DE2800202C2 - Kaugummimasse - Google Patents

Kaugummimasse

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DE2800202C2
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General Foods Corp
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Description

Ri
I
Stärke—OOC —R-COOH
worin bedeuten: R einen Dimethylen- oder Trimethylenrest und Ri einen Alkyl-, Alkenyl-, Aralkyl- oder Aralkenylrest, der durch Umsetzen einer nicht-gelatinierten Stärke mit einem substituierten Bernstein- oder Glutarsäureanhydrid der allgemeinen Formel:
Il c
O R — R,
Il
worin R und Ri die angegebene Bedeutung besitzen, in einem alkalischen Medium hergestellt wurden, fixiert ist.
2. Kaugummimasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als das Volumen erhöhendes Mittel Zucker enthält.
3. Kaugummimasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als das Volumen erhöhendes Mittel einen aus Sorbit, Mannit und/oder Xylit bestehenden Zuckeralkohol enthält.
4. Kaugummimasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das darin enthaltene L-Aspartyl-L-phenylalanin-methylester-Präparat durch gemeinsames Trocknen einer wäßrigen Lösung des L-Aspartyl-L-
phenylalanin-methylesters mit einer wäßrigen Lösung des Einkapselungsmittels hergestellt ist.
5. Kaugummimasse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Trocknen durch Sprühtrocknen erfolgt.
6. Kaugummimasse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von L-Aspartyl-L-phenylalanin-methylester zu den gemeinsam zu trocknenden Bestandteilen etwa 10 :1 bis etwa 2 :1 beträgt.
7. Kaugummimasse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von L-Aspartyl-L-phenylalanin-methylester zu den gemeinsam zu trocknenden Bestandteilen etwa 5 :1 bis etwa 3 :1 beträgt.
Kaugummis bestehen in der Regel aus einer praktisch wasserunlöslichen kaubaren Gummimasse, wie Chiclegummi. Mischungen seiner Ersatzstoffe und dergleichen. In dieser Gummigrundlage können Plastifizierungsmittel oder Weichmacher enthalten sein, um die Konsistenz und das Gefüge der Gummigeschmacksstoffe zu
so verbessern. Ferner können in der Gummigrundlage noch Süßungsmittel, wie Zucker oder Maissirup, oder für zuckerlose Kaugummis künstliche Süßstoffe enthalten sein.
Der aus der US-PS 34 92 131 bekannte L-Aspartyl-L-phenylalanin-methylester stellt ein für Kaugummis gut geeignetes Dipeptidsüßungsmittel dar. Eine weitere Eigenschaft des L-Aspartyl-L-phenylalanin-methylesters (im folgenden als »APM« bezeichnet) ist, daß er bei Zusatz (in wirksamer Menge) zu einem normal süßen
zuckerhaltigen oder zuckerlosen Kaugummi eine länger dauernde Süße und einen langer anhaltenden Geschmack vermittelt (vgl. US-PS 39 43 258 und 39 82 023).
Während der normalen Herstellung, des normalen Versands und einer normalen Lagerung werden Kaugummi; oftmals über längere Zeit hinweg relativ hohen Temperaturen (beispielsweise Temperaturen von 21° bis 380C) ausgesetzt. Die Stabilität von APM ist temperaturempfindlich. Bei hohen Temperaturen kommt es zu
einer Hydrolyse der Esterbindung unter Bildung des Dipeptids Aspartylphenylalanin. Dieses Dipeptid kann dann zu dem entsprechenden Diketopiperazin cyclisieren. Wenn diese Umwandlung stattfindet, geht der süße Geschmack von APM im Verhältnis zu seiner Umwandlung nach und nach verloren. Somit erfährt also die Wirksamkeit von APM (als Süßungsmittel) in einer Kaugummimasse eine starke Beeinträchtigung, wenn die betreffende Kaugummimasse bei hoher Temperatur gelagert wird. Folglich wäre es in hohem Maße zweckmä-
Big, wenn man auf möglichst einfache Weise die Zersetzung von APM in Kaugummi insbesondere bei einer Lagerung desselben bei erhöhter Temperatur weitestgehend unterdrücken oder vollständig vermeiden könnte.
