-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Reinigen von Sucralose
durch Anwendung einer ersten Reinigungsprozedur ohne Auskristallisation,
gefolgt von drei oder mehreren aufeinanderfolgenden Kristallisationsschritten
und Rückführung der
aus dem jeweiligen Kristallisationsschritt zurückbleibenden Mutterlösung in
den Kreislauf zu der Beschickung eines anderen Kristallisations-
oder Reinigungsschrittes.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Sucralose,
4,1',6'-Trichlor-4,1',6'-tridesoxygalactosaccharose
ist ein Süßungsmittel
mit einer Intensität der
Süßkraft,
die um einige hundertfach größer als
die von Saccharose und ist von Saccharose durch Austausch der Hydroxyl-Gruppen
in den Stellungen 4, 1' und
6' mit Chlor deriviert.
Die Synthese von Sucralose ist eine technische Herausforderung auf
Grund der Notwendigkeit, die speziellen Hydroxyl-Gruppen selektiv durch Chloratome zu
ersetzen und gleichzeitig die anderen Hydroxyl-Gruppen zu erhalten,
einschließlich
einer hochreaktiven primären
Hydroxyl-Gruppe. Es sind zahlreiche Vorgehensweisen für die Synthese
entwickelt worden. Siehe hierzu beispielsweise die
US-P-4362869 ;
4826962 ;
4980463 ;
und
5141860 . Allerdings
liefern diese Vorgehensweisen typischerweise ein Produkt, das schwankende
Mengen anderer chlorierter Zuckerverbindungen zusätzlich zu
der Sucralose enthält.
Obgleich sich große
Anstrengungen auf die Synthese von Sucralose richteten, hat bisher
die Isolation von Sucralose in hochreiner Form von diesem komplexen
Gemisch von Kontaminanten relativ wenig Aufmerksamkeit gefunden.
Erste veröffentlichte
Arbeiten betrafen typischerweise das direkte Kristallisieren von
Sucralose aus der Synthesemischung, ein Prozess, der ein Material
mit hohen Verunreinigungsmengen liefert. Sucralose wird gelegentlich
aus einem Synthesegemisch mit Hilfe der Silicagelchromatographie
gereinigt. Siehe hierzu beispielsweise die
US-P-5128248 . Diese Prozedur
kann auf Grund ihrer Verwendung von Silicagel für eine kommerzielle Produktion
mit großem
Volumen an hochreiner Sucralose ungeeignet sein. Darüber hinaus
hat man relativ geringe Aufmerksamkeit auf andere Vorgehensweisen
zum Entfernen von halogenierten Zuckerverunreinigungen aus Sucralose
gerichtet. Eine wirksame Entfernung dieser Verunreinigungen ist
deshalb von Bedeutung, da sie selbst bei sehr geringen Konzentrationen
einen nachteiligen Einfluss auf den Süßegrad, den Geschmack und die
Geschmack modifizierenden Eigenschaften von Sucralose haben.
-
Ein
besonderes Problem, durch das Ausbeute und Reinheit der Sucralose
herabgesetzt werden, ist der Widerstand der Sucralose zur Kristallisation
unter Bedingungen, die zu einer raschen Kristallisation von nicht
substituierten Zuckern in relativ reiner Kristallform führen würden. Im
Vergleich zu Saccharoselösungen kristallisieren
gesättigte
Lösungen
von Sucralose relativ langsam trotz der Einführung von Impfkristallen, wobei das
Vorhandensein der verschiedenen Di-, Tri- und Tetrachlorsaccharose-Derivate die Erzeugung
reiner Sucralosekristalle weiter behindert.
-
Ein
zweites Problem in Verbindung mit der Sucralosereinigung ist die
relativ große
Menge an Sucralose, die in der Lösung
nach der Kristallisation der Sucralose zurückbleibt und die die Gesamtausbeute
vermindert. Diese auf dem Fachgebiet als "Mutterlösung" oder "Recrop" bekannte Lösung enthält eine oder mehrere unerwünschte Verunreinigungen.
Eine einfache mathematische Berechnung veranschaulicht die geringe Ausbeute,
die durch Reinigung auf Basis wiederholter Kristallisationen erhalten
wird, wenn die Rückgewinnung von
Material aus den Mutterlösungen
nicht berücksichtigt
wird. Wenn beispielsweise 60% des Materials in jedem Kristallisationsschritt
als Kristalle gewonnen werden, würde
die Gesamtausbeute von vier wiederholten Kristallisationen 0,6 × 0,6 × 0,6 × 0,6 oder
weniger als 13% betragen.
-
Ein
anderes Problem in Verbindung mit Reinheit und der Ausbeute von
Sucralose betrifft die Bildung einer großen Reihe von verwandten chlorierten
Kohlehydraten während
der Sucralosesynthese, die während der
Reinigung nur teilweise entfernt werden. Diese verwandten Verbindungen
oder Verunreinigungen haben variierende Süßungsgrade und können mit
den Geschmackssystemen der Lebensmittel- und Getränkeprodukte
in nachteiliger Weise in Wechselwirkung treten. In verschiedenen
umfassenden Quellen, wie beispielsweise dem "Fond and Drug Codex" der United States Pharmacopoeia und
dem Joint Exper Committee und Food Additives haben technische Daten
für Sucralose
geliefert. Alle diese Institutionen lassen Verunreinigungen in Sucralose
bis zu 2% zu. Einzelne können
Differenzen in dem Süßegrad nachweisen,
die sich aus Verunreinigungen ergeben, wenn die Verunreinigungsmenge
bis herab von etwa 1% beträgt,
wobei sogar noch geringere Verunreinigungsmengen den wahrzunehmenden
Geschmack des komplexen Geschmacksystems beeinflussen können. Damit
können
chlorierte Kohlehydrate, die während
der Sucralosesynthese erzeugt werden, einen entscheidenden Einfluss
auf den Geschmack haben und die Qualität eines Endproduktes beeinträchtigen. Im
Gegensatz dazu kann die Entfernung von Verunreinigungen den Geschmack,
die Süße und die
Schmackhaftigkeit vorteilhaft beeinflussen.
-
Reine
Sucralose kann hergestellt werden, indem geblockte oder teilweise
geblockte Sucralose-Präkursoren
gereinigt werden, die Präkursoren
entblockt werden und anschließend
Sucralose abgetrennt wird. Eine andere Vorgehensweise besteht darin,
die reine Sucralose zu entblocken und anschließend zu reinigen und die Sucralose
abzutrennen. Eine andere Vorgehensweise besteht darin, die geblockten
oder teilweise geblockten Sucralose-Präkursoren teilweise zu reinigen,
die Präkursoren
zu entblocken und anschließend
zu reinigen und die Sucralose abzutrennen. Daher ist die Reinigung
dieser Präkursorverbindungen
zur Erhöhung der
Gesamtausbeute der nachfolgenden Reaktionsschnitte erforderlich.
-
Sucralose
und die geblockten oder teilweise geblockten Sucralose-Präkursoren
können
mit Hilfe der Kristallisation gereinigt werden, mit Hilfe der Flüssig-Flüssig-Extraktion
oder mit Hilfe der Chromatographie. Zur Erhöhung der Reinheit lassen sich
die Rekristallisation, die Reextraktion und ferner die Chromatographie anwenden.
Im Gegensatz zur Saccharose und den meisten Kohlenhydraten erzeugt
die Kristallisation von Sucralose und den geblockten oder teilweise
geblockten Sucralose-Präkursoren
aus rohen Lösungen,
die andere chlorierte Kohlenhydrate und geblockte oder teilweise
geblockte chlorierte Kohlenhydrate enthalten, Kristalle, die erhebliche
Mengen dieser anderen Verbindungen enthalten. Dieses steht in einem
deutlichen Gegensatz zur Kristallisation von Saccharose, die zu
relativ reinen Kristallen führt.
In allen Fällen
trägt die
Gewinnung an Sucralose und geblockten oder teilweise geblockten
Sucralose-Präkursoren
im Prozess der Kristallisation weniger als 100% und noch typischer
etwa 50%, was zu einem erheblichen Verlust an Sucralose während der Reinigung
führt.
-
Es
sind zahlreiche Methoden im Zusammenhang mit der Sucraloseextraktion
entwickelt worden. Beispielsweise betrifft die
US-P-4343934 die Kristallisation
von Sucralose aus einer wässrigen
Lösung,
gefolgt von zwei Zyklen des Erhitzens der zurückbleibenden Mutterlösung, des
Anreichern, der Zugabe von Impfkristallen und des Kühlen. Die
drei Zyklen der Kristallisation lieferten eine Gesamtausbeute von
76,6%. Die
US-P-4362869 zeigt
4,1',6'-Trichlor-4,1',6'-tridesoxygalactosaccharose-panta-acetat
(TOSPA) als ein Präkursor
von Sucralose in einem der Synthesewege, liefert jedoch keine Angabe über Verunreinigungen
oder rückgeführte Mutterlösungen.
-
Die
US-P-4380476 bezieht
sich auf ein Verfahren, worin TOSPA durch drei aufeinanderfolgende
Kristallisationen gereinigt wird, gefolgt von einer Deacylierung,
um Sucralose zu liefern, wonach eine einzelne Kristallisation von
Sucralose aus dem Produktstrom folgt. Es gelangt keine extraktive
Vorkristallisation zur Anwendung und es wird keine Rückführung der
Mutterlösung
in den Kreislauf eingesetzt. Dieser Prozess erreicht vermutlich
eine Reinheit von 99%, wobei die Ausbeute dieses Prozesses doch
sehr gering ist (5%).
-
Die
US-P-4405654 betrifft
Synthesewege zur synthetischen Darstellung verschiedener Halogensaccharose-Derivate.
Die Verbindungen werden mit Hilfe der Ionenaustauschchromatographie
oder durch Kristallisation abgetrennt, wie beispielsweise Dieethylether,
Ethylacetat und Benzin.
-
Die
US-P-4980463 bezieht
sich auf verschiedene Prozesse zum Reinigen von Sucralose-6-benzoat als
einen Präkursor
der Sucralose in einigen Synthesewegen, einschließlich die
Kristallisation mit anschließender
Umkristallisation. Ebenfalls wird eine extraktive Kristallisation
gezeigt, bei der eine Extraktion und eine erste Kristallisation
in einem einzigen Schritt kombiniert werden. Die
US-P-5298611 bezieht sich
auf einen extraktiven Reinigungsprozess während der Kristallisation des
Sucralosepentaesters. Bei dieser Prozedur liegt der Sucralosepentaester
in einem ungereinigten Reaktionsgemisch in einem Lösemittel
vor, wie beispielsweise Toluol. Zur Erzeugung einer zweiphasigen
Mischung wird Wasser zugegeben, die dann zur Kristallisation des
Sucralosepentaesters gekühlt
wird. Die Pentaester-Form wird sodann gereinigt und durch Hydrolyse
des Esters Sucralose in relativ reiner Form gewonnen. Das Wasser
liefert eine zweite Phase, in die hinein polare Substanzen extrahiert
werden, was zur Erzeugung reinerer Kristalle von Sucralosepentaester
führt.
-
Die
US-P-5498709 betrifft
ein Verfahren, worin ein rohes Sucralose-Reaktionsgemisch mit Ethylacetat in
einem ROBATEL-Gegenstromextraktor extrahiert wird. Die Ethylacetat-Lösung von
Sucralose wird sodann zu einem Sirup eingeengt, in Wasser aufgelöst, mit
einem Entfärbungsmittel
behandelt und wiederum zu einem Sirup eingeengt und in Ethylacetat
verdünnt.
Die Lösung
wird mit Sucralosekristallen beimpft, wobei man die Kristallisation über mehrere
Tage laufen läßt.
-
Die
US-P-5530106 betrifft
ein Verfahren, worin Sucralose-6-acetat in einem Reaktionsgemisch
mit Ethylacetat (unter Anwendung einer Chargenextraktion oder unter
Anwendung von Prozessen der Gegenstromextraktion) extrahiert und
anschließend
kristallisiert, nachdem sie mit der Mutterlösung einer zweiten Kristallisation
einer vorangegangenen Charge und der zweiten Ernte an Feststoff
aus der vorangegangenen Charge vereint wurde. In einem zweiten Kristallisationsschritt
wird das kristallisierte Sucralose-6-acetat mit der Mutterlösung aus
der dritten Kristallisation einer vorangegangenen Charge vereint
und aus einer Mischung von Wasser und Ethylacetat kristallisiert.
Eine dritte Kristallisation wird ausgeführt, indem das zweifach kristallisierte Material
in einer Mischung von Wasser und Ethylacetat aufgelöst wird.
Dieses dreifach kristallisierte Material wird sodann deacetyliert
und gereinigt, um Sucralose zu ergeben.
-
Die
GB-P-2065646 bezieht sich
auf ein Verfahren zum Herstellen von kristalliner 4,1',6'-Trichlor-4,1',6'-tridesoxygalactosaccharose
durch Kühlen
einer beimpften, gesättigten
wässrigen
Lösung
von 4,1',6'-Trichlor-4,1',6'-tridesoxygalactosaccharose
und Aufnehmen des kristallisierten Materials.
-
Die
CA-P-2205535 bezieht
sich auf 6-O-Benzoyl-4,1',6'-Trichlor-4,1',6'-tridesoxygalactosaccharose-tetraacetat,
das aus einem Verfahren erhalten werden kann, das die Schritte umfasst:
Gewinnen von 6-O-Benzoyl-4,1',6'-Trichlor-4,1',6'-tridesoxygalactosaccharose
aus einem Reaktionsmedium, worin ein tertiäres Amid einbezogen ist; Peracetylieren
unter Erzeugung von 6-O-Benzoyl-4,1',6'-Trichlor-4,1',6'-tridesoxygalactosaccharose-tetraacetat
und anschließend
das 6-O-Benzoyl-4,1',6'-Trichlor-4,1',6'-tridesoxygalactosaccharose-tetraacetat
auskristallisieren.
-
Wingard
et al. (J. Liqu. Chrom. (1978) 1(6), 775–82, 1978) beziehen sich auf
ein Verfahren für
die Reinigung von Mengen von 100 Milligramm wasserlöslicher
synthetischer Kohlenhydrate unter Anwendung der Säulenchromatographie.
