DE2618146A1 - Extraktionsverfahren fuer eine suesse substanz - Google Patents
Extraktionsverfahren fuer eine suesse substanzInfo
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Description
27 966 n/wa
TÄTE & LYLE LIMITED, LONDON / ENGLAND
Extraktionsverfahren für eine süsse Substanz
Die Erfindung bezieht sich auf eine süsse Substanz, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung als Süsstoff
für essbare Materialien.
Wenngleich Saccharose noch immer den im grössten Umfang benutzten
Süsstoff darstellt, haben doch synthetische Süsstoffe
— 2 —
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ORIGINAL
in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Saccharin stellt ein Beispiel eines üblicherweise verwende-ten
synthetischen Süsstoffes dar. Saccharin und dessen Salze werden im breiten Umfang als Ersatzstoff für Zucker
verwendet, weisen jedoch den Nachteil eines bitteren und metallischen Nachgeschmackes auf. Für die Verwendung in SüssstoffZubereitungen
sind auch Cyclamate vorgeschlagen worden. Wegen deren Toxizität sind jedoch Befürchtungen ausgesprochen
worden und die Verwendung der Cyclamate ist in einigen Ländern eingeschränkt oder ganz verboten worden.
Daher haben andere, natürlich vorkommende, süsse Substanzen
erhebliches Interesse als Ersatz oder zur Erhöhung der Süsse von Saccharose gefunden.
Ein süsser Grundstoff (bekannt als "Thaumatin") kommt in
der Frucht der tropischen Pflanze Thaumatococcus daniellii Benth. der Familie Marantaceae vor, die in tropischen Gebieten,
insbesondere in Teilen des tropischen Afrika, wächst. Die Pflanze ist unter dem Namen Katemfe in Sierra Leone bekannt.
Sie ist vierkantig bzw. -flächig, weist einen Durchmesser von etwa 4 cm auf und enthält bis zu drei grosse schwarze
Samen, die jeweils einen weissen oder hellgelben Ärillus (Samenmantel) auf ihrer Spitze aufweisen und von einer transparenten
gallertartigen Substanz umgeben sind. Die Samenmäntel sind intensiv süss. Thaumatin kann aus den Samenmänteln oder Früchten,
die diese enthalten, durch wässrige Extraktionsverfahren erhalten werden, z.B. diejenigen,die durch van der WeI
und Loeve in Eur. J. Biochem. 3J_' 221-5 (1972) beschrieben
worden sind.
Diese süsse Substanz kann aus der Frucht als wässriger Extrakt
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erhalten werden, der, sofern gewünscht, unter Erhalt eines
festen Produktes, gefriergetrocknet werden kann. Das einfachste Extraktionsverfahren besteht in der Extraktion der gebrochenen
Frucht mit Wasser und, sofern gewünscht, nachfolgenden Reinigungsmethodiken, wie beispielsweise durch Ionenaustauscher
oder Ultrafiltration.
Wenngleich die Wirksamkeit der Extraktionsmethodik durch die
Verwendung verdünnter wässriger Lösungen üblichen Salzes (Natriumchlorid) erhöht werden kann, so ist erfindungsgemäss
nunmehr in überraschender Weise gefunden worden,, dass die Extraktion mit einem Aluminiumsalz verschiedene Vorteile mit
sich bringt, die sich bei Verwendung anderer Salze nicht ergeben .
Nach einem Merkmal der Erfindung wird ein Verfahren der Extraktion
einer süssen Substanz aus den Früchten von Thaumatococcus daniellii
geschaffen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Frucht oder ein Teil hiervon, mit einer verdünnten
wässrigen Lösung eines Aluminiumsalzes extrahiert wird.
Es ist festgestellt worden, dass das erfindungsgemässe Verfahren
die folgenden Vorteile ergibt:
Die Substanz, die den Samen umgibt, stellt ein Gel dar, das bemerkenswerte Wasserabsorptionseigenschaften aufweist. Wenn
es mit Wasser in Kontakt kommt, - quillt es und kann bis zu dem 15-fachen seines eigenen Gewichtes an Wasser absorbieren.
Diese Quellung des Gels bringt Schwierigkeiten bei der Extraktion mit sich, da es sowohl Süsstoff als auch Extraktionsmittel absorbiert. Die Verwendung von Natriumchlorid inhibiert
die Quellung des Gels in gewissem Ausmass; es ist jedoch nun
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gefunden worden, dass die Verwendung von Aluminiumsalzen, bezogen auf molare Basis, etwa die 30-fache Gelquellungsinhibition
ergibt, als mit Natriumchlorid erhältlich ist.
