DE69708649T2

DE69708649T2 - Verfahren zur herstellung einer polydispersen zusammensetzung von sacchariden und die polydisperse saccharide-zusammensetzung

Info

Publication number: DE69708649T2
Application number: DE69708649T
Authority: DE
Inventors: Karl Booten; Leen De Leenheer
Original assignee: Raffinerie Tirlemontoise SA
Current assignee: Raffinerie Tirlemontoise SA
Priority date: 1996-08-01
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 2002-08-14
Anticipated expiration: 2017-07-26
Also published as: US7084131B2; WO1998005793A1; CA2260135A1; EP0917588B2; EP0917588B1; US20030186940A1; EP0917588A1; AU726112B2; ATE209688T1; ES2168141T3; US20010016572A1; BE1010449A3; JP4225575B2; PL189325B1; CA2260135C; DK0917588T3; DK0917588T4; ES2168141T5; CN1105780C; DE69708649D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer polydispersen Zusammensetzung von Sacchariden (PZS), die arm an Glukose (G) Fruktose (F) und Saccharose (GF) ist, und die wenigstens 93,5 Gew.-% der Trockensubstanz an Fructo-Oligosacchariden enthält, die aus Ketten von Fruktoseeinheiten mit der Formel Fm und aus Ketten von Fruktoseeinheiten mit einem endständigen Glukose mit der Formel GFn zusammengesetzt sind, wobei n und m zwischen 2 und 20 liegen, vorzugsweise zwischen 2 und 10, insbesondere zwischen 2 und 9, gemäß welchem ein Fructane enthaltendes Material einer teilweisen Hydrolyse unterworfen wird.
Ein solches Verfahren wird im Patent EP-B-0 440 074 beschrieben, das sich auf ein Verfahren zur Erzeugung eines Produktes aus Inulo-Oligosacchariden bezieht, welches arm an Glukose, Fruktose und Saccharose ist. Das Fructane enthaltende Material ist ein pflanzliches Material und enthält Inulin, das unmittelbar nach dem Zerkleinern und der Pasteurisierung einer enzymatischen Behandlung unter Anwendung einer Endo-Inulinase unterzogen wird. Auf diese Weise wird eine teilweise hydrolysierte Brühe erhalten, die filtriert wird, um so ein Filtrat zu erhalten, das 12,5% Disaccharide enthält, davon 66% Saccharose und 34% Inulobiose. Danach findet eine Behandlung des Filtrats durch eine Alpha-Glucosidase statt, um daraus die Saccharose zu eliminieren, das heißt die Saccharose wird in Glukose und Fruktose umgewandelt. Die Glukose und die Fruktose werden dann durch chromatographische Trennung entfernt.
Dieses Verfahren weist den Nachteil auf, daß zwei enzymatische Behandlungen und eine chromatographische Trennung nötig sind, was seinen Kostenaufwand und seine Komplexität heraufsetzt.
Ein solches Verfahren wird ebenfalls in dem Artikel "Isolation and Identification of O-β-D- fructofuranosyl-(2→1)-O-β-fructofuranosyl-(2→1)-D- fructose, a product of the enzymic hydrolysis of the inulin from Cichorium intybus" beschrieben (A. De Bruyn et al., Carbohydrate Research, 235, pp. 303-308 (1992)). In dem in diesem Artikel beschriebenen Verfahren wird als Fructane enthaltendes Material ein Inulin benutzt, das aus den Wurzeln der Zichorie (Cichorium intybus) gewonnen worden ist. Dieses Inulin wird einer enzymatischen Behandlung unterzogen, wobei eine Endo-Inulinase anwendet wird. Auf diese Weise wird ein sirupöses Rohprodukt erhalten, das 85 Gew.-% der Trockensubstanz (TS) an Fructo-Oligosacchariden enthält. Dieses Rohprodukt wird dann durch eine Chromatographie angereichert, indem eine angereicherte Fraktion mit 95% an Fructo-Oligosacchariden (hauptsächlich an GFn) sowie eine unergiebige Fraktion mit 55% an Fructo- Oligosacchariden (GFn + FM) produziert werden.
Obwohl dieses bekannte Verfahren nur eine enzymatische Behandlung verlangt, bleibt eine chromatographische Trennung unentbehrlich. Außerdem ist die Fraktion mit 55% an Fructo-Oligosacchariden ein Nebenprodukt, das nur einen geringen wirtschaftlichen Wert besitzt.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung von Inulo- Oligosacchariden, die arm an Glukose, Fruktose und Saccharose sind, wird in der japanischen Patentanmeldung JP-5-21074 (Veröffentlichung JP-6-14792) beschrieben. Gemäß diesem Verfahren wird eine wässerige Lösung von 20% Inulin aus Wurzeln von Zichorie einer enzymatischen Behandlung unterzogen, indem ein isoliertes Endoenzym aus einer Kultur von Penicillum purpurogenum var. Rubriscerotium verwendet wird. Nach einer teilweisen Hydrolyse, bei welcher die Zersetzungsgrenze bei ungefähr 50% liegt, wobei die reduzierenden Zucker als Fruktose berechnet werden, wird die erzielte Lösung durch eine Behandlung mit Ionenaustaucherharzen und Aktivkohle gereinigt und dann konzentriert, und das erzielte Produkt wird getrocknet. Die Analyse des erzielten Produktes durch Gelchromatographie zeigt einen Gehalt an:
PG1 : 1,5%; PG2 : 3,3%; PG3 : 31,4%; PG4 : 26,6%; PG5 : 20,4%; PG6 : 13,3%; PG > 6 : 3,5%
Die Resultate einer ähnlichen teilweisen Hydrolyse, die an Inulin mit Hilfe eines Endoenzyms aus einer Kultur von Penicillum trzebinskii durchgeführt wurde, zeigt einen Gehalt an.
PG1 : 1,3%; PG2 : 0,9%; PG3 : 26,5%; PG4 : 27,6%;
PG5 : 18,5%; PG6 : 14,28%; PG > 6 : 11,0%