-
Die
vorstehend ausgeführte
Diskussion ergibt einen weiter bestehenden Bedarf nach einem Sucralose-Reinigungsprozess,
mit dem Sucralose-Zusammensetzungen erhöhter Reinheit erzeugt werden
und mit dem außerdem
der Gesamtverlust an Sucralose während
des Reinigungsprozesses auf ein Minimum herabgesetzt wird.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach Anspruch 1 zur
Herstellung von Sucralose hoher Reinheit bei hoher Ausbeute. Bevorzugte
Merkmale des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 6 festgelegt.
-
Mindestens
ein Teil der Mutterlösung
aus einem oder mehreren Kristallisationsschritten wird zu einem vorangegangenen
Kristallisationsschritt oder zu dem Extraktionsschritt ohne Auskristallisation
in den Kreislauf zurückgeführt. Eine
bedeutende Entdeckung besteht darin, dass das Zurückführen der
Mutterlösung
in den Kreislauf zu einem vorangegangenen Kristallisationsschritt
eine deutliche Verbesserung der Ausbeute gewährt und den Wirkungsgrad des
Prozesses der Umkristallisation verbessert. Dieses ist der Fall,
da die Mutterlösung in
jeder aufeinanderfolgenden Kristallisation in der Regel geringere
Mengen an Verunreinigungen hat, als die in den vorangegangenen Kristallisationen
eingesetzten Lösungen,
was zu höheren
Kristallisationsgeschwindigkeiten und der Erzeugung von Kristallen
führt,
die reiner sind, als man sie früher
erhalten hätte.
-
Zusätzlich entfernt
der anfänglich
eingesetzte Extraktionsschritt ohne Auskristallisation andere Verunreinigungen
als solche, die mit Hilfe der Kristallisation entfernt werden. Damit
liefert die Rückführung von
Mutterlösungen
aus den Kristallisationen in den Kreislauf zu dem Extraktionsschritt
ohne Auskristallisation ein Mittel zur wirksamen Verbesserung der
Reinheit von Sucralose. Die Kombination dieser zwei Prozeduren liefert Sucralose-Zusammensetzungen
größerer Reinheit,
als sie früher
erzielt worden sind.
-
Eine
Ausführungsform
der Erfindung umfasst ein Verfahren, um aus eine Ausgangsmischung
Sucralose zu gewinnen, die 6-O-Acyl-4,1',6'-trichlor-4,1',6'-tridesoxygalactosaccharose,
andere chlorierte Saccharose-Nebenprodukte und gegebenenfals geblockte
oder teilgeblockte, chlorierte Saccharose-Nebenprodukte aufweist, welches Verfahren
die Schritte der Ausführung
eines Extraktionsschrittes ohne Kristallisation an der Ausgangsmischung
umfasst, um eine 6-O-Acyl-4,1',6'-trichlor-4,1',6'-tridesoxygalactosaccharose-Zusammensetzung
erhöhter
Reinheit zu erhalten; Auskristallisieren der 6-O-Acyl-4,1',6'-trichlor-4,1',6'-tridesoxygalactosaccharose-Zusammensetzung
erhöhter
Reinheit, um 6-O-Acyl-4,1',6'-trichlor-4,1',6'-tridesoxygalactosaccharose
und eine Mutterlösung
zu erhalten; Ausführen
mindestens dreier zusätzlicher,
aufeinanderfolgender Kristallisationen der 6-O-Acyl-4,1',6'-trichlor-4,1',6'-tridesoxygalactosaccharose, um eine
weitgehend reine 6-O-Acyl-4,1',6'-trichlor-4,1',6'-tridesoxygalactosaccharose und zusätzliche
Mutterlösung
zu erhalten; sowie Umwandeln der weitgehend reinen 6-O-Acyl-4,1',6'-trichlor-4,1',6'-tridesoxygalactosaccharose
zu weitgehend reiner Sucralose. In der vorliegenden Ausführungsform
kann der Schritt des Auskristallisierens mindestens dreimal, dreimal,
viermal, fünfmal
oder mehr als fünfmal
ausgeführt
werden. Darüberhinaus
kann der Schritt mehr als einmalig ausgeführt werden, wenn der Schritt
des Auskristallisierens mindestens dreimal ausgeführt wird,
und kann ausgewählt
werden aus der Gruppe, bestehend aus Flüssig-Flüssig-Extraktion, Chromatographie
und Ausfällung,
gefolgt von einer Lösemittel-Wäsche. In
der vorliegenden Ausführungsform
werden Mutterlösungen
von einem oder mehreren ausführenden
Schritten oder Schritten des Auskristallisierens zu einem vorangegangenem
ausführenden
Schritt oder Schritt des Auskristallisierens in den Kreislauf zurückgeführt.
-
Weitere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
an Hand der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich.
-
In
der folgenden detaillierten Beschreibung wird ein Verfahren nicht
gemäß der Erfindung
unter Bezugnahmen auf Sucralose beschrieben. Jedoch, wird es Fachleuten
eindeutig erscheinen, dass die selben Techniken auf das erfindungsmassige
Verfahren angewendet werden können.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Es
zeigen:
-
1 eine Übersichtstabelle,
die den Einfluss verschiedener Faktoren auf die Gewinnung von Sucralose
in Verbindung mit verschiedenen Kristallisationsprozessen zeigt;
-
2 eine Übersichtstabelle,
die den Einfluss verschiedener Faktoren auf die Gewinnung von Sucralose
in Verbindung mit verschiedenen Kristallisationsprozessen zeigt;
-
3a und 3b eine Übersichtstabelle,
die den Einfluss verschiedener Faktoren auf die Gewinnung von Sucralose
in Verbindung mit verschiedenen Kristallisationsprozessen zeigen;
-
4 ein
Fließschema
eines Mutterlösungsgewinnungsverfahrens
der Eindickung, gefolgt von einer Umkristallisation;
-
5 ein
Fließschema
für ein
Verfahren, worin Mutterlösungen
von mehrfachen Kristallisationsschritten vor der Eindickung und
der Umkristallisation vereint werden;
-
6 ein
Fließschema
einer Mutterlösungsgewinnungsmethode
mit mehrfachem Ernten, worin die Mutterlösung aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten
der Eindickung und Kristallisation unterworfen wird;
-
7 ein
Fließschema
mehrerer bevorzugter Vorgehensweisen für die Gewinnung von Sucralose oder
teilweise geblockten Sucralose-Präkursoren;
-
8 ein
Fließschema
für ein
Verfahren zum Reinigen eines acylierten oder auf andere Weise substituierten
Sucralose-Präkursors
durch Kristallisation mit Rückführung der
Mutterlösung
in den Kreislauf, gefolgt von einer Entfernung der blockierenden
Gruppe und einer zusätzlichen
Kristallisation;
-
9 eine Übersichtstabelle
einer Analyse der gereinigten Sucralose der vorliegenden Erfindung;
-
10a eine graphische Darstellung des Einflusses
von Verunreinigungen auf die Gewinnung von Sucralose durch Kristallisation;
-
10b eine graphische Darstellung von Sucralose,
die in Mutterlösung
gehalten wird im Vergleich zum Verunreinigungsgrad;
-
10c eine graphische Darstellung der Ausbeute an
Sucralose im Vergleich zum Verunreinigungsgrad.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Es
ist davon auszugehen, dass die vorliegende Erfindung durch die hierin
beschriebenen speziellen Methoden, Protokolle, Lösungsmittel und Reagentien
usw. nicht beschränkt
wird, da diese variieren können. Ebenfalls
gilt als selbstverständlich,
dass die hierin verwendete Terminologie ausschließlich zum
Zwecke der Beschreibung spezieller Ausführungsformen verwendet wird
und den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken soll.
Es muss hinzugefügt
werden, dass, sofern der Zusammenbang nicht anderes eindeutig festlegt,
die hierin und in den beigefügten
Ansprüchen
verwendeten Singularformen "ein,
einer, eines" und "der, die, das" die Pluralformen
einschließen.
So ist beispielsweise die Bezugnahme auf "ein Lösemittel" eine Bezeichnung für ein oder mehrere Lösemittel
und schließt Äquivalente
davon ein, wie sie in der Fachwelt usw. bekannt sind.
-
Sofern
nicht anders festgelegt ist, haben alle technischen und wissenschaftlichen
Begriffe, die hierin verwendet werden, die gleichen Bedeutungen,
wie sie üblicherweise
von einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem die vorliegende
Erfindung gehört,
verstanden werden. Beschrieben werden bevorzugte Verfahren, Vorrichtungen
und Materialien, obgleich in der Praxis und beim Prüfen der
vorliegenden Erfindung alle beliebigen Verfahren und Materialien
verwendet werden können,
die den beschriebenen ähnlich
oder gleichwertig sind.
-
DEFINITIONEN
-
Chargenbetrieb:
Wie hierin verwendet, wird damit eine Prozedur beschrieben, bei
der eine feste Menge von Materialien einem Prozess zugeführt wird
und die aus dieser festen Menge der eingangs erhaltenen Produkte
vor der Zugabe von weiterem Ausgangsmaterial gewonnen werden.
-
Getränke: Wie
hierin verwendet, ist jedes beliebige kohlensäurefreies oder mit Kohlensäure versetztes Getränk einbezogen,
wie beispielsweise Cola, Diätcola,
Selter, Diätselter,
Saftcocktail "Wurzelbier", "Birkenbier", jeder beliebige
Brunnen, moussierendes Wasser, Tonicwasser, Sportgetränk oder
Clubsoda. In das Getränk
kann auch jedes alkoholfreie oder alkoholische Getränk einbezogen
sein, wie beispielsweise jedes beliebige Bier und einschließlich Ale,
Pilsner, Lager oder Abkömmlinge
davon, Malzbier, Rotwein, Weißwein, Weinmousse,
alkoholisierter Wein, Wein-Cooler, Weinschorle, jeder beliebige
vorgefertigte Mischcocktail und einschließlich Margarita-Mix, Sour-Mix
oder Daiquiri-Mix, jedes beliebige fermentierte Frucht- oder Teegetränk, harte
Liköre
und jedes beliebige aromatisierte alkoholische Getränkt, wie
beispielsweise Weinbrand, Schnaps, Bittergetränke oder Likör. In die
Getränke
einbezogen kann jedes Molkereiprodukt sein, Milch- oder Sahneprodukt
oder jeder beliebige Molkerei-, Sahne-, oder Milchersatzstoff, wie
beispielsweise Halb und Halb, sahnefreie Creme, Sahnepulver, aromatisierte
Sahne, Sojamilchprodukt und Lactose freies Milchprodukt. Ebenfalls kann
in die Getränke
jeder beliebiger Fruchtsaft oder Gemüsesaft einbezogen sein, konzentriert
oder in Pulverform und in jeder beliebigen Kombination von Obst-
und Gemüsesäften, oder
andere Getränke.
Ebenfalls kann in das Getränk
Kaffee einbezogen sein, jedes beliebige Kaffeegetränk, jeder
beliebige mit Kaffee aromatisierte Saft, Tee, Eistee und Kakao sowie
jede beliebige Kombination der vorgenannten.
-
Blockierte
Sucralose: Wie hierin verwendet, bezieht sich dieses auf Sucralose-Moleküle, an denen
einige oder alle verbleibenden Hydroxyl-Gruppen durch Veresterung
oder andere Maßnahmen
geblockt sind.
-
Kombinierte
Süßungsmittel:
Wie hierin verwendet, ist jede beliebige Kombination oder Änderung
von Süßungsmitteln
einbezogen, einschließlich
Kombinationen von Sucralose, Saccharin, Aspartam, Acesulfam-Kalium,
Cyclamat, Alitam, Steviosid, Glucose, Fructose, Lävulose,
Maltose, Lactose, jeder beliebige Zuckeralkohol, Sorbit, Xylit und
Mannit.
-
Produkte
für den
Verzehr und Verbrauch: Wie hierin verwendet, sind Obsterzeugnisse
einbezogen, wie beispielsweise Apfelsaft, Konfitüren, Gelees, Marmeladen, Frucht-Snacks,
Fruchtbutter und Obstaufstriche. Produkte für den Verzehr und Verbrauch
können
ebenso alle beliebigen Molkerei-, Milch- oder Sahneerzeugnisse umfassen, wie
beispielsweise Käse,
Eiscreme und Joghurt. Produkte für
den Verzehr und Verbrauch umfassen Backwaren, wie beispielsweise
Brote, Doughnuts, Kuchen, Käsegebäck, Teegebäck, Pasteten,
Kuchenbrötchen,
Plätzchen,
kleine Butterkuchen, Kräcker,
Hefeteigsemmeln und Waffeln. Produkte für den Verzehr und Verbrauch
umfassen Getreideprodukte, wie beispielsweise kaltlösliche Getreideprodukte,
Haferschrot, heiß zuzubereitende
Frühstücksgetreidemischungen,
Kornmischungen, Hafermehl und Mischgetränke. Produkte für den Verzehr
und Verbrauch umfassen Zutaten, wie beispielsweise Butter, Erdnussbutter, Schlagsahne,
Sauerrahm, Barbecuesauce, Chili, Sirup, Bratensoße, Mayonnaise, Oliven, Würzmittel,
Appetitshappen, Mixedpickles, Saucen, Snack-Saucen, Ketschup, Salsa,
Senf, Salatdressings und eingelegte Pfeffersorten. Produkte für den Verzehr
und Verbrauch umfassen Snackfoods, wie beispielsweise Pudding, Knabberriegel,
Bonbons, Schokoladenerzeugnisse, Lollipops, Fruchtkaugummi, Marshmallows,
Kaugummi, Bubblegum, Gummibärchen,
Toffee, Tortenfüllungen,
Sirupe, Gel-Snacks, Pfefferminzplätzchen, Popkorn, Chips und
Brezeln. Produkte für
den Verzehr und Verbrauch umfassen Fleischwaren, wie beispielsweise
HotDogs, Fischkonserven, Saucen, fertige Fleischgerichte, Fleischkonserven,
Trockenfleisch und Frühstücksfleisch. Produkte
für den
Verzehr und Verbrauch umfassen Suppen, Consommé und Bouillon. Produkte für den Verzehr
und Verbrauch umfassen Dentalprodukte, wie beispielsweise Zahnpaste,
Zahnseiden, Mundwasser, Gebiss-Haftkleber, Zahnweiß, Fluoridbehandlungen
und Gele zur Mundpflege. Produkte für den Verzehr und Verbrauch
umfassen Kosmetikartikel, wie beispielsweise Lippenstift, Lippenbalsam,
Lippenglanz und Vaseline. Produkte für den Verzehr und Verbrauch
umfassen therapeutische Mittel, wie beispielsweise nikotinfreier Schnupftabak,
Tabakersatz, pharmazeutische Tabakaustauschstoffe, pharmazeutische
Zusammensetzungen, Kautabletten, Hustensirupe, Mundsprays, Lutschpastillen,
Hustentropfen, antibakterielle Produkte, Tablettenummantelungen,
Gelkapseln, lösliche
Faserpräparate,
Antazide, Tablettenkerne, rasch absorbierbare flüssige Zusammensetzungen, stabile
Schaumzusammensetzungen, rasch zerfallende pharmazeutische Darbietungsformen,
Getränkekonzentrate
für medizinische
Zwecke, wässrige
pharmazeutische Suspensionen, flüssige
Konzentratzusammensetzungen und stabilisierte Sorbinsäure-Lösungen.