Die Inhibition der Quellung des Gels ist zu der Konzentration
des verwendeten Salzes proportional. Die merkliche Inhibition der Quellung des Gels, die sich durch Aluminiumsalze ergibt,
erhöht die Wirksamkeit und Leichtigkeit der Thaumatinextraktion beträchtlich.
Ein zweiter Vorteil liegt in der Verbesserung der Farbe des Extraktes. Extrakte, die unter Verwendung von Wasser oder
wässrigem Natriumchlorid erhalten werden, weisen üblicherweise eine braune Farbe auf, wobei diese Farbe während der Ultrafiltration
beibehalten und konzentriert wird und auch in dem gefriergetrockneten Produkt beibehalten ist. Im Gegensatz
hierzu weist der unter Verwendung eines Aluminiumsalzes erhaltene Extrakt eine hellgelbe Farbe auf. In einem typischen Beispiel
hatte der Natriumchloridextrakt eine 1,7-fache optische Dichte bei 558 nm im Vergleich zu der optischen Dichte des
entsprechenden Aluminiumsalzextraktes. Darüberhinaus dringt die hellgelbe Farbe bei der Ultrafiltration in die Membran
ein, wodurch sich ein sogar noch helleres Produkt ergibt.
Ein dritter Vorteil, der sich bei Verwendung von Aluminiumsalzen ergibt, liegt in der Klärung des Extraktionslaugen.
Wässrige Extrakte, die nach Rührung und anschliessender Auslaugung der zermalmten Früchte erhalten worden sind, sind
trübe. Unter Verwendung von Aluminiumsalzen erhaltene Extrakte klären sich schneller als andere Extrakte unter Erhalt klarer
Flüssigkeiten, ohne dass es erforderlich ist, vor der Ultrafiltration zu zentrifugieren. Darüberhinaus sind die
« £ mm
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Permeationsgeschwindigkeiten der Ultrafiltration höher, da
weniger kleine Teilchen auftreten, die die Membranen verstopfen.
Ein vierter Vorteil kann in der Tatsache gesehen werden, dass Aluminiumsalze hinsichtlich des extrahierten Materials "selektiver"
sind. Bei einer typischen wässrigen Extraktion werden durch Gelchromatografieanalyse, bei der die Verbindung des
Extraktes entsprechend ihrem Molekulargewicht aufgetrennt werden, drei Hauptfraktionen angezeigt: ein anfänglicher, nicht
süsser Peak eines hohen Molekulargewichtes (ca. 40.000), hieran folgend die süsse Substanz (ca. 20.000) und nicht süsse Substanzen
geringeren Molekulargewichtes (ca. 2.000). Im Gegensatz hierzu werden bei Verwendung eines Aluminiumsalzes in dem Extrakt
Ausbeuten relativ mehr süsse Fraktion und weniger der ersten Fraktion erhalten.
Die Selekt-ivität wird auch dadurch veranschaulicht, wenn man einen Extrakt, der unter Verwendung von Wasser oder wässrigem
Natriumchlorid erhalten worden ist, in einer Lösung eines Aluminiumsalzes auflöst. In diesem Fall fällt ein grosser Teil
des nicht-süssen Materials und.der gefärbten Substanz aus,
wodurch ein viel reineres Produkt in Lösung erhalten wird.
Ein fünfter Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens kann in
der Tatsache gesehen werden, dass der erhaltene Extrakt für Verlängerte Zeiträume im Vergleich zu Natriumchlorid- oder
Wasserextrakten stabil ist, da letztere ihre Süsse über einen Zeitraum hinweg allmählich einbüssen. Die Stabilität wird
bei Raumtemperatur, 4°C oder bei 37°C aufrechterhalten. Darüberhinaus
besitzen Natriumchlorid- und Wasserextrakte eine
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Neigung zur raschen Fäulnis bzw. Verwesung, während die Aluminiumsalzextrakte
"fruchtig-süss" riechend unter Inhibierung des mikrobiologischen Wachstums bleiben.
