FI58716C - Anvaendning av isomaltitol saosom soetningsmedel - Google Patents

Description

I- — - I r.! KUULUTUiJULKAISU pön* z ra (”)uTUÄeGNINessK*iFT 58/16 C(45) Patentti ayönnc-tty 10 04 1931 IKIA Patent mcirielat V ' V (51) K».ik.3/int.a.3 A 23 L 1/236 SUOMI—FINLAND (21) p*M*ttn»tk*««u.-p««.t«»eiuiin* 761388 (22) Hukumtopllvt — Anattkninpdtg 2-7.05- 76 (23) Alku pilvi—GlMghutadtf 03-0U.73 (41) Tullut JulklMkal — Bllvtc offantll| 17-03.76 HUnttU ja rekisterihallitut (44) Nlhttvlkll|Mnon „ tauMttllcilleuB ^ _

Patent* och ragistarttyralaan ' AraMcan utlagd och utUkrtftm publ(c«r«J 31.12. oO

(32)(33)(31) ucuolkuu»—8u*lrd prtorltut 12.0U.72

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken

Tyskland(DE) P 2217628.9 (71) Suddeutsche Zucker-Aktiengesellschaft, Maximilianstrasse 10, 68 Mannheim, Saksan Liittotasavalta-Forbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Hubert Schiweck, Obrigheim, Georg Steinle, Grimstadt, Ludwig Haberl, Obrigheim, Saksan Liittotasavalta-Forbundsrepubliken Tyskland(DE) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Isomaltitolin käyttö makeutusaineena - Användning av isomaltitol säsom sötningsmedel (62) Jakamalla erotettu hakemuksesta 1018/73 (patentti 517lU) -Avdelad frän ansökan 1018/73 (patent 5171U)

Keksinnön kohteena on e<-D-glukopyranosido<1-6>sorbitolin (isomaltitolin) käyttö vähäkalorisena makeutusaineena.

Isomaltitoli on fysikaalisilta ominaisuuksiltaan ja maultaan verrattavissa sakkaroosiin. Se ei käytännöllisesti katsoen lainkaan imeydy kulkiessaan suoliston läpi. Näin ollen se on makeutusaine, jolla ei ole ravintoarvoa huolimatta sakka-roosinkaltaisista elintarviketekstuuri-, rakenne- ja täyteläisyyttä antavista ominaisuuksista. Isomaltitolin makeutuskyky on noin U5 % sakkaroosin makeutus-kyvystä.

Isomaltoosista valmistetun isomaltitolin ovat ensimmäisinä kuvanneet Wolfrom et ai. (J.Am.Chem.Soc. 7U (1952, 1062)). Isomaltoosin valmistus puhtaana on vaikea ja on ollut tähän asti teknisesti ratkaisematon ongelma.

Isomaltitolin valmistukseen teollisuusmittakaavassa paremmin sopiva menetelmä, jossa lähdetään sakkaroosista ja käytetään isomaltuloosia välituotteena, on kuvattu FI-patentissa 5171U.

2 5871 6

Isomaltitolin ja isomaltuloosin liukoisuus on esitetty mukaanliitetyssä kuviossa 1 verrattuna sokerin (sakkaroosi) liukoisuuteen lämpötilan funktiona. Isomaltitolin liukoisuus on senmukaisesti koko lämpötila-alueella riittävän suuri, joten sitä voidaan käyttää sokerin sijasta ravintoaineiden ja juomien valmistuksessa.

Isomaltitoliliuosten viskositeetti (kuvio 2) on hieman suurempi kuin sakkaroosiliuosten, joilla on sama kuiva-ainepitoisuus. Käsittelyn kannalta ei tällä korkeammalla viskositeetilla ole korkeammalla konsentraatioalueella kuitenkaan käytännöllisesti katsoen mitään merkitystä, koska esim. 60-#isen isomal-titoliliuoksen viskositeetti on sama kuin 62-#:isen sokeriliuoksen viskositeetti.

