NO872200L - Varmestabilisert dipeptid-soetningsmiddel. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder stabilisering av dipeptid-søtningsmidler ved forhøyede temperaturer. Mere spesielt gjelder oppfinnelsen stabilisering av dipeptid-søtningsmidlet aspartam ved hjelp av et sukkersyrelacton, som for eksempel gluconodeltalacton. I et spesielt aspekt gjelder oppfinnelsen bruken av aspartam som et søtningsmiddel i næringsmidler, som må oppvarmes ved fremstillingen, f.eks. bakervarer.

Dipeptid-søtningsmidler som f.eks. L-aspartinsyrederivatene, har fått bred aksept i mange anvendelser som et intenst søtningsmiddel og som sukkererstatning. Disse dipep-tid-søtningsmidler erkarakterisert vedderes intense søthet og deres klare, søte startsmak uten noen merkbar ubehagelig eller plagsom ettersmak.

Det foretrukne dipeptid-søtningsmiddel er aspartam (1-methyl-N-L-a-aspartyl-L-fenylalanin). Aspartam har med hell vært anvendt som søtningsmiddel i en rekke forskjellige anvendelser, væsker, desserter, tyggegummi, uten noen ubehagelig eller plagsom ettersmak. Bruken av aspartam har imidlertid hittil vært begrenset til alle anvendelser eller korte, moderat oppvarmede anvendelser på grunn av aspartams ubestan-dighet ved forhøyede temperaturer. Når aspartam underkastes . varme, kan det hydrolyse til dipeptidet aspartyl fenylalanin (AP) eller omdannes til diketopiperazin (DKP). DKP kan videre omdannes til AP og endelig omdannes AP til de aminosyrene det består av. AP, DKP og aminosyrene som dannes ved spaltning er søte, derfor resulterer nedbrytnings- og/eller omdannelses-produktene av aspartam i tap av oppfattet søthet.

Av disse grunner har aspartam til idag ikke med hell vært brukt i anvendelser der et næringsmiddelprodukt med relativt lavt kaloriinnhold må oppvarmes, som for eksempel bakte produkter. Aspartem ville imidlertid være et attraktivt søtningsmiddel i disse forbindelser, særlig i dietetiske produkter som inneholder lite eller reduserte kalorier. Andre kunstige søtningsmidler, f.eks. natriumsakkarin og kalsium-sakkarin er brukt i bakte produkter for derved å redusere kaloriinnholdet, men disse søtningsmidler gir ubehagelig ettersmak.

Colliopoulas et al., i europeisk patentsøknad 83109544.6 beskriver et søtningspreparat som hevdes å være varmestabilt, bestående av et dipeptidsøtningsmiddel og en polyglukose eller polymaltose. Selv om Colliopoulas et al. omtaler den økede stabilitet for aspartam i bakte anvendelser, angir de ingen ting om spisekvaliteten av slike produkter eller deres kaloriinnhold, som beregnes å være omtrent 275 kalorier/100 g kake eller mere, ikke en kake med redusert kaloriinnhold.

I US patent 4 536 410 beskrives et dipeptid-søtningsmiddelpreparat som hevdes å være varmestabilt. I nevnte patent er aspartam kombinert med et lipid, som ved alternerende oppvarming og avkjøling av blandingen danner en gel, som hevdes å være varmeirreversibel. Selv om det i nevnte patent i eksempel 17 angis at det ble fremstilt en kakeblan-ding med redusert kaloriinnhold ved bruk av denne gel, var ikke den totale spisekvalitet av kaken diskutert. I tillegg beskriver eksempel 17 en kake som ikke har lave natrium- eller cholesterolnivåer.

I foreliggende oppfinnelse tilveiebringes imidlertid et preparat og en fremgangsmåte som er vel egnet for fremstilling av dietetiske næringsmidler, som for eksempel en kake, såvel som andre næringsmidler. Dietetiske produkter med godtagbar smak, spisekvalitet, søthet, lavt eller redusert kaloriinnhold, og lave natrium- og cholesterolnivåer kan lett frem-stilles .

Foreliggende oppfinnelse omhandler et relativt varmestabilt, intenst søtningsmiddelpreparat som omfatter et dipeptidsøtningsmiddel og en varmestabiliserende mengde av et sukkersyrelacton. Fortrinnsvis foreligger sukkersyrelactonet og dipeptidsøtningsmidlet i søtningsmiddelpreparatet i et tørrvektinnhold på ca. 2 til ca. 20, inklusive. Det foretrukne dipeptidsøtningsmiddel er aspartam og det foretrukne sukkersyrelacton er gluconodeltalacton.

Søtningspreparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse kan også omfatte en flerverdig alkohol som en bestanddel som kan ha ytterligere funksjoner i næringsmiddelpreparater, f.eks. gi søthet, gi masse, gi mykhet, gi smak og lignende. Den foretrukne flerverdige alkohol er fruktose, mest foretrukket i den krystallinske form. Bruken av fruktose, aspartam og GDL i visse anvendelser har resultert i en signifikant søthetssynergisme, dvs. sluttproduktet oppviste større oppfattet søthet enn ventet basert på mengden av tilsatte søt-ningsmidler .

Foreliggende oppfinnelse gjelder også en blanding for næringsmiddelprodukter. Disse produkter kan ha redusert eller lavt kaloriinnhold, såvel som en godtagbar smak, søthet og total spisekvalitet. Disse blandinger inneholder et søt-ningsmiddel som omfatter et dipeptidsøtningsmiddel og en varmestabiliserende mengde av et sukkersyrelacton, noen ganger i kombinasjon med en flerverdig alkohol som f.eks. fruktose (som tjener andre funksjoner som f.eks. å gi masse og medvirker til en synergistisk søtningseffekt), mel, et hevemiddel og midler som gir masse. Slike dietetiske blandinger er viderekarakterisert vedå ha lave natrium- og cholesterolnivåer.