Produkte für
den Verzehr und Verbrauch umfassen Mahlzeiten-Ersatzriegel, Mahlzeiten-Ersatzshakes,
Diätergänzungen,
Proteinmischungen, Proteinegel, Riegel für die Kohlenhydratregulierung,
Mahlzeitergänzungen,
Elektrolytlösungen,
Molkeproteinprodukte, Modifikatoren für die Stoffwechselfunktion,
appetitregelnde Getränke
und Echinacea-Sprays. Produkte für
den Verzehr und Verbrauch schließen Lebensmittel ein, wie beispielsweise
Babynahrung. Produkte für
den Verzehr und Verbrauch schließen Tabakerzeugnisse ein, wie
beispielsweise Pfeifentabak, Zigarettentabak und Kautabak.
-
Kontinuierliche
Verfahrensschritte: Wie hierin verwendet, sind Prozeduren einbezogen,
mit denen das Produkt aus dem Prozess entfernt werden kann, während gleichzeitig
Ausgangsmaterial zugeführt
wird; die Entfernung von Produkt oder die Zugabe von Ausgangsmaterial
können
schrittweise, diskontinuierlich oder mit einer konstanten Geschwindigkeit
erfolgen. Wie der Fachmann auf dem Gebiet mühelos erkennt, sind die Begriffe "Chargenbetrieb" und "kontinuierlicher
Betrieb" etwas willkürlich gewählt, und
es sind zahlreiche dazwischen liegende Verfahrensschritte zwischen
dem chargenweisen Verfahrensschritten und rein kontinuierlichen Prozessen
möglich.
Die Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung lassen sich ohne weiteres über den gesamten
Bereich der möglichen
Verfahrensweisen praktizieren.
-
Roh-Sucralose:
Wie hierin verwendet, ist damit Sucralose gemischt mit anderen chlorierten
Zuckerstoffen einbezogen, sowie Sucralose und andere chlorierte
Zuckerstoffe, von denen einige oder alle Hydroxyl-Gruppen, die nach
der Chlorierung zurückbleiben,
durch Umesterung oder durch andere auf dem Fachgebiet bekannte Maßnahmen
geblockt sein können.
-
Kristallisation:
Wie hierin verwendet, sind Prozesse einbezogen, in denen eine Lösung in
Bezug auf eine aufgelöste
Komponente gesättigt
oder übersättigt angesetzt
wird und die Erzeugung von Kristallen dieser Komponente erzielt
wird. Die Einleitung der Kristallbildung kann spontan erfolgen oder
kann die Zugabe von Impfkristallen erfordern. Wie hierin verwendet,
beschreibt "Kristallisation" auch die Situation,
in der ein festes oder flüssiges
Material in einem Lösemittel
aufgelöst
wird, um eine Lösung
zu ergeben, die dann in einen gesättigten oder übersättigten
Zustand gebracht wird, um so Kristalle zu erhalten. Ebenfalls in
den Begriff der Kristallisation einbezogen sind die Hilfsprozesse
des Waschens der Kristalle mit einem oder mehreren Lösemitteln,
des Trocknen der Kristalle und des Erntens des auf diese Weise erhaltenen
fertigen Produktes.
-
Extraktionsprozess:
Wie hierin verwendet, sind Prozeduren eingeschlossen, die an einer
Mutterlösung zur
Entfernung von Verunreinigungen aus der Mutterlösung ausgeführt werden können. Der
spezielle betrieb läßt sich
aus einer beliebigen Reihe von solchen auswählen, die zum Entfernen unerwünschter
Verunreinigungen geeignet sind. In diese Prozesse können einbezogen
sein, ohne auf diese beschränkt
zu sein: Destillation, Flüssig-Flüssig-Extraktion,
Chromatographie und Derivatisierung, gefolgt von einer Entfernung
des derivatisierten Materials.
-
Verunreinigung:
Wie hierin verwendet sind andere Verbindungen als Sucralose einbezogen
und Produkte einer beliebigen Reihe von Prozessen zum synthetischen
Darstellen von Sucralose, bei denen es sich nicht um Sucralose handelt.
Verunreinigungen schließen
alle beliebigen Monochlor-, Dichlor-, Tetrachlor- und Pentachlor-Derivate
von Saccharose ein und alle beliebigen Disaccharide, die von der
Saccharose deriviert sind, sowie jedes beliebige Trichlor-Derivat,
bei dem es sich nicht um Sucralose selbst handelt unabhängig davon,
ob es in freier Form vorliegt oder in Form von Estern von Carbonsäuren. "Verunreinigung" schließt alle beliebigen
halogenierten Zucker-Derivate in den Tabellen 1 bis 4 ein, wie beispielsweise:
Dichlorsaccharoseacetat, 6,1',6'-Trichlorsaccharose,
4,6,6'-Trichlorsaccharose,
4,1',4',6'-Tetrachlorgalactotagatose, 4,1',6'-Trichlorgalactosaccharose-6-acetat,
und 4,6,1',6'-Tetrachlorgalactosaccharose, 4,1'-Dichlorgalactosaccharose, 3',6'-Dichloranhydrosaccharose,
4,6'-Dichlorgalactosaccharose,
1',6'-Dichlorsaccharose,
6,6'-Dichlorsaccharose,
und 4,1',6'-Trichlorsaccharose,
4,6,6'-Trichlorgalactosaccharose,
4,1',5'-Trichlorgalactosaccharose-6-acetat
und 4,6,6'-Trichlorgalactosaccharose.
Einbezogen sind alle organischen und anorganischen Salze, Kohlenhydrat
oder acylierte Sucralose.
-
Rückführung einer
Mutterlösung
in den Kreislauf: Wie hierin verwendet, bezieht sich dieses auf
die Praxis der Zuführung
von Mutterlösung
zu einer anderen Sucralose-Lösung
vor oder während
ihrer Kristallisation. Die Mutterlösung läßt sich weiter vor der Rückführung in
den Kreislauf anreichern oder reinigen. Die Rückgewinnung eines wesentlichen
Teils der in dieser Mutterlösung
verbleibenden Sucralose kann entscheidend dafür sein, eine wirtschaftlich
akzeptable Prozessausbeute zu erzielen.
-
Lösemittel:
Wie hierin verwendet, schließt
dieses eine Flüssigkeit
ein, die eine andere Substanz auflösen kann.
-
Süßungsmittelprodukt:
Wie hierin verwendet, schließt
dieses jedes beliebige Produkt ein, das irgendeine Kombination oder
Permutation von Sucralose und/oder beliebigen anderen Süßungsmitteln
aufweist, einschließlich
Saccharin, Aspartam, Acesulfam-Kalium, Cyclamat, Alitam, Steviosid,
Glucose, Saccharose, Fructose, Saccharose, Lävulose, Maltose, Lactose, jeder
beliebige Alkohol, Sorbit, Xylit und Mannit.
-
EXTRAKTIONSVERFAHREN UND RESULTIERENDE
SUCRALOSE-PRODUKTE
-
Eine
der entscheidenden Herausforderungen in der kommerziellen Erzeugung
von Sucralose hoher Reinheit ist die geringe Ausbeute in Verbindung
mit der nachfolgenden Kristallisation und Umkristallisation von Sucralose.
Da die durch Kristallisation erhaltene Sucralose in zunehmendem
Maße reiner
wird enthält
die restliche Mutterlösung
einen zunehmenden Anteil an Sucralose und einen abnehmenden Anteil
an chlorierten Kohlenhydrat-Verunreinigungen. Daher ist es wünschenswert,
den wesentlichen Anteil der in den verschiedenen Mutterlösungen vorhandenen
Sucralose zu gewinnen, ohne die Reinheit des Fertigproduktes zu
verringern. Das nachfolgend beschriebene Verfahren sucht nach einer
Lösung
der traditionellen Probleme in Verbindung mit der Sucralose-Extraktion
und/oder -Reinigung, indem eine Anfangsextraktion ohne Kristallisation
mit anderen Prozessen kombiniert wird, wie beispielsweise kristalline
Extraktion und Rückührung der
Mutterlösung
in den Kreislauf. Diese Schritte oder Prozesse lassen sich in einer
beliebigen Reihenfolge kombinieren und beliebige Male wiederholen.
Die kristalline Extraktion wird vorzugsweise mindestens dreimal
ausgeführt.
-
Einer
der Aspekte der vorliegenden Erfindung umfasst Verfahren zur wirksamen
Rückgewinnung
der in den Mutterlösungen
vorliegenden Sucralose, während
gleichzeitig die Wiedereinführung
von Verunreinigungen aus den Mutterlösungen in das fertige gereinigte
Sucralose-Produkt begrenzt wird. In den hierin beschriebenen Verfahren
kann die typische chlorierte Saccharose-Mischung eine Mischung von
Verbindungen enthalten, wie sie beispielsweise in der
US-P-5977349 beschrieben
wurden. Die Vertreter der in dieser chlorierten Mischung vorliegenden
Verbindungen können
entsprechend den zur Anwendung gelangenden Synthesewegen und den
speziellen Bedingungen der Synthese variieren. Die nachfolgende
Tabelle 1 zeigt die Mengen an Sucralose und mehrere Verunreinigungen
in einem repräsentativen
Material, das mit Hilfe der Syntheseprozedur erhalten wurde, die
der in der genannten Offenbarung beschriebenen Reinigungsprozedur
vorangehen kann. Derartige Prozeduren sind leicht verfügbar und
in der Fachwelt bekannt. So lassen sich effektiv insbesondere die
extraktiven Verfahren einsetzen, die in der gleichzeitig hiermit
eingereichten vorläufigen
US-Patentanmeldung unter dem Titel "Extractive Methods for Purifying Sucralose" offenbart wurden.
Diese Erfindung ist im Großen
und Ganzen anwendbar und nicht durch das spezielle Profil von Verunreinigungen
beschränkt, die
aus einem Syntheseweg resultieren. Allgemein kann Sucralose mindestens
40 Gew.% aller Saccharose-Derivate in der Zusammensetzung der Roh-Sucralose
aufweisen. Die chlorierte Mischung kann ein festes Material sein
oder kann eine Lösung
in Wasser oder einem anderen akzeptablen Lösemittel sein. Sofern die chlorierte
Mischung in einem festen Zustand vorliegt, wird sie bevorzugt vor
ihrer Reinigung in dem hierin beschriebenen Verfahren in eine Lösung umgewandelt. TABELLE 1: REPRÄSENTATIVE ZUSAMMENSETZUNG VON
ROH-SUCRALOSE
Komponente | Zusammensetzung
(Gew.% der Lösung) |
Sucralose | 3,252 |
4,1'-Dichlorgalactosaccharose | 0,138 |
3',6'-Anhydrogalactosaccharose | 0,165 |
4,6'-Dichlorgalactosaccharose | 1,115 |
1',6'-Dichlorsaccharose | 0,394 |
6,6'-Dichlorsaccharose | 0,075 |
4,1',6'-Trichlorsaccharose | 0,079 |
6,1',6'-Trichlorgalactosaccharose | 0,302 |
4.6,6'-Trichlorsaccharose | 0,273 |
4,1',4',6'-Tetrachlorgalactotagatose | 0,110 |
4,1',6'-Trichlorgalactosaccharose-6-acetat | 0,030 |
4,6,1',6'-Tetrachlorgalactosaccharose | 0,410 |
-
In
einem der Aspekte des Verfahrens wird nach der Entfernung von Verunreinigungen
gesucht, die die Kristallisation im Verlaufe der Sucralose-Reinigung
durch einen Extraktionsschritt ohne Kristallisation, durch Kristallisationsextraktion
und durch Rückführung von
Mutterlösung
in den Kreislauf und umgekehrt stört. Wie nachfolgend detailliert
beschrieben, kann die Anwendung von mehrfachen Kristallisationen,
die begleitet wird von Rückführungsschritten
der Mutterlösung
in den Kreislauf eine Sucralose-Zusammensetzung
erzeugen, die reiner ist alle bisher veröffentlichten Zusammensetzungen,
während
gleichzeitig die für
einen kommerziellen Prozess entscheidende hohe Gesamtausbeute bewahrt
wird.
-
Die
einzelnen, in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Prozessschritte
können
im Allgemeinen als chargenweise Verfahrensschritte oder kontinuierliche
Verfahrensschritte ausgeführt werden
und können
einen oder mehrere Extraktion- und/oder Kristallisationsschritte
einschließen.
Durch das Kombinieren von Extraktion und Kristallisation lassen
sich unerwünschte
chlorierte Kohlenhydrate und unerwünschte geblockte oder teilweise
geblockte chlorierte Kohlenhydrate unter Erhöhung der Reinheit der Sucralose
entfernen. Die Kombination von Extraktion mit Kristallisation kann
auch eine hohe Rückgewinnung
von Sucralose liefern.
-
REINIGUNG OHNE KRISTALLISATION
-
Das
Verfahren kann umfassen: eine erste Reinigung ohne Kristallisation
einer Lösung
von Roh-Sucralose
zur Verringerung der Menge an Verunreinigungen in der Lösung umfassen.
Beispielsweise kann in diesem Aspekt des Verfahrens die Flüssig-Flüssig-Extraktion
angewendet werden. Es können
auch andere Alternativen zur Anwendung gelangen, einschließlich Chromatographie,
Ausfällung
mit oder ohne ein Anti-Lösemittel
gefolgt von einem Waschprozess oder die Erzeugung von Derivaten
gefolgt von einer Extraktion oder Destillation, wie sie in den
US-P-4980463 ;
5034551 ;
5498709 ;
5530106 offenbart wurden sowie in
der vorläufigen US-Patentanmeldung
unter dem Titel "Extractive
Methods for Sucralose".
