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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Palatinose-Kondensationsprodukt, das durch Kondensation
des Disaccharids Palatinose aus dessen Schmelze erhalten wird, ein
Verfahren zur Herstellung der kondensierten Palatinose und ihre
Verwendung.
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Aus
der α-1,6-Verknüpfung von
Glucose und Fructose entsteht das Disaccharid Palatinose, das auch als
Isomaltulose bezeichnet wird; die chemische Bezeichnung der Palatinose
ist 6-o-α-D-Glucopyranosyl-Fructofuranose.
Industriell wird Palatinose beispielsweise durch Umsetzung von Saccharose
mit dem Enzym Glucosyl-Transferase, das beispielsweise von Mikroorganismen
bereitgestellt wird, hergestellt.
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Palatinose
und Palatinose-Kondensate sind nicht kariogen und haben darüber hinaus
eine antikariogene Wirkung, die darin besteht, dass die Kariogenizität von Saccharose
in Lebensmitteln verringert wird. Da Palatinose eine hohe Süßkraft hat,
wird Palatinose als antikariogenes Süßungsmittel in verschiedenen
Lebensmitteln verwendet. Außerdem
besitzt Palatinose die Eigenschaft, den glykämischen Index von Nahrungs- und
Lebensmitteln zu verringern, und wird daher zur Herstellung diätetischer
Produkte verwendet.
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Im
lebensmitteltechnischen Bereich sind jedoch die Verwendungsmöglichkeiten
des reinen Palatinose-Disaccharids,
also der unkondensierten Palatinose, eingeschränkt. Es besteht daher der Wunsch,
ein Gemisch aus Palatinose und deren Kondensationsprodukte, beispielsweise
Palatinose-Dimere/-Trimere/-Tetramere
bereitzustellen, das sehr gute Eigenschaften für die Verwendung insbesondere
in der Nahrungsmittel- und Futter- und Pharmaindustrie hat. Dies
deshalb, um eine Vielzahl zuckerhaltiger Ausgangsprodukte bei der Herstellung
von Nahrungs-, Futter-, Arznei-, Lebens- und Genussmitteln zu ersetzen
und gleichzeitig die vorteilhaften Eigenschaften der Palatinose
und deren Kondensationsprodukte beispielsweise in Bezug auf deren therapeutische
und/oder prophylaktische Wirkungen besser einsetzen zu können.
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Unter
dem Begriff „kondensierte
Palatinose" wird
in diesem Zusammenhang ein Gemisch aus dem Disaccharid Palatinose
und seiner Kondensationsprodukte verstanden, diese können auch
als Palatinose-Oligosaccharide
(POS) bezeichnet werden.
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Vorteilhafte
Eigenschaften kondensierter Palatinose bestehen beispielsweise auch
in ihrer Verwendung, insbesondere an Stelle des üblichen kariogenen Malzsirups,
zur Erhöhung
der Viskosität
von Nahrungsmitteln, zur Herabsetzung des Gefrierpunktes von Nahrungsmitteln,
zur Erhöhung
des Wassergehaltes in Nahrungsmitteln, zur Verhinderung der Austrocknung
von Nahrungsmitteln oder zur Unterdrückung der Besiedelung von Nahrungsmitteln
mit Fäulnis
verursachenden Mikroorganismen.
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Aus
dem Stand der Technik sind Verfahren zur Herstellung von kondensierter
Palatinose aus Palatinose in einer angesäuerten wässrigen Lösung von Palatinose durch Wärmekondensation
bei Temperaturen zwischen 100 und 170°C bekannt. Der Wassergehalt
im Ausgangsgemisch von Wasser, organischer Säure und Palatinose liegt dabei üblicher
Weise bei cirka 33% in Bezug auf das Gewicht der eingesetzten Palatinose: In
DE 38 18 884 A1 wird
auf vorgenannte Weise eine kondensierte Palatinose mit einer Zusammensetzung von
cirka 54% unkondensierter Palatinose (DP=2), cirka 29,8% Palatinose-Dimeren
(DP=4), cirka 11,5% Palatinose-Trimeren (DP=6) und cirka 5% Palatinose-Tetrameren
(DP=8) erhalten. In einem gleichartigen Verfahren wird aus einer
zitronensauren wässrigen
Palatinoselösung
kondensierter Palatinose mit einer Zusammensetzung von cirka 52,4%
unkondensierter Palatinose, cirka 26% Palatinose-Dimeren, cirka 12% Palatinose-Trimeren
und cirka 5,7% Palatinose-Tetrameren erhalten (Mutsuo et al., 1993,
Journal of Carbohydrate Chemistry). Kommerziell erhältliche
kondensierte Palatinose (POS), zum Beispiel zur Verwendung in Kaugummis,
kann daher 48% unkondensierte Palatinose und 50% Palatinose-Kondensate
enthalten; POS wird dabei oft mit reiner Palatinose vermischt, so
dass der Anteil an unkondensierter Palatinose im eingesetzten Gemisch noch
höher ist
(
US 5,298,263 ).
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Die
Herstellung kondensierter Palatinose aus angesäuerter wässriger Lösung führt zu Produkten, worin die
Palatinose-Dimere (DP=4) vorwiegend, das heißt zu mehr als 50%, als einfach
kondensierte Dimere vorliegen; diese werden als Dipalatinose- Monoanhydride bezeichnet.
Bei der Kondensation wird jeweils ein Molekül Wasser abgespalten. Der Anteil
an zweifach kondensierten Dipalatinose-Molekülen, die unter Abspaltung von
jeweils zwei Molekülen
Wasser entstehen, sie werden als Dipalatinose-Dianhydride bezeichnet, ist daher nicht
größer als
50%.
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Das
mit dem vorgenannten Verfahren aus angesäuerter wässriger Lösung erhaltene Produkt schmeckt
wegen seines hohen Gehalts an Glucosylmethylfurfural (GMF) von ca.
0,6% bitter und ist daher für den
Einsatz in Lebensmitteln wenig geeignet.
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Es
ist außerdem
bekannt, dass kondensierte Palatinose als vollständiger Ersatz für reine
Palatinose in Tierfuttermitteln eingesetzt werden kann. Die dabei
verwendete kondensierte Palatinose wurde nach dem vorgenannten Verfahren
hergestellt und enthielt Palatinose und deren Kondensationsprodukte
in vorgenannter Zusammensetzung (Kashimura et al., 1990, Journal
of the Japanese Society for Nutrition and Foodscience).
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Aus
dem Stand der Technik ist ein zweites Verfahren zur Herstellung
kondensierter Palatinose aus Palatinose bekannt, wobei Palatinose
mit wasserfreier Flusssäure
(HF) zu einem Gemisch umgesetzt wird, das im Wesentlichen aus Palatinose-Dimeren
(DP=4) besteht. Die Palatinose-Dimere, die mit diesem Verfahren erhalten
werden, sind zweifach kondensierte Dipalatinose-Dianhydride, die
unter Abspaltung von jeweils zwei Molekülen Wasser entstehen. Die Umsetzung
(Kondensation) findet bei diesem Verfahren in wasserfreien Medium
bei vorzugsweise 0 bis 20°C
statt. Die dabei erhaltene kondensierte Palatinose enthält zu cirka
94% Palatinose-Dimere und zu cirka 2% unkondensierte Palatinose
(
FR 2 680 789 A1 ).
Auch in einer weiteren Veröffentlichung
wird durch die wasserfreie Kondensation mittels HF kondensierte
Palatinose mit einem Gehalt von mehr als 73% an Palatinose-Dimeren
erhalten (Defaye et al., 1994, Carbohydrate Research 251:1-15).
Die Verwendung von HF sowie der dort außerdem eingesetzten organischen
Lösungsmittel
ist jedoch für
ein Produkt, das in Lebensmitteln verwandt wird, nicht zulässig. Eine
so hergestellte kondensierte Palatinose kann also insbesondere in
Nahrungs-, Lebens-, Arznei- und Genussmitteln nicht verwendet werden.
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Aus
JP 04312595 A ist
die Herstellung von Palatinose-Kondensaten durch Extrusion und kurzzeitiges Erhitzen
eines Gemisches aus Palatinose und organischen Säuren bekannt. Aus dem älteren Recht
DE 101 04 055 A1 ist
die Herstellung kondensierter Palatinose bekannt, wobei ein wasserfreies
Gemisch aus Zitronensäure
und Palatinose geschmolzen wird.
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Kondensierte
Palatinose besitzt bekanntermaßen
eine ausgesprochene nicht-kariogene und außerdem auch anti-kariogene
Wirkung. Nicht-kariogen deshalb, weil sie von der in der Mundflora
vorkommenden kariogenen Mikroorganismen nicht, insbesondere nicht
zu schädlichen
Säuren
fermentiert werden kann. Anti-kariogen deshalb, weil sie die Remineralisierung
der Zähne
direkt unterstützen
kann und so dem Krankheitsbild einer Karies entgegenwirken kann.
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Für die Verwendung
kondensierter Palatinose in Nahrungs-, Lebens-, Arznei- und Genussmitteln
sind weitere positive ernährungsphysiologische
Eigenschaften der kondensierten Palatinose relevant:
Durch
Beimengung von kondensierter Palatinose in Nahrungsmittel ist es
auch möglich,
die glykämischen
Eigenschaften dieser Nahrungsmittel, das heißt die glykämische Reaktion des menschlichen
oder tierischen Körpers,
zu modulieren. Dies wird insbesondere durch die verminderte Abbaubarkeit
der kondensierten Palatinose gegenüber herkömmlich verwendeten Kohlenhydraten
wie Saccharose, Maltose oder löslicher
Stärke
im Verdauungstrakt erreicht. Unter glykämischer Reaktion versteht man
die Änderung
des Blutglucose-Spiegels nach Aufnahme eines (leicht) verdaulichen
Kohlenhydrates. Die stärkste
glykämische
Reaktion verursachen dementsprechend solche Kohlenhydrate, aus denen
nach oraler Aufnahme durch Speichel-, Pankreas- oder Dünndarmenzyme
schnell Glucose freigesetzt und in das Blut resorbiert werden kann.
Dies sind insbesondere denaturierte (erhitzte) Stärken, Maltose,
Maltooligosaccharide, Maltodextrine sowie Traubenzucker selbst. Saccharose
verursacht eine geringere glykämische
Reaktion, da die im Saccharosemolekül neben Glucose enthaltene
Fructose nur partiell in Glucose umgewandelt werden kann. Ein Anstieg
der Blutglucose bewirkt im Gesunden eine Insulinausschüttung. Insulin
stimuliert die Aufnahme von Glucose durch periphere Gewebe, zum
Beispiel Skelettmuskeln, so dass der Blutwert wieder auf den Grundwert
abfällt.
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Es
ist auch bekannt, dass Ballaststoffe, insbesondere fermentierbare
lösliche
oder unlösliche
Ballaststoffe, positive Eigenschaften für die Gesundheit des tierischen
oder menschlichen Körpers
besitzen. Dies ist insbesondere auf die Wirkung der durch die Fermentation
der Ballaststoffe im Dickdarm entstehenden kurzkettigen Fettsäuren, wie
Buttersäure,
Butyrat, zurückzuführen. In
diesem Zusammenhang spielt der Glutathion/Glutathion-S-Transferase-Komplex
eine wichtige Rolle:
Glutathion (GSH) ist ein Cystein-haltiges
Tripeptid und die häufigste
Thiol-Verbindung in Säugerzellen.
GSH ist ein Substrat für
die Enzyme Glutathion-S-Transferase
und die GSH-Peroxidase, die die Entgiftung xenobiotischer Verbindungen
und Reaktionen zur Hemmung reaktiver Sauerstoff-Moleküle und anderer
freier Radikale katalysieren. Als Substrat der Glutathion-S-transferase
(GST) geht GSH durch reversible Oxidation in das entsprechende Disulfid
GSSG über.
Glutathion wirkt als Antioxidanz und stellt dadurch insbesondere
ein Puffersystem für
den Redox-Zustand der Zelle dar. Die GSTs bilden eines der wichtigsten
Entgiftungssysteme der Zellen, insbesondere auch während der
Phase II der Zellteilung. Die Entgiftung erfolgt durch Übertragung
von Glutathion auf elektrophile Komponenten, die beispielsweise
während
der Verstoffwechselung von Kanzerogenen entstehen. Durch den GST-katalysierten
nucleophilen Angriff von Glutathion auf elektrophile Substrate wird
deren Reaktivität
bezüglich
zellulärer
Makromoleküle
stark vermindert. GSTs können
so die Wirksamkeit einer Reihe chemischer Kanzerogene stark vermindern.
GSTs spielen daher eine wichtige physiologische Rolle beim Schutz
vor oxidativen Stress und vor den damit einhergehenden Erkrankungen,
insbesondere vor Krebserkrankungen.
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Verbindungen
wie polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe, Phenol-Antioxidanzien,
reaktive Sauerstoff-Moleküle,
Isothiocyanate, trivalente Arsenverbindungen, Barbiturate und synthetische
Glucocorticoide können
die GST-Aktivitäten
induzieren, wobei die GST-Enzyme codierenden Gene aktiviert werden
(Hages und Pulford, 1995). Die GST-Induktion erfolgt hauptsächlich über verschiedene
Transkriptionsmechanismen. Die Regulationsbereiche GSTcodierender
Gene enthalten Elemente, woran die vorgenannten Stoffe binden und
die Gen-Transkription induzieren können. Auch Nahrungsbestandteile,
beispielsweise phytochemische Substanzen, können GST-Aktivitäten induzieren, wobei insbesondere
GST-Formen der π-Klasse im Darmbereich
induziert werden. Die GST-Induktion im Intestinaltrakt durch Nahrungsbestandteile
wird daher als Mechanismus zur Verhütung von Darmkrebserkrankungen
angesehen (Peters und Roelofs, Cancer Res., 52 (1992), 1886-1890).
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Von
besonderer Bedeutung für
die GST-Induktion sind schwer oder nicht verdauliche Nahrungsmittelbestandteile,
das heißt
Nahrungsfasern oder Ballaststoffe, die gegen Verdauung durch menschliche
Enzyme resistent sind, aber im Dickdarm fermentiert werden. Dazu
gehören
einige Kohlenhydrate, wie Pektin, „Guar Gum" (Guarkernmehl) und resistente Stärke, die
erst im Intestinaltrakt durch die Bakterienflora des Dickdarms zu
kurzkettigen Fettsäuren, insbesondere
Essigsäure,
Propionsäure
und Buttersäure,
fermentiert werden (Bartram et al., Cancer Res., 53 (1993), 3283-3288).
