TW201004971A - Buffer rinsed sucralose crystals - Google Patents

Description

201004971 31419pif.doc 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種蔗糖素（sucralose)，且特別是有關 ^ 於一種緩衝液清洗的蔗糖素結晶。 : 【先前技術】 蔗糖素（4，1’，6’_三氯_4，1’，6，-三脫氧-半乳蔗糖），一種 由蔗糖（sucrose)製成的高甜度甜味劑，可用於食品及飲 Φ 料應用。不同於許多人工甜味劑，蔗糖素可用於烹調以及 烘焙而不損失增甜能力。 蔗糖素可根據美國專利第4,362,869號、第4,380,476 號、第 4,801，700 號、第 4,950,746 號、第 5,470,969 號以 及第5,498,709號中描述之程序製備，所有所述專利均以 引用之方式併入本文。在所有所述程序中，合成中之最後 步驟之一為去醯化’通常為使諸如蔗糖素_6_乙酸鹽或苯甲 酉文鹽之嚴糖素-6-醯化物(sucralose-6-acylate)去醢化，接著 Φ 使蔬糖素結晶。美國專利第4,343,934號、第5，141，860號、 第 4,977,254 號、第 4,783,526 號、第 4,380,476 號、第 5,298’611 號、第 4,362,869 號、第 4,8〇1，7〇〇 號以及第 \ ^980’463號中已描述使蔗糖素結晶之實驗室規模方法，所 ' f所述專利均以引狀方式併人本文。如許多所述專利所 =述，蔗糖素前驅物之去醯化可在甲醇中用催化量之甲醇 2行：去醯化完成後，使所得薦糖素溶液與離子交換樹 二觸以使殘餘甲醇納轉化為甲醇。隨後移除離子交換樹 曰’且藉由與水共蒸娜除揮發性溶㈣及反應副產物， 201004971 31419pif.doc 此使得溶$轉變成水。藉*與活性碳接觸使混合物脫色。 移，碳以提供適於使蔗糖素結晶賴⑽雜素溶液。濃 縮蔗糖素溶液至約55重量％蔗糖素（在約刈它下）。結晶 可，由將溫度降低至約22t且添加約2重量⑽糖素& 執行。藉由離心分離所得結晶蔗糖素與母液且隨後乾燥。 恰好在脫色之前將與結晶分離之母液添加至-p—批料中。 在以上過程期間，尤其經延長之時間，雜質會累積，而所 述雜質會縮短所得蔗糖素結晶之存放期。 美國專利第6,646，121號教示藉由在結晶期間向母液 衝劑以控制PH值來改進嚴糖素結 b曰之儲存穩讀的方法。錢，即使㈣騎步驟 仍可能經歷-定程度之降解，且自 收的蔬糖素結晶通常展示較差的二中回 色。因此，藉由在…加逮累積且形成顏 情況下之薦糖素狀性問題，且仍在 有 素結晶之穩定性的方法。 步文進庶糖 【發明内容】 在-態樣中，本發明提供一種 性的方法’所述方法包含用緩衝液於溶之穩定 糖素結晶以及接著乾燥蔗糖素結晶。、 中之/合液洗滌蔗 在另-態樣中，本發明提供—種姓曰 法。所述方法包含以下步驟:使薦糖素_6 :=素之方 產生繼;回嶋糖素結 201004971 31419pif.doc 於溶劑中之溶液洗滌蔗糖素結晶；以及接著乾燥蔗糖素社 晶以形成結晶蔗糖素。 ▲為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細餚 明如下。 、机 【實施方式】 發明者已發現蔗糖素結晶之儲存穩定性可藉由簡單 稀緩衝★液洗務結晶以及接著乾燥結晶以形成最終產 =來改進。如本文中所使用，術語「緩衝液」是指弱酸鹽。 曰至1=母液巾產生具有良好穩紐之練素結 1曰，、要其接者用所述緩衝溶液清洗。類似地，雖然接荖 去，解，絲素溶液接觸之具*良好敎性的未降解 文中稱為「純」結晶）展示極差的穩定性:作 Ϊ由用根據本發明之稀緩衝溶液清洗結晶可基本上或甚至 元全恢復良好的穩定性。 緩衝溶液 液i艮發明適合使用之緩衝溶液可包含弱酸鹽之溶 。鹽通常將為驗金屬鹽。弱酸可包含破酸、碳酸以及叛 ^例=性醜包含甲酸、乙酸、丙酸、順丁稀二酸、反 以絲甲酸。合適的特定化合物包含：檸檬酸納 =酸驗;酒石酸鈉或酒石酸鉀;===之 果_; _二氫納；以及顧二納合 適的疋抗壞血酸納或抗壞錢钟、辛酸納或辛酸卸、葡糖 201004971 31419pif.doc 酸納或葡糖酸鉀、乳酸納或乳酸_以及山梨酸鈉或山梨酸 鉀。 緩衝溶液可具有有效增加絲素結晶之穩定性的任 度且較佳應足夠似致不損害餘素之風味或其他 重量濃度通常應為至少約5 ρριη，更通常至少約25 |且最通常應為至少約5〇卯以。在一些狀況下’濃度 為至>、約loo ppm。濃度通常應為至多約1〇〇〇〇卯m，更 通常至己約觸鹏，且通f應為至多約 ppm。 在-些實施例中，緩衝溶液可僅含有溶劑以及緩衝鹽 且在許^實施例巾，溶劑將纟水組成。