NO172372B - Stabiliserte dipeptidsoetningsmidler - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et stabilisert dipeptid-søtningsmiddel, dets salter og komplekser, som er nyttig ved koke- og bakeanvendelser.

Dipeptidsøtningsstoffer slik som aspartam (L-aspartyl-L-fenylalaninmetylester) har i noen tid blitt ansett for å være lavkalori-søtningsforbindelser med meget god smak for bruk i en rekke forskjellige matvareprodukter. Alkoholfrie drikker, fruktsafter, melkeprodukter og andre har greid å erobre et forbrukerpublikum som ellers ikke ville eksistere i vårt helsebeviste samfunn gjennom bruken av dette søtnings-stoffet. Dets fremstilling og bruk er blitt beskrevet i US patenter 3.492.131 og 3.642.491.

Det er imidlertid kjent at aspartam (APM) gjennomgår termisk nedbrytning, spesielt i fuktige omgivelser under påvirkning av varme slik som tilfellet er i mange bakeanvendelser. Mak-simum aspartamgjenvinning ved koke- og bakeanvendelser ir blitt funnet å falle mellom 12 og 35%. Hovedveien for ter - misk nedbrytning av aspartam er gjennom intramolekylær rin£ ■ slutning til dannelse av diketopiperazin (DKP) som innebærer en reaksjon mellom gruppene amin (—NItø) og karboksylsyre-metylester (—COOCH3) i komponent-aminosyrene. DKP er ikke-toksisk og sikkert, men det har ingen søthet.

Mye er tidligere blitt gjort i et forsøk på å stabilisere aspartam for bake- og andre varmerelaterte anvendelser. Disse har for det meste involvert anvendelse av stabiliseringsmidler som antas å blokkere amingruppen og derved hemme ringslutning. Disse stabilisatorene har hatt form av langkjedede polysakkaridpolymerer slik som polymaltose og polydekstrose (Colliopoulos et al., US 4.631.195), spesielt hydrogenert vegetabilsk olje (Tsau et al., EPO 137.326), en kombinasjon av fettsyre og lecitin (Sharma et al., US 4.597.970), en kombinasjon av fett, emulgeringsmiddel og polysakkarid (Okada, US 4.465.694), alifatiske syrer, deres estere og alkoholer (Vaccaro EPO 137.690) og cyklodekstrin eller fettsyresukkerestere (Takashi, EPO 97.950). Disse stabilisatorene blir enten blandet med et bindemiddel og aspartam til en granulær eller pulverformig grunnmasse, eller

j

benyttet til belegning av aspartampartiklene eller granulene på ;en beskyttende måte.

i

Selv om det har blitt utviklet flere midler for å stabilisere aspartam i fuktige systemer som påvirkes av varme, så har det ikke vært noe bevis for hvilke typer av stabiliserende vekselvirkninger som her forekommer. Størstedelen av de tidligere kjente stabiliseringsmetodene og -forbindelsene utnytter reversible vekselvirkninger uten å ta hensyn til faktorene med kjemiske likevekter og kinetikker. Midlene som benyttes i den tidligere teknikk, slik som fetter, karbohydrater i cyklodekstrin, polydekstrose og fettsyresukkerestere er polymerer som kan nedsette hastigheten for diketo-piperazindannelse eller aspartamringslutning gjennom hydrogenbinding, kompleksdannelse og/eller molekylomsluttende vekselvirkninger. Disse er imidlertid svake fysikalsk-kjemiske vekselvirkninger som ikke er spesifikke for forbindelsene som benyttes.

De : varmestabiliserte aspartamblandingene i den tidligere teknikk gir ofte ikke-tilfredsstillende bakestabilitet. De reversible vekselvirkningene som er beskrevet deri, vil ved oppvarming i fuktige omgivelser eksponere det beskyttede aspartam ved dissosierings- og diffusjonsmekanismer som deretter nedbrytes i oppløsning.

EPO, 137.326 (Tsau) lærer viktigheten av kinetiske eller partikkelstørrelsesfaktorer for både stabilisering av APM og den effektive utnyttelse av APM som et søtningsmiddel i bakeanvendelser. Det angir at granuler av APM-fett-blandinger som faller innenfor et snevert partikkelstørrelsesområde, er nyttige for bakeanvendelser. Granulære partikler større enn 0,37 mm (40 mesh) og mindre enn 2,36 mm (8 mesh) har bakestabilitet og kan frigjøres ved baking for å søtgjøre bakte varer. For å oppnå de beste resultatene bør partikler som faller innenfor et snevert partikkelstørrelsesområde, f.eks. ±3,96 mm (± 5 mesh), benyttes for enhver spesiell bakeanvendelse. Et slikt bakeprodukt kan imidlertid være dyrt, fordi utbyttet av granuler som faller innenfor det snevre partikkelstørrelsesområdet generelt er meget lavt når en konvensjonell granuleringsmetode slik som høyskjærenergi-granuleringsmetoden benyttet i EPO 137.326, anvendes.

