DE3715919A1

DE3715919A1 - Suessungsmittel, verfahren zur herstellung und verwendung desselben

Info

Publication number: DE3715919A1
Application number: DE19873715919
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr Schwengers
Original assignee: Pfeifer and Langen GmbH and Co KG
Current assignee: Pfeifer and Langen GmbH and Co KG
Priority date: 1987-05-13
Filing date: 1987-05-13
Publication date: 1988-12-01
Also published as: DE3715919C2

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Süßungs mittel für Nahrungs-, Genuß- und Futtermittel in fester oder flüssiger Form. Weiterhin betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung dieses Süßungsmittels und seine Verwendung, insbesondere in gereinigter Form als nicht-kariogenes, für Diabetiker geeignetes, energe tisch nicht voll verwertbares, gut verträgliches Sü ßungsmittel.

Die Zuckeralkohole Sorbit und Isomalt (Substanzgemisch der Zuckeralkohole α-D-Glucopyranosido-1.6-mannit und -sorbit, erhalten durch Reduktion des Disaccharides Isomaltulose) sind für den Diabetiker als Zuckeraus tauschstoff geeignet. Während Sorbit im Magen-Darm-Kanal (Dünndarm) fast vollständig resorbiert wird und somit einen Brennwert von 17 KJ/g wie Saccharose aufweist, ist die Spaltung des Isomalt in ein Gemisch von Glucose und Mannit bzw. Sorbit verlangsamt, so daß der Brenn wert nach G. Siebert nur 8 KJ/g beträgt.

Die Diabetikereignung des Sorbits ist dadurch gegeben, daß der resorbierte Sorbit insulinunabhängig vom Men schen verstoffwechselt wird. Bei Isomalt kommt sie da durch zustande, daß infolge der geringeren Resorption nur ca. 50% der mit der Nahrungsaufnahme vorgegebenen Glucosemenge aus dem Isomalt verstoffwechselt werden muß.

Sorbit hat mithin den Nachteil, denselben Brennwert wie Saccharose zu besitzen. Isomalt weist zwar nur 50% des Brennwertes der Saccharose auf, ist aber bei Verzehr großerer Mengen nicht mehr diabetikergeeignet wegen seines Spaltproduktes Glucose.

Dies trifft besonders in den Fällen zu, wo Isomalt ohne Zusatz von Süßstoffen eingenommen wird. Da seine Süß kraft nur 50% der von Saccharose ist, müßte, um gleiche Süßkraft zu erreichen, die doppelte Menge eingenommen werden, wodurch der verringerte Brennwert kompensiert ist.

Es bestand daher die Aufgabe, einen gut verträglichen Zuckeraustauschstoff für Diabetiker zu schaffen, der kalorienreduziert ist.

Aus der DE-PS 34 46 380 sind Süßungsmittel für Nah rungs-, Genuß- und Futtermittel in fester und flüssiger Form bekannt, welche einen Gehalt von mindestens 50 Gew.-% Leucrose enthalten, gegebenenfalls in Gegenwart von einem oder mehreren Süßungsmitteln aus der Gruppe der Süßstoffe und Zuckeraustauschstoffe.

Aus Biochemistry, Vol. 18, No. 21, 1979, Seiten 4458 bis 4465 ist O-α-D-Glucopyranosyl-(1-2)-D-Glycerinsäure als Modellsubstanz von Methylglucose enthaltenden Poly sacchariden bekannt. Auf den Seiten 4459 und 4460 wird dabei beschrieben, daß man als Zwischenprodukt Leucrose mit Natriumborhydrid reduziert hat und dabei das Ge misch von zwei epimeren 5-O-α-D-Glucopyranosylhexitolen erhalten hat, die mit Hilfe von Blei-Tetraacetat zum entsprechenden Glycerinaldehyd oxidiert werden konnten.

Es wurde jetzt gefunden, daß dieses Gemisch aus 5-O-(α- D-Glucopyranosyl)-D-mannit und -D-sorbit auch als Sü ßungsmittel und gut verträglicher Zuckeraustauschstoff für Diabetiker geeignet und dabei sogar kalorienredu ziert ist.