Ein sechster Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens kann
in der erhöhten Hitzestabilität der unter Verwendung von Aluminiumsalzen erhaltenen Extrakte gesehen werden. Wenn ein
herkömmlicher, unter Verwendung von Wasser oder eines Alkalimetallsalzes erhaltener Extrakt erhitzt wird, wird die Süsse
zerstört. Im Gegensatz hierzu war ein Aluminiumsalζextrakt
nach Erhitzung auf 1000C während 13 Minuten nach erfolgter
Abkühlung noch immer süss.
Schliesslich kann ein siebter Vorteil der Verwendung von Aluminiumsalzen bei der Extraktion von Thaumatin in der Tatsache
gesehen werden, dass der erhaltene Extrakt süsser als derjenige ist, der unter Verwendung von Wasser oder Natriumchloridlösungen
erhalten worden ist. Typischerweise weist der erhaltene Aluminiumsalzextrakt eine 1,5- bis 2-fach erhöhte
Süsse gegenüber dem Extrakt auf, der unter Verwendung von Natriumchlorid erhalten worden ist.
Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit, einer vernünftigen Ausbeute und Süsse des Extraktes ist die Konzentration des
verwendeten Aluminiumsalzes vorzugsweise nicht höher als 2 %, wobei diese mit Vorteil im Bereich von 0,7 bis 1 Gew.%
liegt. Die Extraktionstemperatur kann Raumtemperatur oder eine geringfügig darüber oder darunter liegende Temperatur, z.B.
eine Temperatur im Bereich von 4 bis 400C darstellen. Optimale
Ausbeuten und Wirtschaftlichkeit sind bei Extraktion bei Raumtemperatur möglich.
Die Inhibition der Quellung des Gels wird dadurch begünstigt,
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dass man den pH-Wert des Extraktes relativ niedrig hält,
wobei durch diese Praxis auch die Verfärbung minimiert wird. In der Praxis wird ein pH-Wert von etwa 3,6 durch die Verwendung
eines Aluminiumsalzes, wie Aluminiumsulfat, erhalten, während Natriumchloridextrakte einen pH-Wert von etwa 5,6
aufweisen.
Abgesehen von den Vorteilen, die durch Verwendung eines Aluminiumsalzes
in dem Extraktionsverfahren erhalten werden, wie dies :■, vor stehend detailliert beschrieben worden ist, wurde
überraschenderweise gefunden, dass der erhaltene Extrakt ein Aluminium-Thaumatin-Addukt enthält: d.h., das Thaumatin enthält
gebundenes Aluminium. Unter Verwendung von Natriumchlorid oder anderen Salzen erhaltene Extrakte enthalten natürlich
Metallionen, diese können aber tatsächlich vollständig aus dem Extrakt durch Dialyse entfernt werden. Es ist jedoch gefunden
worden, dass selbst nach ausgiebiger Dialyse gegenüber entionisiertem Wasser, Aluminiumsalzextrakte etwas nicht-entferntes
Aluminium enthalten, das offensichtlich an das Proteinmaterial, d.h. das Thaumatin selbst, gebunden ist. Wenngleich die
Anmelderin auf keine Theorie festgelegt zu werden wünscht, so erscheint es doch wahrscheinlich, dass die Zunahme der Süsse,
die unter Verwendung eines Aluminiumsalzes als Extraktionsmittel erhältlich
ist auf die Bildung des Adduktes zurückzuführen ist, die das Thaumatinmolekül auf irgendeine Weise vor der Zersetzung
schützt.
Dieses Aluminiumaddukt kann durch Dialyse, Ultrafiltration etc. gereinigt und unter Erhalt eines Festproduktes gefriergetrocknet
werden, welches süsser als das Produkt ist, das durch Extraktion mit Wasser oder Natriumchloridlösung erhalten
wird. Dieses Aluminiumaddukt stellt eine neuartige
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Substanz dar und bildet ein weiteres Merkmal der Erfindung. Es kann dadurch gebildet werden, dass man Thaumatin mit
Aluminiumionen in Berührung bringt.