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Der
tatsächliche
Anteil von verdauungsresistenten und fermentierbaren Nahrungsfasern
oder Ballaststoffen in der Nahrung hängt von vielen Faktoren ab,
beispielsweise der Art des Lebensmittels und seiner Zubereitungsart.
Die meisten Nahrungs-, Futter oder Genussmittel sind arm an Ballaststoffen.
Gemüse,
bestimmte Obstsorten, Nüsse,
Samen und vor allem unraffinierte Getreideprodukte sind hingegen
reich an Ballaststoffen. Ein Weg, die durch die Lebensmittel-Verarbeitung
entstehenden Ballaststoff-Defizite
beziehungsweise eine ballaststoffarme Ernährung auszugleichen und insbesondere
Krebserkrankungen und Infektionskrankheiten über die Nahrungszufuhr vorzubeugen,
besteht in der Anreicherung von Lebensmitteln mit idealer Weise unverdaulichen
aber gut fermentierbaren Ballaststoffen. Viele der bislang zur Anreicherung
von Lebensmitteln verwendeten Ballaststoffe weisen allerdings eine
Reihe entscheidender Nachteile auf und erfüllen nicht die in sie gesetzten
Erwartungen bezüglich
der Verhinderung und/oder Therapie von Krebserkrankungen, insbesondere
des Dickdarms, und von Infektionskrankheiten. In Langzeit-Studien
unter anderen in denen des U.S. National Cancer Institute und der
University of Arizona wurde festgestellt, dass eine mehrjährige Ernährung mit ballaststoffreicher
Kost, beispielsweise mit Müsli-Produkten,
offensichtlich keinen Einfluss auf die Häufigkeit von Dickdarmkrebs
hatte. Bei diesen Untersuchungen wurden je doch nur solche Ballaststoffe
einbezogen, die nicht im Dickdarmbereich fermentiert werden können.
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Häufig wird
beispielsweise Weizenkleie als Zusatz zu ballastarmer Kost eingesetzt.
Wie Untersuchungen an Ratten bezüglich
der Tumorinzidenz im Colon zeigten, sind jedoch Weizenkleie-Anwendungen
kaum zur Krebsprävention
geeignet. Weizenkleie wird, ähnlich
wie Cellulose, kaum von der Dickdarmflora fermentiert. Vielmehr
besitzen Weizenkleie und auch andere Getreidefasern meist einen
hohen Anteil des Kleberproteins Gluten und dessen toxischen Bestandteilen,
die zu schweren Veränderungen
der Dünndarmschleimhaut führen. Die
Schädigung
des Resorptionsepithels führt
zu einem Verlust an Verdauungsenzymen und zu schwersten morphologischen
sowie funktionellen Störungen
(Malabsorption mit gestörter
Resorption aller Nährstoffe
einschließlich
Mineralien, Vitaminen etc., Zöliakie).
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Auch
die als prinzipiell fermentierbar betrachtete resistente Stärke weist
eine Reihe von Nachteilen auf. Handelsübliche resistente Stärke ist
meist nur teilweise fermentierbar. Lediglich unter Verwendung spezieller
Extrusionsverfahren hergestellte resistente Stärke führt wird unter anderem zu Buttersäure. Unter
diesen Polymer-protektiven Extrusionsbedingungen erzeugte resistente
Stärke
ist häufig
jedoch nicht stabil.
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Die
bekannte kondensierte Palatinose ist im Dickdarm fermentierbar und
kann zu dem vorgenannten Zweck auch als Nahrungsmittelbestandteil
eingesetzt werden.
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Die
kondensierte Palatinose sollte idealer Weise eine vollständige Resistenz
gegen die im Verdauungstrakt vorkommenden Enzyme, beispielsweise α-Amylase
oder Dünndarm-α-Glucosidasen
wie der Saccharase/Isomaltase-Komplex oder der Glucoamylase/Maltase-Komplex
aufweisen und gleichzeitig gegen eine Hydrolyse im sauren Milieu
der Magen-Passage
stabil sein.
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Es
ist bekannt, dass die aus dem Stand der Technik durch thermische
Kondensation aus einer sauren wässrigen
Palatinoselösung
erhaltene kondensierte Palatinose jedoch zu einem gewissen Grad
bereits von den vorgenannten Verdauungsenzymen abgebaut wird. Als
Abbauprodukte entstehen Einfachzucker, die resorbiert werden. Dies
wirkt sich negativ auf die Eigenschaft der bekannten kondensierten
Palatinose aus, den glykämischen
Index der die kondensierte Palatinose enthaltenden Nahrungsmittel
günstig
zu verändern.
Außerdem
stehen daher nur geringere Anteile an unverdauter kondensierter
Palatinose im Dickdarm zur Fermentation zur Verfügung, so dass die positiven
Effekte, die mit der Fermentierung im Dickdarm verbunden sind, gering
ausfallen. Darüber
hinaus kann der hydrolytische Abbau der den Lebens-, Nahrungs- oder
Genussmitteln zugesetzten herkömmlichen
kondensierten Palatinose aufgrund ihrer geringen pH-Stabilität auch bereits außerhalb
des Verdauungstraktes, beispielsweise bei der Zubereitung durch
Verkochung oder bei der Wärmesterilisation
auftreten. Auch deshalb ist die Verfügbarkeit im Dickdarmabschnitt
der mit der Nahrung aufgenommenen herkömmlichen kondensierten Palatinose
gering.
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Aus
diesen Gründen
ist die Verwendung herkömmlicher
kondensierter Palatinose als therapeutischer Wirkstoff, beispielsweise
zur Behandlung und Verhinderung von Darmerkrankungen sowie zur Verhinderung von
Infektionskrankheiten, eingeschränkt.
Die bekannte kondensierte Palatinose ist daher verbesserungswürdig.
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Eine
kondensierte Palatinose sollte idealer Weise eine vollständige Resistenz
gegen die im Verdauungstrakt vorkommenden Enzyme, beispielsweise α-Amylase oder Dünndarm-α-Glucosidasen
wie der Saccharase/Isomaltase-Komplex oder der Glucoamylase/Maltase-Komplex,
aufweisen, gleichzeitig gegen eine Hydrolyse im sauren Milieu der
Magen-Passage stabil
sein und eine verbesserte Fermentierbarkeit im Dickdarm aufweisen.
Eine kondensierte Palatinose sollte außerdem gegenüber einer
Hydrolyse bei der Zubereitung der Nahrungsmittel, beispielsweise
beim Verkochen mit sauren Nahrungsmittelbestandteilen, resistent sein.
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Demgemäß besteht
das Problem der vorliegenden Erfindung darin, ein Produkt bereitzustellen,
das gegenüber
der aus dem Stand der Technik bekannten kondensierten Palatinose
eine höhere
chemische Stabilität
beispielsweise gegen die Verdauung aufweist, sowie Verfahren zur
Herstellung dieses Produkts, die Verwendung dieses Produkts als
Nahrungsmittelbestandteil und zur Herstellung von Arzneimitteln,
insbesondere für
die Behandlung und Vorbeugung von Darmerkrankungen und/oder Infektionskrankheiten
bereitzustellen.
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Die
vorliegende Erfindung löst
dieses Problem durch die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung
einer kondensierten Palatinose aus einer Palatinose-Schmelze, wobei
Palatinose einer Lösung
einer katalytisch wirkenden aziden Substanz in Wasser zugesetzt
wird, wobei das Wasser im erhaltenen Gemisch in Anteilen von 4 Gew.-%
bis 12 Gew.-% enthalten ist, das erhaltene Gemisch erhitzt und aus
der so gewonnenen Schmelze die kondensierte Palatinose erhalten
wird.
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Die
Erfinder stellten überraschend
fest, dass kondensierte Palatinose aus einem Gemisch aus Palatinose,
einer aziden Substanz (=azider Katalysator) und Wasser auch dann
erhalten werden kann, wenn im Gemisch der Anteil an Wasser deutlich
unter 12 Gew.-% liegt und so beim Erhitzen des Gemisches eine Schmelze aus
kondensierter Palatinose erhalten wird. Dies steht im Gegensatz
zu den bekannten Verfahren aus dem Stand der Technik, wo der Wassergehalt
im Gemisch cirka ein Drittel beträgt.
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Besonders überraschend
enthält
die nach diesem erfindungsgemäßen Verfahren
erhaltene kondensierte Palatinose eine vom Stand der Technik deutlich
abweichende Zusammensetzung:
Der Anteil an im erfindungsgemäßen Reaktionsprodukt
vorhandenen Palatinose-Dimeren (DP=4) ist gegenüber der aus einer wässrigen
Palatinoselösung
erhaltenen herkömmlichen
kondensierten Palatinose auf mehr als das 1,5-fache erhöht. Die
erfindungsgemäß erhaltenen
Palatinose-Dimere bestehen außerdem
zu einem überwiegenden
Anteil, insbesondere zu mindestens 70 Gew.-%, besonders bevorzugt
zu einem Anteil von 80 bis 90 Gew.-% aus zweifach kondensiertem
Dipalatinose-dianhydrat.
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Außerdem ist
der Anteil an unkondensierter Palatinose (DP=2) im erfindungsgemäßen Reaktionsprodukt
auf weniger als cirka 64% des Anteils in der bekannten kondensierten
Palatinose vermindert. Somit ist das Verhältnis von unkondensierter Palatinose
zum Kondensationsprodukt der Palatinose-Dimere im erfindungsgemäßen Reaktionsprodukt
stets kleiner als 1, insbesondere kleiner als 0,7. Dahingegen ist
bei der aus einer wässrigen
Palatinoselösung
erhaltenen herkömmlichen
kondensierten Palatinose der Anteil an unkondensierter Palatinose
immer größer als
der Anteil an Palatinose-Dimeren; das Verhältnis ist also stets deutlich größer als
1.
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Erfindungsgemäß beträgt der Anteil
an unkondensierter Palatinose in der erfindungsgemäßen kondensierter
Palatinose höchstens
45 Gew.-%, insbesondere höchstens
35 Gew.-%. Der Anteil an Palatinose-Dimeren beträgt erfindungsgemäß stets
mindestens 35 Gew.-%, insbesondere mindestens 40 Gew.-%.
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Erfindungsgemäß bevorzugt
kann die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose noch, wie nachstehend erläutert, chromatographisch aufgereinigt
und angereichert werden, was die vorteilhafte Zusammensetzung noch
weiter verbessert. In der so gewonnenen angereicherten kondensierten
Palatinose beträgt
der Anteil an unkondensierter Palatinose höchstens 25 Gew.-%, insbesondere
höchstens
20 Gew.-%. Der Anteil an Palatinose-Dimeren beträgt in der aufge reinigten erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose stets mindestens 45 Gew.-%, insbesondere mindestens 54
Gew.-%.
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Diese
vorgenannten überraschend
gefundenen Zusammensetzungen der erfindungsgemäßen kondensierten Palatinose
führen
zu ihren zahlreichen vorteilhaften Eigenschaften:
Aus den Untersuchungen
an der erfindungsgemäß erhaltenen
kondensierten Palatinose ergab sich überraschend, dass diese gegenüber der
aus dem Stand der Technik bekannten kondensierten Palatinose den
Vorteil einer erhöhten
pH-Stabilität
bei hohen Temperaturen, die beispielsweise beim Verkochen mit sauren
Nahrungsmittelbestandteilen sowie bei der sauren Magen-Passage auftreten,
besitzt und darüber
hinaus auch noch eine geringere Spaltbarkeit durch Dünndarm-α-Glucosidasen
aufweist.
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Durch
die geringere enzymatische Abbaubarkeit in Verbindung mit der erhöhten pH-Stabilität in der Magen-Passage
liegt die mit der Nahrung aufgenommene erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose in einer wesentlich höheren
Konzentration im Dickdarm vor und kann dort in weit größerem Umfang
als von der herkömmlich
verwendeten kondensierten Palatinose bekannt als Wirkstoff, beispielsweise
zur Behandlung oder Verhinderung von Dickdarmerkrankungen, dienen.
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Die
erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose zeichnet sich außerdem
dadurch aus, dass sie insbesondere durch ihre wesentlich höhere Verfügbarkeit
im Verdauungstrakt gegenüber
herkömmlicher
kondensierter Palatinose besser Infektionskrankheiten und Darmerkrankungen
bekämpfen
und/oder verhindern kann, indem sie beispielsweise die Anlagerung
von pathogenen Keimen an menschliche und tierische Epithelzellen verhindern
oder reduzieren, entzündliche
chronische Darmerkrankungen bekämpfen
und/oder verhindern, der Entstehung von Darmkrebs wie Colonkarzinomen
entgegenwirken und/oder diese bekämpfen kann. Die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose kann dadurch auch wesentlich besser die Immunabwehr gegen
allgemeine Infekte stärken,
entzündliche
oder andere durch oxidativen Stress verursachte Erkrankungen bekämpfen und/oder
verhindern. Die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose kann auch besonders effektiv im Vergleich zur herkömmlichen
kondensierten Palatinose die Aufnahme von Nahrungsmittelbestandteilen,
insbesondere Mineralien wie Kalzium in den Organismus verbessern.
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Diese
positiven Effekte auf die Gesundheit von Mensch und selbstverständlich auch
von Säugetieren, insbesondere
von monogastrischen Tieren sind auch zurückzuführen auf die Eigenschaft der
erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose, die Glutathion-S-transferase-Aktivität als auch
den Glutathion-Gehalt,
das als Antioxidanz wirken kann, zu steigern.
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In
vorteilhafter Weise wird die erfindungsgemäße kondensierte Palatinose
in der Magen-Passage und im Dünndarm
nicht hydrolysiert, sondern gelangt unverändert in den Dickdarm, wo sie
dann von den dort vorhandenen Mikroorganismen zu kurzkettigen Fett säuren, insbesondere
zu Buttersäure
(Butyrat), fermentiert wird. Die infolge dieser Fermentation erfolgende
pH-Absenkung in den sauren Bereich verschlechtert die Lebensbedingungen
für pathogene
Mikroorganismen wie Clostridien und verbessert gleichzeitig die
Lebensbedingungen für
acidophile Mikroorganismen, beispielsweise die Bifidusflora, wie
Bifidobakterien und Milchsäurebakterien.
Die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose wirkt somit bifidogen, das heißt die Zahl der Bifidobakterien
wird erhöht.