Videre forbedringer i bakestabiliteten til APM er derfor nød-vendig. En forbedring ifølge foreliggende oppfinnelse utnytter ensartede, sfæriske granuler som gir APM en mekanisme av jevn vedvarende frigjøring og tillater ensartet innkapsling av materialene. Tilgjengelig kommersielt utstyr og teknikker for fremstilling av sfæriske granuler av ensartet størrelse ble vurdert. For å granulere APM og polydekstrose-pulver som var blandet i en Glatt, Roto-Processor med hvirvelsjikt var utilfredsstillende fordi de fremstilte granulene var porøse og brøt sammen under tørking. Belegging av en APM-suspensjon på uforlignelige granulære kimer i det samme utstyret var heller ikke vellykket, fordi det er vanskelig å feste lange APM-nålekrystaller på kimene. Et ekstrudering-sfæronisering-granuleringssystem (NICA) ble også forsøkt uten hell. Dette kommersielle utstyret kunne ikke frembringe APM-granuler med en diameter mindre enn 0,6 mm. Ingen av APM-blandingene kunne fuktes til oppnåelse av riktig mykhet og klebrighet som er nødvendig for vellykket granulering ved hjelp av dette utstyret. Det er derfor et behov for en enkel granuleringsmetode for fremstilling av sfæriske APM-granuler av ensartet størrelse for et bredt område av anvendelser enten som sådanne eller belagt med materiale for å øke både evnen for langvarig frigjøring og selvstabilisering.

Et fettbelagt APM-bakeprodukt har i seg selv begrensede anvendelser fordi det ikke kan benyttes for å søtgjøre ikke-bakte matvarer og kalde drikker fordi baking eller oppvarming

I

i fuktige systemer er nødvendig for å frigjøre APM-materialets søte smak. Det er heller ikke akseptabelt å benytte fettbelagt APM i varme drikker som etterlater fettavsetninger i drikken.

I tillegg til å øke både prosessens og materialets pris og redusere antallet av potensielle APM-anvendelser har fett et høyt kaloriinnhold og er forbundet med slike helseproblemer som hjertesykdom, høyt blodtrykk og fedme. Det er derfor-ønskelig å utvikle et varmestabilt APM-bakeprodukt som også har et lavt fettinnhold eller er fettfritt.

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot en mer stabilisert form for aspartam for bake- og andre varmeanvendelser. Det antas at stabiliteten oppnås gjennom fysikalsk-kjemiske vekselvirkninger innbefattende både inter- og intra-molekylaer hydrogenbinding mellom selve aspartammolekylene og utnyttelse av et kritisk partikkelstørrelsesområde. Selvstabiliseringen oppstår ved vekselvirkninger mellom amin (—NH2 og —NE-) gruppene og karboksyl (-COOH) og -COOCH3) gruppene innen og mellom de respektive aspartammolekylene. Tilstedeværelsen av sterke intra- og intermolekylære hydrogenbindingsveksel-virkninger innen og mellom APM-molekyler viser seg ved det faktum at APM har en uvanlig pk^-verdi, en lav oppløselighet og ein høy tørrstabilitet. Disse molekylvekselvirkningene som resulterer i APM-materialets selvstabiliserende effekter, fremmes og forlenges ved dannelse av APM-krystallene til ikke-porøse granuler, fortrinnsvis sfæriske. For det annet er de tette, ikke-porøse, sfæriske granulene ifølge oppfinnelsen mer stabile overfor varme og fuktige omgivelser, fordi vann som er til stede i disse omgivelsene har vanskeli-gere for å komme inn i og diffundere ut av en kule som geo-metrisk har minimum overflateareal pr. volumenhet.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et stabilisert dipeptidsøtningsmiddel, dets salter og komplekser, som er nyttig ved koke- og bakeanvendelser, kjennetegnet at det innbefatter et dipeptid som er sfæronisert til en tett, ikke-porøs granul av vesentlig sfærisk form som faller innenfor en snever partikkelstørrelsesfordeling i området 1,65-0,75 mm (10-80 US. standard mesh), eventuelt et bindemiddel og eventuelt et hydrofobt belegg.

