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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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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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**.
The present invention relates to a method for producing a dry, easily soluble sweetener preparation using an aqueous solution of a dipeptide sweetener.
Dipeptide sweeteners are described in U.S. Patent No. 3,492,131, the aspartylphenylalanine lower alkyl esters of the formula below
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are. These dipeptide sweeteners are crystalline powders which, based on their weight, are 100 to 200 times more effective than cane sugar. The dipeptide sweeteners mentioned can be used as such to sweeten beverages, such as tea, coffee and the like. In general, however, as was also proposed in the mentioned US patent, in the form of powders, tablets, syrups and solutions, mixed with liquid or solid carrier materials, such as, for example, water, glycerol, starch, sorbitol, salts, citric acid or other non-toxic solid or liquid carriers.
The aforementioned dipeptide sweeteners have been found to be relatively unstable compounds. For example, aspartylphenylalanine methyl ester is relatively easily decomposed or changed under certain conditions, with the formation of a diketopiperazine, which causes a noticeable reduction in the ability to sweeten. If aspartylphenylalanine methyl ester is mixed with water, this compound does not dissolve easily, but tends to form lumps, which lumps dissolve only with difficulty. If the said ester is tabletted in the usual way, the tablets obtained do not readily dissolve in water. Even when this ester is mixed with a large amount of a powdered carrier, such as powdered lactose, it does not readily go into solution in water or in aqueous media.
Considerable problems therefore arise in the production of sweetener preparations which, on the one hand, have pronounced sweetening properties and, on the other hand, are not afflicted with the problems which are due to the solubility properties and instability of the dipeptides mentioned.
As can be seen from US Pat. Nos. 3,320,074 and 3,325,296, it is known to use certain starch hydrolysates for the production of sweetener preparations in which the sweetener consists of saccharin or cyclamates or mixtures thereof. According to the first-mentioned US patent, an aqueous solution of a water-soluble dextrin with a DA of approximately 0 is subjected to the action of pressure, aerated and then spray-dried. The finished product has a bulk density of no more than about 0.15 g / cm3 and a calorie content of between about 2.7 to less than 5.5 calories per teaspoon of amount.
According to the second US-PS mentioned, an aqueous solution of a water-soluble starch hydrolyzate with a DA of more than 13, but not more than 28 and an artificial sweetener containing no calories, such as saccharin and / or cyclamates, is dried in a vacuum, for example in a Vacuum drum dryer. After grinding and grading, the products obtained have calorie contents of only about 3 calories per teaspoon. However, by using the methods described in the cited patents, it is not possible to produce satisfactory, low calorie products by simply using the dipeptide sweeteners in place of saccharin and / or cyclamates.
This is due to the fact that the dipeptide sweeteners have certain instability properties which are not attributable to saccharin or cyclamates. Under the conditions described in the patents mentioned, the dipeptide sweeteners break down to a considerable extent, so that their sweetening power is noticeably impaired.
The aim of the present invention was to produce a dry, easily soluble sweetener preparation which contains the dipeptide sweeteners described in the aforementioned US Pat. No. 3,492,131 as a component having a sweetening effect, the difficulties being overcome by the selection of a suitable edible diluent regarding the instability and the sweetening properties of the dipeptide sweeteners mentioned should be avoided.
It has surprisingly been found that the desired sweetener preparations can be produced by using a starch hydrolyzate with a certain maximum dextrose equivalent as the diluent.
The present invention therefore relates to a process for the production of a dry, easily soluble sweetener preparation using an aqueous solution of an edible diluent and a dipeptide sweetener, which is characterized in that an aspartylphenylalanine lower alkyl ester of the formula is used as the dipeptide sweetener
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is used and a starch hydrolyzate with a dextrose equivalent of up to 20 is used as a diluent and that an aqueous solution is prepared from the starch hydrolyzate diluent and the dipeptide sweetener which contains less than one part by weight of the dipeptide sweetener per part by weight of the starch hydrolyzate, and the solution dries.
According to preferred embodiments of the process according to the invention, sorghum starch hydrolysates with a dextrose equivalent of up to 12 or corn starch hydrolysates with a dextrose equivalent in the range from 5 to 20 are used as starch hydrolysates.
The present invention also relates to a sweetener preparation produced by the process according to the invention.
An essential feature of the process according to the invention is that only those starch hydrolysates whose dextrose equivalent is a maximum of 20 and which may even have a dextrose equivalent of 0 are used as diluents. Namely, it was surprisingly found that with increasing dextrose equivalent of the starch hydrolyzate diluent used, the instability of the preparation of starch hydrolyzate and dipeptide increases both in dry form and in solution, essentially in direct proportion to the dextrose equivalent.
