DE2351057A1 - Neue aromastoffe, deren herstellung und deren verwendung - Google Patents
Neue aromastoffe, deren herstellung und deren verwendungInfo
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Description
DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖN WALD
DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER
DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH DIPL-ING. SELTING
5 KÖLN 1, DEfCHMANNHAUS
Köln, den 9.10.1973 Fu/Ax
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de | lfAire | CH-121 | 1, |
Genf (Schweiz).
Neue Aromastoffe, deren Herstellung und deren Verwendung.
Die Erfindung betrifft neue Dienale und Nahrungs- und
Genußmittel, die diese Dienale als Aromastoffe enthalten. 'Die Srfindung ist insbesondere auf 2$5i5~'Iiiimeth7l-hepta-2,6-dienal
und gewisse Acetale dieses Dienais gerichtets
die sich als wertvoll auf dem Gebiet der Aromaveränderung,
und zwar SQwohl durch Steigerung der Aromacharakteristiken
in einer Substanzs Veränderung 'des Aromas und
Geschmacks als auch du3?eh vollständige oder teilweise Verdeckung
des Geschmacks und Aromas erwieseno Die Srfindung
umfaßt speziell die Zugabe von holzigen Aromaverbindungen
aus der aus 2S525-Trifflethyl=iiepta°256=>&ie:nal5 seinen
Acetalen und Gemischen dieser Yerblndungen bestehenden
Gruppe zu Kaffee, um den Karamelgeschiaack, den sauren und
herben Geschmack und Geruch des Kaffees abzuschwächen, die ""grünen" (green), erdigen und butt erartigen Ge=
schiaacks=. und Geruchsnoten des Kaffees zu verändern und
zu verbessern und Nahrungs- und'Genußmitteln ein angenehm
holziges Aroma von regulärem Kaffee zu verleihen. Die verwendeten Verbindungen sind insbesondere für lösliehen
und regulären Kaffee anwendbar,, Iw deia die holzig®
Geschmacks- und Geruchsnote schwach ausgebildet sein kann.
Auf dem Gebiet der Steigerung von Geschmack und Aroma ist es allgemein üblich, synthetische und natürliche
isolierte Verbindungen und Zubereitungen zu verwenden,
um den Geschmack und Geruch von Nahrungs- und GenuBraitteln
zu steigern oder zu verdeckene Im allgemeinen
ermöglicht die Isolierung einzelner Geruchs- und Geschmacksstoffe nicht die Voraussage äquivalenter
Geschmacks- und Geruchsnoten, da sich bei Verbindungen von stark unterschiedlicher Struktur gezeigt hat, daß
sie ungefähr den gleichen Geschmacks- und Geruchscharakter hervorbringen., während Verbindungen von ähnlicher
Struktur sich im Geschmack häufig erheblich unterscheiden. Demzufolge erfordert die Identifizierung von
gewünschten Geschmacks- und Geruchskomponenten die Synthese und das Ausprobieren einzelner Kandidaten, bis
Verbindungen mit erwünschten Geschmacks- und Geruchsnoten identifiziert sind.
Seit vielen Jahren suchen die Kaffeecheaiker nach aromasteigernden
Verbindungen, die das Aroma erzeugen, das von Kaffee-Experten allgemein als "holzig" bezeichnet
wird, kürzlich wurde festgestellt, daß eine Anzahl von
2—Nonenalen und 2-ITonenolen mit holzigem Aroma diesen
Charakter aufv/eisen. Im Verlaufe der Untersuchung dieser
Verbindungen wurden die in der Zubereitung und beim Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Verbindungen
gefunden.
Die Erfindung stellt sich die allgemeine Aufgabe, Verbindungen
und Zubereitungen verfügbar zu machen, die den Geschmack und Geruch von Nahrungs- und Genußmitteln mit
Kaffeearoma steigern, indem sie ihnen das von Experten als"holzig" charakterisierte Aroma von regulärem Kaffee
verleihen.