Med den benyttede betegnelse "sfæronisering" menes en prosess ved hjelp av hvilken aspartamprodukter formes til tette, granulære partikler av vesentlig ensartet sfærisk form innenfor en snever partikkelstørrelsesfordeling. Prosessene hvorved sfæronisering kan utføres er detaljert senere i det nedenstående.

Det er foretrukket at dipeptidet er aspartam, dets salter eller komplekser. Aspartamproduktene er tette, granulære partikler av vesentlig ensartet sfærisk form innenfor en snever partikkelstørrelsesfordeling. Disse granulene kan dannes med eller uten stabiliseringsmidler eller midler med langvarig frigivende virkning for ytterligere å retardere oppløsningshastigheten i oppvarmede omgivelser. Den lang-varige frigivende effekt kan ytterligere forøkes gjennom tilsetningen av et hydrofobt belegg omkring granulene som p.g.a. deres ensartede sfæroide form kan bli jevnt belagt for oppnåelse av optimal beleggbeskyttelse. Fig. 1 er et tverrsnitt av en utførelse av behandlingsanordningen som benyttes for fremstilling av foreliggende middel og viser en modifikasjon av Aeromatic Prototype 1 Roto Processor/Spheronizer med opphøyede, ekelignende rygg-elementer på bunnskiven. Fig. 2 er et tverrsnitt av en annen utførelse som viser en modifikasjon av Aeromatic Prototype 1 Roto Processor/Sphero-nizer med en oppover buet, ytre kant på bunnskiven. Fig. 3 er et tverrsnitt av en tredje utførelse som viser en modifikasjon av Aeromatic Prototype 1 Roto Processor/Sphero-nizer med et fluidiserende sirkulasjonshjelpemiddel.

i

Fig. 4 er et tverrsnitt av sfæroniseringsanordningen i drift, og viser strømmen av aspartampulver, idet det kompakteres til tette, ikke-porøse, sfæriske granuler av ensartet størrelses-fordeling.

j

Mens foreliggende oppfinneriske konsept stammer fra arbeidet mejd aspartam, skal det forstås at oppfinnelsen vil gjelde ethvert dipeptid av verdi benyttet i koke- og bakeanvendelser. Oppfinnelsen angår den forventede selvstabiliserende effekt til APM som er like god som eller bedre enn den som oppnås ved hjelp av stabiliseringsmidler som angis i den tidligere teknikk. Det er uventet at APM-molekyler alene kan stabiliseres ved baking, og at APM i en granul kan fuktes, oppløses og dispergeres i en rekke forskjellige kalke-, småkake- og andre matvaregrunnmasser uten alvorlig nedbrytning ved baking.

Det er velkjent innen teknikken at APM er ustabilt i fuktige og| varme omgivelser. Det er kjent noen blandinger i den tidligere teknikk som stabiliserer APM i visse anvendelser, slik som bakeing og varmebehandlede matvarer. I bakeanvendelser er det blitt vist at APM kan stabiliseres i APM-fett-blandinger som har en granulær partikkelstørrelse over 0,37 mm: (40 US standard mesh) mens dette ikke lar seg gjøre for finpulveriserte APM-fett-blandinger. Det faktum at APM-materialets bakestabilitet øker med granulær APM-partikkel-størrelse ble også funnet å være tilfelle for noen stabili-serte APM-blandinger som er beskrevet av Okada (US 4.465.694). Dette har ledet til den konklusjon at APM stabiliseres ved baking ved både øking av granulær partikkel-størrelse og ved bruk av fett som en stabilisator. Fett ble ansett som en vesentlig bestanddel fordi flere uregelmessige, granulære blandinger av APM uten fettbelegg ble funnet å ha i

I

bare liten forbedret bakestabilitet i forhold til APM-pulver alene.

Både stabiliteten og frigivningshastigheten for APM i foreliggende granul i en matvaregrunnmasse avhenger av mange faktorer, slik som vanninnhold, pH, viskositeten til matvare-grunnmassen og oppvarmingstemperaturen og —varigheten. For de beste resultatene er multippel-aspartamprodukter, som adskiller seg hovedsakelig i granulær størelse, belegnings-tykkelse og/eller bufferinnhold, nødvendig for forskjellige anvendelser. F.eks. småkaker, hvis røre inneholder mindre vann, og hvis steketider er kortere enn dem for (store) kaker, gir bedre søtningsresultater ved bruk av aspartamgranuler med mindre partikkelstørrelser og/eller tynnere belegg enn dem for sistnevnte kaker.

