DE10326345A1

DE10326345A1 - Lagerstabile Süßstoffmischungen

Info

Publication number: DE10326345A1
Application number: DE2003126345
Authority: DE
Inventors: Kathrin Sälzer; Gerhard Merkt
Original assignee: Nutrinova Nutrition Specialties and Food Ingredients GmbH
Current assignee: Celanese Sales Germany GmbH
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2004-12-30

Abstract

Süßstoffzubereitungen, enthaltend eine Süßstoffsäure wie Acesulfam, Cyclamat oder Saccharin, einen Dipeptidsüßstoff auf Basis von Asparaginsäure wie Aspartame, Neotame oder Alitame und eine Trägersubstanz, die auch aus einem reduzierenden Zucker wie Dextrose bestehen kann, zeichnen sich durch eine hohe Lagerstabilität mit geringem Abbau des Dipeptidsüßstoffs, einen verbesserten Weißgrad der Zubereitung sowie durch einen neutralen Süßeeindruck aus und sind daher insbesondere für die Herstellung von Tafelsüßen und gesüßten Trockenpulvern geeignet.

Description

Die Erfindung betrifft lagerstabile Süßstoffmischungen, die z. B. für Tafelsüße und gesüßte Trockenpulver verwendet werden können, bestehend aus einer Süßstoffsäure, einem Aspartam oder Aspartam-Derivat sowie einer oder mehreren Trägersubstanzen. Als Süßstoffsäure enthält die Mischung bevorzugt Acesulfam-H. Die Erfindung betrifft weiterhin Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mischungen sowie ihre Verwendung zum Süßen von Nahrungsmitteln und Getränken.

Unter hochintensiven Süßstoffen versteht man Verbindungen synthetischer oder natürlicher Herkunft, die keinen oder im Verhältnis zur Süßkraft vernachlässigbaren physiologischen Brennwert besitzen und eine um ein vielfaches höhere Süßkraft als Saccharose aufweisen. Hochintensive Süßstoffe werden in Lebensmitteln und Getränken einzeln oder in Kombinationen mit dem Ziel eingesetzt, einen süßen Geschmack hervorzurufen. Zu den in Lebensmitteln und Getränken üblicherweise eingesetzten Süßungsmitteln gehören je nach regional unterschiedlicher regulatorischer Situation Acesulfam-K, Alitam, Aspartam, Cyclamat, Neohesperidin Dihydrochalcon, Neotam, Saccharin, Steviosid oder Sucralose (O'Brien Nabors, Food Technology, July 2002). Dabei ist beispielsweise aus der WO 99/38390 bekannt, dass Mischungen bestehend aus mehreren Süßstoffen zu sensorisch vorteilhafteren Produkten mit günstigeren Aromen führen können ("Multi-Sweetener Konzept"). Eine Kombination von insbesondere Aspartam und Acesulfam zeigt beispielsweise in sensorischen Studien deutlich synergistische Eigenschaften im Süßeempfinden des Testpanels (Bakal, Food Science and Technology, 48(2nd Ed.), 1992, 381-99).

Wesentliche, wohlbekannte Vorteile der Süßstoffe sind ein neutrales Stoffwechselverhalten. Sie besitzen einen vernachlässigbaren kalorischen Wert und tragen nicht zur Kariesbildung bei. Daher sind Süßstoffe als Zutaten in einer breiten Palette von Lebensmitteln enthalten wie z. B. in Milcherzeugnissen, Erfrischungsgetränken, Kaugummis oder Tafelsüßen.

Tafelsüßen werden als Tabletten, Flüssigsüße oder als Streusüße in Form von Granulaten oder Pulvern angeboten. Zur Herstellung dieser Streusüßen werden pulverformige Trägersubstanzen (Füllstoffe) wie z. B. Maltodextrin, Lactose, Dextrose, Sorbitol oder Fruchtzucker mit Süßstoff "aufgesüßt". Dies bedeutet, dass durch Mischung von hochintensiven Süßstoffen und vorbenannten Trägersubstanzen Süßstoffe bzw. Zubereitungen hergestellt werden, die eine höhere Süßkraft besitzen als die Trägersubstanzen. Dadurch kann eine Kalorienreduktion in Tafelsüßen im Vergleich zur Süßkraft von Saccharose von mehr als 90% erreicht werden.

