Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer trockenen, leicht löslichen Süssmittelzubereitung unter Verwendung einer wässrigen Lösung eines Dipeptid Süssstoffes.
In der US-Patentschrift Nr. 3 492 131 sind Dipeptid-Süssstoffe beschrieben, die Aspartylphenylalanin-Niederalkylester der folgenden Formel
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sind. Diese Dipeptid-Süssstoffe sind solche kristalline Pulver, die, bezogen auf das Gewicht, eine 100- bis 200mal grössere Süssstoffwirksamkeit besitzen als Rohrzucker. Die erwähnten Dipeptid-Süssstoffe können als solche zur Süssung von Getränken, wie zum Beispiel Tee, Kaffee und ähnlichem, eingesetzt werden. Im allgemeinen werden sie jedoch, wie auch in der erwähnten US-Patentschrift vorgeschlagen wurde, in Form von Pulvern, Tabletten, Sirupen und Lösungen, gemischt mit flüssigen oder festen Trägermaterialien, wie zum Beispiel Wasser, Glycerin, Stärke, Sorbit, Salzen, Zitronensäure oder anderen nichttoxischen festen oder flüssigen Trägern, eingesetzt.
Die vorstehend erwähnten Dipeptid-Süssungsmittel haben sich als relativ instabile Verbindungen erwiesen. So wird beispielsweise Aspartylphenylalaninmethylester unter bestimmten Bedingungen relativ leicht zersetzt oder verändert, wobei ein Diketopiperazin gebildet wird, was eine merkliche Verminderung des Süssungsvermögens bewirkt. Wird Aspartylphenylalaninmethylester mit Wasser vermischt, dann löst sich diese Verbindung nicht ohne weiteres, sondern neigt zur Bildung von Klumpen, wobei sich diese Klumpen nur unter Schwierigkeit auflösen. Wird der genannte Ester in üblicher Weise tablettiert, dann lösen sich die erhaltenen Tabletten nicht ohne weiteres in Wasser. Sogar dann, wenn dieser Ester mit einer grösseren Menge eines pulverförmigen Trägers vermischt wird, wie beispielsweise pulverisierter Laktose, geht er nicht ohne weiteres in Wasser oder in wässrigen Medien in Lösung.
Daher treten erhebliche Probleme bei der Herstellung von Süssungsmittelzubereitungen auf, die einerseits ausgeprägte Süssungseigenschaften besitzen und anderseits nicht mit den Problemen behaftet sind, welche auf die Löslichkeitseigenschaften und Instabilität der genannten Dipeptide zurückgehen.
Wie aus den US-PS 3 320 074 und 3 325 296 hervorgeht, ist es bekannt, bestimmte Stärkhydrolysate zur Herstellung von Süssungsmittelzubereitungen einzusetzen, in denen das Süssungsmittel aus Saccharin oder Cyclamaten oder Mischungen davon besteht. Gemäss der zuerst genannten US-PS wird eine wässrige Lösung eines wasserlöslichen Dextrins mit einem DÄ von ungefähr 0 der Einwirkung von Druck unterzogen, belüftet und dann sprühgetrocknet. Das fertige Produkt besitzt eine Schüttdichte von nicht mehr als ungefähr 0,15 g/cm3 und einen Kaloriengehalt zwischen ungefähr 2,7 bis weniger als 5,5 Kalorien pro Teelöffel Menge.
Gemäss der zweiten genannten US-PS wird eine wässrige Lösung eines wasserlöslichen Stärkehydrolysats mit einem DÄ von mehr als 13, jedoch nicht mehr als 28 und einem keine Kalorien enthaltenden künstlichen Süssungsmittel, wie beispielsweise Saccharin und/ oder Cyclamaten, im Vakuum getrocknet, beispielsweise in einem Vakuumtrommeltrockner. Die erhaltenen Produkte besitzen nach dem Vermahlen und Klassieren Kaloriengehalte von nur ungefähr 3 Kalorien pro Teelöffel Menge. Durch Anwendung der in den genannten Patentschriften beschriebenen Verfahren ist es jedoch nicht möglich, zufriedenstellende Produkte mit geringem Kaloriengehalt in der Weise zu erzeugen, dass einfach die Dipeptidsüssungsmittel anstelle von Saccharin und/oder Cyclamaten eingesetzt werden.
Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Dipeptidsüssungsmittel bestimmte Instabilitätseigenschaften aufweisen, welche nicht dem Saccharin oder den Cyclamaten zukommen. Unter den in den genannten Patentschriften beschriebenen Bedingungen brechen die Dipeptidsüssungsmittel in einem erheblichen Ausmass zusammen, so dass ihr Süssungsvermögen merklich beeinträchtigt wird.
Ziel der vorliegenden Erfindung war es, eine trockene, leicht lösliche Süssungsmittelzubereitung herzustellen, die als Komponente mit süssender Wirksamkeit die Dipeptid-Süssungsmittel enthält, welche in der erwähnten US-Patentschrift 3 492 131 beschrieben sind, wobei durch die Auswahl eines geeigneten essbaren Verdünnungsmittels die Schwierigkeiten bezüglich der Instabilität und der Süssungseigenschaften der erwähnten Dipeptid-Süssstoffe vermieden werden sollten.
Überraschenderweise hat es sich herausgestellt, dass man die gewünschten Süssmittelzubereitungen herstellen kann, indem man als Verdünnungsmittel ein Stärkehydrolysat mit einem bestimmten maximalen Dextroseäquivalent einsetzt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung einer trockenen, leicht löslichen Süssungsmittel-Zubereitung unter Verwendung einer wässrigen Lösung eines essbaren Verdünnungsmittels und eines Dipeptid Süssstoffes, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man als Dipeptid-Süssstoff einen Aspartylphenylalanin-Niederalkylester der Formel
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in welcher X der Rest der Formel
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ist, verwendet und als Verdünnungsmittel ein Stärkehydrolysat mit einem Dextroseäquivalent von bis zu 20 einsetzt und dass man aus dem Stärkehydrolysat-Verdünnungsmittel und dem Dipeptid-Süssstoff eine wässrige Lösung herstellt, die pro Gewichtsteil des Stärkehydrolysates weniger als einen Gewichtsteil des Dipeptid-Süssstoffes enthält, und die Lösung trocknet.
Gemäss bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens werden als Stärkehydrolysate Sorghumstärkehydrolysate mit einem Dextroseäquivalent von bis zu 12 oder Maisstärkehydrolysate mit einem Dextroseäquivalent im Bereich von 5 bis 20 verwendet.
Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Süssungsmittel-Zubereitung.
Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass als Verdünnungsmittel nur solche Stärkehydrolysate verwendet werden, deren Dextroseäquivalent maximal 20 beträgt und die gegebenenfalls sogar ein Dextroseäquivalent von 0 aufweisen können. Es wurde näm lich überraschenderweise gefunden, dass mit steigendem Dextroseäquivalent der verwendeten Stärkehydrolysate-Verdünnungsmittel die Unbeständigkeit der Zubereitung aus Stärkehydrolysat und Dipeptid sowohl in trockener Form als auch in Lösung ansteigt, und zwar im wesentlichen direkt proportional mit dem Dextroseäquivalent.
Wenn man nämlich abweichend von den Bedingungen des erfindungsgemässen Verfahrens zu der Herstellung der Süssmittel-Zubereitung Stärkehydrolysate mit einem Dextroseäquivalent von mehr als etwa 20 verwendet, dann ist die Zersetzungsgeschwindigkeit der Süssmittel-Zubereitung sowohl beim Herstellungsverfahren dieser Zubereitung als auch unter normalen Lagerungsbedingungen und auch bei der Verwendung dieser Zubereitung, nämlich bei ihrer Zugabe zu heissen wässrigen Getränken, wie zum Beispiel Kaffee oder Tee, zu gross.
Wie bereits erwähnt wurde, sind die beim erfindungsgemässen Verfahren eingesetzten Dipeptid-Süssstoffe diejenigen, die in der US-Patentschrift Nr. 3 492 131 beschrieben sind, und ein speziell bevorzugter Dipeptid-Süssstoff ist der Aspartylphenylalanin-methylester.
Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird zweckmässigerweise eine Lösung oder Aufschlämmung hergestellt, die im allgemeinen als einziges Süssmittel einen Dipeptid-Süssstoff der angegebenen Formel enthält. Wird eine Lösung hergestellt, dann wird sie in zweckmässiger Weise konzentriert, sie kann jedoch auch eine etwas geringere Konzentration aufweisen, die vorzugsweise, jedoch in notwendiger Weise, unterhalb 75 % der Menge liegt, die in Lösung bei der jeweiligen Temperatur gehalten werden kann.