If, in deviation from the conditions of the process according to the invention for the production of the sweetener preparation, starch hydrolysates with a dextrose equivalent of more than about 20 are used, then the rate of decomposition of the sweetener preparation both in the production process of this preparation and under normal storage conditions and also in the Use of this preparation, namely when adding it to hot watery beverages, such as coffee or tea, is too great.
As noted above, the dipeptide sweeteners used in the process of the present invention are those described in US Pat. No. 3,492,131 and a particularly preferred dipeptide sweetener is aspartylphenylalanine methyl ester.
When carrying out the process according to the invention, it is expedient to prepare a solution or slurry which generally contains a dipeptide sweetener of the formula given as the only sweetener. If a solution is prepared, it is conveniently concentrated, but it can also have a somewhat lower concentration, which is preferably, but necessarily, below 75% of the amount that can be kept in solution at the respective temperature.
However, since aspartylphenylalanine methyl ester is not overly soluble in water (about 0.5% at 25 "C, about 1.7% at 50 C and about 5% at 75" C), it is useful to make a slurry of this ester in water wherein the slurry contains approximately 8 to 20% of the ester.
This solution or slurry is prepared in the cold, the temperature generally not exceeding 40.degree. C. and, even more expediently, not exceeding 30.degree. In a particularly advantageous manner, the production should take place at about room temperature or 15 ° C. or below. It is particularly useful to prepare such a solution or slurry as soon as possible before it is mixed with the starch hydrolysate solution.
A separate aqueous solution is prepared from the aforementioned starch hydrolyzate having a dextrose equivalent of 0-20. Even if different starches can be used for the production of the starting starch hydrolyzate, maize and sorghum starches are nevertheless preferred, in particular waxy horse maize starch and waxy milokorn starch. The starch hydrolyzate solids content of the aqueous solution is somewhat variable, but in general it is convenient to maintain it between about 40 and about 60, and most preferably between about 55 and 58 percent by weight of the solution.
If lower solids concentrations are maintained within the range mentioned, finished, dried sweetener preparations are produced which have lower bulk densities than those preparations which have been produced while adhering to higher solids concentrations. At solids concentrations of approximately 55 to 60% and when using a corn starch hydrolyzate with a dextrose equivalent of 10 to 12, finished, dried dipeptide-sweetener preparations with a bulk density in the order of magnitude of 0.05 to 0.1 g / cm3 and with calorie contents are usually obtained on the order of 1 to 2 calories per teaspoon.
This starch hydrolyzate solution is preferably prepared at a temperature of about 50 C (within a range of about 30 to 80 "C), but this temperature can also be slightly higher, depending on the temperature of the solution or slurry of the aforementioned ester In any case, the mixture of starch hydrolyzate solution and the solution or slurry of the ester sweetener, which mixture is prepared immediately prior to its entry or its introduction into the preheater or into the preheater of the spray dryer, should have a temperature which is between about 50% and 70 "C, and advantageously about 60 to 65" C.
As short a period of time as possible should lie between the time at which this mixture is produced and the time at which it is introduced into the preheater or preheaters of the spray dryer in which the drying is carried out. This period of time should be at most a few minutes, for example 3 to 5 minutes, and more advantageously not exceed about 1 minute. The spray drying is started immediately, the spray dryer being operated under such conditions that the moisture content of the finished spray-dried sweetener preparation does not exceed approximately 4 and more expediently does not exceed approximately 1 percent by weight of the finished preparation.
The control or supervision of the spray dryer in such a way that a finished spray dried product with the above mentioned moisture contents is obtained is variable, depending on the particular construction of the dryer, the temperature of the inlet and outlet air as well as other factors, which are known per se. In the preheater of the spray dryer, the temperature of the mixture to be spray dried is rapidly increased to between about 60 and 90 "C or above within a period of a few seconds, usually about 5 to 15 seconds, prior to spraying into the drying chamber .
Preheating can be avoided by lowering the total solids content of the starch hydrolyzate / dipeptide sweetener mixture, but in general it is advantageous to carry out the preheating and drying in a spray dryer in the manner and conditions described above.
Even if it is particularly advantageous to spray-dry the mixture of the components mentioned, which has been prepared in the manner described above under the specified temperature and time conditions, another drying system can nevertheless also be used according to the invention, for example vacuum drum dryer, thin film dryer or the like Rapid transfer to the respective drying device and rapid drying are important. On drying, an expanded, dry and powdery preparation is obtained.
