DE1668539A1 - Verfahren zur Herstellung von hoeheren Polysacchariden - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von hoeheren PolysaccharidenInfo
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- DE1668539A1 DE1668539A1 DE1967P0042756 DEP0042756A DE1668539A1 DE 1668539 A1 DE1668539 A1 DE 1668539A1 DE 1967P0042756 DE1967P0042756 DE 1967P0042756 DE P0042756 A DEP0042756 A DE P0042756A DE 1668539 A1 DE1668539 A1 DE 1668539A1
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Description
1668539 Dr, Walter Beil
Alfred Hoeppener
Rechtsanwälte
Unsere No. 14 016
Chas. Pfizer & Co., Inc. New York, N.Y., V.St.A.
Verfahren zur Herstellung von höheren Polysacchariden
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kohlehydraten
aus Glukose, insbesondere die Herstellung von löslichen und unlöslichen Polyglukosen und Polymaltosen aus Glukose bzw. Maltose
und eßbaren Polycarbonsäuren. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung der so hergestellten Produkte als Ersatzstoffe ohne
Nährwert für Kohlehydrat-Zucker sowie Mehl und Stärkeprodukte in Lebensmitteln.
Pur die Herstellung von lebensmitteln, die für Personen geeignet
sind, die ihre Zufuhr von Kohlehydraten oder Kalorien oder beidem einschränken müssen, sind bereits viele Substanzen vorgeschlagen
worden. Im allgemeinen müssen die Substanzen, die den Lebensmitteln
zugesetzt werden sollen, ohne nennenswerten kalorischen Wert und ohne Nährwert sein. Darüber hinaus müssen die diätetischen Lebensmittel,
die mit diesen Bestandteilen hergestellt werden, in Struktur, Geschmack und Aussehen mit kalorienhaltigen Lebensmittels
übereinstimmten. Selbstverständlich dürfen die Bestandteile nicht toxisch sein. Es sind bereits die verschiedensten Materialien für
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die genannten Zwecke vorgeschlagen worden, die aber alle nicht in allen Richtungen befriedigend sind.
Wird ein synthetischer Süßstoff wie Saccharin oder Cyclamat in diätetischen
Lebensmitteil anstelle von Zucker verwendet, so müssen die anderen physikalischen Eigenschaften - von der Süße abgesehen - die
normalerweise dem Lebensmittel von dem Zucker gegeben werden, durch andere Bestandteile (außerdem synthetischen Süßstoff) verliehen werden.
Die zusätzlichen Bestandteile, die bisher vorgeschlagen worden sind, sind oftmals selbst Nährmittel und erhöhen infolgedessen in
unerwünschter Weise den kalorischen Wert der Lebensmittel anstelle des Z^ukers, den sie ersetzen sollen. Die Bestandteile können außerdei
die Struktur und die Qualität der Lebensmittel verändern, so daß diese unansehnlich oder unbekömmlich werden. Schließlich können diese
zusätzlichen Bestandteile die Lebensmittel farblich und geschmacklich nachteilig beeinflussen.
Erfindungsgemäß werden Produkte vorgeschlagen, die bei Verwendung in
diätetischen Nährmitteln diesen die physikalischen Eigenschaften verleihen,
die normalen, zuckerhaltigen Lebensmitteln eigen sind, ohne den Nährwert der Lebensmittel zu erhöhen. Die diätetischen Lebensmittel
enthalten künstliche Süßstoffe, die den Geschmack des Zuckers ersetzen, während die Bestandteile gemäß der Erfindung den Lebensmitteln
die übrigen physikalischen Eigenschaften (außer Süße), die von Zucker hervorgerufen werden, verleihen.
Die Bestandteile, die den Lebensmitteln erfindungsgemäß zugesetzt werden, lassen sich mit Hilfe eines Verfahrens, welches ebenfalls
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, leicht und wirtschaftlich herstellen und erfordern keine oder nur geringe Reinigung, bevor sie
den diätetischen Lebensmitteln zugesetzt werden.
Die erfindungsgemäß hergestellten Bestandteile für diätetische Lebensmittel
sind nicht schädlich für den Verbraucher, verleihen den Lebensmitteln keine unnatürliche !Farbe und bewahren die physikalischer
Eigenschaften der Lebensmittel auch bei langer Lagerzeit und in Verbindung mit anderen Nahrungsmitteln.
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Natürliche nahrungsmittel, insbesondere Backwaren, enthalten im allgemeinen
stark nährende Kohlehydrate^ außer den Zojukern, die dem Gebäck
bzw. der Backware ihre Konsistenz verleihen und den Hauptteil
dieser Lebensmittel ausmachen. In Kuchen und Brot wird das Mehl,
welches in der Backmischung vorhanden ist, der Hauptbestandteil des fertigen gebackenen Teiges. Infolgedessen müssen Personen, die ihre Kohlehydrat- und/oder Kalorienzufuhr einschränken müssen, ihren Verbrauch an derartigen Lebensmitteln weitgehend einschränken. Versuche, die Stärke oder das Hehl in Backwaren zu ersetzen, sind bisher ohne Erfolg geblieben, weil die Substanzen, die man als Ersatzstoffe für Mehl verwendet hat, häufig die physikalischen Eigenschaften der Backware so verändern, daß Aussehen und Geschmack derselben nachteilig
verändert werden.
dieser Lebensmittel ausmachen. In Kuchen und Brot wird das Mehl,
welches in der Backmischung vorhanden ist, der Hauptbestandteil des fertigen gebackenen Teiges. Infolgedessen müssen Personen, die ihre Kohlehydrat- und/oder Kalorienzufuhr einschränken müssen, ihren Verbrauch an derartigen Lebensmitteln weitgehend einschränken. Versuche, die Stärke oder das Hehl in Backwaren zu ersetzen, sind bisher ohne Erfolg geblieben, weil die Substanzen, die man als Ersatzstoffe für Mehl verwendet hat, häufig die physikalischen Eigenschaften der Backware so verändern, daß Aussehen und Geschmack derselben nachteilig
verändert werden.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen sowie erfindungsgemäß herstellbaren
Bestandteile für diätetische Lebensmittel können dagegen auch als Ersatz für Mehl oder andere stärkehaltige Materialien verwendet
werden, ohne daß Struktur und Geschmack der Lebensmittel darunter
leiden.
leiden.
Es ist bekannt, daß man Glukosepolymere herstellen kann, indem man
Glukose in Gegenwart von sauren Katalysatoren erhitzt.Glukosepolymere die mit Hilfe bekannter Verfahren hergestellt werden, sind für Lebensmittel nicht geeignet, wenn nicht die nicht-eßbaren, sauren Katalysatoren, die bei der Polymerisation verwendet worden sind, entfernt werden. Lassen sich die nicht-eßbaren, sauren Katalysatoren
nicht vollständig genug entfernen, so sind die Glukosepolymere, die
sie enthljaten, überhaupt nicht für Lebensmittel geeignet. Eine weitere Schwierigkeit, die sich im Zusammenhang mit den bekannten Verfahren ergibt, liegt in der Tatsache, daß die erzeugten Polymere
häufig aus wäßrigen oder nicht-wäßrigen Reaktionsmedien abgetrennt
werden müssen, bevor sie für die Herstellung kalorienarmer Lebensmittel verwendet werden können. Die meisten bekannten Verfahren erfordern die Verwendung eines wäßrigen Reaktionsmediums. Darüber
hinaus sind die Polyglukosen, die mit Hilfe der bekannten Verfahren hergestellt werden, oftmals stark gefärbt und auch aus diesem Grund ohne weitere Reinigung für Lebensmittel nicht geeignet.