Die Bildung des Aluminiumadduktes bei Berührung mit Aluminiumionen
bedeutet, dass Aluminiumsalz auch zur Reinigung eines
bereits vorliegenden wässrigen oder Natriumchlorid-Extraktes verwendet werden kann. Wie vorstehend angegeben worden ist,
kann ein gefriergetrockneter Extraktin einerLösung eines Aluminiumsalzes
aufgelöst werden, wodurch unerwünschte Verbindungen ausgefällt werden. In alternativer Weise kann ein wässriger Extrakt
gegenüber einer Aluminiumsalzlösung dialysiert werden, worauf die süsse Substanz das Aluminiumaddukt ausbildet. Somit
kann gemäss der Erfindung das Addukt dadurch gebildet werden, dass man Thaumatin mit Aluminiumionen in Berührung bringt,
d.h. durch ein Extraktionsverfahren, wie es vorstehend beschrieben worden ist, oder durch Dialyse eines wässrigen Extraktes
gegenüber einer wässrigen Lösung eines Aluminiumsalzes.
Es ist festgestellt worden, dass jedes beliebige Aluminiumsalz für dieExtraktion oder andere Behandlung geeignet ist.
Besonders bevorzugte Salze sind jedoch Salze mit Schwefelsäure, wie beispielsweise Salzverbindungen mit Alkalimetallen
oder Ammoniak, wobei Aluminiumsulfat selbst am stärksten bevorzugt ist. Typische Salze, die als wirksam ermittelt worden
sind, umfassen A.luminiumsulf at hex ade c ahydr at, Aluminiumkaliumsulf
atdodecahydrat und Aluminiumammoniumsulfatdodecahydrat.
Aluminiumchloridhexahydrat ist ebenfalls verwendbar.
Die Extraktion des Thaumatins kann unter Verwendung der gesamten
Frucht Thaumatococcus daniellii, im gebrochenen Zustand zur Freisetzung der Samenmäntel, jedoch ohne Bruch der
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Samen durchgeführt werden. In alternativer Weise können die isolierten Samenmäntel (Arillae) extrahiert werden.
Es ist auch gefunden worden, dass Lösungen des Süsstoffs weiter durch Ionenaustausch unter Verwendung eines kationischen
Ionenaustauschmediums, insbesondere ein carboxylisches oder sulfonisches Harz oder Zelluluse, gereinigt werden können.
Die Kationenaustauschermedien des Carboxymethylzellulosebereiches,
sind für den Zweck geeignet, beispielsweise die der Whatman CM Serie (CM 22, 23, 32, 52) oder die Sephadex-Carboxymethyl-Medien.
Das vorteilhafteste Medium stellt jedoch ein Sulfonsäure-vernetztes-Dextran dar, insbesondere
ein Sulfopropylharz, wie Sephadex SP C25 und SP C50. Für den
Zweck wurde das SP C5O-Harz als am besten ermittelt, da es
ein geringes Ausmass an Vernetzung zeigt als das C25 Harz und daher eine grössere Porengrösse aufweist. SP C50 weist
eine Kapazität von bis zu 4 g Thaumatin pro g trockenes Harz auf, in· Abhängigkeit von dem Al - Gehalt des Süsstoffs.
Natürlich stehen die freien Aluminiumkationen in dem Extrakt im Wettbewerb um die zugänglichen Stellen auf dem Harz.
Sulphopropy!harze dieses Typus quellen in Wasser erheblich.
SP C50-Harz quillt bis zu einem Volumen von etwa 60 ml pro Gramm in Wasser, schrumpft jedoch auf etwa ein Drittel dieses
Volumens, wenn der Thaumatinextrakt angewandt wird. Diese Quellung und Schrumpfung kann Handhabungsprobleme mit sich
bringen, wenngleich diese durch die beträchtlich Kapazität ausgeglichen sind. Das SP C25-Harz quillt und schrumpft weniger,
weist jedoch nur etwa 15 % der Kapazität von SP C50-Harz
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Diese Medien können in der freien H -Form oder in der Form. eines Salzes mit einem Alkalimetall oder Ammoniak, vorzugsweise
Natrium oder Kalium, verwendet werden. Das Salz ist bevorzugt, da die H -Form eine niedrigere Kapazität aufweist
und auch die Zersetzung des Thaumatins in der Umgebung eines niedrigen pH-Wertes bewirken kann, die lokal vorkommt.
Die Beschickung des Harzes oder der Zellulose wird in bequemer Weise dadurch bewirkt, dass man den filtrierten Thaumatinextrakt
durch eine gepackte Säule führt oder Volumina des Extraktes ansatzweise hinzufügt, bei geschlossenem Auslasshahn
rührt, das Gemisch stehen lässt und sodann die Flüssigkeit abzieht. Die letztere Methodik geht viel schneller von statten,
wenngleich sie geringfügig weniger wirksam ist. Thaumatin wird adsorbiert, während Wasser, Salze, nicht süsse Proteine, Peptide
und Polysaccharide und gefärbte Substanzen hindurchgeführt werden. Das volibeiadene Harz wird sodann vninschenswerterweise
ausgiebig mit Wasser (entmineralisiert) zur Elution schwach adsorbierter Extraktkomponenten, z.B. unter Verwendung von
etwa 8 geschrumpften Bettvolumina, gewaschen.