Bei dieser Analyse des fertigen Produktes durch Gelchromatographie beziehen sich jedoch die erzielten Resultate im Wesentlichen nur auf die Fraktion der Inulo- Oligosaccharide mit einem PG von maximal ungefähr 8, und die Fructo-Oligosaccharide mit einem höheren PG, obschon sie anwesend sind, können mit diesem Verfahren nicht quantifiziert werden.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren, so wie es hier oben definiert wird, zu liefern, welches erlaubt, die Nachteile der Verfahren nach dem Stand der Technik zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer polydispersen Zusammensetzung von Sacchariden, die arm an Glukose (G), Fruktose (F) und Saccharose (GF) ist, und die wenigstens 93,5 Gew.-% der Trockensubstanz (TS) an Fructo- Oligosacchariden enthält, die aus Ketten von Fruktoseeinheiten mit der Formel Fm und aus Ketten von Fruktoseeinheiten mit einer endständigen Glukose der Formel GFn zusammengesetzt sind, wobei n und m zwischen 2 und 20, vorzugsweise zwischen 2 und 10, insbesondere zwischen 2 und 9 liegen, gemäß welchem ein Fructane enthaltendes Material einer teilweisen Hydrolyse unterzogen wird. Zu diesem Zweck und gemäß der Erfindung enthält das Fructane enthaltende Material nun Fructane mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad (PG) von wenigstens 7, das heißt größer oder gleich 7, und enthält höchstens ein Total von 3,5 Gew.-% der Trockensubstanz an Glukose, Fruktose und Saccharose.
Es ist zu beachten, daß die polydisperse Zusammensetzung von Sacchariden, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens erzielt wird, im Wesentlichen frei von Inulo-Oligosacchariden mit einem Polymerisationsgrad von mehr als 10, vorzugsweise von mehr als 9, ist, und daß demzufolge ihre wässerige Lösung bei einer Konzentration von 75%, und normalerweise sogar von 77 Gew.-% der Trockensubstanz, bei einer länger dauernden Lagerung durchsichtig bleibt, sogar während mehrerer Jahren, vorzugsweise bei Raumtemperatur. Dieses Merkmal verleiht dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Produkt einen beträchtlichen Vorteil auf der technisch-kommerziellen Ebene gegenüber den Produkten, die mit Hilfe eines Verfahrens gemäß dem Stand der Technik erzeugt worden sind.
Es ist in der Tat gefunden worden, daß wenn das besagte Material bei der teilweisen Hydrolyse angewendet wird, direkt eine polydisperse Zusammensetzung erhalten wird, welche wenigstens 93,5% der Trockensubstanz (TS) an Fructo-Oligosacchariden enthält, ohne daß eine chromatographische Trennung notwendig wäre. Vorteilhafterweise enthält die polydisperse Zusammensetzung wenigstens 95% an Fructo-Oligosacchariden und das besagte Material enthält Fructane, die insgesamt höchstens 2% an F, G und GF aufweisen.
Vorzugsweise enthält das Fructane enthaltende Material insgesamt höchstens 1% an F, G und GF.
Unter "Fructanen" versteht man jede Verbindung, in welcher eine oder mehrere Fructosyl-Fruktose Verbindungen die größte Anzahl der Verbindungen darstellen, so wie dies in dem Dokument "Glossary of Fructan Terms" angegeben wird (A. L. Waterhouse et al., Science and Technology of Fructans, pp. 1-7 (1993)), hier durch Bezugnahme einbezogen.
Unter "durchschnittlichem Polymerisationsgrad" (PG) versteht man den durchschnittlichen Polymerisationsgrad (PG n), der nach der vollständigen Hydrolyse folgendermaßen berechnet wird:
Es handelt sich also um einen Durchschnitt von Zahlen (siehe ebenfalls "Production and use of inuline: Industrial reality with a promising future" (De Leenheer L., Carbohydrate as Organic Raw Material Vol. III, pp. 67-92 (1996), hier durch Bezugnahme einbezogen).
Unter "teilweiser Hydrolyse" versteht man eine Hydrolyse des Fructane enthaltenden Materials, um Oligosaccharide zu erhalten, deren maximaler PG sich auf 20 beläuft, vorzugsweise auf 10, und ganz besonders auf 9, und deren Gehalt an F + G + GF unter 5% liegt, und demzufolge einer totalen Hydrolyse, die eine vollständige Zersetzung in Monomere beinhalten würde, entgegengesetzt ist.
Vorteilhafterweise sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Fructane von dem Typus des Inulins oder von dem Typus des Levans; das Inulin und das Levan sind durch die hauptsächliche Anwesenheit von Fructosyl-Fruktose Verbindungen gekennzeichnet, beziehungsweise vom Typus β-(2→1) und vom Typus β-(2→6) (siehe ebenfalls das in dem vorhergehenden Paragraphen zitierte Dokument).
Das Inulin kann natürliches Inulin sein oder kann durch Mikroorganismen produziert werden. Bei dem natürlichen Inulin variiert der PG im Allgemeinen von 2 bis 60 und hängt von dem pflanzlichen Ursprung, von dem Alter der Pflanze, von der Dauer und den Aufbewahrungsbedingungen sowie von dem eventuellen Extraktionsverfahren ab. Inulin kann aus der Zichorie (Cichorium intybus), aus der Dahlie (Dahlia variabilis), aus der Topinambur (Helianthus tuberosus) oder aus dem Artischockenboden (Cynara scolymus) gewonnen werden. Inulin kann auch aus genetisch manipulierten Pflanzen gewonnen werden. Ein Verfahren zur generischen Umwandlung solcher Pflanzen wird insbesondere in der Patentanmeldung WO94/14970 beschrieben. Der PG der Fructane, die aus solchen Pflanzen erhalten worden sind, übersteigen leicht 10000.
Ein natürliches Inulin, das dazu geeignet ist, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendet zu werden, ist zum Beispiel ein Inulin mit einem durchschnittlichen PG von 27, das frei von G, P und GF ist. Dieses Inulin wird unter dem Namen SIGMA® mit der Referenz I-2255, I-3754 und I-2880 vermarktet, je nachdem, ob das Inulin aus der Zichorie, der Dahlie oder der Topinambur gewonnen worden ist.