The starch hydrolyzate represents the significantly larger portion and the dipeptide sweetener the smaller portion of the aqueous slurry or solution of the total solids as well as the finished sweetener preparation. The amounts of dipeptide sweetener used are, although they are always significantly lower, variable, and depending on the sweetening properties of the respective dipeptide sweetener used and the desired degree of sweetening of the finished sweetener preparation. In general, the dipeptide sweetener falls within a range of 0.5 to 10, and especially 2 to 5% of the finished, spray-dried sweetener preparation.
The viscosities of the above-mentioned aqueous preparations which are fed to the preheater or preheaters of the spray dryer are variable and fall in a range between 50 and 1000 cps, measured by means of a Brookfield viscometer.
The viscosities naturally depend not only on the concentration of the solids in the aqueous preparation, taking into account the respective starch hydrolyzate and dipeptide sweetener, but also on the temperature of such an aqueous preparation or solution. For example, the viscosity of an aqueous preparation or solution containing 55% total solids, with the starch hydrolyzate being 95% and the dipeptide sweetener being 5% on a total solids basis, is approximately 300 cps at 37 ° C, approximately 100 cps at 50 ° C and about 80 cps at 55 "C.
The following examples explain the production of aqueous preparations as they arise before drying, under the conditions described above and in compliance with the methods explained. The percentages given relate to weight.
example 1
Milokorn starch hydrolyzate (DÄ 0) 38
Aspartylphenylalanine methyl ester 2
Water 60
Example 2
Corn starch hydrolyzate (DÄ 5) 47.5
Aspartylphenylalanine methyl ester 2.5
Water 50
Example 3
Corn starch hydrolyzate (DÄ 12) 57
Aspartylphenylalanine methyl ester 3
Water 40
Example 4
Corn starch hydrolyzate (DÄ 10) 52.25
Aspartylphenylalanine methyl ester 1.65
Sodium saccharin 1.1
Water 45
Example 5
Milokorn starch hydrolyzate (DÄ 11.5) 52.195
Aspartylphenylalanine methyl ester 1.65
Calcium saccharin 1.1
Potassium sorbate 0.055
Water 45
As mentioned above, the sweetener preparations according to the invention advantageously contain only the water-soluble starch hydrolyzate and the dipeptide sweetener.
Further components can optionally be added to the aqueous preparations before they are dried to achieve special effects, for example sodium or calcium saccharine, cyclamates, edible gums, thickeners, stabilizers, surface-active agents, protective agents, flow conditioning agents and the like. When it is said that the preparations essentially consist of the specified ingredients, it is to be understood that this does not exclude the incorporation of small amounts of supplementary ingredients which do not fundamentally affect the properties of the low-calorie sweeteners according to the invention change.
It was also found that the dipeptide sweeteners tend to react with the starch hydrolyzate, as a result of which the finished, dry and powdery dipeptide sweetener preparation is slightly discolored. The extent of this discoloration varies with the temperature to which the mixtures of dipeptide sweetener and starch hydrolyzate are exposed and with the length of contact time. If optimal conditions under which the sweetener preparations according to the invention are produced are maintained, then the discoloration is extremely minimal.
The discoloration can be markedly reduced by adding small amounts of hydrogen peroxide to the mixture of starch hydrolyzate and dipeptide sweetener, or by adding glucose oxidase to the mixture before the mixture is dried. This should be done under conditions which do not appreciably affect the dextrose equivalent of the starch hydrolyzate.
The powdery, free-flowing and water-soluble sweetener preparations with a low calorie content according to the invention can be used in the same way as cane sugar for sweetening beverages and for other purposes for which cane sugar is intended.
PATENT CLAIM 1
Process for the production of a dry, easily soluble sweetener preparation using an aqueous solution of an edible diluent and a dipeptide sweetener, characterized in that the dipeptide sweetener is an aspartylphenylalanine lower alkyl ester of the formula
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is used and a starch hydrolyzate with a dextrose equivalent of up to 20 is used as a diluent and that an aqueous solution is prepared from the starch hydrolyzate diluent and the dipeptide sweetener which contains less than one part by weight of the dipeptide sweetener per part by weight of the starch hydrolyzate, and the solution dries.
SUBCLAIMS
1. The method according to claim I, characterized in that a sorghum starch hydrolyzate with a dextrose equivalent of up to 12 is used as the starch hydrolyzate.
2. The method according to claim I, characterized in that a corn starch hydrolyzate with a dextrose equivalent in the range from 5 to 20 is used as the starch hydrolyzate.
3. The method according to claim I or dependent claim 1, characterized in that the aspartylphenylalanine methyl ester is used as the dipeptide sweetener.
4. The method according to claim I, characterized in that the drying carried out is drum drying.
PATENT CLAIM II
Sweetener preparations produced by the process according to patent claim I.
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