Aus der US-PS 39 28 633 ist es bekannt, daß man die Stabilität von APM in wäßrigen Lösungen und die Fließfähigkeit von APM durch Einschmelzen in Matrixmaterialien verbessern kann, eine Lösung der Stabilitäts-
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Probleme von APM-haltigen Kaugummis bei längerer Lagerung bei höherer Temperatur ist aus der US-PS nicht iierleitbar.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Lagerungsstabilität von APM in Kombination mit einer Kaugummizubereitung zu verbessern.
Gegenstand der Erfindung ist demzufolge eine gesü3te Kaugummimasse aus einer Gummigrundmasse, mindestens einem Geschmacksstoff, mindestens einem das Volumen erhöhenden Mittel und L-Aspartyl-L-phenylalanin-methylester (APM), welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß der Ester in einem Einkapselungsmittel, bestehend aus Gummiarabikum und/oder einem Dextrin in Form des Reaktionsprodukts aus einer Verbindung mit einem mehrwertigen Metallion mit ganz speziellen, nicht-gelatinierten durch die später folgende Formel darstellbaren Stärkeestern substituierter Dicarbonsäuren fixiert ist.
In diesem Zusammenhang sei nochmals angemerkt, daß sich APM in Kaugummi als Süßungsmittel per se und zur Verlängerung der Süße und des Geschmacks eignet
Es hat sich gezeigt, daß APM-haltige Kaugummis bei einer Lagerung von 20 Wochen bei einer Temperatur von etwa 38°C und einer relativen Feuchtigkeit von 30% m?hr als 70% ihrer Süße verlieren. Demgegenüber wird erfindungsgemäß die Zersetzung des APM in dem Gummisystem drastisch vermindert, was auf die Fixierung bzw. Einkapselung des APM in Gummiarabikum und/oder dem Dextrin zurückzuführen ist.
APM wurde auf dem Gebiet der Nahrungsmitteltechnologie erst in jüngster Zeit entwickelt. Er ist im Handel erhältlich. APM stellt einen Zuckerersatzstoff dar, dessen Süßungspotential etwa 200mai größer ist als das Süßungspotential von Rohrzucker.
Der L-Aspartyl-L-phenylalanin-methylester stellt einen in hohem Maße geeigneten Ersatzstoff für Zucker oder Rohrzucker in Nahrungsmitteln, z. B. Frühstückscerealien, Trockenmischungen für Getränke, Gelatinenahrungsmittel, Füllstoffe und zu Molkereiprodukten analogen »Kunstsahneprodukten« dar. APM enthält jedoch eine Esterbindung, die unter bestimmten Feuchtigkeits-, Temperatur- und pH-Bedingungen zu dem Dipeptid Asparyiphenylalanin hydrolysiert. Dieses Dipeptid kann dann zu dem entsprechenden Diketopiperazin cyclisieren.
Die Fähigkeit des APM zu einer spontanen Umwandlung zu Diketopiperazin führt zu einem anteiligen Verlust der Süße des Produkts. Somit sind also Produkte, die extremen Temperaturen (z. B. beim Backen) ausgesetzt werden, mit APM nicht verträglich. Weiterhin verlieren auch APM-haltige Produkte bei langer dauernder Lagerung bei erhöhter Temperatur in beträchtlichem Maße ihre Süße.
Ein Kaugummisystem ist für ein Einarbeiten von APM besonders gut geeignet. Entsprechend den Lehren der US-PS 36 42 491 erhält man unter Verwendung eines basischen Zuckerersatzstoffs einen zuckerlosen Kaugummi sauberer zuckerartiger Süße ohne künstlichen Geschmack oder Nachgeschmack. Aus der US-PS 39 43 258 ist es bekannt, daß man durch Zusatz geeigneter Mengen APM zu zuckerhaltigen oder zuckerlosen Kaugummimassen die geschmackliche Komponente und Süße beim Kauen langer wahrnehmen kann. Erfindungsgemäß kann der APM in einer Kaugummimasse als einziges Süßungsmittel zum Einsatz gelangen oder einem (bereits) süßen Kaugummi zur Verstärkung und Verlängerung des Süßeeindrucks zugesetzt werden.
