CN1134224C - 天冬甜素和天冬甜素衍生物的混晶及其制法 - Google Patents

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Abstract

(本发明)提供了含天冬甜素(APM)与N-[N-(3，3-二甲基丁基)-L-α-天冬氨酰基]-L-苯基丙氨酸甲酯的新型混晶，此新型混晶显著改善了甜味品质等性质，可以作为甜味剂来使用。在工业上可以容易的由把含上述APM和APM衍生物的溶液进行晶析操作并分离所析出的混晶来制得此混晶。

Description

天冬甜素和天冬甜素衍生物的混晶及其制法
                      技术领域
本发明涉及含甜味物质天冬甜素(APM)与N-[N-(3，3-二甲基丁基)-L-α-天冬氨酰基]-L-苯基丙氨酸甲酯(以下简写为“N-(3，3-二甲基丁基)-APM”或简称为“APM衍生物”)的新型混晶及其制法。
                      背景技术
近年来，随着饮食生活的水平提高，特别是由于糖分的过多摄取，已引起了肥胖以及由此带来的各种疾病的问题，因此期望开发出替代砂糖的低热甜味剂。在安全性和甜味的品质方面都优异的APM已作为甜味剂而得到广泛的使用，但其稳定性还稍有问题。所以，作为稳定性有若干改善并提高甜度的试验之一，已探讨了在构成APM的天冬氨酸的氨基上引入烷基的化合物，其中N-(3，3-二甲基丁基)-APM的甜度明显提高，这在法国专利2697844的说明书中已有记述。作为N-(3，3-二甲基丁基)-APM的制法已知的有，在甲醇中于3，3-二甲基丁醛的共存下用氰基硼氢钠使APM还原烷基化的方法(参见上述法国专利2697844)和在pH4.5～5的水-甲醇混合溶剂中于3，3-二甲基丁醛的共存下用铂碳为催化剂来使APM还原烷基化的方法(参见WO95/30689)。
已有报道说，高甜度甜味剂N-(3，3-二甲基丁基)-APM及氨基酸类甜味剂APM的甜度与蔗糖比较，按重量比计各自分别为10,000倍(参见特表平8-503206)和约200倍(参见特公昭47-31031)。
虽然对N-(3，3-二甲基丁基)-APM的甜味品质特性还没有详细报道，但根据本发明人等的了解，其先味(与蔗糖一样很快感觉到甜味)极弱而后味(比蔗糖迟出现甜味的感觉)则极强。而且，涩味强，与蔗糖相比甜味品质的均衡性差。另一方面，关于APM，其甜味品质特性尽管没有N-(3，3-二甲基丁基)-APM的程度，不过仍是先味弱而后味强。因此，无论二者中的任一种的甜味特性都与蔗糖的自然甜味情况不一样，都有先味弱而后味强的不协调感觉。
为改善APM的甜味特性，主要有关改善其后味方面，现已有种种方案提出(例如，参见特开昭56-148255、58-141760、58-220668等)，还有把蔗糖与APM合并使用等来得到比较接近于蔗糖的自然甜味的方法(参见特开昭57-152862)。不过，根据本发明人等已经发现的知识，把高甜度的甜味剂N-(3，3-二甲基丁基)-APM与氨基酸类甜味剂APM组合起来，可以加强先味而另一方面又减弱后味并减弱涩味，实现了甜味品质的均衡。例如，把先味弱的N-(3，3-二甲基丁基)-APM与APM均匀而且适当组合就可以使其先味比单独使用N-(3，3-二甲基丁基)-APM与APM的场合都有改善，作为整体其均衡性好，可以期待得到接近于蔗糖甜味品质的高甜度甜味剂。
N-(3，3-二甲基丁基)-APM的甜度，与蔗糖相比，以重量比计，为10,000倍(参见特表平8-503206)，但随之有在使用时甜度调节的困难。因此，不仅从改善甜味品质来看，而且从使用方面看都期待把N-(3，3-二甲基丁基)-APM与APM适当合并来作为甜味剂使用。这里，基于这样的适当组合来改善甜味品质等所面临的课题已被考虑。