Die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose weist daher eine präbiotische
Wirkung auf, die gegenüber
der herkömmlichen
kondensierten Palatinose wesentlich verstärkt ist. Die dabei gebildeten
kurzkettigen Fettsäuren,
insbesondere Butyrat dienen dabei auch als Substrat für die Colonocyten
und wirken somit unter anderem der Entstehung und dem Wachstum von
Colonkarzinomen entgegen. Die bei der Fermentation der erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose erzeugte Menge and Fermentationsprodukten ist beispielsweise
deutlich höher
als die bei der Fermentation resistenter Stärke. Aufgrund der bekannten Effekte
dieser Fermentationsprodukte, insbesondere ihrer induzierenden Wirkungen
auf die intrazelluläre
Synthese des Antioxidanz Glutathion und der Glutathion-S-transferase,
die den Zellen Schutz vor Kanzerogenen und Oxidanzien bieten können, ihrer
antiproliferativen Wirkungen auf Krebszellen, ihrer antineoplastischen Wirkungen
und ihrer Fähigkeit
zur Erhöhung
der Zelldifferenzierung, ist die erfindungsgemäße kondensierte Palatinose
hervorragend als Mittel zur Behandlung und/oder Prophylaxe dieser
Krankheiten geeignet.
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Aufgrund
der geringeren Abbaubarkeit im Verdauungstrakt moduliert die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose außerdem
besonders effektiv den glykämischen
Index von Lebens-, Nahrungs- und Genussmitteln.
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Im
Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter „Krankheit" oder „Erkrankung" eine Störung der
Lebensvorgänge
und/oder Mangelzustände
in Organen oder im gesamten Organismus verstanden, die eine subjektiv
empfundene und/oder eine objektiv feststellbare physische und/oder
psychische Veränderung
mit sich bringt.
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Im
Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter „Wirkstoff" eine Substanz verstanden, die
in lebenden Organismen oder Teilen davon eine biologische Wirkung
hervorrufen kann. Dabei kann dieser Wirkstoff insbesondere zur Vorbeugung,
Linderung, Heilung oder Diagnose einer Krankheit dienen. Unter einem „therapeutischen
Wirkstoff wird ein Stoff verstanden, der der Vorbeugung oder Prophylaxe,
Linderung oder Heilung einer Krankheit dient.
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Im
Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einem Arzneimittel
eine zur Anwendung bei Menschen oder Tieren bestimmte Zubereitungsform
von Wirkstoffen verstanden.
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Im
Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter „Nahrungs-
oder Lebensmittel" ein
primär
der Aufrechterhaltung der Lebensfunktionen dienendes Mittel verstanden,
während
unter „Genussmittel" ein primär dem insbesondere
bei seiner Aufnahme entste henden Wohlbefinden dienendes Mittel verstanden wird.
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In
diesem Zusammenhang wird unter „Bifidobakterien" oder „Bifidusflora" eine vornehmlich
den Dickdarm des Menschen besiedelnde Gattung grampositiver, unbeweglicher,
sporenloser, und anaerober Stäbchenbakterien
mit ihren bisher bekannten 11 Species, insbesondere B. bifidum (=Lactobacillus
bifidus), B. adolescentis, B. breve, B. longum und B. infantis,
verstanden. Diese spalten Kohlenhydrate unter Bildung von kurzkettigen
Fettsäuren,
insbesondere Essigsäure
(Acetat), Milchsäure
(Lactat) und Buttersäure
(Butyrat).
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Gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens
liegt der Anteil an Wasser im Gemisch aus Palatinose, katalytisch
wirkender azider Substanz und Wasser, das zur Schmelze erhitzt wird,
bei 4 Gew.-% bis 12 Gew.-%. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
beträgt
der Anteil der katalytisch wirkenden aziden Substanz in diesem Gemisch
0,05 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 Gew.-% bezogen auf die
Einwaage der Palatinose im Gemisch.
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Erfindungsgemäß vorgesehen
ist dabei die Verwendung einer organischen Säure, Borsäure, einer Kombination von
Phosphorsäure
und Kaliumdihydrogenphosphat und/oder dem sauren Salz Ammoniumsulfat als
katalytisch wirkende azide Substanz in dem Gemisch aus Wasser, katalytisch
wirkender azider Substanz und Palatinose. In einer bevorzugten Variante
wird als organische Säure
eine wenig flüchtige
organische Säure,
besonders bevorzugt Zitronensäure,
eingesetzt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorgenannten Verfahren wird eine Lösung der katalytisch wirkende
azide Substanz in Wasser vor und/oder während der Zugabe der Palatinose
auf eine Temperatur von 55°C
bis 95°C,
bevorzugt auf cirka 75°C,
erhitzt. Bevorzugt wird dabei die Palatinose dieser Lösung unter
Rühren
hinzugefügt.
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Erfindungsgemäß wird das
Gemisch aus Palatinose, organischer Säure und Wasser bis zur Schmelze auf
eine Reaktionstemperatur von 130°C
bis 200°C
bevorzugt von 140°C
bis 155°C,
besonders bevorzugt von cirka 145°C,
erhitzt. Dabei wird insbesondere das Gemisch gerührt, bevorzugt sehr intensiv,
und außerdem
die vorgenannte Reaktionstemperatur in möglichst kurzer Zeit erreicht.
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Erfindungsgemäß bevorzugt
wird die kondensierte Palatinose aus der Schmelze nach einer Zeit
von mehr als 2 Minuten bevorzugt von 20 bis 100 Minuten, besonders
bevorzugt von 30 bis 60 Minuten erhalten, wobei die Reaktionstemperatur
der Schmelze über
diesen Zeitraum auf 130°C
bis 200°C,
bevorzugt auf 140°C bis
155°C, besonders
bevorzugt auf cirka 145°C,
gehalten wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorgenannten Verfahren wird die so erhaltene Schmelze nach Ablauf
der Reaktion mit Wasser abgelöscht
und insbesondere ein Sirup enthaltend die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose erhalten.
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Dabei
wird das Wasser zum Ablöschen
der Schmelze in einem Gewichtsverhältnis Schmelze zu Wasser von
10:1 bis 1:2, bevorzugt von 5:1 bis 1:1, zugegeben.
-
In
einer Variante der vorgenannten Verfahren wird die aus der Schmelze
erhaltene erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose in einem kontinuierlichen Verfahren aus einer Mischung
aus Palatinose und Zitronensäure
(0,1 Gew.-% auf Gewicht Palatinose) in einem temperierten Extruder
kontinuierlich gewonnen. Dabei wird das Gemisch in einem erhitzten
Extruder zugeführt
und nach einer Kontaktzeit von mindestens einer Minute, insbesondere
einer Kontaktzeit 1 bis 15 min, bevorzugt von 1 bis 6 min, besonders
bevorzugt von 2 min, wird die kondensierte Palatinose daraus kontinuierlich
erhalten. Der erhitzte Extruder besitzt dabei eine Temperatur von
150 bis 250°C,
bevorzugt 180 bis 220°C,
besonders bevorzugt ca. 200°C.
Besonders vorteilhaft ist, dass eine Kontaktzeit von 2 Minuten ausreicht,
um erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose mit einem Anteil von über
54% an Dipalatinose-Dianhydriden zu erhalten.
-
Ein
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine kondensierte
Palatinose enthaltend 15 bis 45 Gew.-% unkondensierte Palatinose
(DP=2), 35 bis 60 Gew.-% Palatinose-Dimere (DP=4), bis zu 10 Gew.-% Palatinose-Trimere
(DP=6) und bis zu 5 Gew.-% Palatinose-Tetramere (DP=8) und -Pentamere
(DP=10) sowie mindestens 5 Gew.-% Trisaccharide (DP=3), insbesondere
eine kondensierte Palatinose mit einem Anteil an unkondensierter
Palatinose von 25 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt von 29 bis 33
Gew.-%. Ein weiterer bevorzugter Gegenstand ist eine der vorgenannten
kondensierten Palatinosen mit einen Anteil an Palatinose-Dimeren
von 40 bis 53 Gew.-%, bevorzugt von 41 bis 47 Gew.-%. Ein weiterer
bevorzugter Gegenstand ist eine der vorgenannten kondensierten Palatinosen
mit einen Anteil an Palatinose-Trimeren von 1 bis 5 Gew.-%, bevorzugt
von 2,5 bis 4 Gew.-%. Ein weiterer bevorzugter Gegenstand ist eine
der vorgenannten kondensierten Palatinosen mit einen Anteil an Palatinose-Tetrameren und Palatinose-Pentameren
von 1 bis 4 Gew.-%. Ein weiterer bevorzugter Gegenstand ist eine
der vorgenannten kondensierten Palatinosen mit einen Anteil an Trisacchariden
von 7 Gew.-% bis 10 Gew.-%.
-
Die
vorgenannten Vorteile der erfindungsgemäßen kondensierten Palatinose,
insbesondere ihre pH- und Enzymstabilität, werden bevorzugt noch gesteigert
durch einen zusätzlichen
Verfahrensschritt, worin das erfindungsgemäß erhaltene Reaktionsprodukt
in seinem Gehalt an unkondensierter Palatinose abgereichert wird.
Dieses geschieht bevorzugt durch ein chromatographisches Trennverfahren.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform wird für das chromatographische
Trennverfahren ein insbesondere mit Calcium-Ionen (Ca2 +) beladener Kationenaustauscher eingesetzt.
-
Durch
das vorgenannte Trenn- und Abreicherungsverfahren wird erfindungsgemäß bevorzugt
eine kondensierte Palatinose erhalten, die auch Gegenstand der Erfindung
ist, deren Gehalt an Palatinose-Dimeren (DP=4) gegenüber der
aus einer wässrigen
Palatino selösung
erhaltenen herkömmlichen
kondensierten Palatinose auf cirka das Zweieinhalbfache (255%) erhöht ist und
deren Gehalt an unkondensierter Palatinose (DP=2) auf cirka ein
Fünftel
(22%) reduziert ist.
-
Somit
ist ein weiterer bevorzugter Gegenstand der vorliegenden Erfindung
auch eine angereicherte kondensierte Palatinose enthaltend 1 bis
25 Gew.-% unkondensierte Palatinose (DP=2), 45 bis 80 Gew.-% Palatinose-Dimere
(DP=4), bis zu 10 Gew.-% Palatinose-Trimere (DP=6) und bis zu 5
Gew.-% Palatinose-Tetramere
(DP=8) und -Pentamere (DP=10) sowie mindestens 5 Gew.-% Trisaccharide
(DP=3), insbesondere eine angereicherte kondensierte Palatinose
mit einem Anteil an unkondensierter Palatinose von 5 bis 20 Gew.-%, besonders
bevorzugt von 9 bis 13 Gew.-%. In einer Variante enthält die angereicherte
kondensierte Palatinose einen Anteil von 54 bis 75 Gew.-%, bevorzugt
von 65 bis 73 Gew.-% Palatinose-Dimere und/oder einen Anteil von
2 bis 9 Gew.-%, bevorzugt von 4 bis 6 Gew.-% Palatinose-Trimere und/oder
einen Anteil an Palatinose-Tetrameren
und Palatinose-Pentameren von 0,5 bis 3,5 Gew.-% und/oder einen
Anteil an Trisacchariden von 6 Gew.-% bis 15 Gew.-%, bevorzugt von
8 bis 12 Gew.-%.
-
In
einer Variante der vorgenannten erfindungsgemäßen kondensierten Palatinose
oder angereicherten kondensierten Palatinose beträgt der Anteil
an zweifach kondensierten Palatinose-Dimeren, Dipalatinose-dianhydrat,
unter den Palatinose-Dimeren mindestens 70%, bevorzugt von 80 bis
90%.
-
Daher
ist ein erfindungsgemäß bevorzugter
Gegenstand auch eine kondensierte Palatinose mit einem Anteil an
Palatinose-Dimeren (DP=4) von weniger als 73 Gew.-%, wobei mindestens
70 Gew.-%, bevorzugt mehr als 80 Gew.-% besonders bevorzugt mehr
als 90 Gew.-% und insbesondere besonders bevorzugt mehr als 95 Gew.-%
der Palatinose-Dimere als zweifach kondensierte Dipalatinose-Dianhydride
vorliegen.
-
Unter
Dipalatinose-Dianhydriden werden in diesem Zusammenhang die Kondensationsprodukte
zweier Palatinose-Moleküle
unter Abspaltung von zwei Molekülen
Wasser verstanden. Es handelt sich dabei vornehmlich um folgende
Verbindungen, die in
1 dargestellt sind. Die
1 zeigt
verschiedene Dipalatinose-Dianhydride die in der erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose enthalten sind.
IUPAC-Bezeichnung | Nummer
der Strukturformel in Figur 1 |
6-O-α-D-Glucopyranosyl-6'-O-α-D-glucopyranosyl-α-D-fructofuranose-β-D-fructofuranose-1,2':2,3'-dianhydrid | 4 |
6-O-α-D-Glucopyranosyl-6'-O-α-D-glucopyranosyl-di-β-D-fructofuranose-g36 1,2':2,1'-dianhydrid | 3 |
6-O-α-D-Glucopyranosyl-6'-O-α-D-glucopyranosyl-di-α-D-fructofuranose-1,2':2,1'-dianhydrid | 2 |
6-O-α-D-Glucopyranosyl-6'-O-α-D-glucopyranosyl-di-β-D-fructofuranose-1,2':2,3'-dianhydrid | 5 |
6-O-α-D-Glucopyranosyl-6'-O-α-D-glucopyranosyl-α-D-fructofuranose-β-D-fructofuranose-1,2':2,1'-dianhydrid | 1 |
-
Unter
Dipalatinose-Monoanhydriden werden in diesem Zusammenhang die Kondensationsprodukte zweier
Palatinose-Moleküle
unter Abspaltung von einem Molekül
Wasser verstanden.
-
Die
Trisaccharide aller vorgenannten erfindungsgemäßen kondensierten Palatinosen
bestehen aus dem Kondensationsprodukt eines Einfachzuckers aus hydrolysierter
Palatinose und eines Palatinose-Disaccharids.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird die vorgenannte erfindungsgemäße kondensierte Palatinose
oder die erfindungsgemäße angereicherte
kondensierte Palatinose von mindestens einer Begleitkomponente befreit,
wobei die mindestens eine Begleitkomponente insbesondere mittels
eines chromatographischen Verfahrens aus der erhaltenen erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose abgetrennt wird. In einer Variante dieser Ausführungsform
wird für
das chromatographische Trennverfahren ein insbesondere mit Calcium-Ionen
(Ca2 +) beladener
Katio nenaustauscher eingesetzt. Bei der mindestens einen Begleitkomponente
handelt es sich insbesondere um Glucosylmethylfurfural (GMF). GMF
schmeckt bitter; durch die Aufreinigung wird der Geschmack der erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose deutlich verbessert. Erfindungsgemäß bevorzugter Gegenstand ist
daher auch eine kondensierte Palatinose mit einem Anteil von weniger
als 0,4 Gew.-%, bevorzugt weniger als 0,25 Gew.-% Glucosylmethylfurfural.