Die Gummigrundmasse kann aus einer beliebigen, kaubaren, praktisch wasserunlöslichen Grundmasse, z. B. Chiclegummi oder einem Ersatzstoff hierfür, Guttapercha (guttagkay), Sorva, Jelutong, einem synthetischen Polymerisat, z. B. Polyvinylacetat, einem synthetischen Harz, einem Kautschuk oder einer Mischung hiervon, bestehen. Je nach der verwendeten Gumitiigrundmasse und den sonstigen Bestandteilen des fertigen Gummi-Produkts und auch aus anderen Gründen kann die Menge an verwendeter Gummigrundmasse sehr verschieden sein. Zweckmäßigerweise beträgt sie jedoch 15 bis 40, vorzugsweise etwa 20 bis etwa 30 Gew.-% der fertigen Gummimasse. Zur Erreichung eines gewünschten Gefüges und einer gewünschten Konsistenz können der Gummigrundmasse Plastifizierungsmittel oder Weichmacher, wie Lanolin, Propylenglykol, Glycerin und dergleichen sowie Mischungen hiervon, einverleibt werden. In der Regel können Kaugummis als Geschmacksstoffe essenzielle Öle und/oder synthetische Geschmacksstoffe einverleibt werden. Beispiele für geeignete Geschmacksstoffe sind Wintergrün, Spearmint, Pfefferminz, Birkenöl, Anis, Fruchtgeschmack und dergleichen. Die Geschmacksstoffe können den verschiedensten Gummigrundmassen zugesetzt werden. Die Menge an zugesetzten Geschmacksstoffen kann nach Belieben gewählt werden, hierbei sind jedoch Faktoren, z. B. die Art des verwendeten Geschmacksaromas, die Art der verwendeten Gummigrundmasse und dergleichen, in Betracht zu ziehen. In der Regel machen die Geschmacksstoffe etwa 1 Gew.-% der gesamten Gummimasse aus.
Zur Herstellung eines süßen Gummis wird als restlicher Anteil der Gummimasse in der Regel ein Süßungsmittel, z. B. Zucker, oder für zuckerfreie Gummis ein Zuckerersatzstoff verwendet. Unter Zucker sind Saccharose, Dextrose, Maissirupfeststoffe (ihre Ersatzstoffe) und dergleichen sowie Mischungen hiervon zu verstehen. Zuckerersatzstoffe können in üblicher Weise in zuckerlösem Gummi verwendete Süßungsmittel, z. B. Mannit, Sorbit, Xylit, Benzoesäuresulfimid, Cyclamat, Dihydrochalcon und Dipeptide, insbesondere L-Aspartyl-L-phenylalanin-methylester, sein. Zucker und Zuckeralkohole können auch als das Volumen erhöhende Mittel bezeichnet werden. Sie machen in der Regel die Hauptmenge der gesamten Gummimasse aus. Zusätzlich können auch noch nicht-süße, das Volumen erhöhende Mittel, z. B. hydrolysierte Cerealienfeststoffe, in die Gummimasse eingearbeitet werden.
Das grundlegende Konzept der vorliegenden Erfindung besteht in einem Fixieren oder Einkapseln des APM zur Hemmung und/oder Verhinderung der Umwandlung des APM in Diketopiperazin unter bestimmten Feuchtigkeits-, Temperatur- und pH-Bedingungen (die bei einem Kaugummisystem vorkommen können). Es hat sich gezeigt, daß man APM erfolgreich in Gummiarabikum und in einem Dextrin der beschriebenen Art, insbesondere einem handelsüblichen, aus der US-PS 30 91 567 bekannten Dextrin folgender physikalischer Eigenschaften:
Farbe: weiß bis weißlich
Form: Pulver
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pH-Wert: etwa 3
Feuchtigkeit: etwa 5%
fixieren kann. Wie aus der US-PS ?.O 91 567 hervorgeht, besteht das betreffende Dextrin aus einem Reaktionsprodukt einer ein mehrwertiges Metallion enthaltenden Verbindung mit einem nicht-gelatinierten Stärkesäu.-eester einer substituierten Dicarbonsäure: Solche Stärkeester lassen sich schematisch wie folgt wiedergeben:
R1
Stärke—OOC — R—COOK
In der Formel bedeuten:
R einen Dimethylen- oder Trimethylenrest und
Ri einen aus einem Alkyl-, Alkenyl-, Aralkyl- oder Aralkenylrest besiehenden Kohlcnwasscrsioffrcsi.
