DE69413377T2

DE69413377T2 - Viskose Xytolzusammensetzungen und ihre Herstellung

Info

Publication number: DE69413377T2
Application number: DE69413377T
Authority: DE
Inventors: Jean-Jacques F-62400 Bethune Caboche; Pierrick F-62136 Richebourg Duflot
Original assignee: Roquette Freres SA
Current assignee: Roquette Freres SA
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1994-07-22
Publication date: 1999-04-15
Anticipated expiration: 2014-07-23
Also published as: WO1995002967A1; FI951400A; FR2708269B1; AU7347094A; CA2145411C; FR2708269A1; ATE171044T1; JP3614172B2; ES2121605T3; CA2145411A1; AU672330B2; NO951099L; NO951099D0; FI115380B; DK0661930T3; NO310441B1; EP0661930A1; JPH08502418A; DE69413377D1; FI951400A0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft flüssige, viskose Zusammensetzungen von Xylitol sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Sie betrifft genauer gesagt neue flüssige, viskose und schwer kristallisierbare Zusammensetzungen von Xylitol, die D-Arabitol und nicht reduzierende Oligomere oder Polymere der Glucose enthalten. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren, das es ermöglicht, derartige viskose und schwer kristallisierbare Zusammensetzungen zu erhalten.
Die durch Hydrolyse mit anschließender Hydrierung von Stärke erhaltenen dicken oder viskosen Sirupe und insbesondere die Sirupe von Sorbitol haben bei zahlreichen Anwendungen für Ernährungs- oder pharmazeutische Zwecke eine breite Verwendung als Austauschstoff gefunden. Obwohl es weniger süß als Zucker ist, besitzt nämlich das Sorbitol selbst den Vorteil, keine Karies zu verursachen. Die geringen viskositätserhöhenden Wirkungen von Sorbitol, die mit seinem niedrigen Molekulargewicht verbunden sind, können nämlich durch ein höheres Konzentrieren des Sirups kompensiert werden, der dann ebenso viskos und nicht kristallisierbar ist wie die Sirupe von Saccharose.
Die den Polyolen innewohnenden benetzenden Eigenschaften haben den am meisten löslichen von ihnen ermöglicht, auf dem Gebiet der Kosmetik Verwendung zu finden. Die große Löslichkeit von Sorbitol und sein hohes Vermögen zur Retention von Wasser haben ebenfalls den konzentrierten Sirupen von Sorbitol ermöglicht, einen Platz der Wähl als Trägerstoff von beispielsweise Zahnpasta einzunehmen.
Das Xylitol, ein anderes Polyol, besitzt den Vorteil, praktisch ebenso süß wie Saccharose zu sein und außerdem, wie das Sorbitol, keine Karies zu verursachen.
Jedoch gestatten sein niedriges Molekulargewicht, das noch geringer ist als das von Sorbitol, und seine geringe Löslichkeit, die unterhalb von 30ºC noch unter der von Sorbitol und Saccharose liegt, nicht mit ihm allein die Herstellung von ausreichend dicken Sirupen, die nicht kristallisieren und die Sirupe von Saccharose oder Sorbitol bei Ernährungs- oder pharmazeutischen Anwendungen oder auch die Sirupe von Sorbitol oder Glycerol bei kosmetischen Anwendungen ersetzen könnten.
Flüssige, viskose und konzentrierte Zusammensetzungen von Xylitol wurden bereits beschrieben, beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung No. 431.995. Sie sind viskos und nicht kristallisierbar, enthalten jedoch maximal 50% Xylitol, und der Rest der Zusammensetzung besteht im wesentlichen aus einem hydrierten, mit Maltitol angereicherten Stärkehydrolysat.
Andere flüssige, konzentrierte Zusammensetzungen von Xylitol, die 50% bis 90% Xylitol und 10% bis 50% andere Polyole enthalten und die eine gewisse Verzögerung bei der Kristallisation aufweisen, wurden ebenfalls in der Internationalen Patentanmeldung WO 92/06943 beschrieben. Unter verzögerter Kristallisation versteht man den Fall, wo das Xylitol langsam und schwer in Form von Mikrokristallen mit fühlbarer oder erkennbarer Mühe in den dieses enthaltenen konzentrierten Zusammensetzungen kristallisiert. Diese flüssigen, konzentrierten Zusammensetzungen sind jedoch wirklich bei 20ºC nur dann unkristallisierbar, wenn ihre Anreicherung an Xylitol kleiner als 70% und ihre Konzentration niedriger als 70% Trockensubstanz betragen. Unter diesen besonderen Bedingungen sind diese Zusammensetzungen sehr wenig viskos. Außerdem ist nicht weiter erstaunlich, daß das Xylitol darin nicht kristallisiert, denn es scheint sich dabei nicht unterhalb seiner Löslichkeitsgrenze zu befinden. In diesen an Xylitol reicheren oder konzentrierteren Zusammensetzungen wird die Verzögerung der Kristallisation des Xylitols durch die Anwesenheit anderer Polyole mit niedrigem Molekulargewicht verursacht, wie beispielsweise Sorbitol, Maltitol und Glycerol. Sie wird auch gegebenenfalls durch andere Polyole verstärkt, die in den Mutterlaugen der Kristallisation des Xylitols, die durch Hydrierung von Hydrolysaten aus Holz oder der Aufarbeitung von Mais erhalten werden, anwesend sind. Diese in den Mutterlaugen anwesenden Polyole besitzen auch ein geringes Molekulargewicht. Es handelt sich dabei insbesondere um L-Arabitol und Galactitol. Man begegnet ihnen immer in den flüssigen, konzentrierten Zusammensetzungen von Xylitol, wenn diese Mutterlaugen als Quelle von Xylitol anstelle von Lösungen verwendet werden, die durch Auflösung von reinem, kristallinem Xylitol und Zugabe von Sorbitol, Mannitol, Maltitol oder Glycerol entstanden sind.
Die für die Herstellung dieser flüssigen, konzentrierten Zusammensetzungen von Xylitol angewendeten Verfahren bestehen in allen Fällen darin, zu rohen Lösungen von Xylitol, wie die Mutterlaugen aus der Kristallisation oder ausgehend von kristallinem Xylitol gebildete Lösungen, Polyole mit geringem Molekulargewicht zu geben, wie beispielsweise Sorbitol, Mannitol, Maltitol oder hydrierte Stärkehydrolysate mit einem hohen Gehalt an Maltitol.