I et fremgangsmåteaspekt tilveiebringer oppfinnelsen et middel til å meddele øket varmestabilitet til et dipeptid-søtningsmiddel ved å kombinere nevnte søtningsmiddel med en varmestabiliserende mengde av et sukkersyrelacton som for eksempel gluconodeltalacton. Denne økede stabilitet inneholdes også i nærvær av en flerverdig alkohol.

I et annet fremgangsmåteaspekt tilveiebringer foreliggende oppfinnelse et middel for fremstilling av en dietetisk kake som har lavt kaloriinnhold og lave natrium- og cholesterolnivåer, og allikevel har godtagbar smak, søthet og total spisekvalitet.

På tegningen viser den eneste figuren grafisk den sammenlignbare relative søthet for kaker som er søtet med aspartam og fruktose i avtagende mengder og syret med GDL mot den tilsynelatende totale søthetsindeks for hver kake.

Hovedingrediensene i de foreliggende, varme-stabili-serte søtningspreparater er et dipeptidsøtningsmiddel og et sukkersyrelacton. Slike søtningspreparater er spesielt vel-egnet for bruk i næringsmidler som underkastes forhøyede temperaturer.

Blant de dipeptidsøtningsmidler som er aktuelle for foreliggende preparater, er L-aspartinsyrederivatene av den type som er beskrevet i US patent nr. 3 475 403, 3 492 132, 4 029 701, 4 517 214 og 4 554 167. De foretrukne dipeptid-søtningsmidler for foreliggende formål er de aspartylfenyl-alaninalkylestere som inneholder opp til 4 carbonatomer, inklusive, i deres alkyldel. Det dipeptidsøtningsmiddel som er spesielt foretrukket er aspartam (1-methyl-N-L-a-aspartyl-L-fenylalanin).

De sukkersyrelactoner som er egnet som varmestabiliserende midler, er pro-syrer som hydrolyserer ved forhøyede temperaturer for å gi en ytterligere carboxylsyredel.

Som sådant, tilveiebringer sukkersyrelactonet ikke bare en varmestabiliserende funksjon for dipeptidsøtningsmid-let, men kan også anvendes som et surgjørende middel. Illustrerende for disse varmestabiliserende sukkersyrelactoner er gluconodeltalacton, L-gulono-lacton, glucoheptono-1,4-lacton og lignende.

Glucono-delta-lacton er det foretrukne, varmestabiliserende middel for formålene ifølge foreliggende oppfinnelse.

Fortrinnsvis er sukkersyrelactonet og dipeptidsøtnings-midlet tilstede i et tørrvektforhold på ca. 2 til ca. 20. I forbindelse med en bakt kake er det foretrukne tørrvektsfor-hold i området på ca. 2 til ca. 17, med et tørrvektforhold mellom sukkersyrelacton og dipeptidsøtningsmiddel på ca. 6,5 til 7,5 er spesielt foretrukket. De forann nevnte vektforhold er beregnet på tørrvektbasis.

I visse næringsmiddelanvendelser, som f.eks. bakte næringsmidler, kan det anvendes en fysiologisk godtagbar, flerverdig alkohol i forbindelse med de foran nevnte, varmestabiliserte preparater. Fordi fullkalorisøtningsmidler i et bakt næringsmiddel vanligvis virker som massegivende og myk-ningsmidler såvel som søtningsmidler, kan erstatning av et fullkalorisøtningsmiddel med et intenst søtningsmiddel, som f.eks. et dipeptidsøtningsmiddel, resultere i relativt dårlige spisekvaliteter i sluttproduktet. Det er imidlertid nå funnet at en flerverdig alkohol, som f.eks. fruktose, ikke bare kan anvendes som et middel for å gi masse, men også at kombina sjonen av et varmestabilisert søtningsmiddelpreparat ifølge oppfinnelsen med en flerverdig alkohol gir en synergistisk søtningseffekt forsåvidt som den merkbare søthet er større enn ventet basert på mengden av tilsatt søtningsmiddel.

Egnede, flerverdige alkoholer som kan anvendes sammen med de -varmestabiliserte søtningspreparater ifølge foreliggende oppfinnelse er de som har en relativ søthet, sammenlignet med sukrose på minst 0,3. Illustrerende eksempler er ketosene som f.eks. fruktose, såvel som sukrose, xylitol og lignende.

Den foretrukne flerverdige alkohol er fruktose.

Selv om fruktose er meget brukt som et naturlig søtningsmiddel, har det mange metaboliske ulemper. Inntak av sukrose kan gi ekstremt høye og lave blodsukkernivåer, hvilket anses av mange eksperter å være risikofaktorer i utviklingen av hjertesykdom, arteriosclerose og hypoglycemi (lavt blodsukker). Fruktose har på den annen side mange fordeler vis-a-vis sukrose.

Fruktose er det søteste naturlig kjente sukker. Avhengig av anvendelsestemperatur, tid og pH, kan fruktose variere fra ca. 1,0 til ca. 1,7 ganger søtere enn sukrose, hvilket betyr at mindre fruktose kan være nødvendig for å oppnå ønskede søthetsnivåer, hvilket resulterer i en tilsvarende minskning av kalorier.

Fruktose har også mange metaboliske fordeler. For eksempel kommer fruktose inn i blodstrømmen med en relativt langsom hastighet på grunn av fruktosens absorpsjon og meta-bolisasjon i leveren. I tillegg forårsaker fruktose 3 til 5 ganger lavere økninger i blodsukker- og insulinnivåer enn sukrose, dextrose og honning. Dessuten hjelper fruktose til med å holde blodsukker- og insulinnivåene innenfor deres nor-male grenser. Inntak av næringsmidler som hever blodinsulin-nivåene og forårsaker for stor fluktuasjon i blodsukkernivået, kan føre til raskt tilbakevendende sultfølelse og problemer med vektkontrollen. Fruktosen regulerer sulten naturlig, fordi den avgis langsomt og jevnt til blodstrømmen i en forlenget tidsperiode.