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Die Aromasteigerung wird durch Zugabe einer geringen, aber wirksamen Menge von ein holziges Aroma aufweisenden
Verbindungen aus der aus 2,5,5-Trimethyl-hepta-2,6-dienal
und den daraus hergestellten Acetalen bestehenden Gruppe zu den aromatxsierenden Nahrungs- und Genußmitteln
erreicht. Die Verbindungen erzeugen einzeln oder in Mischung ein Kaffeearoma, wenn sie in winzigen Mengen,
die im allgemeinen bei Teilen pro Milliarde liegen, Wasser, Getränken und Nahrungs- und Genußmitteln zugesetzt
werden.
Der hier gebrauchte Ausdruck "geschmacklich und geruchlich wirksame Menge" ist eine Menge, die größer ist als
die ein wahrnehmbares Aroma erzeugende Menge, die aber
geringer ist als die Menge, die das Aroma und den Geschmack des Produkts nachteilig beeinflußt. Der-Ausdruck
umfaßt ferner im Zusammenhang mit Konzentraten diejenigen
Mengen, die für die endgültige und vorgesehene Verdünnung des Konzentrats geeignet sind, obwohl das
Konzentrat selbst eine Menge enthält, die über der geschmacklich und geruchlich wirksamen Llenge liegt.
Die für die Zwecke der Erfindung verwendeten Verbindungen sind 2,5,5-Trimethyl-hepta-2,6-dienal und daraus hergestellte
Acetale, die bei Zusatz zu Kahrungs- und Genu3-mitteln,
insbesondere zu Kaffee, ein Aroma hervorbringen, das von Kaffeesachverständigen als holzig gekennzeichnet
wird. Diese Verbindungen mit holziger Aromanote haben die folgenden Formeln:
CH3 H
CH2 = CH - C - CH2 - C - C - CH
CH3
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O - R
CH0 = CH - C - CH2 - C = C-HC J1
2 j 1 O - R
Au pu
Hierin ist R vorzugsweise ein niederer Alkylrest, insbesondere
ein Methylrest. Unter niederen Alkylresten sind insbesondere Alkylreste mit 1 bis 6 C-Atomen zu verstehen.
Das 2,5,5-Trimethyl-liepta-2,6-dienal kann durch Oxydation
von 215i5-Trimethyl-hepta~216-dien insbesondere mit
Selendioxyd hergestellt werden. 7/eitere geeignete Oxydationsmittel
sind dem Fachmann bekannt. Das 2,5»5-Trimethyl-hepta-25G-dien
wird durch Umsetzung von 1-Ghlor-3~methyl-2-bi2ten mit Magenesium in Äther nach
dem allgemeinen Verfahren von Henne und Mitarbeitern (J.A.G.3. 63., (1941) 3^74) hergestellt. 1-Ghlor-3-methyl-2-buten
wird nach dem allgemeinen Verfahren von Jones und Ohorley (J8CS'. SJ2 (1946)) hergestellt. Das
2,5i5-Trimethyl-hepta~2,6-dieh kann auch mit Hilfe der
»Vurtz-Eeaktion unter Verwendung von magnesium und
Phenylchlorid (Isopren und Salzsäure)-in Äther hergestellt werden (J.Am8 Ghem. Soc», 76 (1954) 5403).
Pie Verbindungen der 5Ormel (II) werden durch die für
die Herstellung von Acetalen übliche Reaktion^beispielsweise
durch Umsetzung der gewählten Verbindung der Formel (I) mit einem Trialkylorthoformiat töid Alkanol
und einem sauren Katalysator, z.B. Ammoniumchlorid, hergestellt.
Als repräsentativ für die Verbindungen gemäß der Erfindung
mit holzigem Aroma sind 2,5*5-Trimethyl-hepta-2,6-dienaimethylacetal,
2,5,5-Trimethyl-hepta-2,6-dienal
und 2,5,5-Trimethyl-hepta-2,6-diendiäthylacetal zu
nennen.
