flavoring effects in ready-to-eat products, around 100 times less synthetically produced p-menthan-8-thiol-3-one are required than natural bucco leaf oil. Since the synthetic product is also much easier and cheaper to obtain than buccu leaf oil, there is an enormous price advantage when using it instead of buccu leaf oil. The toxic risk when using synthetically produced p menthan-8-thiol-3-one for flavoring food is 50 times smaller than that when using natural buccal leaf oil.
This results from the fact that the LD50 (po) in the mouse in the case of p-menthan-8-thiol-3-one is approximately 1500 mg / kg and in the case of natural buccal leaf oil is approximately 3000 mg / kg, and on the other hand, As mentioned above, the thiol only has to be used in an amount that corresponds to around 1% of the required amount of buccu leaf oil. Further advantages result from the processing, i. H. in the production of aromas: p-menthan-8-thiol-3-one is stable and easily miscible with the ingredients commonly used in the aroma industry such as ethanol, propylene glycol, triacetin etc. On the other hand, even after a short storage period, buccal leaf oil shows a crystalline sediment of diosphenol which can only be dissolved again with difficulty.
The invention accordingly relates to flavor compositions, characterized by a content of a previously unknown compound, p-menthan-8-thiol3-one.
The invention relates in particular to flavor compositions with a content of synthetically produced p-menthan-8-thiol-3-one which is free from the additions occurring in natural buccal leaf oil.
These additions are in particular monoterpene hydrocarbons, such as a-pinene, s-pinene, camphene, myrcene, a-terpinene, (+) - limonene, y-terpinene, p-cymene, terpene ketones such as (+) - menthone, (-) - Isomenthone, (+) - Isopulegon, (-) - Isopulegon, (-) - Pulegon, or around terpene alcohols such as terpineol- (4), diosphenol or t-diosphenol.
example
Composition for a cassis aroma (containing p menthan-8-thiol-3-one as aroma).
Parts by weight of p-menthan-8-thiol-3-one 5 ethyl acetate 30 ethyl heptanoate 30 ethyl propionate 20 ethyl butyrate 20 ethyl nonanoate 20
Isobutyl acetate 20
Geranyl acetate 15
Nerylacetate 8
Isopulegyl acetate 5
Cedryl Acetate 5
Methyl anthranilate 10 a-ionone 20
Pulegon 50
Benzaldehyde 1
Anisaldehyde 1
Citronellol 20
Nerol 7 a-terpineol 3, B-caryophyllene 10
Isoeugenol 10
Vanillin 10
Maltol 8
Rosemary oil 3
Bay oil 3
Clove oil 2
Cinnamon oil 1
Lavender oil 1
Lactic acid 300
Triacetin ad 1000 p-menthan-8-thiol-3-one can be obtained without difficulty from readily available starting material, namely by reacting pulegone or isopulegone in the presence of a base under anhydrous conditions with hydrogen sulfide.
Suitable bases are, for example: Inorganic bases, e.g. Alkali metal hydroxides, such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, alkaline earth metal hydroxides, e.g. Calcium hydroxide, organic bases, e.g. amines, such as alkylamines, e.g. Diethylamine or triethylamine, heterocyclic amines such as piperidine, etc.
The implementation of the starting compound (Pulegon or
Isopulegon) in the presence of the bases mentioned is expediently carried out in the presence of a solvent. Suitable solvents are e.g. Alcohols such as alkanols e.g.
Methanol, ethanol, isopropanol, with ethanol being preferred, or ethers such as diethyl ether (preferred) or diisopropyl ether.
If desired, however, it is also possible to work in the absence of a solvent. The reaction temperature is expediently between about 0 and 100 "C; a range between about 40 and 60 C. is preferred. The duration of the reaction depends on the reaction temperature. For a reaction temperature of 40 to 60 C, for example, it is generally two hours.
The reaction can optionally be carried out by adding catalytic amounts of a radical generator, e.g. Ascaridol or a, a'-azo-bis-isobutyronitrile are initiated.
The reaction can take place at normal pressure or conveniently at elevated pressure, e.g. B. 10 atmospheres, since the reaction proceeds with a reduction in volume.
The quantitative ratio of the starting compound to hydrogen sulfide can be varied within wide limits; it is preferred to use at least 1 mole of hydrogen sulfide per mole of starting compound. However, the hydrogen sulfide can also be used in excess.
The reaction of the starting compound with hydrogen sulfide is conveniently initiated by adding the starting compound or the solution of this starting compound in an anhydrous solvent in the presence of a base, which can be added as such or dissolved in an abovementioned solvent, at a temperature below the boiling point of Hydrogen sulfide is mixed with this and heated to the reaction temperature in a suitable pressure vessel,
The reaction of the starting compound with hydrogen sulfide can result in new centers of asymmetry, and as a result the reaction product can be obtained in the stereoisomeric forms that this makes possible.
The reaction product can be isolated from the reaction mixture by customary methods; e.g. by distilling off the solvent, optionally filtration of the elemental sulfur formed from the remaining mixture and fractional distillation, it being possible to separate off unreacted starting compound.
In the synthesis examples below, the temperatures are given in degrees Celsius.
example 1
114.0 g of technical pulegon with a pulegon content of about 93% are dissolved in 150 ml of technically absolute ethanol and a solution of 7.5 g of potassium hydroxide in 50 ml of ethanol is added. Hydrogen sulphide is passed into the solution, which has cooled to -75 ", until the increase in volume is 40 ml. The cold solution is immediately transferred to a suitable, previously cooled pressure vessel and left to stand for 16 hours, the temperature gradually rising to room temperature Autoclave heated to internal temperature for 2 hours; the pressure rises to a maximum of 7.4 atm.
After the reaction has ended, the mixture is cooled to room temperature. 140 ml of ethanol are distilled off from the reaction mixture in vacuo on a rotary evaporator.
The residue (153 g) is taken up in 250 ml of ether and washed neutral twice with 100 ml of saturated sodium chloride solution each time, then with 100 ml of water twice.
The ether solution is dried and then freed from the solvent. The residue (122.4 g) is fractionally distilled. The p-menthan-8-thiol3-one obtained (102 g, 73%) boils at 74.75 "/ 0.1 mmHg, nD20 = 1.4951 for the mixture of two stereoisomers in a ratio of about 4: 1. (The cis -p-menthan-8-thiol-3-one can be separated from trans-p-menthan-8-thiol-3-one by means of gas chromatography.)
Smell: green, fruity, suitable for cassis, minty with a characteristic sulfurous note.
Example 2
7.6 g of isopulegone are dissolved in 50 ml of absolute ethanol and treated with 0.5 g of KOH. The solution is cooled to -75 ". H2S is condensed in in excess at a low temperature, the mixture is left in the autoclave at room temperature overnight and heated to an internal temperature of 50 atmospheres the next day for a further 2 hours. The maximum pressure achieved is 7.5 atm. After cooling, the solution is diluted with 200 ml of ether and washed neutral with saturated sodium chloride solution. After drying and removal of the solvent, the residue (10.1 g) is fractionally distilled in vacuo to give 7.2 g of the same stereoisomer mixture as in Example 1 but in a ratio of 5: 4 (instead of 4: 1).