DE2204716B2

DE2204716B2 - Hesperitindihydrochalkonglukoside, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung

Info

Publication number: DE2204716B2
Application number: DE2204716A
Authority: DE
Inventors: Juichiro Takarazuka Hyogo Fukumoto; Shigetaka Nara Okada
Original assignee: Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
Current assignee: KH Neochem Co Ltd
Priority date: 1971-02-19
Filing date: 1972-02-01
Publication date: 1975-07-24
Also published as: DE2204716A1; FR2125582A1; FR2125582B1; JPS548752B1; GB1377872A; US3878191A; CA991574A

Description

Die Erfindung betrifft Hesperitindihydrochalkonglukoside und ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung als Süßmittel.

Es ist bereits berichtet worden, daß die Hydrochalkonglukoside, die durch Ringöffnung mit Alkali aus Flavonverbindungen, wie z. B. Hesperitin, gewonnen wurden, einen angenehm süßen.Geschmack haben, so daß ihre Verwendung als synthetische Süßmittel in Betracht gezogen wurde. Hesperitindihydrochalkonmonoglukosid kann zwar ohne Schwierigkeiten im industriellen Maßstab hergestellt werden, es besitzt jedoch den Nachteil der geringen Wasserlöslichkeit (0,1% bei 18^CC), so daß es als brauchbares Süßmittel nicht in Frage kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, lösliche Hesperitindihydrochalkonglukoside sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben.

Erfindungsgemäße lösliche Hesperitindihydrochalkonglukoside sind solche, die in 7-Stellung mit einer Kette aus 2 bis 5 in </-l,4-Stellung aneinander gebundenen Glukoseresten glukosidisch verbunden sind. Die Strukturformeln dieser Verbindungen sowie des

Hesperitindihydrochalkonmonoglukosides sind nachfolgend wiedergegeben:

Hesperitindihydrochalkon-7-glukosid

CHjOH

CH₂OH

OH

CO ■- CH₂

OH

OCH₃

OH

Hesperitindihydrochalkon-7-maliosid

CH₂OH

HO

OH

CHjOH

CH₂OH

OH

OH OH

O OH

OH

Y ·

CH₂-Y V-OCH₃

CO-CH,

Hesperitindihydrochalkun-7-maltolriosid

CH,OH

CH₂OH CH,OH

OH

OCH,

Hesperitindihydrochalkon-7-maltotetraosid CH₂OH CH₂OH CH,OH CH₂OH

OH

HesperitindihydrochaIkon-7-maitopentaosid

Zur Herstellung der genannten Verbindungen ist erfindungsgemäß so vorzugehen, daß man ein Gemisch aus Hesperitindihydrochalkon-7-glukosid und einer wenigstens teilweise zu Glukoseeinheiten abgebauten Stärkekomponente bei einer Temperatur von etwa 30 bis 60⁰C und bei einem pH von etwa 4,0 bis 8,0 für etwa 1 bis 2 Tage der Einwirkung von «-Amylase aussetzt, gegebenenfalls nochmals unter den gleichen Bedingungen mit /i-Amylase reagieren läßt und jeweils danach das Reaktionsgemisch zur Inaktivierung des Amylasenenzyms für etwa 10 Minuten auf eine Temperatur von etwa 80 bis 90" C erhitzt. Dei Begriff »ti-Amylase« umfaßt im Rahmen der Erfindung alle Enzyme, welche im Stande sind, auf Stärke und Dextrin einzuwirken, sie zu <i-l,4-GIykosid zu hydrolysieren und Glykosylgruppen auf das Hesperilindihydrochalkon-7-glukosid zu übertragen. Zu nennen sind hier bakteriell verzuckernde «-Amylasen und (z-Amylasen von Pilzen. Wegen des hohen Umsetzungsgrades sind die Amylase des Bacillus macerans sowie die Glykosyl-Transferase des Bacillus subtilis besonders geeignet. Die als Zuckerdonator wirkende Stärkekomponente kann z. B. aus löslicher Stärke, verflüssigten Dextrinen, welche durch Säure- oder Enzymzerset/ung erhalten wurden, und Cyclodextrin bestehen. Im einzelnen wird das Hespcritindihydrochalkonmonoglukosid einer 1- bis 30%igen Lösung eines Zuckerdonators wie Stärke oder ein Abbauprodukt der Stärke, z. B. Cyclodextrin, verflüssigtes Dextrin (wenn nicht vollständig, dann vorzugsweise in Äthanol gelöst) zugefügt. Die Menge an Monoglukosid wird so eingestellt, daß sich ein Verhältnis von Stärke oder deren Abbauprodukt zu Glykosid von wenigstens 1 : 1 ergibt; vorzugsweise übersteigt jedoch die Stärkekomponent^menge die Glykosidmenge. Alsdann wird der Mischung vorzugsweise mit Wasser verdünnte «-Amylase zugefügt und die Reaktion unter den genannten Bedingungen durchgeführt. Danach wird die Reaktionsmischung zur Enzyminaktivierung in der beschriebenen Weise behandelt und das Produkt getrocknet. In der gleichen Weise kann man das Reaktionsgemisch zusätzlich auch noch mit /-/-Amylase reagieren lassen; hierdurch wird einen hohen Polymerisationsgrad besitzendes Glykosid zersetzt und erhält man allein die Glukoside mit zwei oder drei Glukoseresten.