Granulene ifølge oppfinnelsen oppnår over 80% gjenvinning av aspartam fra bakevarer og en tilfredsstillende dispersjon av aspartam og dets søthet gjennom hele det bakte produktet. Både forsvinningen av de granulære aspartampartiklene og det høye søthetsnivået i matvarene tyder på at mesteparten av aspartamet i granulene ble oppløst og diffundert inn i mat-var egrunnmas sen ved oppvarmingsprosessen. Siden oppløst aspartam er forventet å nedbrytes hurtig under oppvarmingsprosessen, er bakestabiliteten til aspartam i disse granulære prøvene uventet høy.

Denne uventede stabilisering antas å være et resultat av de ovenfor omtalte bindingseffektene slik som den inter- og intra-molekylære hydrogenbinding til aspartam ved meget høye konsentrasjoner. F.eks., oppløseligheten av aspartam øker med temperatur til godt over 10% i løpet av bakeprosessen. Ved en høy konsentrasjon slik som den som skapes ved dannelsen av de tette, ensartet formede, sfæriske partiklene, kan de intermolekylære hydrogenbindingseffektene mellom aspartammolekyler være så omfattende at den fremmer aspar-tamets bakestabilitet. Etter hvert som bakeprosessen for-løper, kan en liten mengde vann komme inn i granulene og bli gradvis absorbert. Det sfæriske granul oppløses, og APM blir en sterkt konsentrert oppløsning som diffunderer inn i røren. Ved en slik høy konsentrasjon kan imidlertid den ihtermolekylære hydrogenbindingen opprettholdes, og som et resultat av dette vil dipeptidet ikke ringsluttes eller nedbrytes. Denne effekten kan ikke observeres i fortynnede aspartamoppløsninger, og nedbrytningshastigheten for aspartam i: fortynnet oppløsning følger pseudo-førsteordenkinetikk som er uavhengig av aspartamkonsentrasjon.

i

i

Bakestabiliteten til aspartamgranuler som er sfæronisert ifølge foreliggende oppfinnelse, kan måle seg med den til ikke-sfæroniserte APM-granuler belagt med et fett. Mange bakte varer er mindre skadelige for aspartam og/eller bakes ved mildere betingelser enn gule kaker og sjokoladekaker. F.eks. har småkaker mindre vann og bakes i kortere tid enn store kaker. Ostekaker benytter ikke natron eller bakepulver som er uforenlig med APM fordi det alkaliske pH-miljøet resultetrer i hydrolytisk nedbrytning av APM. I noen baker-varer har APM-granuler med partikkelstørrelser mindre enn 0^37 mm (40 U.S. standard mesh) derfor fremdeles god bakestabilitet .

i

Foreliggende oppfinnelse beskytter et dipeptid slik som aspartam mot termisk og vandig nedbrytning, og tillater likevel frigivning av søtningsmidlet ved det riktige tidspunkt eller temperatur for funksjonalitet. Dersom en grunnmasse først fremstilles omfattende dipeptidet og enten stivelse, polydekstrose, cellulose eller andre matvarepolymerer før granuldannelse, består grunnmassen av mellom 10 og 100$ av dipeptidsøtningsmidlet. Grunnmassen kan også inneholde 0-2056 av en buffer sammensetning eller svak syre for å opp-rettholde pH-verdien i det granulære materialet i området 3,0-5,0 under baking. Dette pE-pområdet er optimalt for aspartammaterialets fuktighet- eller oppløsningsstabilitet. j

i

Dersom granulen deretter innkapsles med et fett, protein eller karbohydrat, så bør dipeptidsøtningsmidlet omfatte 5-80$ av hele granulvekten.

Partikkelstørrelsesområdet for tilfredsstillende stabilitet ved bake- og kokeanvendelser ble funnet å være mellom 1,65 mm og 0,175 mm (10 og 80 U.S. standard mesh), fortrinnsvis 0,83-0,28 mm (20-50 US standard mesh). Forsinkelsesfunksjo-nene for langvarig frigivning under koking eller baking, kan ytterligere fremmes ved avsetning av et beskyttende belegg omkring de sfæriske partiklene etter sfæronisering. Egnede belegningsmaterialer er hydrofobe forbindelser slik som fett, protein, maisstivelse, uoppløselige fibrer og andre polymerer .