                      发明的目的
鉴于上面记载的APM以及N-(3，3-二甲基丁基)-APM的甜味品质特性，本发明的目的在于提供甜味品质等改善了的APM与N-(3，3-二甲基丁基)-APM的适当组合以解决上述课题。
                      发明的公开
本发明人等为解决上述课题以达到本发明的目的进行了锐意的探讨，结果发现，把含N-(3，3-二甲基丁基)-APM和APM的溶液进行晶析得到了含N-(3，3-二甲基丁基)-APM和APM的新型混晶，更发现这样所得的混晶与可以达到上述目的的简单的两者结晶的混合物不同，它是均匀的而且甜味品质等已明显改善。
此混晶的粉末X-线衍射图(CuKα线，下同)虽与单一的APM(例如，湿结晶为IA晶型，干燥结晶为IB晶型，参见特公昭6-31312)是相同的，但用高速液相色谱分析检出了N-(3，3-二甲基丁基)-APM。另一方面，在N-(3，3-二甲基丁基)-APM和APM简单混合的场合，则显示出两者的粉末X-线衍射峰。所以，尽管粉末X-线衍射图是与单独的APM同样的，但从由高速液相色谱分析检出了N-(3，3-二甲基丁基)-APM可以知道，上述所得结晶是含有N-(3，3-二甲基丁基)-APM和APM的新型混晶。
进一步还发现，把含有N-(3，3-二甲基丁基)-APM和APM的溶液经晶析、分离出所析出的结晶就可以很容易的制备含有N-(3，3-二甲基丁基)-APM与APM的混晶。
基于这些发现，至此完成了本发明。
也就是说，本发明涉及至少含有N-(3，3-二甲基丁基)-APM和APM的新型混晶以及把含有N-(3，3-二甲基丁基)-APM与APM的溶液经晶析操作来制备含有至少此2种化合物的新型混晶的制法。
进一步说，本发明包含下述内容：
1.APM与此APM衍生物之含有比以重量比计为100对0.1～10范围的上述混晶，作为甜味剂以0.3～3范围的上述混晶为优选。
在此范围内的混晶可以按后面讲的适当选择制备时的晶析条件而容易的制得。
2.晶析操作所使用的溶剂是从水及醇类中选出的水或单一的醇的单独溶剂或从这些多种醇和水中选出的2种以上任意混合的混合溶剂的上述制法。
3.醇类为乙醇和甲醇的上述制法。
4.晶析操作中APM与N-(3，3-二甲基丁基)-APM的起始(重量)浓度比在4以上、特别优选在10以上的上述制法。
5.晶析操作中以冷却后的析出APM相对于存在的溶剂1升为约10g以上、特别优选为20～100g范围地设定起始浓度、使整个溶液变成看起来像冰糕(果子露冰激凌)似的类似固相那样、不用机械搅拌等使其强制流动、由传导传热来冷却、生成类似固相的上述制法。
6.含有本发明的上述混晶、根据需要还含有它和甜味剂用载体的甜味剂以及用它来赋予作为人等动物要求甜味的食品、口内化妆品、口服药物等甜味的方法。
                      实施方案
通过上面所述，本发明的新型混晶可以作为优异的甜味剂来使用，在制备此混晶的场合，所使用的晶析操作可以用大家都知道的晶析方法来实施。
即，在制备含有N-(3，3-二甲基丁基)-APM和APM的混晶时，以在含有此2种化合物的溶液状态来进行晶析操作，把析出的混晶分离出来就可以很容易的制备含有N-(3，3-二甲基丁基)-APM和APM的混晶。
还有，可以通过对于晶析操作中使用的溶剂对两化合物的溶解性等的探讨来选择适当的晶析用溶剂。
这样的溶剂可以列举的有，例如，从水、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸、甲苯、己烷、四氢呋喃、乙腈、二甲氧基乙烷、乙醚、异丙醇、乙醇、甲醇、二氯甲烷、氯仿以及1，2-二氯乙烷等中选出的1种溶剂或这些中的2种以上的混合溶剂。
在最终制品中残余溶剂成为制品品质上的大问题的场合，用水或它与乙醇、甲醇等醇类溶剂的混合溶剂为优选。