Glukose in Gegenwart von sauren Katalysatoren erhitzt.Glukosepolymere die mit Hilfe bekannter Verfahren hergestellt werden, sind für Lebensmittel nicht geeignet, wenn nicht die nicht-eßbaren, sauren Katalysatoren, die bei der Polymerisation verwendet worden sind, entfernt werden. Lassen sich die nicht-eßbaren, sauren Katalysatoren
nicht vollständig genug entfernen, so sind die Glukosepolymere, die
sie enthljaten, überhaupt nicht für Lebensmittel geeignet. Eine weitere Schwierigkeit, die sich im Zusammenhang mit den bekannten Verfahren ergibt, liegt in der Tatsache, daß die erzeugten Polymere
häufig aus wäßrigen oder nicht-wäßrigen Reaktionsmedien abgetrennt
werden müssen, bevor sie für die Herstellung kalorienarmer Lebensmittel verwendet werden können. Die meisten bekannten Verfahren erfordern die Verwendung eines wäßrigen Reaktionsmediums. Darüber
hinaus sind die Polyglukosen, die mit Hilfe der bekannten Verfahren hergestellt werden, oftmals stark gefärbt und auch aus diesem Grund ohne weitere Reinigung für Lebensmittel nicht geeignet.
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Die bekannte Arbeitsweise ist beispielsweise in der USA-Patentschrift
2.719.179 dargestellt, in der die Herstellung höherer Polysaccharide durch Erhitzen von Saccharid in einem flüssigen Medium in Gegenwart
eines sauren Katalysators beschrieben ist. Das Verfahren gemäß der Erfindung
unterscheidet sich in erfinderischer Weise von dem Verfahren dieser USA Patentschrift 2.719.179. Bei dem erfindungsgemäßen Veifehren
ist die Anwendung zusätzlicher Irennstufen, in welchen die' Polymere
zur Gewinnung eßbarer Polyglukosen und löLymaltosen von dem sauren
Polymerisationskatalysator und von dem flüssigen Reaktionsmedium abgetrennt werden, nicht notwendig. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens
können direkt eßbare Polyglukosen und Polymaltosen hergestellt werden, die nach Wunsch entweder wasserunlöslich oder wasserlöslich
sind.
Andere Verfahren zum Polymerisieren geschmolzener Glukose und Maltose,
z.B. das in der USA Patentschrift 2.436.967 beschriebene, sind nur für die Herstellung löslicher Polyglukosen und Polymaltosen geeignet.
Im Gegensatz zu den erfindungsgemäß hergestellten Produkten müssen diese löslichen Produkte einer weiteren Bearbeitung unterworfen warden,
bevor sie zur Verwendung in Nahrungsmitteln geeignet sind. Bei der weiteren Bearbi)etung handelt es sich um die Entfernung der sauren
Katalysatoren, die bei diesen älteren Verfahren verwendet werden. Bei beiden Verfahren können die erzeugten Produkte stark gefärbt sein
sie erfordern dann eine weitere Behandlung, bevor man sie für diätetische Nahrungsmittel verwenden kann.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich lösliche und
unlösliche Glukose- und Maltosepolymere herstellen. Bei dem Verfahren werden eßbare Säuren als Katalysatoren, Polymerisationsaktivatoren
bzw. Vernetzungsmittel verwendet. Auf diese Weise wird die bisher notwendige Entfernung der sauren Katalysatoren oder überschüssiger
Säure aus den Polymeren vor ihrer Verwendung in diätetischen Nahrungs· mitteln ausgeschaltet. Die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens
erzeugten Polyglukosen oder Polymaltosen rufen in den diätetischen Nahrungsmitteln, denen sie zugesetzt werden, keine unnatürlichen Verfärbungen
hervor.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch von der Verfahrenstechnik her
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bekannten Verfahren überlegen, weil die Herstellung der Polyglukosen
und Polymaltosen durch Schmelzpolymerisation in einem wasserfreien Medium durchgeführt wird, wo^durch der Nachteil der Abtrennung der Polymeren
aus einem Reaktionsmedium ausgeschaltet wird.
Die Erfindung beruht auf der Peststellung, daß Glukose- und Maltosepolymere,
die für diätetische Nahrungsmittel geeignet sind, direkt aus Glukose und Maltose durch Schmelzpolymerisation unter wasserfreien
Bedingungen hergestellt werden können, wenn man eßbare Säuren als Katalysatoren und Vernetzungsmittel verwendet. Es ist mit Hilfe des erfindungsgemäßen
Verfahrens möglich, 2 Arten von Polyglukose und PoIymaltose gleichzeitig nebeneinander oder getrennt voneinander herzustellen,
indem man die Anfangssäurekonzentration, die Reaktionsdauer und die Reaktionstemperatur entsprechend einstellt.
Die erfindungsgemäß herstellbaren beiden Arten von Polyglukose bzw.
Polymaltose sind lösliche Polyglukose bzw. Polymaltose, die zum Ersatz von Zuckern in diätetischen Nahrungsmitteln dienen können, wenn der
Süßeffekt mit synthetischen Süßstoffen erreicht wird, sowie unlösliche Polyglukose bzw. Polymaltose, in welcher der saure Polymerisationsaktivator
als vernetzter Anteil enthalten ist. Die unlösliche form der Polymere kann als Mehl- oder Stärkeersatz in diätetischen Nahrungsmitteln
eingesetzt werden.
Unter Polyglukose, Polymaltose und Polysaccharid werden im vorliegenden
Zusammenhang polymere Materialien verstanden, in welchen der Hauptteil der monomeren Einheiten aus Glukose, Maltose oder anderen Sacchariden
besteht. Außerdem fallen unter den Begriff polymere Materialien, in welchen die Glukose-, Maltose- oder Saccharideinheiten mit Einheiten
verestert sind, die sich von Polycarbonsäuren ableiten, die als PoIymerisatinnsaktivatoren
verwendet werden.
Die Ausgangsmaterialien für das Polymerisationsschmelzverfahren sind
Maltose oder Glukose; es können aber auch andere einfache Zucker mit gleichemErfolg verwendet werden. Die Zucker werden dem Verfahren in
form trockner Anhydride oder trockner entwässerter feststoffe unterworfen
und sollen in gepulverter form vorliegen.
