DE102007026713A1 - Natürlicher Süßstoff mit reduziertem verwertbaren Kaloriengehalt, insbesondere zur therapeutischen Gewichtsabnahme und zur Anwendung bei Adipositas und Diabetes - Google Patents

Abstract

Es wird ein natürlicher Süßstoff beschrieben, der einen deutlich geringeren verwertbaren Kaloriengehalt hat als herkömmliche Zucker oder Zuckeraustauschstoffe. Dabei handelt es sich um die 5-Keto-D-Fructose.

Description

• Gegenstand der Erfindung ist ein Süßstoff zur Verminderung des verwertbaren Kaloriengehalts der Nahrung. Dieser Süsstoff ist 5-Keto-D-Fructose. Es handelt sich dabei um eine dehydrogenierte Fructose. Die 5-Keto-D-Fructose kann im menschlichen oder tierischen Organismus nicht bzw. nur zu einem deutlich geringerem Teil verwertet werden als Fructose und steht diesem daher nicht bzw. nur eingeschränkt als Kalorienquelle zur Verfügung.
• Im Folgenden wird unter dem Begriff Süßstoff jeder Stoff verstanden, welcher Lebensmitteln einen süssen Geschmack gibt. Im Sinne dieser Erfindung sind Süßstoffe also sämtliche Stoffe, die zum Süssen von Lebensmitteln verwendet werden oder geeignet sind, und zwar insbesondere unabhängig davon, ob es sich um synthetische Stoffe mit sehr hoher Süsskraft oder um Zucker, wie z. B. Saccharose oder Glucose oder um Zuckeraustauschstoffe, wie z. B. Sorbit oder Mannit, handelt.
• Fructose ist bekanntlich eine Ketohexose und stellt einen wichtigen Energie liefernden Nahrungsbestandteil dar. Sie kommt als Di- und Oligosaccharid, aber auch als freie Fructose in zahlreichen Nahrungsmitteln vor. Anders als bei der Glucose wird Fructose durch erleichterte Carrier-vermittelte Diffusion in die Mukosazellen des Dünndarms aufgenommen. Der enzymatische Abbau beginnt in der Leber durch die Einwirkung der Adenosintriphosphat-(ATP)-abhängigen Fructokinase, wobei Fructose zu Fructose-1-phosphat umgesetzt wird. In der Leber und in den Nieren wird Fructose-1-phosphat durch die Aldolase B in Glyzerinaldehyd und Dihydroxyacetonphosphat.
• Fructose ist in der Nahrung in z. B. Früchten und Fruchtsäften in großer Menge enthalten, besonders aber auch in Saccharose, welche im Organismus in Fructose und Glucose gespalten wird. Fructose ist somit ein wichtiger Kalorienlieferant des menschlichen Organismus und muss bei allen Bemühungen, den Kaloriengehalt der Nahrung zu mindern, ganz besondere Aufmerksamkeit finden.
• Aussderdem wird Fructose in sehr grossem Umfang von der Lebensmittelindustrie als Süßstoff eingesetzt, und zwar insbesondere weil es sich bei der Fructose um einen natürlichen Süßstoff handelt, der eine sehr viel höhere Süsskraft besitzt als normaler Haushaltszucker (Saccharose), nämlich eine ungefähr doppelt so hohe Süsskraft, wie Saccharose. Ausserdem wird Fructose im Gegensatz zu Saccharose, welche nach dem Verzehr im Verdauungstrakt in Fructose und Glucose aufgespalten wird, von Diabetikern vertragen. Fructose wird daher in sehr großem Umfang durch z. B. Umwandlung von Glucose zu Fructose, gewonnen und dann als reine Fructose direkt an den Verbraucher verkauft oder aber in der Produktion von Lebensmittel eingesetzt, so z. B. in Getränken und Süssigkeiten.