Ein anderes natürliches Inulin, das dazu geeignet ist, Anwendung zu finden, ist ein aus der Zichorie gewonnenes Inulin, das von ORAFTI unter dem Namen Raftiline® HP vermarktet wird. Dieses Produkt besitzt einen durchschnittlichen PG von wenigstens 23 und enthält maximal insgesamt 0,5% an G, F und GF, im Vergleich zu den anderen Sacchariden, (siehe ebenfalls den von ORAFTI verteilten Produktschein mit Datum 04/96). Die Herstellung eines solchen Produktes wird in der Patentanmeldung WO96/01849 beschrieben. Gemäß dieser Anmeldung fängt man mit einer Lösung von Inulin aus der Zichorie bei einer Temperatur von 65ºC an. Diese Lösung wird in einen metastabilen Zustand versetzt und dann schnell abgekühlt. Dann werden Keime von Inulin hingesetzt und ein Niederschlag von in der Lösung fraktioniertem Inulin wird erhalten. Der Niederschlag wird von der Lösung getrennt, gewaschen und getrocknet. Das erhaltene fraktionierte Inulin ist frei von Verunreinigungen, besitzt einen durchschnittlichen PG, der vorzugsweise zwischen 20 und 40 liegt, und enthält weniger als 2% an F, G und GF.
Natürlich kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren den gewaschenen Niederschlag so wie er ist als Rohstoff verwendet werden.
Der PG eines Inulins, das durch Mikroorganismen erzeugt worden ist, kann bis zu Werten der Größenordnung 60000 variieren. Ein solches Inulin wird zum Beispiel ausgehend von Saccharose durch Aspergillus sydowi conidia in Anwesenheit von L-Cystein synthetisiert, wie dies in dem Artikel "Characteristics and Applications of a Polyfructan Synthesized from Sucrose by Aspergillus sydowi conidia" beschrieben wird (T. Harada et al., Food Hydrocolloids, Vol. 7, Nr. 1, pp. 23-28 (1993)). Die Herstellung eines "bakteriellen" Inulins durch eine Fructosyltransferase von Streptococcus mutans wird in "Genetic and Antigenic Comparison of Streptococcus mutans Fructosyltransferase and Glucanbinding Protein" beschrieben (J. Aduse-Opoku, FEMS Microbiology Letters 59, pp. 279-282 (1989)).
Levan kommt in der Natur besonders in Gräsern vor, aber ein Gewinnen des Levans aus diesen Pflanzen wird zum jetzigen Zeitpunkt nicht industriell genutzt. Das Levan wird hauptsächlich mit Hilfe von Mikroorganismen erzielt, zum Beispiel ausgehend von Saccharose dank der Tätigkeit des Levansucrase Enzyms aus Bacillus subtilis, so wie dies in "Modification of the Transfructosylation Activity of Bacillus subtilis levansucrase by Solvent Effect and Sitedirected Mutagens" beschrieben wird (R. Chambert et al., A. Fuchs (Ed.) Inulin and Inulin-containing crops, p. 259 (1993)). Offensichtlich kann Levan ebenfalls (wie weiter oben erwähnt wurde für das Inulin) aus genetisch manipulierten Pflanzen gewonnen werden.
Gemäß der Erfindung wird das Fructane enthaltende Material in Wasser vor der hydrolytischen Behandlung in Lösung gebracht. Eine Lösung wird wünschenswert mit 5 bis 25% der Trockensubstanz an Fructanen, vorzugsweise von 10 bis 20% der Trockensubstanz, vorbereitet. In Anwesenheit von Fructanen mit einem hohen PG ist es jedoch durchwegs möglich, daß sogar nicht einmal 5% an Fructanen aufgelöst werden können. Jedenfalls ist es wichtig darauf zu achten, daß die Fructane vollständig aufgelöst werden.
Die hydrolytische Behandlung besteht in einer teilweise enzymatischen Behandlung der Fructane. Diese teilweise enzymatische Behandlung der Fructane ist dem Fachmann gut bekannt.
In dem Fall, wo die Fructane aus Inulin bestehen, wird eine enzymatische Zubereitung mit einer Endoinulinaseaktivität benutzt. Solche Zubereitungen sind bekannt und können unter anderen aus Kulturen von Penicillium, Aspergillus, Fusarium oder Chrysosporium erhalten werden (siehe ebenfalls das Dokument "The Production of Fructooligosaccharides from Inulin or Sucrose Using Inulin or Fructosyltransferase from Aspergillus ficuum" (Denpun Kagaku, Vol. 36, Nr. 2, pp. 103-111 (1989); hierin durch Bezugnahme einbezogen).
In dem Fall, wo die Fructane aus Levan bestehen, wird eine enzymatische Zubereitung mit einer Endolevanaseaktivität benutzt, wie dies in dem Artikel "Metabolism in Microorganisms, Part II, Biosynthesis and Degradation of Fructans by Microbial Enzymes Other than Levansucrase" beschrieben worden ist (T. Uchiyama, Science and Technology of Fructans, p. 169 (1993)).
Selbstverständlich besitzen die enzymatischen Zubereitungen nur eine schwache Exo-Aktivität, vorzugsweise sind sie im Wesentlichen frei von Exo-Aktivität. Im Allgemeinen findet die enzymatische Behandlung bei einer Temperatur von 58 bis 62ºC und bei einem pH von 5,2 bis 5,6, vorzugsweise von 5,4 statt. Die Menge der Enzymeinheiten (NOVO Methode), die zugesetzt wird, variiert von 0,25 bis 6 pro Gramm der Trockensubstanz an Fructanen in der Lösung. Vorzugsweise wird 0,4 bis 1 Enzymeinheit pro Gramm benutzt. Die enzymatische Reaktion dauert dann 50 bis 2 Stunden beziehungsweise 30 bis 12 Stunden. Wenn die Fructane einen hohen durchschnittlichen PG besitzen, zum Beispiel höher als 50, wie insbesondere die Fructane, die durch Mikroorganismen produziert worden sind, dann ist es empfehlenswert, die Menge der Einheiten an Enzymen, die zum Einsatz gebracht werden, zu vergrößern, vorzugsweise zu verdoppeln, und/oder die Dauer der Reaktion heraufzusetzen. Die enzymatische Reaktion kann unterbrochen werden, insbesondere dadurch daß man die hydrolysierte Lösung kocht und/oder indem man den pH-Wert auf 8-9 heraufsetzt.