-
In
der Vorgehensweise einer Flüssig-Flüssig-Extraktion
läßt sich
eine große
Reihe von Extraktionslösemitteln
verwenden, einschließlich
die folgenden, ohne auf diese beschränkt zu sein: n-Pentan, n-Hexan,
Freon®TF,
n-Heptan, Diethylether, 1,1,1-Trichlorethan, n-Dodecan, Lackbenzin,
Terpentin, Cyclohexan, Amylacetat, Tetrachlorkohlenstoff, Xylol,
Ethylacetat, Toluol, Tetrahydrofuran, Benzol, Chloroform, Trichlorethylen,
Cellosolve®-Acetat,
Methylethylketon, Aceton, Diacetonalkohol, Dichlorethan, Dichlormethan,
Butylcellusolve®, Pyridin,
Cellusolve®,
Morpholin, Dimethylformamid, n-Propanol,
Ethanol, Dimthylsulfoxid, n-Butanol, Methanol, Propylenglykol, Ethylenglykol,
Glycerin und Wasser. Die Lösemittel
ermöglichen
vorzugsweise die Erzeugung zweier separater Phasen, die bevorzugt
unterschiedliche Löslichkeiten
für Sucralose
zeigen können,
sowie andere unerwünschte
chlorierte Kohlenhydrate. In einem speziellen Verfahren kann für die Extraktion
ein System mit Ethylacetat und Wasser verwendet werden. Diese Lösemittelkombination
kann eine gute Extraktion zusätzlich
zu den geringen Kosten und günstigen
Sicherheitsprofilen der verwendeten Lösemittel liefern. Es kann eine
große
Reihe von Extraktionsanlagen in dieser Vorgehensweise zur Anwendung
gelangen, die von Mischer-Abscheidern
bis zu kontinuierlichen mehrstufigen Gegenstromextraktionsanlagen
reicht. In einem bevorzugten Verfahren kann das Verhältnis von
Ethylacetat zu Wasser etwa 3:1 betragen.
-
1 zeigt
den Einfluss verschiedener Faktoren auf die Gewinnung in der jeweiligen
Kristallisation und den Gesamtertrag und speziell den Gesamteinfluss
von Spülverunreinigungen
vor der Kristallisation. Um eine hohe Ausbeute und geringe Verunreinigungen
zu erzielen, können
Verunreinigungen vor der Kristallisation ausgeschlämmt werden.
-
Bezug
nehmend auf 1 werden dem System (Spalte
C, Zeile 11) 45,4 kg (100 Pound) Sucralose zusammen mit 45,4 kg
(100 Pound) Verunreinigungen (Spalte C, Zeile 31) zugeführt. Die
Mutterlösung
wird aus dem System ausgewaschen. Vor der ersten Kristallisation
werden kleine Verunreinigungen ausgewaschen.
-
Nach
der ersten Kristallisation werden 20,4 kg (45 Pound) Kristalle erzeugt
(Spalte C, Zeile 14) zusammen mit 37,6 kg (83 Pound) Mutterlösung (Spalte
C, Zeile 15). Die Mutterlösung
wird aus dem System ausgewaschen.
-
Anschließend werden
die Kristalle aus der ersten Kristallisation umkristallisiert. Die
Gesamtbeschickung zu dem Umkristallisierer beträgt 20,4 kg (45 Pound) (Spalte
C, Zeile 17), die durch die erste Kristallisation erzeugt wurden.
Die Umkristallisation liefert 7,71 kg (17 Pound) Sucralose-Kristalle
(Spalte C, Zeile 18) und 12,7 kg (28 Pound) Mutterlösung (Spalte
C, Zeile 19). Die Mutterlösung
wird in den Kreislauf zurückgeführt und
die gesamte Beschickung des Systems im stationären Gleichgewicht beträgt 58,1
kg (128 Pound) (Spalte C, Zeile 13). Dieser gesamte Prozess liefert
7,71 kg (17 Pound) Sucralose oder 17% der Beschickung des Systems
(Spalte C, Zeile 28).
-
Der
gleiche Prozess wurde auch auf die Entfernung von Verunreinigungen
in 1 analysiert. Wie bereits angegeben waren zu Beginn
in dem System 45,4 kg (100 Pound) Verunreinigungen vorhanden (Spalte C,
Zeile 31). Vor der Kristallisation wurden keine Verunreinigungen
ausgewaschen. Nach der ersten Kristallisation gab es 4,99 kg (11
Pound) Verunreinigungen, die in den Kristallen zurückgeblieben
waren (Spalte C, Zeile 35) und 44,9 kg (99 Pound) Mutterlösung (Spalte
C, Zeile 35). Die Mutterlösung
wurde aus dem System ausgewaschen.
-
Als
Nächstes
wurden Kristalle und Verunreinigungen aus der ersten Kristallisation
umkristallisiert. Die Gesamtbeschickung zum System betrug 4,99 kg
(11 Pound) Kristalle und Verunreinigungen (Spalte C, Zeile 37),
die mit der ersten Kristallisation erzeugt wurden. Die Umkristallisation
liefert 1 Pound Verunreinigung in den Kristallen (Spalte C, Zeile
38) und 4,54 kg (10 Pound) Mutterlösung (Spalte C, Zeile 39).
Die Mutterlösung wird
in den Kreislauf zurückgeführt und
die Gesamtbeschickung beträgt
49,9 kg (110 Pound) (Spalte C, Zeile 33). Die gesamte Entfernung
von Verunreinigungen betrug 98,90% (Spalte C, Zeile 48). Damit ist
die ausbeute an Sucralose sehr gering, obgleich die meisten Verunreinigungen
aus der ersten Beschickung entfernt wurden.
-
Wenn
im Gegensatz dazu die Verunreinigungen vor der ersten Kristallisation
ausgewaschen wurden, läßt sich
die Sucralose-Ausbeute erhöhen.
Wiederum Bezug nehmend auf 1, Spalte
D, kann die eine Hälfte
der Verunreinigungen aus dem System mit Hilfe einer oder mehrerer
der vorstehend beschriebenen Extraktionsverfahren ausgewaschen werden.
In diesem Beispiel werden 45,4 kg (100 Pound) Sucralose dem System zugeführt (Spalte
D, Zeile 11) und dem System 22,7 kg (50 Pound) Verunreinigungen
zugeführt
(Spalte D, Zeile 31).
-
Nach
der ersten Kristallisation wurden 25,9 kg (57 Pound) Kristalle erzeugt
(Spalte D, Zeile 14) und 33,6 kg (74 Pound) Mutterlösung erzeugt
(Spalte D, Zeile 15). Die Mutterlösung wurde aus dem System ausgewaschen.
-
Danach
wurden Kristalle aus der ersten Kristallisation umkristallisiert.
Die Gesamtbeschickung zu dem Umkristallisierer betrug 25,9 kg (57
Pound) (Spalte D, Zeile 17), die durch die erste Kristallisation
erzeugt wurden. Die Umkristallisation liefert 11,8 kg (26 Pound)
Sucralose-Kristalle (Spalte D, Zeile 18) und 14,1 kg (31 Pound)
Mutterlösung
(spalte D, Zeile 19). Die Mutterlösung wird in den Kreislauf
zurückgeführt, wobei
die Gesamtbeschickung 59,4 kg (131 Pound) (Spalte D, Zeile 13) betrug.
Der Gesamtprozess liefert 11,8 kg (26 Pound) Sucralose oder 26%
der Beschickung des Systems (Spalte C, Zeile 28), was eine deutlich
höhere
Ausbeute bedeutet, als wenn Verunreinigungen nicht vor der Kristallisation
ausgewaschen worden wären,
und eine Verbesserung von 155% gegenüber dem Prozess ohne Auswaschen
der Verunreinigungen liefert (Spalte D, Zeile 29).
-
Der
gleiche Prozess wurde auch auf Entfernung der Verunreinigungen in 1 analysiert.
Wie bereits angegeben, waren 45,4 kg (100 Pound) Verunreinigungen
in dem System zu Anfang vorhanden. Die eine Hälfte der Verunreinigungen kann
vor der Kristallisation ausgewaschen werden, so dass 22,7 kg (50
Pound) Verunreinigungen zurückbleiben
(Spalte D, Zeile 31). Nach der ersten Kristallisation gab es 2,27
kg (5 Pound) Verunreinigungen, die in den Kristallen zurückblieben
(Spalte D, Zeile 34) und 22,2 kg (49 Pound) Mutterlösung (Spalte
D, Zeile 35). Die Mutterlösung
wurde aus dem System ausgewaschen.
-
Anschließend wurden
die Kristalle und Verunreinigungen aus der ersten Kristallisation
umkristallisiert. Die Gesamtbeschickung zu dem System betrug 2,27
kg (5 Pound) Kristalle und Verunreinigungen (Spalte D, Zeile 37),
die in der ersten Kristallisation erzeugt wurden. Die Umkristallisation
liefert 45,4 g (1 Pound) Verunreinigungen in den Kristallen (Spalte
D, Zeile 38) und 2,27 kg (5 Pound) Mutterlösung (Spalte D, Zeile 39).
Die Mutterlösung
wird in den Kreislauf zurückgeführt und
die Gesamtbeschickung beträgt
24,9 kg (55 Pound) (Spalte D, Zeile 33). Die Entfernung der gesamten
Verunreinigungen betrug 98,90% (Spalte D, Zeile 48). Obgleich der
prozentuale Anteil der entfernten Verunreinigungen der gleiche war,
wie die nicht vor der Kristallisation entfernten Verunreinigungen,
war die Sucralose-Ausbeute sehr viel größer. Dieser Effekt ist ausgeprägter bei
weiteren Kristallisationsschritten wie in 1, Spalten
E, F und G, gezeigt wird.
-
In
Spalte E wurden keine Verunreinigungen vor der Kristallisation ausgewaschen
und die Beschickung zu Beginn kristallisiert und die resultierende
Mutterlösung
wie vorstehend beschrieben ausgewaschen. Der ersten Kristallisation
folgten drei weitere Umkristallisationen, bei denen die resultierende
Mutterlösung
in den Kreislauf zurückgeführt wurde.
Dieser Prozess lieferte eine Rückgewinnung
von Sucralose von 9% (Spalte E, Zeile 28) und ergab eine Entfernung
der Gesamtverunreinigungen von 99,99% (Spalte E, Zeile 48). Der
in Spalte F angewendete Prozess ist der gleiche wie in Spalte E,
mit der Ausnahme, dass die eine Hälfte der Verunreinigungen vor
jeglicher Kristallisation entfernt worden war. Dieser Prozess liefert
eine Rückgewinnung an
Sucralose von 17% (Spalte F, Zeile 28) und eine Entfernung der gesamten
Verunreinigungen von 99,99% (Spalte F, Zeile 48), was eine Verbesserung
186% gegenüber
dem Prozess ohne ein Auswaschen der Verunreinigungen darstellt (Spalte
F, Zeile 29).
-
Darüber hinaus
ist die Rückgewinnung
von Sucralose sogar noch größer (Spalte
G), wenn 75% der Verunreinigungen vor jeglichem Kristallisationsschritt
ausgewaschen werden. Eine Entfernung von 75% der Verunreinigungen
durch Extraktion vor der Kristallisation liefert eine Rückgewinnung
an Sucralose von 25% (Spalte G, Zeile 28) und eine Gesamtentfernung
von Verunreinigungen von 99,99% (Spalte G, Zeile 48). Diese Analyse
zeigt, dass eine Verbesserung der Gesamtrückgewinnung von Sucralose durch
Auswaschen von Verunreinigungen vor der Kristallisation bewirkt
werden kann.
-
REINIGUNG DURCH KRISTALLISATION
-
Die
Reinigung von Sucralose durch Kristallisation kann ein iterativer
Prozess unter Einbeziehung der Herstellung einer gesättigten
oder übersättigten
Lösung
von Sucralose sein, Exponieren der Lösung unter Bedingungen, die
eine Kristallisation zulassen (worin die Zugabe von Impfkristallen
einbezogen sein kann), Ernten der auf diese Weise erhaltenen Kristalle,
sodann Wiederauflösen
dieser Kristalle gefolgt von einem Anreichern, um die Lösung in
einen gesättigten
oder übersättigten
Zustand zu bringen, und die Kristallbildung abwarten. In einem der
Verfahren kann jeder Kristallisationsschritt die Reinheit der Sucralose
um etwa das Zwei- bis Fünffache
von dem des Ausgangsmaterials für
diesen Schritt verbessern.
-
2 zeigt,
dass eine Erhöhung
der Zahl der Kristallisationen die Wirkung einer Extraktion ohne
Kristallisation (d. h. die Reinigung von Verunreinigungen) nicht
aufhebt und nicht verringert. Beispielsweise wurde in dem Prozess,
der zur Erzeugung der Daten in 2 genutzt
wurde, die Beschickung zu dem System einmalig kristallisiert, drei
oder mehrere Male umkristallisiert, gefolgt von einer Umkristallisation
der Mutterlösung für insgesamt
fünf Kristallisationen.
So liegen praktisch drei, vier, fünf oder mehr als fünf aufeinanderfolgende oder
nicht aufeinanderfolgende Kristallisationen im Schutzumfang der
Verfahren der vorliegenden Erfindung. Der zur Anwendung gelangende
Grundprozess war der gleiche Prozess, wie in 1 angewendet
wurde mit der Ausnahme, dass eine Kristallisation der Mutterlösung ausgeführt wurde.
Allerdings ist die Wirkung der Extraktion ohne Kristallisation immer
noch ausgeprägt.
Insbesondere trägt
die Gesamtgewinnung von Sucralose 27% bei insgesamt fünf Kristallisationen,
wenn keine Verunreinigungen durch eine Extraktion ohne Kristallisation
ausgewaschen wurden (Spalte D, Zeile 32). Wenn 50% der Verunreinigungen
unter Anwendung der Extraktion ohne Kristallisation vor der Kristallisation
ausgewaschen wurden, erhöhte
sich die Gesamtrückgewinnung
von Sucralose auf 39% (Spalte E, Zeile 32). Wenn ferner 75% der
Verunreinigungen vor der Kristallisation extrahiert wurden, betrug
die Gesamtgewinnung an Sucralose 48% (Spalte F, Zeile 32).