Die Verwendung von Mutterlaugen, die aus der Hydrierung und der Kristallisation von Hydrolysaten aus Holz oder der Aufarbeitung von Mais stammen ist sicherlich aus ökonomischer Sicht vorteilhaft, wenn es darum geht, flüssige, konzentrierte Zusammensetzungen von Xylitol herzustellen. Sie ermöglicht nämlich einerseits ein Nebenprodukt umzusetzen, ist jedoch andererseits in den Anwendungen für die Ernährung, Pharmazeutik und Kosmetik eingeschränkt, weil das in diesen Hydrolysaten anwesende L-Arabitol kein Polyol aus der natürlichen Reihe ist und das darin ebenfalls vorhandene Galactitol dafür bekannt ist, den grauen Star zu verursachen.
Die Herstellung von Zusammensetzungen mit verbesserter Viskosität oder von flüssigen, konzentrierten Zusammensetzungen von Xylitol, die nicht kristallisierbar sind oder eine gewisse Verzögerung bei der Kristallisation aufweisen und die ebenfalls frei von L-Arabitol und Galactitol sind, konnte demnach bis heute nur durch die Verwendung von reinem kristallinen Xylitol realisiert werden. Diese Zusammensetzungen sind daher kostspielig herzustellen, da das kristalline Xylitol, das für diese Herstellung eingesetzt werden muß, selbst ein teures Produkt ist. Außerdem sind Sorbitol, Mannitol, Maltitol, Glycerol und die hydrierten Stärkehydrolysate mit einem hohen Gehalt an Maltitol ebenfalls teure Produkte. Weiterhin ermöglichen diese Produkte nicht, die gewünschten Niveaus der Viskosität zu erreichen.
Es besteht somit ein Bedürfnis an viskosen Zusammensetzungen oder an flüssigen, konzentrierten Zusammensetzungen von Xylitol, die nicht kristallisierbar sind oder die eine gewisse Verzögerung bei der Kristallisation zeigen, bei denen keine Gefährdung für die Gesundheit besteht und deren Herstellung wenig kostenaufwendig ist.
Derartige Zusammensetzungen können vorteilhaft bei der Zubereitung von Füllstoffen für Zahnpasta, von kosmetischen oder pharmazeutischen Produkten und bei der Herstellung von diversen und verschiedenartigen Süßwaren verwendet werden.
Es ist aus dem europäischen Patent No. 421.882 bekannt, bei dem die Anmelderin der Inhaber ist, Sirupe von Xylitol mit einem Gehalt an Xylitol von 80% bis 90% zu erhalten, wobei der Rest im wesentlichen aus D-Arabitol und Pentitol der natürlichen Reihe D von Zuckern besteht. Diese wenig viskosen und ganz besonders gut an die Kristallisation von Xylitol angepaßten Sirupe werden durch mikrobiologische Umwandlung von Glucose zu D-Arabitol, mikrobiologische Oxidation von D-Arabitol zu D-Xylulose, enzymatische Isomerisierung von D-Xylulose zu D-Xylose und anschließende katalytische Hydrierung der Mischung von D-Xylulose und D-Xylose zu Xylitol und D-Arabitol erhalten. Diese Sirupe von Xylitol, die weder L-Arabitol noch Galactitol, aber einzig und allein D-Arabitol als begleitendes Polyol enthalten, ermöglichen die bequeme Extraktion der Kristalle von reinem Xylitol in drei Produktionsgängen.
Die Konzentration von D-Arabitol erreicht somit bis zu 50% und mehr Trockensubstanz der Mutterlaugen, was offensichtlich beweist, daß dieses D-Arabitol kein Anti-Kristallisationsmittel für Xylitol ist.
Es ist daher das Verdienst der Anmelderin festgestellt zu haben, daß die Assoziation von nicht reduzierenden Oligomeren oder Polymeren der Glucose mit hohem Molekulargewicht an D-Arabitol die Kristallisation von Xylitol ermöglichen würde zu beeinträchtigen. Diese Feststellung im umso überraschender, als diese Assoziation nicht von der Anwesenheit offenkundiger Mengen von angeblichen Anti-Kristallisationsmitteln für Xylitol in den Sirupen abhängig ist, wie Sorbitol, Maltitol, Mannitol, Glycerol, L- Arabitol oder Galactitol, die alle Anti-Kristallisationsmittel mit niedrigem Molekulargewicht sind.
Außerdem ermöglicht die Anwesenheit von nicht reduzierenden Oligomeren oder Polymeren der Glucose mit hohem Molekulargewicht in diesen Sirupen von Xylitol, den sogar verdünnten Sirupen einen gewissen Körper zu verleihen, der bei zahlreichen Anwendungen nützlich ist.
Unter nicht reduzierenden Oligomeren oder Polymeren der Glucose mit hohem Molekulargewicht versteht man: Maltotriitol, Maltotetraitol und ihre höheren Homologen, die durch unvollständige Hydrolyse von Stärke und anschließende Hydrierung dieser Hydrolysate sowie der Isomeren dieser Verbindungen, deren Moleküle verzweigt sind, erhalten werden.
Die flüssigen, viskosen Zusammensetzungen von Xylitol gemäß der Erfindung sind daher dadurch gekennzeichnet, daß sie enthalten:
- 51% bis 80% Xylitol,
- 0,1% bis 44% D-Arabitol,
- 5% bis 48,9% nicht reduzierende Oligomere oder Polymere der Glucose.
In bevorzugter Weise enthalten sie:
- 53% bis 75% Xylitol,
- 2% bis 35% D-Arabitol,
- 8% bis 45% nicht reduzierende Oligomere oder Polymere der Glucose.
In noch mehr bevorzugter Weise enthalten sie:
- 55% bis 75% Xylitol,
- 4% bis 30% D-Arabitol,
- 10% bis 41% nicht reduzierende Oligomere oder Polymere der Glucose.
Die Anmelderin hat außerdem festgestellt, daß die Grenze der Kristallisation oder der Löslichkeit von reinem Xylitol in Wasser in Abhängigkeit von der Temperatur durch die folgende Gleichung beurteilt werden kann:
worin x die Temperatur der Lösung von Xylitol in Grad Celsius bedeutet und y die Grenze der Löslichkeit von Xylitol in Gramm Xylitol pro 100 g Wasser darstellt.
Die ausgehend von dieser Gleichung berechneten Daten stimmen in ausgezeichneter Weise mit den gemessenen Werten der Löslichkeit von Xylitol in Wasser in Abhängigkeit von der Temperatur überein, wie man sie beispielsweise auf Seite 368 in dem Werk "Le sucre, les sucres, les édulcorants et les glucides de charge dans les I.A.A." - collection Sciences et techniques agro-alimentaires, J.L. Multon coordinateur, Tec et Doc, Lavoisier APRIA 1992, finden kann.
So sind bei Temperaturen von 10ºC, 20ºC, 30ºC, 40ºC, 50ºC und 60ºC die gemessenen Löslichkeiten von Xylitol mit jeweils 138, 168, 217, 292, 400 und 614 g/100 cm³ Wasser assoziiert. Es tritt der Fall ein, daß die oben erwähnte Gleichung ermöglicht, die folgenden Werte für die gleiche Temperatur zu berechnen: 136,5, 171, 219, 290, 402 und 614, die durch das Gleiche die ausgezeichnete Korrelation der theoretischen und der experimentellen Werte im Temperaturintervall von etwa 0ºC bis 70ºC vor Augen führen.