Alle 30 %:n konsentraatioalueella viskositeetin kohoaminen on absoluuttisesti suurempi; korkea viskositeetti tarjoaa kuitenkin valmistetuissa elintarvikkeissa ja juomissa teknologisia etuja, koska se aikaansaa täyteläisemmän maun.

Huoneen lämpötilassa eivät isomaltitoliliuokset hajoa 1-n happojen vaikutuksesta edes 150 tunnissa. Isomaltitoli hajoamisnopeus 1-n, 0,1-n ja 0,01-n HCl-liuoksissa (100 g isomaltitolia/1) 100°C:ssa on esitetty mukaanliitetyssä kuviossa 3. Sen mukaan isomaltitoli hajoaa ainoastaan 1-n suolahapossa 2 tunnissa 100°C:ssa täydellisesti, 0,01-n suolahapossa tapahtuu jopa 10 tunnissa vain 25-#:inen hajoaminen. Täten isomaltitoli on happojen suhteen huomattavasti stabiilimpi kuin kaikki tähän asti tunnetut hiilihydraattipohjaiset makeutusaineet.

Isomaltuloosin fermentoituessa ainoastaan määrätyillä hiivalajeilla (C.C.Emeis ja S.Windisch, Zeitschrift fur die Zuckerindustrie 10, 2U8 - 2U9, i960) ei isomaltitolia sensijaan fermentoi hiivat, muutamia Endomycopsis-suvun lajeja lukuunottamatta.

Tämä tosiasia on isomaltitolilla makeutettujen elintarvikkeiden ja juomien mikrobiologiselle stabiliteetille hyvin tärkeä. Suuontelossa olevat streptokokit eivät voi pdymeroida isomaltitolia myöskään dekstraaneiksi tai hajottaa sitä hapoiksi, joten isamaltitolilla makeutetut elintarvikkeet, ruoat ja juomat ovat vähemmän hammasmätää aiheuttavia kuin sokerilla valmistetut vastaavat tuotteet .

Kaupan olevat invertaasivalmisteet ja puhdistetut o(-glukosidaasit eivät myöskään hajota isomaltitolia huoneen lämpötilassa viikon sisällä. Näiden havaintojen perusteella on oletettavissa, ettei isomaltitoli myöskään voi hajota ihmisen ohutsuolen limakalvosoluihin kiinnittyneiden glukoosidaasien vaikutuksesta eikä tällöin myöskään imeytyä. Olettamus isomaltitolin hajoamattomuudesta ja imeytymättömyydestä voitiin vahvistaa rotilla suoritetussa eläinkokeessa, jolloin isomaltitoliliuoksia annettiin suoraan eläinten ohutsuoleen ja verensokeriarvojen muutos (glukoosi, fruktoosi, sorbitoli) mitattiin porttilaskimoverestä ajan funktiona. Isomaltitolin lisäyksen jälkeen ei tapahtunut mitään mainittavaa veren 3 58716 glukoosiarvon kohoamista, ja porttilaskimoveressä voitiin osoittaa ainoastaan jälkiä sorbitolista. Koska isomaltitoli ei metaboloidu, se on käyttökelpoinen, makealta maistuva, hyvin veteen liukeneva, rakenne-, konsistenssi- ja täyteläisyyttä antava "täyteaine" ravintoaineissa, nautintoaineissa ja juomissa.