Nachteilig am bisherigen Stand der Technik ist, dass der weit verbreitete Süßstoff Aspartam in Süßstoffzubereitungen wie z. B. Streusüßen seine Süßkraft während der Lagerzeit verlieren kann, insbesondere, wenn reduzierende Zucker wie z. B. Dextrose in der Mischung vorliegen. In Abhängigkeit von den Lagerbedingungen wie Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit sowie von der Dauer der Lagerung kann dieser Abbau auch visuell beobachtet werden. Die ursprünglich weißen Pulver oder Granulate verfärben sich und zeigen einen gelben bis schwarzen Farbton. Die chemische Analyse des Aspartamgehaltes z. B. in einer Streusüße zeigt eine Verminderung des Aspartamgehaltes in der Mischung während der Lagerung, und dadurch wird eine Verminderung, Verfälschung und Verschlechterung des Süßeeindrucks bei der sensorischen Verkostung der Tafelsüße hervorgerufen. Dieser Aspartamabbau ist beispielhaft in der 1 wiedergegeben; vgl. dazu den Kurvenzug "Aspartam + TS".

Da der Süßeeindruck die dominierende und wertgebende Eigenschaft einer Süßstoftmischung/-zubereitung darstellt, ist diese visuell und sensorisch bemerkbare Qualitätsverminderung z. B. einer Tafelsüße nicht vereinbar mit der Verbrauchererwartung, der ein qualitativ hochwertiges, gleichbleibendes und einheitliches Produkt während der garantierten Haltbarkeitsdauer von bis zu 5 Jahren erwartet. Süßstoff-Mischungen, insbesondere mit Monosacchariden wie z. B. Dextrose, konnten daher nur bei Einhaltung von günstigeren Lagerbedingungen und mit kürzeren Lagerzeiten dem Verbraucher angeboten werden.

Zur Verhinderung des Süßstoffabbaus bei aspartamhaltigen Produkten wurden in der Vergangenheit Lactose oder Oligosaccharide wie z. B. Maltodextrin als Trägersubstanzen eingesetzt mit dem Ziel der Verringerung des reduzierenden Potentials dieser Zucker/Trägersubstanzen. Nachteilig an der Nutzung von Lactose oder Oliogosacchariden zur Herstellung von aspartamhaltigen Süßstoffmischungen/Tafelsüßen ist jedoch, dass die Produkte sensorisch vom Verbraucher teilweise abgelehnt werden, die Rohstoffbasis nicht in ausreichender Qualität zur Verfügung steht und diese Substanzen erheblich teurer sind als einfache, reduzierende Zucker, z. B. Dextrose.

Ein weiterer Ansatz zur Lösung des geschilderten Problems wird in den Schriften WO 98/02050, ES 8604766 und US 5,827,562 beschrieben. Hier wurde zur Verhinderung des Süßstoffabbaus aspartamhaltiger Produkte die Verwendung eines Salzes vorgeschlagen, welches aus einem auf Aspartamsäure basierenden Dipeptidsüßstoff und einer Süßstoffsäure besteht. Nachteilig an vorbenanntem Stand der Technik ist, dass Aspartam und Acesulfam nur in einem festgelegten stöchiometrischen Verhältnis von 1: 1 verwendet werden können. Dies hat zur Folge, dass das sensorische Süßeprofil nicht an die Anforderungen des Lebensmittels angepasst werden kann und die Synergie der Süßkraft der beiden Süßstoffe nicht optimal genutzt werden kann.

Es besteht somit weiterhin ein Bedarf an möglichst lagerstabilen, insbesondere aspartamhaltigen Süßstoffzubereitungen wie z. B. Tafelsüßen, welche – zur Aufsüßung mit Füllstoffen/Trägersubstanzen – auch reduzierende Zucker enthalten können. Weiterhin sollte die Süßstoffkonzentration bzw. das Verhältnis der einzelnen Süßstoffe untereinander möglichst frei variierbar sein, damit der Süßeeindruck solcher Zubereitungen an die jeweiligen Bedürfnisse/Verwendungen angepasst werden kann.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher Süßstoffmischungen bzw. Süßstoffzubereitungen, enthaltend einen Dipeptidsüßstoff auf Basis von Asparaginsäure, eine Süßstoffsäure und eine Trägersubstanz, wobei Mischungen/Zubereitungen ausgenommen sind, welche in Bezug auf den Dipeptidsüßstoff und die Süßstoffsäure lediglich ein in stöchiometrischem Verhältnis gebildetes Salz aus Dipeptidsüßstoff und Süßstoffsäure enthalten.

