DE3008668C2

DE3008668C2 - Verfahren zum Süßen von Lebensmitteln

Info

Publication number: DE3008668C2
Application number: DE3008668A
Authority: DE
Inventors: Shigetaka Ikoma Nara Okada; Kaname Okayama Sugimoto; Shigeharu Osaka Yoshikawa
Original assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
Current assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
Priority date: 1979-03-06
Filing date: 1980-03-06
Publication date: 1985-01-03
Also published as: JPS55118369A; CA1141226A; FR2450876A1; FR2450876B1; DE3008668A1; JPS5758905B2; GB2046757B; GB2046757A

Description

und nachfolgender Aufarbeitung zu einem Sirup oder zu einem Pulver erhalten worden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Aldosylfructosid-Gehalt der Lebensmittel und Getränke auf mindestens 1 % einstellt (bezogen auf den trockenen Feststoff).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aldosylfructoside, Ar«.binosylfructosid, Xylosylfructosid, Mannosylfructosid, Galactosylfructosid, Maltosylfructosid. Isomaltosylfructosid.

Lactosylfructosid, Cellobiosylfructosid oder Maltotriosylfructosid verwendet

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Lebensmitteln und Getränken zusätzlich zum Aldosylfructosid einen weiteren Süßstoff aus der durch Saccharose, Glucose, Maltose, Maissyrup, isomerisierten Zucker, Honig, Ahornzucker, Sorbit, Maltit, Lactit, Dihydrochalkon, L-Aspartyl-L-phenylalaninmethylester, Saccharin, Glycin, Alanin, Glycyrrhizin und Steviosid gebildeten

Gruppe zusetzt. _t(

Saccharose, ein typischer Süßstoff mit ausreichender Süße und Masse, wird in großen Mengen bei der Herstellung von Lebensmitteln und Getränken verbraucht. In letzter Zeit wurde gezeigt, daß gesüßte Lebensmittel und Getränke, insbesondere jene, die mit Saccharose gesüßt sind, sehr oft Zahnkaries verursachen. jjj-Zahnkaries wird im allgemeinen folgendermaßen verursacht: Die aufgenommene Saccharose wird durch Mund- SS Lakterien in wasserunlösliche Glucane, wie zum Beispiel Dextran, umgewandelt, die auf der Zahnoberfläche in f

Schichten haften, der aufgenommene Zucker dringt durch die Schichten und erreicht die Zahnoberfläche, wo er anaerobisch zu organischen Säuren fermentiert wird, und die Säuren greifen den Zahnschmelz an. Da Saccharose ein Hauptfaktor bei der Verursachung von Zahnkaries ist, setzte man auf die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von Lebensmitteln und Getränken unter Verwendung von wenig-kariogenen Zuckern bzw. Zuckern, die kaum Karies erzeugen, große Hoffnungen.

Es wurden Methoden zur Herstellung von wenig-kariogenen Lebensmitteln und Getränken untersucht. Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß in bestimmter Weise hergestellte Aldosylfructoside eine geeignete Süße und wenig-kariogene und/oder karieshemmende Eigenschaften aufweisen, so daß sich diese Aldosylfructoside als bevorzugte Süßstoffe zur Herstellung von gesüBten wenig-kariogenen Lebensmitteln und Getränken empfehlen.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Süßen von Lebensmitteln und Getränken, das dadurch gekennzeichnet ist. daß man ihnen ein Aldosylfructosid zusetzt, das durch Umsetzung

a) einer wäßrigen Substratlösung, die

a ι) als Donor für den Fructoserest Saccharose und/oder Raffinose und

a?) als Akzeptor für den Fructoserest ein oder mehrere Verbindungen der Gruppe D-Xylose, L-Arabinose, D-Galactose, D-Mannose, Xylobiose, Cellobiose, Maltose, Isomaltose, Lactose, Kojibiose, Laminaribiose, Nigerose, Xylotriose, Cellotriose, Maltotriose, Isomaltotriose, Panose und Isopanose oder partielle Hydrolysate, die aus Stärke, Dextran, Pullulan, Curdian, Pachyman, Elsinan, Glucomannan, Cellulose oder Xylan erhalten worden sind, enthält, mit
b) Levansucrase (E.C. 2.4.1.10)

und nachfolgender Aufarbeitung zu einem Sirup oder zu einem Pulver erhalten worden ist.
Die vorgenannten partiellen Hydrolysate haben vorzugsweise einen D.E.-Wert von 10 bis 70.
Levansucrase (E.C. 2.4.1.10), die man erfindungsgemäß verwendet, ist jene, die nichtreduzierende Aldosylfruc-

bo toside bildet, wenn man sie mit der genannten Substratlösung mit einem Gehalt an Aldose und Saccharose und/oder Raffinose reagieren läßt und die Fruciosylreste von Saccharose und/oder Räffinöse auf die reduzierenden Ci-Stellen der Aldosen überträgt. Beispielsweise ist Levansucrase aus Actionomyces viscosus, Aerobacter levanicum. Acetobacter suboxydans. Bacillus licheniformis. Bacillus subtilis, Gluconobacter oxydans. Streptococcus mutans. Streptococcus salivalius und anderen Mikroorganismen vorteilhaft erfindungsgemäß verwendbar.