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Die Verbindungen der Formeln (I) und (II) sind vorteilhaft für die Steigerung des Geschmacks und Aromas von
Hahrungs- und Genußmitteln„ Sie steigern das Aroma von
Fahrungs- und Genußmitteln mit Kaffeearoma, wenn ein von Kaffeesachverständigen im allgemeinen als "holzig"
gekennzeichnetes, aber nur schwach ausgebildetes Aroma von regulärem Kaffee gewünscht wird, beispielsweise bei
regulären Kaffeesorten wie Robusta, entcoffeiniertem
Kaffee, löslichem Kaffee und Ifahrungs- -und Genußmitteln
mit Kaffeearomas zeBo Gußmassen,- Getränkens Desrserts
und Süßwaren. Als Nahrungs- und Genußmittel gelten alle
Nahrungs= und Lebensmittel, Getränke, Kosmetika (ζ.B0
Zahnpasta) oder andere Produkte, die zur Einnahme oder inneren oralen Anwendung bestimmt sind«, Ferner fallen
hierunter Konzentrate„. die zur Herstellung solcher
Materialien vorgesehen sindo
Die Verbindungen der Formeln (I) und (II) und ihre Gemische· verleihen das-Kaffeearoma, wenn sie Y/asser,
Getränken und Mahrungs·= und Genußaitteln zugesetzt
werdende Sie verleihen dem Kaffee nicht nur das Aroma von
regulärem Kaffee mit stark holziger Ifote5 sondern üben
eine ausgleichende Wirkung auf andere erwünschte GeschmaclEsnoten
aus, Z0B0 auf die 8l!grünen!% erdigen und
butterartigen Geschmacks- und Aromanoten, während sie das unerwünschte saure, herbe und karamelartige Aroma
verdeckeno Die Verbindungen üben außerdem einen Misch=
effekt auf aas Gesamtaroma des Aufgusses von löslichem
Kaffee auso Die Verbindungen der Formeln (I) und (II)
können allen Kaffeesorten einschließlich löslichem Kaffee5 regulärem oder löslichem entcoffeiniertem Kaffee
und regulärem gemahlenen Röstkaffee zugesetzt werden„
Sie können ferner mit anderen Kaffeearomafraktionen, und
zwar sowohl synthetischen als auch, von Kaffee erhaltenen
Aromastoffen zugemischt werden und üben mit diesen Aroma-Stoffen
eine ausgleichende Wirkung aus9 während sie das
holzige Aroma von regulärem Kaffee verstärken und steigern .
•In .Abhängigkeit von dem gewünschten Geschmack und Arosa
können die Verbindungen der Formeln (I) und (II) den Hahrungs- und GenuSmlttein allein „ ir Kombination 1:1t
anderen Geschmacks- unl Aromastoff en oder ^iI" Trägern
ssugesetz-t werden β Zur Verbesserung des Aromas "/on lösliches
Kaffee können die Verbindungen mit holziger
Aromanote entweder dem regulären Kaffee vor der Extraktion oder dem Kaffeeperkolat vor der Trocknung zugesetzt
oder auf den getrockneten Kaffee "plattiert" oder damit; gemischt werden. Da nur eine winzige Menge der Geschmacks-
und Aromaverbindungen notwendig ist, werden sie vorzugsweise vor der Zugabe zum Kaffee in einen
essbaren Träger oder ein Konzentrat eingearbeitet. Als Konzentrate oder Träger eignen "sich in Abhängigkeit von
ihrem Endgebrauch flüssigkeiten, Sirupe oder Feststoffe.