Der Bogen der Hyperbel, der diese Gleichung repräsentiert, trennt in dem Intervall, wo sie einen Sinn ergibt, die Fläche in eine Zone unter der Kurve, wo das Xylitol im Zustand der Untersättigung vorliegt und daher nicht kristallisieren kann, und in eine Zone der Übersättigung, die sich oberhalb der Kurve befindet, wo das Xylitol normalerweise kristallisieren soll.
Es hat sich jetzt ergeben, daß die Anmelderin nach zahlreichen Untersuchungen feststellte, daß die gleichzeitige Anwesenheit von D-Arabitol und von nicht reduzierenden Oligomeren oder Polymeren von Glucose in den Lösungen von Xylitol ebenfalls in unerklärlicher Weise ermöglichen könnte, die Löslichkeit von Xylitol zu erhöhen oder seine Kristallisation stark zu verzögern. So gestatten die Zusammensetzungen der Erfindung, Charakteristiken von verzögerter Kristallisation für den Grad der Übersättigung des Xylitols zwischen 1,1 und 1,2 und nicht kristallisierbare Zusammensetzungen für den Grad der Übersättigung zwischen 1,0 und 1,1 zu erhalten. Für derartige Grade ergeben sich die Grenzkonzentrationen an Xylitol der Zusammensetzungen gemäß der Erfindung unter Multiplikation der Zähler der vorstehenden Gleichung mit 1,1 oder 1,2.
Daraus ergibt sich, daß die bevorzugten flüssigen Zusammensetzungen von Xylitol, die Charakteristiken von verzögerter Kri stallisation aufweisen oder die bei vorgegebenen Temperaturen nicht kristallisierbar sind, dadurch gekennzeichnet sind, daß ihr Gehalt an Wasser in der Weise eingestellt ist, daß ihr Gehalt an Xylitol, ausgedrückt in Gramm Xylitol pro 100 g Wasser, zwischen den durch die folgenden Gleichungen definierten Werten liegt:
und
worin x die Temperatur der Zusammensetzungen in Grad Celsius darstellt.
Andere noch mehr bevorzugte, flüssige, konzentrierte, bei vorgegebenen Temperaturen nicht kristallisierbare Zusammensetzungen von Xylitol sind dadurch gekennzeichnet, daß ihr Gehalt an Wasser in der Weise eingestellt ist, daß ihr Gehalt an Xylitol, ausgedrückt in Gramm Xylitol pro 100 g Wasser, zwischen den durch die folgenden Gleichungen definierten Werten liegt:
und
worin x die Temperatur der Zusammensetzungen in Grad Celsius darstellt.
Wenn man wünscht, daß die flüssigen Zusammensetzungen von Xylitol gemäß der Erfindung Charakteristiken von verzögerter Kristallisation bei etwa 20ºC aufweisen, so muß ihr Gehalt an Wasser in der Weise eingestellt werden, daß ihr Gehalt an Xylitol, ausgedrückt in Gramm Xylitol pro 100 Gramm Wasser, zwischen 188 g und 206 g liegt.
Wenn man wünscht, daß die gleichen Zusammensetzungen bei etwa 20ºC nicht kristallisierbar sind, so muß ihr Gehalt an Wasser in der Weise eingestellt werden, daß ihr Gehalt an Xylitol, ausgedrückt in Gramm Xylitol pro 100 g Wasser, zwischen 171 g und 188 g liegt.
Ein Verfahren zur Herstellung der flüssigen Zusammensetzungen von Xylitol gemäß der Erfindung besteht darin, zu den nach dem europäischen Patent No. 421.882 erhaltenen Sirupen von Xylitol nicht reduzierende Oligomere oder Polymere von Glucose zu mischen. Diese besitzen vorzugsweise ein hohes Molekulargewicht und stammen bevorzugt von Dextrinen oder hydrierten Maltodextrinen.
Ein zweites Verfahren, das die Herstellung der flüssigen Zusammensetzungen von Xylitol gemäß der Erfindung gestattet, besteht darin, Sirupe oder Pulver von Xylose zu verwenden, die nach dem in dem europäischen Patent No. 421.882 beschriebenen Fermentations-Verfahren hergestellt werden, zu denen man dann reduzierende Oligomere oder Polymere gibt, stammend von Dextrinen, Maltodextrinen oder an Glucose und Maltose armen und vorzugsweise von diesen zwei Zuckern befreiten Stärkehydrolysaten, und dann schließlich eine Hydrierung der erhaltenen Mischung unter dem Fachmann geläufigen Bedingungen durchzuführen. In diesen Fällen werden die zugesetzten Mengen an reduzierenden Oligomeren und Polymeren in der Weise ausgewählt, daß die erhaltene flüssige Zusammensetzung mindestens 51% Xylitol enthält. Es ist festzustellen, daß die unter Anwendung dieses Verfahrens erhaltene flüssige Zusammensetzung in Übereinstimmung mit der Erfindung steht, denn sie wird notwendigerweise D-Arabitol enthalten wegen der mehr oder weniger großen Anwesenheit von D-Xylulose in der verwendeten Fermentations-Xylose.
Ein drittes Verfahren, das die Herstellung der flüssigen Zusammensetzungen von Xylitol gemäß der Erfindung gestattet, besteht darin, bei den bereits in dem europäischen Patent No. 421.882 beschriebenen Stufen eine mikrobiologische und chemische Umwandlung der Glucose zu Xylitol durchzuführen, jedoch unter vollständiger oder teilweiser Anwendung der fermentellen oder enzymatischen Umwandlung in Anwesenheit von Oligomeren oder Polymeren der Glucose.
Unter Oligomeren oder Polymeren von Glucose versteht man: Maltotriose, Maltotetraose und ihre höheren Homologen, die durch unvollständige Hydrolyse von Stärke erhalten werden, sowie die Isomeren dieser Verbindungen, deren Moleküle verzweigt sind.
In überraschender Weise hat die Anmelderin beobachtet, daß die Anwesenheit dieser reduzierenden Oligomere oder Polymere von Glucose neben der Glucose in keiner Weise die mikrobiologischen Umwandlungen der Glucose zu D-Arabitol und anschließend von D- Arabitol zu D-Xylulose beeinträchtigen würde, daß diese gleichen Oligomere oder Polymere im Verlauf der mikrobiologischen Umwandlungen unbeeinträchtigt bleiben und daß sie nicht mehr die Reaktion der enzymatischen Isomerisierung der D-Xylulose zu D-Xylose behindern würden. Die katalytische Hydrierung des erhaltenen Si rups, der diese Oligomere und Polymere von Glucose enthält, führt somit zu einem Sirup, der Xylitol (stammend von der Reduktion von D-Xylose und zur Hälfte von der von D-Xylulose), D-Arabitol (stammend zur Hälfte von der Reduktion von D-Xylulose) und nicht reduzierende Oligomere oder Polymere von Glucose (stammend von ihren reduzierenden Äquivalenten) enthält.