Da jedoch Aspartylphenylalaninmethylester in Wasser nicht übermässig gut löslich ist (ungefähr 0,5 % bei 25" C, ungefähr 1,7 % bei 50 C und ungefähr 5% bei 75" C), ist es zweckmässig, eine Aufschlämmung dieses Esters in Wasser herzustellen, wobei die Aufschlämmung ungefähr 8 bis 20% des Esters enthält.
Diese Lösung oder Aufschlämmung wird in der Kälte hergestellt, wobei die Temperatur im allgemeinen nicht 40 C übersteigen sollte und in noch zweckmässigerer Weise einen Wert von 30 C nicht überschreiten sollte. In ganz besonders vorteilhafter Weise sollte die Herstellung etwa bei Zimmertemperatur oder 15 C oder darunter erfolgen. Es ist besonders zweckmässig, eine derartige Lösung oder Aufschlämmung so kurz wie möglich vor ihrem Vermischen mit der Stärkehydro lysatlösung herzustellen.
Eine getrennte wässrige Lösung wird aus dem vorstehend erwähnten Stärkehydrolysat mit einem Dextroseäquivalent von 0 bis 20 hergestellt. Wenn auch verschiedene Stärken zur Herstellung des Ausgangsstärkehydrolysats eingesetzt werden können, so werden dennoch Mais- und Sorghumstärken bevorzugt, insbesondere wachsartige Pferdemaisstärke sowie wachsartige Milokornstärke. Der Stärkehydrolysatfeststoffgehalt der wässrigen Lösung ist etwas variabel, im allgemeinen ist es jedoch zweckmässig, ihn zwischen ungefähr 40 und ungefähr 60 und in besonders vorteilhafter Weise zwischen ungefähr 55 und 58 Gewichtsprozent der Lösung zu halten.
Bei Einhaltung von geringeren Feststoffkonzentrationen innerhalb des erwähnten Bereiches werden fertige getrocknete Süssungsmittel-Zubereitungen erzeugt, die geringere Schüttdichten aufweisen als diejenigen Zubereitungen, die unter Einhaltung höherer Feststoffkonzentrationen hergestellt worden sind. Bei Feststoffkonzentrationen von ungefähr 55 bis 60% sowie bei Einsatz eines Maisstärkehydrolysats mit einem Dextroseäquivalent von 10 bis 12 erhält man gewöhnlich fertige getrocknete Dipeptid-Süssungsmittel- Zubereitungen mit einer Schüttdichte in der Grössenordnung von 0,05 bis 0,1 g/cm3 sowie mit Kaloriengehalten in der Grössenordnung von 1 bis 2 Kalorien pro Teelöffel Menge.
Diese Stärkehydrolysatlösung wird vorzugsweise bei einer Temperatur von ungefähr 50 C (innerhalb eines Bereichs von ungefähr 30 bis 80" C) hergestellt, diese Temperatur kann jedoch auch etwas höher sein, und zwar in Abhängigkeit von der Temperatur der Lösung oder Aufschlämmung des zuvor genannten Ester-Süssungsmittels. In jedem Falle sollte die Mischung aus Stärkehydrolysatlösung und der Lösung oder Aufschlämmung des Ester-Süssungsmittels, wobei diese Mischung unmittelbar vor ihrem Eintritt oder ihrer Zuführung in den Vorerhitzer oder in die Vorerhitzer des Sprühtrockners hergestellt wird, eine Temperatur aufweisen, die zwischen ungefähr 50 und 70" C und in vorteilhafter Weise bei ungefähr 60 bis 65" C liegt.
Zwischen dem Zeitpunkt der Herstellung dieser Mischung und dem Zeitpunkt, an welchem sie in den oder die Vorerhitzer des Sprühtrockners eingeführt wird, in welchem das Trocknen durchgeführt wird, sollte eine möglichst kurze Zeitspanne liegen. Diese Zeitspanne sollte höchstens einige Minuten, beispielsweise 3 bis 5 Minuten, betragen und in noch vorteilhafterer Weise nicht ungefähr 1 Minute übersteigen. Das Sprühtrocknen wird sofort in Gang gesetzt, wobei der Sprühtrockner unter solchen Bedingungen betrieben wird, dass der Feuchtigkeitsgehalt der fertigen sprühgetrockneten Süssungsmittel Zubereitung nicht ungefähr 4 und in noch zweckmässigerer Weise nicht ungefähr 1 Gewichtsprozent der fertigen Zubereitung übersteigt.