Beispielsweise können die Verbindungen der Formeln (I) und (II) in .ethanol, Propylenglykol·, öle, z.B. Bauav/olisaatöl,
Kaffeeöl oder Erdnußöl, oder andere eßbare Träges
eingearbeitet v/erden, um ein Konzentrat zu bilden, das c
bequem und einfach zum Versand gebracht, gelagert und dem Hahrungs- oder Genußmittel zugesetzt werden kann.
Beispielsv/eise kann ein Öl, das eine0 Verbindung der
Formel (I) oder (II) oder ein Gemisch dieser Verbindungen enthält, auf löslichen.Kaffee aufgebracht oder
"plattiert" v/erden, um sein Aroma zu steigern, oder ein öl, das die Aromaverbindung enthält, kann deia Extrakt
zugesetzt und mit diesem getrocknet werden. Trockenl-conzentrate,
die die Verbindungen der Formeln (I) und (II) oder ihre Gemische enthalten, können auch unter Verwendung
von f umbildenden Massen, Z0B0 Gumiaen wie Gummi arabicum,
Pektinen oder Alginaten, Stärkeabbauprodukten, Zuckerwarenschmelzen und anderen auf diesem Gebiet
bekannten stabilisierenden oder verdünnenden .Systemen
zugesetzt werden. Bei der Bildung von Konzentraten sind
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die Mengenanteile der Verbindungen der Formeln (I) und
(II) darin nicht entscheidend wichtig, vorausgesetzt, daß die geschmackliche und geruchliche 7/irkung so eingestellt
wird, daß ein gesteigertes Kaffeearoma und eine gleichmäßige Verteilung des Aroinakonz ent rats innerhalb
des gesamten iiahrungs- oder Genußmittels, dessen Aroma
gesteigert werden soll, erzielt werden»
Winzige Mengen der Verbindungen der Formeln (I) und (II)
genügen, um eine Steigerung des Kaffeearomas in Nahrungs-
und Genußmitteln zu erzielen» Beispielsweise können in den Aufgüssen von regulärem oder löslichem Kaffee, die
beispielsweise etwa 1 bis 1,5 ^ Kaffeefeststoffe enthalten,
die Verbindungen verwendet werden, um den Geschmack, den Geruch und das Aroma des Getränks in der
Tasse zu verändern, wobei jedoch diese Veränderung nicht als spezieller Geschmack oder Geruch beschrieben v/erden
kanne Es ist auch möglichj Anteile zu verwenden, die
genügen, um als "holzig"·erkannt zu werden. Der Schwellenwert
der Wahrnehmung des Geschmacks und Geruchs bei den -Verbindungen gemäß der Erfindung liegt bei etwa
20 Teilen pro Milliarde Teile,, wobei eine holzige Aromanote
bei etwa 80 Teilen pro Milliarde Teile wahrnehmbar wird. Bei 2 Teilen pro Million Teile ändern sich
Geschmack und Geruch der Verbindungen. Sie werden aromatisch und allgemein unerwünscht für die Verleihung des
Kaffeearomas. In den meisten Fällen dürfte dies die obere Grenze der geschmacklich und geruchlich wirksamen
Menge für den Gebrauch darstellen.
Die geruchliche und geschmackliche Wirksamkeit der Verbindungen
der Formeln (I) und (II) und ihrer Gemische läßt sich durch Änderung der Konzentration der im Nahrungs-
und Genußmittel verwendeten Aromaverbindungen leicht einstellen. 3s ist damit zu rechnen, daß eine
Einstellung in Abhängigkeit von den jeweiligen lianrungs-
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und Genußmitteln, deren Aroma verändert werden soll, notwendig ist. Zunächst werden durch erfahrene Geschmacksprüfer
Auswahltests durchgeführt, um den Schwellenwert und die richtige Starke für das jeweilige Nahrungs-
und Genußmittel, in dem die Aromaverbindung verwendet wird, zu bestimmen.