Es wurde weiterhin gefunden, daß bei der katalytischen Hydrierung von Leucrose ein Gemisch von 5-O-(α-D-Gluco pyranosyl)-D-mannit und -D-sorbit im Verhältnis von ca. 2:3 entsteht, welches besonders gut als Zuckeraustausch stoff geeignet ist.

Besonders vorteilhaft ist die Eigenschaft dieses Gemi sches, bei Einwirkung von Streptococcus mutans keine Säure zu bilden, demnach kein Substrat für Mundbakteri en darzustellen und somit nicht-kariogen zu sein.

Schließlich ist von Vorteil, daß dieses Gemisch nach dem Trocknen der zunächst anfallenden Siruplösungen als amorphes Pulver anfällt, welches hygroskopisch ist und zerfließt. Dieses Gemisch ist demnach in Nahrungsmit teln als Feuchthaltemittel geeignet. Die Süßkraft be trägt etwa 50% der von Saccharose.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind somit das Süßungsmittel, das Verfahren zu seiner Herstellung so wie die Verwendung des Gemisches als Süßungsmittel ge mäß den vorliegenden Patentansprüchen.

Als weitere Süßungsmittel aus der Gruppe der Süßstoffe und Zuckeraustauschstoffe kommen insbesondere Saccha rin, Cyclamat, Acesulfam K, Aspartam und Talin in Fra ge. Für gewisse andere Verwendungszwecke kommen aber auch Gemische mit Zuckeraustauschstoffen wie Sorbit, Mannit, Maltit, Xylit, Palatinit® und Lycasin® in Fra ge.

In den nachfolgenden Beispielen ist das erfindungsge mäße Verfahren zur Herstellung des Süßungsmittels näher erläutert:

Beispiel 1 Gemisch von 5-O-(α-D-Glucopyranosyl)-D-mannit und 5-O-(α-D-Glucopyranosyl)-D-sorbit

Einer Lösung von 10,0 g (29,2 mmol) Leucrose (5-O-(α-D- Glucopyranosyl)-α-D-fructopyranose) in 100 ml Wasser wird eine Lösung von 750 mg Natriumborhydrid in 40 ml Wasser innerhalb 15 Minuten zugesetzt und 22 Stunden bei Raumtemperatur leicht gerührt. Überschüssiges Na triumborhydrid wird durch Zusatz von 10 ml Aceton zer stört. Anschließendes Behandeln der Reaktionslösung mit stark sauren Kationenaustauscher (Amberlite IR 120, H⁺) und stark basischen Anionenaustauscher (Amberlite IR 400, OH^-) entfernt sämtliche anorganischen Ionen. Die Lösung wird bis zur Trocknung im Vakuum eingedampft, der Rückstand dreimal mit absol. Methanol aufgenommen und im Vakuum erneut eingedampft. Zurück bleibt 7,5 g (75%) amorphes, farbloses Produktgemisch im Verhältnis 10:7. Die Trennung der Isomeren ist möglich durch HPLC mit einer Ionenaustauschersäule HPX 42 C (Biorad). Mo bile Phase: Wasser; Durchflußrate: 1 ml/min: Säulentem peratur: 22°C.

3: [α] = +71,6 (c = 1,0 in Wasser).
¹³C-NMR (75,4 MHz, INEPT, D₂O): δ = 100,5 (CH, C-1′), 80,8 (CH, C-2), 70,5-74,1 (CH, C-3, C-4, C-5, C-2′, C-3′, C -4′, C-5′), 61,7-63,6 (CH₂, C-1, C-6, C-6′).

2: [α] = +87,5 (c = 0,7 in Wasser).
¹³C-NMR (75,4 MHz, INEPT, D₂O): δ = 101,0 (CH, C-1′), 81,0 (CH, C-2), 68,6-73,9 (CH, C-3, C-4, C-5, C-2′, C-3′, C-4′, C-5′), 61,6-64,4 (CH₂, C-1, C-6, C-6′).