作为晶析操作中所用的原料的含有N-(3，3-二甲基丁基)-APM和APM的溶液以至少含有此2种化合物的溶液为好，混合使用在各制备过程中得到的浆料或溶解液也行，进一步说，使用在制备N-(3，3-二甲基丁基)-APM过程中所得到的含N-(3，3-二甲基丁基)-APM与APM的浆料或溶解液也行。
由这样得到的溶解液，通过进行冷却晶析、浓缩晶析、中和晶析等通常的晶析操作而得到N-(3，3-二甲基丁基)-APM与APM的混晶。当多量存在APM时，由于已知搅拌会生成微细结晶，故希望进行静置晶析或在静置晶析后再根据需要进行搅拌晶析来抑制微细结晶的生成。在进行静置晶析时，如特公平03-025438所述那样，以在冷却后的析出APM相对于1升所存在的溶剂为约10g以上，优选为20～100g范围地设定起始浓度，使整个溶液变成看起来像冰糕(果子露冰激凌)状的类似固相那样、不用机械搅拌等使其强制流动、由传导传热来冷却生成类似固相的方法为好。
进行晶析操作的溶解液中的APM与N-(3，3-二甲基丁基)-APM的起始浓度，以相对于N-(3，3-二甲基丁基)-APM，APM以重量比计不在4以上时就不能形成完全的混晶，而以存在10以上为优选。
关于这样制备的本发明的混晶，把APM与N-(3，3-二甲基丁基)-APM制成结晶并与其它途径混合的场合相比，如前述那样，当然是有很大优点的，可以列举的最大优点在于达到了均匀混合状态。
首先对由晶析得到果子露冰激凌或浆料，接着进行固液分离和干燥、如果需要的话再进行造粒就可以得到最终制品。
作为固液分离的方法列举的有过滤与离心分离、对于干燥方法可以用真空干燥器、流动层干燥器、喷雾干燥器、精密干燥器等，造粒方法有干式和湿式造粒等，不过并不限于这些。
由本发明所得到的混晶来作为甜味剂而制备和使用的场合没有特别的困难，作为甜味剂的制法与使用方法可以很容易的利用已知的方法进行。
                      最佳实施方案
下面用实施例和比较例来更详细的说明本发明。实施例1
把15.6g(0.051mol)含水分3.9重量％的APM和0.06g(0.15mmol)含水分5.5重量％的N-(3，3-二甲基丁基)-APM加入到300ml水中，在70℃下经1h使之溶解。(由此，溶解液的APM和N-(3，3-二甲基丁基)-APM的浓度是每100ml分别为5.2g和0.02g，APM与N-(3，3-二甲基丁基)-APM的起始浓度比为260。)在5℃下对此溶解液进行3h的静置晶析，得到果子露冰激凌状物。把此果子露冰激凌状物搅拌一夜后作成浆料，进行过饱和的消除。把此浆料(用1μm的滤纸)过滤，使湿结晶与母液分离。把此湿结晶在50℃下减压干燥一夜，得到13.2g含水分3.4重量％的干燥结晶，由高速液相色谱测定，它为APM：97.4重量％和N-(3，3-二甲基丁基)-APM：0.2重量％。干燥结晶的粉末X-线衍射图(CuKα线)显示出IB晶型的衍射晶格图谱。实施例2～11
按照表1所示的含APM和N-(3，3-二甲基丁基)-APM的水溶液用实施例1所述方法进行晶析操作。表1示出了晶析溶液的组成以及得到的干燥结晶的组成。任何一个干燥结晶都是混晶。
表1  晶析溶液的组成以及得到的干燥结晶的组成
实施例编号       晶析溶液浓度[g/dl] APM与N-(3，3-二甲基丁基)-APM的起始浓度比               干燥结晶组成[重量％]
  APM N-(3，3-二甲基丁基)-APM   APM N-(3，3-二甲基丁基)-APM   水
  2   4.87     0.05     97   93.1     0.6   2.9
  3   4.74     0.09     53   92.8     1.0   3.6