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Die Säuren, die als Katalysatoren, Vernetzungsmittel oder Polymerisationsktivatoren eingesetzt werden, können beliebige verhältnismäßig
nicht-flüchtige organische Polycarbonsäuren sein. Insbesondere werden
Zitronen-, Fumar-, Weinstein-, Bernstein-, Malein-, Adipin-, Qxal-,
Phthal-, Isophthal-, Itacon-,oder Terephthalsäure^ verwendet. Die Anhydride von Malein-, Sernstein-, Adipin-, Itacon-,und Phthalsäure
können ebenfalls verwendet werden, !ficht eßbare Säuren, sind, obwohl
chemisch für die Durchführung des Verfahrens geeignet, für die Herstellung eßbarer Polyglukosen oder Polymaltoeen nicht brauchbar. Die
Auswahl des sauren Katalysators mud daher unter dem Gesichtspunkt der fficht-Toxftät für den menschlichen Körper erfolgen. Anorganische
Säuren sind für die Verwendung als Katalysatoren bei der wasserfreien
Schmelzpolymerisation nicht geeignet, weil sie nicht als Vernetzungsmittel bei der Herstellung der unlöslichen Polyglukosen und Polymaltosen dienen können. Monocarbonsäuren sind ebenfalls nicht als Vernetzungsmittel wirksam; außerdem sind sie als Katalysatoren bei der
wasserfreien Schmelzpolymerisation nicht so wirksam wie Polycarbonsäuren. Die ausgewählte Säure muß verhältnismäßig wenig flüchtig sein,
weil stärker flüchtige Säuren während des Erhitzens und Schmelzens
der zu polymerisierenden Mischung zu stark verdampfen. Die Polycarbonsäuren, die erfindungsgemäß eingesetzt werden, werden weitgehend,jedoch nicht ganz vollständig von der Polyglukose oder Polymaltose bei
der Polymerisation verestert, wobei sich Polyglukoaeeeter oder saure
Polymaltoseester bilden. Diese Tatsache Ät sich durch die Restazidität der Polyglukosen und Polymaltosen nach, der Dialyse und Wiedergewinnung der in dem Verfahren benutzten Säure nach Hydrolyse des Produktes beweisen. Die Einverleibung der Säureanteile in die Polyglukosen oder Polymaltosen beeinflußt deren Verwendbarkeit für die menscl
liehe Ernährung nicht.
Die Säureanteile dienen als Vernetzungsmittel zwischen verschiedenen
Polyglukose- oder Polymaltosemolekülen in den unlöslichen Polymeren, wogegen in den löslichen Polymeren der Säureteil zum Verestern nur
eines Polymermoleküles dient.
Zur Durchführung der Erfindung werden trockne gepulverte Glukose
oder Maltose mit d«r entsprechenden Menge Säure vermischt; das so gewonnen· ßtmieoft wird utter vermindertem Druck muff#icamoli«n;
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Schmelzbedingungen werden unter Ausschluß von Wasser solange aufrechterhalt en, bis Polymerisation in dem gewünschten Umfang eingetreten ist; die
einzelnen polymeren Produkte werden abgetrennt.
Die wasserfreie Schmelzpolymerisation muß hei einem Druck durchgeführt
werden, der unter Atmosphärendruck liegt. Vorzugsweise arbeitet man bei einem Druck zwischen Ί0 und 100 mm Hg; ein Unterdruck in dieser Größenordnung
kann durch Verwendung einer Vakuumpunpe, eines Dampfdüsenejektors,
eines Aspirators oder anderer Mittel erreicht werden. Das Vakuum ist notwendig, um Luft hei der Polymerisation auszuschließen und um das
Hydratwasser und das bei der Polymerisationsreaktion freigesetzte Wassex zu entfernen. Auch aus der Umgebung des Polymerisatinnsgemisches sollte
Luft ausgeschlossen werden, um eine Verfärbung der bei der Polymerisation gebildeten Polyglukosen oder Polymaltosen zu verringern. Es hat
sich als günstig erwiesen, einen schwachen Strom von Stickstoffgas über die Polymerschmelze zu leiten, um so Luftausschluß und Entfernung des
Wassers zu erreichen. Wird ein Stickstoffstrom verwendet, so brauch-t
nicht im Hochvakuum gearbeitet zu werden, aber Drucke über 100 mm Hg sollten auch in diesem Pail vermieden werden.
Die Eeaktionsdauer und die Reaktionstemperatur sind kritische Veränderliche
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die bevorzugte Temperatur
für die Schmelzpolymerisation liegt zwischen etwa 140 und 1800G. Die genaue
Temperatur für die wasserfreie Schmelzpolymerisation hängt von dem Anfangsverhältnis von Glukose oder Maltose oder anderen ackern, zu der
eingesetzten Säure, der Reaktionszeit und dem Verhältnis von löslichen Polyglukosen oder Polymaltosen zu unlöslichen vernetzten Polyglukosen
oder Polymaltosen, das in dem Endprodukt vorliegen soll, ab.
Die Herstellung eines Gemisches mit hohem Anteil an löslichen Glukoseoder
Maltosepolymeren erfordert im allgemeinen eine Säurekonzentration zv/ischen 0,1 und 10 Holprozent, vorzugsweise zwischen 2 und 7,5 Molprozent.
Wird die Säuremenge erhöht, so steigt das Ausmaß der Vernetzung ar. und damit auch der Anteil der wasserunlöslichen Polyglukose oder Polymaltose.
Ist die Säurekonzentration unnötig hoch, so ergeben sich Probleme bezüglich der Neutralisation der überschüssigen Säure, die dann in dem
Endprodukt Torband en ist. j£s ist für den. Fachmann leicht erkennbar, daß
die für eine bestimmte Polymerisation benötigte Säuremenge, die Polymerisationsdauer
und die Polymerisationstemperatur sowie die Art des gewünsdi
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ten Endproduktes voneinander abhängig Paktoren sind. Die Bestimmung äer
Säuremenge muß daher im Hinblick auf die übrigen Paktoren vorgenommen,
werden.
Die Reaktionstemperatur sollte bei der Herstellung von löslichen Polyglukosen
oder Polymaltosen durch Schmelzpolymerisation so niedrig wie möglich sein, weil das Ausmaß der Verfärbung, der Earamelisierung lind des
Abbaues sich mit steigender iDemperatur ^erhöht. Wird die Polymerisationstemperatur erhöht, so nimmt die Polymerisationsdauer bis zur Vervollständigung
des Verfahrens ab. Vorzugsweise führt man das Verfahren daher bei einer Polymerisationstemperatur von etwa 160°ö und einer Reaktionsdauer
von etwa 8 Stunden oder bei einer temperatur van etwa 14-00C und
einer Reaktionsdauer von etwa 24 Stunden durch, wobei etwa das gleiche
Ausmaß der Polymerisation erreicht wird.