Vertailevissa makutesteissä, joissa oli kulloinkin 15~30 henkilöä, havaittiin, että isomaltitolin makeuttamiskyky on l+5 ! sakkaroosin makeuttamiskyvystä. Makeuttamiskyky saatiin selville vertaamalla sitä sakkaroosin T~ ja 8-$:isten vesiliuosten kanssa triangelitestissä. Isomaltitolin maku on hyvin samanlainen kuin sakkaroosin maku, eivätkä koehenkilöt verratessaan isomaltitoliliuoksia yhtä makeisiin sakkaroosiliuoksiin tilastollisesti voineet erottaa niitä tai he syntyivät vain heikosti erotamaan ne. Isomaltitolin makeus on mieto ja ilman sivumakua. Isomaltitoli on käytännöllisesti katsoen yhtä makeaa kuin isomaltuloosi, jonka makeuttamiskyky on UU,5 % sokerin makeuttamiskyvystä. 15»75 #:iset isomaltuloosi-ja isomaltitoliliuokset ovat yhtä makeita kuin 7-/&:inen sakkaroosiliuos.

DE-kuulutusjulkaisusta 1 903 075 tunnetaan maltitolin käyttö makeutusaineena ravintoaineissa ja juomissa. Aine on vähäkalorinen ja soveltuu senvuoksi dieettiravintoon. Samaan tarkoitukseen käytetään GB-patenttijulkaisusta 1 253 300 tunnettua laktitolia. Molempien aineiden on sanottu'esiintyvän vain siirappina, vaikka kirjallisuudessa sekä maltitolin (P. Karrer ja J.Buchi, "Reduktionsprodukte von Disacchariden: Maltiti, Lactit, Cellobit", Helv.Chim.Acta 20, 1037» 86-90) että laktitolin M.L. Wolfrom. W.J.Durke, K.R. Brown ja Robert S. Rose jr., "Crystalline Lactositol", J.Am.Chem.Soc. 60, 1938, 571—573) on sanottu esiintyvän kiteisinä aineina. Yllä olevien kirjallisuusviitteiden mukaan sekä laktitoli että maltitoli kiteytyvät kuitenkin vain vaikeasti etanoliliuoksista.

Isomaltitoli kiteytyy sensijaan erittäin helposti vesiliuoksista.

Siksi isomaltitolia voidaan saada yksinkertaisella tavalla halutun puhtaana maltitoliin ja laktitoliin verrattuna, so. kiteyttämällä. Isomaltitoli on vähä-kalorista ja soveltuu siksi erityisen hyvin makeutusaineeksi dieettiravintoaineisiin ja -nautintoaineisiin sekä täyteläisyyttä antavaksi kantaja-aineeksi keinotekoisiin makeutusäineisiin.

Samoin voidaan isomaltitolia sekoittaa kiinteänä tai nestemäisenä muiden ravitsevien, makeiden hiilihydraattien, esim. fruktoosin, ksylitolin tai sorbitolin kanssa, jolloin esimerkiksi fruktoosin kanssa painosuhteessa 1:1 sekoitettuna seoksen makeutuskyky on suunnilleen sama kuin sakkaroosin seoksen ravintoarvon ollessa alhaisempi.

Joskus haluttu isomaltitolin makeutuskyvyn kohottaminen sokerin makeutus-kyvyn tasolle tai sen yli voidaan aikaansaada sekoittamalla kiinteään isomal-titoliin keinotekoisia makeutusaineita kuten bentsoehapposulfimidia, syklohek-syylisulfamaattia tai fenyylialaniiniasparagiinihappometyyliesteriä, tai instanti-soimalla isomaltitoli .näiden kanssa. Keinotekoisilla makeutusaineilla makeutetut 14 5871 6 isomaltitoliliuokset voidaan kuivata (spraykuivaus, valssikuivaus, kylmäkuivaus jne.) tai niitä voidaan käyttää sellaisenaan.

Isomaltitolin ja keinotekoisten makeutusaineiden seokset voidaan seossuh-detta muuttamalla saada maultaan niin sakkaroosiliuoksia muistuttaviksi, että näillä seoksilla makeutettuja elintarvikkeita ja juomia ei maultaan voida enää tilastollisesti merkitsevästi erottaa sokerilla makeutetuista vertailutuotteista. Erityisen hyvin soveltuu seoskomponentiksi isomaltitolin kanssa esimerkiksi fenyylialaniiniasparagiinihappometyyliesteri painosuhteessa 0,35 : 99>65· Tällaiset seokset soveltuvat ruokien ja juomien makeuttamiseen joko sellaisenaan tai tableteiksi (paino 3~5 g) puristettuina.