Unter einem Dipeptidsüßstoff auf Basis von Asparaginsäure werden z. B. Aspartame, Neotame oder Alitame, insbesondere Aspartame, verstanden. Unter Süßstoffsäure werden z. B. Acesulfam, Cyclamat und Saccharin, insbesondere Acesulfam, verstanden. Als Trägersubstanz (Füllstoff) kommen alle für Süßstoffzubereitungen zu diesem Zweck geeigneten Substanzen in Frage wie z. B. Maltodextrin, Lactose, Dextrose, Sorbitol oder Fruchtzucker, d. h. auch und insbesondere reduzierend wirkende Zucker wie z. B. Mono- oder Disaccharide, insbesondere Dextrose.

Die erfindungsgemäßen Zubereitungen/Mischungen können auch mehrere Dipeptidsüßstoffe und/oder mehrere Süßstoffsäuren und/oder mehrere Trägersubstanzen enthalten. Sie können insbesondere zum Süßen von Nahrungs- und Genussmitteln und Getränken, aber auch z. B. zum Süßen von pharmazeutischen Zubereitungen eingesetzt werden.

Während die Süßstoffe dem Produkt in der Hauptsache die Süße verleihen, hat die Trägersubstanz nur eine sehr untergeordnete süßende Wirkung. Da ein Zusatz von Säuren z. B. in Tafelsüßen nicht vorgesehen ist und eine zusätzliche saure Komponente beim Süßen von Produkten mittels Tafelsüßen nicht erwünscht ist, wurden Süßstoffe bislang nur in ihren sensorisch säureneutralen Formen wie z. B. als Salze verwendet. Kalium- und Natrium-Salze sind die gebräuchlichsten Verwendungsformen für die Süßstoffe/Süßstoffsäuren Acesulfam, Cyclamat und Saccharin Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass insbesondere Acesulfamsäure ( = Acesulfam oder auch als Acesulfam-H bezeichnet) als korrespondierende Säure zu Acesulfam-K (= Kaliumsalz) eine auf molarer Basis äquivalente Süßkraft zu Acesulfam-K besitzt, ohne einen zusätzlichen Bei- oder Nachgeschmack zu entwickeln. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass Acesulfamsäure beim Einsatz in Lebensmitteln und Getränken trotz ihrer Eigenschaft als starke Säure bei der sensorischen Verkostung überraschenderweise eine geschmacklich geringere Säureinten sität aufweist als z. B. andere gängige Genusssäuren wie z. B. Zitronensäure oder Essigsäure.

Weiterhin wurde überraschenderweise gefunden, dass es bei der Verwendung der oben erwähnten korrespondierenden Süßstoffsäuren Acesulfam, Saccharin oder Cyclamat in Mischungen zusammen mit hochintensiven Süßstoffen wie z. B. Aspartame, Neotame oder Alitame und Kohlenhydraten, insbesondere Mono- und/oder Disacchariden, sowie gegebenenfalls weiteren reduzierenden Zuckern, welche als Trägersubstanzen eingesetzt werden, zu einer teilweise deutlichen Reduzierung der Verfärbung solcher Süßstoffmischungen und zu einem deutlich verminderten Abbau bei den Süßstoffen wie Aspartame, Neotame oder Alitame während der Lagerung kommt. Die Farbstabilität und die Stärke der Süßkraft solcher Süßstoffmischungen werden dadurch deutlich verbessert und die Haltbarkeit erheblich verlängert.

Die Zusammensetzung eines erfindungsgemäßen Süßstoffpulvers liegt in der Regel bei ca. 80 bis 99,9% an Trägersubstanz und 0,1 bis 20% an hochintensiven Süßstoffen. Die Angaben sind Gewichtsprozent, bezogen auf die fertige Zubereitung; unter hochintensiven Süßstoffen (HIS) wird die Summe aus Süßstoffsäuren und Dipeptidsüßstoffen auf Asparaginsäurebasis in der fertigen Zubreitung/Mischung verstanden. Vorzugsweise wird eine Konzentration von hochintensiven Süßstoffen zwischen 0,1 und 15%, insbesondere von 0,3 bis 10%, gewählt. Besonders bevorzugt sind 1 – 5%. Das Konzentrationsmassenverhältnis von Süßstoffsäuren zu Dipeptidsüßstoften variiert zwischen 1:10 bis 10:1, vorzugsweise zwischen 1:5 bis 2:1. Das sensorisch besonders bevorzugte Verhältnis von Süßstoffsäure zu Dipeptidsüßstoff, insbesondere von Acesulfamsäure zu Aspartam, liegt bei 1:3,5 bis 1,5:1.