Søtningspreparatet ifølge foreliggende oppfinnelse, som anvender et sukkersyrelacton, kan også virke surgjørende når det anvendes i et bakt næringsmiddel, på grunn av at sukkersyrelactonet ved hydrolyse innvirker til surgjøringen. Bruken av et dobbeltvirkende bakepulver behøver derfor ikke være nødvendig. Dette resulterer i et bakt produkt med relativt lavt natriuminnhold.

De relative mengdene av sukkersyrelactonet og den flerverdige alkohol, dersom en slik er tilstede, kan variere innenfor et relativt bredt område avhengig av det spesielle produkt som skal søtes. Sepsielt kan sukkersyrelactonet og den flerverdige alkohol være tilstede i et tørrvektforhold på ca. 0,03 til ca. 0,15. I en kake er det mere foretrukne forhold ca. 0,06 til ca. 0,1.

Den relative mengde av den flerverdige alkohol og dipeptidsøtningsmidlet vil også variere avhengig av den aktuelle anvendelse og søthetsekvivalenten for den flerverdige alkohol. Den flerverdige alkohol (dersom den er fruktose) og dipeptidsøtningsmidlet kan fortrinnsvis være tilstede i et vektforhold på ca. 115 til ca. 220. I en kake er et spesielt foretrukket vektforhold mellom flerverdig alkohol og dipeptid-søtningsmiddel innen området på ca. 115 til ca. 185. Et mere foretrukket vektforhold er i området på ca. 130 til ca. 160.

I en søt kjeks er et spesielt foretrukket vektforholdsområde ca. 200 til ca. 220, med et mere foretrukket vektforhold på ca. 215.

Eksperimentelt

Søtningspreparatene ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringer i et aspekt en dietetisk kake med lavt kaloriinnhold med samme merkbare søthet som en kake som er søtgjort med helkalorisøtningsmidler. Blandinger som tidligere er utviklet for hvite, gule, sitron- og sjokoladekaker som er søtgjort bare med krystallinsk fruktose og som er redusert til en tredels kaloriinnhold og ikke er tilsatt natrium, er angitt i Tabell I nedenfor. De hvite, gule og sitronkaker ga ca. 250 kalorier pr. 100 g kake (sjokoladekake 245 kalorier pr. 100 g). Hver kake ble observert å ha kvaliteter med god hevning, tekstur munnfølelse og smak. Søthetsnivået for hver kake ble be-dømt å være akseptabelt.

Kakene hadde meget lavt natriuminnhold fordi det ikke var tilsatt salt og bruken av et enkeltvirkende surgjørings-system bestående av gluconodeltalacton som surgjørende middel og kaliumbicarbonat som carbondioxydkilde. Sjokoladekaken ble tilsatt kaliumcarbonat for å øke rørens pH og øke sjokolade-smaken.-

GDL og KHCO^representerer respektive 1,28 og 0,60 % av de hvite, gule og citronsammensetninger på tørrbasis. Forholdet GDL:KHC03var 2,13. Forholdet fruktose:GDL i de hvite, gule og citronkaker var ca. 37,2.

Hver av de kaker som er oppført i Tabell I ble søtet med den flerverdige alkoholen fruktose (CgH-^Og)°^nadde teoretiske søthetsindekser på 333,3 (hvit), 334,5 (gul og sitron) og 323,25 (sjokolade).

Søthetsindeksen beregnes ved å multiplisere antall gram søtningsmiddel med søthetsekvivalenten for søtningsmidlet (vis-a-vis sukrose). Fruktose er én og en halv gang så søt som sukrose, slik at dens søthetsekvivalent er 1,5.

Den hvite kaken i Tabell I ble brukt som basispunkt ved søkernes utvikling av en kake med lavt kaloriinnhold i hvilken ca. halvparten av søtheten kom fra et dipeptidsøtnings-middel, f.eks. aspartam, og resten kom fra fruktose. Et ytterligere formål med søkernes forskning var å utvikle kaker (enten søtet bare med aspartam eller søtet med fruktose og aspartam i kombinasjon) med en oppfattet søthet som var lik den hvite kake i Tabell I (søtet bare med krystallinsk fruktose).

Som bemerket hadde den hvite kaken i Tabell I en søthetsindeks på 333,3. For formålene med søkernes forskning ble fruktosen øket til 223 gram og gitt en søthetsindeks på 334, idet denne kake ble brukt som kontroll. Se den Tabell II som er reprodusert nedenfor, kolonne 1.

Kolonne 2 angir en kakesammensetning som fordobler den teoretiske søthetsindeksen til kontrollen: Blandingen ble oppnådd ved å beregne den teoretiske mengde fruktose og aspartam som var nødvendig for å oppnå en søthetsindeks på 334. Bereg-ningene var som følger.

Den teoretiske mengde fruktose som var nødvendig for en 50 % fruktose-søtet kake er [334 (måleindeks)72] T 1,5 (fruktose-søthetsekvivalent) = 111,3 g. Det ble brukt 111,5 g i en kake som er angitt i kolonne 2. Den teoretiske mengde av aspartam som var nødvendig for en 50 % aspartam-søtet kake er: [334 (målindeks) t 2] i 200 (aspartam-søtet ekvivalent) 0,87 (antatt tap på 13 % under baking) = omtrent 0,96 g. For å er-statte den fruktose som er fjernet fra kontrollen, ble det tilsatt 110,54 g massemiddel [223 i (111,5 + 0,96)]. Det ble brukt 69,7 g polydextrose og 40,8 g pulverisert cellulosefiber (Solka-Floc) som tilsatte massemidler.