Dieses dritte Verfahren zur Herstellung der flüssigen Zusammensetzungen von Xylitol gemäß der Erfindung besteht somit darin, mikrobiologische Umwandlungen von Glucose zu D-Arabitol und anschließend zu D-Xylulose bei der enzymatischen Isomerisierung von D-Xylulose zu einer Mischung von D-Xylose und D-Xylulose und anschließend die katalytische Hydrierung dieser Mischung durchzuführen, wobei es dadurch gekennzeichnet ist, daß die mikrobiologischen Umwandlungen, die Isomerisierung und die Hydrierung in Anwesenheit von Oligomeren und/oder Polymeren der Glucose stattfinden.
Dieses Verfahren ist umso bevorzugter, als man in diesem Fall auf einen einzigen Ausgangsstoff zurückgreifen kann, der wirklich wenig kostspielig ist und der aus Mutterlaugen, beispielsweise aus der Kristallisation von Dextrose bestehen kann. Diese Mutterlaugen enthalten etwa 4% bis 7% Oligomere oder Polymere von Glucose, die bei den enzymatischen Verzuckerungen anfallen.
Ein weiterer in dem Verfahren der Erfindung verwendbarer Ausgangsstoff kann ein rohes Hydrolysat von Stärke sein, das durch saure Verflüssigung und anschließende enzymatische Verzuckerung erhalten wird. Ein derartiges Hydrolysat ist billiger herzustellen als ein doppeltes enzymatisches Hydrolysat, das einen sehr hohen Gehalt an Glucose aufweist. Außerdem werden durch die anstelle der enzymatischen Verflüssigung angewendete saure Verflüssigung Reversionsprodukte und verzweigte Moleküle gebildet, die bei der späteren enzymatischen Verzuckerung anfallen und daher in Form von Oligomeren oder Polymeren mit hohem Molekulargewicht verbleiben, die ihrerseits Inhibitoren der Kristallisation von Xylitol darstellen und den Zusammensetzungen eine gewisse Viskosität verleihen.
Wenn man bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ein rohes Hydrolysat von Stärke verwendet, als Ausgangsprodukt erhalten durch saure Verflüssigung, so führt man übli cherweise diese Verflüssigung unter Erhitzen einer Stärkemilch mit einer Konzentration von 25% bis 45% auf eine Temperatur von etwa 130ºC bis 150ºC durch, in Anwesenheit einer ausreichenden Menge von Chlorwasserstoffsäure, um einen pH-Wert von 1,5 bis 2 zu erhalten.
Man bevorzugt, diese Verflüssigung durchzuführen, bis man ein DE (Dextroseäquivalent) von 30 bis 50 erhält.
Anschließend führt man bei diesem auf saurem Wege erhaltenen rohen Hydrolysat eine enzymatische Verzuckerung mit Hilfe einer Amyloglucosidase durch. Diese Verzuckerung erfolgt üblicherweise bei einer Temperatur von 50ºC bis 60ºC während 20 bis 200 Stunden, bei einem pH-Wert zwischen 5,0 und 6,0 und mit einer Trockensubstanz zwischen 20% und 40% mit Hilfe von 4.000 bis 500.000 Internationalen Einheiten enzymatischer Aktivität pro Kilogramm Trockensubstrat. Es kann irgendeine Amyloglucosidase verwendet werden, aber man bevorzugt jedoch, die fungischen Amyloglucosidasen einzusetzen. Die Verzuckerung führt man vorzugsweise bis zu ihrem Abschluß durch, das heißt, bis zum Erreichen eines tatsächlichen Gehaltes an Glucose von 75% bis 90%. Der Gehalt dieser Sirupe an Oligomeren oder Polymeren der Glucose liegt im allgemeinen zwischen 5% und 20%.
Ein anderer, ebenfalls bevorzugter Ausgangsstoff besteht aus einem enzymatischen Hydrolysat von Dextrin. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung versteht man unter der Bezeichnung Dextrine die Produkte, die durch Erhitzen von Stärke erhalten werden, durchgeführt bei einem geringen Feuchtigkeitsgrad und im allgemeinen in Anwesenheit von sauren oder basischen Katalysatoren. Dieses "Trockenrösten" von Stärke, meistens in Anwesenheit von Säure, zieht sowohl eine Depolymerisation der Stärke als auch eine Kondensation der auf diese Weise erhaltenen Stärkefragmente nach sich. Es führt zum Erhalten von sehr verzweigten Molekülen und hohen Molekulargewichten, die durch Amyloglucosidasen nicht mehr vollständig hydrolysiert werden können.
Wenn man in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung Dextrine als Ausgangsstoffe verwendet, so bevorzugt man den Einsatz von solchen Dextrinen, die durch Trockenrösten von Stärke in Anwesenheit eines sauren Katalysators wie Chlorwasserstoffsäure erhalten werden. Die Säure wird beispielsweise auf die Stärke gesprüht und die erhaltene Mischung bei 80ºC bis 130ºC bis zu einem Gehalt an Wasser von unter oder gleich 5% vorgetrocknet. Anschließend wird die Mischung bei einer Temperatur von etwa 140ºC bis 250ºC während einer Dauer von 30 Minuten bis etwa 6 Stunden geröstet, um das Dextrin zu erhalten, das am Ende der Reaktion ein DE von etwa 0,5 bis 10 aufweist. Für die Herstellung dieser Dextrine kann man irgendeinen Typ von Stärke verwenden, und insbesondere Stärke von Mais, Weizen, Reis oder die Stärkemehle von Kartoffeln oder Maniok.
In traditioneller Weise werden die Dextrine in zwei Kategorien eingeteilt: in die weißen Dextrine, deren Aussehen sich nur wenig von dem der verwendeten Ausgangsstoffe unterscheidet, und in die gelben Dextrine, die unter härteren Bedingungen erhalten werden und deren Farbintensität mit dem Grad der Modifizierung ihrer natürlichen Struktur übereinstimmt. Die vier Typen von Reaktionen, die bei der Dextrinierung eine Rolle spielen, sind bei niedrigen Temperaturen im wesentlichen die Hydrolyse der Alphabindungen 1-4, bei höheren Temperaturen die Reaktionen der Kondensation und der Transglycosylierung und schließlich die innere Anhydridbildung.
In dem bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung möchte man lieber die weißen Dextrine einsetzen, die praktisch frei von den inneren Anhydriden der Glucose sind. Außerdem würde die enzymatische Hydrolyse der weiter umgewandelten Dextrine nicht ermöglichen, Anreicherungen von Glucose zu erzielen, die so ausreichend sind, daß man einen Gehalt an Xylitol von höher als 51% erhält.