Bei der Herstellung von unlöslichen Polyglukosen oder Polymaltosen kann
das Anfangsmolekularverhältnis von Glukose oder Maltose zu Säure zwischen etwa 1:1 und 20:1 liegen. Wird das Anfangsverhältnis Glukose oder Maltose
zu Säure erhöht, so erhöhen sich auch die für die Polymerisation benötigte Temperatur und die Dauer der Polymerisation. Bei einem Molekularverhältnis
von Glukose oder Maltose zu Säure zwischen etwa 1:1 und etwa 5:1 erhält man unlösliche Polyglukosen oder Polymaltosen in einer Menge
zwischen 80 und 90$; bei Molekularverhältnissen über etwa 5i1 verringert
sich der Gehalt an unlöslichen Polyglukosen. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren wendet man vorzugsweise Molekularverhältnisse
von Glukose oder Maltose zu Säure zwischen etwa, 12:1 und etwa 20:1 bei
der Herstellung von unlöslichen Polyglukosen oder Polymaltosen an. Diese Verhältnisse werden bevorzugt trotz der erf^oderlichen hohen Reaktionstemperatur und der verhältnismäßig langen Reaktionsdauer, weil die Gesamtausbeute
an löslichen und unlöslichen Polyglukosen oder Polymaltosen bei diesen Zucker:Säuren-Verhältnissen zwischen etwa 90 und 99$ liegt.
Bei Anwendung dieser höheren Verhältnisse ist es möglich, in einem Reaktionsgemisch
eine Ausbeute zwischen etwa 50 und 60$ an unlöslichen Polyglukosen
oder Polymaltosen und zwischen etwa 40 und 50$ lösliche Polyglukose oder Polymaltose zu erreichen. Wasserlösliche Polyglukose oder PoIymaltose
kann von den entsprechenden unlöslichen Verbindungen durch Extrak tion mit Wasser und anschließendes Zentrifugieren abgetrennt werden. Ein
weiterer Vorteil der Durchführung der Umsetzung bei hohen Molekülarver-
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hältnissen von Glukose oder Maltose zu Säure ergibt sich aus der iCatsache, daß die entstehenden Produkte geringer oder gar keiner
Neutralisation "bedürfen.
Eine chemische Reinigung ist für die Produkte, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden, im allgemeinen nichh
notwendig. Werden unlösliche oder lösliche Glukosen oder Maltosen zusammen hergestellt, so kann eine !Trennung notwendig sein.
Pur gewisse Anwendungszwecke ist eine Neutralisation der Polyglukosen
oder Polymaltosen vorteilhaft. Sollen die Polyglukosen in diätetischen nahrungsmitteln verwendet werden, die Vollmilcbjenthalten,
so kann überschüssige Säure, die in nicht neutralisierten Poly· glukosen vorhanden ist, zu einer Gerinnung der Milch^ji führen. Im
Palle von löslichen Polyglukosen oder Polymaltosen können die lösungen
derselben direkt neutralisiert werden. Diese Neutralisation kann durch Zugabe von Carbonaten des Kaliums, Natriums, Calciums
oder Magnesiums zu den Polyglukose- oder Polymaltose-Lösungen erreicht
werden. Werden Natrium- und Kaliumcarbonate zusammen verwendet, so benutzt man eine physiologisch ausbalancierte Mischung.
Der Al^kligehalt einer typischen Polyglukoselösung, die auf einen
pH-Wert von etwa 5 bis etwa 6 eingestellt worden ist, beträgt etwa 0,5 bis 1 fOfo, Andere Materialien, die zur Einstellung des pH-Wertes
von löslichen Polyglukose- oder Polymaltose-lösungen verwendet werden
können, sind 1-lysin, d-Glukosamin, N-MethyIglucamin und Ammoniumhydroxyd.
Die ersten beiden der genannten Verbindungen sind natürliche Materialien, so daß gegen ihre Verwendung als Bestandteil
in diätetischen Nahrungsmitteln keine Bedenken bestehen sollten; Die letztgenannte Verbindung wird vom Körper schnell in Form von
Harnstoff wieder ausgeschieden, so daß auch gegen sie keine Bedenken bei der Verwendung in diätetischen Nahrungsmitteln bestehen
sollten. N-Methylglucamin wird als löslichmachendes Mittel in Pharmazeutika
verwendet und ist daher auch für diätetische Nahrungsmittel unbedenklich. Andere Methoden zur Verringerung der Azidität
von Polyglukose- oder Polymaltose-Lösungen bestehen in der Dialyse
und im Ionenaustausch; diese Methoden werden erfindungsgemäß bevorzugt angewandt.
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Pur "bestimmte Anwendungszwecke ist eine Entfärbung der erfindungsgemäß
hergestellten löslichen und unlöslichen Polyglukosen und Polymaltosen angebracht. Lösliche Polyglukose oder Polymaltose kann entfärbt
werden, indem man Lösungen der Substanzen mit Aktivkohle oder Knochen kohle zusammenbringt oder die Lösungen mit einem festen Adsorptionsmittel
aufschlämmt oder die Lösungen durch ein Bett solcher Adsorptionsmittel leitet. Lösliche und unlösliche Polyglukosen und PoIymaltosen
können auch mit Natriumehlorit oder ähnlichen Materialien, die für das Bleichen von Mehl verwendet werden, gebleicht werden.
Die unlösliche Polyglukose ist vor dem Bleichen ein gelbes Pulver, das in vielen Fällen überhaupt nicht gebleicht zu werden braucht.
Soll die unlösliche Polyglukose als ein Mehlersatz in diätetischen
Nahrungsmitteln verwendet werden, so kann sie gemahlen oder anders mechanisch zerkleinert werden, so daß sie eine Konsitenz erhält, die
der von Weizenmehl entspricht. Als Weizenmehlersatz sollte das Material vorzugsweise eine Feinheit haben, die einem DliT-Prüfsieb mit
mehr als 15.600 Maschen/cm (325US mesh) entspricht.
Die Lösungen von löslicher Polyglukose Oder Maltose sinä praktisch
geschmacklos; die unlösliche Polyglukose ist vor dem Bleichen ein praktisch geschmackloses gelbes Pulver.
Die meisten erfindungsgemäß hergestellten Polyglukosen weisen durchschnittliche
Molekulargewichte zwischen etwa 3000 und etwa 36.000 auf, wobei die löslichen Polyglukosen durchschnittliche Molekulargewichte
zwischen etwa 3.000 und etwa 18.000 und die unlöslichen Polyglukosen solche zwischen etwa 3.000 und etwa 36.000 aufweisen.