Offensichtlich wird die polydisperse Lösung aus Sacchariden, die nach der enzymatischen Behandlung erzielt wurde, gereinigt (falls notwendig), dies mit Hilfe von an sich gut bekannten Behandlungsverfahren. Gegebenenfalls kann die Lösung verdampfen, um einen Sirup mit einem gewissen Gehalt an Trockensubstanz zu erzielen, oder kann die Lösung trocknen, zum Beispiel durch ein Sprühtrocknen, um ein Pulver mit der gewünschten Granulometrie zu erzeugen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine polydisperse Zusammensetzung von Sacchariden, die arm an Glukose (G), Fruktose (F) und Saccharose (GF) ist, und die mindestens 93,5 Gew. 4, vorzugsweise 95 Gew.-% der TS an Fructo-Oligosacchariden, die aus Ketten von Fruktoseeinheiten und aus Ketten von Fruktoseeinheiten mit einem endständigen Glukose bestehen, wobei diese Ketten durch die Formel Fm beziehungsweise die Formel GFn dargestellt sind, in welchen n und m zwischen 2 und 20 liegen.
Eine solche polydisperse Zusammensetzung von Sacchariden wird in dem Patent EP-B-0 440 074 beschrieben. In dieser bekannten Zusammensetzung wird das Verhältnis zwischen den nicht-reduzierenden Fructo-Oligosacchariden (GFn) und den reduzierenden Fructo-Oligosacchariden (Fm) nicht angegeben. Jedoch kann man aus dem Herstellungsverfahren dieser Zusammensetzung schlußfolgern, daß es sich bei dem größten Anteil an Fructo- Oligosacchariden um GFn handelt.
Eine solche polydisperse Zusammensetzung von Sacchariden wird ebenfalls in dem weiter oben zitierten Artikel von A. De Bruyn et al. beschrieben. Diese bekannte Zusammensetzung enthält hauptsächlich Fructo-Oligosaccharide der Formel GFn. Diese Zusammensetzung wird durch ORAFTI unter dem Namen Raftilose® L95 für die flüssige Form (Sirup) und dem Namen Raftilose® P95 für die feste Form (Pulver) vermarktet (siehe ebenfalls die Produktscheine mit Datum 05/95 von der Gesellschaft Raffinerie Tirlemontoise).
Diese bekannten Zusammensetzungen werden besonders in der Nahrungsmittelindustrie angewendet. Zum Beispiel, kombinieren sie sich leicht als Nahrungsbestandteil mit den anderen Zutaten der Nahrungsmittel, ohne im Allgemeinen die organoleptischen und visuellen Eigenschaften der genannten Produkte zu stören. In der Tat werden diese Zusammensetzungen oft in Kombination mit Polyalkoholen (welche Surrogate des Zuckers sind) angewendet, um gewisse Eigenschaften dieser Polyalkohole zu verbessern, insbesondere die Färbung der Nahrungsmittel, die gekocht werden. Jedoch weisen diese bekannten Zusammensetzungen den Nachteil auf, daß sie bei gewissen Anwendungen, wie beim Feingebäck, die Färbung nicht genügend verbessern.
Außerdem ist die Herstellung dieser bekannten Zusammensetzungen komplex und kostspielig.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ebenfalls eine neue polydisperse Zusammensetzung von Sacchariden zu liefern, wie sie hier oben definiert worden ist, welche die Nachteile der bekannten Zusammensetzungen vermeidet, und welche in den Nahrungsmitteln organoleptische und visuelle Eigenschaften aufweist, die im Vergleich zu denjenigen der bekannten Zusammensetzungen gleichwertig oder verbessert sind.
Zu diesem Zweck enthalten die Fructo- Oligosaccharide mehr als 43 Gew.-% an Fructo- Oligosacchariden der Formel Fm.
Vorteilhafterweise enthalten die Fructo- Oligosaccharide mehr als 45 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 50 Gew.-% an Fructo-Oligosacchariden der Formel Fm.
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Zusammensetzung weniger als 5 Gew.-%, eher sogar weniger als 4 Gew.-% der gesamten TS an Fruktose, Glukose und Saccharose.
Vorteilhafterweise enthält die Zusammensetzung der Erfindung höchstens 1 Gew.-% der TS an Saccharose. Eine solche Zusammensetzung ist im Falle von Zuckerkrankheit noch angemessener.
Außerdem enthält die erfindungsgemäße Zusammensetzung vorzugsweise Fructo-Oligosaccharide, die aus Ketten von Fruktoseeinheiten und aus Ketten von Fruktoseeinheiten mit einem endständigen Glukose bestehen, wobei diese Ketten durch die Formel Fm beziehungsweise die Formel GFn dargestellt sind, in welchen n und m zwischen 2 und 10 betragen, insbesondere zwischen 2 und 9.
Außerdem ist die polydisperse Zusammensetzung von Sacchariden gemäß der Erfindung im Wesentlichen frei von Inulo-Oligosacchariden mit einem Polymerisationsgrad von mehr als 10, vorzugsweise von mehr als 9, und folglich bleibt ihre wässerige Lösung mit einer Konzentration von 75 Gew.-%, und normalerweise sogar von 77 Gew.-% der Trockensubstanz durchsichtig im Verlauf einer längerdauernden Lagerung, sogar während mehrerer Jahre, sogar bei Raumtemperatur.
Die Bindungen zwischen den Fruktoseeinheiten können vom Typus β-(2→1) oder vom Typus β-(2→6) sein. Vorteilhafterweise wird die erfindungsgemäße Zusammensetzung mit Hilfe des weiter definierten erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind besonders geeignet für den Einsatz bei der Ernährung der Menschen oder der Tiere als Massenhilfsmittel, als Süßstoffe, als Kalorien armes oder Kariogen armes Nahrungsmittel, als bifidogene oder die Intestinalflora verbessernde Produkte, als Produkt mit der Wirkung von Nahrungsmittelfasern, als Mittel zur Verringerung des Cholesterolspiegels, oder aber zur Verbesserung der Verträglichkeit der Nahrungsmittel.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind auch besonders geeignet für die Anwendung in pharmazeutischen und/oder kosmetischen Produkten.
Demzufolge betrifft die vorliegende Erfindung ebenfalls eine pharmazeutische und/oder kosmetische Zusammensetzung, welche die erfindungsgemäße polydisperse Zusammensetzung von Sacchariden enthält.
Die nachfolgenden Beispiele illustrieren auf eine nicht einschränkende Art und Weise den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Beispiel 1