• Es wurde nun gefunden, dass der verwertbare Kaloriengehalt von Fructose erheblich vermindert werden kann, wenn es gelingt, Fructose in eine Verbindung zu überführen, die im Stoffwechsel des menschlichen oder tierischen Organismus nicht oder zumindest in deutlich geringerem Umfang verwertet werden kann. Eine solche Verbindung ist die durch Dehydrierung der Fructose entstehende 5-Keto-D-Fructose, welche ebenfalls eine sehr gute Süsskraft besitzt. Bei dieser handelt es sich um einen natürlichen Stoff der als Süßstoff eingesetzt erhebliche Vorteile gegenüber der Verwendung von Fructose oder anderen natürlichen oder synthetischen Süßstoffen hat. Im Gegensatz zu den bekannten natürlichen Süßstoffen ist 5-Keto-D-Fructose im menschlichen Körper nicht oder zumindest in deutlich geringerem Umfamg verwertbar und hat damit einen reduzierten verwertbaren Kaloriengehalt. Ausserdem wird die 5-Keto-D-Fructose im Dickdarm nicht durch die Darmbakterien unter Gasbildung verstoffwechselt und führt somit im Gegensatz zu anderen Kohlenhydraten, welche in den Dickdarm gelangen, nicht zu intestinalen Beschwerden. Im Gegensatz zu den synthetischen Süßstoffen ist die 5-Keto-D-Fructose ein natürlicher – in Lebensmitteln auch natürlicherweise vorkommender – Stoff der dosisunabhängig keine unerwünschten Nebenwirkungen hat. Synthetische Lebensmittel jedoch haben bei zu hoher Dosierung in aller Regel unerwünschte Nebenwirkungen, wie z. B. Durchfall oder negative Auswirkungen auf den Hormonhaushalt. Im übrigen wird in der Fachwelt diskutiert, dass synthetische Süßstoffe gesundheitsschäd lich sein könnten und sogar eine unerwünschte appetitsteigernde Wirkung haben. Insbesondere auch die Förderung der Entstehung von Karzinomen wurde in der Vergangenheit immer wieder mit synthetischen Süßstoffen in Verbindung gebracht. Auch schmecken synthetische Süßstoffe vielen Verbrauchern nicht. Ein weiteres Problem mit der Verwendung von synthetischen Süßstoffen besteht in dem im Vergleich zu natürlichen Süßstoffen schlechterem Einfluss auf die Konsistenz von Lebensmitteln, wie z. B. Süßspeisen und Backwaren. Daher würde die Verwendung der 5-Keto-D-Fructose als Süßstoff einen großen Vroteil gegenüber den derzeit erhältlichen Süßstoffen bedeuten.
• Gegenstand der Erfindung ist somit ein Mittel das aus 5-Keto-D-Fructose besteht oder diese enthält.
• Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung von 5-Keto-D-Fructose als Süßstoff.
• Die praktische Bedeutung eines derartigen Mittels zur Reduktion des verwertbaren Kaloriengehalts der Nahrung wird auch deutlich, wenn man berücksichtigt, dass Fructose in sehr großen Umfang in der Lebensmittelindustrie als Süßstoff eingesetzt wird.
• 5-Keto-D-Fructose wurde bisher noch nicht für die therapeutische Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers oder für diagnostische Zwecke am menschlichen oder tierischen Körper eingesetzt. Es handelt sich somit um die erste Medizinische Indikation der 5-Keto-D-Fructose. Erfindungsgemäß wird ferner 5-Keto-D-Fructose zur Verwendung in der Medizin, beispielsweise als Arzneimittel, angegeben. Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend auch ein Erzeugnis, das aus 5-Keto-D-Fructose oder diese neben einem oder mehreren anderen Wirkstoffen enthält, zur Anwendung in einem medizinischen Verfahren, insbesondere einem Verfahren zur therapeutischen Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers.
• Gemäß eines weiteren Aspekts wird erfindungsgemäß ein Lebensmittel bereitgestellt, das aus 5-Keto-D-Fructose besteht oder diese enthält. Bei dem erfindungsgemässen Mittel kann es sich insbesondere um jede Art von Stoff handeln der dazu bestimmt ist verzehrt oder einem anderen einen Lebensmittel zugesetzt zu werden. In Frage kommt z. B. die Bereitstellung des erfindungsgemässen Mittels als Lebensmittelzusatz, als Nahrunsgergänzungsmittel, als diäteteisches Lebensmittel, als bilanzierte Diät oder auch als normales Lebensmittel.