Seos, jossa on 99»86 paino-osaa isomaltitolia ja 0,1U paino-osaa saka-riinia (o-bentsoehapposulfiraidin natriumsuola), on yhtä makeaa kuin sokeri. Tällöin eroaa tällaisten vesipitoisen liuosten makuluonne konsentraatioalueella 3 - 8 % vastaavan väkevyisten sakkaroosiliuosten mausta, konsentraatioalueella <9 % ei kuitenkaan enää ole todettavissa mitään tilastollisesti merkitsevää eroa.

Seos, jossa on 98,0 paino-osaa isomaltitolia ja 2,0 paino-osaa syklamaat-tia (sykloheksyylisulfonihapon natriumsuola), on yhtä makeaa kuin sokeri, tällaisen seoksen makuluonne poikkeaa kuitenkin yhtä väkevän sakkaroosiliuoksen mausta kaikilla konsentraatioalueilla.

Elintarvikkeiden ja juomien käsityöläismäiseen tai teolliseen valmistukseen voidaan käyttää tällaisia seoksia kiinteinä tai nestemäisinä joko sellaisenaan kuten sokeria, jos makeutusaineen lisäämisen jälkeen ei tapahdu mitään pitempää lämmittämistä, kuten esimerkiksi limonadien ja kylmien juomien valmistuksessa, tai lisäämällä ensiksi ainoastaan puhdasta isomaltitolia kiinteänä tai nestemäisenä sokerin sijasta ja lisäämällä makeutusaine vasta lämpökäsittelyn jälkeen, kuten esim. suklaan, makeisten, marmeladin, jäätelön jne. valmistuksessa.

Esimerkki 1

Isomaltitolin suhteellisen makeuden ja maun tutkiminen

Vertailevien esitutkimusten jälkeen verrattiin triangelikokeessa keskenään seuraavia liuoksia: a) kahta 7-#:ista sakkaroosiliuosta yhteen 15-#:iseen isomaltitoliliuok- seen, b) kahta 7-iS:ista sakkaroosiliuosta yhteen 17,3~/i:iseen isomaltitoli-1luokseen, c) kahta 7-i-*ista sakkaroosiliuosta yhteen l8,8-#:iseen isomaltitoliliuok- seen.

15 koehenkilön suorittamissa makukokeissa saatiin seuraavat tulokset: a) 7 koehenkilöä ei havainnut tilastollisesti merkitsevää eroa iso-maltitoli- ja sakkaroosiliuosten välillä.

b) 12 koehenkilöä piti isomaltitoliliuosta makeampana: tilastollisesti merkitsevä ero p = 0,99 ja s 58716 c) 12 koehenkilöä piti isomaltitoliliuosta makeampana: tilastollisesti merkitsevä ero p = 0,99·

Toisessa triangelikokeessa verrattiin yhtä makeita liuoksia toisiinsa: a) kahta 15»6-$:ista isomaltitoliliuosta yhteen 7~$:iseen sakkaroosi-liuokseen, b) kahta 8-$:ista sakkaroosiliuosta yhteen 17,6-$:iseen isomaltitoli-liuokseen.