Das Ausmass der Thaumatin-Adsorption hängt stark vom pH-Wert
ab, wobei der optimale pH-Bereich etwa 3,5 bis 4,0 beträgt. Dies ist insbesondere deshalb angenehm, da der natürliche
pH-Wert des Extraktes etwa 3,8 beträgt und somit keine pH-Wert-Einsteliung erforderlich ist.
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Die Earfae -und sodann der Süsstoff können unter Verwendung
einer wässrigen Lösung eines Alkalimetall- oder Ammoniumsalzes
einer: £äure> insbesondere einer Carbonsäure, speziell einer
O^Hydroxy-mono-, -di- oder -tricarbonsäure, wie Zitronensäure,
Weinsäure, Apfelsäure oder Milchsäure eluiert werden. Lactate
sind für die Farbentfernung bevorzugt, während Zitrate für
die Elution des Süsstoffes überlegene Ergebnisse ergeben. Am geeignetsten ist das Natrium- oder Kaliumsalz, insbesondere
Trinatriumzitrat oder Natriumlactat.
Eine sehr verdünnte Lösung des Salzes, z.B. 0,01 bis 0,05 m Natriumlactat, eluiert den grössten Teil der gebundenen Farbe.
Somit wird das braune Harz rosa. Bei höheren Konzentrationen wird der Süsstoff selbst eluiert, z.B. bei 0,025 bis 0,05m
Trinatriumzitrat. Die Natriumsalze von Wein-, Milch- und Äpfelsäure können ebenfalls zur Elution des Süsstoffs verwendet
werden, sind jedoch lediglich 37 %, 14 % oder 15 % so wirksam wie eine äguimolare Zitratmenge. Natriumchlorid ist nicht
so wirksam, selbst bei einer Konzentration von 0,25 bis 0,5 m. Die Verwendung eines Salzes ergibt den zusätzlichen Vorteil,
dass das Harz in die Salzform zurückgeführt wird.
Der pH-Wert des Extraktes wird mit Vorteil während der Reinigungsbehandlung
kontrolliert. Die Alkalimetallsalze, wie Zitrate, insbesondere Trinatriumzitrat, besitzen einen relativ hohen
pH-Wert. Beispielsweise besitzt 0,05 m Trinatriumzitrat einen pH-Wert von etwa 7. Für die nachfolgende Ultrafiltration ist
es jedoch wünschenswert, den pH-Wert auf 3 bis 4,5 abzusenken, d.h. freie Zitronensäure in Freiheit zu setzen, um eine
gute Abtrennung zu erhalten.
Der pH-Wert kann in einfacher Weise durch Zugabe einer
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Mineralsäure, wie Chlorwasserstoffsäure, unter kontrollierten
Bedingungen abgesenkt werden.
Die Kontrolle des pH-Wertes besitzt zusätzliche Bedeutung aus dem folgenden Grund.
Wenn der Extrakt zuerst auf der Ionenaustauschersäule aufgebracht wird, werden freie Aluminiumionen in der Lösung auf
dem Ionenaustauschermedium gebunden, aus dem sie nachfolgend während des Reinigungsverfahrens eluiert werden. Bei einem
pH-Wert von etwa 7, insbesondere bei Verwendung von Zitraten, wird das an das Thaumatin gebundene Aluminium entfernt, möglicherweise
durch eine Seguesterwirkung, wodurch ein im wesentlichen aluminiumfreies Produkt erhalten wird.
Wenn jedoch der pH-Wert auf 3 bis 4,5 abgesenkt wird, kann das
Aluminium mit dem Thaumatin rekombinieren, wobei das Addukt wiederum gebildet wird. Das Produkt stellt sodann das Addukt
dar, das Aluminium aufweist, und den Vorteil einer erhöhten Hitzestabilität und Süsse besitzt. Daher ist es möglich, ein
Aluminiumaddukt oder ein aluminiumfreies. Produkt durch Wahl
der Reinigungsbedingungen auszuwählen.