Granulene ifølge foreliggende oppfinnelse er ikke-porøse, tette granuler, fortrinnsvis av ensartede sfæriske partikler som faller innenfor en snever partikkelstørrelsesfordeling. Granulstørrelsen som velges for en spesiell bakeanvendelse, bør fortrinnsvis falle innenfor et snevrere partikkel-størrelsesområde avhengig av den aktuelle bakeanvendelse. Granulene som benyttes for en spesiell anvendelse, bør ikke variere mer enn ca. ±0,83 mm (ca. ± 20 mesh) mellom det minste og det største. Variasjoner i størrelse mye større enn dette for en spesiell anvendelse kan resultere i uensartet oppløsning og dispersjon. F.eks. vil større granuler motstå temperatur og fuktighet lengre enn småpartikler. Skulle det forekomme mye variasjon i granulstørrelse, vil de større granulene forbli intakte mens granulene av mindre størrelse vil oppløses og endog nedbrytes før oppløsning av de større partiklene og derved forårsake uensartet og inef-fektiv frigjøring av søthet gjennom hele det bakte slutt-produktet .

Granulene ifølge foreliggende oppfinnelse kan fremstilles ved bruk av en rekke forskjellige granulatorer med høyskjærener-gi og valsekompaktering som er kommersielt tilgjengelige innen teknikken. Disse granulatorene frembringer ikke-sfæriske granuler som kan utvise de forbedrede selvstabiliserende effektene ifølge oppfinnelsen. Disse granulene er tette og ikke-porøse, og kan være egnede for visse bakeanvendelser, men er ikke den foretrukne utførelsen av foreliggende oppfinnelse,

i

Den foretrukne fremgangsmåte for fremstilling av det selv-stabiliserte dipeptidgranulen ifølge oppfinnelsen benytter det indre kammeret i innsatsen på en Aeromatic Prototype 1, Size 23 Roto-Processor fra Aeromatic Inc., Towaco, N.J. For foreliggende oppfinnelses formål vil denne anordning bli referert til ved sitt generiske navn, en sfæroniserings-anprdning, som er vesentlig et stort sylindrisk kammer med en roterende skivebunn. Veggene i sylinderen skråner faktisk innover fra skivens omkrets mot sentrum med en vinkel på ca. 209 i likhet med en konus eller trakt snudd opp ned.

Kommersielle sfæroniseringsanordninger av konvensjonell kon-struksjon er ikke effektive når det gjelder å fremstille foreliggende ikke-porøse sfæriske granuler av ensartet størrelse, spesielt ved produksjonsvolumer. Sfæroniserings-anordningene som benyttes heri, innbefatter derfor fortrinnsvis ett eller flere av de nedenstående trekk som modifiserer den kommersielle sfæroniseringsanordningens kon-struksjon. 1) 1 Den roterende skiven ved bunnen av sylinderen har forhøy-ede, ekelignende elementer i lik avstand fra hverandre som er beliggende radielt utover fra nær skivens senter, (fig. i 1).

2) Kanten av den roterende skiven er buet oppover. (Fig. 2).

i

3] Justerbare flenser lang innerveggen virker som et sir-; kulasjonshjelpemiddel for det fluidiserte pulveret. (Fig. <3>).

Et hvilket som helst pulverformig dipeptidsøtningsmiddel kan behandles for oppnåelse av foreliggende produkt. Mens aspartam p.g.a. sin popularitet i matvareindustrien er den foretrukne utførelse, skal det forstås at det som læres i det følgende, benytter dette peptidet som det utvalgte.

Tørt APM-pulver anbringes i sylinderen til sfæroniseringsanordningen og faller til å begynne ned på den roterende skiven. Rotasjon av skiven slynger partiklene mot sylinde-rens vegger og skaper en hvirvlende sentrifugalturbulens eller -strøm (fig. 4) av dipeptidpartiklene, hvilket resulterer i at partiklene bombarderes mot hverandre og veggene i sfæroniseringsanordningen.

Under prosessen sprøytes et oppløsningsmiddel på det fluidiserte pulveret for å fukte det på jevn måte. De foretrukne oppløsningsmidlene er vann, alkoholer, slik som metyl—, etyl— og propylalkoholer og deres blandinger. Ved en riktig fuktighet begynner partiklene å danne sfæriske granuler av ensartet størrelse som et resultat av bombardering mot andre partikler og sylinderveggene forårsaket av de sentrifugale og tangentiale fluidiserende krefter til den roterende skiven, og p.g.a. oppløsningsmiddeleffektene slik som oppløsning og binding. Størrelsen til de sfæriske partiklene vokser konti-nuerlig og på jevn måte etter hvert som ytterliger krystaller kompakteres. Partikkelveksthastigheten reguleres ved å jus-tere skivens rotasjonshastighet og/eller oppløsningsmiddel-sprayhastigheten.

Dannelsen og veksten av de sfæriske partiklene kan aksele-reres ved bruk av en eller flere luftstråler rettet mot det fluidiserte, fuktige pulveret. Ønsket partikkelstørrelse kan bestemmes visuelt og på dette tidspunkt kan den fuktige sfæroniserte prøven tørkes i en hvirvelsjikttørker.