C₁₂H₂₄O₁₁ (344,3):

Ber.C 41,86 H 7,03 Gef.C 42,01 H 7,13

Beispiel 2 Katalytische Reduktion

250 g Leucrose wurden in 134 g destilliertem Wassser gelöst und in einem 1 Liter Hub-Rühr-Autoklaven mit 1 Gew.-% Raney-Nickel als Hydrierkatalysator versetzt. Es wurde bei 140°C und einem Wasserstoffdruck von 120 bar 1 Stunde hydriert. Danach war keine Leucrose mehr nach weisbar. Der Hydrierkatalysator wurde abfiltriert. Es wurde eine schwach gelbe sirupöse Lösung des Gemisches von 5-O-(α-D-Glucopyranosyl)-D-mannit und -D-sorbit erhalten im Verhältnis von 2:3.

Beispiel 3 Bestimmung der Spaltungsgeschwindigkeit des Gemisches von 5-O-(α-D-Glucopyranosyl)-D-mannit und -D-sorbit

Eine 200 mMol/l Lösung des Gemisches gemäß Beispiel 2 wurde in Maleatpuffer bei pH 6 mit einem Enzymgemisch präparat aus der Jejunalschleimhaut eines Verstorbenen behandelt und zu verschiedenen Zeiten die freigesetzte Glucose enzymatisch bestimmt. Die Auswertung der Mes sungen ergab für das Gemisch von 5-O-(α-D-Glucopyrano syl)-D-mannit und -D-sorbit eine Spaltungsgeschwindig keit von 15 nMol/min×mg.

Unter denselben Versuchsbedingungen wird für Isomalt eine Spaltungsgeschwindigkeit von 35 nMol/min×mg ge funden, das heißt, die Spaltungsrate des neuen Gemi sches ist deutlich kleiner als die von Isomalt. Damit ist eine Brennwertminderung des Gemisches von 5-O-(α-D- Glucopyranosyl)-D-mannit und -D-sorbit um 57% gegenüber Isomalt gegeben.

Beispiel 4 Bestimmung der Säurebildung bei Einwirkung von Strepto coccus mutans auf das Gemisch von 5-O-(α-D-Glucopyrano syl)-D-mannit und -D-sorbit

Eine wäßrige Lösung des Gemisches gemäß Beispiel 2 (2 mMol/l) wurde mit Streptococcus mutans NCTC 10 449 infi ziert und auf Säurebildung getestet. Dabei zeigte sich, daß es zu keiner Säurebildung kam. Das Gemisch ist dem nach kein Substrat für Mundbakterien und somit nicht kariogen. Weitere Eigenschaften des Gemisches von 5-O (α-D-Glucopyranosyl)-D-mannit und -D-sorbit: Nach dem Trocknen der Siruplösungen fällt das Gemisch als amor phes Pulver an, das hygroskopisch ist und zerfließt. Das Gemisch ist demnach in Nahrungsmitteln als Feucht haltemittel geeignet. Die Süßkraft beträgt 50% der von Saccharose.

Claims

1. Süßungsmittel für Nahrungs-, Genuß- und Futtermittel in fester oder flüssiger Form, gekennzeichnet durch einen Gehalt von mindestens 50 Gew.-% eines Gemisches von 5-O-(α-D-Glucopyranosyl)-D-mannit und -D-sorbit im Ver hältnis 10:7 bis 2:3, gegebenenfalls in Gegenwart von einem oder mehreren Süßungsmitteln aus der Gruppe der Süßstoffe und Zuckeraustauschstoffe.

2. Süßungsmittel gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von mindestens 95 Gew.-% des Gemisches von 5-O-(α-D-Glucopyranosyl)-D-mannit und -D-sorbit.

3. Verfahren zur Herstellung eines Gemisches von 5-O-(α-D- Glucopyranosyl)-D-mannit und -D-sorbit im Verhältnis von ca. 2:3, dadurch gekennzeichnet, daß Leucrose mit einem Reinheitsgrad von mindestens 95% katalytisch hy driert wird.

4. Verwendung eines Gemisches aus 5-O-(α-D-Glucopyrano syl)-D-mannit und -D-sorbit im Verhältnis 10:7 bis 2:3 als Süßungsmittel für Nahrungs-, Genuß- und Futtermit tel, gegebenenfalls in Gegenwart von einem oder mehre ren Süßungsmitteln aus der Gruppe der Süßstoffe und Zuckeraustauschstoffe.