-
Ein
bevorzugter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine
kondensierte Palatinose, die nach einem der vorgenannten Verfahren
erhältlich
ist.
-
Aufgrund
der Fähigkeit
der erfindungsgemäß kondensierten
Palatinose, den glykämischen
Index in Nahrungs-, Lebens- oder Genussmitteln zu modulieren, kann
die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose zur Prophylaxe und/oder Therapie von Diabetes mellitus
(Typ II) und/oder anderen Stoffwechselerkrankungen, bevorzugt als
Bestandteil von diätetischen
Nahrungs-, Lebens- oder Genussmitteln, verwendet werden. Ein Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung der erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose als Bestandteil in Nahrungs-, Lebens- oder Genussmitteln,
insbesondere in diätetischen
Nahrungs-, Lebens- oder Genussmitteln, zur Modulation deren glykämischen
Eigenschaften, insbesondere zur Modulation deren glykämischen
Index.
-
Die
erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose wird bevorzugt als löslicher
Ballaststoff, insbesondere als präbiotischer Ballaststoff verwendet,
der ins besondere in der Magen-Darm-Passage im Wesentlichen unverdaulich
ist. Erfindungsgemäß bevorzugt
ist die Verwendung als präbiotischer
Ballaststoff. Die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose dient erfindungsgemäß so insbesondere
als diätetische
Faserquelle.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose in Kombination mit anderen löslichen oder unlöslichen,
fermentierbaren oder nicht-fermentierbaren Ballaststoffen eingesetzt.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform wird die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose in Kombination mit mindestens einem Ballaststoff ausgewählt aus
der Gruppe der Ballaststoffe bestehend aus löslichen Ballaststoffen wie
kurzkettige Fructo-Oligosaccharide, langkettige Fructo-Oligosaccharide, Galacto-Oligosaccharide,
hydrolysiertes Guar Gum, wie „Sunfibre" oder „Benefibre", Lactulose, Xylo-Oligosaccharide,
Lactosucrose, Malto-Oligosaccharide, wie „Fibersol-2" von Matsutani, Isomalto-Oligosaccharide, Gentio-Oligosaccharide,
Glucosyl-Sucrose, wie „Coupling
Sugar" von Hayashibara,
Sojabohnen-Oligosaccharide, Chito-Oligosaccharide, Chitosan-Oligosaccharide
sowie unlösliche
Ballaststoffe wie resistente Stärke, Haferfasern,
Weizenfasern, Gemüsefasern
zum Beispiel aus Erbsen, Tomaten, Fruchtfasern zum Beispiel aus Äpfeln, Beeren
und Früchten
des Johannisbrotbaums, wie „Caromax" von Nutrinova, Cellulosen
und Zuckerrübenfasern,
wie „Fibrex" von Danisco verwendet.
-
Neben
Mischungen der erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose mit mindestens einem der vorgenannten Ballaststoffen
sind erfindungsgemäß bevorzugt
auch Mischungen der erfindungsgemäßen kondensierten Palatinose,
allein oder in Verbindung mit mindestens einem der vorgenannten
Ballaststoffe, mit Kulturen von probiotischen Lactobakterien, Bifidobakterien,
sogenannte „Synbiotika" vorgesehen. Je nach
Verwendung und Darreichungsform sind die zugesetzten probiotischen
Bifidobakterien-Kulturen als Lebendkulturen oder als Trockenkulturen
oder Dauerkulturen ausgeführt.
-
Die
erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose, allein oder in Verbindung mit mindestens einem der vorgenannten
Ballaststoffe und/oder mit Kulturen von probiotischen Bifidobakterien,
dient in der erfindungsgemäßen Verwendung
so als diätetische
Faserquelle, der Behandlung und/oder Vorbeugung von Verstopfung, der
Wiederherstellung und Intakterhaltung einer gesunden Mikroorganismenflora
im Verdauungstrakt, der Verbesserung der Verfügbarkeit und der Resorbierung
von Nahrungsbestandteilen, wie Mineralien, im tierischen oder menschlichen
Verdauungstrakt allgemein der Unterstützung und Wiederherstellung
der Gesundheit, insbesondere der Rekonvaleszenz, und verhindert,
wie vorgenannt ausgeführt,
die Entstehung von Dickdarmtumoren sowie von entzündlichen
Darmerkrankungen. Erfindungsgemäß bevorzugt
verwendet dient die erfindungsgemäße kondensierte Palatinose
auch der Modulation und Unterstützung
des Immunsystems des tierischen und menschlichen Körpers.
-
Weitere
Gegenstände
der vorliegenden Erfindung sind daher auch Verwendungen der erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose zur Herstellung von Nahrungs-, Lebens-, Genuss- oder
Tierfuttermitteln, die die vorgenannte erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose, allein oder in Verbindung mit mindestens einem der vorgenannten
Ballaststoffe und/oder mit Kulturen von probiotischen Bifidobakterien,
enthalten.
-
Die
Erfindung betrifft also auch die vorgenannten Verwendungen in Nahrungs-,
Lebens- oder Genussmitteln, die die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose allein oder in Verbindung mit mindestens einem der vorgenannten
Ballaststoffe und/oder mit Kulturen von probiotischen Bifidobakterien
enthalten. In einer Variante sind dies Milcherzeugnisse und Milchprodukte,
wie beispielsweise Käse-,
Butter-, Joghurt-, Kefir-, Quark-, Sauermilch-, Buttermilch-, Sahne-,
Kondensmilch-, Trockenmilch-, Molken-, Milchzucker-, Milcheiweiß-, Milchmisch-,
Milchhalbfett-, Molkenmisch- oder Milchfett-Produkte oder -Zubereitungen.
In einer weiteren Variante sind dies Backwaren, insbesondere Brot
einschließlich
Kleingebäck
oder feine Backwaren einschließlich
Dauerbackwaren, Keksprodukte oder Waffeln. In einer weiteren Variante
sind dies Brotaufstriche, Margarine-Erzeugnisse oder Backfette. In einer
weiteren Variante sind dies Instantprodukte und Brüherzeugnisse.
In einer weiteren Variante sind dies Obstprodukte oder Obstzubereitungen
wie Konfitüren,
Marmeladen, Gelees, Obstkonserven, Fruchtpulpe, Fruchtmark, Fruchtsäfte, Fruchtsaftkonzentrate,
Fruchtnektar oder Fruchtpulver. In einer weiteren Variante sind dies
Gemüseerzeugnisse
oder -zubereitungen wie Gemüsekonserven,
Gemüsesäfte oder
Gemüsemark.
In einer weiteren Variante sind dies Gewürzmischungen. In einer weiteren
Variante sind dies Müsli
und Müsli-Mischungen,
sowie fertig zubereitete Müsli
enthaltende Produkte. In einer weiteren Variante sind dies nicht-alkoholische
Getränke,
wie Sportlergetränke
und diätetische
Limonaden, Getränkegrundstoffe
und Getränkepulver.
-
In
einer weiteren Variante sind dies Süßwaren wie Schokolade, Hartkaramellen,
Weichkaramellen, Kaugummi, Dragees, Fondant-Erzeugnisse, Gelee-Erzeugnisse, Lakritzen,
Schaumzuckerwaren, Flocken, Dragees, Komprimate, kandierte Früchte, Krokant,
Nougat-Erzeugnisse, Eiskonfekt, Marzipan, Müsliriegel, sowie Speiseeis
oder alkoholische und nicht-alkoholische
Süßgetränke etc.,
die die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose, allein oder in Verbindung mit mindestens einem der vorgenannten
Ballaststoffe und/oder mit Kulturen von probiotischen Bifidobakterien,
enthalten.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose insbesondere als Wirkstoff zur Modulation der glykämischen
Eigenschaften, allein oder in Verbindung mit mindestens einem der
vorgenannten Ballaststoffe und/oder mit Kulturen von probiotischen
Bifidobakterien, in Spezial-Ernährung,
in Ernährung
für Per sonen
mit Glucoseintoleranz oder in Kinderernährung eingesetzt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose in sauren Lebensmitteln mit einem pH-Wert von 1 bis 5,
bevorzugt 2 bis 4, eingesetzt, insbesondere in Fruchtsäften oder
Fruchtsaftzubereitungen, sauren Konfitüren
-
Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der vorgenannten
erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose als Süßungsmittel.
Die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose besitzt eine-Süßkraft von
ca. 34% gegenüber
Saccharose (100%) und ist daher besonders vorteilhaft nicht nur
als löslicher
Ballaststoff mit den damit verbundenen vorgenannten positiven Eigenschaften,
sondern wird auch als Zuckeraustauschstoff und/oder Süßungsmittel
insbesondere in diätetischen
Produkten eingesetzt.
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Ein
weiterer bevorzugter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die
Verwendung der erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose als Wirkstoff, insbesondere als therapeutischer Wirkstoff,
insbesondere in Arzneimitteln, arzneimittelähnlichen Zubereitungen, Nahrungs-,
Lebens- und/oder Genussmitteln sowie als Zusatz in Tierfuttermitteln
zur Behandlung von Erkrankungen. Insbesondere sind dies pharmazeutische
Zusammensetzungen, ein Arzneimittel, das die erfindungsgemäße kondensierte
Palati nose enthält,
sowie die Verwendung der erfindungsgemäßen kondensierten Palatinosen
zur Herstellung solcher Arzneimittel:
In einer Variante wird
die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose als Wirkstoff zur Behandlung von Darmerkrankungen verwendet.
Demgemäß wird das
so hergestellte Arzneimittel zur Behandlung von Darmerkrankungen
eingesetzt.
-
In
weiteren Varianten dient die erfindungsgemäße kondensierte Palatinose
als Wirkstoff der Behandlung und/oder Vorbeugung von Verstopfung,
der Wiederherstellung und Intakterhaltung einer gesunden Mikroorganismenflora
im Verdauungstrakt und der Behandlung und/oder Vorbeugung von Verstopfung,
der Wiederherstellung und Intakterhaltung einer gesunden Mikroorganismenflora
im Verdauungstrakt.
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In
einer weiteren Variante dient die erfindungsgemäße kondensierte Palatinose
als Wirkstoff der Verbesserung der Resorbierung von Nahrungsbestandteilen,
insbesondere von Mineralien wie Kalzium, im tierischen oder menschlichen
Verdauungstrakt und verhindert und/oder verringert so insbesondere
Nahrungsmittelmangelerscheinungen.
-
In
einer weiteren Variante dient die erfindungsgemäße kondensierte Palatinose
als Wirkstoff der Verhinderung und/oder Behandlung von Durchfallerkrankungen,
insbesondere hervorgerufen durch gesteigerte Innensekretion und/oder
mangelnde Innenresorption (sekretorische Diarrhoe), die bei den
meisten Infektionen des Darms mit Mikroorganismen (=bakterielle
oder virale Enteritiden) auftritt, beispielsweise die Reisediarrhoe hervorgerufen
durch enterotoxinbildende E.coli-Stämme sowie andere darmpathogene
Bakterien und Parasiten, auch Amöbenruhr.
-
Daher
ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung
der erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose als Wirkstoff zur Prophylaxe von Infektionskrankheiten,
zur Prophylaxe von Darmerkrankungen, zur Prophylaxe der Coloncarzinogenese,
zur Prophylaxe von entzündlichen
Erkrankungen und/oder zur Prophylaxe der Osteoporose.
-
Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem die
Verwendung der erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose als Wirkstoff zur Stärkung
der Immunabwehr gegenüber
allgemeinen Infekten.
-
Ein
weiterer bevorzugter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die
Verwendung der erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose als Wirkstoff zur Prophylaxe und/oder Behandlung von
Krankheiten, die durch oxidativen Stress hervorgerufen werden, insbesondere
Krankheiten wie Krebs, Diabetes I und II, Hypertonie, Schlaganfall,
männliche
Infertilität,
rheumatische Erkrankungen, Koronararterien-Erkrankungen, akuten Herzinfarkt und
chronisch-entzündliche
Krankheiten.
-
Selbstverständlich kann
die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose als Wirkstoff mit praktisch dem selben Wirk- und Anwendungsspektrum
wie oben ausgeführt
auch bei Tieren, bevorzugt Säugetieren, insbesondere
monogastrischen Tieren eingesetzt werden.
-
Die
Erfindung wird außerdem
in den folgenden Beispielen 2 bis 12 näher beschrieben:
-
Beispiel 1: Herstellung kondensierter
Palatinose nach dem Stand der Technik (Vergleichsbeispiel)
-
300
g kristalline Palatinose werden nach Zugabe von 90 g VE-Wasser in
einem Stahlgefäß unter
Rühren
bei 105°C
gelöst
und unter anschließender
Zugabe von Zitronensäure
(0,02 Gew.-% bezogen auf die einge setzte Palatinose) unter Vakuum
bis zu einer Endtemperatur von 135°C konzentriert. Nach Erreichen
von 135°C
wird diese Temperatur für
30 min beibehalten, anschließend
abgekühlt
und das Reaktionsprodukt mit vollentsalztem Wasser gelöst.
-
Die
Zusammensetzung des Reaktionsprodukts, DP-Bereiche, wird mittels Gelpermeationschromatographie
mit Raftilose
® St
als Vergleichssubstanz ermittelt. Der Bereich DP 2 entspricht dabei
weitgehend unkondensierter Palatinose (Isomaltulose). Ergebnis:
Komponente
Polymerisationsgrad (DP) | Anteil
[Gew.-%] |
Bereich
DP 1 (Hydrolyseprodukt) | 2 |
Bereich
DP 2 (unkondensierte Palatinose) | 48 |
Bereich
DP 4 (Palatinose-Dimere) | 28 |
Bereich
DP 6 (Palatinose-Trimere) | 12 |
Bereich
DP 8 (Palatinose-Tetramere) | 5 |
Bereich
DP 10 (Palatinose-Pentamere) | 5 |
-
Das
Verhältnis
von unkondensierter Palatinose zum Kondensations-Produkt der Palatinose-Dimere
ist cirka 1,7 und liegt damit deutlich über 1.
-
Nach
gaschromatographischen Analysen (GC) ergibt sich folgende Zusammensetzung
für die
Palatinose-Dimere:
Komponente | Anteil
[Gew.-%] |
Dipalatinose-Dianhydride
(zweifach
kondensierte Palatinose) | 16,2 |
Dipalatinose-Monoanhydride
(einfach
kondensierte Palatinose) | 83,8 |
-
Beispiel 2: Herstellung von kondensierter
Palatinose mittels Schmelze (erfindungsgemäß)
-
800
g vollentsalztes Wasser enthaltend 10 g wasserfreie Zitronensäure werden
zunächst
in einer Karamelpfanne mit Rührer
und einem maximalen Arbeitsvolumen von ca. 20 l vorgelegt und auf
75°C erwärmt. Unter
Rühren
werden 10 kg Palatinose portionsweise zugegeben. Nach Ende der Zugabe
wird bei maximaler Heizleistung der Karamelpfanne (4,4 KW) und bei
maximaler Drehzahl des Rührers
auf 145°C
aufgeheizt und die Reaktionstemperatur für 45 min bei 145°C gehalten.