35 Die Süßkraft der erfindungsgemäßen Verbindungen entspricht im wesentlichen derjenigen von Hesperitindihydrochalkonmonoglukosid, im Gegensatz zu letzterem sind sie jedoch wasserlöslich und weisen sie etwas mildere Effekte auf. Da sie für den menschlichen Körper auch unschädlich sind, eignen sie sich hervorragend als künstliches Süßmittel. Gegenstand der Erfindung ist insofern auch die Verwendung der genannten Verbindungen als Süßmittel.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

2 g Hesperitindihydrochalkon-7-glukosid wurden unter Erhitzen in 20 ml Methanol gelöst. Getrennt davon wurden 5 g lösliche Stärke in 50 ml Wasser unter Erhitzen gelöst und danach durch Zusatz einer bakteriologisch verflüssigenden ./-Amylase abgebaut, die durch Bacillus subtilis erhalten worden war. Als das Abbauverhältnis etwa 18% erreicht hatte, wurde das Stärke-ii-Amylase-Gcmisch erhitzt und ergab eine digerierte Stärkelösung, die ein Abbauverhültnis von etwa 20% hatte. Später wurden beide Lösungen vereinigt; danach wurden 30 ml Amyiase, die durch Bacillus macerans erhalten worden war, zugefügt. Man ließ die Mischung 16 Stunden bei einem pH von 5.6 und bei 40 C reagieren. Die anfallende Lösung wurde 5 Minuten auf 90"C erhitzt, um das Enzym zu inaktivieren, und dann sprühgetrocknet. Man erhielt 6 g eines Pulvers von Flavonoidglykosiden. Das Produkt lag in Form einer Mischung sowohl aus Glukose, Maltose und Maltotriosc als auch aus Mono-, Di-, Tri-, Tetra- und Pentaglukosidcn vor. Das Verhältnis von jeweils Mono-, Di-, Tri-, Tetra- und Pentaglukosiden war 1 : 2 : 2. 5 : 1, 5 :0,7.

Um die NMR-Kenndatcn der letztgenannten einzelnen Verbindungen zu bestimmen, wurde die gewonnene Mischung mittels Kieselgel-Chromatogiaphierung einer Isolierungsbehandlung unterzogen, wobei eine Mischung aus Äthylacetat, Isopropanol und Wasser als Lösungsmittel benutzt wurde. Die gewonnenen Einzelglukoside wurden dann in bekannter Weise einer Acctylicrung mit Essigsäurcanhydrid und Pyridin unterworfen. Die aus diesen Proben erhaltenen NMR-Kenndaten sind nachfolgend wiedergegeben, wobei die entsprechend bestimmten Daten von Hespe-

rilindihydrochalkonmonoglukosid zum Vergleich davon wurden 5 g Cyclohexadextrin unter trhitzen

ebenfalls angegeben sind: in 50 ml Wasser gelöst und mit der Hesperitindihydro-

chalkon-7-glukosid-Lösung vereinigt. Danach setzte

Hesperitindihydrochalkonmonoglukosid man 30 ml Amylase zu, die durch Bacillus macerans

(Schmelzpunkt 122 bis 126° C) 5 erhalten war. Die Reaktion wurde in 16 Stunden beim

.,,,.·,, ,. _H pH von 5,5 und bei 50 C durchgeführt. Später wurde

Λ 2J bis 13 4 H ^{das Re}aktionsgemisch 5 Minuten auf 90 C erhitzt,

A385nnrn tu um das Enzym zu inaktivieren. Dem Reaktionsgemisch

λ 4i hie ^ ««« -ι u wurden dann 20 ml /J-Amylase zugesetzt, die aus

xf'awirt « u >° Kleie extrahiert war, und die Reaktion in 4 Stunden

ο o,5 Dis /,z ppm 5 H _{beim pH 5 5 und} j^j _{5OÜ c ausgeführl Die} so behan-

Hesperiündihydrochalkondiglukosid delte Flüssigkeit wurde 10 Minuten auf 80 C erhitzt

(Schmelzpunkt 136 bis 142^CC) und dann im Vakuum getrocknet. Das getiocknete

,„,· -■ ,_ _H Material wurde in absolutem Alkohol gelöst und das

a 97 h-^S tt^P au «5 Lösungsmittel unter reduziertem Druck abgedampft,

⁰ f⁵' P- %i ^ppm * " um 0,5 g Flavonoid-glykosid zu ergeben. Das erhaltene

a ft 7 W τι «η Produkt enthielt kleine Mengen an Zucker, wie

ox>, ι eis 1,1 ppm 3 M Glukose und Maltose und lag vor in Form einer

Hesperitindihydrochalkontriglukosid Mischung aus Mono-, Di- und Triglukosiden im

(Schmelzpunkt 138 bis 154° C) 20 Verhältnis von 1 : 3:3.

