DE2713951C2

DE2713951C2 -

Info

Publication number: DE2713951C2
Application number: DE2713951A
Authority: DE
Inventors: Myron Dean Shoaf; Lamonte Duane Danbury Conn. Us Pischke
Original assignee: General Foods Corp
Current assignee: General Foods Corp
Priority date: 1976-04-05
Filing date: 1977-03-29
Publication date: 1989-08-03
Also published as: JPS52122677A; NL186736C; NL7703645A; DE2713951A1; NL186736B; CA1086559A; IE44797B1; FR2346988A1; IE44797L; CH603076A5; IT1077484B; FR2346988B1; SE7703713L; JPS5820588B2; SE420377B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von fließfähigen, trockenen L-Asparaginyl-L-phenylalaninmethylester und seine Verwendung gemäß den voranstehenden Ansprüchen.

Die süßenden L-Asparaginsäurederivate, z. B. der Dipeptidester L-Asparaginyl-L-phenylalaninmethylester, sind weit weniger löslich als sie dies für sogenannte Instant- Nahrungs- oder -Genußmittel, z. B. Getränkemischungen mit den betreffenden künstlichen Süßungsmitteln oder Süßstoffen, sein sollten. So wurde bereits versucht, derartige Verbindungen leichter dispergierbar und löslich zu machen, indem man sie feiner zerteilt und dadurch deren Löslichkeits- und Dispergierbarkeitsgrad verbessert. Die Versuche zur feineren Zerteilung der kristallinen Teilchen derartiger Verbindungen zur Verbesserung der Lösungsgeschwindigkeit waren jedoch nicht erfolgreich, so daß man sich anderer Maßnahmen zur wirksamen Verbesserung der Dispersionsgeschwindigkeit und somit der Gesamtlösungsgeschwindigkeit bedienen mußte.

Ein gemeinsames Problem derartiger Verbindungen sind offensichtlich ihre elektrostatischen Eigenschaften. Wenn sie in kristalliner Form vorliegen, stellen sie von Hause aus Zwitterionen dar. Solange die betreffenden Verbindungen ihre Süßstoffeigenschaften behalten, bleiben sie offensichtlich auch Zwitterionen. Nahrungs- oder Genußmittel, z. B. Nahrungsmittelsäuren und pulverförmige Geschmacksstoffe und Farbstoffe, weisen, wenn sie mit solchen künstlichen Süßstoffen versetzt bzw. vermischt werden, infolge der elektrostatischen Eigenschaften der jeweiligen Süßstoffe ungleichmäßige Fließeigenschaften auf. Darüber hinaus neigen solche Mischungen zur Staubbildung und sind, gemessen an den stärker fließfähigen aktiven Bestandteilen, die der Mischung ihre Eigenschaften verleihen, nicht frei fließend. Die Folge davon ist, daß ungleichmäßige oder nicht-verarbeitbare Getränke und ähnliche Nahrungs- oder Genußmittel erhalten werden. Versuche zur Verbesserung dieser Erscheinungen, z. B. durch Sieben der betreffenden Nahrungs- oder Genußmittel, haben sich als ungeeignet erwiesen, da derartige Versuche bei feinerer Zerteilung nicht zu dauerhaften Ergebnissen führen, d. h. es kommt unter dem Einfluß der dem teilchenförmigen Süßungsmittel innewohnenden elektrostatischen Ladung erneut zu einem Zusammenbacken des teilchenförmigen Süßungsmittels.

Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, L-Asparaginyl- L-phenylalanin-methylester in eine leicht mischbare und fließfähige und eine hohe Lösungs- und Dispersionsgeschwindigkeit aufweisende Form zu überführen, in der er sich unter Beibehaltung stabiler Süßungs- bzw. Süßstoffeigenschaften ohne weiteres mit charakteristischen Geschmacks- und Farbstoffen (für Nahrungs- oder Genußmittel) mischen läßt oder bereits als solche die Geschmacks- und Farbkomponente bildet.

Erfindungsgemäß wurde nun ein Verfahren entwickelt, bei dessen Durchführung man den genannten Erfordernissen genügende einzelne Kristalle von L-Asparaginyl-L-phenylalanin-methylester erhält.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Kristalle der süßenden Verbindung durch "Hydrovermahlen" auf gleichmäßige Teilchengröße zerkleinert. Innerhalb des hierbei erreichbaren Teilchengrößenbereichs gibt es dann auch einige Kristalle, die in Lösung gehen und agglutinierende (gelöste) Stoffe bilden. Diese in Gegenwart von Wasser vorzugsweise bei verminderter Temperatur, bei der die Bildung einer Lösung auf ein Mindestmaß verringert wird, erhaltene Aufschlämmung wird dann durch Sprühtrocknen von Tröpfchen, die man durch Hindurchpumpen der Aufschlämmung durch eine Zerstäuberdüse erhält, getrocknet. Die Tröpfchen trocknen zweckmäßigerweise in einer Form, in der die zerkleinerten Einzelkristalle ineinander verschachtelt und an ihren Berührungsstellen durch die (ursprünglich) gelöst süßende Verbindung miteinander dauerhaft derart verbunden werden, daß aus den Tröpfchen letztlich ein trockenes Pulver in Form eines dauerhaften Agglomerats der jeweiligen süßenden Verbindung in freifließender und abgerundeter Form erhalten wird.