Die Steuerung oder Kontrolle des Sprühtrockners in einer solchen Weise, dass ein fertiges sprühgetrocknetes Produkt mit den vorstehend erwähnten Feuchtigkeitsgehalten erhalten wird, ist variabel, und zwar in Abhängigkeit von der jeweiligen Konstruktion des Trockners, der Temperatur der Einlass- und Auslassluft sowie von anderen Faktoren, die an sich bekannt sind. In dem Vorerhitzer des Sprühtrockners wird die Temperatur der Mischung, die sprühgetrocknet werden soll, schnell innerhalb einer Zeitspanne von einigen Sekunden, gewöhnlich ungefähr 5 bis 15 Sekunden, auf einen Wert zwischen ungefähr 60 und 90" C oder darüber vor dem Einsprühen in die Trocknungskammer erhöht.
Durch Herabsetzung des Gesamtfeststoffgehalts der Mischung aus Stärkehydrolysat und Dipeptid-Süssungsmittel kann das Vorerhitzen vermieden werden, im allgemeinen ist es jedoch vorteilhaft, das Vorerhitzen durchzuführen und das Trocknen in einem Sprühtrockner in der vorstehend beschriebenen Art und Weise sowie unter den angegebenen Bedingungen auszuführen.
Wenn es auch besonders vorteilhaft ist, die Mischung aus den genannten Bestandteilen, die in der vorstehend beschriebenen Weise unter den angegebenen Temperatur- und Zeitbedingungen hergestellt worden ist, sprühzutrocknen, so kann man dennoch erfindungsgemäss auch eine andere Trocknungsanlage verwenden, beispielsweise Vakuumtrommeltrockner, Dünnfilmtrockner oder dergleichen, wobei eine schnelle Über- führung in die jeweilige Trocknungsvorrichtung sowie ein schnelles Trocknen von Bedeutung sind. Beim Trocknen erhält man eine expandierte trockene und pulverförmige Zubereitung.
Das Stärkehydrolysat stellt den deutlich grösseren Anteil und das Dipeptid-Süssungsmittel den kleineren Anteil der wässrigen Aufschlämmung oder Lösung der gesamten Feststoffe sowie der fertigen Süssungsmittel-Zubereitung dar. Die Mengen an eingesetztem Dipeptid-Süssungsmittel sind, obwohl sie immer deutlich geringer sind, variabel, und zwar je nach den Süssungseigenschaften des jeweils eingesetzten Dipeptid-Süssungsmittels sowie nach dem angestrebten Süssungsgrad der fertigen Süssungsmittel-Zubereitung. Im allgemeinen fällt das Dipeptid-Süssungsmittel in einen Bereich von 0,5 bis 10 und insbesondere 2 bis 5 % der fertigen, sprühgetrockneten Süssungsmittel-Zubereitung.
Die Viskositäten der vorstehend erwähnten wässrigen Zubereitungen, welche dem Vorerhitzer oder den Vorerhitzern des Sprühtrockners zugeführt werden, sind variabel und fallen in einen Bereich zwischen 50 und 1000 cps, gemessen mittels eines Brookfield-Viskosimeters.
Die Viskositäten hängen natürlich nicht nur von der Konzen tration der Feststoffe in der wässrigen Zubereitung unter Berücksichtigung des jeweiligen Stärkehydrolysats sowie Dipeptid Süssungsmittels, sondern auch von der Temperatur einer derartigen wässrigen Zubereitung oder Lösung ab. Beispielsweise beträgt die Viskosität einer wässrigen Zubereitung oder Lösung, die 55 % Gesamtfeststoffe enthält, wobei, bezogen auf Gesamtfeststoffbasis, das Stärkehydrolysat 95% und das Di peptid-Süssungsmittel 5% ausmachen, ungefähr 300 cps bei 37 C, ungefähr 100 cps bei 50 C und ungefähr 80 cps bei 55"C.
Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung von wässrigen Zubereitungen, wie sie vor dem Trocknen anfallen, unter den vorstehend geschilderten Bedingungen sowie unter Einhaltung der erläuterten Methoden. Die angegebenen Prozentsätze beziehen sich auf das Gewicht.