，溶劑 =為任^適於食品接觸之有機溶劑或—或多種所述溶劑 乙L之物。合適的例示性有機溶劑包含乙酸乙酯以及 =醇j衝溶液亦可含有任何量之餘素。在—些實施例 或過飽:所述溶液以最小化產率損T用隸素飽和 嫉音=得是’即使當自降解的雜素溶液中結晶薦 穩定性:此讓發ΠΪΓ液清洗結晶亦顯著増加 解的溶液形成之結:《====期自降 B . * $畀雜質且任何清洗處理將僅 著改進穩定性。但 實例 Μ例中所不，實際上所述處理極有效。 方沐Γ兩方式製備降解的嚴糖素結晶。在第一種 、、庶糖素結晶製備之溶液形成結晶，在自溶 201004971 31419pif.doc 液形成結晶之前，已特意藉由將溶液維持在高溫下一段延 長之時間使溶液降解。自所述降解的溶液形成之結晶在本 文中稱為「形成時降解（degraded-as-formed)」結晶。第 ， 一種方法包含特意另外用降解的蔗糖素溶液清洗未降解 卜（亦^即，純）蔗糖素結晶。以此方式製備之結晶在本文中稱 為後降解（post_degraded)」結晶。現將給出所述程序之 禅細描述。 〇 製備形成時降解的蔗糖素結晶 商業（純）蔗糖素結晶之對照樣品獲自Tate & Lyle ^hnology Limited of McIntosh，AL。使用一部分對照樣品 =備降解之蔗糖素溶液，形成時降解的結晶由所述降解之 蔬糖素/谷液製備，戶斤有如下。使用溶解於^，公克去離 子水中之1，800公克對照純蔗糖素結晶製備6〇%蔗糖素溶 液:隨後加熱所得漿液至7(TC以完全溶解藏糖素結晶，且 隨後保持在70。(：下以增加降解產物之濃度且降低溶液之 pH值至目標pH值（25)。此花費約24小時，此後將溶液 置放於夾套反應器中。使溶液之溫度平衡至筑，且添加 1公$對照純蔗糖素結晶以為結晶播種 。隨後冷卻混合物 ’ 雜在所述溫度下隔夜。真空過濾、所得結晶且在 - 冑二烘相中在35°C下乾燥隔夜。隨後使用研妹以及研杵將 戸刀、口曰日研磨至較小粒度且進一步在包肉紙（butcher paper)上乾燥隔夜。如由卡爾費雪滴定（〖a Fischer titration)所測定，樣品之最終水分含量小於〇 〇8%。 製備後降解的蔗糖素結晶 201004971 31419pif.doc 製備飾轉於去料料製成帆溶液來 製，降解的讀素溶液。將溶液加熱至7Gt以使餘素完 全溶解。最初溶液pH值為約5 8且含 物 持在听下約24小時以增加降解產*^量^降 s ^之PH值至目標PH值（2.5)。隨後將溶液緩慢冷卻 至至^以形成過飽和降解的蔗糖素溶液。 μ ίΓ H度下賴公克純肋素結晶在1公升過 解的S糖素溶液中成漿液。將溶液擾拌6G分鐘且隨 =;、⑯集所得濾餅以及濾液。再向遽液中添加過餘和 的降解1糖素清洗溶液直至_再次達到1公升。隨後再 =得;慮餅在1公升合併之舰及清洗溶液巾減液授 〇 77鐘且财。再重複所述過程—:欠以师、糖素結晶總 ^經降解的溶液清洗三次。隨後在保持在35=下之真空烘 相中將最終蔗糖素濾、餅乾燥隔夜。隨後使用研蛛以及研样 ^樣品研磨至較小粒度且進—步在通風櫥中在包肉紙上乾 燥隔夜。如由卡爾費雪狀所測^，樣品之最終水分含量 小於0.08%。 製備緩衝清洗溶液 製備一系列乙酸鈉濃度為〇 ppin、25 ppm、5〇 ppm以 及100ppm之50%純蔗糖素溶液。在各狀況下，藉由向15 公升去離子水中添加1，500公克純蔗糖素以及所需量之乙 酸納（右需要）達成此。將混合物加熱至以完全溶解 蔗糖素’且隨後冷卻隔夜至室溫以形成乙酸鈉/過飽和蔗糖 素清洗溶液。 201004971 31419pif.doc 用清洗溶液處理蔗糖素結晶 形成時降解的蔗糖素結晶以及後降解的蔗糖素結晶 各自根據以下裎序用四種清洗溶液（亦即，0 ppm、25 ppm、50ppm以及1〇〇ppjn乙酸鈉/過飽和蔗糖素）中之每 ' 一種清洗。 使約100公克降解的蔗糖素結晶在500毫升清洗溶液 中成裝液。將混合物攪拌60分鐘且隨後過濾。收集所得遽 0 餅以及濾液°再向濾液中添加清洗溶液以使體積回至1公 升’且再使濾餅在所述溶液中成漿液，攪拌30分鐘且過 濾'。再重複所述過程一次以致最初蔗糖素結晶總共清洗三 次。隨後在保持在35°c下之真空烘箱中將最終蔗糖素濾餅 乾燥隔夜。隨後使用研缽以及研杵使結晶研磨至較小粒度 且進一步在通風櫥中在包肉紙上乾燥隔夜。如由卡爾費雪 滴定所測定’樣品之最終水分含量小於0.08%。 加速儲存穩定性 如下評定蔗糖素樣品之加速儲存穩定性。將每種蔗糖 素樣品各20±0.01公克之樣品置於8-盎司（8-oz)螺旋蓋 塑膠瓶中且標記為第〇天樣品。將5個25±〇.〇1公克蔗糖 . 素樣品之獨立的樣品稱重於可獲自Fort Atkinson，WI的