Anschließend
wird die erhaltene Schmelze mit 4 kg vollentsalztem Wasser abgelöscht und
der entstehende Sirup ausgelassen. Aus dem Sirup wird die kondensierte
Palatinose in an sich bekannter Weise gewonnen.
-
Durch
Analyse mittels Gelpermeationschromatographie mit Raftilose
® L
40 und Raftiline
® St als Ver gleichssubstanzen
werden die Anteile der DP-Bereiche
bestimmt. Ergebnis:
Komponente | Anteil [Gew.-%] |
vor nach
Abtrennung von GMF |
Bereich
DP 1 (Hydrolyseprodukt) | 1,9 | 2,1 |
Bereich
DP 2 (unkond. Palatinose) | 30,6 | 33,4 |
Bereich
DP 3 (Trisaccharid) | 7,6 | 8,3 |
Bereich
DP 4 (Palatinose-Dimere) | 44,0 | 48,0 |
Bereich
DP 6 (Palatinose-Trimere) | 3,5 | 3,8 |
Bereich
DP 8 (Palatinose-Tetramere) | 1,9 | 2,1 |
Bereich
DP 10 (Palatinose-Pentamere) | 1,2 | 1,3 |
Glucosylmethylfurfural
(GMF) | 8,3 | < 0,1 |
-
Das
im Reaktionsprodukt enthaltene Trisaccharid ist primär ein Kondensationsprodukt
aus einem der teilweisen Hydrolyse der Palatinose entstammenden
Monosaccharid und einem Palatinose-Disaccharid.
-
Das
Verhältnis
von unkondensierter Palatinose zum Kondensations-Hauptprodukt der
Palatinose-Dimere ist cirka 0,7 und liegt damit deutlich unter 1.
-
Die
erhaltenen Palatinose-Kondensate umfassen zu cirka 85 zweifach kondensierte
Palatinose- Moleküle, Dipalatinose-Dianhydrat,
wobei die Kondensation zum Dimer unter Abspaltung von jeweils zwei
Molekülen
Wasser erfolgt.
-
Als
Zusatzprodukt entsteht in der Schmelze Glucosylmethylfurfural (GMF)
in einem Anteil von 8,3 Gew.-%. GMF kann durch Chromatographie am
Kationenaustauscher in der Ca2+-Form abgetrennt
werden.
-
Beispiel 3: Chromatographische Anreicherung
von Palatinose-Kondensaten und Abtrennung von Verunreinigungen mittels
eines Calcium-beladenem Kationenaustauscher
-
Zur
Anreicherung von Palatinose-Kondensaten in dem nach Beispiel 2 erhaltenen
Reaktionsprodukt durch Abtrennung von darin enthaltener unkondensierter
Palatinose und/oder zur Abtrennung von Verunreinigungen wird anschließend an
das Verfahren gemäß Beispiel
2 eine Chromatographie an einem stark sauren Kationenaustauscher
in der Ca
2+-Form (zum Beispiel Amberlite
XE 594) durchgeführt. Chromatographie:
Trennanlage: | 10
m Länge,
Durchmesser 25 cm |
Temperatur: | 55°C |
Flussrate: | 100
l/h, |
Elutionsmedium: | entgastes
entionisiertes Wasser |
Aufgabelösung: | 34,4
kg mit 50 Gew.-% Trockensubstanz des Reaktionsprodukts (entsprechend
17,4 kg Trockensubstanz) |
Ergebnis:
Anteil in der Trockensubstanz [Gew.-%] | vor Abtrennung | nach Abtrennung
von: |
GMF | GMF
und Palatinose |
Glucose | 1,0 | 1,1 | < 0,1 |
Fructose | 1,0 | 1,2 | < 0,1 |
Palatinose
(DP 2) | 30,6 | 33,4 | 11,4 |
Palatinose-Kondensate (> DP 2) | 58,2 | 63,0 | 88,6 |
GMF | 8,3 | < 0,1 | < 0,1 |
Summe | 99,1 | 99,2 | 100 |
Ausbeute | 100 | > 95 | > 80 |
-
Je
nach Art und Weise der Fraktionierung im chromatographischen Schritt
kann die Verunreinigung Glucosylmethylfurfural (GMF) praktisch vollständig abgetrennt
(GMF-frei) oder zusätzlich
der Anteil an Palatinose-Kondensaten im erhaltenen Gemisch um cirka
das Eineinhalbfache (150%) erhöht
werden. Der Anteil an unkondensierter Palatinose kann auf cirka
ein Drittel verringert werden Die erhaltene kondensierte Palatinose-Lösung ist
somit GMF-frei oder GMF-frei und Palatinose-abgereichert.
-
Nach
chromatographischer Abtrennung von GMF und unkondensierter Palatinose
von der gemäß Beispiel
2 erhaltenen kondensierten Palatinose wird eine erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose erhalten, die bei einer Analyse mittels Gelpermeationschroma tographie
(siehe Beispiel 2) folgende Zusammensetzung aufweist:
Komponente | Anteil
[Gew.-%] |
Bereich
DP 1 (Hydrolyseprodukt) | < 0,5 |
Bereich
DP 2 (unkond. Palatinose) | 11,4 |
Bereich
DP 3 (Trisaccharid) | 9,9 |
Bereich
DP 4 (Palatinose-Dimere) | 71,3 |
Bereich
DP 6 (Palatinose-Trimere) | 5,1 |
Bereich
DP > 8 | 1,6 |
-
Das
Verhältnis
von unkondensierter Palatinose zum Kondensations-Hauptprodukt (Palatinose-Dimere)
hat sich gegenüber
Beispiel 2 noch verringert und beträgt cirka 0,16. In der erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose ist also der Anteil an Palatinose-Dimeren etwa 6,25-mal
so hoch wie der Anteil an unkondensierter Palatinose.
-
Nach
gaschromatographischen Analysen (GC) ergibt sich folgende Zusammensetzung
für die
Palatinose-Dimere:
Komponente | Anteil
[Gew.-%] |
Dipalatinose-Dianhydride
(zweifach
kondensierte Palatinose) | 98,4 |
Dipalatinose-Monoanhydride
(einfach
kondensierte Palatinose) | 1,6 |
-
Der
Anteil an Dipalatinose-Dianhydride ist gegenüber der kondensierten Palatinose
aus dem Vergleichsbeispiel (Beispiel 1) cirka 6-fach so hoch.
-
Beispiel 4: pH-Stabilität von kondensierter
Palatinose
-
Um
die pH-Stabilität
von kondensierten Palatinose-Produkten
zu vergleichen, werden die Reaktionsgemische erhalten nach Beispiel
1 (Vergleich) beziehungsweise nach Beispiel 2 (erfindungsgemäß) als jeweils 0,9%ige
Lösungen
in 0,1 N Salzsäure
(pH 1,0) bei 80°C
für 15
bis 120 min inkubiert. Dabei werden neben den Anteilen an Kondensationsprodukten
(DP 3 bis DP 10) auch die Anteile an unkondensierten Bestandteilen
(DP 2) und den im kondensierten Palatinose-Reaktionsprodukt ebenfalls
enthaltenen Monosacchariden bestimmt. Ergebnis:
Anteil [Gew.-%] | Inkubationszeit
[min] |
0 | 15 | 30 | 60 | 120 |
kond. Palatinose
(Vergleich) |
Glucose
(DP 1) | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 |
Fructose
(DP 1) | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 |
Palatinose
(DP 2) | 58 | 92 | 92 | 91 | 91 |
Palatinose-Kondensate
(DP 3–DP 10) | 50 | 7 | 6 | 6 | 5 |
kond. Palatinose
(erfindungsgemäß) |
Glucose
(DP 1) | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Fructose
(DP 1) | 0 | 1 | 1 | 2 | 4 |
Palatinose
(DP 2) | 23 | 26 | 27 | 33 | 40 |
Palatinose-Kondensate
(DP 3–DP 10) | 75 | 70 | 68 | 60 | 50 |
kond. Palatinose
nach Abtrennung von GMF und Palatinose (erfindungsgemäß) |
Glucose
(DP 1) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
Fructose
(DP 1) | 0 | 1 | 2 | 2 | 3 |
Palatinose
(DP 2) | 12 | 14 | 16 | 20 | 29 |
Palatinose-Kondensate
(DP 3–DP 10) | 88 | 84 | 80 | 75 | 64 |
-
Nach
einer Reaktionszeit von 120 min bei 80°C und pH 1,0 weist die erfindungsgemäß hergestellte kon densierte
Palatinose (Beispiel 2) noch einen 10-fach höheren Anteil an Palatinose-Kondensaten
(DP 3 bis DP 10), die erfindungsgemäß nach Abtrennung von GMF und
Palatinose erhaltene kondensierte Palatinose (Beispiel 3) einen
fast 13-fach höheren
Anteil an Palatinose-Kondensaten (DP 3 bis DP 10) gegenüber herkömmlicher
kondensierter Palatinose (Beispiel 1, Vergleichsbeispiel) auf.
-
Das
vorgenannte Ergebnis zeigt deutlich, dass die erfindungsgemäßen, im
Vergleich zu der bekannten kondensierten Palatinose im Gehalt an
Palatinose-Dimeren
angereicherten und im Gehalt an unkondensierter Palatinose angereicherten
Palatinosen eine deutlich erhöhte
pH-Stabilität
aufweisen.
-
Beispiel 5: Stabilität der kondensierten Palatinose
in Magen und Dünndarm
-
a) Stabilität im Magen
-
Die
Stabilität
einer Substanz in der Magen-Passage kann durch Bestimmung der Hydrolyserate
bei pH 2,0 simuliert werden. Als Kontrolle werden Saccharose sowie
1-Kestose verwendet.
-
Eine
1%ige Lösung
kondensierter Palatinose wird mit 10 mM Salzsäure (pH 2,0) bei 37°C für 3 Stunden
inkubiert. Aus dem Reaktionsansatz werden nach jeweils 60, 120 und
180 min Proben entnommen, die mittels basischer Anionenaustausch-Chromatographie,
HPAEC, analysiert werden. Ergebnis
Hydrolyserate
[%] | Inkubationszeit
[min] |
0 | 60 | 120 | 180 |
Saccharose | 0 | 2 | 5 | 8 |
1-Kestose | 0 | 11 | 25 | 36 |
kond.
Palatinose (Vergleich) | 0 | 2 | 4 | 7 |
kond.
Palatinose (erfindungsgemäß) | 0 | 0 | 0 | 1 |
-
Kondensierte
Palatinose, hergestellt nach dem Stand der Technik nach Beispiel
1, weist eine geringere pH-Stabilität auf als die erfindungsgemäß mittels
Schmelze hergestellte kondensierte Palatinose nach Beispiel 2. Im
Vergleich weisen Saccharose mit einer Hydrolyserate von 8% und 1-Kestose
mit 36% ebenfalls eine geringe pH-Stabilität auf.
-
b) Stabilität gegenüber Pankreas-Enzymen
-
Das
Pankreas-Sekret enthält
eine große
Anzahl von Hydrolasen, unter anderem auch Kohlenhydratspaltende
Enzyme wie α-Amylase,
welche α-1,4-Glucane (Stärke, Glykogen)
bevorzugt zu Maltose und Maltooligosacchariden spaltet.
-
Die
Prüfung
der Stabilität
von Sacchariden gegenüber
diesen Pankreas-Enzymen wird wie folgt durchgeführt: Eingesetzte
Lösungen:
Lösung 1: | 20
mM Na-Phosphat-Puffer mit pH 7,0 und mit 6 mM NaCl |
Lösung 2: | 1%ige
Lösung
erfindungsgemäßer kondensierter
Palatinose hergestellt nach Beispiel 2 in Lösung 1 |
Lösung 3: | 1%ige
Lösung
herkömmlicher
kondensierter Palatinose hergestellt nach Beispiel 1 in Lösung 1 |
Lösung 4: | 1%ige
Stärkelösung (lösliche Stärke nach
Zulkowski) in Lösung
1 |
Lösung 5: | 0,2%
Pankreatin-Enzym (Fa. Sigma) gelöst
in Lösung 1 |
-
Pro
Ansatz wird je 3,0 ml einer der Kohlenhydratlösungen (Lösung 2 bis Lösung 4)
mit je 0,1 ml der Enzymlösung
(Lösung
5) vermischt.
-
Nach
210 Minuten Inkubation im Thermomixer (Intervall-Schütteln) bei
37°C wird
die Reaktion durch Erhitzen für
15 min auf 95°C
beendet und die Proben mittels HPAEC analysiert. Die stärkehaltige
Probe (Lösung
4 + Lösung
5) wird vor der HPAEC-Analyse durch 3-ständiges Erhitzen in 1 M Salzsäure bei
95°C vollständig hydrolysiert
und die daraus entstehende Glucose ermittelt, um den Stärkegehalt
der Probe zu errechnen. Ergebnis:
Substanz | Abbaurate
[%] |
kondensierte
Palatinose (erfind.) | < 1 |
kondensierte
Palatinose (Vergl.) | < 1 |
lösliche Stärke | 85 |
-
Sowohl
die erfindungsgemäße als auch
die herkömmliche
kondensierte Palatinose werden durch die eingesetzten Pankreas-Enzyme
nicht gespalten. Hingegen wird die lösliche Stärke zu 85% gespalten.
-
c) Stabilität gegenüber Dünndarm-α-Glucosidasen
-
Die
im Dünndarm
vorhandenen Mucosa-ständigen
Enzym-Komplexe Saccharase/Isomaltase
und Glucoamylase/Maltase sorgen in vivo dafür, dass in den Dünndarm gelangten
Disaccharide wie Maltose und Saccharose und zum Teil auch Maltooligosaccharide
zu Monosacchariden gespalten werden und als solche über die
Darmwand in den Blutkreislauf aufgenommen werden.
-
Die
Prüfung
der Stabilität
kondensierter Palatinose gegenüber
diesen Enzymen wurde wie folgt durchgeführt:
Die Enzym-Komplexe
Saccharase/Isomaltase (SI-Komplex)
und Glucoamylase/Maltase (GM-Komplex) werden aus Schweine-Dünndarm nach
der Methode von H. Heymann (Dissertation, Hannover, 1991) isoliert.