Der Fructane enthaltende Rohstoff besteht aus Inulin aus der Zichorie, das einen durchschnittlichen PG von 27 besitzt, und das frei von F, G und GF ist. Es handelt sich um ein Inulin, das unter dem Namen SIGMA® vermarktet wird. Von diesem Inulin wird eine Lösung mit 10% TS vorbereitet, der pH der Lösung wird bis zu einem Wert von 8 angepaßt und während 15 Minuten bei 90ºC geheizt, um eine klare Lösung zu erhalten. Die klare Lösung wird bis auf 65ºC abgekühlt, bevor sie auf einen pH Wert von 5,4 gepuffert wird.
Dann werden 0,6 Einheiten des Enzyms Endoinulinase von A. Ficuum (NOVO) pro Gramm TS Inulin während einer Behandlung von 24 Stunden hinzugefügt, wobei eine Temperatur von 60ºC beibehalten wurde. Die enzymatische Hydrolyse wird unterbrochen, indem man die hydrolysierte Lösung zum Kochen bringt, nachdem der pH auf 8 angehoben wurde. Die so erhaltene polydisperse Lösung der Saccharide wird dann entfärbt und entsalzen, dies gemäß dem dem Fachmann gut bekannten Verfahren. Das Lösungsmittel der polydispersen Lösung wird dann verdampft, um einen Sirup mit 75% TS zu erhalten, der leicht gelagert werden kann.
Das Verhältnis zwischen den verschiedenen Sacchariden wurde in der erhaltenen Lösung durch Gaschromatographie (GS) bestimmt(Tabelle 1).
Dieses Verhältnis wird bestimmt für eine Zusammensetzung gemäß den Verfahren der beschriebenen Stand der Technik, die zur Kennzeichnung der von ORAFTI vermarkteten Produkte Raftilose® L95 angewendet werden. Tabelle 1 (* : DFA = Di-Fruktose-Anhydrid)
Das Rohmaterial ist Inulin, das von ORAFTI unter dem Name Raftiline® HP vermarktet wird. Dieses Inulin enthält mehr als 99,5% der TS an Inulin mit einem durchschnittlichen PG von mindestens 23. Eine Lösung von 15% TS wird zubereitet. Der pH der Lösung wird bis auf einen Wert von 8,5 eingestellt und während 20 Minuten bei 90ºC erhitzt, um eine klare Lösung zu erhalten. Die anderen Stufen dieses Verfahrens sind diejenigen, die im Beispiel 1 beschrieben werden.
Auf ähnliche Weise wie bei Beispiel 1 wird die Verteilung der hauptsächlichen Saccharide des erhaltenen Produkts bestimmt, im Vergleich mit einem Produkt, das gemäß dem Stand der Technik erzeugt worden ist, nämlich mit dem von der Raffinerie Tirlemontoise vermarkteten Raftilose® L95 (Tabelle 2). Tabelle 2
Das Dextrose-äquivalent, die Viskosität und die Hygroskopizität wurden ebenfalls für die erfindungsgemäße Zusammensetzung und für die Zusammensetzung nach dem Stand der Technik bestimmt. Das Dextrose-äquivalent liegt bei ungefähr 10 beziehungsweise bei ungefähr 24. Die Viskosität wurde für eine Lösung von 77 beziehungsweise von 50% TS bei den respektiven Temperaturen von 10 und 20ºC bestimmt (Tabelle 3). Tabelle 3
Um die Wasserretention der erfindungsgemäßen Zusammensetzung mit derjenigen der Zusammensetzung gemäß dem Stand der Technik zu vergleichen, wurden die Veränderungen des Gewichts in Funktion des Prozentsatzes an relativer Feuchtigkeit bei Raumtemperatur bestimmt. Die Resultate werden in der Tabelle 4 angegeben. Tabelle 4
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung ist durch eine wesentlichere Gewichtsveränderung gekennzeichnet und ist demnach hygroskopischer als die Zusammensetzung gemäß dem Stand der Technik. Dies kann bei gewissen Anwendungen ein Vorteil sein, insbesondere bei der Zubereitung von Kuchen.
Diese beiden Beispiele beweisen, daß das erfindungsgemäße Verfahren weniger komplex als die Verfahren gemäß dem Stand der Technik ist. Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren weniger kostspielig, genauso wie die erfindungsgemäße Zusammensetzung.
Aus den Tabellen 1 und 2 geht es hervor, daß das Verhältnis Fm/GFn der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verschieden von demjenigen der Zusammensetzung gemäß dem Stand der Technik ist, und daß die erfindungsgemäße Zusammensetzung für Zuckerkranke empfohlen werden kann. Die Tabellen 3 und 4 beweisen, daß die erfindungsgemäße Zusammensetzung ebenfalls für gewisse Anwendungen empfohlen werden kann.