Die nicht-gelatinierten Stärkeester erhält man durch Umsetzen einer nicht-gelatinierten Stärke mit einem substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrid der Formel:
„ O R-R,
worin die Reste R und Ri die angegebene Bedeutung besitzen, in alkalischem Medium. Unter die angegebene Formel fallende cyclische Dicarbonsäureanhydride sind substituierte Bernstein- und Glutarsäureanhydride.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die APM-Fixierung durch Sprühtrocknen vor dem Einarbeiten des APM in den Kaugummi. Man kann sich zur Fixierung auch anderer Maßnahmen, z. B. einer gemeinsamen Anhäufung (coacervation) bedienen. Zur Durchführung des Sprühtrocknungsverfahrens wird fortlaufend in einer wäßrigen Lösung eine Emulsion von APM und Gummiarabikum oder Dextrinprodukt zubereitet, worauf die Emulsion durch eine Sprühdüse passieren gelassen und dabei in zahllose Tröpfchen unterteilt wird. Die Tröpfchen werden in eine Trocknungsumgebung eingeführt, wobei sie durch Feuchtigkeitsabgabe in feste Teilchen überführt werden. Der APM liegt nun als Teil der festen Matrix, die dann einer Kaugummirezeptur einverleibt wird, vor.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine wäßrige Lösung von APM und eines Einkapselungsmittels bei Drücken von 1717 bis 34 531, vorzugsweise von 10 301 bis 17 266kPa durch einen positiven Verdrängungshomogenisator laufengelassen, wobei die Bestandteile gründlich miteinander gemacht und/oder emulgiert werden. Danach wird der Produktstrom vorzugsweise über eine sich drehende scheibenartige Düse in das Innere des Sprühtrockners eingeführt. Der Produktstrom kontaktiert die Scheibe, die durch getrennte Einrichtungen oder durch den Druck des Produktstroms in Drehung versetzt ist, wobei der Produktstrom im Inneren des Sprühtrockners in zahllose Tröpfchen unterteilt wird. Die sich drehende Scheibe gestattet eine gleichmäßigere Produktverteilung des sprühzutrocknenden Materials im Sprühtrocknungsturm. Die bei der Trocknung eingehaltenen Temperaturen reichen von einer Lufttemperatur von 149° bis 288°C an
der Einlaßseite und 79° bis 149°C an der Auslaßseite. Vorzugsweise liegt die Einlaßtemperatur zwischen 190° und 219°C, die Auslaßtemperatur zwischen 93° und 121°C. Die Temperatur der in den Trockner eintretenden Lösung liegt zweckmäßigerweise zwischen 15,5° und 490C, vorzugsweise zwischen 21° und 330C. Das Verteilungsrad bzw. die sich drehende Scheibe kann mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von etwa 200 bis 1000. vorzugsweise von 550 bis 850 Upm, betrieben werden. Die Feststoffkonzentration der in den Trockner eintretenden Masse kann zwischen 10 und 45 Gew.-% Feststoffe liegen. Vorzugsweise beträgt der Gesamtfeststoffgehalt 20 bis 30 Gew.-o/o.
Das Verhältnis Einkapselungsmittel zu APM kann zweckmäßigerweise etwa 10 : ί bis etwa 2 :1, vorzugsweise etwa 5 :1 bis 3 : 1, betragen. Das Verhältnis Einkapselungsmittel zu APM im Endprodukt entspricht im Verhältnis dem dem Trockner zugeführten Produktstrom, da beim Trocknen praktisch das gesamte Wasser entfernt
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.