Die Verbindungen der Formeln (I) und (II) sind besonders vorteilhaft für die Einstellung eines ausgev/ogenen
natürlichen Aromas von sprühgetrocknetem und gefriergetrocknetem löslichen Kaffee, löslichem und regulärem
entcoffeinierten Kaffee und regulärem Kaffee in verschiedenen
Mischungen oder einzelnen Sorten, insbesondere solchen mit hohem Anteil an Robustakaffee. Die Geschmacks-
und Aromastoffe werden besonders bevorzugt, um den vorstehend genannten Kaffeesorten, denen die
holzige Geschmacksnote teilweise oder vollständig fehlt, diese Geschmacksnote zu verleihen. Aber selbst bei
Konzentrationen unterhalb des Schwellenwerts der 'A'ahrnehmbarkeit
der holzigen Geschmacksnote wird von erfahrenen Geschmacksprüfern festgestellt, daß ein ausgewogenes
Aroma eingestellt wird. Die Geschmacks- und Ardinaverbindungen der Formeln (I) und (II) sind ferner
besonders vorteilhaft, wenn sie mit durch Wasserdampf
erzeugten natürlichen Kaffeearomastoffen oder das Kaffeearoma
steigernden Verbindungen kombiniert werden, wobei eine Mischung oder Glättung des Kaffeearomas und
-geschmacks und eine Verdeckung der unerwünschten Herbheit und Karamelcharakteristiken, die häufig bei Kaffee
auftreten, erzielt wird. Sine ähnliche Verbesserung ist bei Gemischen von synthetischen und natürlichen Kaffeearomastoffen
und -geschmacksstoffen festgestellt worden.
Außer in Nahrungs- und Genußmitteln können die Verbindungen der Formeln (I) und (II) auch in eßbaren Substanzen
wie pharmazeutischen Zubereitungen, bei denen die holzige Geschmacksnote von regulärem Kaffee erwünscht
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ist, verwendet werden.
Einige Ausführungsformen der Erfindung werden in den
folgenden Beispielen beschrieben.
Herstellungsbeispiele Beispiel 1
Eine Lösung von 68 g (0,5 Mol) 2,5,5-Trimethyl-hepta-2,6-dien
in 75 ml Äthanol wird auf 50°C erhitzt. Eine Lösung von 28 g (0,25 ¥°1) Selendioxyd in 45 ml warmem
Äthanol wird innerhalb von 15 Minuten unter Stickstoff
zugesetzt. Das erhaltene Gemisch wird 45 Minuten am Bückflußkühler erhitzt» Die Lösung wird gekühlt und das
Selen abfiltriert. Das Filtrat iiripd eingeengt und destilliert, wobei ein Gemisch von 295f5~^iiaethylhepta-2,6-dienal
und seines entsprechenden Alkohols (2,5>5~Trimethyl-hepta-2>6-dienols Siedepunkt 94°G/
10 mn Hg) erhalten wird. Das Gemisqh wird unter Verwendung einer Drehbandkolonne redestilliert, wobei 2,5S5-Trimethyl-hepti
erhalten wird.
erhalten wird.
Trimethyl-hepta-2,6-dienal vom Siedepunkt 70OC/1J mm
Zur Erzielung einer maximalen Ausbeute des Aldehyds wird das Gemisch aus Aldehyd und Alkohol mit aktiviertem
Mangandioxyd behandelt, wobei der Alkohol in· den Aldehyd umgewandelt wird.
10,9 S (0,5 Mol) 2,5t5-Trimethyl-hepta=2,6-dienal,
10 ml Methylalkohol und O55 g Ammoniumchlorid werden
3 Stunden unter Stickstoff am Rückflußkühler erhitzt. Das Gemisch wird gekühlt, filtriert, mit V/asser verdünnt
und mit Äther extrahierto Die Itherschicht wird mit
5%igem iiatriumbicarbonat und dann mit Wasser gewaschen
und über Natriumsulfat getrocknete Die Ätherlösuiig wird
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eingeengt und unter Vakuum destilliert, wobei 2,5,5-Trimethyl-hepta-2,6-diendimethylacetal
erhalten wird.