Beispiel 3

Der Rohstoff ist Inulin, das durch die Einwirkung einer Fructosyltransferase von Streptococcus mutans erhalten worden ist, und das mehr als 99,5% der TS des Inulins mit einem durchschnittlichen PG von ungefähr 25000 enthält. Eine Lösung mit 10% TS wird hergestellt. Der pH der Lösung wird bis auf einen Wert von 8 gestellt und während 20 Minuten bei 90ºC erhitzt, um eine klare Lösung zu erhalten. Die klare Lösung wird bis auf 65ºC abgekühlt, bevor dieselbe bis auf einen pH von 5,4 gepuffert wird.
Dann gibt man 12 Einheiten Endo-inulase hinzu, die pro Gramm der TS aus Inulin benötigt werden, und man läßt dieselbe 2 Stunden lang einwirken, wobei die Temperatur bei 60ºC behalten wird. Die enzymatische Hydrolyse wird dadurch unterbrochen, daß man die hydrolysierte Lösung kocht, nachdem man den pH bis auf 8,5-9 herauf gesetzt hat. Die auf diese Weise erzielte polydisperse Lösung von Sacchariden wird dann entsprechend der üblichen Vorgehensweise entfärbt und entsalzt.
Das Verhältnis zwischen den verschiedenen Sacchariden in der erhaltenen Lösung wird unter Zurhilfenahme der Hochdruckflüssigkeitschromatographie (HPLC) bestimmt (Tabelle 5).

Tabelle 5

Erfindungsgemäße Zusammensetzung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt

% Carbohydrat der TS

Fruktose 3,55
Glukose 0,11
Saccharose 0,11
andere PG = 2 4
F&sub3; 30,85
PG = 3 23,6
PG = 4 11,67
PG = 5 26,11
Total 100

Beispiel 4

Dieses Beispiel bezieht sich auf die Verwendung der polydispersen, erfindungsgemäßen Zusammensetzung an Sacchariden (PZS), im Vergleich zu derselben der Produkte gemäß dem Stand der Technik, in verschiedenen Anwendungsbereichen. Das Aussehen, die Struktur, die Farbgebung, das Gefüge, die Empfindung im Mund und der Geschmack der erhaltenen Nahrungsmittelzusammensetzungen werden verglichen. Jede Anwendung wird gemäß dem nachfolgenden Schema dargestellt.
1. Zutaten und Proportionen
2. Rezept: Zubereitungsverfahren
3. Resultate (Vergleich der drei Zubereitungen) Kolonne 1: die Referenz, das heißt die Anwendung, die ohne Zusatz einer polydispersen Zusammensetzung von Sacchariden zubereitet wurde.
Kolonne 2: die zubereitete Anwendung mit Zusatz einer polydispersen Zusammensetzung von Sacchariden gemäß dem Stand der Technik (Zusammensetzung, die unter dem Namen Raftilose® L95 vermarktet wird).
Kolonne 3: die zubereitete Anwendung mit Zusatz einer polydispersen Zusammensetzung von Sacchariden gemäß der vorliegenden Erfindung (Zusammensetzung beschrieben in Beispiel 2).
4. Schlußfolgerungen des Vergleichs. Wenn nichts Besonderes erwähnt worden ist, ergeben die anderen Kriterien identische Resultate.

Anwendung 1: Schokoladenmilch

1. ZUTATEN

Zubereitung von 300 g jeder Schokoladenmilch

2. METHODE

- die trockenen Produkte mischen und sie in der Milch fein verteilen
- während 30 Sekunden durchmischen
- 10 Sekunden lang bei 75ºC erhitzen
- bis auf die Temperatur des Kühlschrankes abkühlen. 3. RESULTATE

4. SCHLUSSFOLGERUNGEN

Es wird kein Unterschied im Geschmack zwischen den drei Zubereitungen festgestellt. Die polydisperse Zusammensetzung von Sacchariden besitzt eine positive Auswirkung auf die Fettigkeit der Schokoladenmilch (mehr fettig als die Referenz). Die Schokoladenmilch, die mit der polydispersen Zusammensetzung von Sacchariden gemäß dem Stand der Technik zubereitet worden ist, wirkt fettiger als diejenige, die mit der erfindungsgemäßen polydispersen Zusammensetzung zubereitet worden ist.

Anwendung 2: Vanillepudding

1. ZUTATEN

Zubereitung von 500 g jedes Puddings.