b3 Um die Levansucrase aus den Mikroorganismen herzustellen, wendet man im allgemeinen eine Unterwasserkultur bzw. eine unter Wasser gedeihende Kultur an. Die Kulturbrühe kann man ohne Vorbehandlung verwenden, aber man verwendet ihre überstehende Flüssigkeit bzw. ihr Filtrat im allgemeinen, nachdem man wasserunlösliche Substanzen durch Zentrifugieren oder Filtrieren entfernt hai. In einigen Fallen kann man die Mikroben

bzw. die Mikroorganismen sowohl intakt als Enzymzubereitung ohne Extraktion als auch Levansucrase verwenden, die man aus den Zellen auf übliche Weise extrahiert hat. Die derart erhaltene Levansucrase reinigt man gegebenenfalls weiter auf übliche Weise. Ferner sind immobilisierte Levansucrasen auch bei kontinuierlicher oder chargenweiser Arbeitsweise verwendbar.

Bei der Herstellung von Aldosylfructosid gibt man zu einer Subtratlösung mit einem Gehalt an Aldose und Saccharose und/oder Raffinose Levansucrase zu und bewirkt die enzymatische Transfructosylierungsreaktion. In diesem Fall kann man eine beliebige Reaktionstemperatur und einen beliebigen pH-Wert anwenden, sofern die Levansucrase auf das Substrat einwirkt und das entsprechende Aldosylfructosid erzeugt; im allgemeinen sind ein pH-Bereich von 3 bis 10 und ein Temperaturbereich von etwa 20 bis 8O⁰C bevorzugt Das Molverhältnis vtn Akzeptor für den Fructoserest zu Saccharose und/oder Raffinose liegt im Bereich von 1 :50 bis 50 :1. Levansuerase verwendet man im Bereich von etwa 0,01 bis 1000 Einheiten/g (bezogen auf die Saccharose und/oder Raffinose), die durch die nachstehende Untersuchungsmethode definiert sind, und die Reaktion führt man im allgemeinen ca. 0,1 bis 100 h lang durch.

Bei der Untersuchung der Levansucrase-Aktivität inkubiert man 2 ml einer Reaktionsmischung mit einem Gehalt an 10% (Gewicht/-Volumen) Saccharose, 50 mM (50 ir Mol/l) Phosphatpufferlösung mit einem pH-Wert von 7,0 und Levansucrase bei 30⁰C 30 min lang. Die Reaktionsmischung erwärmt man danach, inaktiviert das Enzym und bestimmt die Menge der freigesetzten Glucose mit Hilfe der Glucoseoxidase-Methode. 1 Einheit von Levansucrase-Aktivität wird als die Enzymmenge definiert, die 1 μΜοΙ Glucose/min unter den genannten Bedingungen erzeugt

Die Reaktionrnischung mit einem Gehalt an Aldosylfructosid kann man gegebenenfalls weiter mit anderen Enzymen behandln, wie zum Beispiel Glucoseisomerase, die die Glucose, die in der Reaktionsmischung freigesetzt wurde, zu Fructose isomerisiert und die Süße des Produktes steigert.

Die Transfructosylierungsreaktion stellt man im aligemeinen durch Erwärmen ein, und man filtriert die Reaktionsmischung. Das Filtrat entfärbt man mit Aktivkohle und entionisiert es mit Ionenaustauschern, zum Beispiel jenen der Η-Form und rier OH-Form. Die gereinigte Lösung mit einem Gehalt an Aldosylfructosid engt man zu einem Sirup ein, oder trocknet und pulverisiert sie zu einem Pulver zur Verwendung in der Herstellung von Lebensmitteln und Getränken. Gegebenenfalls kann man das erzeugte Aldosj'iructosid aus der Reaktionsmischung oder der gereinigten Lösung isolieren.

Beim Einengen, Trocknen und Pulverisieren kann man verschiedene übliche Methoden erfindungsgemäß anwenden, zum Beispiel Evaporieren und Trocknen unter vermindertem Druck und Sprühtrocknen.

Die Süße des Süßstoffes mit einem Gehalt an dem so erhaltenen Aldosylfructosid ist gleich oder geringfügig stärker als jene der Substratlösung und viel milder in bezug auf den trockenen Feststoff. Ferner weist die erfindungsgemäße Zuckern.ischung mit einem Gehalt an Aldosylfructosid den Vorteil auf, daß sie keine Kristallisierung bewirkt, unabhängig dp.von, wie hoch die Konzentration ist und wie lange die Lagerzeit ist. obwohl bei ihrer Zusammensetzung die Substratosung für eine Kristallisation stark anfällig ist. Ferner weist die Zuckermischung eine ausreichende Viskosität und ein ausreichendes Feuchtigkeitsspeichervermögen auf, welche Eigenschaften man sowohl dazu verwenden kann, ausreichende Viskosität. Feuchtigkeitsspeichervermögen, Glanz und Masse Nahrungsmitteln und Getränken zu verleihen und ihre Beschaffenheit zu verbessern, als auch sie zu süßen.