Bei Verwendung von Äthanol anstelle von Methylalkohol und bei Verwendung von Triäthylortnoforaiat anstelle vor.
Trimethylorthoformiat wird 2,5? ^-Trim.ethjl-he'pta-2,5»
diendiäthylacetal erhalten«
Sin Gemisch von 3,1 g (0,02 Mol) 2,5,5-Trimethyl-hepta-2,6-dienal,
0,02 Mol Triäthylorthoforiniat und 0,46 si
Äthylalkohol wurde bei Raumtemperatur in einem kalten Wässerbad gerührt. Nach Zugabe von 2 Tropfen Bortrifluoridätherat
stieg die Temperatur auf etwa. 45°C und fiel dann fast augenblicklich auf Raumtemperatur, bei
der das Gemisch 17 Stunden gerührt wurde. liach Zusatz von etwa 1,5 g wasserfreiem Kaliumcarbonat vrarde das
Gemisch weitere 10 llinuten gerührt, filtriert und eingeengt.
Durch schnelle Destillation v/urde eine fraktion
erhalten, die hauptsächlich aus dem gewünschten Acetal bestand, das durch weitere Destillation gereinigt
wurde, wobei 2,5»5-Trimethyl-hepta-2,6-dienaldiäthylacetal
vom Siedepunkt 95 bis 9&°C/10 mm Hg erhalten wurde.
Bei Verwendung der Äthylhomologen anstelle von Trimethylothof
ormiat und LIethylalkohol v/ird 2,5j ^-^rlnethylhepta-2,6-dienaldimethylacetal
vom Siedepunkt 71 G/ 10 mm Hg erhalten.
Aroaast ei f:erun ^
Beispiel 4
Ein Röstkaffee-Extrakt wird aus Röstkaffee nach den
normalen technischen Verfahren hergestellt, wobei ein Perkolat, das 15 bis 50 % lösliche Kaffeefeststoffe
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enthält, Erhalten wird. 2,5,5-Trimeth3'l-hepta-2,6-dien8l
wird in einer solchen Menge zugesetzt, daß bei einer Konzentration von 1,55 % Kaffeefeststoffen in wässriger
Losung ein holziges natürliches Kaffeearoma erhalten wird. Das Gemisch wird auf gekühlte Böden gestellt und
in einer Schichtdicke von weniger als 12„7nra eingefroren.
Das gefrorene Gemisch von Extrakt und Aroma wird dann in einer großtechnischen Trockenanlage gefriergetrocknet,
wobei ein gefriergetrockneter Kaffee mit gesteigerten holzigem Aroma erhalten wirda
Anstelle einer Gefriertrocknung des aromagesteigerten Perkolats kann auch eine Sprühtrocknung des Perkolats
vorgenommen werden. Falls gewünscht, kann ein Teil des Perkolats zur Bindung der Aromaverbindung nach einem
beliebigen bekannten Trockenverfahren verwendet und dann mit nicht aromagesteigertem getrocknetem löslichem
Kaffee gemischt werden.
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Claims (3)
1. 2,5i5-Ti'iniethyl-hepta-2,6-dienal und seine niederen
Alkylacetale.
2. Verfahren zur Herstellung von 2,5,5-Ti'imethyl-hepta-2,6-dienal,
dadurch gekennzeichnet, daß man 2,5,5-Trimethyl-heptadien
oxydiert und das erhaltene Menal gegebenenfalls mit einem niederen Alkanol zum Acetal
umsetzt.
3. Verwendung von 2,5»5-Trimethyl-hepta-2,6-dienal und
seinen niederen Alkylacetalen als Geschmacks- und Aromastoffe mit "holziger" Geschmacks- und Geruchsnote
insbesondere in Produkten mit Kaffeearoma.
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