Lösung 1: | 0,1
M Triethanolamin (TEA)-Puffer mit pH 7,0 |
Lösung 2: | 1%ige
Lösung
erfindungsgemäßer kondensierter
Palatinose hergestellt nach Beispiel 2 in Lösung 1 |
Lösung 3: | 1%ige
Lösung
erfindungsgemäßer kondensierter
Palatinose nach Abtrennung von GMF und Palatinose hergestellt nach
Beispiel 3 in Lösung
1 |
Lösung 4: | 1%ige
Lösung
herkömmlicher
kondensierter Palatinose hergestellt nach Beispiel 1, in Lösung 1 (Vergleichsbeispiel) |
Lösung 5: | 1%ige
Lösung
von Maltose in Lösung
1 |
Lösung 6: | 1%ige
Lösung
von Saccharose in Lösung
1 |
Lösung 7: | Saccharase/Isomaltase-Enzymkomplex
in Lösung
1 |
Lösung 8: | Glucoamylase/Maltase-Enzymkomplex
in Lösung
1 |
-
Zu
je 1,2 ml einer auf 37°C
temperierten Kohlenhydratlösung
(Lösung
2 bis Lösung
6) werden jeweils 0,7 U des Enzymkomplexes Saccharase/Isomaltase
(Lösung
7) beziehungsweise Glucoamylase/Maltase (Lösung 8) zugegeben, gemischt
und bei 37°C
inkubiert. Die Reaktion wird nach 2 Stunden durch Erhitzen für 15 min
auf 95°C
gestoppt. Die dabei gebildeten Monosaccharide sowie die nicht abgebauten
Saccharide der jeweiligen Ansätze
werden mittels HPAEC quantitativ bestimmt. Ergebnis:
Hydrolyserate [%] | Inkubationszeit:
120 min |
bei Inkubation
mit: |
Saccharase/Isomaltase | Glucoamylase/
Maltase |
Saccharose
(Lösung
6) | 98 | |
Maltose
(Lösung
5) | 95 | 96 |
kondensierte
Palatinose (Lösung 2) | 9 | 3 |
angereicherte
kondensierte Palatinose (Lösung
3) | 7 | 2 |
kondensierte
Palatinose (Vergleich) | 13 | 4 |
-
Unter
den gewählten
Bedingungen kommt es zu einer fast vollständigen Hydrolyse von Saccharose und
Maltose durch den Saccharase/Isomaltase-Enzymkomplex sowie von Maltose
durch den Glucoamylase/Maltase-Enzymkomplex. Die kondensierte Palatinose
aus Beispiel 1, Beispiel 2 und Beispiel 3 wird durch beide Enzymkomplexe
nur geringfügig
gespalten. Es zeigt sich jedoch, dass die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose aus Beispiel 2 und Beispiel 3 besonders vorteilhaft von
beiden Enzymkomplexen jeweils zu einem geringeren Grad gespalten wird
im Vergleich zu der herkömmlichen
kondensierten Palatinose aus Beispiel 1. Die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose aus Beispiel 2 und vor allem aus Beispiel 3 ist also gegenüber Dünndarm-α-Glucosidasen stabiler;
ihre Verfügbarkeit
im Dickdarm ist daher höher
als bei der bekannten kondensierten Palatinose.
-
Die
gefundenen erfindungsgemäßen Vorteile
der erhöhten
Stabilität
gegenüber
Verdauungsenzymen bei der erfindungsgemäß nach Beispiel 2 oder Beispiel
3 erhältlichen
kondensierten Palatinose lässt
sich auf ihren gegenüber
herkömmlicher
kondensierter Palatinose erhöhten
Gehalt an Palatinose-Dimeren und verringerten Gehalt an unkondensierter
Palatinose zurückführen. Experimentell
zeigt sich, dass die Enzymstabilität der in einem weiteren Verfahrensschritt
gemäß Beispiel
3 im Gehalt an Palatinose-Dimeren
noch weiter angereicherten und im Gehalt an unkondensierter Palatinose
noch weiter abgereicherten erfindungsgemäßen kondensierten Palatinose
gegenüber
noch weiter erhöht
wird.
-
Beispiel 6: Fermentation kondensierter
Palatinose in Human-Fäzes
-
Die
Inkubation von Kohlenhydraten mit Human-Fäzes erlaubt Aussagen zur Geschwindigkeit
der Verstoffwechselung durch die Bakterienpopulation sowie zur Bildung
der kurzkettigen Fettsäure
Buttersäure.
-
Zur
Untersuchung der Fermentierbarkeit in einem in vitro-Fermentationsexperiment
werden neben kondensierter Palatinose zum Vergleich auch Raftilose® P
95 (Fructooligosaccharide) als ein bekanntermaßen schnell fermentierbares
Kohlenhydrat sowie resistente Stärke
als ein bekanntermaßen
langsam fermentierbares Kohlenhydrat eingesetzt.
-
Bei
der verwendeten resistenten Stärke
handelt es sich um Novelose® 240 (Fa. National Starch),
deren Anteil an resistenter Stärke
zuvor durch enzymatische Behandlung mittels α-Amylase/Amyloglucosidase und durch
Rückgewinnung
des unlöslichen
Anteils auf 83% erhöht
wird.
-
Bei
der kondensierten Palatinose gemäß Beispiel
1 (Vergleich) und bei der erfindungsgemäßen kondensierten Palatinose
wird zuvor mittels Gelpermeationschromatographie GMF und die Mono-
und Disaccharide abgetrennt (Beispiel 3), so dass der Restgehalt
an unkondensierter Palatinose 2,3% beträgt. Dadurch wird eine in vitro-Bedingung
geschaffen, die der Fermentationsbedingung im Colon des lebenden
Organismus gleichkommt, da die normalerweise bereits im Dünndarm vollkommen
beziehungsweise partiell verdauten Mono- und Disaccharide im Colon
nicht mehr für
die Verstoffwechselung zur Verfügung
stehen.
-
Für die in
vitro-Fermentationsexperimente wird ein anaerobes Medium in folgender
Zusammensetzung eingesetzt:
Trypton | 1,5
g |
Hefe-Extrakt | 1,5
g |
KH2PO4 | 0,24
g |
Na2HPO4 | 0,24
g |
(NH4)2SO4 | 1,24
g |
NaCl | 0,48
g |
MgSO4 × 7
H2O | 0,10
g |
CaCl2 × 2
H2O | 0,06
g |
FeSO4 × 7
H2O | 2,0
mg |
Resazurin | 1,0
mg |
Cystein/HCl | 0,5
g |
Vitaminlösung (nach
DSM 141) | 0,5
ml |
Spurenelementelösung (nach
DSM 141) | 9,0
ml |
NaHCO3 | 2,0
g |
H2O dest. | ad
1000 ml, pH 7,0 |
-
Kultivierung von Darmbakterien auf den
zu testenden Oligosacchariden:
-
9
ml des unter Punkt 1, vorstehend, beschriebenen anaeroben Mediums
wird mit 0,5 (w/v) des zu testenden Oligosaccharids versetzt und
anschließend
mit 1 ml einer 10%igen Fäzes-Suspension
(Mischfäzes zweier
Probanden) in anaeroben 50 mM Phosphatpuffer, pH 7,0, dem zuvor
0,5 g/l Cystein/HCl als Reduktionsmittel zugesetzt wird, beimpft.
-
Anschließend werden „Hungate"-Röhrchen für maximal
48 Stunden unter Schütteln
bei 37°C
inkubiert. Zu unterschiedlichen Zeitpunkten werden Proben daraus
entnommen und diese auf den Anteil restlicher Oligosaccharide, kurzkettige
Fettsäuren,
Milchsäure
und pH-Wert untersucht.
-
Ergebnis:
-
Die
Fructooligosaccharide (Raftilose
®P95)
sind bereits nach 7 Stunden vollkommen verstoffwechselt. Herkömmliche
kondensierte Palatinose (hergestellt nach Beispiel 1) wird nach
Abtrennung der Mono- und Disaccharide innerhalb von 28 Stunden mit
97% nahezu vollständig
fermentiert. Die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose (hergestellt nach Beispiel 2) nach Abtrennung der Mono-/Disaccharide
ist lediglich zu 85% abgebaut, die auf 83% angereicherte resistente
Stärke
besitzt eine ähnlich
geringere Raten der Verstoffwechselung von 89%. Sowohl die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose als auch die resistente Stärke weisen nach 28 Stunden
immer noch signifikante Gehalte an nicht fermentierten Kohlenhydraten
auf.
Abbaurate
[%] | Inkubationszeit
[h] | Butyrat-Gehalt (Endprobe) |
7 | 14 | 22 | 28 |
Raftilose®P95 | 100 | – | – | – | 2,5
mM |
resistente
Stärke | 21 | 37 | 66 | 89 | 11,8
mM |
kond.
Palatinose (Vergl.), DP > 2 | 48 | 90 | 96 | 97 | 12,5 mM |
kond.
Palatinose (erfind.), DP > 2 | 12 | 30 | 55 | 85 | 8,6 mM |
-
Der
Gehalt an gebildetem Butyrat zum Endpunkt der Fermentation (nach
maximal 48 h) ist für
resistente Stärke
sowie für
die erfindungsgemäße als auch
für die
herkömmliche
kondensierte Palatinose, jeweils nach Abtrennung der Mono-/Disaccharide, ähnlich hoch.
Bei der Fermentation von Raftilose®P95
wird hingegen eine deutlich geringere Menge an Butyrat gebildet.
-
Die
Vorteile der nach Beispiel 2 erhältlichen
erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose sind primär auf
die im Vergleich zur herkömmlichen
kondensierten Palatinose erhöhten
Gehalt an kondensierten Palatinose-Dimeren und erniedrigtem Gehalt
an unkondensierter Palatinose zurückzuführen. Daher sind die gefundenen
vorteilhaften Effekte bei der nach Beispiel 3 erhältlichen
erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose, die in ihrem Gehalt an Palatinose-Dimeren noch weiter
erhöht
und in ihrem Gehalt an unkondensierter Palatinose noch weiter vermindert
ist, gegenüber
der erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose gemäß Beispiel 2
noch weiter erhöht.
-
Beispiel 7: Einfluss des Fermentationsüberstandes
von kondensierter Palatinose (> DP
2) auf Glutathion-S-Transferase-Aktivität und Glutathion-Gehalt bei
der Zelllinie HT 29
-
Die
HT 29 Zellen werden für
48 Stunden vorinkubiert bevor die Fermentationsüberstände (10% Vol.) beziehungsweise
10% Vol. Medium (Kontrolle) hinzugegeben werden. Die sich anschließende Inkubation
der HT29 Zellen mit den Fermentationsüberständen erfolgt für weitere
72 Stunden.
-
Die
HT 29 Zellen werden vor Bestimmung der GST-Aktivität und GSH-Gehalt wie folgt
behandelt: Die Zellen aus den behandelten Inkubationsansätzen (ca.
6 × 106 Zellen/2,5 ml Ansatz) werden in einem Extraktionspuffer
(20 mM Tris-HCl, 250 mM Saccharose, 1 mM Dithiothreitol, 1 mM PMSF,
1 mM EDTA, pH 7,4) suspendiert und 1 Minute mit einem Ultra-Turrax
behandelt.
-
Die
Bestimmung der GST-Gesamtaktivität
erfolgt nach Habig et al. (J. Biol. Chem. 249, 7130-7139, 1974)
mit 1-Chlor-2,4-dinitrobenzol (1 mM). In Gegenwart von GSH (1 mM)
findet die Umsetzung bei 30°C
und pH 6,5 statt. Das gebildete Konjugat wird bei 340 nm spektrophotometrisch
detektiert und dient zur Berechnung der Aktivität. 1 μMol Konjugat pro Minute entspricht
einer arbiträren
Aktivitätseinheit.
-
Intrazelluläres GSH
wird bestimmt mittels eines kolorimetrischen Testes (Glutathion
Assay-Kit, Fa. Calbiochem/Novabiochem). Ergebnis: Einfluss von Fermentationsüberständen auf
Inhaltsstoffe der Colonkarzinom-Zelllinie HAT 29
Fermentationsüberstände von | GST
[nmol/min 106 Zellen] | GSH
[nmol/106 Zellen] |
kondensierte
Palatinose (> DP 2) | 68* | 9,0* |
Resistente
Stärke | 53 | 6 |
Kontrolle
(ohne Kohlenhydrat) | 40 | 6 |
-
Bei
kondensierter Palatinose ist sowohl die intrazelluläre Glutathion-S-transferase-Aktivität als auch der
Glutathion-Gehalt gegenüber
der Kontrolle um 70% beziehungsweise 60% erhöht. Die zum Vergleich eingesetzte
resistente Stärke
weist diese signifikanten Erhöhungen
nicht auf.
-
Beispiel 8: Herstellung von kondensierter
Palatinose mittels Schmelze in Gegenwart von sauren Katalysatoren (nicht
erfindungsgemäß)
-
50
g Palatinose werden mit 50 mg des jeweiligen sauren Katalysator
sehr fein verrieben. 2 g davon anschließend in ein zylindrisches Edelstahl-Röhrchen überführt und im Ölbad für 60 Minuten auf 160°C erhitzt. Die
Schmelze wird danach gekühlt
und in 10 ml vollentsalztem Wasser gelöst.
-
Die
Lösungen
werden geeignet verdünnt
mittels HPAEC analysiert und die Peak-Flächen im Bereich DP 4 der zweifach
kondensierten Palatinose-Dimere, Dipalatinose-Dianhydride, mit jenen
aus Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel) und Beispiel 2 (erfindungsgemäß) verglichen. Ergebnisse:
% Katalysator | %
Peak-Flächen
Dipalatinose-Dianhydride |
0,02% Zitronensäure (Beispiel
1, Vergleichsbeispiel) | 5,2 |
0,1% Zitronensäure (Beispiel
2) | 57,1 |
0,1% Ammoniumsulfat | 46,5 |
0,1% Kaliumdihydrogenphosphat/Phosphorsäure (1:1) | 33,6 |
0,1% Äpfelsäure | 50,2 |
0,1% Borsäure | 52,1 |
-
Die
Ergebnisse besagen, dass Palatinose-Schmelzen auch in Gegenwart
von weiteren aziden Katalysatoren relativ hohe Gehalte an Dipalatinose-Dianhydriden
ergeben.
-
Beispiel 9: Kontinuierliche Herstellung
von kondensierter Palatinose (nicht erfindungsgemäß)
-
Eine
gut verriebene Mischung aus Palatinose und Zitronensäure, etwa
0,1 Gew.-% bezogen auf Palatinose, wird kontinuierlich einem auf
200°C temperierten
Extruder zugeführt.