Zum Süßen von Lebensmitteln und Getränken kann man die Süßstoffe mit einem Gehalt an Aldosylfructosid allein oder gegebenenfalls in Kombination mit oder vermischt mit anderen Süßstoffen verwenden, wie zum Beispiel Saccharose, Glucose. Maltose, Mais- bzw. Kornsirup, isomerisiertem Zucker. Honig. Ahornzucker. Sorbit, Maltitol bzw. Maltit bzw. Maltosit, Lactitol bzw. Lactit bzw. Lactosit, Dihydrochalkon. L-Aspartyl-L-phenylalaninmethylester. Saccharin, Glycin, Alanin, Glycyrrhizin und Steviosid, Füllmitteln, wie z. B. Stärke, Dextrin und Lactose, Farbstoffen, Geschmacksstoffen und Würzstoffen.

Insbesondere unterscheiden sich die Süßstoffe mit einem Gehalt an Aldosylfructosid von Saccharose, und man kann sie vorteilhaft als Haupt- oder Nebenbestandteil zur Herstellung von Nahrungsmitteln und Getränken auf Grund ihrer wenig-kariogenen und/oder karieshemmenden Eigenschaften verwenden. Weil ferner die Süßstoffe mit einem Gehalt an Aldosylfructosid mit verschiedenen sauer, salzig, köstlidi, adstringierend oder bitter schmeckenden Stoffen verträglich sind, kann man sie zum Süßen von Lebensmitteln und Getränken im allgemeinen oder von Delikatessen verwenden und ihren Geschmack verbessern: beispielsweise zusammen mit verschiedenen Würzstoffen, zum Beispiel für Soja, Pulversoja, Mayonnaise, Salatsoßen, Gewürzessig. Soßen. Ketchup und Currysoßen, Süßwaren im japanischen Stil; Süßwaren im westlichen Stil, wie zum Beispiel Brote, weiche Brötchen bzw. Kekse, Cracker, Torten, Pasteten, Pudding, Buttercremen. Plätzchen, Eiercremen bzw. Vanillesoßen, Waffeln, Bisquitkuchen, Hefegebäck bzw. Krapfen, Schokoladen, Kaugummi, Karamelbonbons bzw. Bonbons und Konfekt; Eiscreme und Sorbett bzw. Brauselimonade; Sirupe; Breie bzw. Pasten, wie zum Beispiel Mehlpasten, Erdnußpasten und Fruchtpasten; eingemachte Früchte und Gemüse, wie zum Beispiel Marmeladen. Orangenmarmelade und Konserven; Pickles und Pickleprodukte. Fleischprodukte, wie zum Beispiel Schinken und Würste; Fischprodukte, wie zum Beispiel Schinken und Würste auf Fischbasis; verschiedene Delikatessen: tägliche Gerichte-, in Flaschen oder Gläser abgefüllte Lebensmittel, zum Beispiel solche aus Fischen. Fleisch, μ Früchten oder Gemüsen: eingedöste Lebensmittel: Spirituosen, wie 2um Beispiel japanischer Sake. Weine. Whisky, Weinbrand bzw. Cognac und Alkoholgetränke; Getränke, wie zum Beispiel Kaffee. Kakao. Säfte. Kohlensäuregetränke. Milchsäuregetränke, und jene, die milchsäureproduzierende Mikroorganismen enthalten: und übliche Lebensmittel, wie zum Beispiel Pudding. Kuchen, Säfte und Kaffee.

Man kann eine beliebige Methode anwenden, sofern man dabei Aldosylfructosid in Lebensmittel und Geträn- t>-j ke in den Stufen vor der Endverarbeitung zumischt, wie z. B. durch Mischen, Kneten. Durchtränken. Bestäuben. Aufbringen oder Einspritzen. Einen Aldosylfructosidgehali von etwa 1% oder mehr (bezogen auf die Lebensmittel und Getränke d.s.b. (auf Basis des tnu-kencn Feststoffs)) benötigt man, wenn man nur eine Hemmung der

Kariogenität wünscht

Nachstehend wird die Erfindung durch Herstellungsbeispiele, Versuche und Beispiele veranschaulicht, wobei das eigentliche erfindungsgemäße Verfahren in den Beispielen 7 bis 13 erläutert ist.