Beispiel 1
Milokornstärkehydrolysat (DÄ 0) 38
Aspartylphenylalaninmethylester 2
Wasser 60
Beispiel 2
Maisstärkehydrolysat (DÄ 5) 47,5
Aspartylphenylalaninmethylester 2,5
Wasser 50
Beispiel 3
Maisstärkehydrolysat (DÄ 12) 57
Aspartylphenylalaninmethylester 3
Wasser 40
Beispiel 4
Maisstärkehydrolysat (DÄ 10) 52,25
Aspartylphenylalaninmethylester 1,65
Natriumsaccharin 1,1
Wasser 45
Beispiel 5
Milokornstärkehydrolysat (DÄ 11,5) 52,195
Aspartylphenylalaninmethylester 1,65
Kalziumsaccharin 1,1
Kaliumsorbat 0,055
Wasser 45
Wie vorstehend erwähnt, enthalten die erfindungsgemässen Süssungsmittel-Zubereitungen in vorteilhafter Weise nur das wasserlösliche Stärkehydrolysat und das Dipeptid-Süssungsmittel.
Weitere Bestandteile können gegebenenfalls den wässrigen Zubereitungen vor ihrer Trocknung zur Erzielung von besonderen Wirkungen zugesetzt werden, beispielsweise Natrium- oder Kalziumsaccharin, Cyclamate, geniessbare Gums, Eindickungsmittel, Stabilisierungsmittel, grenzflächen- aktive Mittel, Schutzmittel, Fliesskonditionierungsmittel und dergleichen. Wenn davon die Rede ist, dass die Zubereitungen im wesentlichen aus den spezifizierten Bestandteilen bestehen, so ist darunter zu verstehen, dass dadurch nicht die Einmengung von kleinen Mengen an ergänzenden Bestandteilen ausgeschlossen ist, die nicht in fundamentaler Weise die Eigenschaften der erfindungsgemässen Süssungsmittel mit niedrigem Kaloriengehalt verändern.
Es wurde ferner gefunden, dass die Dipeptid-Süssungsmittel zu einer Reaktion mit dem Stärkehydrolysat neigen, wodurch eine leichte Verfärbung der fertigen, trockenen und pulverförmigen Dipeptid-Süssungsmittel-Zubereitung erfolgt. Das Ausmass dieser Verfärbung schwankt mit der Temperatur, welcher die Mischungen aus Dipeptid-Süssungsmittel und Stärkehydrolysat ausgesetzt werden, sowie mit der Dauer der Kontaktzeit. Werden optimale Bedingungen, unter denen die erfindungsgemässen Süssungsmittel-Zubereitungen hergestellt werden, eingehalten, dann ist die Verfärbung äusserst minimal.
Die Verfärbung kann merklich in der Weise vermindert werden, dass kleine Mengen Wasserstoffperoxid der Mischung aus Stärkehydrolysat und Dipeptidsüssungsmittel zugesetzt werden oder dass Glukoseoxydase der Mischung zugegeben wird, und zwar vor dem Trocknen der Mischung. Dies sollte unter Bedingungen erfolgen, welche nicht merklich das Dextrose äquivalent des Stärkehydrolysats beeinflussen.
Die erfindungsgemässen pulverförmigen und freifliessenden sowie wasserlöslichen Süssungsmittel-Zubereitungen mit niedrigem Kaloriengehalt können auf die gleiche Weise wie Rohrzucker zum Süssen von Getränken sowie für andere Zwecke verwendet werden, für die Rohrzucker vorgesehen ist.
PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zur Herstellung einer trockenen, leicht löslichen Süssungsmittel-Zubereitung unter Verwendung einer wässrigen Lösung eines essbaren Verdünnungsmittels und eines Dipeptid-Süssstoffes, dadurch gekennzeichnet, dass man als Dipeptid-Süssstoff einen Aspartylphenylalanin-Niederalkylester der Formel
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in welcher X der Rest der Formel
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ist, verwendet und als Verdünnungsmittel ein Stärkehydrolysat mit einem Dextroseäquivalent von bis zu 20 einsetzt und dass man aus dem Stärkehydrolysat-Verdünnungsmittel und dem Dipeptid-Süssstoff eine wässrige Lösung herstellt, die pro Gewichtsteil des Stärkehydrolysats weniger als einen Gewichtsteil des Dipeptid-Süssstoffes enthält, und die Lösung trocknet.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man als Stärkehydrolysat ein Sorghumstärkehydrolysat mit einem Dextroseäquivalent von bis zu 12 verwendet.
2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man als Stärkehydrolysat ein Maisstärkehydrolysat mit einem Dextroseäquivalent im Bereich von 5 bis 20 verwendet.
3. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Dipeptid-Süssstoff den Aspartylphenylalaninmethylester verwendet.
4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die durchgeführte Trocknung eine Trommeltrocknung ist.
PATENTANSPRUCH II
Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I hergestellte Süssungsmittel-Zubereitungen.
**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.