• Das erfindungsgemäße Mittel kann einem Nahrungsmittel wie jeder andere Süßstoff, sei es ein natürlicher oder synthetischer, vor dem Verzehr oder bereits während der Herstellung zugesetzt werden. Die Erfindung könnte daher zum Beispiel bei der Herstellung von Süßspeisen, Fruchtzubereitungen (z. B. Apfelmus), Marmelade, Honig, Schokolade und Schokoladenerzeugnissen, Backwaren (z. B. Kekse und Kuchen), Brotwaren, Teigwaren, Gemüsespeisen, Kartoffelspeisen, Eiskrem, Cerealien, Milchspeisen (z. B. Fruchtjoghurt und Pudding) und Getränken, Saucen (z. B. Tomatenketchup) verwendet werden.
• Da in speziell für Diabetiker hergestellten Lebensmitteln Fructose in großem Umfang als Süßstoff eingesetzt wird, ist der Einsatz des erfindungsgemäßen Mittels zu Diabetikernahrung vor dem Verzehr oder der Zusatz der erfindungsgemäßen Mittel bei der Herstellung von Diabetikernahrung besonders vorteilhaft, da Diabetiker auf diese Weise eine deutlich reduzierte Menge an verwertbaren Kalorien aufnehmen. Eine Gewichtskontrolle bzw. Gewichtsreduzierung ist insbesonder bei Diabetikern sehr erwünscht. Das gleiche gilt für Nahrungsmittel die speziell für adipöse Menschen hergestellt werden.
• Die Erfindung kann in jeder für die beabsichtigte Verwendung geeigneten Form formuliert sein. Für die orale Verabreichung ist das erfindungsgemäßen Mittel vorzugsweise in in flüssiger Form, als Pulver, als Lösung, in Tropfen, als Gel, in kristalliner Form, als Granulat oder in sich in Flüssigkeiten auflösenden Tabletten bzw. Capletten oder Kapsel formuliert. Die Formulierung der erfindungsgemäßen Mittel als Pulver eignet sich besonders zur Beimischung zu einem Nahrungsmittel. Das Pulver kann auf eine Mahlzeit aufgestreut werden, oder es kann einem Brei oder einem Getränk untergemischt werden. Besonders zweckmäßig ist es, wenn das als loses Pulver angebotenen Mittel in einzelnen Dosierungsmengen abgepackt sind, wie beispielsweise in einzelnen Beuteln oder in sich in Flüssigkeiten, wie z. B. warmen Getränken, auflösenden Tabletten, oder wenn sie in einem Dosierspender bereitgestellt werden. Ebenso vorteilhaft ist die Bereitstellung der Erfindung als Flüssigkeit, welche tropfenweise in die Nahrung gegeben werden kann.
• Das erfindungsgemäße Mittel kann die 5-Keto-D-Fructose ohne weitere Zusatzstoffe enthalten. Es ist jedoch bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Mittel weiterhin pharmazeutisch verträgliche und/oder lebensmittelunbedenkliche Zusatzstoffe enthalten, wie beispielsweise Streckmittel, Bindemittel, Stabilisatoren, Konservierungsmittel, Geschmacksstoffe, Trockenmittel, etc. Solche Zusatzstoffe und Trockenmittel sind für die Zubereitung von Arzneimitteln, Medizinprodukten, Lebensmitteln, diätetischen Lebensmitteln, Nahrungsergänzungsmitteln, bilanzierten Diäten, Lebensmittelzusatzstoffen und Lebensmittelzusätzen üblich und gut bekannt, und der Fachmann auf dem Gebiet weiß, welche Zusatzstoffe in welchen Mengen für bestimmte Darreichungsformen geeignet sind
• Zur oralen Verabreichung kann der Wirkstoff 5-Keto.D-Fructose allein oder in Kombination mit Glucoseisomerase in verträglichen Exzipienten und/oder Trägern enthalten sein. Der Ausdruck „verträglicher Träger" bezieht sich auf einen Träger, welcher den Stoff zu seiner Wirkungsstelle liefert und dem Empfänger Mensch oder Tier keinen erheblichen Schaden zufügen wird. Die konkrete Form des Trägers ist jedoch nicht entscheidend.