Die durch Sprühtrocknen erhaltenen Teilchen sind in hohem Maße fließfähig und besitzen eine hohe Lösungsgeschwindigkeit, weswegen sie sich vorzugsweise zur Verwendung bei der Herstellung von Getränken eignen.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der kristalline feste L-Asparaginyl-L-phenylalanin-methylester in untergeordneter gewichtsprozentualer Menge mit Wasser gemischt und in eine bei einer Temperatur weit unter 65,6°C, in typischer Weise bei Raumtemperatur, gehaltene Aufschlämmung überführt. Hierbei geht nur ein Minimum der süßenden Verbindung in Lösung. Der Hauptteil des süßenden kristallinen L-Asparaginyl-phenylalanin- methylesters bleibt ungelöst und wird bestenfalls hydratisiert. Diese Aufschlämmung wird dann einer Hydrovermahlung oder einer sonstigen kolloidalen Vermahlung unter Druck unterworfen. Beispielsweise erfolgt dies durch Hindurchpressen durch eine enge Öffnung, in der das kristalline Material unter Ausbildung einer gleichmäßigen Teilchengrößenverteilung zerkleinert wird. Im einzelnen kann dies durch Hindurchlaufenlassen zwischen einem Mahlwerk einer Öffnung von weniger als 125 µm zwischen den Mahlflächen geschehen.

Die bei der Hydrovermahlung angefallene Aufschlämmung wird dann zu der gewünschten Form sprühgetrocknet. Die teilweise gebildete Lösung der süßenden Verbindung reicht gerade aus, die agglutinierende Haftung zwischen den ungelösten kristallinen festen Teilchen der süßenden Verbindung herzustellen. Hierbei kommt es dann, wenn ein Tröpfchen zur Verdampfung gebracht wird, durch Vermittlung der wiedergetrockneten jeweiligen Verbindung zu einer willkürlichen Vereinigung der betreffenden Kristalle an ihren im Abstand angeordneten jeweiligen Berührungspunkten.

Durch die Sprühtrocknung kann durch die Tröpfchenbildung und die dabei auftretenden Oberflächenspannungseffekte die Kristalle zu kugelförmigen Aggregaten vereinigen. In dieser Form können die Kristalle in der gewünschten Struktur dauerhaft einander gebunden bleiben, wobei man letztlich eine merkliche Immobilisierung und Erniedrigung der Einflüsse ihrer elektrostatischen Ladung erreicht.

Bei der Zubereitung der Aufschlämmung ist die Anwesenheit verträglicher, inerter Hilfsstoffe, z. B. von Farbstoffen und sogar Geschmacksstoffen, in der wäßrigen Phase nicht ausgeschlossen. Die betreffenden Hilfsstoffe dürfen jedoch mit dem L-Asparaginyl-L-phenylalanin- methylester keine Instabilisierungsreaktionen eingehen. Wenn also beispielsweise das zur Zubereitung der Aufschlämmung oder des Breis verwendete wäßrige Medium in dem wäßrigen Lösungsmittel einen Farbstoff bzw. ein Färbemittel gelöst enthält, läßt sich ohne zu diesem Zweck erforderlichem Mischvorgang das sprühgetrocknete Produkt bereits in vorteilhafter Weise in gefärbter Form erhalten. Andererseits können in dem eine Aufschlämmung oder einen Brei bildenden wäßrigen Medium mit der süßenden Verbindung zu kombinierende, wasserunlösliche Substanzen emulgiert oder homogenisiert werden. Das restliche Wasser dient dann zum teilweisen Inlösungbringen der süßenden Verbindung und zur Bildung der eine agglutinierende Brückenbildung bewirkenden Lösung.

Darüber hinaus können zur Gewährleistung einer ausgeglichenen organoleptischen Süßungswirkung auch noch andere künstliche Süßungsmittel oder Süßstoffe, z. B. das Natriumsalz des Benzoesäuresulfimids und/oder Cyclamate, in, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mittels, untergeordneten gewichtsprozentualen Mengen zugemischt werden. Die hierbei jeweils erzielbare Süßkraft hängt von der Gleichmäßigkeit der Verteilung der sonstigen künstlichen Süßstoffe in der nach den einzelnen Verfahrensvarianten herstellbaren Aufschlämmungs- oder Breimatrix ab. Im vorliegenden Falle wird zur Erzielung einer bevorzugten ausgeglichenen organoleptischen Süße (des insgesamt noch löslichen und in Getränken oder sonstigen Lebens- oder Nahrungsmitteln verwendbaren Süßungsmittels) Cyclamat in sehr geringer gewichtsprozentualer Menge des ebenfalls verwendeten Natriumsalzes des Benzoesäuresulfimids, das seinerseits, bezogen auf den gesamten festen L-Asparagin-L-phenylalanin-methylester, in sehr geringer gewichtsprozentualer Menge zum Einsatz gelangt, verwendet. Bei diesen Ausführungsformen können die künstlichen Süßstoffe entweder in der wäßrigen Phase gelöst oder in die nicht-wäßrige Phase trocken eingemischt werden. Bei der willkürlichen Vereinigung des kristallinen L-Asparaginyl-L-phenylalanin- methylesters per se kommt es dann zu einer wirksamen Fixierung der betreffenden zusätzlichen künstlichen Süßstoffe.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man ein in hohem Maße fließfähiges und mit anderen Bestandteilen gut mischbares, stabiles und hochlösliches Süßungsmittel, bei dem die sonst auf die elektrostatischen Eigenschaften des als Süßstoffgrundlage verwendeten L-Asparaginyl-L-phenylalanin-methylesters rückführenden Nachteile nicht in Erscheinung treten.