Dextrine wie solche, die von der Firma der Anmelderin unter den Marken TACKTDEX® 135, 140, 145, 150 gehandelt werden, sind besonders zu empfehlen und können in vorteilhafter Weise als Ausgangsstoff für die flüssigen, konzentrierten Zusammensetzungen von Xylitol gemäß der Erfindung verwendet werden.
Für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung setzt man in dem Fall, wo man Dextrine als Ausgangsstoff verwendet, diese in Lösung von Wasser mit einer Trockensubstanz von etwa 20% bis 45%, vorzugsweise 30% bis 40% ein, um sie der Verzuckerung zu Glucose mit Hilfe von mindestens einem verzuckernden Enzym wie Amyloglucosidase zu unterziehen.
Vorzugsweise und obwohl dies nicht in dem Fall erforderlich ist, wo man ein ausreichend umgewandeltes Dextrin verwendet, führt man vor dieser enzymatischen Einwirkung von Amyloglucosidase eine Reaktion mit einer vorzugsweise thermoresistenten Alpha- Amylase durch.
Die enzymatische Einwirkung der Amyloglucosidase und gegebenenfalls der Alpha-Amylase auf das Dextrin ermöglicht, eine Fraktion zu erhalten, die im wesentlichen aus Glucose besteht und eine andere, die im wesentlichen aus Polymeren von Glucose zusammengesetzt ist. Diese Polymermoleküle werden nicht durch mikrobiologische und nachfolgende enzymatische Operationen umgewandelt, aber sie werden zu nicht reduzierenden Polymeren der Glucose bei der abschließenden katalytischen Hydrierung umgesetzt. Diese sehr viskosen Polymere werden ebenfalls die Rolle als Anti- Kristallisationsmittel von Xylitol in den Zusammensetzungen gemäß der Erfindung spielen.
Welcher Ausgangsstoff für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung auch vorgesehen sein mag, Mutterlaugen von der Kristallisation von Glucose, rohes Hydrolysat von Stärke (Säure-Enzym) oder verzuckertes Dextrin, er wird im allgemeinen bis zu einer Trockensubstanz von 150 g/l bis 200 g/l verdünnt und anschließend mit Hilfe von 2 g/l bis 4 g/l organischem Stickstoff in Form von eingeweichtem Getreide oder Hefeextrakt ergänzt, wonach KH&sub2;PO&sub4; in einem Verhältnis von 1 g/l bis 3 g/l und MgSO&sub4;,7H&sub2;O in einem Verhältnis von 1 g/l bis 2 g/l zugesetzt werden.
Das auf diese Weise erhaltene Kulturmilieu wird in einen Fermenter eingetragen, der anschließend sterilisiert und mit Hilfe von etwa 10% einer Kultur von 24 Stunden eines Mikroorganismus vom Stamm Pichia inokuliert wird.
Der Stamm Pichia ohmeri No. ATCC 20.209 liefert im allgemeinen die besten Resultate.
Die Fermentation wird unter Belüftung bei einer Temperatur von etwa 30ºC während 80 bis 100 Stunden und bei einem pH-Wert von etwa 4,5 verfolgt, vorteilhafterweise aufrechterhalten mit Hilfe von Ammoniak, bis fast die Gesamtmenge an Glucose in D- Arabitol umgewandelt ist.
Anschließend wird der gesamte Inhalt des Fermenters in der Weise sterilisiert, daß man die Hefe zerstört, und dann von neuem inseminiert, diesmal mit einer Prekultur von Acetobacter suboxydans.
Die Fermentation wird dann unter Belüftung bei einer Temperatur von etwa 20ºC bis 40ºC während einer Zeit von im allgemeinen zwischen 24 und 48 Stunden und bei einem pH-Wert zwischen 4,0 und 6,0 verfolgt. Nach deren Abschluß ist praktisch das gesamte D-Arabitol zu D-Xylulose oxidiert worden. Die auf diese Weise erhaltene Maische wird dann in klassischer Form von den Mikroorganismen durch Zentrifugieren oder Filtration befreit und anschließend in üblicher Weise durch Behandlungen zur Entfärbung, die mit Tierkohle erfolgen können, und zur Entmineralisierung auf kationischen und anionischen Harzen gereinigt. Schließlich wird sie im allgemeinen auf einen Gehalt an Trockensubstanz von 40 konzentriert, der für die spätere Reaktion der enzymatischen Isomerisierung optimal ist.
Für diese Stufe der enzymatischen Isomerisierung von Xylulose zu Xylose kann man eine kommerzielle Glucoseisomerase von dem Typ verwenden, wie er bei der Herstellung von Maissirupen mit einem hohen Gehalt an Fructose eingesetzt wird, nämlich beispielsweise die unter der Marke SPEZYME® bekannte und von SUOMEN SOKERI gehandelte, oder die nach dem französischen Patent No. 2.353.562, bei dem die Anmelderin der Inhaber ist, erhaltene Glucoseisomerase.
Die Isomerisierung wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 40ºC bis 80ºC und einem pH-Wert von vorzugsweise zwischen 6,0 und 8,5 durchgeführt, im allgemeinen in Anwesenheit eines Schutzmittels für das Enzym, wie beispielsweise Natriumbisulfit und ein Magnesiumsalz.
Die Isomerisierung wird im allgemeinen während einer Zeit durchgeführt, die so ausreichend ist, daß etwa 20% bis 75% D- Xylulose in D-Xylose umgewandelt werden. Die höchsten Grade der Isomerisierung werden zu Zusammensetzungen führen, die wenig D- Arabitol enthalten, während geringere Grade der Isomerisierung Zusammensetzungen liefern werden, die viel reicher an D-Arabitol sind. Der nach dieser Stufe der enzymatischen Isomerisierung erhaltene, an D-Xylose reiche Sirup, der somit im allgemeinen 5% bis 35% Oligomere oder Polymere von Glucose, 25% bis 75% Xylulose und 20% bis 70% Xylose enthält, wird dann durch Entmineralisierung gereinigt und anschließend der katalytischen Hydrierung in Anwesenheit von Raney-Nickel oder Ruthenium-Katalysatoren unterzogen.
Die Stufe der Hydrierung wird vorzugsweise mit einem Katalysator oder Raney-Nickel, unter einem Druck von Wasserstoff zwischen 40 bar und 70 bar, bei einer Temperatur von 100ºC bis 150ºC sowie einer Konzentration von 20% bis 60% durchgeführt.
Die Hydrierung wird solange durchgeführt, bis der Gehalt des hydrierten Sirups an reduzierenden Zuckern unter 2% liegt, vorzugsweise unter 1% und ganz besonders bevorzugt unter 0,5%.
Der auf diese Weise erhaltene hydrierte Sirup wird dann filtriert, um den Katalysator zu entfernen, anschließend entmineralisiert und vorteilhafterweise konzentriert, um die Zusammensetzungen der Erfindung zu liefern.