Det ble observert at kake nr. 2 hadde godtagbar hevning og tekstur med en tilsynelatende total søthetsindeks på 359 (forutsatt intet tap av aspartam under baking). Kaken var imidlertid altfor søt (hypersøt) basert på organoleptisk sammenligning med kontrollkaken.

I kaker nr. 3-7 (kolonner 3-7, Tabell II) ble aspartam- og fruktose-mengdene minsket og massemidlene øket tilsvarende. Det ble observert at hver kake hadde godtagbar hevning og tekstur, men var ekstremt søt eller for søt basert på en organoleptisk sammenligning med kontrollen. De tilsynelatende søthetsindekser varierte fra 290 til 220.

I kake nr. 8 (kolonne 8, Tabell II) ble fruktose- og aspartammengdene ytterligere redusert (0,5 g aspartam, 65 g fruktose), og de totale massemidlene øket (polydextrose: 99 g, Tolka-Floc: 58 g). Denne blanding ga en kake som ble observert å ha godtagbar hevning og moderat tekstur og en tilsynelatende total søthetsindeks på 198. Ved organoleptisk sammenligning med kontrollen ble kake nr. 8 bedømt å være litt søtere til nesten like søt.

I kake nr. 9 (kolonne 9, Tabell II) ble mengden aspartam (0,4 g) og fruktose (60 g) redusert ytterligere, og mel og massemiddelmengdene justert. Det ble tilsatt mer mel på grunn av at store mengder massemidler har en skadelig virkning på kakenes totale spisekvalitet. kaken som hadde en tilsynelatende søthetsindeks på 170, ble bedømt organoleptisk til å være omtrent like søt som kontrollen.

I kake nr. 10 og 11 (kolonne 10 og 11, Tabell II) ble aspartam^og fruktosemengdene ytterligere redusert. De resulterende kaker ble observert å ha godtagbar hevning og en moderat tekstur, men når de ble organoleptisk sammenlignet med kontrollen, ble de bedømt som henholdsvis isosøt til mindre søt (hypo-søt) og igjen mindre søt (hyposøt).

I kake nr. 12 (kolonne 12, Tabell II) ble det brukt 0,40 g aspartam og 60 g fruktose for å fremstille en kake med en tilsynelatende total søthetsindeks på 170, det samme som i kake nr. 9. Mengden GDL ble redusert til 4,0 g. Den resulterende kake ble observert å ha god hevning og tekstur og ble bedømt organoleptisk som like søt som kontrollen.

De foretrukne prosenter av aspartam og fruktose uttrykt som tørrbasisprosent av rørevekten for å fremstille en omtrent like søt kake vis-a-vis kontrollkaken, ligger i området på ca. 0.074 til ca. 0,106 % for aspartam og ca. 11,70 % til ca. 13,84 % for fruktose. Aspartam- og fruktosemengdene i kake nr. 9 (hhv. 0,085 og 12,78 %) ga en kake som ble bedømt å være omtrent like søt som kontrollen. De totale tilsynelatende søthetsindekser for kake nr. 9 og kake nr. 12 ble beregnet som 170, som er omtrent halvparten av den totale søthetsindeks for kontrollen - 334. Dette viser at kombinasjonen av fruktose og aspartam som søtningssystem ga en signifikant søthetssynergisme i forbindelse med kaken.

Søkernes ytterligere forskning viste at GDL surgjø-ringssystemet også spiller en signifikant rolle i den observerte fruktose/aspartamsynergisme. Kake nr. 13 (kolonne 13, Tabell II) ble fremstilt ved bruk av kommersielt tilgjengelig dobbeltvirkende bakepulver istedenfor GDL/KHCO^• I alle andre henseender var kake 13 lik kake nr. 8 (kolonne 8, Tabell II). Det dobbeltvirkende bakepulver er en balansert blanding av natrium-bicarbonat, natriumaluminiumsulfat, maisstivelse, calsiumsulfat, surt calsiumfosfat og calsiumsilikat. Det ble observert at kake nr. 13 hadde godtagbar hevning og moderat tekstur, men ble bedømt å være merkbart mindre søt enn kake nr. 12 og kontrollen (kake nr. 1). Dette viser at også GDL er delvis involvert i den oppfattede søthetssynergisme.

De foretrukne vektforhold GDL:fruktose og GDLaspartam, basert på tørrvekt, i en røreblanding med hensyn på iso-søthet er i området på ca. 0,06 til ca. 0,1 (GDL:fruktose) og ca. 8 til ca. 17 (GDL:aspartam).

Figuren viser grafisk den sammenlignbare, relative, oppfattede søthet (sammenlignet med den fruktosesøtede kontrollkake) av de kaker som er angitt i Tabell II mot de tilsynelatende, totale søthetsindekser.

Et ytterligere formål for undersøkelsene var å utvikle en lavkalorikake ved bruk av aspartam som det eneste søtnings-middel. For å oppnå dette ble det utviklet en aspartamsøtet kake som hadde en oppfattet søthet som var lik den oppfattede søthet til den hvite kake i Tabell I som bare var søtet med krystallinsk fruktose. Tabell III nedenfor oppsummerer sammensetninger for kaker som var søtet bare med aspartam.

Kaker nr. 1 og 2 (funnet i kolonner 1 og 2 i Tabell III) ble observert å ha godtagbar hevning og en moderat tekstur, men ble bedømt å være hypersøt når de ble sammenlignet organoleptisk med den fruktose-søtede kontroll (angitt i kolonne 1 i Tabell II). Kake nr. 3, med en tilsynelatende total søthets-indeks på 180, ble bedømt å være omtrent isosøt når den ble sammenlignet organoleptisk med kontrollen, og hadde godtagbar hevning og moderat tekstur. Kake nr. 4 med en tilsynelatende total søthetsindeks på 160 ble bedømt å være omtrent isosøt til hyposøt (mindre søt) når den ble sammenlignet organoleptisk med kontrollen, men det ble notert godtagbar hevning og moderat tekstur.