-
3a und 3b zeigen
den gleichen Trend. Bezug nehmend auf 3a ist
die Zahl der Kristallisationen erhöht. Wie in 2 wurde
die Beschickung des Systems einmal kristallisiert, jedoch wurde
anschließend die Beschickung fünf weitere Male umkristallisiert
und die Mutterlösung
ebenfalls mit einer Summe von sieben Kristallisationen umkristallisiert.
Wie zuvor zeigt sich immer noch die Wirkung der Extraktion ohne
Kristallisation. Allerdings ist die Wirkung der anfänglichen
Extraktion ohne Kristallisation immer noch ausgeprägt. Insbesondere
beträgt
die Gesamtrückgewinnung
von Sucralose 18% bei insgesamt sieben Kristallisationen wenn keine
Verunreinigungen durch eine Extraktion ohne Kristallisation ausgewaschen
wurden (Spalte J, Zeile 47). Wenn 50% der Verunreinigungen unter
Anwendung der Extraktion ohne Kristallisation vor der Kristallisation
ausgewaschen wurden, nahm die Gesamtrückgewinnung an Sucralose um
32% zu (Spalte K, Zeile 47), was eine Verbesserung von 180% gegenüber dem
Prozess ohne eine Entfernung von Verunreinigungen bedeutet (Spalte
K, Zeile 48).
-
ERHÖHUNG DER AUSBEUTE DURCH RÜCKFÜHRUNG VON
MUTTERLÖSUNG
IN DEN KREISLAUF
-
Die
Wirksamkeit eines Extraktionsschrittes ohne Kristallisation zur
Verbesserung der Gesamtausbeute kann durch Rückführen der Mutterlösungen in
den Kreislauf aus einem oder mehreren nachfolgenden Kristallisationsschritten
zu der Beschickungslösung
für den
Extraktionsschritt verbessert werden. Diese Mutterlösungen können die
nach der Kristallisation verbleibenden Verunreinigungen erhöhen und
die Rückführung dieser Lösungen zu
der Extraktionsphase kann eine wirksame Entfernung dieser Verunreinigungen
ohne Beeinträchtigung
der Gesamtrückgewinnung
ermöglichen.
-
Ein
Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet wird mühelos erkennen, dass die Gesamtausbeute
der Sucralose und die Reinheit der erhaltenen Sucralose durch sorgfältige Bemessung
der Strömungsfolge
beim Rückführen der
Mutterlösungen
in den Kreislauf beeinflusst werden kann. Beispielsweise kann eine Mutterlösung mit
relativ hoher Verunreinigungsmenge am wirksamsten bearbeitet werden,
indem die Mutterlösung
in den Ausgangsstrom für
die anfängliche
Extraktion ohne Kristallisation zurückgeführt wird. Zusätzlich kann
eine Mutterlösung
mit hohen Verunreinigungsmengen auch direkt einer Extraktion ohne
Kristallisation unterworfen werden, ohne dass sie mit einem anderen
Beschickungsstrom vereint werden muss. Alternativ kann eine Mutterlösung mit
geringer Verunreinigungsmenge einem vorgeschalteten Kristallisationsschritt
zugeführt
werden, wo die relativ geringe Verunreinigungsmenge weder die Kristallisationsgeschwindigkeit
noch die Reinheit der erzeugten Kristalle beeinträchtigen
kann (tatsächlich
lassen sich, wenn die Verunreinigungsmenge der Mutterlösung kleiner
ist als diejenige der Beschickungslösung, der sie zugegeben wird,
die Kristallisationsgeschwindigkeit und die Reinheit der erhaltenen
Kristalle verbessern).
-
In
einem der Aspekte der vorliegenden Erfindung kann die Gewinnung
von Sucralose verbessert werden, indem die Mutterlösung, die
aus einem Kristallisationsschritt nach Entfernen der Kristalle zurückbleibt, eingedickt
und umkristallisiert wird. Diese kann bei jedem Kristallisationsschritt
oder Umkristallisationsschritt erfolgen. Die Mutterlösung aus
dem ersten Schritt bleibt ein Problem, kann jedoch durch Eindicken
behandelt werden und kann, wenn es die Verunreinigungen zulassen,
einer Umkristallisation unterzogen werden. Die Sucralose, die in
der Mutterlösung
zurückbleibt,
nachdem die Kristallisation fertiggestellt worden ist, kann am wirksamsten
Wiedergewonnen werden, indem die Mutterlösung zu dem ersten Extraktionsschritt
ohne Kristallisation in den Kreislauf zuruckgeführt wird.
-
Bezug
nehmend auf 4 wird ein typisches Fließschema
für die
Gewinnung der Mutterlösung
gezeigt. Als Erstes kann eine Lösung
roher Sucralose 100 dem ersten Kristallisationsapparat 150 zugeführt werden.
Nach der Kristallisation können
die Kristalle 200 und die zurückbleibende Mutterlösung 300 getrennt
werden. Die abgetrennte Mutterlösung 300 kann
mit Hilfe eines Eindickers 350 für Mutterlösung eingedickt werden und
der resultierende Strom 400 einem zweiten Kristallisationsapparat 450 zugeführt werden.
Die Kristalle 500 aus dem zweiten Kristallisationsapparat 450 können sodann
mit denen aus dem ersten Kristallisationsapparat 150 zur
Erzeugung von Gesamtprodukt 600 gemischt werden. Der Strom 700 der
Mutterlösung
von dem zweiten Kristallisationsapparat 450 kann die Nettoreinigung
der Verunreinigung aus dem System sein. Da die Kristalle 500 von
einer Mutterlösung
mit einem höheren
Verunreinigungsgrad aus dem ersten Kristallisationsapparat stammen,
können
sie eine geringere Reinheit haben als die Kristalle 200.
-
5 zeigt
eine andere Ausführungsform,
in der ein vereinter Strom sämtlicher
Mutterlösungen
aus den verschiedenen Schritten genutzt wird. Es kann rohe Sucralose 800 dem
ersten Kristallisationsapparat 850 zugeführt werden.
Nach der Kristallisation können
die Kristalle 900 und die zurückbleibende Mutterlösung 1000 getrennt
werden. Sodann können
die Kristalle 900 dem ersten Umkristallisierer 950 zugeführt werden. Nach
der Umkristallisation können
die Kristalle 1200 und die zurückbleibende Mutterlösung 1100 getrennt
werden. Mit Hilfe des Konzentrationsapparates für Mutterlösung 1150 können die
Mutterlösungen 1000 und 1100 eingedickt
werden und der resultierende Strom 1300 einem zweiten Kristallisationsapparat 1350 zugeführt werden.
Die Kristalle 1400 von dem zweiten Kristallisationsapparat 1350 können mit
Kristallen 1200 aus dem ersten Umkristallisierer 950 als
Gesamtprodukt 1600 gemischt werden. Der Strom 1500,
die Mutterlösung
von dem zweiten Kristallisationsapparat 1350, kann die
Nettoreinigung der Verunreinigung von dem System sein. Da die Kristalle 1400 von
einer Mutterlösung
mit höherem
Verunreinigungsgrad als dem ersten Umkristallisierer kommen, können sie
eine geringere Reinheit als der Strom 1300 haben. In ähnlicher
Weise können
die Kristalle 1200 reiner sein als der Strom 900,
da sie von einem reineren Ausgangsmaterial kommen.
-
6 zeigt
ein Beispiel, worin die Mutterlösung
einer Mehrfachernte zurückgewonnen
werden kann, d. h. Eindickung und Umkristallisation mehrfacher Mutterlösungen aus
vorangegangenen Eindickungen und Umkristallisationen der Mutterlösung. In
dieser Darstellung kann rohe Sucralose 1800 einem ersten
Kristallisationsapparat 1850 zugeführt werden. Nach der Kristallisation
können
die Kristalle 1900 und die zurückbleibende Mutterlösung 2000 getrennt
werden. Die Mutterlösung 2000 kann
in einem Eindicker für
Mutterlösung 2050 eingedickt
und der resultierende Strom 2100 zum zweiten Kristallisationsapparat 2150 zugeführt werden. Nach
der Kristallisation kann die Mutterlösung 2300 aus dem
zweiten Kristallisationsapparat 2150 mit Hilfe des Konzentrationsapparates
für Mutterlösung 2350 in
den Strom 2400 eingedickt werden, der dem dritten Kristallisationsapparat 2450 zugeführt werden
kann. Die Kristalle 2200 aus dem zweiten Kristallisationsapparat 2150 und
die Kristalle 2500 aus dem dritten Kristallisationsapparat 2450 können mit
den Kristallen 1900 aus dem ersten Kristallisationsapparat 1850 als
Gesamtprodukt 2600 gemischt werden. Der Strom 2700,
die Mutterlösung
am dem dritten Kristallisationsapparat 2450, kann die Nettoreinigung
der Verunreinigung am dem System sein.
-
7 zeigt
eine anderes Schema zum Kombinieren von Flüssig-Flüssig-Extraktion, extraktive
Kristallisation und der Rückführung von
Mutterlösungen
in den Kreislauf. Bei dieser Vorgehensweise kann rohe Sucralose 2900 einem
Extraktionsapparat für
die Flüssig-Flüssig-Extraktion 2950 zugeführt werden.
Derartige Extraktionsapparate und extraktive Verfahren sind dem
Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet bekannt und wurden detailliert
vorstehen beschrieben. Im typischen Fall kann Sucralose weniger
als oder etwa 50% der chlorierten Kohlenhydrate in einem Strom von
roher Sucralose ausmachen. In diesem verfahren braucht der resultierende
Strom 3100 nicht die erforderliche Reinheit des Sucralose-Endproduktes
zu erreichen, kann jedoch eine hohe Sucralose-Rückgewinnung gewähren, um
so den Gesamtwirkungsgrad des Verfahrens aufrechtzuerhalten und
eine bedeutende Verringerung der Verunreinigungen zu gewähren: Was
speziell unerwünschte
chlorierte Kohlenhydrate betrifft. Diese Vorgehensweise kann bedeutende
Verbesserungen der potentiellen Ausbeute der resultierenden Reinigung
gewähren.
Unerwünschte
Kohlenhydrate lassen sich in den Strom 3000 auswaschen.
Vorzugsweise können
auch Verunreinigungen von Nicht-Kohlenhydraten, die am den vorangegangenen
Syntheseschritten zurückgeblieben
sind, ausgewaschen werden.
-
Bei
den Kristallen 3200, 3300, 3400 und 3500 handelt
es sich um Kristalle aus dem ersten Kristallisationsapparat 3150,
dem ersten Umkristallisierer 3250, dem zweiten Umkristallisierer 3350 und
dem dritten Umkristallisierer 3450. Die Ströme 3600, 3700 bzw. 3800 repräsentieren
Mutterlösungen
aus dem dritten Umkristallisierer 3450, am dem zweiten
Umkristallisierer 3350 bzw. aus dem ersten Umkristallisierer 3250 und
können in
die Ströme
zurückgeführt werden,
die zur Verbesserung der Wiedergewinnung kristallisiert werden.
Die Ströme 3900 repräsentieren
die Nettoreinigung aus dem Kristallisationssystem. Es kann außerdem einen
zusätzlichen
Extraktionsapparat 3920 geben, der Verunreinigungen aus
der Reinigung 3900 extrahiert. Sofern ein zweiter Extraktionsapparat 3920 zur
Anwendung gelangt, können
die Verunreinigungen 3940 extrahiert und ausgewaschen werden.
Der resultierende reinere Strom kann auf dem Wege von 3950 zu
dem ersten Kristallisationsapparat 3150 zurückgeführt werden
oder kann wiederum durch den Extraktionsapparat 2950 auf
dem Wege 3960 extrahiert werden.
-
Sofern
die erste wahlweise Kristallisation der Mutterlösung zur Extraktion der Verunreinigung
entsprechend der Darstellung in 7 zum Einsatz
gelangt, kann die Gewinnung von Sucralose im Vergleich zur Umkristallisation
ohne Rückführung der
Mutterlösungen
verbessert werden, wobei jedoch der Einfluss der Entfernung von
Verunreinigungen der gleiche bleiben kann. Wiederum zeigen die 1, 2 und 3 die erhöhte Bedeutung der Entfernung
von Verunreinigungen in der Vorkristallisation, wenn höhere Reinheitsgrade
angestrebt werden. Es ist zu beachten, dass die Gewinnung der Sucralose
weit über
100% verbessert werden kann, wenn Verunreinigungen vor der Kristallisation
ausgewaschen werden.
-
Wiederum
Bezug nehmend auf 7 kamt der Prozessstrom 3940 die
Reinigung von der ersten wahlweisen Extraktion sein und der Strom 3950 als
gereinigter erster Strom der Mutterlösung zurückgeführt werden. Dieser Effekt kann
noch durch Rückführung von
Mutterlösungen
aus dem wahlweisen Extraktionsschritt, der dem Extraktionsschritt
der Vorkristallisation vorgeschaltet ist verstärkt werden (Prozessstrom 3960 in 7).
Die Rückführung der
Mutterlösungen
in den Kreislauf kann auf diese Weise eine wirksame Entfernung von
Verunreinigungen am den Strömen
ermöglichen,
die die aufkonzentrierten Verunreinigungen aufweisen, ohne die Rückgewinnung
zu beeinträchtigen.
-
Die
gleiche Methode kann auf die Reinigung von Sucralose-Präkursoren
gemäß der Erfindung
angewendet werden sowie auf gemischte Prozesse (nicht gemäß der Erfindung),
wo ein Teil der Reinigung in der Präkursorstufe erfolgt und ein
Teil der Reinigung nach der letzten Reaktion zur Herstellung der
Sucralose erfolgt. 8 zeigt ein noch anderes Schema.
In diesem Verfahren können
drei Kristallisationen vor der Umwandlung des Sucralose-Präkursors
zu Sucralose angewendet werden, und es kann eine Umkristallisation
der Umwandlung folgen.
-
Allerdings
ist die Gesamtzahl der Kristallisationen und die Zahl, die vor und
nach der Deacylierung ausgeführt
wird, nicht entscheidend.
-
In 8 kann
ein roher Sucralose-Präkursor 4000,
wie beispielsweise acylierte Sucralose, einem Extraktionsapparat
für die
Flüssig-Flüssig-Extraktion 4050 zugeführt werden.
In einem speziellen Verfahren kann ein Ethylacetat/Wasser-System
für die
Extraktion verwendet werden. Ein typischer roher Sucralose-Präkursor kann
weniger als 50% der chlorierten Kohlenhydrate in einem rohen Sucralose-Präkursorstrom
aufweisen. Unerwünschte
Kohlenhydrate werden in den Strom 4100 ausgewaschen. Die
extrahierte Lösung 4200 wird
sodann in einem Kristallisationsapparat 4250 kristallisiert.