Herstellungsbeispiel 1

Levansucrase aus Bacillus subtilis

601 eines flüssigen Mediums mit einem Gehalt an 3% (Gewicht/Volumen) entfetteten Sojabohnen, 2%

ίο (Gewicht/Volumen) Glucose, 4% (Gewicht/Volumen) Saccharose, 0,6% (Gewicht/Volumen) (NH₄J₂HPO₄, 0,03% (Gewicht/Volumen) MgSO₄ · 7 H₂O, 0,02% (Gewicht/Volumen) KCl, 0,02% (Gewicht/Volumen) Calciumacetat, 0,001% (Gewicht/Volumen) MnSO₄ · 4 H₂O und Wasser stellte man auf einen pH-Wert von 7,0 ein, sterilisierte es bei 120°C 20 min lang, impfte es mit Bacillus subtilis ATCC 6051 nach dem Abkühlen und kultivierte bei 37°C 3d lang unter Rühren unter aeroben Bedingungen. Nach Beendigung der Kultivierung zentrifugierte man die Kulturbrühe und erhielt eine überstehende Flüssigkeit. Danach gab man zu der überstehenden Flüssigkeit ein gleiches Volumen kaltes Äthanol, zentrifugierte den gebildeten Niederschlag ab, sammelte ihn und löste ihn in einer 20 mM (20 mMol/1) Acetatpufferlösung mit einem Gehalt an 1 mM (1 mMol/1) Calciumchlorid mit einem pH-Wert von 5,0 und dialysierte gegen eine frische Pufferlösung der gleichen Zusammensetzung über Nacht Das Ergebnis zentrifugierte man, und man brachte die erhaltene überstehende Flüssigkeit auf eine mit DEAE-CelluloseiO-iDiethylaminoethylJ-celluIosf;* gepackte Säule, adsorbierte die Levansucrase und wusch die Säule mit einer frischen Pufferlösung der gleichen Zusammensetzung. Dav idsorbierte Enzym eluierte man mit einer frischen Pufferlösung der gleichen Zusammensetzung mit der Ausnahme- daß sie zusätzlich 1 M (1 Mol/l) NaCl enthielt Das kiuat sättigte man auf eine Sättigung von 90% mit Ammoniumsulfat, zentrifugierte den gebildeten Niederschlag ab, sammelte ihn und löste ihn in 500 ml der selben Pufferlösung. Die Levansucrase-Aktivität der Lösung betrug etwa 120 Einheiten/ml.

Herstellungsbeispiel 2
Levansucrase aus Aerobacter levanicum

501 eines flüssigen Mediums mit einem Gehalt an 0,2% (Gewicht/Volumen) Pepton, 1 % (Gewicht/Volumen) Saccharose, 0,7% (Gewicht/Volumen) KiHPO₄, 03% (Gewicht/Volumen) KH₂PO₄, 0,05% (Gewicht/Volumen) MgSO₄ ■ 7 H₂0,0,05% (Gewicht/Volumen) KCl, 0,001% (GeWiChIAfOlUmCn)FeSO₄ · 7 H₂O und Wasser sterilisierte man bei 120° C 20 min lang, impfte mit Aerobacter levanicum ATCC 15 552 und kultivierte die Mischung bei 30°C 3d lang unter Rühren unter aeroben Bedingungen. Die Kulturbrühe behandelte man gleich wie in Herstellungsbeispiel 1 und erhielt 600 ml Levansucraselösung. Die Aktivität der Lösung betrug etwa 150 Einheiten/ml.

Herstellungsbeispiel 3

Herstellung von Aldosylfructosid

Zu einer Substratlösung mit einem pH-Wert von 6,0 mit einem Gehalt an 0,1 M (0,1 Mol/l) Saccharose als

Donor und 0,5 M (0,5 Mol/i) Verbindung aus der aus L-Arabinose, D-Xylose, D-Mannose, D-Galactose, Maltose, Isomaltose, Lactose, Cellobiose und Maltotriose bestehenden Gruppe gab man eine Levansucrase (2 Einheiten/ g, Saccharose), die man gemäß der Methode von Herstellungsbeispiel 1 hergestellt hatte, inkubiert die erhaltene Lösung bei 40°C 44 h lang und bewirkte die enzymatische Transf ructosylierungsreaktion.

Die Analyse der Reaktionsmischung gemäß der Methode der Oligosaccharidkarte, die in »The Journal of Biological Chemistry«, Bd. 241, S. 4146 bis 4151 (1966) (J. H. Pazur und S. Okada) beschrieben ist, zeigte in jedem so Fall die Übertragung des Fructoserestes der Saccharose auf den reduzierenden Rest der Akzeptor-Aldose und die Bildung des entsprechenden nicht reduzierenden Aldosylfructosides; Arabinosylfructosides, Xyiosylfructosides, Mannosylfructorides, Galactosylfructosides, Maltosylfructosides, Isomaltosylfructosides, Lactosylfructosides, Zellobiosylfructosides bzw. Maltotriosylfructosides.

Die Isolierung der Aldosylfructoside aus den Reaktion.miadijngen führte man auf übliche Weise mit einer mit Aktivkohle gepackten Säule durch: Durchleiten der Reaktionsmischung durch die Säule und Adsorbieren aller Zucker, Eluieren und Fraktionieren der adsorbierten Zucker mit wässerigem Alkohol mit einem Konzentrationsgradienten und danach Einengen und Trocknen des Eluates mit einem Gehalt an Aldosylfructosid zu Pulver. Die Hydrolyse der Aldosyliructoside durch eine technische bzw. im Handel erhältliche Hefe-beta-fructofuranosidase (E.C3.2.1.26) zeigte, daß das gesamte Aldosylfructosid zu Fructose und der Ausgangsaldose hydrolysiert wurde. Dadurch wurde gezeigt, daß die erfindungsgemäßen Aldosylfructoside Aldosyl-beta-fructofuranoside sind. Die Ausbeute der jeweiligen Aldosylfructoside hoher Reinheit betrug etwa 15% auf molarer Basis der eingesetzten Aldosen. Die Aldosylfructoside waren mittelsüß.