Die experimatell bestimmten durchschnittlichen Molekulargewichte
der erfindungsgemäß hergestellten Polyglukosen liegen zwischen etwa 2.000 und etwa 24.0000, wobei die meisten Werte im Bereich zwischen
4.000 und etwa 12.000 liegen. Die Bestimmung der durchschnittliehen
Molekulargewichte erfolgte mit Hilfe der modifizierten reduzierenden Endgruppenmethode nach Isbell (J. Res. ifatl. Bur. Standards 2£, 241
(194O)). Diese Methode beruht auf der Reduktion eines alkalischen Kupferzitrat-Reagenzes. Die durchschnittlichen Molekulargewichtswer-
mit te werden auf der Basis der Standardisierung/Gentiobiose berechnet,
und zwar unter der Annahme, daß äquimolare Mengen Polyglukose und
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Gentiohbse annähernd die gleiche Reduktionskraft aufweisen und eine reduzierende
Endgruppe pro Molekül besitzen. Die auf diese Weise "bestimmte durchschnittliche Molekulargewichtszahl ist offensichtlich eine irre·
führend niedrige Zahl, weil diese Methode das niedrige Ende der Molekulargewichtsverteilung
von Polykondensationsprodukten mit "breitem Molekulargewichtsverteilungsbereich
begünstigt. Bei Anwendung der modifizierten reduzierenden Endgruppenmethode zur Bestimmung des durchschnitt·
liehen Molekulargewichtes eine s handelsüblichen klinischen Dextrans
mit bekanntem durchschnittlichen Molekulargewicht von 40.000 + 3.000
ergab sich nur eine durchschnittliche Molekulargewichtszahl von 25.600. Es wurde daher als zulässig erachtet, die mit Hilfe der modifizierten
reduzierenden Endgruppenmethode bestimmte durchschnittliche Molekulargewichtszahl
mit wenigstens 1,5 zu multiplizieren. Die in den folgenden Beispielen angegebenen durchschnittlichen Molekulargewichtszahlen
sind daher als scheinbare durchschnittliche Molekulargewichte bzw. scheinbare durchschnittliche Molekulargewichtszahlen bezeichnet; sie
sind in der hier beschriebenen Weise bestimmt worden. Die scheinbaren durchschnittlichen Molekulargewichtszahlen sind als aß^ bezeichnet.
Die Bindungen, die in den Polyglukosen vorherrschend vorliegen,sind
1-6-Bindungen; es können absr auch andere Bindungen vorkommen. In den
löslichen Polyglukosen ist jede SUp.reeinheit mit einer oder ejmhreren
Polyglukoseeinheiten verestert. Ist die Säureeinheit mit mehr als einer
PolyglukoseaLnheit verestert, so tritt eine Vernetzung auf.
Synthetische Polyglukosen, die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Methode
hergestellt werden können, werden durch Stärke abbauende Enzyme wie Amylo-(1,4)-glukosidasen, Amylo-(1,4; 1,6)-glukosidasen, Amylo-(1,4)~
dextrinasen und Amylo-(1,4)-maltosidasen sowie von α- und ß-Glukosidasen,
Sucrase und Phosphorylase nicht abgebaut.
Die löslichen Polyglukosen und Polymaltosen eignen sich dazu, diätetischen
Nahrungsmitteln, in welchen der Zucker durch künstliche Süßstoffe ersetzt worden ist, die übrigen Eigenschaften außer Süße zu veflLeihen,
die ihnen sonst von dem natürlichen Zucker verliehen werden. Typische Verwendungszwecke für die löslichen Polyglukosen sind kalorienarme
Gelees, Konfitüren, Konserven, Marmeladen und Früchteaufstriche; diätetische
gefrorene Eßwaren wie Eiscrem, Eismilch, Fruchteis und Wassereis
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Backwaren wie Kuchen, Keks, !orten sowie andere Nahrungsmittel, die
Weizenmehl oder anderes Mehl enthalten; in Fondant, Konfekt und Kaugummi; in Getränken, z.B. nicht-alkoholischen, "weichen" Getränken
und Wurzelextrakten; in Sirup; in Überzügen, Soßen und Puddings; in Salatsoßen sowie als Mittel zur Volumenvergrößerung in trocknen
kalorienarmen Süßmitteln, die Cyclamat oder Saccharin enthalten.
Die unlöslichen Polyglukosen können als Mehlersatz in Kuchen, Keks,
Brot, Torten und anderen Backwaren verwendet werden, wobei Mais-, Reis- oder Kartoffelmehl, aber auch Graham-, Roggen-, Soja-, Hafer-
oder Bohnenmehl ersetzt werden können. Die unlöslichen Polyglukosen
eignen sich auch zur Verwendung in treibmittelfreien (hefefreien) Nahrungsmitteln wie Spaghetti und Nudeln oder als Bindemittel für
Fleisehteige und Kartoffelbrei sowie für andere Zwecke, bei denen Mehl als Bestandteil mitverwendet wird.
Werden die Polyglukosen und Polymaltosen gemäß der Erfindung diätetischen
Nahrungsmitteln zugesetzt, so behalten diese - verglichen mit den mit natürlichen Bestandteilen hergestellten Produkten - die
gleichen geschmacklichen und appetitanregenden Qualitäten. Der Kaloriengehalt der diätetischen Nahrungsmittel wird aber durch die
Verwendung der erfindungsgemäßen Produkte anstelle natürlicher Zucker und Stärken erheblich vermindert.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiele für die Herstellung von Nahrungsmitteln unter Verwendung löslicher und unlöslicher Polyglukosen gemäß der Erfindung sind
ebenfalls angefügt. Aufgrund der in diesen Beispielen für bestimmte diätetische Nahrungsmittel gegebenen Mengen an Polyglukosen kann
leicht bestimmt werden, welche Polyglukose- oder Polymaltosemengen
in anderen Nahrungsmitteln als den beschriebenen einzusetzen sind. Die Herstellung der Produkte erfolgte in üblicher Weise.
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2 0 9 8 16/1106
2,5/6 Zitronensäure enthaltende lösliche Polyglukose durch Schmelzpolymerisation
Eine innige Mischung aus 500 g pulvriger, wasserfreier Glukose und
12,8 g fein gemahlener Zitronensäure wurde in eine flache Schale aus rostfreiem Stahl gegeben und in einem Vakuumofen hei 1600C und einem
Druck von 0,1 mm Hg 8 Stunden erhitzt, wonach die Polymerisation im wesentlichen beendet war. Das hellgelbe Produkt war vollständig
wasserlöslich und enthielt nur eine Spur an nicht umgesetzter Glukose, Die folgenden Daten konnten für das Polymer bestimmt werden: Reduktionswert
(RV) =7,0 (Hagedorn-Jensen-jodometrische Methode); scheinbares durchschnittliches Molekulargewicht CaHn) = 9100; pH (5#ige
wäßrige Lösung)= 2,9; Säureäquivalent - 9,6 mg HaOH/g; optische Drehung
+ 63,6° (c = 1, Wasser); Viskositätszahl föj - 0,053 d,l/g.
Zitronensäure enthaltendes unlösliches Polyglukosegel durch Schmelzpolymerisation
Eine Mischung aus 450 g Glukose und 480 g Zitronensäure (Molekularverhältnis
1:1) wurde in einer Kugelmühle gemahlen und danach bei 1300G und einem Druck von 0,2 mm Hg 13 Stunden polymerisiert. Das
rohe Polymer bestand aus 90$ wasserunlöslichem Polyglukosegel und
enthielt O,48j6 nicht umgesetzte extrahierbare Zitronensäure. Das unlösliche
Gel wies einen Reduktionswert von 11,0 und ein ai^ von 4500
auf. Der pH-Wert einer 2t5#igen wäßrigen Suspension betrug 5,8 und
das Säureäquivalent 16 mg HaOH/g.