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Beispiel 1
Pfefferminzgeschmack aufweisende Kaugummimasse mit Saccharose und Dextrose (Mengenanteile in %)
Bestandteil Vergleichsmasse APM in APM im
freies APM Gummiarabikum handelsüblichen
Dexlrinprodukt
Kaugummigrundmasse 24,000 24,000 24,000
Zucker, 6 χ 29,197 28,097 28,097
Dextrosemonohydrat 29,000 27,500 27,500
Maissirup, 45,5° Baume 15,000 15,000 15,000
Glycerin 0,800 0,800 0,800
Lecithin 0,200 0,200 0,200
APM 0,650
Pfefferminzöl + Streckmittel 1,153 1,153 1,153
20% APM, fixiert in Gummiarabikum 3,250
20% APM, fixiert in dem beschriebenen 3,250
handelsüblichen Dextrinprodukt
100,000
100,000
100,000
Durchmesser des Trockners:
Gesamthöhe:
Vertikale Trocknungshöhe:
Cotrocknendes APM
3,65 m
9,14 m
4,26 m (Abstand zwischen der Düse und dem oberen Ende des
kegelförmigen unteren Abschnitts des Sprühtrockners)
Gummiarabikum
Zunächst wird eine Lösung von 108,86 kg Gummiarabikum, 27,21 kg APM und 416,35 1 Wasser zubereitet. Die erhaltene Lösung wird bei einem Betriebsdruck von 13 832 kPa durch einen handelsüblichen positiven Verdrängungshomogenisator laufengelassen. Danach wird der Produktstrom über eine sich drehende scheibenförmige Düse dem Sprühtrockner zugeführt. Die Scheibe wird mit einer Umlaufgeschwindigkeit von 800 Upm umlaufengelassen. Die Einlaßtemperatur beträgt im Durchschnitt 21O0C, die Auslaßtemperatur beträgt im Durchschnitt 102° C. Die Einlaßtemperatur der Lösung beträgt 25,6° C.
Das handelsübliche Dextrinprodukt der beschriebenen Art wird unter denselben Bedingungen wie Gummiarabikum cogetrocknet.
Zubereitung des zucker- und APM-haltigen Kaugummis
(2000-g-Charge in einem Sigma-Mischer eines Fassungsvermögens von 3,875 1)
!) Die Gummigrundmasse wird in einem mit einem Dampfmantel versehenen Sigma-Flügelmischer 5 min lang bei einer Temperatur von 49° bis 540C weichgemacht.
2) Nun werden Glycerin und Lecithin zugesetzt und 5 min lang weitergemischt.
3) Nach der Zugabe von Maissirup wird weitere 5 min lang gemischt.
4) Es wird die Hälfte der Saccharose/Dextrose-Mischung zugesetzt und dann gründlich gemischt.
5) Es wird der Rest der Saccharose/Dextrose-Mischung sowie der freie APM oder der fixierte APM zugesetzt und dann gründlich gemischt.
6) Nach Zugabe der Geschmacksstoffe wird 2 weitere min lang gemischt.
7) Nun wird die Gummimasse bei einer Temperatur von etwa 37,8°C zwischen Walzen durchlaufen gelassen und dabei auf eine Stärke von etwa 1,7 bis 1,9 mm ausgewalzt.
8) Die erhaltene Gummilage wird 24 h lang bei einer Temperatur von 21°C und einer relativen Feuchtigkeit von 45% getempert und dann zu Stücken zerschnitten und abgepackt.