BEISPIEL 1. Fall der Verwendung von Hydrolen

a) Umwandlung von Glucose in D-Arabitol

In einen Fermenter mit einer Nutzkapazität von 10 m³ trägt man ein:
- 8.000 Liter eines Hydrols, entsprechend Mutterlaugen der Kristallisation einer ersten Ausbeute von Dextrose-Monohydrat, in der Weise verdünnt, daß man eine Lösung von 170 g/l Trockensubstanz erhält;
- 16 Kilogramm Hefeextrakt
- 8 Kilogramm KH&sub2;PO&sub4;
- 8 Kilogramm MgSO&sub4;, 7H&sub2;O
Die Kohlenhydrat-Analyse des Hydrols ergab das folgende Spektrum:
Glucose 86,1%
Maltose 9,5%
Maltotriose (DP3) 2,0%
Maltotetraose (DP4) 0,5%
DP5 0,3%
DP6 0,4%
DP7 0,5%
DP8 bis 20 0,4
DP > 20 etwa 0,3% (nicht bestimmt)
Nach Sterilisation des Kulturmilieus und Abkühlung auf 30ºC wurde dieser Fermenter mit Hilfe von 800 Litern einer Prekultur von Pichia ohmeri No. ATCC 20.209 wie in dem französischen Pa tent. No. 2.009.331 inokuliert, wobei die Prekultur ein Alter von 24 Stunden aufwies.
Die Belüftung wurde während der gesamten Dauer der Umwandlung von Glucose zu D-Arabitol durchgeführt, das sind 90 Stunden bei einem Durchsatz von 130 Nm³/Std., und der pH wurde durch Zugabe von Ammoniak auf einem Wert von 4, 5 gehalten.
Nach Ablauf dieser ersten Fermentation ergab die Kohlenhydrat-Analyse der Maische die folgende Analyse:
Maltose 14,5 78,8%
Maltose 14,5%
DP3 3,2%
DP4 0,8%
DP5 0,5%
DP6 0,5%
DP7 0,8%
DP8 bis 20 0,5%
DP > 20 0,4%

b) Umwandlung von D-Arabitol in D-Xylulose

Der gesamte Inhalt des Fermenters wurde 20 Minuten lang auf 120ºC gebracht und anschließend nach der Abkühlung auf 30ºC mit 600 Litern einer Prekultur von Acetobacter suboxydans inseminiert. Nach 24 Stunden Fermentation unter einer Belüftung von 1 Vol./Vol./min wurde sie beendet, die Bakterien und die Heferückstände filtriert, und anschließend erfolgte die Entfärbung mit Aktivkohle und die Entmineralisierung auf Ionenaustauscherharzen, und zwar auf stark kationischen, schwach anionischen und danach im gemischten Bett starkes Kation/starkes Anion.
Die Kohlenhydrat-Analyse des erhaltenen Sirups war dann die folgende:
Xylulose 77,0%
Maltose 15,7%
DP3 3,5%
DP4 0,9%
DP5 0,5%
DP6 0,5%
DP7 0,9%
DP8 bis 20 0,5%
DP > 20 0,5%

c) Isomerisierung von D-Xylulose zu D-Xylose

Dieser Sirup wurde bis zu einer Trockensubstanz von 40% konzentriert und anschließend bei einer Temperatur von 65ºC auf einer Kolonne mit immobilisierter Glucoseisomerase der Marke SPEZYME® perkoliert, nachdem der pH-Wert mit Hilfe von Natriumcarbonat auf 7, 7 eingestellt wurde und nachdem die Zugabe von 0,4 g/l Natriumbisulfit und 1 g/l Magnesiumchlorid erfolgte. Dieser Sirup wurde mit einem Durchsatz von 2 Volumen Sirup pro Volumen Kolonne und Stunde perkoliert.
Durch diese Reaktion der Isomerisierung wurde ein Sirup von Xylose mit der folgenden Zusammensetzung erhalten:
Xylulose 20,0%
Xylose 57,0%
Maltose 15,7%
DP ≥ 3 7,3%
Man stellt somit fest, daß die Maltose und die Oligomeren und Polymeren von Glucose im Verlauf von jeder dieser Stufen unverändert bleiben und daß sie keineswegs die mikrobiologischen und enzymatischen Umwandlungen von Glucose in D-Xylose behindern.

d) Hydrierung

Dieser an Xylose reiche Sirup wurde auf einem gemischten Bett von Harzen entmineralisiert und anschließend unter einem Wasserstoffdruck von 50 bar in Anwesenheit von Raney-Nickel und bei einer Temperatur von 120ºC hydriert. Nach 3 Stunden Hydrierung wies dieser Sirup einen Restgehalt an reduzierenden Zuckern von unter 0,1% auf.
Dieser Sirup wurde entmineralisiert und anschließend auf verschiedene Gehalte an Trockensubstanz konzentriert. Seine Kohlenhydrat-Zusammensetzung auf Trockenbasis war die folgende:
Xylitol 67,0%
Arabitol 10,0%
Maltitol 16,0%
Nicht reduzierende Oligo- und Polysaccharide von Glucose mit DP ≥ 3 7,0%