Disse resultatene viser også en signifikant søthets-synergisme. Spesielt angir dataene at det aspartam-søtede kakesystem i kake nr. 3 er omtrent to ganger så søtt som det kunne ventes basert på det tilsatte søtningsmiddel.

Kake nr. 5 viser at gluconodeltalacton også spiller en signifikant rolle i den observerte synergisme. Kake nr. 5 var identisk med kake nr. 3 i alle henseender bortsett fra anvendelse av det dobbeltvirkende bakepulver istedenfor syr-ningssystemet med gluconodeltalacton/kaliumbicarbonat. Kake nr. 5 oppviste god hevning og moderat tekstur, men ble bedømt å være merkbart mindre søt enn kake nr. 3 og kontrollen. Nærværet av GDL médvirker derfor til den synergisme som er observert i de andre kakene som er søtet bare med aspartam.

Når den gjelder en kake som er søtet bare med aspartam, er den foretrukne prosent aspartam uttrykt som tørrbasis-prosent av rørevekten og det foretrukne forhold GDL:aspartam for å gi en omtrent isosøt kake henholdsvis ca, 0,17 til ca. 0,19 % og ca. 6,67 til ca. 7,53. GDL/aspartam-søthetssynergis-men kan utvides til andre GDL/aspartam-forhold slik det angis ved den søthetssynergisme som er notert for kake nr. 1

(kolonne 1, Tabell III), hvor vektforholdet GDL:aspartam var 3,99 basert på tørrvekt.

Ved siden av den synergisme som er notert når det gjelder søthet, angir forskningen at GDL også spiller en signifikant rolle for stabilisering av aspartam under eksponering for forhøyede temperaturer. Det ble utført væskekromatografisk analyser med høy ytelse (HPLC) på kaker som er bakt med og uten GDL. Resultatene av denne analyse understøtter rollen til GDL for stabilisering av aspartam.

Kakene ble blandet og bakt i rektangulære panner overensstemmende med de henvisninger som er angitt i Tabell I. Baketiden var omtrent 32 minutter ved. ca. 163° C. De bakte kakene fikk lov til å kjøle seg ned til romtemperatur og en 10 grams prøve av hver kake ble tilfeldig utvalgt og kombinert i en Waring-blander med 100 ml mobil HPLC-fase og blandet i 5 minutter. Den blandede prøve ble filtrert og fortynnet til en konsentrasjon på ca. 10 til 20 ug/ml. De fremstilte prøver ble analysert under følgende HPLC-betingelser: Kolonne, Waters Associate u Bondapak C-18, mobil fase, 10 % acetonitril i 0,0125 M tobasisk kaliumfosfat ved pH 3,5, strømningshastighet, 0,8 ml/min, injeksjonsvolum, 20 påvisning, UV ved 214 nm. Under disse betingelsene var de absolutte retensjonstider for fenylalanin, aspartylfenylalanin, diketopiperazin og aspartam henholdsvis ca. 5,2, 6,3, 10,1 og 19,8 minutter.

Tabell IV viser sammensetninger av lavkalorikaker som er søtet med fruktose/aspartam som er identiske i ethvert henseende bortsett fra surgjøringssystemene. Aspartamgjenvinnin-gen fra GDL/KHCO^-surgjort kake var omtrent 80 %, mens gjen-vinningen fra kaken som vår surgjort med dobbeltvirkende bakepulver var ca. 56,6 %. Dette viser GDL's sterke stabiliserende virkning på aspartam under bakebetingelsene.

I Tabell V angis blandinger for lavkalorikaker som er søtet med bare aspartam, og som er identiske i ethvert henseende bortsett fra surgjøringssystemene. Aspartamgjenvin-ningen fra den kake som var surgjort med GDL/KHCO^, var ca. 81,8 %, mens for den kake som var surgjort med dobbeltvirkende bakepulver, var den ca. 69,6 %. Dette er igjen et ytterligere bevis på den stabiliserende effekten av GDL.

Organoleptiske resultater for hver respektiv kake - sammenlignet med de beregnede, totale søthetsindekser (basert på aspartamgjenvinning) - understøtter de analytiske data. Organoleptisk ble de kakene som var surgjort med GDL/KHCO^ og søtet med aspartam/fruktose og aspartam, bedømt å være den iso-søte med den hvite kontrollkake i Tabell II. Kakene hadde lignende, beregnede totale søthetsindekser - hhv. 154 og 147. Organoleptisk ble kaken som var surgjort med GDL/KHCO^og søtet med fruktose/aspartam, bedømt å være søtere enn motstykket med dobbeltvirkende bakepulver. Dette ble bekreftet ved de respektive, beregnede totale søthetsindekser på 154 og 135. Organoleptisk ble den kake som var surgjort med GDL/KHCO^ og søtet med aspartam, bedømt å være søtere enn motstykket med dobbeltvirkende bakepulver. Dette ble bekreftet ved de respektive, beregnede, totale søthetsindekser på 147 og 125.

Den mekanisme ved hvilken GDL stabiliserer aspartam antas å være relatert til forbedret regulering av pH under bakeprosessen. Den eksakte mekanisme er imidlertid ikke kjent. Aspartam er meget mindre stabilt i oppvarmede, vandige løsnin-ger ved pH 6 og pH 7 enn ved et pH-nivå på ca. 5. Som vist i Tabellene IV og V, er pH i røren for kaker som er surgjort med dobbeltvirkende bakepulver ca. 7, mens pH i den bakte kake var ca. 6. Alternativt er pH i røren til kakene som er surgjort med GDL, omtrent 6,6, mens pH i den bakte kake er ca. 5,2.