Wie in der vorangegangenen Diskussion müssen die resultierenden Kristalle 4300 nicht
den erforderlichen Grad der Reinheit des Sucralose-Präkursors
erreichen. In ähnlicher
Weise kann eine wesentliche Reduktion an anderen chlorierten Sucralose-Präkursoren
mit minimalem Verlust des Sucralose-Präkursors bevorzugt sein.
-
Nach
dem Extraktionsschritt kann ein mehrfaches Umkristallisationsschema
oder ein beliebiges äquivalentes
Schema mit rückgeführten Mutterlösungen angewendet
werden, um den Sucralose-Präkursor
weiter zu reinigen. Die Ströme
4300,
4400 und
4500 sind
Kristalle von den jeweiligen nachfolgenden Kristallisationen und
die Ströme
5000 und
5100 repräsentieren
die Mutterlösungen
am diesen Schritten, die in den Kreislauf zur Verbesserung der Gewinnung
zurückgeführt werden.
Strom
5200 kann die Nettoreinigung am dem Kristallisationssystem
repräsentieren.
Die Kristalle aus der letzten Kristallisation des Sucralose-Präkursors
4500 können einem
Deacylierungsapparat
4550 zugeführt werden, um den teilweise
gereinigten Sucralose-Präkursor zu
Sucralose umzuwandeln. Der resultierende Strom
4600 kann
sodann zur Erzeugung von Sucralose-Kristallen hoher Reinheit
4700 kristallisiert
werden. In diesem Beispiel kann die Mutterlösung
4800 aus diesem
Schritt mit Hilfe eines Reacylierungsapparates
4850, beispielsweise
mit Hilfe der Methoden nach der
US-P-5298611 reacyliert werden, um den Strom
4900 zu
erzeugen, der in den Prozess rückgeführt werden
kann, um rekristallisiert zu werden.
-
Die
Reinigung der Sucralose läßt sich
auch als ein Verhältnis
von gereinigter Sucralose zu anderen Verunreinigungen oder anderen
chlorierten Saccharose-Derivaten ausdrücken. 9 liefert
eine beispielhafte Analyse der gereinigten Sucralose. In 9 sind
die Chargenzahl, der eingestellte Assaywert und die verschiedenen
Verunreinigungen gegeben, die sich als chlorierte Verunreinigungen
und andere Verunreinigungen kategorisieren lassen. Der Glührückstand
läßt sich
als nicht verdampfte anorganische Substanz aus dem Essay definieren.
Alle Verunreinigungen sind in Prozent angegeben. Es gibt zwei Spalten
von Quotienten in der Tabelle. Der Quotient von Sucralose und den
Gesamtverunreinigungen wurde durch Addition der einzelnen Werte
in Verbindung mit jeder Verunreinigung der jeweiligen Charge berechnet
und durch 100 dividiert und in das Ergebnis umgewandelt. Zur Berechnung
des Verhältnisses
von Sucralose zu den gesamten Verunreinigungen für die Charge SCN 412 werden
beispielsweise die folgenden Werte addiert: Wasser (0,06), Glührückstand
(0,01), 4,6'-Dichlorgalactosaccharose
(0,01), 4,1'-Dichlorgalactosaccharose
(0,01), 1',6'-Dichlorsaccharose
(0,01), 3',6'-Anhydro-4,1-dichlorgalactosaccharose
(0,01), 1',6'-Dichlorsaccharose
(0,01), 3',6'-Anhydro-4,1-dichlorgalactosaccharose
(0,01), 4,1',6'-Trichlorgalactosucralose-6-acetat
(0,01), 6,1',6'-Trichlorsucralose
(0,01) und unbekannte chlorierte Kohlenhydrate (0,01), dividiert
durch 100 und sodann das Ergebnis invertiert. Wie nachfolgend gezeigt
liegen die Quotienten von Verunreinigungen zu Sucralose in Bereichen
von näherungsweise
500:1 (alle Verunreinigungen) bis näherungsweise 1400:1 (chlorierte
Verunreinigungen), und speziell 556:1 bis 1428:1. Beachtenswert
ist, dass viele der in der Tabelle aufgeführten Verunreinigungen mit weniger
als 0,01 vorliegen. Dementsprechend wurden bei der Bestimmung der
Quotienten diese Werte auf 0,01 gerundet. Daraus folgt, dass die
tatsächlichen
Verhältnisse
von Sucralose zu Verunreinigungen je nach der Auflösung des
Tests sehr viel größer sein
können.
-
Es
können
auch andere Methoden zur Charakterisierung der gereinigten Sucralose-Zusammensetzungen
angewendet werden, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, wie beispielsweise
IR-Spektren oder
kernmagnetische Resonanzspektren (NMR). Die IR-Spektren können zu
der Bestimmung der Verunreinigungen verwendet werden, indem die
gemessenen Infrarotspektren von Proben mit deren Phasenzusammensetzung in
Beziehung gebracht werden, um so die Differenzen zwischen Spektren
der Proben und Differenzen der Phasenzusammensetzung der Proben
in Beziehung zu bringen und das Infrarotspektrum einer Probe unbekannter Phasenzusammensetzung
zu erhalten und das Spektrum mit dem Eichmodell zu vergleichen,
um so die Phase zu ermitteln.
-
Die
NMR umfasst die Anwendung eines starken statischen Magnetfeldes,
das zur Aufreihung von Atomen eingesetzt wird, deren Kerne eine
ungerade Zahl von Protonen oder Neutronen haben. Ein zweites Magnetfeld,
das als Impulstransverse zum statischen Magnetfeld angelegt wird,
wird sodann genutzt, um Energie in diese Kerne zu pumpen und sie
dazu zu bringen, relativ zum statischen Feld eine Präzession
anzunehmen. Nach der Anregung kehren die Kerne allmählich zur
Ausrichtung bei dem statischen Feld zurück und geben Energie in Form
schwacher, jedoch detektierbarer freier Induktionsabfallsignale
(FID) ab. Diese FID-Signale werden von einem Computer zur Erzeugung
von Spektren genutzt, die die molekularen Komponenten einer Probe
charakterisieren.
-
Eine
große
Reihe von Extraktionslösemitteln,
die unterschiedliche Löslichkeiten
für Sucralose
und andere unerwünschte
Verbindungen haben, schließen
chlorierte Kohlenhydrate ein, die in dem Extraktionsapparat zur
Flüssig-Flüssig-Extraktion
verwendet werden können,
wie sie beispielsweise in der vorgenannten vorläufigen US-Patentanmeldung beschrieben
wurden. In ähnlicher
Weise kann eine große
Vielzahl von Extraktionsanlagen in dem Reaktionsschema eingesetzt
werden, die von Chargen-Mischtrennbehältern bis
zu kontinuierlichen mehrstufigen Gegenstrom-Extraktionsapparaten
reichen, wie sie aber auch in der vorgenannten vorläufigen Patentanmeldung
offenbart werden. Für
den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet wird es schließlich offensichtlich
sein, dass verschiedene physikalische Vorrichtungen angewendet werden
können, um
die Extraktion zu erreichen.
-
Die
mit Hilfe der Methoden der vorliegenden Erfindung erhaltenen Sucralose-Präparate lassen
sich zu einer Vielzahl von Produkten verarbeiten. Diese Produkte
schließen
die folgenden ein, ohne auf diese beschränkt zu sein: Getränke, kombinierte
Süßungsmittel,
Produkte zum Verzehr und Verbrauch, Süßstoffprodukte, Tablettenkerne
(
US-P-6277409 ),
pharmazeutische Zusammensetzungen (
US-P-6258381 ;
5817340 5593696 ), schnell absorbierbare
flüssige
Zusammensetzungen (
US-P-6211246 ),
stabile Schaumzusammensetzungen (
US-P-6090401 ), Zahnseide (
US-P-6080481 ), rasch zerfallende
pharmazeutische Dosierungsformen (
US-P-5876759 ), Getränkekonzentrate für medizinische
Zwecke (
US-P-5674522 ),
wässrige
pharmazeutische Suspensionen (
US-P-5658919 ;
5621005 ;
5409907 ;
5374659 ;
5272137 ), Obstaufstriche (
US-P-5397588 ;
5270071 ), flüssige Konzentratzusammensetzungen
(
US-P-5384311 )
sowie stabilisierte Sorbinsäure-Lösungen (
US-P-5354902 ).
-
Sucralose
kann auch zur Verbesserung der Schmackhaftigkeit eines Produktes
zum Verzehr oder eines Getränkes
verwendet werden. Sucralose kann jedem beliebigen Getränk oder
Produkt zum Verzehr und Verbrauch zugegeben werden, wie beispielsweise
Eiscreme, Softdrinks oder Kaffee, um die Schmackhaftigkeit zu verbessern.
Sucralose wird auf ein Produkt zum Verzehr oder Verbrauch oder auf
ein Getränk
beispielsweise aufgebracht, indem es auf oder in das Produkt zum
Verzehr und Verbrauch oder das Getränk aufgesprüht oder aufgestäubt oder
in dieses hineingebracht wird. Spezieller können das Produkt zum Verzehr
und Verbrauch und Sucralose miteinander vereint und/oder vermengt
werden.
-
Sucralose
kann in das Getränk
oder das Produkt zum Verzehr und Verbrauch bis zu einer ausreichenden
Menge eingearbeitet werden, um die Merkmale von Geschmack und Aroma
des Getränkes
oder des Produktes zum Verzehr und Verbrauch zu verstärken. Darüber hinaus
kann Sucralose in das Getränk
oder des Produkt zum Verzehr und Verbrauch bis zu einer Menge eingearbeitet
werden, die die Merkmale der Süße des Getränkes oder
des Produktes zum Verzehr und Verbrauch nicht wesentlich beeinträchtigt.
Insbesondere kann Sucralose in dem Getränk oder dem Produkt zum Verzehr
und Verbrauch mit einer Menge von etwa 3 Teilen pro Million bis
etwa 0,1% in einer Ausführungsform
vorliegen, mit einer Menge von etwa 5 Teilen pro Million bis etwa
1.000 Teilen pro Million oder mit einer Menge von etwa 10 Teilen
pro Million bis etwa 500 Teilen pro Million in einer noch anderen
Ausführungsform.
-
BEISPIELE
-
Ohne
weitere Ausarbeitung wird davon ausgegangen, dass der Durchschnittsfachmann
auf dem Gebiet unter Anwendung der vorstehenden Beschreibung die
vorliegende Erfindung in vollem Umfang nutzen kann. Die folgenden
Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind in keiner
Weise für
den Rest der Offenbarung einschränkend.
-
BEISPIEL 1
-
Die
Extraktion wurde mit einer Kristallisation und Chromatographie verbunden,
um Sucralose mit hoher Reinheit zu erzeugen. Intermediatströme geringerer
Reinheit wurden in vorangegangene Schritte in dem Prozess zur Verbesserung
der Ausbeute wie zur Erhöhung
der Reinheit zurückgeführt. Ein
erster Extraktionsschritt erzeugte eine verworfene wässrige Phase
und führte
eine Lösemittelphase
weiter zur Kristallisation. Der nicht kristalline Anteil der ersten
Kristallisation wurde zuerst in ein wässriges Medium gegeben und
erneut über Chromatographie
gereinigt und zu der Beschickung zum Extraktionssystem zurückgeführt, wodurch
unerwünschte
Materialien ausgewaschen wurden. In einer ersten wässrigen
Kristallisation wurde in ähnlicher
Weise ein nicht kristallisierter Anteil zum gleichen Extraktionssystem
zurückgeführt. Nachfolgende
Kristallisationen führten
ihre nicht kristallisierten Mutterlösungen zu dem vorangegangenen
Kristallisationsapparat zurück.
Dieses allgemeine Schema ist in 7 veranschaulicht.
-
EXTRAKTION
-
Es
wurden Beschickungsströme
aus den vorangegangenen Schritten in dem Prozess (z. B. dem Syntheseprozess),
der chromatographische Reinigung im simulierten Bewegtbett (SMB)
und der zweite (erste wässrige)
Kristallisationsapparat kombiniert, um ein einziges Aufgabematerial
bereitzustellen. Dieses wurde auf 2 bis 6% aufgelöste Kohlenhydrate
eingeengt und einer Flüssig-Flüssig-Extraktionssäule zugeführt (Schwingboden-Extraktionssäule nach
Karr, Koch, Inc., Kansas City, MO), worin das Lösemittel (Ethylacetat) kontinuierlich
vom Boden ablief und der wässrige
Kohlenhydratstrom von oben mit einem Drittel der Beschickungsrate
(bezogen auf Masse) des Lösemittels
zugeführt
wurde. Die Beschickung wurde bis 50°C erhitzt, um die Bildung einer
Emulsion zu hemmen. Die Säule
wurde mit einer Geschwindigkeit bewegt, die ein angemessenes Mischen
gewährleistet.
Der Ethylacetat-Abgang von der Säule
enthielt Sucralose und wurde aufgehoben. Der wässrige Strom enthielt organische
und anorganische Verunreinigungen und wurde verworfen.
-
KRISTALLISATION
-
ERSTER KRISTALLISATIONSAPPARAT – KRISTALLISATION
AUS ETHYLACETAT
-
Der
Ethylacetat-Abgang wurde mit Wasser gesättigt. Dieser wurde dehydratisiert,
in den Kopf einer Vigreaux-Destillationssäule über den ersten Kristallisationsapparat
zugeführt.