BEISPIEL 2. Fall der Verwendung eines Stärkehydrolysates

Säure/Enzym

Einer Stärkemilch mit einem Gehalt an Trockensubstanz von 36% wurden 4 g/l technische Chlorwasserstoffsäure zugesetzt.
Anschließend wurde sie in den ringförmigen Raum eines Konverters gepumpt, bestehend aus drei koaxialen Röhren, von denen die größte und die kleinste durch Dampf von 150ºC beheizt werden. Die Zeit des Aufenthaltes in dem Konverter wurde in der Weise eingestellt, daß der erhaltene Sirup von Glucose ein DE von 37 besitzt.
Nach dem Abkühlen auf 55ºC und der Korrektur des pH-Wertes auf 5,0 wurden 0,8 (Gewicht/Trockengewicht) Amyloglucosidase der Marke DEXTROZYME® von NOVO pro kg Stärke zugegeben.
Dann läßt man die Verzuckerung während einer Zeit von 80 Stunden vor sich gehen, nach deren Abschluß ein Hydrolysat erhalten wurde, das nach Reinigung das folgende Kohlenhydrat-Spektrum zeigte:
Glucose 88,3%
Maltose 3,8%
DP3 2,0%
DP4 1,0%
DP5 1,0%
DP6 0,8%
DP7 0,7%
DP8 bis 20 2,3%
DP > 20 0,1%
Dieses Hydrolysat wurde auf einen Gehalt an Trockensubstanz von 170 g/l verdünnt und außerdem allen in Beispiel 1 beschriebenen Operationen unterzogen.
Am Ende von allen diesen Operationen wurde ein Sirup von Xylitol mit der folgenden Zusammensetzung erhalten:
Xylitol 70,3%
D-Arabitol 10,1%
Maltitol 6,3%
DP ≥ 3 13,3%
darunter DP3 3,4%
DP4 1,7%
DP5 1,5%
DP6 1,4%
DP7 1,4%
DP8 bis 20 3,6%
DP > 20 0,2 %

BEISPIEL 3. Umwandlung eines Dextrins

Ein weißes Dextrin, gehandelt von der Firma der Anmelderin unter der Bezeichnung TACKIDEX® 135 wurde in warmem Wasser bis zu einem Gehalt an Trockensubstanz von 30% gelöst. Der pH-Wert dieser Lösung wurde auf 5,5 eingestellt und diese Dextrinlösung auf 55ºC thermostatisiert.
Anschließend wurden ihr 0,8 (Gewicht/Trockengewicht) Amyloglucosidase der Marke DEXTROZYME® von NOVO pro kg Dextrin zugegeben.
Dann läßt man die Verzuckerung während einer Zeit von 75 Stunden vor sich gehen, nach deren Abschluß ein Hydrolysat erhalten wurde, das das folgende Kohlenhydrat-Spektrum zeigte:
Glucose 87,7%
DP2 2,2%
DP3 0,4%
DP4 2,9%
DP5 1,7%
DP6 bis 20 4,0%
DP > 20 1,1%
Dieses Hydrolysat wurde auf einen Gehalt an Trockensubstanz von 170 g/l verdünnt und außerdem allen in Beispiel 1 beschriebenen Operationen unterzogen.
Die enzymatische Isomerisierung wurde jedoch bei einem Durchsatz von vier Volumen Sirup pro Volumen Kolonne und pro Stunde durchgeführt und lieferte einen Sirup der folgenden Zusammensetzung:
Xylulose 41,8%
Xylose 31,8%
DP2 3,7%
DP ≥ 3 17,0%
Nach Abschluß von allen Operationen wurde ein Sirup von Xylitol der folgenden Zusammensetzung erhalten:
Xylitol 55,5%
D-Arabitol 23,8%
DP2 3,7%
DP3 0,7%
DP4 4,9%
DP5 2,9%
DP6 bis 20 6,7%
DP > 20 1,8%
das ist DP ≥ 3 17,0%

BEISPIEL 4. Herstellung durch Mischen

Ein wenig viskoser und leicht kristallisierbarer Sirup von Xylitol, erhalten durch Fermentation von reiner Dextrose nach dem europäischen Patent No. 421.882 und den in Beispiel 1 beschriebenen Modalitäten, mit der folgenden Zusammensetzung:
Xylitol 87%
D-Arabitol 12%
verschiedene 1%
wurde mit einem hydrierten Dextrin TACKIDEX® 135 gemischt, so daß die folgenden Zusammensetzungen a und b erhalten wurden:
Zusammensetzung a. Xylitol 54,4%
D-Arabitol 7,5%
DP ≥ 3 37,5%
Zusammensetzung b. Xylitol 79,0%
D-Arabitol 10,9%
DP ≥ 3 9,0%
Diese Zusammensetzungen würden zu verschiedenen Trockensubstanzen konzentriert.

BEISPIEL 5: Vergleich

Es wurden Lösungen von reinem Xylitol (c), Lösungen von Xylitol mit 70% Anreicherung an Xylitol und 30% Anreicherung an Maltitol (d) und Lösungen von Xylitol mit 70% Anreicherung an Xylitol und 30% Anreicherung an D-Arabitol (e) hergestellt. Alle diese Lösungen wurden zu verschiedenen Trockensubstanzen konzentriert.

BEISPIEL 6: Stabilität der Zusammensetzungen gemäß der Erfindung

Die flüssigen Zusammensetzungen von Xylitol von allen Beispielen 1 bis 5 konzentrierte man in der Weise, daß Gehalte an Xylitol von 185 g Xylitol pro 100 g Wasser erhalten wurden, das ist:
- bei den Zusammensetzungen von Beispiel 1 eine Gesamtkonzentration an Trockensubstanz von 73,4% (Gew./Gew.)
- bei den von Beispiel 2: 72,5%,
- bei den von Beispiel 3: 76,9%,
- bei der Zusammensetzung a von Beispiel 4: 77,3%,
- bei der Zusammensetzung b von Beispiel 4: 70,1%,
- bei der Lösung c von Beispiel 5: 64,9%,
- bei den Zusammensetzungen d und e von Beispiel 5: 72,5%.
Bei allen diesen Zusammensetzungen stellte sich der Gehalt an Xylitol auf 185 g Xylitol pro 100 g Wasser ein.
Nach 6 Wochen kristallisierten bei 20ºC nur die Zusammensetzungen c, d und e von Beispiel 5.
Nach Ablauf der gleichen Frist kristallisierte keine der Zusammensetzungen bei 30ºC.
Ebenfalls nach Ablauf von 6 Wochen enthielten bei 16ºC alle Zusammensetzungen der Beispiele 1, 2 und 3 sowie a und b von Beispiel 4 lediglich kaum fühlbare Mikrokristalle, im Gegensatz zu den Zusammensetzungen c, d und e von Beispiel 5, die eine ausgiebige Bildung großer Kristalle von Xylitol zeigten.
Die gleichen flüssigen Zusammensetzungen der Beispiele 1 bis 5 konzentrierte man in der Weise, daß Gehalte an Xylitol von 310 g Xylitol pro 100 g Wasser erhalten wurden, das ist:
- bei den Zusammensetzungen von Beispiel 1 eine Gesamtkonzentration an Trockensubstanz von 82,3% (Gew./Gew.)
- bei den von Beispiel 2: 81,5%,
- bei den von Beispiel 30: 84,8%,
- bei der Zusammensetzung a von Beispiel 4: 85%,
- bei der Zusammensetzung b von Beispiel 4: 79,7%,
- bei der Lösung c von Beispiel 5: 75,6%,
- bei den Zusammensetzungen d und e von Beispiel 5: 81,6%.
Bei allen diesen Zusammensetzungen stellte sich der Gehalt an Xylitol auf 310 g Xylitol pro 100 g Wasser ein.
Nach 6 Wochen kristallisierten bei 40ºC nur die Zusammensetzungen c, d und e von Beispiel 5.
Nach Ablauf der gleichen Frist kristallisierte keine der Zusammensetzungen bei 45ºC.
Ebenfalls nach Ablauf von 6 Wochen enthielten bei 37ºC alle Zusammensetzungen der Beispiele 1, 2 und 3 sowie a und b von Beispiel 4 lediglich kaum fühlbare Mikrokristalle, im Gegensatz zu den Zusammensetzungen c, d und e von Beispiel 5, die eine ausgiebige Bildung von Xylitol-Kristallen zeigten.
Diese Beispiele zeigen, daß in dem Fall, wo sich der Gehalt der Zusammensetzungen gemäß der Erfindung an Xylitol, ausgedrückt in Gramm pro 100 g Wasser, in dem durch die folgenden Gleichungen definierten Intervall befindet:
und
worin x die Temperatur in Grad Celsius darstellt, die Zusammensetzungen somit unkristallisierbar bleiben, obwohl der Gehalt an Xylitol dabei im Zustand der Übersättigung vorliegt.
Wenn sich in gleicher Weise der Gehalt der Zusammensetzungen gemäß der Erfindung an Xylitol in dem durch die folgenden Gleichungen definierten Intervall befindet:
und
so weisen die Zusammensetzungen Charakteristiken von verzögerter Kristallisation auf.

