CN1826057A - 阿司帕坦溶液 - Google Patents
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Abstract
本发明描述了一种水溶液，由于存在β－环糊精作为溶解度增加剂，该溶液中的阿司帕坦高度浓缩。
Description
技术领域
本发明涉及阿司帕坦溶液，尤其是高度浓缩的阿司帕坦水溶液及其用途。
背景技术
阿司帕坦(Aspartame)是一种高潜力的甜味剂，因为其糖样的口味，它被广泛地应用到甜的食品中。
但是，阿司帕坦的一个缺点是其在水中只有大约1％的溶解度。
已知环糊精起多种物质的溶解度增加剂的作用。溶解度增加作用是由于形成了1∶1的复合物。因此，在过去的数年里，开发了具有增加的溶解度的环糊精衍生物，尤其是特定取代的环糊精。令人遗憾的是，这样非常可溶的环糊精衍生物没有被批准用于食品中。因此，对于食品应用来说，只有天然的环糊精可被使用。
文献中公开了γ-环糊精是增加疏水性物质溶解度的最好选择。然而，通过添加γ-环糊精来明显增加阿司帕坦的溶解度的尝试并不令人满意。
发明内容
因此，本发明的总的目的是提供适合于食品应用的高度浓缩的阿司帕坦水溶液。
本发明的其它目的是
-制备本发明的阿司帕坦水溶液的方法，
-β-环糊精制备本发明的阿司帕坦水溶液的用途，
-本发明的阿司帕坦溶液用于改进饮料、尤其是奶的口味的用途，
-本发明的阿司帕坦溶液在制备发酵的或未发酵的奶产品中的用途，
-饮料或食品，尤其是奶衍生的饮料或食品，它包含本发明的阿司帕坦溶液。
-包含本发明溶液的无菌袋及其在液体投料(dosing)和混合仪器中的应用。
现在，为了实施本发明的这些目的，以及还有其它的目的，随着描述继续进行，本发明将变得更轻易地明显，本发明的阿司帕坦水溶液表现出如下特征：它包含阿司帕坦和β-环糊精。
令人惊奇地发现，阿司帕坦和β-环糊精具有协同作用，导致包含大约15-17％β-环糊精和大约5％阿司帕坦的高度浓缩的稳定溶液。
鉴于上述协同作用，在大于单个化合物的溶解度的浓度范围中，应使用等摩尔量以确保没有未溶解的物质剩余在溶液中。
为了进一步使所述高度浓缩的阿司帕坦溶液稳定，除去诱导成核剂的可能结晶被证明是有利的。这样的除去可通过用例如0.2μm-过滤器过滤来进行。
高度浓缩的阿司帕坦溶液的制备可以如下方法进行：将阿司帕坦和环糊精混合，然后溶解在水中，最后过滤。对于本发明的溶液的制备，平常食品质量的环糊精是合适的。一般来说阿司帕坦非常纯，因此是可应用的。不过，这样非常纯的阿司帕坦也可能含有不想要的成核剂，该成核剂优选通过过滤除去。这样的过滤，例如用0.2μm-过滤器，可同时起灭菌的作用。获得灭菌的另一种可能性是例如通过巴斯德消毒法，尤其是通过在大约4.2至4.5范围的pH下加热溶液，因为在所述pH范围内，阿司帕坦降解最慢。
所述溶液的制备可以在室温下进行，也可以在提高的温度下进行。提高的温度不会非常减少获得溶液需要的时间，因为在任何情况下长时间(直到24小时)搅拌是优选的，以便确保完成所述1∶1复合物的形成。
适合的搅拌方法尤其是机械搅拌。搅拌强度似乎不是关键的。例如，温和的搅拌(50至200rpm)，尤其是大约150rpm，被证明是合适的。在大约等摩尔量的情况下，通常进行搅拌，直到获得完全溶解(复合物形成)。目前优选的溶解参数是搅拌短时间，例如10至20分钟，尤其是大约15分钟，在通常约45℃至55℃的提高温度下，尤其是大约50℃，接着在通常约20至30℃的低温下，尤其在室温下搅拌至多大约并通常大约24小时。
阿司帕坦和/或β-环糊精可以固体的形式进行混合并且可以将得到的混合物添加到水中或，优选将水添加到混合物中。或者可以将阿司帕坦和/或β-环糊精悬浮在部分或全部的水中，然后以适当的比例混合。然而，选择的实际操作，应确保环糊精和阿司帕坦都以细粉的形式保留，即具有大的表面，因为否则溶解太慢。
在搅拌的过程中，可添加其它的物质，尤其是水可溶的物质，例如酸、着色剂、稳定剂、抗氧化剂、维生素、氨基酸、肽等等。