Wenig-kariogene und karieshemmende Eigenschaften von Aldosylfructosid:

In den nachstehenden Versuchen mit den Aldosylfructosiden, die man gemäß Herstellungsbeispiel 3 hergestellt hatte, bestimmte man die Bildung von Milchsäure und wasserunlöslic'iem Glucan durch ein Mundbakteri-

Versuch I
Bildung von Milchsäure

Gleiche Anteile von je 1,8 ml einer Mischung mit einem Gehalt an 0,! M (0.1 Mol/l) Phosphatpufferlösung mit s einem pH-Wert von 6,8,5 mM (5 mMol/l) MgCI j und einer Zellsuspension von Streptococcus mutans 6715 (etwa 2,5 mg d.s.b.) schüttelte man bei 35"C 5 min lang und startete die Reaktion durch Zugabe von 0.2 ml einer 0,1 M (0,1 Mol/l) wässerigen Aldosylfructosidlösung zu den gleichen Anteilen der Mischung; 20 min später stoppte man die Reaktion durch Zugabe von 0,2 ml einer Metaphosphorsäurelösung (25% Gewicht/Volumen). Danach zentrifugierte man die gleichen Anteile der Reaktionsmischung und untersuchte die Mengen an Milchsäure, die sich in den überstehenden Flüssigkeiten gebildet hatten, gemäß der Lactatdehydrogenase-Methode. Ein Vergleichsversuch wurde auf gleiche Weise mit der Ausnahme durchgeführt, daU man das Aldosylfructosid durch Saccharose ersetzte. Die Ergebnisse sind in der Tabelle gezeigt, worin die Mengen an gebildeter Milchsäure in Prozentanteilen bezogen auf den Vergleichsversuch ausgedrückt sind.

Versuch 2

Bildung von wasserunlöslichem Glucan

Ein im Handel erhältliches Herzinfusionsmedium mit einem Gehalt an Rinderherzextrakt, Fepton und NaCi löste man und erhielt eine Konzentration von etwa 23% (Gewieht/Voiumen); man gab die jeweiligen Aldosylfructoside zu, die man gemäß der Methode von Herstellungsbeispiel 3 hergestellt hatte, und erzielte Aldosylfructosidkonzentrationen von etwa 2% (Gewicht/Volumen). Streptococcus mutans 6715 impfte man in 4 ml der genannten Mischungen ein und inkubierte die erhaltenen Mischungen bei 37° C 16 h lang. Nach der Kultivierung zentrifugierte man die Kulturen ab. Zu den gebildeten Niederschlägen gab man jeweils 4 ml 0,5 η NaOH und inkubierte bei 37°C weitere 1 h lang und löste das wasserunlösliche Glucan. Die erhaltenen Mischungen zentrifugierte man wieder und untersuchte die Mengen an wasserunlöslichem Glucan, das sich in den Oberstehenden Flüssigkeiten gebildet hatte, durch die Phenol/Schwefelsäure-Methode. Einen Vergleichsversuch führte man auf gleiche Weise mit der Ausnahme durch, daß man das Aldosylfructosid durch Saccharose ersetzte. Die Ergebnisse sind in der Tabelle gezeigt, worin die Mengen an gebildetem wasserunlöslichem Glucan in Prozentanteilen bezogen auf den Vergleichsversuch ausgedrückt sind.

Versuch 3
Hemmung des pH-Abfalls und Bildung von wasserunlöslichem Glucan aus Saccharose

Streptcoccus mutans 6715 inkubierte man auf gleiche Weise wie in Versuch 2 bei 37° C 16 h lang in einem Medium, worin man 80% der Aldosylfructoside durch Saccharose ersetzt hatte. Das pH-Niveau der Mischungen zeichnete man mit einem pH-Meßgerät auf und untersuchte die Mengen des gebildeten wasserunlöslichen Glucans auf gleiche Weise wie in Versuch 2. Einen Vergleichsversuch führte man auf gleiche Weise mit der Ausnahme durch, daß man Saccharose in einer Menge von 2% (Gewicht/Volumen) verwendete und die Aldosylfructoside wegließ. Die Ergebnisse sind in der Tabelle gezeigt, worin die Mengen an gebildetem wasserunlöslichen Glucan in Prozentanteilen bezogen auf den Vergleichsversuch ausgedrückt sind.

Wie sich aus den Ergebnissen in der Tabelle ergibt, zeigen die Versuche 1 und 2, daß Aldosylfructoside zu einer viel geringeren Bildung von Milchsäure und wasserunlöslichem Glucan als beim Vergleichsversuch führten, und die Ergebnisse von Versuch 3 zeigten, daß die Verwendung von Aldosylfructosid zu einer extremen Hemmung der Bildung von wasserunlöslichem Glucan und einer extremen Hemmung des pH-Abfalls von Saccharose führten. Aus den genannten Ergebnissen kann man schließen, daß Aldosylfructoside als wenig-karieserzeugende und/oder karieshemmende Süßstoffe geeignet sind.