I

Konstruksjonen av den kommersielt tilgjengelige roterende Aeromatic-behandlingsanordningen er slik at den ikke spesifikt kan utføre foreliggende granuleringsprosess. Den er konstruert for væske- og suspensjon-spraybelegg under milde fluidiserende betingelser. Ved normal operasjon blir stillingen til den roterende skivebunnen senket slik at den fåri en sirkulær åpning gjennom hvilken fuktig pulver kastes ut av det indre kammeret p.g.a. kraften fra den roterende skiven. Et ytre kammer har en oppoverrettet strøm av varm luft som tørker, løfter og slipper pulveret tilbake inn i det indre kammeret gjennom dets topp-åpning for mer spraybe-legging. Det er to stillinger ved hvilke den sirkelformede skiven kan dreie seg i forhold til bunnen av sfæroniseringsanordningen. Under normale betingelser er skiven lavere enn kammerets bunn hvorved det er åpninger mellom indre og ytre kammer. Under utførelse av foreliggende fremgangsmåte heves skiven til det samme planet som det indre kammerets bunn, og hindrer derved at noen APM-partikler faller gjennom det ytre kammerets bunn.

i

Siden den roterende skiven i sfæroniseringsanordningen har begrenset fluidiserende effekt er det nødvendig med manuell skraping for å holde det fuktige pulveret og granulene sirku-lerende eller fluidiserende, spesielt nær slutten av en granuleringsomgang. En umodifisert innsats til en Aeromatic Prototype Roto-Prosessor av størrelse 2 ble til å begynne med benyttet for å fremstille foreliggende granulære prøver. Den har akkurat nok fluidiserende effekt til å granulere 2 kg APM-pulver pr. omgang. En forsøksomgang for å granulere 4 kg APM-pulver ved bruk av utstyr med større kapasitet falt ikke heldig ut m.h.t. å holde fuktig pulver fluidisert. For å tillate ubevoktet operasjon og for øket produksjonskapasitet er derfor de tidligere beskrevne modifikasjoner av sfæroniseringsanordningen eller —utstyret nødvendige for å øke dets mekaniske fluidiseringseffekt.

i

Istedenfor å ha et ytre kammer gir en Glatt roto-processor en oppoverrettet luftstrøm langs den indre veggen for å hjelpe den roterende skiven med å fluidisere det sfæroniserte APM-pulveret. Denne pneumatiske turbulens nedsetter imidlertid i betydelig grad partikkelbombarderingseffekten som utnyttes ved fremstilling av de ikke-porøse, sfæriske granulene. I tillegg tørker den pneumatiske turbulensen fuktige APM-partikler og oppbryter allerede dannede granuler, hvilket motvirker produktiviteten. Glatt-utstyret ble testet, og greide ikke å fremstille granulene ifølge oppfinnelsen.

Foreliggende tette aspartampartiklene av sfærisk form og ensartet størrelse kan belegges med ett eller flere lag av de hydrofobe materialene ved hjelp av hvirvelsjikt-beleg-ningsmetoder som er kjent innen teknikken. Dersom et fett eller forbindelse av lipidtypen anvendes som et belegg, blir en varm smelte av fettet sprøytet på de tette sfærene i et kaldt hvirvelsjikt. Polymerbelegg påføres ved sprøyting av oppløsninger inneholdende polymeren og et bindemiddel slik som Avicel, en mikrokrystallinsk cellulose, på aspartam-granulené i et varmt hvirvelsjikt. Kokt eller gelativert stivelse, "Metocel" (metylcellulose, Dow Chemical Cb.) og zein kan også benytttes som bindemidler med polymerbelegget.

Følgende eksempler oppsummerer resultatene av aspartamgjenvinning fra flere bakeanvendelser sammenlignet med gjenvinningen av dens nedbrutte form, diketopiperazin. Gjenvinningsanalyse ble foretatt i alle tilfeller ved bruk av høyeffektiv væskekromatografi (HPLC). Aspartamblandingene ble variert i overensstemmelse med om en vesentlig ren aspartamgranul var innleiret i røren, eller om en granul av aspartam blandet med andre bestanddeler var fremstilt eller om søtningsstoffgranulen var innkapslet med et hydrofobt belegg.

I de følgende eksempler ble gul kake fremstilt etter en standard kakeoppskrift fra tørre bestanddeler bestående av mel,.salt, bakepulver, polydekstrose, maltodekstrin og gummi arabikum. Smult ble deretter blandet inn i de tørre bestanddelene, og til denne blanding ble det tilsatt melk, egg og vanilje. Røren ble pisket i ca. 2 min. Småkaker ble fremstilt med vesentlig de samme bestanddelene som er angitt ovenfor med tilsetning av tørt eggehvitepulver og eliminering av gummi arabikum.