溶解一完成，优选将任何未溶解的物质虑出。适合的过滤器具有大约2μm的孔径。通过这样的过滤，一方面除去了所有的结晶诱导成核物质以及过量的阿司帕坦和/或环糊精，另一方面同时得到了灭菌。
本发明的溶液，尤其在作了预备以确保不存在成核物质的情况下，是非常稳定的。在室温下，唯一的问题是已知的阿司帕坦的分解，其随时间引起平衡的干扰，导致β-环糊精沉淀。然后这样沉淀的β-环糊精可能起成核剂的作用。因此，本发明的溶液优选具有大约4.2至4.5范围内的pH，在该范围内，阿司帕坦—也是呈与环糊精的复合物的形式一最稳定，并且溶液不应该被保存超过6个月。在存在或不存在β-环糊精的情况下，在20℃和约4.5的pH下在150天内阿司帕坦的分解速率为约6％。
在非常低的温度，例如4℃下，β-环糊精有结晶的趋势。由于这样的晶体相当小的表面，结晶几乎不可逆转。因此，应该避免在低温下的沉淀/结晶。
由于阿司帕坦的高浓度(不含环糊精溶液的大约500％)，可获得新的应用。最重要的应用之一是在奶改进中。
到目前为止，在纯化方法的冷却系统不发达和/或高需求(长时间加热)的热的国家中，奶很快降解。降解被认为是不想要的牛奶的杂味。为了掩盖这样的杂味，可加入调味剂。但是，没有甜的组分，这样的补充将不被消费者认可。由于需要的量大、糖的有限溶解度和因为增加的热量有些消费者不接受，用糖补充也是不可能的。
因此，对于这样的应用来说，阿司帕坦是甜味剂的选择，条件是可提供足够高浓缩的溶液，以至可将它投料而不能允许稀释牛奶。本发明已提供了这样足够浓缩的溶液。使用本发明的浓缩溶液，必须以至多1ml/l添加，通常是更少。
阿司帕坦溶液的优点是，可以将它包装在无菌袋中—由于液体形式—在无菌设备中容易被加工。从而避免了对于粉状阿司帕坦已知的任何扬尘、粘附至墙壁等，导致更恒定的投料、更少的由于维持设备导致的停机时间。
一种适合的设备是Tetra Pak的FlexDos系统，例如，在名为“2003 Tetra Pak Arom Pak，由Clavis，Lund制作，代码8803en，瑞典印刷。2003-03”的计划书中描述的标名为FDU 2000或FDU 3000的FlexDos设备。这样的设备可从Tetra Pak Arom Pak(Maskinvagen5，SE227 30 Lund，瑞典)获得。
本发明溶液的另外应用一般是饮料，但也可以是奶产品例如发酵的或未发酵的奶产品，例如酸奶。
附图简要说明
附图显示在大约4.5的pH下和在20℃的温度下，与β-环糊精呈1∶1复合物的阿司帕坦随时间的降解。
实施本发明的方式
例如通过使用下面的成分，可以制备高度浓缩的阿司帕坦溶液：
1.成分
1.1.阿司帕坦：
C14H18N2O5(天冬氨酰苯丙氨酸甲酯)
E号： E951
EINECS号： 245-261-3
CAS号： 22839-47-0
分子量： 294.3g/mol
20℃水中的溶解度： 1％
1.2.β-环糊精：
C42H70O35(其它名称：Cyclomaltoheptaose，β-Schardinger Dextrin)
E号： E459
EINECS号： 231-493-2
CAS号： 7585-39-9
分子量： 1135.0g/mol
20℃水中的溶解度： 1.6％
1.3.柠檬酸(为柠檬酸一水合物)：
C6H8O7·H2O
E号： E330
EINECS号： 201 069 1
CAS号： 5949-29-1
分子量： 210.1g/mol
20℃水中的溶解度： 1630g/l
1.4.纯净水
2.配方
阿司帕坦(来自Ajinomoto) 按重量计5.0％
β-环糊精 按重量计17.0％
柠檬酸*)(任选的) 按重量计0.03％
水 余量
*)—无水柠檬酸的百分比
3.制备
将环糊精、阿司帕坦和任选柠檬酸干掺合。然后添加50℃的纯净水。搅拌(大约150rpm)15分钟后，让溶液冷却下来。获得澄清溶液。以大约150rpm继续搅拌24小时。溶液变得轻微地不透明。通过具有0.2μm孔径的过滤器过滤(使用推荐的预过滤器)进行无菌过滤。为了贮藏和运输，应确保10至30℃范围内，优选大约20℃的温度。