Das eluierte Thaumatin (entweder noch gebundenes Aluminium enthaltend oder aluminiumfrei) kann sodann in Schalen gefroren
und gefriergetrocknet werden.
Etwas Farbe verbleibt selbst nach der vollständigen Entfernung des Süsstoffes auf dem Harz gebunden. Diese Farbe kann entfernt und das
Harz durch Elution mit verdünntem Natrium- oder anderem Alkalimetall- oder Ammoniumhydroxid (z.B. 0,01 bis 0,05 m) und Waschen
mit Wasser vollständig regeneriert werden.
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Die nachfolgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung. In den Beispielen sind die Prozentsätze in Gewichten bezeichnet.
Wirkung der Salze auf die Wasserabsorption von Thaumatococcus
daniellii (Td) gel in situ.
Td-Frucht wurde geschält bzw. enthülst und die Samen und Samenmäntel mit dem begleitenden Gel wurden während 24 Stunden
bei Raumtemperatur in 50 ml der Versuchssalzlösungen, die zusätzlich 0,05 % Na^S^Oc-Benzoesäure als Konservierungsmittel
enthielten, quellen gelassen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben:
| Salz | 6E2° | (0 | ,7%) | Molarität | ml Wasser- aufnahme pro g Samen |
% Inhibi tion |
| NaCl (1 %) | 2H2O | (0 | ,7%) | 0,171 | 2,80 | 45 |
| Al2(SO4)31 | 212H2 | 0 | (0,7%) | 0,011 | 0,73 | 86 |
| AlK(SO4)21 | Wasser | 0,015 | 1,35 | 74 | ||
| AlNH4(SO4) | 0,015 | 1,22 | 76 | |||
| Kontrolle | - | 5,1 | - | |||
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Samen und Samenmäntel wurden unter Verwendung einer Anzahl verschiedener Salze bei Konzentrationen von 0,1, 0,5 und 1
extrahiert. Die Ausbeute ist in nachstehender Tabelle 2 gezeigt:
| Salz I |
Molarität von 1 % |
Ausbeute/10 Td Samen (mg) | 0,5 % | 1 % |
| H0O | - | 0,1 % | (19,7) | |
| NaCl | 0,171 | 84 | ||
| AlCl3 6H2O | 0,041 | 89 | ||
| AlK(SO4)212H2O | 0,021 | 63 | 110 | |
| AlNH4(SO4J2I2H2O | 0,021 | 10,5 | 73,5 | 105 |
| Al2(SO4)315H2O | 0,016 | 31,5 | 147 | 199 |
| 52,5 |
Drei Proben von jeweils 10 Samen Td wurden unter Verwendung von 100 ml 0,7 %-iger Aluminiumsulfatlösung extrahiert. Die
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Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle 3 wiedergegeben. Der Süssenschwellenwert wird mit Saccharose verglichen.
| Temperatur | Ausbeute | Süssenschwellenwert im Vergleich zu 0,9 % Saccharose |
| 4°C Raumtemperatur 37°C |
158 mg 195 mg 174 mg |
2-30Ox 3-40Ox 3-40Ox |
1 kg Td-Früchte wurde mit Wasser gut gewaschen und sodann
zwischen rostfreien Stahlrotoren zur Aufspaltung der Häute ohne Zermalmung der Samen gebrochen. In der folgenden Beschreibung
bezeichnen die angegebenen numerischen Werte den Bereich der Zahlen, die bei einer Anzahl ähnlicher Ansätze
erhalten worden waren. Die resultierende Pulpe wurde mit
2 bis 2 1/2 1 einer 0,7 bis 1,0 %-igen wässrigen Aluminiumsulfatlösung
unter mechanischer Rührung während 30 bis 60 Minuten extrahiert. Die Aluminiumsulfatlösung enthielt
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0/05 bis 0,1 % Natriummetabisulfit. Es wurde eine hellgelbe,
sehr süsse Lauge erhalten, die von dem Feststoff abgezogen
und filtriert wurde. Die geklärte Lauge wurde sodann entweder durch Ultrafiltration oder durch Dialyse weiter gereinigt
und sodann unter Erhalt eines hellen, gelbbraunen Pulvers (2,0 bis 3,0 g) gefriergetrocknet, das die 3000- bis 4000-fache
Süsse von Saccharose (gemessen bei einem 10 %-igen Saccharoseniveau) aufwies. Die erhaltene Ausbeute macht den
Hauptteil des verfügbaren Süsstoffs in der Frucht aus. Weitere Extraktionen ergeben zusätzliche Mengen. Die Extraktionswirksamkeit
wird durch Zurückführung verbessert.