Zitronensäure enthaltendes unlösliches Polyglukosegel durch Schmelzpolymerisation
Ein Ansatz aus 241 g trockner Cerelose (Getreide-Kohlehydrate) wurde
mit 59 g gemahlener wasserfreier Zitronensäure (Molekularverhältnis 4:1) vermischt. Die Mischung wurde auf einer flachen Schale aus rostfreiem Stahl in einem Vakuumofen geschmolzen und bei 140 bis 1600G
7,5 Stunden und tinea Druck von O915 am Hg gehalten. Si« Waeeerextrak
tion ergab 92^ an unlöslich·» Polymer alt ET 9,6 und «ft 4900
209816/1108
Der pH-Wert der 5$igen Suspension war 2,6 und das Säureäquivalent 56,8
mg NaOH/g.
6$ Zitronensäure enthaltende Mischung aus löslicher und unlöslicher
Polyglukose
Ein Ansatz aus 320 g getrockneter Cerelose und 20 g gepulverter Zitronei
säure wurde sorgfältig vermischt, in einen Kolben gefüllt und unter Rühren bei einem Druck von 14 mm Hg aufgeschmolzen. Die Schmelze wurde
25 Stunden bei 1700C gehalten. Das rohe Polymer wurde gemahlen und durcl
Extraktion mit Wasser in lösliche und unlösliche Polyglukosen getrennt.
Folgende Daten wurden beobachtet:
Rohpolymer | unlösliche Polyelukose |
lösliche Polyglukose |
|
Ausbeute ($ί) | 100 | 68 | 32 |
RV | 5,1 | 2,6 | 5,1 |
AMn | 6100 | 10500 | 6000 |
pH (5#) | 2,75 | 2,65 | 2,6 |
Säureäquivalent (mg UaOH/g) |
12,8 | 12,8 | 12,0 |
Beispiel 5 |
3,75?» Fumarsäure enthaltende lösliche Polyglukose
Eine Mischung aus 275 g getrockneter Gerelose und 10 g Fumarsäure wurde
in einem Kolben ohne Rühren aufgeschmolzen und dann 17 Stunden bei einen
Druck von 23 mm Hg bei 1600C gehalten. Das schwach-gelb gefärbte Polymei
wies RV = 7,7 und afi^ = 5100 auf. Der pH-Wert einer 5^igen wäßrigen Lösung
betrug 2,6; das Säureäquivalent lag bei 19,2 mg NaOH/g. Die optische
Drehung betrug +60,2° (c = Λ? Wasser); der Sardner-Farbindex war 2,1
Gew./V wäßrige Lösung).
5# Bernsteinsäure enthaltende lösliche Polyglukose
Eine gemahlene Mischung aus 190 g Glukose und 10 g Bernsteinsäure wurde
in einer Glaieohale la eine» Vakuumofen bei 14O0C 24 Stunden bei einem
209816/1106
Druck von 0,2 mm Hg erhitzt, bis die Polymerisation im wesentlichen
vollständig war. Das wasserlösliche Polymer wies RV = 14,2 und aFL =
2630 auf. Der pH-Wert der 5$igen wäßrigen !Lösung lag bei #3,1 J das
Säureäquivalent betrug 11,2 mg NaOH/g. Das Rohmaterial hatte einen
Gardner-Farbindex von 10 (10$ Gew/V-Lösung).
7,5$ Adipinsäure enthaltende lösliche Polyglukose
Ein Ansatz aus 306 g Cerelose wurde mit 22,5 g Adipinsäure vermischt
und unter Rühren in einem Kolben bei 1530C und einem Druck von 19 mm
Hg 12 Stunden behandelt. Es wurde ein Stickstoff strom von 10 ml p2?ifn'
eingeleitet. Das vollständig wasserlösliche Polymer wies RV = 25,7» aH^ = 1550, pH-Wert (5$ige wäßrige Lösung) = 3,0, Säureäquivalent =
20 mg/liaOH/g und optische Drehung von +49,3° (c = 1?Wasser)auf.
5$ Weinsteinsäure enthaltene lösliche Polyglukose
Eine Mischung aus 380 g gepulverter Glukose und 20 g gepulverter Weinsteinsäure wurde in einer Glasschale in einem Vakuumofen aufgeschmolzen
und 4,5 Stunden bei 1420O und 0,2 mm Hg gehalten. Das so
erhaltene Produkt enthielt 68$ nicht-dialysierbares KLymer mit RV =
6,5 und aM^ = 7500 auf. Die Viskositätszahl /jnj betrug 0,04 dl/g.
Schmelzpolymerisation von Maltose mit 57» Zitronensäure
Eine Mischung aus 300 g Maltose-Monohydrat und 5$ Zitronensäure wurde
in einem Kolben aufgeschmolzen. Die Schmelze wurde 7 Stunden bei 1600C und 11 mm Hg gehalten. Das Produkt war vollständig wasserlöslidr
Polymaltose mit RV = 19,6 (ftflaltosestandard) und afL = 2200. Der
pH-Wert der 5$igen wäßrigen Lösung betrug 3,2; das Säureäquivalent lag bei 18,4 mg NaOH/g. Die optische Drehung betrug +119,90C (c=1,
Wasser) und der Gardner-Farbindex lag bei 7,5 (10$ Gew./V. Lösung).
^ " 209816/1106
Unter Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Produkte wurde ein
Kuchen mit den folgenden Bestandteilen hergestellt:
Oleomargarine - 12
Magermilch 15
Volleipulver · . · 25
Wasser 90
Balz . . 0j6
lösliches, entfärbtes Bflyglukosezitrat 25»5
gebleichtes Kuchenmehl - 24,6
unlösliche Polyglukose Reinheit entsprechend PIN Prüfsieb
mit mehr als 15.600 Masehen pro. qem) 24,0
Hatriumbicarbonat 0,5
Backpulver . ' 2,0
Galoiumeyclainat · 0,783 :
Saccharin-lTatrium 0,093
künstliches ?anillearoma 0,1
Das Volleipulver wurde mit 75 g Wasser vermischt und eine Stunde abgestellt.
In einem anderen Gefäß wurden Oleomargarine, Milch, Salz, lösliche Polyglukose und 1g Backpulver vermischt. Die Mischung aus
Wasser und Volleipulver wurde voribohtig in kleinen Hengen nach und
nach zugesetzt, wobei nach fetter Zugabe gut verrührt wurde. Ansehlies
send wurden das restliehe Wasser und das Vanillearoma zugesetzt; das
Gemisch wurde 5 Minuten gerührt. Zu dieser Mischung wurde oaccharinliatrium
und GalciumcycLamat, die in einer kleinen Menge Vtasser gelöst
waren, gegeben. Die Mischung wurde gut verrührt. In einem weiteren Gefäß
wurden Mehl, unlösliche Polyglukose, das restliche Backpulver und
das Ilatriumbicarbonat vermischt. Alle Bestandteile werden dann
vereinigt und 10 Minuten gerührt und geschlagen, bis eine homogene,
cremige Mischung entstanden ist. Dieser Kuchenteig wird in eine Form
gegossen und 20 bis 25 Minuten bei 210°0 gebacken.