Den typiske kaken som ble bakt i eksemplene som er angitt nedenfor, er ca. 400 g røre bakt i en konvensjonell ovn ved 176,7°C i 25 min. med mindre annet er angitt. Småkaker ble bakt ved 204,4°C i 9 min.

Eksempel 1

Rent aspartampulver (ikke som granulproduktet i foreliggende middel) ble innbakt i en gul kake ifølge den tidligere beskrevne oppskrift og metode. Størrelsen på de ubehandlede aspartampartiklene var mindre enn 0,147 mm (100 US standard mesh) ved tidspunktet for innblanding i røren. Ved gjenvinning av det bakte produktet ble det funnet at bare 27, 9% av det innledende aspartam innblandet i røren opprettholdt sin struktur som vist ved hjelp av høyeffektiv væskekromatografi (HPLC). På den annen side var 45,456 av det innledende aspartam nedbrutt til diketopiperazin (DKP). I et annet forsøk viste gjenvinningsanalyse av kaken at 29, 9% av det innledende aspartam var tilbake som vist ved HPLC hvorved 22, 8% var nedbrutt til DKP.

Eksempel 2

I en anvendelse med gul kake var aspartamgranuler omfattende APM med et polydekstrosebindemiddel ikke sfæronisert som i foreliggende oppfinnelse. Granulene hadde en størrelse på 0,83-0.58 mm (20-30 US standard mesh), og hadde et blandings-forhold på 3:2 mellom aspartam og polydekstrose (PD). Kaken hadde en APM-gjenvinning på 39,156. Da granulene også ble belagt med ca. 20 vekt-56 Aqua Coat (TM, FMC Corp.), en etylcellulosesammensetning, ble gjenvinningen av aspartam i det bakte produktet forbedret til 75 ,656, og DKP-nivået ble redusert fra 34 ,656 til 7 ,056 som vist ved HPLC-analyse. Da denne granulære prøven ble belagt med ca. 20 vekt-56 maisstivelse, økte også mengden av tilbakeværende APM i gul kake til over 7056.

Eksempel 3

Aspartam/polydekstrose-granulene 1 eksempel 2 ble belagt med ca. 20 vekt-56 av en blanding av Solka Floe, en pulverformig celiulose og zein, et maisprotein og innbakt i en kake ifølge metodene og oppskriften som er angitt tidligere. Gjenvinning og analyse ved HPLC viste at 72,356 av det opprinnelige aspartam var gjenvunnet fra kaken i sin opprinnelige molekyl tilstand, mens 10,656 var nedbrutt til DKP.

Eksempel 4

Aspartamgranuler sfæronisert som i foreliggende oppfinnelse, ble benyttet og inneholdt ca. 156 polydekstrose som et bindemiddel uten bruk av hydrofobe belegg. Partiklene var tette sfærer av vesentlig ensartet form og størrelse i området 0,54-0,37 mm (30-40 US standard mesh). Gjenvinning av aspartam fra den bakte kaken ga 63,956 aspartam i sin opprinnelige stabile molekylform mens 19,856 var nedbrutt til DKP som !vist HPLC. En annen sfæronisert prøve av 0,54-0,37 mm (30-40 mesh) størrelse inneholdende 7056 APM og 3056 Avicel viste 60,756 gjenvinning av APM i en kakeanvendelse mens 16,756 var nedbrutt til DKP.

Eksempel 5

Aspartamgranuler, sfæronisert som i foreliggende oppfinnelse, ble ! benyttet og inneholdt 156 polydekstrose som et bindemiddel. Disse var tette, sfæriske partikler i størrelses-området 0,83-0,54 mm (20-30 US standard mesh). HPLC-analyse av den bakte gule kaken viste at 79 ,556 av aspartamet innblandet i røren bibeholdt sin opprinnelige søte molekylform, mens 11 , 056 var nedbrutt til DKP.

Eksempel 6

Aspartam (APM)-granulprøver av forskjellige partikkel-størrelsesområde og ikke sfæronisert som i foreliggende oppfinnelse, og med en sammensetning på 3:2:5 APM/polydekstrose/Durkee 07, hvor Durkee 07 ble benyttet som et ytre belegg, ble studert i småkaker. I bakte småkaker ble gjen-vinningene funnet ved hjelp av HPLC til å være: 88,456 APM og 2,356 DKP for APM-granuler av 0,54-0,28 mm (30-50 US standard mesh) prøve, 81,856 APM og 10 ,756 DKP for APM-granuler av 0,37-0,25 mm (40-60 US standard mesh) prøve, mens 57,356 APM og 22,156 DKP ble gjenvunnet for ubehandlet APM-pulver.