  4   5.05     0.50     10   87.7     4.7   3.8
  5   4.99     0.98     5   90.4     7.3   3.0
  6   5.08     1.31     4   87.5     9.5   3.4
  7   4.17     0.05     83   95.4     0.7   3.1
  8   4.15     0.10     42   93.8     1.4   3.0
  9   3.63     0.04     91   97.3     0.8   2.9
  10   3.54     0.10     35   93.3     1.6   2.9
  11   2.07     0.05     41   94.7     1.1   3.5
  12   2.06     0.10     21   92.3     2.0   3.8
比较例1
把5.31g(0.017mol)含水分3.9重量％的APM和1.76g(4mmol)含水分5.5重量％的N-(3，3-二甲基丁基)-APM加入到100ml水中，在70℃下经1h使之溶解。(由此，溶解液的APM和N-(3，3-二甲基丁基)-APM的浓度是每100ml分别为5.1和1.7g，APM与N-(3，3-二甲基丁基)-APM的起始浓度比为3。)在5℃下对此溶解液进行一夜的静置晶析，在过饱和消除后，(用1μm的滤纸)过滤，使湿结晶与母液分离。把此湿结晶在50℃下减压干燥一夜，得到13.2g含水分6.75重量％的干燥结晶，由高速液相色谱测定，它为APM：80.0重量％和N-(3，3-二甲基丁基)-APM：9.0重量％。干燥结晶的粉末X-线衍射图(CuKα线)没显示出IB晶型的衍射晶格图谱。
                   发明的效果
由本发明得到的含有N-(3，3-二甲基丁基)-APM和APM的新型混晶可以作为甜味品质明显改善了的甜味剂使用，它可以提供比分别制备N-(3，3-二甲基丁基)-APM与APM结晶再混合方法得到更均匀的甜味剂。
本发明的新型混晶在工业上可容易的由把含上述2种化合物的溶液按照通常的晶析操作并把所生成的混晶分离的方法来制备。

Claims (9)

1.一种混晶，其特征在于它含有N-[N-(3，3-二甲基丁基)-L-α-天冬氨酰基]-L-苯基丙氨酸甲酯和APM。
2.权利要求1所述的混晶，其特征在于APM与所述APM衍生物的含有比以重量比计为100对0.1～10。
3.含有N-[N-(3，3-二甲基丁基)-L-α-天冬氨酰基]-L-苯基丙氨酸甲酯和APM的混晶的制法，其特征在于把含有N-[N-(3，3-二甲基丁基)-L-α-天冬氨酰基]-L-苯基丙氨酸甲酯和APM的溶液进行晶析操作。
4.权利要求3所述的制法，其中晶析操作所使用的溶剂是从水和醇类中选出的水或醇的单一溶剂或从这些多种醇和水中选出的2种以上任意混合的混合溶剂。
5.权利要求4所述的制法，其中所述醇类是乙醇和甲醇。
6.权利要求3所述的制法，其中晶析操作中的APM和N-[N-(3，3-二甲基丁基)-L-α-天冬氨酰基]-L-苯基丙氨酸甲酯的起始(重量)浓度比在4以上。
7.权利要求3～6中任一项所述的制法，它包括以在冷却后的析出APM相对于1升所存在的溶剂为约10g以上地设定起始浓度、使整个溶液变成看起来像冰糕(果子露冰激凌)状类似固相那样、不用机械搅拌等使其强制流动、由传导传热来冷却、生成类似固相。
8.一种甜味剂，其特征在于它含有权利要求1所述混晶和甜味剂用载体。
9.一种甜味剂，其特征在于它含有权利要求2所述混晶和甜味剂用载体。
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