Beispiel 11 '
Pudding /
Aus den folgenden Büstandteilen wurde ein Pudding hergestellt
BAD ORIGINAL
.Ml 9 b ι -w Π liii ^
1668539 | |
g . - \ | |
lösliches Polyglukosezitrat gemäß der | 6,0 |
Erfindung | |
Maisstärke | 2,5 |
üalclumcyclamab | 0,240 |
Saccharin-Natrium | 0,023 · |
künstiches Vanillearoma-Konzentrat | 0,02 |
IJatriumchlorid" | 0,05 |
Vollmilch 45,0
Alle JBstanjdteile außer der Milcht wurden gut vermischt. Die Milch ψ
wird mäßig erhitzt,während die vermischten Bestandteile zugesetzt
werden. Anschließend läßt man die Mischung sacht 10 bis 1"5 Minuten m
kochen. Die Mischung wird in Puddingformen gegossen und zum Abkühlen
und Verfestigen abgestellt.
Beispiel 12 ·
Bonbons
Aus den folgenden Bestandteilen wurden harte Bonbons hergestellt:
Poly ■
lösliches/g iukoseadipat gemäß Erfindung Vvasser
Calciumcyclamat .
Saccharin-Natrium.
Zitronensäure
Himbeeraroma
Uimbeerfarbstoff S1I)G - ■
Polyglukose und Wasser werden gemischt; die Mischung wurde auf 140 G
erhitzt, um die Polyglukose löslich au machen. In einem getrennten
Gefäß werden ilatriumcyclamat und Saccharin-Natrium zu einer kleinen
rienge t/afjüer gegeben. In einem dritten Gefäß löst man Zitronensäure,
da« iiLmbeeraroma und den HLrübeerfarbstoff FI)G Ln einer kleinen Menge
Wasser. Die Polyglukose- und Wassüriniuchunf!; wird auf 1100G abgekühlt,
Unuajh v/Orden diu Mischung der Süßstoffe und Wasser und die Mischung
'luv Aromen, Zitronensäure, ü'arbstoffe und Wasser der Polyglukose-
und Wassermischung zugesetzt. DaiJ so erVialtene Gemisch wird auf einen
,90 | |
45 | ,09 |
20 | ,3 |
0 | ,06 |
0 | ,01 |
0 | |
ü | |
0 | |
2098 IB/ 1 10 6BADORlöfNAL
: - 10 -
teilweise
mit Mineralöl bestrichenen Tisch gegossen, auf dem es siet/ verfestigen
kann. Bach der Verfestigung wird die Mischung in einen Yruchtdropsrahmen
gegossen, der dem Produkt die gewünschte Bonbon'form gibt,
Wird lösliches Polyglukosesuccinat oder lösliches Polyglukosefumärat
anstelle von löslicht tn Polyglukoseadipat verwendet, so erhält man
entsprechende Produkt.
Ahornsyrup
Mit den folgenden Bestandteilen wurde ein Ahronsyrup hergestellt:
lösliches Polyglukosezitrat 9,0
Wasser 8,0
Ahorn-extrakt 0,08
iTatriumcyclamat 0,45
Saccharin-Natrium 0,05
Die Süßstoffe werden in Viasser gelöst und mit der Polyglukose und
dem Ahornextrakt versetzt. Die Mischung wird zu einem Syrup erhitzt.
Diätetisches kohlensäurehaltiges Getränk
Aus den folgenden Bestandteilen wird ein kolilensäurehaltiges Getränk
hergestellt:
Caleiumcyclamat 0,456
Saccharin-Matrium ■ 0,040
Zitronensäure 0,9
Erdbeeraroma 0,9
lösliches Polyglukosezitrat 50,υ
Wasser . 30,0
Die Bestandteile werden vereinigt=und mit 237,1 g kohlensäurehaltigern
Wasser zu einem Getränk vermischt.
BADORlGiNAL
; - 19 - 209 8 1 GV 1 I QB "~"
Beispiel 15 · ■■ - . ;
Diätetisches Eis_ . , , ■ -.
Aus den folgenden Bestandteilen wurde ein Speiseeis hergestellt $
Yollmileh 57,4
Sahne (40^Ig) . 57,4
lösliches neutralisiertes Polyglukosezitrat 39,2
NatriufflcarTDPxymethyleellulose 0,78
Calciumcyclamat . .0,25
Gelatine . ~ - ■·■...--. - 0,3.
künstliclies Vanillearoma 0,52
Die Bestandteile werden vollständig vermischt,und die Mischung wird
in geeigneten Poi'men gefroren.
Kalorienarme Salatsoße
Mit deii folgenden Bestandteilen wird eine diätetische Salatsoße hergestellt:
'
Caleiumcyclamat 0,2
trockner Senf 1»2
Essig 36,0
Tomatensoße 4,0
lösliches Polyglukosezitrat 14,0
Natriumchlorid 5,0
unlösliche Polyglukose (mit einer Feinheit 8,0
entsprechend einem DIH Prüfsieh mit 6400
Maschen pro qcm)
Maschen pro qcm)
Paprika 1,0
Zwiebelpulver 1,0
Koblauchpulver _ ; 1?0
schwarzer Pfeffer 1?0
Zltronunsaft (natürliche Stärke) 6,0
\vasaor 72,3
Pecitin < 1 bO Bloom) 1,3
? ü 9 8 Ί Π / 1 1 0
Die trocknen Bestandteile wurden vereinigt und unter beständigem Rühren zu dem "Wasser gegeben. Nach Beendigung dieser Arbeit wurden
Zitronensaft, Essig und Tomatensoße zugesetzt. Die erhaltene Mischung
wurde gerührt, bis sie vollständig homogen war.
Trocknes, kalorienarmes Süßmittel
Ein trocknes, kalorienarmes Süßmittel wurde aus folgenden Bestandteilen
hergestellt:
Oalciumcyclamat 10,0
Saccharin-Natrium 1,0
lösliche Polyglukose ' 189,0
Die Bestandteile wurden in einem Mischer vermischt, bis ein vollständig
homogenes, trocknes Pulver vorlag. Ein gestrichener Teelöffel dieses Gemisches entspricht in der Süßkraft einem gestrichenen Teelöffel
Zucker(Sucrose).
Schmelzpolymerisation von Glukose mit 5Ϋ° Maleinsäureanhydrid
Eine Mischung aus 500 g gepulverter Glukose und 12,8 g fein gemahlenem
Maleinsäureanhydrid wurde in einer Glasschale im Vakuumofen bei etwa 1400C und einem Druck von 0,4 mm Hi/lS>aStunden erhitzt.
Etwas von dem Maleinsäureanhydrid ging aus der Mischung durch Sublimation verloren. Das schwach-^gelbe Polymer, das sich bildete,
war vollständig in Wasser löslich und wies ein Jäureäquivalent von
1,6 mg NaOH/g, RY = 15, aM^ = 2000 und einen pH-Wert in 5$iger
Lösung von 2,9 auf. Die optische Drehung des Polymeren lag bei +68°
(c = 1, Wasser), der Gardner-3?arbindex betrug 2 (10$ige wäßrige Lösung
Gew./V. ). Nach etwa 24-stündiger Dialyse gegen laufendes
Leitungswasser konnten 49$ nicht-dialysierbares Polymer gewonnen
werden, welches folgende Daten aufwies: RV =8,5; aS = 5200;
pH (5$ige wäßrige Lösung) =6,5? optische Drehung = +59,2° (c = 1,
Wasser).