Der Kristallisationsapparat wurde unter Vakuum gehalten und enthielt
das in Ethylacetat aufgelöste
Kohlenhydrat als gelösten
Stoff. Das Wasser wurde zum großen
Teil in diesem Schritt entfernt (abschließende Mengen 0,1 bis 2%). Die
Entfernung des Wassers verringerte die Löslichkeit des Kohlenhydrates
und lieferte den Impuls zur Kristallisation, wenn das Lösemittel
unter Vakuum abdestilliert wurde. Die Temperatur des Kristallisationsapparates
wurde aufrechterhalten, indem die kristalline Aufschlämmung durch
einen Wärmeaustauscher
mit Hilfe einer Zentrifugalpumpe oder Membranpumpe in den Kristallisationsapparat
zurückgepumpt
wurde, was für
ein weiteres Mischen sorgte. Die kristalline Aufschlämmung wurde
durch Einstellung des Vakuums auf ein Minimum von 39°C geregelt. Die
Geschwindigkeit der Destillation wurde aufrechterhalten, indem die
Temperatur des Heizmediums des Wärmeaustauschers
entsprechend eingestellt wurde. Die Temperatur des Heizmediums schwankt
zwischen 42° und
65°C. Die
obere Hälfte
des Kristallisationsapparates hatte den doppelten Durchmesser der
unteren Hälfte,
wobei die zwei Abschnitte über
eine konische Sektion verbunden waren, was zu einer wirksamen Zirkulation
beitrug. Die Beschickungsrate war so groß, dass eine mittlere Verweilzeit
zwischen 2 und 14 Stunden aufrechterhalten wurde. Längere mittlere
Verweilzeiten neigen zur Erhöhung
der Ausbeute, allerdings mit einer entsprechenden Abnahme des Produktionsdurchsatzes
des Behälters.
Die Aufschlämmungen
wurden abgezogen, indem der Ausgang der Umlaufpumpe kurzzeitig zur
Aufnahme der Kristalle zu einer offenseitigen Trommelzentrifuge
umgelenkt wurde. Der Kuchen auf der Zentrifuge wurde gegebenenfalls
mit gekühltem Ethylacetat
gewaschen, das weniger als 0,1% Wasser enthielt.
-
Die
Mutterlösung
wurde in einem Rotationsverdampfer durch Destillation zu einer von
organischen Lösemitteln
freien wässrigen
Mischung mit einer Kohlenhydratkonzentration von 22% (Brix-Messung) umgewandelt,
filtriert und chromatographisch auf zwei hintereinander geschalteten
SMB-Systemen gereinigt,
um nicht extrahierbare Verunreinigungen auszuwaschen, wie in der
US-P-5977349 gezeigt
wurde. Das Produkt des ersten SMB-Systems wurde über einen Rotationsverdampfer
auf 18% Feststoffe aufkonzentriert und auf einem zweiten SMB gereinigt.
Das Produkt aus der chromatographischen Reinigung wurde über einen
Rotationsverdampfer auf 30% aufkonzentriert und zu der vorstehend
erwähnten
Extraktionsbeschickung zurückgeführt.
-
ZWEITE KRISTALLISATION – WÄSSRIG
-
Der
Kuchen von dem ersten Kristallisationsapparat wurde zu einer Konzentration
von 30% in Wasser bei 45° bis
50°C aufgelöst oder
wahlweise Mutterlösung
aus dem dritten Kristallisationsapparat. Dieses Auflösungsgefäß bestand
aus einem bewegten Rundkolben mit Mantel. Dieses wurde zu einem
zweiten Kristallisationsapparat geführt, der ähnlich konfiguriert war wie
der erste Apparat, dem jedoch die dehydratisierende Säule fehlte.
Das Fassungsvermögen
des Auflösungsbehälters betrug
9 Liter anstatt 13 Liter und der größte Durchmesser der oberen
Sektion war lediglich um 50% größer als
die kleinere untere Sektion. Die Temperatur der Aufschlämmung wurde
wiederum bei 39°C
gehalten. Um eine kontinuierliche Zirkulation durch einen Röhrenwärmeaustauscher
aufrechtzuerhalten, wurde eine kleine Membranpumpe oder Zentrifugalpumpe
verwendet, wobei die Temperatur des Wärmeaustauschers zur Regelung
der Destillationsgeschwindigkeit eingestellt wurde. Die Temperatur
des Heizmediums wurde unterhalb von 65°C und typischerweise bei oder
unterhalb von 56°C
gehalten. Die mittlere Verweilzeit variierte zwischen etwa 3 und
etwa 12 Stunden. Die Zentrifugation wurde wiederum so ausgeführt, dass
der Rückführungsstrom
zur Korbzentrifuge in Abständen
zurückgeführt wurde.
Die Zentrifugenkuchen wurden entweder nicht gewaschen oder gegebenenfalls
mit kaltem Wasser gewaschen. Die Mutterlösung wurde in kontrollierter
Weise mit frischer Beschickung und chromatographisch gereinigtem
Material zu dem bereits erwähnten
Extraktionsapparat vereinigt.
-
DRITTE UND VIERTE KRISTALLISATIONEN – WÄSSRIG
-
Der
Kuchen aus dem zweiten Kristallisationsapparat wurde zu einer Konzentration
von 30% bei 45° bis
50°C in
Wasser oder Mutterlösung
aus dem vierten Kristallisationsapparat aufgelöst. Der Auflösungsbehälter bestand
am einem bewegten Rundkolben mit Mantel. Dieses wurde einem dritten
Kristallisationsapparat zugeführt,
der identisch mit dem zweiten Apparat konfiguriert war. Das Fassungsvermögen des
Auflösungsbehälters betrug
9 Liter und der größte Durchmesser
der oberen Sektion war lediglich um 50% größer als die kleinere untere
Sektion. Die Temperatur der Aufschlämmung wurde wiederum bei 39°C gehalten.
Um eine kontinuierliche Zirkulation durch einen Röhrenwärmeaustauscher
aufrechtzuerhalten, dessen Temperatur zur Regelung der Destillationsgeschwindigkeit
eingestellt wurde, wurde eine kleine Membran- oder Zentrifugalpumpe verwendet.
Die Temperatur des Heizmediums wurde unterhalb von 65°C und im
typischen Fall bei oder unterhalb von 56°C gehalten. Die mittlere Verweilzeit
variierte zwischen etwa 3 und etwa 12 Stunden. Die Zentrifugation
wurde wiederum ausgeführt,
indem der Rückführungsstrom
zur Korbzentrifuge in Abständen
umgeleitet wurde. Die Zentrifugenkuchen wurden entweder nicht gewaschen
oder mit kaltem Wasser gewaschen. Die Mutterlösung wurde in den Auflösungsbehälter vor
den zweiten Kristallisationsapparat zurückgeführt und zur Auflösung von
Kuchen aus dem ersten Kristallisationsapparat verwendet. Der vierte
Kristallisationsapparat hatte ein Volumen von 3 Litern und war ein
konventioneller Rundkolben. Die Zentrifungenkuchen aus dem dritten
Kristallisationsapparat wurden in Wasser bei etwa 45° bis 50°C aufgelöst. Der
Auflösungsbehälter wurde bewegt
und war ummantelt, um die Temperatur aufrechtzuerhalten. Die aufgelöste Sucralose
wurde dem vierten Kristallisationsapparat in kontinuierlicher Weise
zugeführt,
um einen gleichbleibenden Füllstand
in dem Kristallisationsapparat aufrechtzuerhalten. Die kristalline
Aufschlämmung
wurde wiederum mit Hilfe einer Zentrifugalpumpe oder Membranpumpe
durch einen Röhrenwärmeaustauscher
zirkuliert, wobei die Heizmediumtemperatur zur Aufrechterhaltung
einer gleichbleibenden Destillationsgeschwindigkeit benutzt wurde.
Die Temperatur wurde durch Einstellung des Vakuums auf 39°C geregelt.
Die Aufschlämmungen
wurden regelmäßig zu einer
offenseitigen Korbzentrifuge umgeleitet und entweder nicht gewaschen
oder wahlweise mit einer kleinen Menge kaltem reinen Wasser gewaschen.
Die Mutterlösung
wurde zu dem Auflösungsbehälter zurückgeführt und
zur Auflösung
von Kuchen am dem zweiten Kristallisationsapparat zur Zugabe zu
dem dritten Kristallisationsapparat verwendet.
-
TROCKNEN
-
Die
Sucralose-Kristalle aus dem vierten Kristallisationsapparat wurden über einem
Fließbetttrockner aus
einem Kuchen getrocknet, der normalerweise 5 bis 9% Wasser bis weniger
als 2% Wasser enthielt. Die Reinigungen und Ausbeuten an den verschiedenen
Schritten des Reinigungsprozesses sind in der nachfolgenden Tabelle
2 beschrieben worden. TABELLE 2
Prozessschritt | Komponente
oder Strom | Mittlere
Bildungen | Kohlenhydratprofil (% Sucralose) |
Frische
Beschickung von der Synhtese | | | 65,3% |
SMB-Rückführungsprodukt | | 22,0% | 78,7%
+/– 2,0% |
E-2-12stufiger
Extraktor | Gesamtgewinnung | 99,5%
+/– 0,1% | 91,3%
+/– 0,8% |
EV-5
Extraktion-2-Konzentrat | | 7,3% | 91,3% +/– 0,8% |
Erste
Kristallisation | Ausbeute
Konzentration
der Aufschlämmung
Feststoffanalyse
Analyse
der Mutterlösung
(Rückführung zur
SMB) |
84,2%
+/– 2,7%
33,8%
+/– 2,9%
79,3%
+/– 5,5%
7,3%
+/– 1,2% | 95,8% +/– 0,5%
72,2%
+/– 2,6% |
Zweite
Kristallisation | Ausbeute
Konzentration
der Aufschlämmung
Feststoffanalyse
Analyse
der Mutterlösung
(Rückführung zum
Extraktionsapparat) | 50,5%
+/– 3,9%
51,0%
+/– 2,7%
89,5%
+/– 3,2%
36,2%
+/– 1,5% | 99,6% +/– 0,3%
93,7%
+/– 0,7% |
Dritte
Kristallisation | Ausbeute
Konzentration
der Aufschlämmung
Feststoffanalyse
Analyse
der Mutterlösung | 48,4%
+/– 5,9%
46,3%
+/– 2,9%
92,2%
+/– 2,4%
32,4%
+/– 3,8% | 99,90% +/– 0,04%
99,11%
+/– 0,39% |
Vierte
Kristallisation | Ausbeute
Konzentration
der Aufschlämmung
Feststoffanalyse
Analyse
der Mutterlösung | 49,4%
+/– 5,7%
46,0%
+/– 2,8%
90,5%
+/– 2,8%
31,4%
+/– 2,4% | 99,97% +/– 0,01%
Nicht
gemessen |
Trocknungsergebnisse aus
der letzten Kristallisation | Trocknugsverlust | 6,8%
+/– 0,7% | |
-
BEISPIEL 2
-
Die 10a bis 10c zeigen
Daten, die die Einflüsse
der Verunreinigungsmengen auf die Sucralose-Kristallisation demonstrieren. 10a zeigt Daten aus einem Kristallisationsapparat
mit kontinuierlichem Prozess, worin die Verunreinigungsmenge der
Lösung
in dem Apparat in Abhängigkeit
von der in der Mutterlösung
zurückbleibenden
Sucralose dargestellt ist (d. h. die Sucralose, die nicht in den
kristallinen Zustand überführt worden
ist). Diese Kurve zeigt, dass die Menge an Sucralose in der Mutterlösung mit
der Verunreinigungsmenge zunahm und demonstriert die inhibitorische
Wirkung von Verunreinigungen auf die Kristallisation. 10b zeigt eine andere Analyse dieser Daten und
wiederum, dass zunehmende Mengen an Verunreinigungen eine Abnahme
der Kristallisation von Sucralose bewirkten. Schließlich zeigt 10c die Einflüsse
von Verunreinigungsmengen auf die Ausbeute der Kristallisation.
Zunehmende Verunreinigungsmengen über den Bereich von 5% bis
14% (Gewicht/Gewicht der Lösung)
hatten einen drastischen Einfluss auf die Gesamtausbeute der Sucralose
aus der Kristallisation. Wie vorstehend detailliert diskutiert wurde,
zeigen die 1, 2 und 3 Daten zu den Einflüssen der Entfernung der Verunreinigungen
in den verschiedenen Stufen auf die Gesamtausbeute und die Reinheit
des Endproduktes.
-
BEISPIEL 3
-
Es
wurde gereinigte Sucralose mit Hilfe des Verfahrens der Flüssig-Flüssig-Extraktion
und sequenzieller Umkristallisationen entsprechend der Darstellung
in den Beispielen 1 und 2 der vorliegenden Erfindung hergestellt.
Danach wurde der Geschmack der resultierenden Zusammensetzung in
einem Getränk
getestet.
-
Es
wurden Sucralose-Lösungen
angesetzt, indem kristalline Sucralose zu einem Modell einer Softdrink-Zusammensetzung
gegeben wurde, die 0,14% Citronensäure und 0,04% Trinatriumphosphat
enthielt. Der pH-Wert dieser Zusammensetzung betrug 3,2. Die kristallinen
Sucralose-Zusammensetzungen wurden der Softdrink-Zusammensetzung
so zugegeben, dass Endwerte von 100 Teilen pro Million (ppm) erhalten
wurden.
-
Die
Vertreter des Verkostungsgremiums wurden aus der allgemeinen Bevölkerung
ausgewählt
und bei der Zusammenstellung der Vertreter keinerlei spezielle demographische
Parameter angewendet. Die Produktproben wurden hergestellt und gekühlt serviert.
Die Portionen wurden individuell serviert an die Vertreter des Gremiums
ausgegeben. Die Proben wurden an die Verkoster in abgedeckter Form
(Proben lediglich identifiziert durch ein zufälliges Zahlenetikett) präsentiert.
Jeder Verkoster erhielt drei Proben zum Verkosten (eine Probe wies
100 ppm Sucralose auf und zwei Proben wiesen keine Sucralose auf),
wobei die Verkoster in regelloser Abfolge serviert wurden, in der
sie Proben zu verkosten hatten. Diese Reihenfolge der Verkostung
war vollständig
zufällig.
Die Verkoster wurden gebeten, diejenige Probe auszuwählen, die
verschieden ist, das Ergebnis aufzuzeichnen, aufzuzeichnen, in welchem
Maße sie
mit dem Ergebnis zufrieden waren, und schließlich aufzuzeichnen, warum
die auffällige
Probe verschieden war. Zwischen dem Verkosten der Proben wurden die
Verkoster gebeten, gründlich
mit einem gereinigten Wasserpräparat
nachzuspülen
und einen Happen eines einfachen Kräckers zur Reinigung des Gaumens
zu nehmen. Ebenfalls wurden die Verkoster gebeten, vor dem Verkosten
der nächsten
Probe 5 Minuten zu warten.
-
Die
statistische Signifikanz der Richtigkeit der Bewertungen (d. h.
die Fähigkeit
der Verkoster, die Probe zu erkennen, die sich von den anderen zwei
Proben unterscheidet), wurde unter Verwendung einer statistischen
Tabelle ermittelt, mit der die Zahl der richtigen Antworten mit
einem p-Wert in Korrelation gebracht wurde.