Bei dem Versuch wird die Kontaktzeit von 0,5 bis 5 Minuten variiert.
Die dabei anfallenden Produkt werden per HPAEC analysiert. Ergebnisse:
| % Trockensubstanz |
Zeit
[min] | GMF | Glucose | Fructose | Palatinose (DP
2) | Dipalatinose-Dianhydride (DP 4) | Palatinosekondensate (> DP 4) |
0,5 | 0,8 | 0,4 | 0,3 | 75,3 | 7,4 | 14,1 |
1,0 | 3,4 | 0,5 | 0,7 | 49,0 | 24,1 | 19,5 |
1,5 | 5,1 | 0,6 | 0,8 | 36,5 | 33,7 | 21,4 |
2,0 | 9,9 | 1,3 | 0,8 | 17,4 | 54,4 | 13,9 |
3,0 | 12,1 | 1,5 | 0,9 | 12,9 | 56,8 | 13,3 |
4,0 | 17,9 | 2,6 | 0,9 | 8,2 | 59,7 | 6,7 |
5,0 | 16,3 | 2,5 | 1,1 | 10,7 | 58,6 | 7,2 |
-
Die
Ergebnisse zeigen, dass bereits eine Kontaktzeit von 2 Minuten ausreicht,
um kondensierte Palatinose mit einem Anteil von über 54 Dipalatinose-Dianhydriden zu produzieren.
-
Beispiel 10: Bifidogene Eigenschaften
von kondensierter Palatinose
-
Bifidobakterien
aus humanem Fäzes
werden unter anaeroben Bedingungen in Nährmedium (Zusammensetzung siehe
unten) bebrütet,
dem kondensierte Palatinose, hergestellt nach Beispiel 3, als einzige
Kohlenstoffquelle zugesetzt ist. Das Wachstum der Bakterien wird
durch die Erhöhung
der optischen Dichte OD578, gemessen bei
578 nm, verfolgt. Nach 48 h Inkubationszeit werden die Parameter
optische Dichte (OD578), pH-Wert, die Bildung
von Acetat und Lactat sowie der Restgehalt der eingesetzten erfindungsgemäßen kondensierten
Palatinose bestimmt.
-
Fermentationsmedium:
-
Das
eingesetzte Nährmedium
entsprach dem DSMZ Medium Nr. 58 und hatte folgende Zusammensetzung:
Caseinpeptone,
tryptisch verdaut | 10,0 g |
Fleischextrakt | 5,0 g |
Hefeextrakt | 5,0 g |
K2HPO4 | 3,0 g |
Tween
80 | 1,0 ml |
Spurenelementlösung nach
DSM Medium 141 | 9,0 ml |
Vitaminlösung nach
DSM Medium 141 | 1,0 ml |
Resazurin | 1,0 mg |
Cystein/HCl | 0,5 g |
H2O demin. | ad 1000 ml,
pH 6,8 |
-
Ergebnis:
-
Der
nachfolgenden Tabelle ist zu entnehmen, dass von 25 getesteten humanen
Bifidobakterien (Bifidusflora) 7 Stämme in der Lage sind, kondensierte
Palatinose zu verstoffwechseln. Während der Kultivierung der
einzelnen Stämme
kann durch den Abbau der Kohlenhydrate die Bildung von kurzkettigen
Fettsäuren
wie Acetat und Lactat nachgewiesen werden. Im Zuge dieser Fermentation
geht daher der auf pH 6,8 eingestellte pH-Wert nach 48 h auf Werte
von pH 4,5 bis 5,0 zurück.
Die Nährmedien
werden mit einer optischen Dichte von ca. OD 0,15 beimpft, nach
48 h Bebrütungszeit
ist ein Anstieg der Werte auf OD 1,0 bis OD 2,3 zu beobachten. Das
bedeutet, dass sich der Gehalt an Bifidobakterien in den Kulturgefäßen erhöht hat,
die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose wirkt somit bifidogen.
Stamm (DSM-Nr.) | DSM-Nr. | OD578 | pH-Wert | Acetat
[nm] | Lactat
[nm] | Abbau
KH* [%] |
B.
adolecentis | 20083 | 1,8 | 4,5 | 24,6 | 11,3 | 30 |
B.
angulatum | 20098 | 2,3 | 4,5 | 8,9 | 11,6 | 24 |
B.
breve | 20091 | 1,05 | 5,0 | 14,6 | 1,1 | 10 |
B.
catenulatum | 20224 | 1,95 | 4,5 | 16,7 | 8,2 | 20 |
B.
infantis | 20218 | 1,49 | 4,8 | 22,5 | 2,6 | 37 |
B.
pseudocatenulaturn | 20438 | 1,6 | 4,6 | 25,83 | 4,65 | 24 |
B.
longum | 20219 | 1,7 | 4,6 | 22,0 | 56,14 | 39 |
-
Beispiel 11: Geschmacksprüfung
-
In
einem Panel von 10 Personen (Prüfer)
wird eine Unterschiedsprüfung
bezüglich
Geschmack durchgeführt.
Es werden folgende zwei Proben als jeweils 20%-ige, wässrige Lösung miteinander
verglichen:
Probe
1: | herkömmliche
kondensierte Palatinose, nach Beispiel 1 |
Probe
2: | kondensierte
Palatinose, erfindungsgemäß, hergestellt
nach Beispiel 3 |
-
10
von 10 Personen (Prüfer)
bewerten Probe 1 als bitter. Nach Aussage der Prüfer hat Probe 1 außerdem einen
unangenehmen, lang anhaltenden Beigeschmack. Dagegen hat die Probe
2 einen angenehm süßen, insbesondere
als karamellig empfundenen Geschmack.
-
Beispiel 12: Bestimmung der Süßkraft von
kondensierter Palatinose
-
Für die Bestimmung
der Süßkraft von
kondensierter Palatinose wird die kondensierte Palatinose mit Trinkwasser
auf eine jeweils 18%ige, 19%ige, 20%ige, 21%ige, 22%ige, 23%ige,
24%ige, 25%ige, 26%ige, 27%ige und 28%ige Lösung verdünnt und diese anschließend jeweils über einen
0,45 μm-Membranfilter
gegeben. Als Vergleichsstandard wird eine 8%ige wässrige Saccharose-Lösung hergestellt.
-
Bei
der ersten Verkostung werden die Proben in der oben aufgeführten Reihenfolge
gereicht. Die Prüfer,
9 Personen, sollen erst den Vergleichsstandard und anschließend jeweils
eine der Proben verkosten und angeben, ob der Zuckerstandard oder
die Probe süßer ist
beziehungsweise ob sie keinen Unterschied feststellen können. Zum
Neutralisieren zwischen den Verkostungen wurde Trinkwasser verwendet.
-
Aufgrund
des Ergebnisses der ersten Verkostung kann die Zahl der zu testenden
Proben für
die zweite Verkostung reduziert werden. Es werden die 27%ige bis
20%ige wässrigen
kondensierte Palatinose-Lösungen,
beginnend mit der höchsten
Konzentration, gegen den Vergleichsstandard, unter den oben beschriebenen
Bedingungen, von 8 Prüfern
verkostet.
-
Berechnung der Süßkraft:
-
- Xl = Umschlagpunkt, an dem eine Änderung
von „Standard
ist süßer" zu „kein Unterschied
in der Süßkraft feststellbar" beziehungsweise
von „kein
Unterschied in der Süßkraft feststellbar" zu „Standard
ist süßer" stattfindet.
- Xu = Umschlagpunkt, an dem eine Änderung
von „kein
Unterschied in der Süßkraft feststellbar" zu „Probe
ist süßer" beziehungsweise
von „Probe
ist süßer" zu „kein Unterschied
in der Süßkraft feststellbar" stattfindet.
- untere Schwelle:
- obere Schwelle:
- Äquivalenzreiz
= (Lu + Ll)/2
- Unbestimmheitsbereich = Lu – Ll
-
Ergebnis:
-
Als
Ergebnis aus zwei Verkostungen wurde die Süßkraft der erfindungsgemäßen kondensieren
Palatinose mit ca. 34% ± 2%
ermittelt.
-
Anwendungsbeispiel 1: Süßwaren
-
Weingummi
Rezeptur | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Gelatine [kg] | 10 | 14 | 11 | 0 | 0 | 20 | 15 |
Wasser [kg] | 20 | 26 | 22 | 80 | 90 | 35 | 30 |
Zucker [kg] | 40 | 35 | 35 | 40 | 50 | 40 | 40 |
Glukosesirup
[kg] | 10 | 10 | 40 | 15 | 10 | 40 | 20 |
kondensierte
Palatinose [kg] | 25 | 40 | 55 | 20 | 45 | 40 | 20 |
Fruchtsäure [kg] | 1,3 | 1,6 | 1,4 | 1,0 | 0,6 | 0,5 | 0,7 |
Glycerin [kg] | 1,2 | 4 | 0 | 0 | 4,6 | 0 | 0 |
Gummi Arabicum [kg] | 0 | 0 | 0 | 80 | 84 | 0 | 0 |
Kochtemperatur [°C] | 136 | 136 | 123 | 123 | 121 | 123 | 130 |
-
Gelatine
mit Wasser einweichen beziehungsweise lösen; Zucker, Glukosesirup und
kondensierte Palatinose auf die vorgeschriebene Temperatur kochen,
etwas abkühlen
lassen; Gelatine, Fruchtsäure
und Glycerin zugeben; Masse gießen,
in Wärmekammer
geben, auspudern und ölen.
-
Gummi
Arabicum über
Nacht in Wasser lösen, über ein
Haarsieb geben; Zucker, Glukosesirup und kondensierte Palatinose
auf die vorgeschriebene Temperatur kochen, etwas abkühlen lassen;
die Gummilösung,
Glycerin und Fruchtsäure
zugeben; Masse gießen,
in Wärmekammer
geben, auspudern und ölen. Geleefrüchte
25
kg | Zucker |
25
kg | kondensierte
Palatinose |
0,8
kg | Agar-Agar |
30
kg | Wasser |
11
kg | Apfelmark |
0,5
kg | Weinsäure |
0,0
kg | Aroma,
Essenzen oder Farbe |
-
Agar
in Wasser einweichen, auflösen,
Zucker und weitere Zutaten zugeben und auf 105°C kochen. Die Masse in die entsprechenden
Formen gießen. Hartkaramellen
Rezeptur | 1 | 2 |
kondensierte
Palatinose [g] | 3250 | 1500 |
Saccharose
[g] | – | 1500 |
Glucosesirup
[g] | – | 1500 |
Wasser
[g] | 968,5 | 200 |
DL-Äpfelsäure [g} | 30 | 30 |
Aroma
[g] | 6 | 6 |
Farbe
[g] | 3 | 3 |
-
Rezeptur 1:
-
Kondensierte
Palatinose und Wasser werden auf 160°C gekocht und dann evakuiert
(–0,9
bar). Nach Abkühlen
auf 120°C
werden die vorgelöste
DL-Äpfelsäure, Aroma
und Farbe eingerührt.
Die Schmelze wird geprägt
oder gegossen.
-
Rezeptur 2:
-
Saccharose,
Glukosesirup, kondensierte Palatinose und Wasser werden auf 135°C gekocht
und dann evakuiert. Nach Abkühlen
auf 120°C
werden die vorgelöste
DL-Äpfelsäure, Aroma
und Farbe eingerührt.
Die Schmelze wird geprägt
oder gegossen. Weichkaramellen
Rezeptur | |
kondensierte
Palatinose [g] | 164,50 |
Lycasin
80/55 [g] | 325,00 |
Wasser
[g] | 32,50 |
Toffix
P [g] | 52,50 |
Gelatine
[g] | 19,50 |
Monomuls
90–35
[g] | 3,25 |
Lecithin
[g} ] | 1,30 |
Calciumcarbonat
[g] | 50,00 |
Acesulfam
K [g] | 0,33 |
Aspartam
[g] | 0,33 |
Aroma
[g] | 1,3 |
-
Kondensierte
Palatinose, Lycasin, Süßstoff und
Wasser lösen;
bei 120°C
Toffix, Lecithin und Monomuls einrühren; bei 125°C Gelatine,
Calciumcarbonat und Aroma einrühren;
formen.
-
Anwendungsbeispiel 2: Hundenahrung
-
Hundekuchen
150
g | Quark |
90
g | Milch |
90
g | Speiseöl |
1 | Eigelb |
75
g | kondensierte
Palatinose |
200
g | Hundeflocken |
-
Die
Zutaten mischen, kleine Kugeln formen und 200°C 20 Minuten backen. Cookies
150
g | Weizenvollkornmehl |
200
g | Vollkornhaferflocken |
30
g | Honig |
50
g | kondensierte
Palatinose |
5 g | gekörnte Brühe |
100
g | Vollei |
150
g | Milch |
-
Die
Zutaten mischen, Kugeln formen und bei 220°C 15 Minuten backen.
-
Anwendungsbeispiel 3: Müsli
-
Müsliriegel
200
g | Haferflocken |
100
g | Cornflakes |
100
g | Haselnüsse |
50
g | Sonnenblumenkerne |
30
g | Kokosraspel |
75
g | brauner
Zucker |
75
g | Honig |
100
g | kondensierte
Palatinose |
50
g | Butter |
½ | Zitrone |
-
Zucker,
Honig, kondensierte Palatinose, Butter und den Saft der halben Zitrone
karamellisieren. Haferflocken, Cornflakes, Nüsse, Sonnenblumenkerne und
Kokosraspel mischen und dazugeben. Masse gut durchmischen und auf
ein Backblech geben. Riegel ausschneiden und trocken lagern. Winter-Birchermüsli
4 EL | Haferflocken |
2 EL | Hirseflocken |
1 EL | Weizenkeimflocken |
Saft
von | 1
Zitrone |
150
g | Joghurt |
1 EL | Sanddorn |
50
g | gehackte
Nüsse |
10
g | Rosinen |
400
g | Äpfel |
200
g | Birnen |
300
g | Orangen |
150
g | Banane |
80
g | kondensierte
Palatinose |
- (EL = schwach gehäufter Esslöffel)
-
Flocken,
Joghurt und Sanddorn vermischen, die Nüsse zugeben. Den Apfel grob
reiben und die übrigen
Früchte
fein würfeln,
Zitronensaft über
den Apfel geben und kondensierte Palatinose zugeben. Sommermüsli
150
g | Aprikosen,
gewürfelt |
150
g | fettarmer
Joghurt |
40
g | kondensierte
Palatinose |
30
g | Cornflakes |
Frühstückszeralien
69,3
g | Weizenmehl
Typ 405 |
15
g | Hafermehl |
1 g | Malz,
hell |
2,1
g | Malz,
dunkel |
0,6
g | Salz |
10
g | Wasser |
12
g | kondensierte
Palatinose |
-
Weizenmehl,
Hafermehl, helles und dunkles Malz, kondensierte Palatinose und
Salz mischen. Die Zugabe des Wassers erfolgt im Extruder. Der Teig
wird dort gemischt, geschert, gekocht, plastifiziert und durch Ringdüsen extrudiert.