Aldosylfructosid	Versuch:	2	3	pH
	I	wasserunlösliches	wasserunlösliches
	Milchsäure	Glucan	Glucan
	(%)	100	100
Saccharose (Vergleich)	100	3,3	23,6	4.1
Arabinosylfructosid	2,3	2.1	16,8	5.2
Xylosylfructosid	13	12.4	36,0	5,4
Mannosylfructosid	10,2	15,7	38,1	5,0
Galactosylfructosid	13,6	8,2	33,7	5,2
Maltosylfructosid	4,5	3,2	16,4	5,5
Isomaltosylfructosid	1,8	7,7	44,2	6,0
Lactosylfructosid	3,6	8,9	22.5	6,2
Cellobiosylfructosid	1.2	10,4	40,4	6,1
Maltotriosylfructosid	2.6		5,6

υο υυο

Beispiel I
Süßstoff

Zu einer Lösung, die man durch Auflösen von 3 kg Saccharose und I kg Xylose in 101 Wasser hergestellt hatte, gab man Levansucrase (5 Einheitcn/g Saccharose), die man gemäß der Methode von Herstellungsbeispiel 1 hergestellt hatte, inkubierte bei 40⁰C und einem pH-Wert von 6,0 16 h lang und bewirkte die enzymatische Transfructosilierungsreaktion. Danach inaktivierte man das Enzym durch Erwärmen und filtrierte die Reaktiommischung. Das Filtrat entfärbte man mit Aktivkohle und entionisierte man mit Ionenaustauschern der

ίο Η-Form und der OH-Form gemäß den üblichen Methoden, engte ein und erhielt einen Sirup mit einem Wassergehalt von etwa 20 Gew.-°/o, einer relativ niederen Viskosität und hohen Süße. Die Ausbeute an Sirup-Süßstoff betrug etwa 95% bezogen auf das Trockengewicht der Zuckerausgangsstoffe.

Weil der Sirup mit einem Xyloxylfructosidgehalt von etwa 30 Gew.-% (bezogen auf das Trockengewicht) extrem das Auftreten von Zahnkaries hemmte, wenn man ihn allein und auch in Mischungen mit Saccharose verwendete, war er ein überlegener, wenig-kariogener und/oder karieshemmender Süßstoff.

Beispiel 2
Süßstoff

Zu einer Lösung, die man durch Auflösen von 40 kg Saccharose und 20 kg Maltose in 100 I Wasser hergestellt hatte, gab man eine Levansucrase (2 Einheiten/g Saccharose), die man gemäß der Methode von Herstellungsbeispiel I hergestellt hatte, und inkubierte bei 40⁰C und einem pH-Wert von 6,0 44 h lang und bewirkte die Reaktion. Die Reaktionsmischung reinigte man und engte sie auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 ein, und man erhielt einen Wassergehalt von etwa 30 Gew.-%; danach Sprühtrocknete man zu einem weißen Pulver mit einer relativ hohen Süße. Die Ausbeute betrug 90% bezogen auf die Zuckeraufgangsstoffe d.s.b.

Der Süßstoff mit einem Maltosylfructosidgehalt von etwa 30% d.s.b„ war als wenig kariogener Süßstoff verwendbar.

Beispiel 3

Süßstoff

Zu einer Lösung, die man durch Auflösen von 1 kg Saccharose und 5 kg eines starken Maltosesirups mit einem Wassergehalt von 25 Gew.-% und einem D.E.-Wert von etwa 60 in 7 1 Wasser hergestellt hatte, gab man Levansucrase (10 Einheiten/g Saccharose), die man gemäß der Methode von Herstellungsbeispiel 2 hergestellt hatte, inkubierte bei 35°C und einem pH-Wert von 5.5 14 h lang und bewirkte die enzymatische Reaktion.

einen Sirup mit einer relativ hohen Süße und einem Wassergehalt von etwa 20 Gew.-%. Die Ausbeute betrug etwa 93% bezogen auf das Trockengewicht der Zuckerausgangsstoffe.

Der Sirup, mit einem Gehalt von etwa 10% Aldosylfructosiden mit Ausnahme von Saccharose, war als wenig-kariogener Süßstoff und zum Verleihen eines geeigneten Feuchtigkeitsspeichervermögens und eines Glanzes für Lebensmittel und Getränke geeignet.

B e i s ρ i e 1 4

Süßstoff

Zu einer Lösung, die man durch Auflösen von 1 kg Saccharose und 2 kg eines partiell hydrolysieren Dextranpulvers mit einem D.E-Wert von etwa 30 in 4 I Wasser hergestellt hatte, gab man Levansucrase (2 Einheiten/g Saccharose), die nan gemäß der Methode von Herstellungsbeispiel 2 hergestellt hatte, inkubierte bei 35° C und einem pH-Wert von 5,5 40 h lang und bewirkte die enzymati.^cche Reaktion. Die Reaktionsmischung reinigte man und engte sie auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 ein und erhielt einen sirupartigen Süßstoff mit einem Wassergehalt von etwa 20 Gew.-% und einer mäßigen Süße. Die Ausbeute betrug etwa 96% bezogen auf das Trockengewicht der Ausgangsstoffe.