Das folgende Beispiel soll die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel

Es werden 30% kristalliner L-Asparaginyl-L- phenylalanin-methylester und 70% Leitungswasser von Raumtemperatur miteinander gemischt. Die erhaltene Mischung wird dann einem handelsüblichen Mahlwerk zugeführt, in dem die Teilchen eine Öffnung einer Spaltbreiteneinstellung von etwa 75 µm passieren müssen. Hierbei wird die Teilchengröße des kristallinen L-Asparaginyl-L-phenylalanin- methylesters unter gleichzeitiger Zerteilung etwaiger Klümpchen derart reduziert, daß man eine fließfähige, pumpfähige, cremeartige Aufschlämmung erhält. Diese wird zur Sprühtrocknung bei Raumtemperatur zu einer Zerstäubungsdüse gepumpt. Aus dieser werden unter einem Sprühdruck von 3032 kPa Tröpfchen in einen senkrechten Sprühtrocknungsturm einer Einlaßlufttemperatur von 210,0°C, einer Auslaßlufttemperatur von etwa 112,8°C und einer Luftstrommenge von etwa 73,6 m³/min gesprüht. Das beim Trocknen der Tröpfchen angefallene Produkt besitzt einen Feuchtigkeitsgehalt von 1,07%, eine Dichte von 0,248 g/cm³ und eine Packungsdichte von 0,304 g/cm³. Die Packungsdichte erhält man durch Entwässern einer bestimmten Menge eines Materials bis zum Erreichen einer asymptotischen Dichteerniedrigung unter dem Einfluß des Entwässerns per se ohne offene positive mechanischen Verlagerungskraft.

Die trockenen Teilchen besitzen folgende Teilchengrößenverteilung:

Sieb einer Maschenweite von
prozentuale Rückstände auf dem Sieb
+0,246
0,60
-0,246, +0,208	25,4
-0,208, +0,124	58,03
-0,124, +0,104	11,80
-0,104, +0,074	3,80
-0,074, +0,045	0,30
-0,045	0,07

Die tabellarisch zusammengestellte Siebgrößenverteilung zeigt, daß das getrocknete Produkt eine sehr gleichmäßige Teilchengrößenverteilung aufweist, d. h. daß 99% der Teilchen eine Größe zwischen 0,074 mm und 0,246 mm aufweisen. Zweckmäßigerweise sollte das Süßungsmittel eine enge Teilchengrößenverteilung aufweisen, so daß man beim Trockenmischen von 1,1 g der sprühgetrockneten Agglomerate von L- Asparaginyl-L-phenylalanin-methylester mit 3,60 g wasserfreier Zitronensäure ein Produkt erhält, das bei 40 sec dauerndem Verrühren (mit einem Löffel) in 1892 ml Wasser einer Temperatur von 7,2°C vollständig in Lösung geht.

Bei einem entsprechenden unbehandelten Gemisch aus L-Asparaginyl-L-phenylalanin-methylester und Säure dauert es je nach der Teilchenverteilung und Größe der darin enthaltenen süßenden Verbindung 60 bis 90 sec, bis das Gemisch in Lösung geht.

Eine vollständige Getränkemischung aus Farbstoff, Geschmackstoff und Zitronensäure in Mischung mit den erfindungsgemäß behandelten Teilchen des L-Asparaginyl-L- phenylalanin-methylesters besitzt so gute Freifließeigenschaften, daß diese auf dem Gebiet der Lebens- bzw. Nahrungsmittelherstellung ohne weiteres akzeptabel sind.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von fließfähigem trockenem L-Asparaginyl-L-phenylalaninmethylester, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) kristallinen, festen L-Asparaginyl-L-phenylalaninmethylester in untergeordneter gewichtsprozentualer Menge mit Wasser mischt,
b) die Mischung bei einer Temperatur unter 65,6°C hält,
c) die Teilchen der Aufschlämmung auf eine Teilchengröße unter 125 µm vermahlt, und
d) die erhaltene Aufschlämmung sprühtrocknet.

2. Verwendung des nach Anspruch 1 hergestellten L-Asparaginyl- L-phenylalaninmethylesters als Süßungsmittel.