δ 1,9 bis 2,4 ppm 39 H

δ 2,7 bis 3,3 ppm 4 H Süßkraft der erfindungsgemäßen Verbindungen

α ft'7 h"^S 7^ ^PPm ²t η ^{Zu einem} Vergleich der erfindungsgemäßen Vcr-

ö O₁/ 01s /,J ppm 5 M _i5 bindungen mit bekannten Süßmitteln wurden Vcr-

Hesperitindihydrochalkontetraglukosid suche durchgeführt, deren Ergebnisse in der nach-

(Schmelzpunkt 179 bis 189° C) folgenden Tabelle wiedergegeben sind. Die Zahlen-

A1 0 hi Ί &. as. H angaben in dieser Tabelle wurden mit fünf Test-

A Vl K ti au personen ermittelt; angegeben ist jeweils der Mittel-

f> 3 7 bis 57 ^™ 31 H ³° ^Wert" ^{Die Spalte A gibl die Grcnzkonzentrationcn} '"

. _A*_ . ^s _', ^ppm ,. „ Prozent an, die von den Testpersonen gerade noch

ο o,/ Dis /,J ppm 5 H erschmeckt wurden. Spalte B gibt die aus Spalte A

Hesperitindihydrochalkonpentaglukosid errechneten Werte der Süßkraft im Vergleich zur

Süßkraft des Rohrzuckers an. Spalte C gibt die Süß-

trationen im praktischen Gebrauch an.
Außerdem wurden von den genannten Hesperitindihydrochalkonglukosiden die maximale UV-Absorption in 20%iger Methanollösung sowie durch Papier- _Λ BC
Chromatographie unter Verwemdung eines Lösungs- 40
mittclsystems aus Butanol, Essigsäure und Wasser
(4:1:5) die R_rWerte bestimmt: Rohrzucker 0,52 1 1

Hcsp. monoglukosid 0,0205 25 unlöslich
Hesp. diglukosid 0,016 33 15

Absorpnon ⁵ Hesp. tnglukosid 0,020 26 5

... _ . Hesp. tctraglukosid 0,020 26 5

Monoglukosid 282 mμ 0,64 Hesp. pentaglukosid 0,025 21 5

Diglukosid 282 πΐμ 0,40 _L . . _ . „ . , . _n ,,

•_r - , . -. -,_o~ _ni, so Aus den Ergebnissen der Tabelle folgt, dau Hcspe-

rngtukosid 282 _mμ 0,16 *> _{rilin<iihydrocl}f_aIkontli_, __lri_, __tetra_ _un5 _pent_aE._Uko-

Tetraglukosid 282 πΐμ 0,11 sid eine zumindest um den Faktor 5 größere Süß-

Pentaglukosid 282 m^ 0,045 kraft als Rohrzucker besitzen. Gegenüber Hcsperitin-

. - ι -i dihydrochalkonmonoglukosid, welches in Wasser

U e ι s ρ ι e U 2 _S5 praktisch unlöslich ist, besitzen die Hespcritindihydro-

2 g Hesperitindihydrochalkon-7-glukosid wurden chalkonglukoside mit zumindest zwei Glukosereslcn

unter Erhitzen in 20 ml Methanol gelöst. Getrennt den Vorteil der Löslichkeil.

Claims

22 2 716 Patentansprüche:

1. Lösliche Hesperitindihydrochalkonglukoside, die in 7-Stellung mit einer Kette aus 2 bis 5 in «-1,4-SteIlung aneinander gebundenen Glukoseresten glukosidisch verbunden sind.

2. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch aus Hesperitindihydrochalkon-7-glukosid und einer wenigstens teilweise zu Glukoseeinheiten abgebauten Stärkekomponcnte bei einer Temperatur von etwa 30 bis 60 C uno bei einem pH von etwa 4,0 bis 8,0 für etwa 1 bis 2 Tage der Einwirkung von «-Amylase aussetzt, gegebenenfalls nochmals unter den gleichen Bedingungen mit /i'-Amylase reagieren läßt und danach das Reaktionsgemisch zur Inaktivierung des Amylaseenzyms für etwa 10 Minuten auf eine Temperatur von etwa 80 bis 90⁰C erhitzt.

3. Verwendung der Vorbindungen nach Anspruch 1 als Süßmittel.