• Die Gesamtmenge des Trägers und/oder Exzipienten für ein 5-Keto-D-Fructose enthaltendes Mittel beträgt bevorzugt zwischen 5 und 99,9 Gew.-%, stärker bevorzugt zwischen 10 und 95 Gew.-% und noch stärker bevorzugt zwischen 25 und 90 Gew.-% der Zusammensetzung.
• Geeignete Exzipienten und/oder Träger schließen Natrium hydrogencarbonat, Laktose, Weinsäure, Maltodextrin, Calciumcarbonat, Di-Calcium-Phosphat, Tri-calciumphosphat, mikrokristalline Cellulose, Dextrose, Reismehl, Magnesiumstearat, Stearinsäure, Croscarmellose-Natrium, Natriumstärkeglycolat, Crospovidon, Saccharose, pflanzliche Gummis, Lactose, Methylcellulose, Povidon, Carboxymethylcellulose, Maisstärke, modifizierte Stärke, Fibersol, Gelatine, Hydroxypropylmethylcellulose und dergleichen (einschließlich Gemischen davon) ein. Bevorzugte Träger schließen Calciumcarbonat, Magnesiumstearat, Maltodextrin, Di-Calcium-Phosphat, modifizierte Stärke, mikrokristalline Cellulose, Fibersol, Gelatine, Hydroxypropylmethycellulose und Gemische davon ein. Die unterschiedlichen Bestandteile und der Exzipient und/oder Träger werden vermischt und unter Verwendung herkömmlicher Verfahren in die gewünschte Form geformt.
• Andere geeignete pharmazeutisch verträgliche und lebensmittelunbedenkliche Träger bzw. Hilfsstoffe zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf, Wasser, Mineralöl, Ethylenglycol, Propylenglycol, Lanolin, Glycerylstearat, Sorbitanstearat, Isopropylmyristat, Isopropylpalmitat, Aceton, Glycerin, Phosphatidylcholin, Natriumcholat oder Ethanol. Für die Bereitstellung der Erfindung in flüssiger Form kommen insbesondere auch Wasser, Zitronensäure und Sorbinsäure als weitere Zutaten in Frage.
• Die Zusammensetzungen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung können außerdem mindestens einen Coemulgator umfassen, welcher einschließt, aber nicht beschränkt ist auf, oxyethyleniertes Sorbitanmonostearat, Fettalkohole, wie Stearylalkohol oder Cetylalkohol, oder Ester von Fettsäuren und Polyolen, wie Glycerylstearat.
• Vorzugsweise werden die in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Mittel in einer stabilisierten Form zur Verfügung gestellt. Im Allgemeinen schließen Stabilisierungsmethoden und -verfahren, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, jegliche und alle auf dem Fachgebiet bekannten Verfahren zur Stabilisierung von chemischem oder biologischem Material ein, umfassend z. B. den Zusatz von chemischen Mitteln, Methoden auf Basis von Temperaturmodulation; Methoden auf Basis von Bestrahlung oder Kombinationen davon. Chemische Mittel, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen unter anderem Konservierungsmittel; Säuren, Basen; Salze; Antioxidanzien; Viskositätsverbesserer; Emulgatoren; Geliermittel; und Gemische davon ein.