Weil der Sirup mit einem Gehalt an Aldosyifructosiden mit Ausnahme von Saccharose von etwa 25% (bezogen auf das Trockengewicht) extrem das Auftreten von Zahnkaries hemmte, wenn man ihn allein oder in Mischungen mit Saccharose verwendete, war er ein ausgezeichneter wenig-kariogener und/oder karieshemmender Süßstoff. Ferner war der Süßstoff dazu geeignet, eine geeignete Süße, ein geeignetes Feuchtigkeitsspeichervermögen und einen geeigneten Glanz Lebensmitteln und Getränken zu verleihen.

Beispiel 5
Süßstoff

Man stellte eine Lösung durch Auflösen von 50 kg Saccharose und 10 kg Lactose in 70 I Wasser her. Zu der Lösung gab man Levansucrase (1 Einheit/g Saccharose), die man gemäß der Methode von HersteHungsbeispiel 2 hergestellt hatte, inkubierte bei 40° C und einem pH-Wert von 6,0 40 h lang, bewirkte die enzymatische Reaktion,

inkubierte danach bei 60°C weitere 5 h nach der Zugabe einer handelsüblichen Glucoseisomerase (20 Einheiten/g Saccharose). Die Reaktionsmischung reinigte man und engte sie ein τ/ie in Beispiel 2 beschrieben ist; danach sprühtrocknete man sie und erhielt ein Süßstoffpulver mit einer relativ hohen Süße. Die Ausbeute betrug etwa 92% bezogen auf das Trockengewicht der Ausgangszucker.

Das Pulverprodukt mit einem Gehalt von etwa 20% Lactosylfructosid (bezogen auf das Trockengewicht) war ί als wenig kariogener Süßstoff geeignet.

Beispiele

Süßstoff ν ίο

Zu einer Lösung, die man durch Auflösen von 2 kg Raffinose und 1 kg eines Maltodextrinpulvers mit einem D.E.-Wert von etwa 20 in 4 I Wasser hergestellt hatte, gab man Levansucrase (3 Einheiten/g Raffinose), die man gemäß der Methode von Herstellungsbeispiel I hergestellt hatte, inkubierte bei 4O⁰C und einem pH-Wert von 6,0 20 h lang und bewirkte die enzymatische Reaktion. Danach reinigte man die Reaktionsmischung und engte sie auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 ein und erhielt einen sirupartigen Süßstoff mit einer niederen Süße, einer hohen Viskosität und einem Wassergehalt von etwa 20 Gew.-%. Die Ausbeute betrug etwa 94%. bezogen auf das Trockengewicht der Ausgangsstoffe.

Der so erhaltene Sirup mit einem Gehalt an Aldosylfructosiden mit Ausnahme von Raffinose von etwa 25% (bezogen auf das Trockengewicht) war als wenig kariogener Süßstoff geeignet, und man konnte ihn dazu verwenden, eine geeignete Viskosität, ein geeignetes Feuchtigkeitsspeichervermögen und einen geeigneten Glanz Lebensmitteln einschließlich von Getränken zu verleihen.

B e i s ρ i e I e 7 — 13

Eigentliches erfindungsgemäßes Verfahren
B e i s ρ i e I 7

Süßstoff

Eine sirupartige Süßstoffmischung stellt man dadurch her, daß man 250 g eines Süßstoffpulvers, das man gemäß der Methode von Beispiel 2 hergestellt hatte, in 1 kg eines Sirups von hydrierter Maltose mit einem Wassergehalt von etwa 25 Gew.-% löste.

Die Mischung hatte die gleiche Süße wie Saccharose und war daher obwohl als Diätsüßstoff für Diabetiker und Fettleibige als auch als wenig-kariogener Süßstoff geeignet. Ferner zeigte der Süßstoff den Vorteil, daß man Nahrungsmittel mit einem viel geringeren Bräunen herstellen konnte, wenn man den Süßstoff verwendete, weil er das Erwärmen vertrug und daher viei weniger dazu neigte, Nahrungsmittel zu färben. Ferner war der Süßstoff auch dazu geeignet, ein ausreichendes Feuchtigkeitsspeichervermögen und einen geeigneten Glanz Lebensmitteln einschließlich von Getränken zu verleihen.

Beispiel 8

Harte Süßigkeiten, bzw. harte Bonbons

10 kg eines Sirups, den man gemäß der Methode von Beispiel 7 hergestellt hatte, erwärmte man und evaporierte man unter vermindertem Druck zu einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 2 Gew.-%, mischte dazu 100 g Zitronensäure, geringe Mengen eines Zitronengeschmacksstoffs und einen Farbstoff und formte ihn zu harten Bonbons auf übliche Weise.
Die harten Bonbons waren wenig kariogen.