In einem alternativen Verahren wurde eine stationärer Pfropfen aus Fruchtfleisch durch einen raschen Fluss an Extraktionslösung
in einem Rohr extrahiert. Die Lösung wird solange zurückgeführt, bis eine maximale Konzentration an Süsstoff erhalten wird.
Bei dieser Methodik ist es wünschenswert, die Samenmantelmembranen vor der Extraktion zu brechen.
Roh-Thaumatinextrakt aus etwa 225 kg Frucht (etwa 100 1)
(die durch Extraktion der Frucht mit 600 1 einer wässrigen Aluminiumsalzlösung und durch eine Ultrafiltration des Extraktes
wie vorstehend beschrieben worden ist, erhalten worden waren) wurden durch ansatzweises Rühren auf eine 25 1 Säule,
die 20 1 gequollenen Sephadex SP C50-Harzes in der NA -Form enthielt, aufgebracht. Das vollgeladene Harz wurde mit zumindest
50 1 entndneralisiertem Wasser und nachfolgend mit 20 1
0,0275 m wässriger Natriumlactatlösung zur Farbentfernung gewaschen.
Thaumatin wurde mit 25 bis 35 1 0,05 m Trinatium-
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zitratlösung eluiert, die 500 ppm Natriummetabisulfit als
Konservierungsmittel enthielt. Der pH-Wert des Eluates wurde auf etwa 4 eingestellt und es wurde ultrafiltriert (zur Entfernung
des Zitrates etc.) auf 15 bis 20 1 konzentriert und
gefriergetrocknet, wodurch ein gereinigtes Festprodukt (250 g 1,55g/kg Frucht) erhalten wurde, das 8 bis 9 % Wasser, etwa
3 % Zitrat, etwa 1 % Kohlehydrat, 14 bis 15 % Stickstoff, etwa 0,03 % Aluminium und weniger als 7,5 % Asche enthielt.
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Claims (15)
1./ Verfahren zur Extraktion einer süssen Substanz aus
der Frucht von Thaumatococcus daniellii, dadurch
gekennzeichnet , dass die Frucht oder ein Teil hiervon mit einer verdünnten wässrigen Lösung
eines Aluminiumsalzes extrahiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,- dadurch gekennzeichnet , dass die Konzentration der Aluminiumsalzlösung
nicht grosser als 2 Gew.% ist und die Extraktion bei einer Temperatur von 4 bis 40°C durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Konzentration der Aluminiumsalzlösung
0,7 bis 1 Gew.% beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet / dass man als Salz Aluminiumsulfat
verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Extrakt durch Ionenaustausch
unter Verwendung eines kationischen Ionenaustauschermediums gereinigt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass das Medium ein Carboxy- oder
Sulfon-Harz oder Cellulose darstellt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass das Medium Carboxymethylcellulose
oder ein Sulfonsäure-vernetztes Dextran darstellt
t.
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8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass das Medium in Form eines Salzes
mit einem Alkalimetall oder Ammoniak verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Farbe und sodann Süsstoff unter
Verwendung einer wässrigen Lösung eines Alkalimetalloder Ammoniums al ζ es einer Säure eluiert v/erden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass die Säure eine cO-Hydroxymono-,
-di- oder -tricarbonsäure darstellt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbe unter Verwendung
eines Lactates und sodann der Süsstoff unter Verwendung eines Citrates eluiert werden.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbe mit einer 0,01 bis
0,05 m Lösung des Salzes und der Süsstoff unter Verwendung einer 0,025 bis 0,05 m Lösung des Salzes eluiert
werden.
13. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert des Eluates auf
3 bis 4,5 eingestellt und das Eluat ultrafiltriert wird.
14. Süsse Substanz, dadurch gekennzeichnet ,
dass sie durch Kontaktierung von Thaumatin mit Aluminiumionen unter Bildung eines Aluminiumadduktes hergestellt
ist.
- 20 -
609847/0664
15. Süsse Substanz nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch Dialyse eines wässrigen
Extraktes, der Thaumatin enthält, gegen eine Aluminiumsalzlösung erhalten worden ist.
609847/0664
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