• Die 5-Keto-D-Fructose kann enzymatisch durch die Verwendung des Enzyms 5-D-Fructose-Dehydrogenase hergestellt werden. 5-D-Fructose-Dehydrogenase ist kommerziell erhältlich (z. B. Sigma Aldrich oder Toyobo Enzymes. Japan). Sie kann aber auch hergestellt werden. Eine mögliches Herstellverfahren für eine 5-D-Fructose-Dehydrogenase ist beispielsweise beschrieben in Ameyama et al, Journal of Bacteriology 1981, 814–823, "D-Fructose Dehydrogenase of Gluconobacter industrius: Purification, Characterization and Application of Enzymatic Microdetermination of D-Fructose". Die enzymatische Umwandlung von Fructose zu 5-Keto-D.Fructose und die Herstellung von z. B. einem 5-Keto-D-Fructose-Pulver, welches dann als Süßstoff verwendet werden kann, kann der Fachmann auf dem Gebiet unter Zuhilfenahme der Enzymessays (sind bei den Herstellern erhältlich) ohne weiteres durchführen. Obwohl der Grad der Umwandlung durch den Nachweis der Fructose möglich ist wird nachfolgend eine HPLC-Methode für die Analyse der 5-Keto-D-Fructose beschrieben:
  HPLC-Säule: Rezex ROH-Organic Acid H+, 300 × 7.8 mm (Fa. Phenomenex, Aschaffenburg)
  Laufmittel: 5 mM H2SO4 (0.5 ml/min) bei 60°C
  Detektion: Brechungsindex-Detektor
  Retentionszeit: 5-Ketofructose 10.89 min
• Es kann hilfreich sein dem erfindungsgemässen Mittel ein Trockenmittel, wie z. B. Reismehl, hinzuzufügen um im Falle der Bereitstellung der Erfindung als loses Pulver eine gute Schüttfähigkeit zu gewährleisten.
• Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung für die Herstellung von Tabletten, die sich in Flüssigkeiten oder flüssigen Nahrungsmitteln auflösen kann z. B. aus 250 mg 5-Keto-D-Fructose und 200 mg Natriumhydrogencarbonat bestehen.
• Ein weiteres Beispiel wäre die Bereitstellung eines Pulvers, welches z. B. in Sachets abgepackt ist, wobei jedes Sachet 2,5 g 5-Keto-D-Fructose-Pulver enthält.
• Ein weiteres Beispiel wäre die Formulierung der Erfindung in Form von kristalliner 5-Keto-D-Fructose, wobei jeweils 4 g in z. B. Sachets abgepackt werden könnten.
• Mit dem erfindungsgemäßen Mitteln wird ein natürlicher und harmloser Süßstoff bereitgestellt, welcher bei guter Süsskraft einen deutlich geringeren verwertbaren Kaloriengehalt besitzt als die üblicherweise verwendeten Zucker, wie z. B. Glucose, Fructose und Saccharose. Insbesondere bei adipösen Menschen und bei Diabetikern würde die Verwendung von 5-Keto-D-Fructose als Süßstoff erheblich Vorteile bringen.
• Die Erfindung kann für medizinische Zwecke und nichtmedizinische Zwecke z. B. als Arzneimittel, Medizinprodukt, normales Lebensmittel, diätetisches Lebensmittel, Nahrungsergänzungsmittel, bilanzierte Diät oder Lebensmittelzusatz in Verkehr gebracht werden.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• - Ameyama et al, Journal of Bacteriology 1981, 814–823, "D-Fructose Dehydrogenase of Gluconobacter industrius: Purification, Characterization and Application of Enzymatic Microdetermination of D-Fructose" [0022]

Claims (12)

1. 5-Keto-D-Fructose zur Verwendung in der Medizin.
2. 5-Keto-D-Fructose als Arzneimittel
3. Arzneimittel enthaltend 5-Keto-D-Fructose
4. 5-Keto-D-Fructose als Lebensmittel
5. Lebensmittel enthaltend 5-Keto-D-Fructose
6. Verwendung von 5-Keto-D-Fructose als Süßstoff
7. Arzneimittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 dazu geeignet oder bestimmt der Nahrung vor dem Verzehr oder bereits bei der Herstellung zugesetzt zu werden.
8. Lebensmittel nach Anspruch 4 oder 5 dazu geeignet oder bestimmt der Nahrung vor dem Verzehr oder bereits bei der Herstellung zugesetzt zu werden.
9. Verwendung von 5-Keto-D-Fructose zur Herstellung eines Süßstoffes
10. Verwendung von 5-Keto-D-Fructose als Süßstoff.
11. Verwendung von 5-Keto-D-Fructose zur Herstellung eines Erzeugnisses zur Anwendung in der Therapie von Adipositas.
12. Verwendung von 5-Keto-D-Fructose zur Herstellung eines Erzeugnisses zur Anwendung in der Therapie von Diabetes.