2. METHODE

- die trocknen Produkte, außer dem Aspartame, vermengen
- die Flüssigkeiten in der Milch vermengen (durchmischen)
- die trocknen Produkte und die Flüssigkeiten vermengen und während 30 Sekunden durchmischen
- während 30 Minuten bei 95ºC erhitzen
- Aspartame zusetzen und gut vermengen
- in verschiedene kleine Töpfe gießen
- abkühlen, den Deckel anbringen und bei Kühlschranktemperatur aufbewahren 3. RESULTATE

4. Schlußfolgerungen

Die Puddings mit der polydispersen Zusammensetzung von Sacchariden besitzen ein besseres Gefüge als die Referenzprodukte. Sie sind fester, widerstandsfähiger. Der Pudding gemäß dem Stand der Technik ist fester als derjenige, der die erfindungsgemäßen Produkte enthält.
Die Puddings sind alle drei recht sahnig, aber ein Unterschied zwischen ihnen wird festgestellt: diejenigen mit einer polydispersen Zusammensetzung von Fructanen sind sahniger als die Referenz, der Pudding mit dem erfindungsgemäßen Produkt ist sahniger als derjenige mit einer polydispersen Zusammensetzung gemäß dem Stand der Technik.
Der Unterschied in Punkto Empfindung im Mund ist jedoch sehr schwach zwischen den zwei letzten Zubereitungen.

Anwendung 3: Schokoladenmousse.

1. ZUTATEN

Zubereitung von 500 g jeder Mousse.

2. METHODE

- die trockenen Produkte, außer dem Aspartame, vermengen und die Flüssigkeiten vermengen (durchmischen)
- die trockenen Produkte und die Flüssigkeiten vermengen, während 30 Sekunden durchmischen und während 30 Sekunden bei 90ºC erhitzen
- Aspartame zusetzen und während 30 Sekunden durchmischen
- Abkühlen und eine Nacht in den Kühlschrank setzen
- während 15 Minuten mit Hilfe eines Rührgerätes von Hobart mit "Quirl" klopfen 3. RESULTATE

4. Schlußfolgerungen

Die als Referenz dienende Schokoladenmousse besitzt eine sehr zähflüssige Struktur, aber die Moussezubereitungen mit der polydispersen Zusammensetzung von Sacchariden weisen keinen Unterschied unter einander auf, weder was die Empfindung im Mund, den Geschmack, die Struktur oder das Aussehen anbetrifft.

Anwendung 4: Bio-Joghurt

1. ZUTATEN

Zubereitung von 500 g jedes Bio-Joghurts.

2. METHODE

- die Vollmilch in Pulverform und die polydisperse Zusammensetzung zu der Milch zusetzen und während 30 Sekunden durchmischen
- während 8 Minuten bei 95ºC erhitzen
- das Ferment zusetzen und gut durchmischen
- in Töpfe umfüllen und bei 40ºC bis zu einem pH von 4,8 inkubieren
- schnell abkühlen und in eine Kühlkammer setzen (24 Stunden)

3. RESULTATE

Die Joghurte wurden nach 24 Stunden und nach 48 Stunden dem Geschmackstest unterzogen.
In beiden Fällen sind die Resultate identisch.

4. Schlußfolgerungen

Die Joghurts mit der polydispersen Zusammensetzung von Sacchariden sind besser, fester und fettiger als das Referenzprodukt. Keine Unterschiede wurde zwischen den zwei Joghurts mit polydispersen Zusammensetzungen von Fructanen festgestellt.

Anwendung 5: Erdbeersorbett

1. ZUTATEN

Zubereitung von 1000 g jedes Sorbetts.

2. METHODE

- Die Erdbeeren auftauen und zerstampfen (durchmischen), die anderen Zutaten (außer von Aspartame) beigeben und während 20 Minuten durchmischen
- während 30 Sekunden bei 90ºC erhitzen, Aspartame (gegen 65-70ºC) zusetzen und bis auf 4ºC abkühlen
- eine Nacht bei 4ºC ruhen lassen
- einer Behandlung im Carpigiani (Belüftung, Gefrieren) unterwerfen, in kleine Töpfe einfüllen und während mindestens 48 Stunden ins Gefrierfach stellen 3. RESULTATE

4. Schlussfolgerungen

Die Sorbetts mit der polydispersen Zusammensetzung von Sacchariden sind fettiger als das Referenzprodukt.
Die Sorbetts mit den zwei polydispersen Zusammensetzungen von Fructanen geben Resultate, die miteinander vergleichbar sind. Anwendung 6: Kuchen 1. ZUTATEN

2. METHODE

- die Butter erweichen lassen und die anderen Zutaten hinzusetzen.
- die Produkte während 3 Minuten mit einem Küchengerät vermengen
- das Ganze in eine Form überführen und bei 210ºC in den Ofen stellen

3. RESULTATE

Die drei Kuchen haben 43 Minuten lang zusammen gebacken. Die Kuchen mit der polydispersen Zusammensetzung von Sacchariden sind besser als das Referenzprodukt: sie haben eine braune Farbe. Dagegen hat der Referenzkuchen eine blaß gelbe Farbe.
Es gibt einen Farbunterschied zwischen den beiden Kuchen mit der PZS. Der mit der erfindungsgemäßen PZS zubereitete Kuchen hat eine stärkere braune Farbe als der Kuchen mit der PZS gemäß dem Stand der Technik. Bei dieser Art von Produkten ist die braune Farbe stärker gewünscht. Anwendung 7: Sandkuchen 1. ZUTATEN

2. METHODE

- die Butter erweichen lassen und die Zutaten dazu geben
- mit einem Küchengerät vermengen und homogenisieren und in Formen überführen
- bei 178ºC im Ofen backen.