4.包含柠檬酸的溶液的技术数据
阿司帕坦浓度：5％
pH： 大约4.5
密度： 在20℃下1.08kg/l
粘度： 3mPas(＝厘泊)—布鲁克菲尔德粘度计Sp1/60
rpm/20
折光计： 21.9°白利
稳定性： 在20℃下1个月内大约1％阿司帕坦降解
贮藏： 室温下，不冷冻。
本发明测定了高浓缩的阿司帕坦溶液随时间和在20℃下的阿司帕坦(APM)降解(见附图)。
在150天期间，监测了阿司帕坦的降解，没有观察到由于“过量的”β-环糊精而引起溶液的去稳定作用。
过滤后，可直接使用按上述制备的阿司帕坦溶液或将它包装在无菌容器中，尤其是袋中；或者可以首先进一步将它灭菌，例如通过巴斯德消毒法，然后使用或包装，或者可以对已经填充的袋进行巴斯德消毒。
所述袋可被直接使用或者贮藏和/或运输，优选在大约10至30℃，更优选大约20℃的温度下。
优选的使用方法是，将所述袋固定在适合的投料和混合设备上，使得从袋中出来的溶液被投料到更大流量的基础食品中，例如饮料或者，尤其是奶。可以另外用其它添加剂，例如调味剂补充奶。在添加阿司帕坦溶液之前和/或在进一步纯化步骤中，可适当地将它进行灭菌，例如巴斯德消毒法步骤，进行上述补充后，任选将它包装到袋中，用于分布到食品市场等。
在酸奶制备中，可在添加调味剂的同时，添加本发明的阿司帕坦溶液。
本发明的高浓缩的阿司帕坦溶液可被用于制备许多种饮料和食品。因此，包含阿司帕坦和β-环糊精(尤其是以等摩尔量)的饮料和食品也是本发明的目的。
本发明的高浓缩的阿司帕坦溶液还可被用作液体家用甜味剂，用于使热或冷的饮料、甜食等变甜。
尽管目前显示和描述了本发明的优选实施方案，但是应清楚地理解，本发明不受它们限制，而是可在后面的权利要求的范围内以其它不同的方式被体现和实施。
Claims (18)
1.阿司帕坦水溶液，它包含阿司帕坦和β-环糊精。
2.权利要求1的阿司帕坦水溶液，其中阿司帕坦和β-环糊精以等摩尔量存在。
3.权利要求1或2的阿司帕坦水溶液，其中阿司帕坦浓度是大约5％。
4.权利要求1至3中任一项的阿司帕坦水溶液，其中β-环糊精浓度是大约15至17％。
5.权利要求1至4中任一项的阿司帕坦水溶液，它还包含至少一种水溶性添加剂，该水溶性添加剂选自酸、着色剂、稳定剂、抗氧化剂、维生素、氨基酸、肽、以及它们的混合物。
6.制备权利要求1至5中任一项的阿司帕坦水溶液的方法，它包括如下步骤：将阿司帕坦、β-环糊精和水混合并搅拌，直到获得最大溶解。
7.权利要求6的方法，其中以等摩尔量将阿司帕坦和β-环糊精混合。
8.权利要求6或7的方法，其中过滤所述溶液，尤其通过具有0.2μm孔的过滤器过滤。
9.权利要求6至8中任一项的方法，其中以在至少部分水中的悬浮液的形式添加阿司帕坦和/或β-环糊精。
10.权利要求6至9中任一项的方法，其中阿司帕坦和β-环糊精以及水的量是导致至多饱和的溶液，优选饱和的溶液的量。
11.权利要求6至10中任一项的方法，其中在提高的温度下，优选在大约45℃至55℃，尤其大约50℃的温度下，进行短时间搅拌，优选10至20分钟，尤其大约15分钟，接着在更低的温度，优选20至30℃下，尤其在室温下，搅拌至多大约24小时。
12.β-环糊精用于制备权利要求1至5之一的阿司帕坦水溶液的用途。
13.权利要求1至5之一的阿司帕坦溶液用于改进饮料，尤其是奶的口味的用途。
14.权利要求1至5中任一项的阿司帕坦溶液在制备发酵的或未发酵的奶产品中的用途。
15.一种饮料或食品，尤其是奶衍生的饮料或食品，它包含阿司帕坦和β-环糊精。
16.权利要求15的饮料或食品，它包含等摩尔量的阿司帕坦和β-环糊精。
17.包含权利要求1至5之一的溶液的无菌袋。
18.权利要求17的无菌袋在液体投料和混合设备中的用途。
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