Die Herstellung von Streusüßen kann alternativ durch trockene Mischverfahren der einzelnen Komponenten oder durch Ansetzen von Lösungen aus den einzelnen Komponenten mit einem sich anschließenden Trocknungsprozess erfolgen. Trockene Mischungen sind mit rotierenden Feststoftbehältern oder in so genannten Wurf-, Fliehkraft- oder Schleudermischern oder alternativ mit pneumatischen Mischern wie Wirbelschicht- oder Luftstrahlmischern realisierbar. Alternativ zu diesen mechanischen Mischverfahren können die Mischungsbestandteile auch in wässrigen oder organischen Lösungsmitteln gelöst werden. Anschließend werden die Feststofflösungen intensiv gerührt und dann mittels verschiedener Trocknungsverfahren wie z. B. Konvektive Trockner (u. a. Sprühtrockner, Wirbelschichttrockner), Kontakttrockner (u. a. Walzentrockner, Bandtrockner) oder Strahlungstrockner (u. a. Infrarot-Trockner, Mikrowellen-Trockner) als pulverförmiges Produkt gewonnen.

Die erfindungsgemäßen Mischungen/Zubereitungen können auch dem Fachmann bekannte, weitere Lebensmittelzusatzstoffe wie z. B. Süßstoffe, Vitamine, Mineralien, Zuckeralkohole, Farbstoffe oder Antioxidantien oder weitere dem Fachmann bekannte vorteilhafte Zutaten wie Stärke, Ballaststoffe oder Proteine enthalten.

Die erfindungsgemäßen Mischungen/Zubreitungen können in allen Produkten wie z. B. Nahrungs- und Genussmitteln, Getränken, pharmazeutischen Zubreitungen eingesetzt werden, bei denen Süßstoffmischungen Anwendung finden und alle 3 Komponenten einen technologisch-sensorischen Zweck erfüllen. Nachfolgend werden einige Anwendungsbeispiele beschrieben:
Getränke: Die beschriebenen Pulvermischungen werden direkt vom Verbraucher zum Süßen seines Getränkes verwendet. Als Beispiel seien Kaffee oder Tee genannt.

Herstellung von Tabletten: Die beschriebenen Pulvermischungen werden gegebenenfalls mit zusätzlichen Komponenten wie Wirkstoffen, Aromastoffen, Farbstoffen und/oder Additiven versehen und zu Tabletten verpresst. Diese Tabletten sind zur oralen Einnahme in ungelöster oder gelöster, wässriger oder alkoholischer Form beim Menschen bestimmt.

Verwendung in Trockenmischung: Die beschriebenen Pulvermischungen werden mit zusätzlichen Komponenten wie Zutaten, physiologischen Wirkstoffen, technologischen Hilfsstoffen, Aromastoffen, Farbstoffen usw. versehen und gemischt und als Pulverprodukte, z. B. als Backmischungen, Getränkepulver usw., kommerziell vertrieben ( = gesüßte Trockenpulver).

Dem Fachmann sind die oben erwähnten Herstellverfahren und die dafür gegebenenfalls zusätzlich zu verwendenden Hilfs- oder Zusatzstoffe, die im Handel erhältlich sind, bekannt.