Basert på aspartamgjenvinning og de foregående observerte synergismer, viser de foranstående data et foretrukket område i hvilket GDL stabiliserer aspartam. Dette område omfatter vektforhold GDL:aspartam på ca. 2 til ca. 17 på tørr-vektbasis. Når det gjelder omtrentlig isosøthet, er det foretrukne forhold GDL:aspartam for de bakte produkter som er søtet med fruktose/aspartam, ca. 8 til ca. 17, igjen på tørr basis. Når det gjelder omtrentlig isosøthet, er det foretrukne forhold GDL:aspartam for bakte produkter som bare er søtet med aspartam, ca. 6,5 til ca. 7,5, basert på tørrvekt. Avhengig av den relative søthet og forholdet aspartam:næringsrike søtningsmidler, kan forholdet GDL:aspartam være meget høyere enn ca. 17.

Tabell VI ovenfor oppsummerer mere detaljert aspartam-gjenvinningsdata for de angitte kaker. Den kake som er tilsatt GDL og søtet med aspartam/fruktose (kake nr. 2) ga den minste mengde av aspartamnedbrytningsprodukter (79,8 mg) og den minste mengde av enkelte nedbrytningsprodukter. Data fra den kake som var tilsatt GDL og søtgjort med aspartam/fruktose (kake nr. 2) og den aspartam-søtede kake (kake nr. 4) indikerte at ca. 81 % av det tilsatte aspartam forble stabilt, ca. 4,5 % av det tilsatte aspartam ble omdannet til diketopiperazin, ca. 4,2 % av det tilsatte aspartam ble omdannet til aspartylfenylalanin,

ca. 4,2 % av det tilsatte aspartam ble omdannet til fenylalanin og ca. 6 % av det tilsatte aspartam kunne det enten ikke gjøres regnskap for eller ble omdannet til forbindelser som ikke ble påvist. Tabell VI viser også at mengdene av nedbrytningspro-

duktet uttrykt som prosent av tilsatt aspartam er signifikant høyere for kaker med dobbeltvirkende bakepulver når det gjelder diketopiperazin og "resten", hvilket ytterligere understøtter GDL's rolle for stabilisering av aspartam.

Andre aspekter som er viktige for en kakes totale kvalitet er hevning, skorpefarve og -seighet, oppfattet smak og munnfølelse. Hver kake i Tabellene V og VI ble observert å ha en akseptabel hevning. Kakene som var søtet med fruktose/ aspartam (GDL og bakepulver) hadde god tekstur mens kaker som var søtet med aspartam (GDL og bakepulver) hadde bare brukbar tekstur med en tendens til oppsmuling på grunn av større pore-størrelse og svakt grov tekstur.

Forbedringen av teksturen for kaker som er søtet med fruktose/aspartam kan tilbakeføres til nærværet av mindre massemidler og nærværet av fruktose. Som bemerket hadde de kaker som var søtet med fruktose/aspartam (GDL og bakepulver), en lys gyldenbrun skorpe som var tiltalende for øyet og uten seighet, mens hver kake som var søtet bare med aspartam hadde en blek, nesten hvit skorpe som ikke er vanlig for vanlige hvite kaker. Den lyse gyldne skorpe kan tilbakeføres til fruktosen på grunn av Maillard-bruningsreaksjonen mellom fruktose og melproteinet. Fruktose/aspartamkaken med GDL oppviste både akseptabel munnfølelse og søthet, mens fruktose/ aspartamkaken med bakepulver oppviste akseptabel munnfølelse og dårlig søthet. Alternativt hadde kaker som var søtet bare med aspartam både dårlig munnfølelse (sandaktig), ettersmak og usmak når det gjelder aspartamkake tilsatt bakepulver. Den forbedrede munnfølelsen hos fruktose/aspartamkaker kan tilbake-føres til mindre massemidler og nærvær av fruktose. Etter-smaken og usmaken kan tilbakeføres til høyere absolutte nivåer av visse nedbrytningsprodukter av aspartam (på grunn av de nød-vendige høyere aspartamnivåer for å oppnå riktig søthet) eller andre årsaker som ikke er kjent.

Således er fruktose hovedmedvirkende til kakens totale spisekvalitet og dens nærvær resulterer i forbedret tekstur, skorpefarve, munnfølelse og eliminerer potensielt uønsket ettersmak eller usmak.

Både de kaker som var søtet med fruktose/aspartam og aspartam og var tilsatt GDL tilfredsstiller kriteriene til et lavkaloriprodukt (50 % kaloriredusert) i forhold til USDA Handbook 8 med kaloriverdier på henholdsvis ca. 187 og ca. 163 kalorier pr. 100 gram bake kake.

Tabell VII illustrerer effekten av varierende forhold mellom massemidlene polydextrose og Solka-Floc på kvaliteten (tekstur, munnfølelse, fuktighet, skorpe) av en kake som er søtet med fruktose/aspartam. Som vist er det foretrukne vekt-hold polydextrose:Solka-Floc mellom ca. 1,00 og ca. 1,85. Den beste kvaliteten oppnås når vektforholdet er i området på ca. 1,26 til ca. 1,50. Når disse forhold overstiges, har teksturen en tendens til å bli grov og munnfølelsen blir sandaktig. Lavere forhold har på den annen side en tendens til å produsere tett tekstur, gummiaktig munnfølelse, et tørr produkt og en hård skorpe.

Retningslinjer: Kombiner aspartam, rent krystallisk fruktose,

polydextrose, Solka-Floc, N-flate, fett og eggehvitefaststoffer. Visp ved moderat hastighet til en kremlignende tekstur. Til-sett gluconodeltalacton og kaliumbicarbonat eller dobbeltvirkende bakepulver, vaniljepulver, sitronekstrakt og vann. Bland krem inntil in-grediensene er blandet og fuktet. Fold inn melet forsiktig. Rull ut en deig til ca. 0,6 cm tykkelse. Del kjeksen til ca. 5 cm diameter og bak på kjeksark ved 177 C i ca. 5-6 minutter.