3. RESULTATE

Die drei Sandkuchen haben zusammen 14 Minuten lang gebacken. Der Sandkuchen ohne die polydisperse Zusammensetzung von Sacchariden besitzt eine sehr blasse Farbe. Die beiden anderen Sandkuchen besitzen eine angenehme Farbe, der Sandkuchen mit der PZS gemäß dem Stand der Technik zeigt eine weniger starke Wirkung.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer polydispersen Zusammensetzung von Sacchariden, bei welchem ein Material, das Fructane mit einem mittleren Polymerisationsgrad gleich oder höher als 7 enthält und das einen totalen Gehalt von höchstens 3,5 Gew.-% der Trockensubstanz an Glucose, Fructose und Saccharose enthält und das vollständig im Wasser solubilisiert ist, einer partiellen Hydrolyse unterzogen wird mit einem Enzym, das eine Endo-Aktivität besitzt und das im Wesentlichen frei von einer Exo-Aktivität ist, welche unmittelbar, ohne dass eine chromatographische Trennung notwendig wäre, zu einer polydispersen Zusammensetzung von Sacchariden führt, welche mindestens 93,5 Gew.-% der Trockensubstanz an Fructo-Oligosacchariden enthält, die zusammengesetzt sind aus Ketten von Fructoseeinheiten mit der Formel Fm und aus Ketten von Fructoseeinheiten mit einem endständigen Glucose der Formel GFn, wobei n und m zwischen 2 und 10 liegen, und welche mehr als 43 Gew.-% der Trockensubstanz an Fructo-Oligosacchariden der Formel Fm enthält, und einen Gehalt an Glucose, Fructose und Saccharose aufweist, der insgesamt geringer als 5% Gew.- % der Trockensubstanz ausmacht, und dessen wässerige Lösung mit einer Konzentration von 75 Gew.-% an Trockensubstanz während einer Aufbewahrung unter Raumtemperatur durchsichtig bleibt.

2. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erzielten Fructo-Oligosaccharide der Formel Fm oder GFn entsprechen, in welcher n und m zwischen 2 und 9 liegen.

3. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erzielte polydisperse Zusammensetzung der Saccharide in einer wässerigen Lösung bei einer Konzentration von 77 Gew.-% an Trockensubstanz bei Raumtemperatur durchsichtig bleibt.

4. Herstellungsverfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die polydisperse Zusammensetzung der Saccharide mindestens 95 Gew.-% der Trockensubstanz an Fructo-Oligosacchariden enthält, welche mehr als 45 Gew.-% der Trockensubstanz an Fructo-Oligosacchariden mit der Formel Fm enthält, und dass die Trockensubstanz höchstens einen totalen Gehalt von 2 Gew.-% der Trockensubstanz an Glucose, Fructose und Saccharose enthält.

5. Herstellungsverfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fructane von dem Typus des Inulins sind und dass die partielle Hydrolyse mithilfe einer enzymatischen Zubereitung erzielt wird, welche eine Endo-Inulase-Aktivität besitzt und im Wesentlichen frei von Exo-Aktivität ist.

6. Herstellungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fructane von dem Typus des Levans sind und dass die partielle Hydrolyse mithilfe einer enzymatischen Zubereitung erzielt wird, welche eine Endo-Levanase-Aktivität besitzt und im Wesentlichen frei von Exo-Aktivität ist.

7. Herstellungsverfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrolyse in einer wässerigen Lösung durchgeführt wird, bei einer Temperatur von 58 bis 62ºC, bei einem pH von 5,2 bis 5,6 und mithilfe einer enzymatischen Zubereitung, die zwischen 0,25 und 12, vorzugsweise zwischen 0,25 und 6 Einheiten der Enzyme (Methode NOVO) pro Gramm Trockensubstanz an Fructanen enthält.

8. Herstellungsverfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dispersierte Zusammensetzung der Saccharide, die nach der partiellen Hydrolyse erzielt wird, alsdann entfärbt und entsalzt wird.

9. Polydisperse Zusammensetzung von Sacchariden, welche mindestens 93,5 Gew.-% der Trockensubstanz an Fructo- Oligosacchariden enthält, die zusammengesetzt sind aus Ketten von Fructoseeinheiten mit der Formel Fm und aus Ketten an Fructoseeinheiten mit einem endständigen Glucose der Formel GFn, wobei n und m zwischen 2 und 10 liegen, und welche einen Gehalt an Glucose, Fructose und Saccharose aufweist, der insgesamt weniger als 5% Gew.-% der Trockensubstanz ausmacht, und die Fructo-Oligosaccharide mehr als 43 Gew.-% der Trockensubstanz an Fructo- Oligosaccharide der Formel Fm enthalten, und die wässerige Lösung der polydispersen Zusammensetzung an Sacchariden bei einer Konzentration von 75 Gew.-% an Trockensubstanz während einer Aufbewahrung unter Raumtemperatur durchsichtig bleibt.

10. Polydisperse Zusammensetzung von Sacchariden gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fructo- Oligosaccharide der Formel Fm oder GFn entsprechen, in welcher n und m zwischen 2 und 9 liegen.

11 Polydisperse Zusammensetzung von Sacchariden gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fructo- Oligosaccharide mehr als 45 Gew.-% der Trockensubstanz an Fructo-Oligosacchariden mit der Formel Fm ausmachen.

12. Polydisperse Zusammensetzung von Sacchariden gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass sie höchstens 1 Gew.-% der Trockensubstanz an Saccharose ausmacht.

13. Polydisperse Zusammensetzung von Sacchariden gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einer wässerigen Lösung bei einer Konzentration von 77 Gew.-% an Trockensubstanz bei Raumtemperatur durchsichtig bleibt.

14. Produkt, das eine polydisperse Zusammensetzung von Sacchariden gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 13 enthält, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Produkt ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus den Ernährungsprodukten für Mensch oder Tier, den funktionellen Ernährungsprodukten, den pharmazeutischen Produkten und den kosmetischen Produkten.