38 koehenkilöä sai seuraavat tulokset: a) 18 koehenkilöä pystyi erottamaan sakkaroosiliuoksen tialstollisesti ei siten voida todeta merkitsevää eroa maussa, b) 20 koehenkilöä pystyi erottamaan isomaltitoliliuoksen: tilastollisesti merkitsevä ero p = 0,95·

Esimerkki 2

Isomaltitolipitoinen suklaa 25 kg isomaltitolia jauhetaan hienoksi (hiukkaskoko ^Ö0 jjm) ja lisätään sekoittaen 22,5 kg:aan kaakaomassaa ja 2,5 kg:aan kaakaovoita sekä lisätään lesitiiniä ja vaniliinia kuten tavallisesti. Massa valssataan ja vaivataan koneellisesti. Ennen levyksi valmistamista temperoinnin aikana suklaamassaan lisätään 88 g hienoksi jauhettua fenyylialaniiniasparagiinihappometyyliesteriä ja sekoitetaan hyvin. Fenyylialaniiniasparagiinihappometyyliesterin sijasta voidaan käyttää vastaavan makeuden aikaansaavaa muuta keinotekoista makeutusainetta. Suklaa on yhtä makeata kuin sokerilla valmistettu suklaa.

Esimerkki 3

Isomaltitolipitoiset limonadit a) 8,9 kg ylläkuvattua isomaltitoli-makeutusaineseosta liuotetaan 12,63 kg:aan limonadiperusainetta (esim. appelsiininmakuista) liuotettuna 78,1+7 kg:aan vettä ja karbonisoidaan CO^illa pitoisuuteen 7 g CO^/l.

b) 10,95 kg yllä kuvattua isomaltitoli-makeutusaineseosta liuotetaan 0,66 kg:aan Coca-Cola-perusainetta liuotettuna 88,39 kg:aan vettä ja karbonisoidaan CO^illa pitoisuuteen 7 g CO^/l. Virvoitusjuomat ovat yhtä makeita kuin sokerilla makeutetut.

Esimerkki 1+

Isomaltitolipitoinen jäätelö 22,1 kg kermaa (1+0 % rasvaa kuiva-aineessa), 58,1 kg kokomaitoa (3,7 % rasvaa ) ja U,5 kg rasvatonta maitojauhetta sekoitetaan 15 kg:n kanssa isomaltitolia ja 0,3 kg:n kanssa stabilaattoria ja seos homogenoidaan ja steriloidaan. Steriloinnin jälkeen lisätään jäätelöinässaan 53 g hienoksi jauhettua fenyyliala-niiniasparagiinihappometyyliesteriä, sekoitetaan, vatkataan ja jäähdytetään. Jäätelö on yhtä makeata kuin sokerilla valmistettu.

6 5871 6

Esimerkki 5 . Vähäkalorinen murokakku 11+0 g voitaj iho g kiteistä isomaltitolia ja h munankeltuai.sta vaivataan vaahdoksi. Sitten lisätään 1U0 g jauhoja yhdessä leivinjauheen kanssa ja lopuksi munan valkuaisvaahtoa. Kakku paistetaan l60°C:ssa U5 minuuttia.

Huokostilavuus, ruskistuminen jne. ovat täysin normaaleja. Makukokeessa havaitaan sokerilla leivottuun verrattuna vain kakun vähäisempi makeus.

Esimerkki 6 Vähäkalorinen mansikkamarmeladi 1 kg hienonnettuja mansikoita, 1 kg kiteistä isomaltitolia ja 8 kg puoliesteröityä pektiiniä (150° 3AG-USA) ja 7 g viinihappoa keitetään 3 minuuttia ja täytetään sitten esikäsiteltyihin laseihin.

Kuiva-ainepitoisuus on keittämisen lopussa 61,5 % Marmeladi hyytyy moitteettomasti. Makukokeessa voidaan havaita sokerin kanssa keitettyyn mansikka-marmeladiin verrattuna ainoastaan vähäisempää makeutta.

Esimerkki 7

Lasten ravintovalmiste, jossa on hifidus-tekijä

Tavallisen koostumuksen omaavaan lasten ravintovalmisteeseen tai 2/3-mai-toon lisätään 100 Kcal ravintoarvoa kohti 2 g isomaltitolia. Koska isomaltitoli pääsee suureksi osaksi paksusuoleen, kehittyy näin ravitulla imeväisellä ja pikkulapsella lähes puhdas hifidus-floora.