Beispiel 9

Kaugummi

2 kg einer Gummibasis erwärmte man und erweichte man, mischte 7 kg eines pulverartigen Süßstoffes, den man gemäß der Methode von Beispiel 5 hergestellt hatte, geringe Mengen von Pfefferminzgeschmaekstoff und Farbstoff dazu. Danach knetete man die Mischung mit einer Walze und formte sie zu Kaugummi auf übliche Weise.
Der Kaugummi wies einen guten Geschmack und eine gute Beschaffenheit und eine geringe Kariogenität auf. ω

Beispiel 10
Schokolade

40 kg Kakaopaste, i0 kg Kakaobutter, 15 kg eines Süßstoffpuivers, das man gemäß der Methode von Beispiel 2 hergestellt hatte, 20 kg Vollmilch mischte ma» und führte sie danach durch einen Raffineur zur Verminderung der festen Teilchen. Danach gab man zur Mischung 500 g Lecithin und knetete bei 50⁰C 2 d in einer Konchc Die

erhaltene Mischung formte man und verfestigte man auf übliche Weise.

Die so erhaltene wenig-kariogene Schokolade war weniger anfällig für Ausblühungen von Fett und Zucker und ferner sehr schmackhaft und gaumenfreundlich.

Be i s pie 1 11

Milchsäuregetränk

10 g Magermilch pasteurisierte man durch Erwärmen bei 80⁰C 20 min lang und kühlte auf 40⁰C ab. Zu der ίο Milch gab man danach 300 g »Naturait«, eines handelsüblichen Starters und fermentierte bei einer Temperatur von etwa 35 bis 37°C 10 h lang. Die erhaltene Mischung homogenisierte man, gab 7 kg eines Sirups zu, den man gemäß der Methode von Beispiel 3 hergestellt hatte, und pasteurisierte durch Erwärmen bei einer Temperatur von ca. 60 bis 65°C, während man die Zersetzung des Aldosylfructosidgehaltes unterdrückte. Die Mischung mischte man mit einer geringen Menge an Geschmacksstoff und füllte sie nach dem Abkühlen in Flaschen ab.
Das Ge'ränk war als wenig-kariogenes Getränk geeignet, und seine Süße und sein Geschmack waren mit seinem sauren Geschmack verträglich.

Beispiel 12
Tsukudani (japanische Nahrungsmitteikonserve, eingekocht in Soja)

Nach uem Entfernen von Sand aus 250 g Tang, behandelte man den Tang mit einer Säure, schnitt ihn in kleine

Quadrate auf übliche Weise und tränkte ihn mit einer Lösung, die 212 ml Soja, 318 ml Aminosäurelösung und 100 g eines Sirups enthielt, den man gemäß der Methode von Beispiel 4 hergestellt hatte. Zu der Mischung gab man ferner 12 g Natriumglutamat, 8 g Karamel und 21 ml Mirin (süßen Sake), während die Mischung kochte.

Danach kochte man die Mischung ein und erhielt Tsukudani.

Das Produkt war ein appetitanregendes und ansprechendes Tsukidani sowohl in Farbe und Glanz als auch im Geschmack.

B e i s ρ i e 1 13

eingelegte Schalotten

5 kg frische Schalotten tränkte man mit 2,5 I einer Salzlösung von 20% (Gewicht/Volumen) 3 Wochen lang auf übliche Weise und zog die Lösung ab. Die gesalzenen Schalotten legte man einen Monat in einer essigsauren Lösung mit einem Gehalt von 80 g Natriumchlorid, 80 ml Eisessig und 2,01 Wasser ein. Die so erhaltenen eingelegten Schalotten legte man danach in eine frische Picklelösung mit einem Gehalt an 800 ml Essig, 200 ml lA.r.r. f>i»Cii.„;n,;j in»,„i„_mDf„((„,M„,i ι m ™ .m„ c,-,n,in[fo, J_1n m._{n M}msn j», u.iuj» „_A. D„;..;„i c

erhalten hatte, weitere 10 Tage ein und erhielt schmackhafte eingelegte Schalotten.

Die Verwertung der Erfindung kann durch gesetzliche Bestimmungen, insbesondre durch das Lebensmittelgesetz, beschränkt sein.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Süßen von Lebensmitteln und Getränken, dadurch gekennzeichnet, daß man ihnen ein Aldosylfructosid zusetzt, das durch Umsetzung

a) einer wäßrigen Substratlösung, die

ai) als Donor für den Fructoserest Saccharose und/oder Raffinose und

a₃) als Akzeptor für den Fructoserest ein oder mehrere Verbindungen der Gruppe D-Xylose, L-Arabi-

nose, D-Galactose, D-Mannose, Xylobiose, Cellobiose. Maltose, Isomaltose, Lactose, Kojibiose, ίο Laminaribiose, Nigerose, Xylotriose, Cellotriose, Maltotriose, Isomaltotriose, Panose und Isopan-

ose oder partielle Hydrolysate, die aus Stärke, Dextran, Pullulan, Curdlan, Pachyman, Elsinan, Glucomannan, Cellulose oder Xylan erhalten worden sind, enthält, mit

b) Levansucrase (EC 2.4.1.10)