BEISPIEL 7: Viskosität der Zusammensetzungen gemäß der Erfindung

Es wurde die Zeit verglichen, die für das Ausfließen von 50 ml der Zusammensetzungen gemäß der Erfindung erforderlich ist, bezogen auf Sirupe des Standes der Technik. Diese Ausflußzeiten sind direkt proportional zu den Viskositäten der Zusammensetzungen oder der Sirupe. Mit anderen Worten gesagt, je höher diese Zeiten sind, desto größer sind die Viskositäten.
Deshalb wurden alle Zusammensetzungen der Beispiele 1 bis 5 auf eine Konzentration von 70% Gesamt-Trockensubstanz (Gew./ Gew.) gebracht, das entspricht einem Wert, bei dem das Xylitol diesseits seiner Löslichkeitsgrenze vorliegt (außer bei der Zu sammensetzung c von Beispiel 5). Eine Menge von 50 ml von jeder der Zusammensetzungen wurde dann in eine Bürette von 1 cm Durchmesser gefüllt. Dann wurde mit Hilfe einer Uhr die Ausflußzeit gemessen.
Es wurden bei 23ºC die folgenden Werte erhalten:
- Zusammensetzung von Beispiel 1: 811 Sekunden
- Zusammensetzung von Beispiel 2: 798 Sekunden
- Zusammensetzung von Beispiel 3: 823 Sekunden
- Zusammensetzung a von Beispiel 4: 1709 Sekunden
- Zusammensetzung b von Beispiel 4: S29 Sekunden
- Zusammensetzung c von Beispiel 5: 346 Sekunden
- Zusammensetzung d von Beispiel 5: 710 Sekunden
- Zusammensetzung e von Beispiel 5: 340 Sekunden
- reines Wasser :48 Sekunden
Diese Messungen zeigen, daß die flüssigen Zusammensetzungen gemäß der Erfindung viskoser sind und mehr Körper besitzen als die Sirupe des Standes der Technik.

Claims

1. Flüssige, viskose Zusammensetzungen von Xylitol, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthalten:

- 51% bis 80% Xylitol,

- 0,1% bis 44% D-Arabitol,

- 5% bis 48,9% nicht reduzierende Oligomere oder Polymere der Glucose,

wobei diese Prozentsätze in Trockenbasis der Zusammensetzungen ausgedrückt sind.

2. Flüssige, viskose Zusammensetzungen von Xylitol nach Anspruch 1, die Charakteristiken von verzögerter Kristallisation aufweisen oder die bei vorgegebenen Temperaturen nicht kristallisierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Gehalt an Wasser in der Weise eingestellt ist, daß ihr Gehalt an Xylitol, ausgedrückt in Gramm Xylitol pro 100 g Wasser, zwischen den durch die folgenden Gleichungen definierten Werten liegt:

und

worin x die Temperatur der Zusammensetzungen in Grad Celsius darstellt.

3. Flüssige, viskose Zusammensetzungen von Xylitol nach Anspruch 1, die bei vorgegebenen Temperaturen nicht kristallisierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Gehalt an Wasser in der Weise eingestellt ist, daß ihr Gehalt an Xylitol, ausgedrückt in Gramm Xylitol pro 100 g Wasser, zwischen den durch die folgenden Gleichungen definierten Werten liegt:

und

worin x die Temperatur der Zusammensetzungen in Grad Celsius darstellt.

4. Flüssige, viskose Zusammensetzungen von Xylitol nach Anspruch 1 und 2, die bei 20ºC Charakteristiken von verzögerter Kristallisation aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Gehalt an Wasser in der Weise eingestellt ist, daß ihr Gehalt an Xylitol, ausgedrückt in Gramm Xylitol pro 100 g Wasser, zwischen 188 g und 206 g liegt.

5. Flüssige, viskose Zusammensetzungen von Xylitol nach Anspruch 1 und 3, die bei 20ºC nicht kristallisierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Gehalt an Wasser in der Weise eingestellt ist, daß ihr Gehalt an Xylitol, ausgedrückt in Gramm Xylitol pro 100 g Wasser, zwischen 171 g und 188 g liegt.

6. Verfahren zur Herstellung von flüssigen, konzentrierten Zusammensetzungen von Xylitol nach Anspruch 1 bis 5, das darin besteht, mikrobiologische Umwandlungen von Glucose zu D-Arabitol und anschließend zu D-Xylulose bei der enzymatischen Isomerisierung von D-Xylulose zu einer Mischung von D-Xylose und D-Xylulose und anschließend die katalytische Hydrierung dieser Mischung durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß die mikrobiologischen Umwandlungen, die Isomerisierung und die Hydrierung in Anwesenheit von reduzierenden Oligomeren und/oder Polymeren der Glucose stattfinden.

7, Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierenden Oligomere und/oder Polymere der Glucose durch Verwendung von Mutterlaugen aus der Kristallisation von Dextrose eingebracht werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierenden Oligomere und/oder Polymere der Glucose durch Verwendung eines Stärkehydrolysates eingebracht werden, das durch saure Verflüssigung und nachfolgende enzymatische Verzuckerung erhalten wurde.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierenden Oligomere und/oder Polymere der Glucose durch Verwendung eines Dextrins eingebracht werden, das einer enzymatischen Verzuckerung unterzogen wurde.