Eksempel 7

Aspartampulver og et polydekstrosebindemiddel ble blandet i et vektdelforhold på 99:1 og sfæronisert. Blandingen besto av tette, sfæriske granuler ifølge oppfinnelsen av ensartet størrelsesfordeling i forskjellige størrelsesområder. Granulene ble deretter innbakt i småkakeoppskriften som tidligere angitt for å sammenligne varmestabiliteten til forskjellige partikkelstørrelsesfordelinger i en småkake-anvendelse. Stabiliteten for de forskjellige partikkel-størrelsesf ordelingene ble sammenlignet ved måling av graden av APM-nedbrytning til diketopiperazin (DKP) ved HPLC. Granulene ble ikke belagt med et hydrofobt belegg, og ble også sammenlignet med en ubehandlet standard.

Det er klart at i anvendelser med småkakebaking (høy varme i korte tidsrom) at spesifikke partikkelstørrelsesfordelinger i området 0,54-0,28 mm (30-50 US standard mesh) viste den største grad av varmestabilitet. Det er imidlertid også klart at de mindre, tette granulene i 0,25-0,175 mm (60-80 US standard mesh) området viser stabilitet i småkake anvendelser .

Eksempel 8

Granulære størrelsesfordelingsområder som for foreliggende produkt og som oppnås ved sfæroniseirng ble sammenlignet med de j som kunne oppnås ved bruk av en kjent kommersielt tilgjengelig valsekompakteringsmetode. Begge metodene ga tette, ikke-porøse granuler av vesentlig sfærisk og ikke-sfærisk form, respektivt. APM-pulveret ble blandet med et Avicel-bindemiddel i et 70/30-forhold og sfæronisert. APM-pulver ble også valsekompaktert og oppbrutt til uregelmessig fortnede granuler. Størrelsene som er angitt nedenfor, ble bestemt ved multippel-sikting av de granulære produktene. Fra det ovenfor angitte eksempel er det klart at mens begge metoder gir tette, ikke-porøse granuler som utviser selv-stabiliseringsegenskapene for varmeanvendelser, så har sfæroniseringsanordningen evne til å gi ensartede, sfæriske partikler som faller innenfor en meget snever partikkel-størrelsesfordeling, hvilket tillater fremstilling av snevert definerte partikkelstørrelser for spesielle bakeanvendelser. Granulene fremstilt ved konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige kompakteringsmetoder dekker imidlertid et bredt område av størrelser som ikke er så egnet for spesielle bakeformål.

Claims (6)

1. Stabilisert dipeptidsøtningsmiddel, dets salter og komplekser, som er nyttig ved koke- og bakeanvendelser, karakterisert ved at det innbefatter et dipéptid som er sfæronisert til en tett, ikke-porøs granul av i vesentlig sfærisk form som faller innenfor en snever partikkelstørrelsesfordeling i området 1,65-0,75 mm (10-80 US.i standard mesh), eventuelt et bindemiddel og eventuelt et hydrofobt belegg.

2. Stabilisert dipeptidsøtningsmiddel Ifølge krav 1, karakterisert ved at dipeptidet er aspartam, dets salter eller komplekser.

3. Stabilisert dipeptidsøtningsmiddel ifølge krav 1, karakterisert ved at bindemidlet er valgt fra gruppen bestående av polymere karbohydrater, proteiner, buffere med en pH-verdi på 3,0-5,0, svake matvaresyrer og blandinger derav.

4. Stabilisert dipeptidsøtningsmiddel ifølge krav 3, i karakterisert ved at karbohydratet er valgt fra ; gruppen bestående av stivelse, polydekstrose, mikrokrystallinsk cellulose, polymaltose og blandinger derav.

5. Stabilisert dipeptidsøtningsmiddel ifølge krav 1, i karakterisert ved at det hydrofobe belegget er valgt fra gruppen bestående av fett, stivelser, proteiner, uoppløselige fibrer, polymerer og blandinger derav.

6. Stabilisert dipeptidsøtningsmiddel ifølge krav 5, karakterisert ved at nevnte fett er valgt fra gruppen bestående av delvis hydrogenert vegetabilsk olje, delvis hydrogenertee triglyceridfett, monoglycerid-fett, en blanding av mono- og diglyceridfett, glycerolmono-stearat og blandinger derav.