Anschließend
werden die Ringe getrocknet und gekühlt.
-
Anwendungsbeispiel 4: Getränke
-
Power-Drink
3 | Orangen |
2 EL | Weizenkeime |
35
g | kondensierte
Palatinose |
200
g | Joghurt |
- (EL = schwach gehäufter Esslöffel)
-
Orangen
auspressen, mit Weizenkeimen und kondensierter Palatinose verquirlen
und Joghurt unterrühren. Hobbythek-Drink
150
ml | Orangensaft |
50
ml | Mineralwasser |
1 Prise | Multivitaminpulver
HT |
1 TL | Multimineralpulver
HT |
5 g | Apfel-Weizen-Ballast
HT |
7,5
g | kondensierte
Palatinose |
(TL = schwach gehäufter Teelöffel) Driver
1
200
ml | Hagebuttentee |
100
ml | Traubensaft |
5 g | Apfel-Weizen-Ballast
HT |
1 TL | Honig |
5 g | kondensierte
Palatinose |
(TL = schwach gehäufter Teelöffel) Driver
2
300
ml | Hagebuttentee |
5 g | Apfel-Weizen-Ballast
HT |
1 EL | Quark |
100
ml | Traubensaft |
10
g | kondensierte
Palatinose |
(TL = schwach gehäufter Teelöffel) Ballastgetränk Aronia-Apfel
200
ml | Mineralwasser |
1 ½ TL | Fruchtsirup
Aronia |
1 TL | Fruchtsirup
Apfel |
2 TL | Apfelfaser
HT |
10
g | kondensierte
Palatinose |
(TL = schwach gehäufter Teelöffel) Sportlercocktail
2 | Tomaten |
½ | Salatgurke |
250
g | Möhren |
250
g | Äpfel |
4 EL | Sahne |
| Petersilie |
50
g | kondensierte
Palatinose |
(EL = schwach gehäufter Esslöffel)
-
Tomaten,
Gurke, Möhre
und Äpfel
entsaften, Sahne, Petersilie und kondensierte Palatinose hinzufügen. Tomatencocktail
6 | Tomaten |
4 EL | Sahne |
Saft
von | 1
Orange |
1 Prise | Salz |
7,5
g | kondensierte
Palatinose |
1 Prise | Paprika |
2 Spritzer | Tabasco |
-
-
Tomaten
pürieren
und mit restlichen Zutaten verrühren. Orangennektar
mit 50% Fruchtgehalt:
120
kg | Orangennektar-Grundstoff
50:11; Saftgehalt 400%; Extraktgehalt 50% |
48
kg | Zuckersirup
65% TS |
60
kg | kondensierte
Palatinose |
820
kg | Trinkwasser |
Zitronenlimonade
4,5
kg | Limonaden-Grundstoff
3:100; Extraktgehalt 40% |
60
kg | Zuckersirup
65% TS |
75
kg | kondensierte
Palatinose |
888,5
kg | Trinkwasser |
8 kg | CO2 |
-
Anwendungsbeispiel 5: Fruchtzubereitungen
-
Rote
Grütze
330
g | Sauerkirschen |
150
g | Heidelbeeren |
300
g | Himbeeren |
300
g | Erdbeeren |
60
g | Stärke |
1 l | Fruchtsaft |
60
g | Zucker |
50
g | kondensierte
Palatinose |
-
Die
Stärke
mit etwas kaltem Fruchtsaft anrühren
und in den kochenden Fruchtsaft einrühren. 5 Minuten kochen lassen.
Die Früchte,
den Zucker und die kondensierte Palatinose zugeben. Rhabarberkaltschale
750
g | Rhabarber |
½ l | Wasser |
Saft
von | ½ Zitrone |
120
g | Zucker |
75
g | kondensierte
Palatinose |
0,2
l | Weißwein |
-
Rhabarber
waschen, schneiden mit Wasser und dem Zitronensaft weich dünsten. Noch
warm mit Zucker und kondensierter Palatinose verrühren, abkühlen lassen
und Weißwein
einrühren. Fruchtpüree
750
g | Früchte |
30
g | Fruchtsaft |
50
g | kondensierte
Palatinose |
3 ml | Rum |
-
Die
Zutaten im Mixer pürieren. Erdbeercreme
375
g | Erdbeeren |
50
g | kondensierte
Palatinose |
1 Päckchen | Vanillezucker |
2 Blatt | Gelatine
weiß |
2 Blatt | Gelatine
rot |
250
ml | Sahne |
-
Beeren
pürieren,
kondensierte Palatinose und Vanillezucker zugeben, aufgelöste Gelatine
zugeben und kaltstellen. Die Sahne steif schlagen und unterheben. Aprikosencreme
100
g | Aprikosen |
375
ml | Wasser |
30
g | Zucker |
50
g | kondensierte
Palatinose |
1 Päckchen | Vanillezucker |
4 Blatt | weiße Gelatine |
1 Blatt | rote
Gelatine |
250
ml | Sahne |
-
Aprikosen,
Wasser, Zucker, kondensierte Palatinose und Vanillezucker 30 Minuten
kochen. Gelatine in Aprikosenkompott auflösen, Masse pürieren und
kalt stellen. Sahne steif schlagen und unterheben.
-
Anwendungsbeispiel 6: Joghurt
-
Joghurt-Zitronenshake
600
g | Magerjoghurt |
Saft
von | 4
Zitronen |
4 TL | Honig |
30
g | kondensierte
Palatinose |
4 | Eigelb |
-
Zutaten
mischen. Zitronenjoghurtcreme
4 | Eier |
40
g | Zucker |
40
g | kondensierte
Palatinose |
25
ml | Zitronensaft |
300
g | Joghurt |
6 g | Gelatinepulver |
-
Die
Gelatine einweichen. Eigelb vom Eiklar trennen. Joghurt, Eigelb,
Zucker, kondensierte Palatinose und Zitronensaft mischen. Die Gelatine
auflösen
und zugeben. Das Eiklar zu Schnee schlagen und unterheben.
-
Anwendungsbeispiel 7: Konfitüre
-
Südzucker-Gelierzucker-Rezepturen
Rezeptur | GZ
1 plus 1 | GZ
1 plus 1 Fructose |
Pektin
[g] | 7,370 | 7,370 |
Citronensäure [g] | 10,700 | 10,700 |
kondensierte
Palatinose [g] | 490,965 | 490,965 |
Zucker
[g] | 490,965 | 0,000 |
Fruktose
[g] | 0,000 | 490,965 |
Fruchtmenge
[g] | 970,000 | 970,000 |
Rezeptur | GZ
2 plus 1 | GZmZ | GZ
3 plus 1 |
amidiertes
Pektin [g] | 6,41 | 8,00 | 11,55 |
Citronensäure [g] | 3,80 | 3,80 | 3,80 |
Sorbinsäure [g] | 0,63 | 0,63 | 0,63 |
kondensierte
Palatinose [g] | 489,17 | 110,00 | 484,02 |
Zucker
[g] | 0,00 | 377,57 | 0,00 |
Fruchtmenge
[g] | 970,00 | 1000,00 | 1455,00 |
- Kochzeit jeweils 4 Minuten (außer GZmZ)
- GZmZ: Kochzeit 5 Minuten
Sauerkirschkonfitüre mit Amaretto
und Vanille 1 kg | Sauerkirschen |
3 | Vanillestangen |
500
g | Gelierzucker
2:1 |
40
ml | Amaretto
(Mandellikör) |
-
Die
Hälfte
der Sauerkirschen im Mixer gut zerkleinern. Das Fruchtmus mit den
restlichen Kirschen, dem Mark der Vanillestangen und Gelierzucker
vermischen und unter Rühren
zum Kochen bringen. 4 Minuten sprudelnd kochen lassen. Den Amaretto
zufügen.
Die Konfitüre
heiß in
Gläser
füllen
und sofort verschließen. Rhabarber-Erdbeer-Konfitüre
750
g | Rhabarber |
250
g | Erdbeeren |
1000
g | Gelierzucker
1:1 |
3 Päckchen | Vanillezucker |
1 EL | feingehackte
Zitronenmelisse |
-
Rhabarber
und Erdbeeren in Stücke
schneiden. Die Früchte
mit Gelier- und Vanillezucker mischen und zugedeckt 3 bis 4 Stunden
durchziehen lassen. Dann unter Rühren
zum Kochen bringen, 4 Minuten sprudelnd kochen lassen. Die Zitronenmelisse
unterrühren.
Die Konfitüre
heiß in
Gläser
füllen
und sofort verschließen. Kürbisgelee
1,5
kg | Kürbis |
1,2
l | Wasser |
1 kg | Gelierzucker
1:1 |
Saft
von | 2
Zitronen |
1 TL | gehackte
Minze |
-
Den
Kürbis
in Würfel
schneiden und mit dem Wasser 20 bis 30 Minuten weichkochen. Den
Saft durch ein Tuch ablaufen lassen. 750 ml kalten Saft mit Gelierzucker
und Zitronensaft mischen und unter Rühren zum Kochen bringen. 4
Minuten sprudelnd kochen lassen. Die Minze unterrühren. Das
Gelee heiß in
Gläser
füllen und
sofort verschließen. Erdbeerkonfitüre mit Grand
Marnier
1 kg | Erdbeeren |
1 kg | Gelierzucker |
1 | unbehandelte
Orange |
65
g | Grand
Marnier (Orangenlikör) |
-
Die
Erdbeeren zerdrücken,
Gelierzucker und die abgeriebene Schale der Orange hinzfügen und
alles gut vermischen. Unter Rühren
zum Kochen bringen, 4 Minuten sprudelnd kochen lassen. Grand Marnier
unterrühren.
Heiß in
Gläser
füllen
und sofort verschließen.
-
Anwendungsbeispiel 8: Backwaren
-
In
den aufgeführten
Rezepturen wird Hefe als Backtriebmittel eingesetzt. Die erfindungsgemäße kondensierte
Palatinose kann von Backhefe nur bedingt als Substrat genutzt werden.
Daher wird nur ein Teil des Zuckers gegen kondensierte Palatinose
ausgetauscht. Frühstückshörnchen
Komponente | |
Hefe
[g] | 25 |
Sahne
[g] | 250 |
Zucker
[g] | 25 |
kondensierte
Palatinose [g] | 35 |
Weizenmehl
Typ 550 [g] | 400 |
Salz
[g] | 0,15 |
Margarine
[g] | 200 |
Eigelb
[g] | 50 |
-
Hefe,
laufwarme Sahne, 1 Prise Salz und 1 Prise Mehl verrühren. 10
Minuten gehen lassen. Mit weiteren Zutaten verkneten und 20 Minuten
gehen lassen. Teig durchkneten, ausrollen, 15 Dreiecke ausschneiden
und zu Hörnchen
aufrollen. Kurz aufgehen lassen und 10 Min. bei 200°C backen. Weißbrot
Komponente | |
Hefe
[g] | 40 |
Zucker
[g] | 15 |
kondensierte
Palatinose [g] | 20 |
Weizenmehl
Typ 550 [g] | 1000 |
Milch
[g] | 500 |
Margarine
[g] | 250 |
abgeriebene
Zitronenschale [g] | 2,5 |
Vollei
[g] | 50 |
-
Hefe
mit Zucker in laufwarme Milch einrühren und 10 Minuten gehen lassen.
Mit den weiteren Zutaten kneten und 20 Minuten gehen lassen. In
einer Brotbackform 45 Minuten bei 175°C backen. Sesambrot
Komponente | |
Hefe
[g] | 60 |
Milch
[g] | 500 |
Zucker
[g] | 30 |
kondensierte
Palatinose [g] | 45 |
Weizenmehl
Typ 550 [g] | 300 |
Roggenmehl
Typ 1150 [g] | 250 |
Weizenschrot
Typ 1700 [g] | 200 |
Salz
[g] | 0,15 |
Margarine
[g] | 100 |
Sesamsaat
[g] | 100 |
Herstellung siehe Weißbrot Grundrezept Mürbeteig
Komponente | Mürbeteig | Mürbeteig
ohne Zucker |
Mehl
[g] | 250 | 250 |
Zucker
[g] | 35 | 0 |
kondensierte
Palatinose [g] | 45 | 90 |
Salz
[g] | 0,15 | 0,15 |
gekühlte Margarine
[g] | 125 | 125 |
Vollei
[g] | 50 | 50 |
-
Alle
Zutaten mit Knethaken auf niedrigster Stufe kurz vermischen und
dann auf höherer
Stufe gut verkneten. Teig vor dem Abbacken kaltstellen. Grundrezept Rührmasse
Komponente | Rührmasse | Rührmasse
ohne Zucker |
Margarine
[g] | 125 | 125 |
Zucker
[g] | 65 | 0 |
kondensierte
Palatinose [g] | 90 | 180 |
Salz
[g] | 0,15 | 0,15 |
Vollei
[g] | 100 | 100 |
Mehl
[g] | 250 | 250 |
Backpulver
[g] | 8 | 8 |
Milch
[g] | 125 | 125 |
-
Alle
Zutaten mit dem Schneebesen zunächst
auf kleiner Stufe, dann auf höchster
Stufe rühren.
Die beiden so hergestellten Rührmassen
zeigen eine stärkere
Bräunung
als eine Rührmasse
mit Zucker und sind weniger süß. Daher
wird empfohlen, die beiden oben aufgeführten Rührmassen bei Bedarf mit einem
Süßstoff aufzusüßen. Grundrezept Biskuit
Komponente | Biskuit | Biskuit
ohne Zucker |
Vollei
[g] | 200 | 200 |
Wasser
[g] | 60 | 60 |
Zucker
[g] | 65 | 0 |
kondensierte
Palatinose [g] | 90 | 180 |
Mehl
[g] | 75 | 75 |
Speisestärke [g] | 75 | 75 |
Backpulver
[g] | 0,5 | 0,5 |
-
Eigelb,
Wasser, Zucker, kondensierte Palatinose und Salz mit dem Schneebesen
schaumig schlagen. Sehr steif geschlagenes Eiweiß auf die Eigelbmasse geben.
Mehl, Speisestärke
und Backpulver mischen, auf den Schnee sieben und vorsichtig unterziehen.