-
Die
Verkoster wurden gebeten, die Gründe
für das
Identifizieren der auffälligen
Probe anzugeben, wobei viele der Kommentare von denjenigen Verkostern,
die die richtige Probe gewählt
hatten, schon in Verbindung mit der Schmackhaftigkeit der auffälligen Probe
standen. Ein statistisch signifikanter Unterschied wurde unter den
Proben festgestellt, die Sucralose aufwiesen, und den Proben, die
keine Sucralose aufwiesen, was den Parameter der Schmackhaftigkeit
betrifft, wo p vorzugsweise kleiner als/oder gleich 0,05 ermittelt
wurde.
-
BEISPIEL 4
-
Es
wurde gereinigte Sucralose mit Hilfe des Verfahrens der Flüssig-Flüssig-Extraktion
und der aufeinanderfolgenden Umkristallisationen entsprechend der
Darstellung in den Beispielen 1 und 2 hergestellt. Als Nächstes wurde
Sucralose verwendet, um die Schmackhaftigkeit eines Getränkes oder
eines Produktes zum Verzehr zu verbessern.
-
Es
wurden 30 Personen in einen Raum für zwei Stunden mit einem Tisch
gebracht, der zwei identische Behälter zum Servieren gefüllt mit
Fruchtsaft anbot, die das gleiche Flüssigkeitsvolumen (FJ1 und FJ2)
enthielten, zwei identische Behälter
zum Servieren gefüllt
mit normaler Cola, die das gleiche Flüssigkeitsvolumen enthielten
(C1 und C2), zwei identische Behälter
zum Servieren von Diätcola,
die das gleiche Flüssigkeitsvolumen
enthielten (DC1 und DC2) und zwei identische Behälter zum Servieren gefüllt mit
Kaffee, die das gleiche Flüssigkeitsvolumen
enthielten (CF1 und CF2).
-
Der
erste Behälter
zum Servieren jedes Paares enthielt ein Getränk mit 150 ppm Sucralose; der
zweite Behälter
zum Servieren jedes Paares enthielt ein Getränk ohne Sucralose. Die Volumina
in sämtlichen
Behältern
waren größer als
die Volumina, von denen man einigermaßen erwarten konnte, dass sie
von den 30 Personen innerhalb einer Zeitdauer von zwei Stunden verbraucht
werden. Vor dem Zusammenkommen wurden die Personen angewiesen, die
Getränke
in der Weise zu konsumieren (oder nicht zu konsumieren), in der
sie Getränke
während
einer beliebigen anderen Dauer von zwei Stunden konsumieren würden.
-
Nach
Anlauf der Zeitdauer von zwei Stunden wurden Messungen der Volumina
der verbrauchten Flüssigkeit
von jedem Behälter
vorgenommen. Die Messungen wurden in Einheiten eines "verbrauchten Volumens/2
Stunden Zeitdauer" ausgedrückt. Es
wurden drei verschiedene Verkostungsgremien von Personen getestet.
-
Die
gemittelten Messwerte, die den Fruchtsaft betrafen, zeigten, dass
FJ1 mit größerer Geschwindigkeit
als FJ2 konsumiert wurde. Die gemittelten Messwerte, die die Cola
betrafen, zeigten, dass C1 mit größerer Geschwindigkeit als C2
konsumiert wurde. Die gemittelten Messwerte, die die Diätcola betrafen,
zeigten, dass DC1 mit größerer Geschwindigkeit
konsumiert wurde, als DC2. Die gemittelten Messwerte, die den Kaffee
betrafen, zeigten, dass CF1 mit größerer Geschwindigkeit als CF2
konsumiert wurde. Diese Ergebnisse legen nachdrücklich die Präferenz für die Getränke nahe,
die die geschmacksverbesserte Zusammensetzung aufwiesen.
-
BEISPIEL 5
-
Es
wurde gereinigte Sucralose mit Hilfe des Verfahrens der Flüssig-Flüssig-Extraktion
und der Umkristallisationen entsprechend den Darstellungen in Beispiel
1 und 2 der vorliegenden Erfindung hergestellt. Als Nächstes wurde
Sucralose zur Verbesserung der Schmackhaftigkeit eines Produktes
zum Verzehr verwendet.
-
Die
Sucralose wurde einer Gruppe (1G) von zwei Gruppen (1G und 2G) eines
Produktes zum Verzehr zugegeben, wie beispielsweise Eiscreme, um
Endmengen von 150 ppm Sucralose zu erreichen.
-
Die
Verkoster wurden aus der allgemeinen Bevölkerung ausgewählt und
bei der Zusammenstellung der Verkoster keine speziellen demographischen
Parameter verwendet. Die zwei Gruppen von Proben wurden hergestellt
und gekühlt
serviert. Die Portionen wurden individuell serviert an die Vertreter
des Gremiums ausgegeben. Die Proben wurden an die Verkoster in abgedeckter
Form (Proben lediglich identifiziert durch ein zufälliges Zahlenetikett)
präsentiert.
Jeder Verkoster erhielt zwei Proben zum Verkosten, wobei die Verkoster
in regelloser Abfolge serviert wurden, in der sie die Proben zu
verkosten hatten. Diese Reihenfolge der Verkostung war vollständig zufällig. In
jeder Reihe von zwei Proben ist die eine Probe von G1 und die andere
Probe von G2. Die Verkoster wurden gebeten, die Probe auszuwählen, die
am schmackhaftesten war, das Ergebnis aufzuzeichnen und aufzuzeichnen,
in welchem Maße
sie mit dem Ergebnis zufrieden waren. Zwischen dem Verkosten der
Proben wurden die Verkoster gebeten, gründlich mit einem gereinigten
Wasserpräparat
nachzuspülen
und einen Happen eines einfachen Kräckers zur Reinigung des Gaumens
zu nehmen. Ebenfalls wurden die Verkoster gebeten, vor dem Verkosten
der nächsten
Probe 5 Minuten zu warten.
-
Die
statistische Signifikanz der Richtigkeit der Bewertung (d. h. die
Fähigkeit
des Verkosters die schmackhafteste Probe herauszufinden), wurde
unter Verwendung einer statistischen Tabelle ermittelt, mit der die
Zahl der richtigen Proben mit einem p-Wert in Korrelation gebracht
wurde.
-
Die
Ergebnisse demonstrieren, dass die Teilnehmer die Sucralose enthaltenden
Proben für
schmackhafter hielten, als die Proben, die keine Sucralose aufwiesen.
Es wurde ein statistisch signifikanter Unterschied unter den Proben
festgestellt, die Sucralose aufwiesen, und den Proben, die keine
Sucralose aufwiesen, und zwar in Bezug auf den Parameter der Schmackhaftigkeit,
worin p überwiegend
mit weniger als/oder gleich 0,05 ermittelt wurde.
-
BEISPIEL 6
-
Es
wurde gereinigte Sucralose mit Hilfe des Verfahrens der Flüssig-Flüssig-Extraktion
und der Umkristallisationen entsprechend den Darstellungen in Beispiel
1 und 2 der vorliegenden Erfindung hergestellt. Als Nächstes wurde
Sucralose zur Verbesserung der Schmackhaftigkeit eines Getränkes verwendet.
-
Es
wurden vier Chargen eines Diät-Softdrinks
hergestellt: DSD1 (mit einem Gehalt von 0 ppm Sucralose), DSD2 (mit
einem Gehalt von 10 ppm Sucralose), DSD3 (mit einem Gehalt von 50
ppm Sucralose) und DSD4 (mit einem Gehalt von 100 ppm Sucralose).
-
Die
Verkoster wurden aus der allgemeinen Bevölkerung ausgewählt und
für die
Zusammenstellung der Verkoster keine speziellen demographischen
Parameter verwendet. Die Proben aus den vier Chargen wurden hergestellt
und gekühlt
serviert. Die Portionen wurden individuell serviert an die Vertreter
des Gremiums ausgegeben. Die Proben wurden an die Verkoster in abgedeckter
Form (Proben lediglich identifiziert durch ein zufälliges Zahlenetikett)
präsentiert.
Jeder Verkoster erhielt vier Proben zum Verkosten, wobei die Verkoster
in regelloser Abfolge serviert wurden, in der sie die Proben zu
verkosten hatten. Diese Reihenfolge der Verkostung war vollständig zufällig. In
jeder Reihe von vier Proben ist die eine Probe von DSD1, eine Probe
von DSD2, eine Probe von DSD3 und eine Probe von DSD4. Die Verkoster
wurden gebeten, die Probe auszuwählen,
die am schmackhaftesten war, das Ergebnis aufzuzeichnen und aufzuzeichnen,
warum sie zu dem Ergebnis gelangten. Zwischen dem Verkosten der
Proben wurden die Verkoster gebeten, gründlich mit einem gereinigten
Wasserpräparat
nachzuspülen
und einen Happen eines einfachen Kräckers zur Reinigung des Gaumens
zu nehmen. Ebenfalls wurden die Verkoster gebeten, vor dem Verkosten
der nächsten
Probe 5 Minuten zu warten.
-
Die
statistische Signifikanz der Richtigkeit der Bewertung (d. h. die
Fähigkeit
des Verkosters die schmackhafteste Probe herauszufinden), wurde
unter Verwendung einer statistischen Tabelle ermittelt, mit der die
Zahl der richtigen Proben mit einem p-Wert in Korrelation gebracht
wurde.
-
Die
Daten zeigen, dass die Verkoster die Sucralose aufweisenden Proben
(nämlich
die Proben von DSD2, DSD3 und DSD4) als schmackhafter empfanden,
als die Proben die keine Sucralose aufwiesen (nämlich die Proben von DSD1).
Es wurde ein statistisch signifikanter Unterschied unter den Proben
festgestellt, die Sucralose aufwiesen, und den Proben, die keine
Sucralose aufwiesen, und zwar in Bezug auf den Parameter der Schmackhaftigkeit,
worin p überwiegend
mit weniger als/oder gleich 0,05 ermittelt wurde.
-
BEISPIEL 7
-
Es
wurde gereinigte Sucralose mit Hilfe des Verfahrens der Flüssig-Flüssig-Extraktion
und der Umkristallisationen entsprechend den Darstellungen in Beispiel
1 und 2 der vorliegenden Erfindung hergestellt. Als Nächstes wurde
Sucralose zur Verbesserung der Schmackhaftigkeit eines Getränkes verwendet.
-
Es
wurden Sucralose-Lösungen
hergestellt durch Zugabe von kristalliner Sucralose zu einer Zusammensetzung
eines Modell-Softdrinks, das 0,14% Citronensäure und 0,04% Trinatriumphosphat
enthielt. Der pH-Wert dieser Zusammensetzung betrug 3,2. Es wurden
kristalline Sucralose-Zusammensetzung
zu der Softdrink-Zusammensetzung so zugegeben, dass Endwerte von
10 ppm Sucralose erhalten wurden.
-
Ebenfalls
wurde eine Zusammensetzung des Modell-Softdrinks ohne Sucralose
hergestellt.
-
Die
Verkoster wurden aus der allgemeinen Bevölkerung ausgewählt und
für die
Zusammenstellung der Verkoster keine speziellen demographischen
Parameter verwendet. Die Proben aus den vier Chargen wurden hergestellt
und gekühlt
serviert. Die Portionen wurden individuell serviert an die Vertreter
des Gremiums ausgegeben. Die Proben wurden an die Verkoster in abgedeckter
Form (Proben lediglich identifiziert durch ein zufälliges Zahlenetikett)
präsentiert.
Jeder Verkoster erhielt drei Proben zum Verkosten, wobei die Verkoster
in regelloser Abfolge serviert wurden, in der sie die Proben zu
verkosten hatten. Diese Reihenfolge der Verkostung war vollständig zufällig. In
jeder Reihe von drei Proben waren zwei identisch insofern, dass
sie keine Sucralose enthielten, während eine Probe insofern verschieden
war, dass sie Sucralose enthielt. Die Verkoster wurden gebeten,
die Probe auszuwählen,
die verschieden war, das Ergebnis aufzuzeichnen und aufzuzeichnen,
warum man mit dem Ergebnis zufrieden war und schließlich aufzuzeichnen,
warum die auffällige
probe verschieden war. Zwischen dem Verkosten der Proben wurden
die Verkoster gebeten, gründlich
mit einem gereinigten Wasserpräparat
nachzuspülen
und einen Happen eines einfachen Kräckers zur Reinigung des Gaumens
zu nehmen. Ebenfalls wurden die Verkoster gebeten, vor dem Verkosten
der nächsten
Probe 5 Minuten zu warten.
-
Die
statistische Signifikanz der Richtigkeit der Bewertung (d. h. die
Fähigkeit
des Verkosters die Probe herauszufinden, die verschieden war von
den anderen zwei), wurde unter Verwendung einer statistischen Tabelle
ermittelt, mit der die Zahl der richtigen Proben mit einem p-Wert
in Korrelation gebracht wurde.
-
Die
Verkoster wurden gebeten die Gründe
für das
Identifizieren der auffälligen
Probe anzugeben, wobei eine statistisch signifikante Zahl von Kommentaren
von denjenigen Verkostern erfolgte, die die korrekte Probe in Bezug
auf die verbesserte Schmackhaftigkeit der Sucralose aufweisenden
Probe gewählt
haben.
-
Die
Daten zeigen, dass die Verkoster die Sucralose aufweisenden Proben
als schmackhafter bewerteten als die Proben, die keine Sucralose
aufwiesen. Eine statistisch signifikante Differenz wurde unter den Proben
festgestellt, die Sucralose aufwiesen, und den Proben, die keine
Sucralose aufwiesen, und zwar in Bezug auf die Parameter der Schmackhaftigkeit,
wo p vorzugsweise mit weniger als/oder gleich 0,05 ermittelt wurde.
-
Obgleich
sich die vorstehende Beschreibung hauptsächlich auf die Reinigung von
Sucralose zielt, ist für
den Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich, dass sich die gleichen
Methoden für
die Reinigung von Sucralose-Präkursoren
gemäß der Erfindung
anwenden lassen sowie auf gemischte Prozesse, bei denen ein Teil der
Reinigung in den Präkursorstufen
erfolgt und eine zusätzliche
Reinigung nach der abschließenden
Reaktion zur Erzeugung von Sucralose (nicht gemäß der Erfindung) erfolgt.