- 21 - 209816/1106
Schmelzpolymerisation von Glukose mit 5°ß>
Bernsteinsäureanhydrid
Eine innige Mischung aus 300 g gepulverter, getrockneter Gerelose und 15,8 g fein gemahlenem Bernsteinsäureanhydrid wurde in einen
Kolben gegeben und rasch bei einer Temperatur zwischen 160 und 165°0 bei einem Druck von 100 mm Hg aufgeschmolzen. Das rasche
Schmelzen, welches etwa 45 Minuten erforderte, war notwendig, um den Verlust des Anhydrids aus der Mischung durch Sublimation zu
verringern. Danach wurde die {Temperatur auf 1420C gesenkt; der
Druck wurde auf 26 mm Hg erniedrigt. Die Mischung wurde unter diesen Bedingungen 16 Stunden belassen; danach war die Polymerisation
im wesentlichen abgeschlossen. Das gelbe Produkt war vollständig wasserlöslich. Die folgenden Daten wurden für das Polymer
bestimmt: RY = 27,5i aM^= 1240; pH (5$ige wäßrige lösung) =
2,8; Säureäquivalent = 14,4 mg EaOH/g; optische Drehung = +52°
(c = 1, Wasser); Gardner-Parbindex = 7 (10$ Gew./Y. wäßrige lösung).
Wird Adipinsäureanhydrid anstelle von Bernsteinsäureanhydrid verwendet,
so erhält man ebenfalls ein vollständig wasserlösliches Polymer, welches im übrigen ähnliche Eigenschaften aufweist.
Schmelzpolymerisation von Glukose mit 5°ß>
Itaconsäureanhydrid
Eine innige Mischung aus 300 g gepulverter, getrockneter Cerelose
und 15,8 g feingemahlenem Itaconsäureanhydrid wurde in einen Kolben gegeben und bei einer Temperatur zwischen 160 und 1650C
bei einem Druck von 100 mm Hg 45 Minuten geschmolzen. Das rasche Schmelzen war notwendig, um den Verlust des Itaconsäureanhydrids
aus der Mischung durch Sublimation zu verhindern. Danach wurde die Temperatur auf 1420C gesenkt und der Druck auf 26 mm Hg erniedrigt.
Die Mischung wurde unter diesen Bedingungen 16 Stunden gehalten; danach war die Polymerisat/ion im wesentlichen abgeschlossen.
Das ao erhaltene gelbe Produkt war vollständig wasserlöslich. Die folgenden Daten wurden für das Polymer bestimmt:
RV = 15,^; aM = 2420; pH (5$ige wäßrige Lösung) = 2,85; Säureäquivalent
= 13,2 mg NaOH/g;optische Drehung = + 55,2°; Gardner-Parbindex
(10^ Gew./V. wäßrige Lösung) =4,5.
209816/1106
Schmelzpolymerisation von Glukose mit 5$ Phthalsäureanhydrid
Eine innige Mischung aus 300 g gepulverter, getrockneter Oerelose und 15,8 g fein gemahlenem Phthalsäureanhydrid wurde in einen
Kolben gegeben und bei einer Temperatur zwischen 160 und 1650C
bei einem Druck von 100 mm Hg 45 Minuten geschmolzen. Das rasche Schmelzen war notwendig, um den Verlust des Anhydrides aus der
Mischung durch Sublimation zu verhindern. Danach wurde die Temperatur
auf 1420C gesenkt und der Druck auf 26 mm Hg erniedrigt.
Die Mischung wurde unter diesen Bedingungen 16 Stunden gehalten; danach war die Polymerisation im wesentlichen abgeschlossen. Das
so erhaltene gelbe Produkt war vollständig wasserlöslich. Die folgenden Daten wurden für das Polymer bestimmt: RV = 14,2; aM^ =
2360; pH (5$ige wäßrige lösung) = 2,7; Säureäqui"\aLent = 14,4 mg
HaOH/g; optische Drehung = 60,3° (c = 1, Wasser); Gardner-Earbindex
= 5,5 (10ji Gew./V. wäßrige Lösung).
20981 6/1106
Claims (7)
1) Verfahren zur Herstellung höherer Polysaccharide und Polysaccharidderivate,
dadurch gekennzeichnet, daß man trockne d-Glukose oder Maltose bei einer Temperatur, bei welcher eine Zersetzung
derselben vermieden wird, aufschmilzt und die Schmelze unter Ausschluß von Wasser in Gegenwart einer Polycarbonsäure, die
ein Polymerisationsaktivator ist, hält, bis eine ausreichende Polymerisation eingetreten ist, wobei man gleichzeitig das
während des Schmelzens und während der Polymerisation gebildete Wasser entfernt.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Säure, die ein Polymerisationsaktivator ist, um Zitronen·
IPumar-, Weinstein-, Bernstein-, Malein-, Adipin-, Oxal-, Phthal-,
Itacon-, Isophthal- oder Terephthalsäure oder um Malein-, Bernstein-, Adipin-, Itacon- oder Phthalsäureanhydrid handelt.
3) Mischung aus höheren Polysacchariden und Polysaceharidderivaten,
dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellt worden ist.
4) Mischung aus Polyglukosen, in welchen jedes Molekül eine hochverzweigte Struktur aufweist und die 1-6-Bindung vorherrscht
und welche in Wasser im wesentlichen vollständig löslich sind, eine durchschnittliche Molekulargewichtszahl zwischen etwa 3000
und 18000 aufweisen und etwa 1 bis etwa 50 Molprozent Carbonsäureestergruppierungen
mit den Polycarbonsäuren gemäß Anspruch 2 enthalten.
5) Mischung aus Polyglukosen, in welchen jedes Molekül eine hochverzweigte Struktur aufweist und die 1-6-Bindung vorherrscht
sowie zwischen den Molekülen eine esterartige Vernetzung vorliegt und welche eine durchschnittliche Molekulargewichtszahl
zwischen etwa 3000 und etwa 36000 aufweisen und welche in Wasser im wesentlichen unlöslich sind.
6) Mischung aus Polyglukosen gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die esterartigen Vernetzungen mit Zitronen-, Pumar-,
20981 B/ 1 106
Weinstein-, Bernstein-, Malein-, Adipin-, Oxal-, Phthal-, Itacon·*
Isophthal- oder Terephthalsäure oder Malein-, Bernstein-, Adipin--Itacon-
oder Phthalsäureanhydrid gebildet sind.
7) Nahrungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß es die Produkte gemäß
Anspruch 4 oder Anspruch 5 enthält.
Pur Ghas. Pfizer & Go., Inc,
New York, N.Y., V.St.A.
Rechtsanwalt
209816/ 1106
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