Die Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert:
Beispiel 1
Lagerversuch einer Süßstoff-Mischung
Es wurden wässrige Lösungen von Süßstoffmischungen aus Acesulfamsäure (Ace-N) bzw. Acesulfam-K (Ace-K), Aspartam (APM) und Dextrose hergestellt und anschließend getrocknet. Während der Lagerung wurden die Mischungen zu verschiedenen Zeitpunkten auf ihren Aspartamgehalt mittels HPLC analysiert und die Farbveränderung (der Tafelsüße) mit einem Weißgrad-Messgerät 'Luci 100' bestimmt.
100 g Süßstoff-Mischungen bestehend aus Dextrose, Aspartam und Acesulfam bzw. Acesulfam-K (Zusammensetzungen siehe Tabelle 1) wurden in entmineralisiertem Wasser bei Raumtemperatur gelöst, intensiv gerührt und unter milden Bedingungen bei reduziertem Luftdruck und erhöhter Temperatur getrocknet. Die so getrockneten Pulver wurden bei den weiteren Lagertests verwendet. Die Lagerparameter wurden mit einer konstanten Temperatur von T = 50 °C und einer konstanten relativen Luftfeuchtigkeit von rH = 80% eingestellt.
Tabelle 1: Zusammensetzung der verschiedenen Süßstoffmischungen
Ergebnis:
Aspartamabbau der Süßstoffmischung:
Die Analysenergebnisse zeigen, dass Süßstoffmischungen/-zubereitungen mit Acesulfamsäure, Aspartam und einer Trägersubstanz eine deutliche Reduzierung des Aspartamabbaus im Verlauf der Lagerzeit und im Vergleich zu Mischungen, die keine Süßstoffsäure enthalten, aufweisen. Verwendet man hingegen eine Mischung bestehend aus dem Kaliumsalz der Acesulfamsäure, Aspartam und einer Trägersubstanz, so wird keine signifikante Reduzierung des Aspartamabbaus im Vergleich zu einer Mischung aus Aspartam und einer Trägersubstanz festgestellt. Diese Ergebnisse sind graphisch in 1 wiedergegeben.
Beispiel 2
Farbveränderung der Süßstoffmischung
Bei diesem Beispiel ist durch den Zusatz von Acesulfam als Süßstoffsäure eine verminderte Farbveränderung bei der erfindungsgemäßen Süßstoffmischung gegenüber einer Mischung aus Aspartam und Trägersubstanz photometrisch zu beobachten (graphische Wiedergabe der Messergebnisse in 2; Zusammensetzungen der Mischungen vgl. Tabelle 1). Verwendet man statt der Acesulfamsäure deren Kaliumsalz in der Süßstoffmischung, ruft dieser Zusatz keine signifikante Verminderung der Farbveränderung und damit des Abbaus von Aspartam nach einer Lagerzeit von 6 Wochen hervor. Bei Verwendung der Süßstoffsäure Acesulfam wird der Weißgrad der Süßstoff-Mischung verbessert. Die Messungen wurden mit einem Photometer LICO^®100 der Fa. Dr. Bruno Lange GmbH & Co. KG, Düsseldorf, durchgeführt.

Claims

Süßstoffzubereitung enthaltend eine Süßstoffsäure, einen Dipeptidsüßstoff auf Basis von Asparaginsäure und eine Trägersubstanz, wobei Zubereitungen, welche in bezug auf den Dipeptidsüßstoff und die Süßstoffsäure nur ein in stöchiometrischem Verhältnis gebildetes Salz aus Süßstoffsäure und Dipeptidsüßstoff enthalten, ausgenommen sind.
Zubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Süßstoffsäure Acesulfam, Cyclamat und/oder Saccharin enthält.
Zubereitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Süßstoftsäure Acesulfam enthält.
Zubereitung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Dipeptidsüßstoff Aspartame, Neotame und/oder Alitame enthält.
Zubereitung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Dipeptsüßstoff Aspartame enthält.
Zubereitung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie Acesulfam und Aspartam enthält.
Zubereitung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Trägersubstanz einen reduzierend wirkenden Zucker enthält.
Zubereitung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Trägersubstanz Dextrose enthält.
Zubereitung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Süßstoffsäuren und Dipeptidsüßstoffe insgesamt zu 0,1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt zu 1 bis 10 Gew.-% und insbesondere zu 2 bis 7 Gew.-%, enthalten sind.
Zubereitung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Konzentrationsmassenverhältnis von Süßstoffsäuren zu Dipeptidsüßstoffen 1 : 10 bis 10 : 1, insbesondere 1 : 5 bis 2 : 1, beträgt.
Zubereitung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Süßstoffsäuren und/oder mehrere Dipeptidsüßstoffe und/oder mehrere Trägersubstanzen enthält.
Zubereitung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie weitere Hilfs-, Zusatz- und/oder Wirkstoffe enthält.
Zubereitung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 in der Form einer Pulvermischung, Tablette oder Trockenmischung.
Verwendung einer Zubereitung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 zum Süßen von Nahrungs- und Genussmitteln, Getränken oder pharmazeutischen Zubereitungen.
Verwendung einer Zubereitung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 für Tafelsüße und gesüßte Trockenpulver.
Verfahren zur Herstellung einer Zubereitung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 durch Mischen der Ausgangssubstanzen oder Trocknen einer Lösung der Ausgangssubstanzen und gegebenenfalls Überführen in eine andere Darreichungsform als die einer Pulvermischung.