Varmestabiliseringen av aspartam ved GDL og søthets-synergismen er også anvendbar for andre næringsmiddelprodukter. Tabell VIII angir eksempelvis anvendbarheten av denne oppdagel-se til en kjeks med sitronsmak. Tabell VIII gir sammensetnin-gen av kjeks som er søtet med fruktose og aspartam og alternativt tilsatt GDL/KHCO^eller dobbeltvirkende bakepulver. I alle andre henseender er kjekssammensetningene identiske.

Kjeksene ble fremstilt og bakt overensstemmende med retningslinjer som er angitt i Tabell VIII ved 177° C i ca. 5 til 6 minutter. Hevningen av kjeksen som var tilsatt GDL og bakepulver ble bedømt akseptabel. Det ble bemerket at kjeksen som var tilsatt bakepulver hadde en mindre tett tekstur. Organoleptisk vurdering indikerte at kjeksen som var tilsatt GDL var søtere enn kjeksen som var tilsatt bakepulver. Dette viser igjen at GDL medvirker til stabiliseringen av aspartam i bakeprosessen og også medvirker til den tidligere bemerkede søthetssynergisme. pH i de bakte kjeks (50/50 med vann) ble notert å være henholdsvis 5,33 og 6,18, for kjeks som var tilsatt GDL og bakepulver. Søthetssynergisme og aspartamstabilitet er således ikke begrenset bare til produkter av kaketypen.

Selv om den foranstående undersøkelse beskriver bruken av fruktose i kombinasjon med aspartam som søtningssystem for bakte produkter, er det også mulig å bruke andre helkalori-søtningsmidler istedenfor fruktose. Bruken av andre flerverdige alkoholer som for eksempel sukrose, dextrose, xylitol osv. som et element i søtningssystemet i kombinasjon med aspartam vil være akseptabel i de fleste forbindelser og vil ikke på uheldig måte påvirke varmestabiliteten for aspartam i kombinasjon med GDL.

Kake nr. 2 i Tabell IX inneholder en sukrose/aspartamsøtningssystem. Kake nr. ble fremstilt og vurdert organoleptisk for å bestemme effektene ved å bruke sukrose istedenfor fruktose som flerverdig alkoholsøtningsmiddel i kombinasjon med aspartam. Hver kake ble observert å ha lignende heving og tekstur, men den kaken som inneholdt sukrose ble bedømt å være merkbart mindre søt (hyposøt) sammenlignet med kaken inneholdende fruktose. Selv om ingen av kakene oppviste en ubehagelig

ettersmak, hadde fruktosekaken foretrukket smak.

Den overlegne søthet til fruktosekaken kan tilbake-føres til en rekke faktorer. Fruktose er i noen anvendelser søtere enn sukrose. Fruktose kan medvirke mere til den synergistiske effekt som er bemerket tidligere. I tillegg kan den foretrukne smak på fruktosekaken være resultatet av den kjente evnen til fruktose til å øke visse smaker.

Disse observasjoner betyr imidlertid ikke at sukrose eller andre flerverdige alkoholer (som for eksempel sorbitol eller xylitol) ikke kan anvendes i kombinasjon med aspartam som søtningssystem for bakte produkter med GDL i hvilket ca. 50 % av søtningsmidlet er oppnådd fra aspartam. Hyposøtheten som er bemerket i kake nr. 2, i Tabell IX, kan elimineres, for eksempel ved en liten økning av aspartam- eller sukrose-nivåene. Selv om produkter som er søtet med aspartam og flerverdige alkoholer som for eksempel sukrose eller lignende, kan ha akseptable søthetsnivåer og andre kvaliteter, vil disse produkter ikke ha de samme fordeler fra et redusert kalori-

og metabolisk perspektiv som de produkter som anvender fruktose.

Selv om søkernes startundersøkelser omfattet varme-stabilisering av aspartam i bakte anvendelser, er konseptet anvendbart i andre vandige forbindelser i hvilke aspartam ble underkastet forhøyede temperaturer. 0,25 gram aspartam ble kombinert med 6,5 gram GDL og fortynnet til 500 ml med avioni-sert vann. Start-pH i den resulterende løsning var ca. 3,3.

En del av løsningen ble lagret ved ca. 49° C i 24 timer. Etter lagringsperioden var pH i hver løsning ca. 2,5.

Det ble så tilsatt grapefruitsmak (0,14 g) til 250 ml av hver lagret del for å lette organoleptisk testing. Organoleptisk analyse påviste ingen forskjell i søthet mellom utgangs- og de oppvarmede prøver. Disse resultatene viser at aspartam forble stabilt under lagringsperioden ved forhøyede temperaturer. Under lignende pH-lagringsbetingelser for aspartam alene er det tidligere rapportert et tap på ca. 8 % aspartam. Varmestabiliseringen av aspartam ved hjelp av et sukkersyrelacton er således anvendbar i enhver forbindelse i hvilken aspartam eller andre dipeptidsøtningsmidler kan anvendes .

Den foranstående generelle diskusjon og forsøks-eksemplene skal illustrere foreliggende oppfinnelse og skal ikke anses begrensende. Andre variasjoner innenfor oppfinnel-sens ånd og område er mulig og vil være selvklare for fagmannen.

Claims (28)

1. Søtningsmiddelpreparat, karakterisert ved at det omfatter et dipeptid-søtningsmiddel og en varmestabiliserende mengde av et sukkersyrelacton .

2. Søtningsmiddelpreparat ifølge kre.-.v 1, karakterisert ved at vektforholdet sukkersyrelacton : dipeptidsøtningsmiddel er ca. 2 til ca. 20, basert på tørrvektene derav.

3. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 1, karakterisert ved at vektforholdet sukkersyrelacton : dipeptidsøtningsmiddel er ca. 6,5 til ca. 7,5, basert på tørrvektene derav.

4. Søtningsmiddelpreparat, karakterisert ved at det omfatter et dipeptidsøtningsmiddel som er en aspartyl-fenylalaninalkyl-ester inneholdende opp til 4 carbonatomer inklusive, i alkyldelen derav, og en varmestabiliserende mengde av et sukkersyrelacton.

5. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 4, karakterisert ved at dipeptidsøtningsmidlet er aspartam.

6. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 4, karakterisert ved at sukkersyrelactonet er gluconodeltalacton.

7. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 4, karakterisert ved at dipeptidsøtningsmidlet er aspartam og sukkersyrelactonet er gluconodeltalacton.

8. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 7, karakterisert ved at vektforholdet gluconodeltalacton: aspartam er ca. 2 til ca. 20, basert på tørrvektene derav.

9. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 7, karakterisert ved at vektforholdet gluconodeltalacton : aspartam er ca. 6,5 til ca. 7,5, basert på tørrvektene derav.

10. Søtningsmiddelpreparat egnet for et bakt produkt, karakterisert ved at det omfatter et dipeptid-søtningsmiddel, en varmestabiliserende mengde av et sukkersyrelacton og en fysiologisk godtagbar flerverdig alkohol med en relativ søthet sammenlignet med sukrose på minst ca. 0,3.

11. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 10, karakterisert ved at dipeptidsøtningsmidlet er en aspartylfenylalaninalkylester med opp til 4 carbonatomer inklusive, i alkyldelen derav.

12. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 11, karakterisert ved at dipeptidsøtningsmidlet er aspartam.

13. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 10, karakterisert ved at sukkersyrelactonet er gluconodeltalacton .

14. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 10, karakterisert ved at den flerverdige alkohol er fruktose.

15. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 10, karakterisert ved at den flerverdige alkohol er sukrose.

16. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 12, karakterisert ved at sukkersyrelactonet er gluconodeltalacton og den flerverdige alkohol er fruktose.

17. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 16, karakterisert ved at vektforholdet gluconodeltalacton :aspartam er mellom ca. 2 og 20 basert på tørrvektene derav.

18. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 16, karakterisert ved at vektforholdet gluconodeltalacton: aspartam er ca. 8 til ca. 17 basert på tørrvektene derav.

19. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 16, karakterisert ved at vektforholdet gluconodeltalacton : fruktose er ca. 0,03 til ca. 0,15 basert på tørrvektene derav.

20. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 16, karakterisert ved at vektforholdet gluconodeltalacton: fruktose er ca. 0,06 til ca. 0,10 basert på tørrvektene derav.

21. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 16, karakterisert ved at vektforholdet fruktose: aspartam er ca. 115 til ca. 220 basert på tørrvektene derav.

22. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 16, karakterisert ved at vektforholdet fruktose: aspartam er ca. 115 til ca. 185 basert på tørrvektene derav.

23. Søtningsmiddelpreparat ifølge krav 16, karakterisert ved at vektforholdet fruktose: aspartam er ca. 130 til ca. 160 basert på tørrvektene derav.

24. Fremgangsmåte for å meddele varmestabilitet til et dipeptidsøtningsmiddel, karakterisert ved at en effektiv mengde av et sukkersyrelacton kombineres med dipeptidsøtningsmidlet.

25. Fremgangsmåte ifølge krav 24, karakterisert ved at det som dipeptidsøtningsmid-del anvendes aspartam og som sukkersyrelacton gluconodeltalacton.

26. Fremgangsmåte ifølge krav 25, karakterisert ved at gluconodeltalactonet og aspartamet kombineres i et vektforhold på ca. 2 til ca. 20, basert på tørrvektene derav.

27. Fremgangsmåte for fremstilling av en dietetisk kake omfattende følgende trinn: ca. 0,4 g aspartam, ca. 60 g fruktose, ca. 195 g mel, ca. 39 g av en balansert blanding av emulgeringsmidler, modifisert næringsmiddelstivelse og guargummi, 20 g eggehvitefaststoffer, ca. 6 g gluconodeltalacton, ca. 3 g kaliumbicarbonat, ca. 2,7 g vanilje, ca. 80 g polydextrose, ca. 64 g pulverisert cellulosefiber kombineres, den resulterende kombinasjon av tørre ingredienser omrøres for å danne en i det vesentlige homogen, tørr masse, den fremstilte tørre masse kombineres med ca. 370 g vann, den resulterende blanding vispes ved en relativt lav hastighet i ca. 30 sekunder og så ved en relativt høy hastighet i ca. 5 minutter for å gi en røre, røren overføres til en lett smurt, melet panne og røren bakes ved en temperatur på ca. 163° C i et tidsperiode på ca. 1/2 time.

28. Fremgangsmåte for fremstilling av en dietetisk kake omfattende følgende trinn: ca. 0,9 g aspartam, ca. 199 g mel, ca. 40 g av en balansert blanding av emulgeringsmidler, modifisert næringsmiddelstivelse og guargummi, ca. 20 g eggehvitefaststoffer, ca. 6 g gluconodeltalacton, ca. 2,8 g kaliumbicarbonat, ca. 2,7 g vaniljepulver, ca. 125 g polydextrose og ca. 73 g pulverisert cellulosefiber kombineres, den resulterende kombinasjon av tørre ingredienser omrøres for å gi en i det vesentlige homogen, tørr masse, den fremstilte tørre masse kombineres med ca. 380 g vann, den resulterende blanding vispes ved en relativt lav hastighet i omtrent 30 sekunder og så ved en relativt høy hastighet i omtrent 5 minutter for å gi en røre, røren overføres til en lett smurt, melet panne og røren bakes ved en temperatur på ca. 163° C i en tidsperiode på ca. 1/2 time.