Wirkung der Fixierung auf die APM-Stabilität der Saccharose/Dextrose enthaltenden Kaugummimasse mit Pfefferminzgeschmack
Prüfling Art
Nr.
prozentualer APM-Verlust bei 37,8° C nach 60
4 Wochen 9 Wochen 17 Wochen 24 Wochen
1 Vergleichsmasse, 23 38
enthaltend freien APM
2 APM, fixiert in Gummiarabikum 5 12
3 APM, fixiert in dem 0 16
handelsüblichen Dextrinprodukt
73
40
50
Beispiel 2
Zuckerlose Kaugummimasse mit Pfefferminzgeschmack (Mengenanteile in %)
Bestandteil Vergleichsmasse APM in APM im P
freies APM Gummiarabikum handelsüblichen i
Dextrinprodukt 1
Kaugummigrundmasse 27,000 27,000 27,000
Sorbit 47,174 44,574 44,574
70%ige Sorbolösung 17,300 17,300 17,300
Mannit 6,100 6,100 6,100
Glycerin 0,500 0,500 0,500
Pfefferminzöl + Streckmittel 1,276 1,276 1,276
APM 0,650
2ö°/b APM in Gummiarabikum — 3,250
20% APM in dem handelsüblichen Dextrinprodukt 3,250
100,000
100,000
100,000
Zubereitung der zuckerlosen, APM-haltigen Kaugummimasse
(Maßnahmen für eine 1750-g-Charge in einem 3,7851 fassenden Sigma-Mischer)
Der Mischer wird auf eine Temperatur von 65,6° C mit einem Gemisch aus Dampf und Wasser vorgewärmt. Um ein geeignetes Mischen zu gewährleisten, kann es erforderlich sein, die Gummigrundlage im Mischer oder vor dem Eintragen derselben in den Mischer weichzumachen.
Nach der Zugabe der Gummigrundmasse und von Glycerin wird 5 bis 10 min lang gemischt.
Nun wird die Hälfte Sorbit und Mannit zugesetzt, worauf 5 bis 10 min lang gemischt wird.
Nach Zugabe der Sorbo-Lösung wird bis zum Erhalt einer gleichmäßigen Masse etwa 5 min lang gemischt.
Der APM oder der fixierte APM und der restliche Sorbit und Mannit werden vorgemischt und dann in den Mischer eingetragen. Nach Abschalten des Dampfes wird im Kühlmantel kaltes Wasser zirkulieren gelassen. Unter diesen Bedingungen wird das Ganze 5 min lang gemischt.
Es erfolgt eine Prüfung auf Körnigkeit. Sofern eine Körnigkeit festgestellt wird, wird weitere 5 bis 10 min lang gemischt.
Nach Zugabe des Geschmacksstoffs erfolgt nochmals ein 2- bis 3minütiges Mischen.
Die Masse wird aus dem Mischer ausgetragen, worauf sie bei einer Temperatur von etwa 37,8°C zum Auswalzen auf eine Stärke von 1,7 bis 1,9 mm durch Walzen laufengelassen wird.
Die erhaltene Gummilage wird 24 h lang bei einer Temperatur von 210C und einer relativen Feuchtigkeit von 45% getempert und dann zu Stücken zerschnitten und abgepackt.
Wirkung der Fixierung auf die APM-Stabilität der Saccharose/Dextrose enthaltenden Kaugummimasse mit Pfefferminzgeschmack
45 Prüfling Art Nr.
prozentualer APM-Verlust bei 37,8°C nach 4 Wochen 9 Wochen 20 Wochen
Vergleichsmasse, enthaltend freien APM APM, fixiert in Gummiarabikum APM, fixiert in dem handelsüblichen Dextrinprodukt
22 33 64
17 22 43
21 32 54

Claims (1)

28 OO 202 Patentansprüche:
1. Kaugummimasse aus einer Gummigrundmasse, mindestens einem Geschmacksstoff, mindestens einem das Volumen erhöhenden Mittel und L-Aspartyl-L-phenylalanin-methylester, dadurchgekennzeich-η e t, daß der Ester m einem Einkapselungsmittei, bestehend aus Gummiarabikum und/oder dem Reaktionsprodukt einer ein .nehrwertiges Metallion enthaltenden Verbindung mit einem nicht-gelatiniertcn Stärkeester einer substituierten Dicarbonsäure der allgemeinen Formel
DE2800202A 1977-01-24 1978-01-03 Kaugummimasse Expired DE2800202C2 (de)

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DE2800202A Expired DE2800202C2 (de) 1977-01-24 1978-01-03 Kaugummimasse

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