Nasco的6盎司WHIRLPAK®聚乙烯袋中。隨後使用台式 熱封機（bench-top heat sealer)將具有蔗糖素樣品之 WHIRLPAK®袋密封兩次。隨後將各袋置放於較 WHXRL腦袋中’隨後密封三次。二置稱以： 箱移出之曰期標記各袋。大迴紋針在第二次密封與第三次 9 201004971 31419pif.doc 密封之間穿過大WHIRLPAK®袋且用於將樣品懸掛在供箱 中。隨後將樣品置放於50X：烘箱中，以致其不觸碰侧面、 底面或其他樣品。在5(TC下儲存3、4、5、ό以及7天後 自烘箱移出樣品。測試所有樣品以評估顏色、ρΗ值、水分 含量、蔬糖素檢定、水解產物之量、產物稠度以及氣味。 藉由使用可獲自Reston，VA之Hunter Ass〇dates Laboratory，Inc.的亨特色度模組（取偷 c〇1〇r m〇duie) 量測黃色指數（yellowness index，YI )以及白色指數 (whiteneSS_index，WI)值確定各薦糖素樣品之顏色。黃色 指數值指雜^黃的程度，其巾γι越高表示越黃4色 指數值報導樣品之顏色飽和程度。隨著樣品之顏色越來越 遠離白色，WI值降低。 如下量測薦糖素樣品之pH值。使用去離子水、〇 i N 鹽酸以及0.1 N氫氧化納將水的pH值調節至5 8與6 2之 間的值。記錄所調節之水的pH值。將5±〇厕公克益水 餘素之樣品稱重於15G毫升玻魏杯中。隨後向樣品中 添力口 毫升PH值經_的水。在燒杯中置放磁性授掉棒 且玻璃（watch glass)覆蓋燒杯。將混合物緩慢授拌3 保證嚴糖素完全溶解。隨後測定溶液之pH值，且 所:節之水與溶液之間的姆的降低。阳值 降低大:l.GPH單位的樣品視為穩定性測試不合格。 =SER 2394量測卡爾#雪水分測定。稱出約*公 滴二 ====== 201004971 31419pif.doc 加樣品且完全溶解於無水卡爾費雪級甲醇中，此後使用0.2 毫克/毫升卡爾費雪試劑自動加以滴定。 將樣品自供箱中取出且置於樣品容器中之後24小時 測定樣品之氣味以及稠度。因為所述測試通常產生第〇天 自由流動且無氯氣味之樣品，所以與第〇天樣品相比報導 本文中所標註之後續天之樣品的描述。 庶糖素檢定

使用具有示差折光率偵測器（differentiai ref^active index detector)之逆相高效液相層析儀（highperf〇rmance liquid chromatograph)使用乙腈/水（15:85)移動相定量蔗 糖素濃度。 蔗糖素分解-水解產物 經由藉由尚壓陰離子交換·脈衝安培偵測法（High Pressure Anion Exchange with Puised Amperometric Detection，HPAE-PAD )測定分解產物4_氯 (4-chlorogalactose，4CG)評定蔗糖素分解之程度。使用 與Dionex Carbopac PA1管柱組耦聯之配備有金電極的

Dionex嫩0梯度栗與卽4〇電化學偵測器且使用氯氧化 納以及乙酸鈉溶離劑執行分析。 庶糖素樣品之測試結果展示於下表中，其中N t 示乙酸納且負數指* pH值降低。當已知樣品之pH 大於-LGG時，觸樣品不再可錢。表丨展示 樣 品以及純（對照）樣品的資料，且表2展示形成時降= 樣品的資枓。圖1緣製後降解樣品之隨時間變化的阳值 11 201004971 31419pif.doc 降低，且圖2繪製形成時降解的樣品之{)11值降低。 如表及圖中之資料所揭示，形成時降解的嚴糖素結晶 (操作7)，有極差的穩定性。用〇 ppm (亦即，無 緩衝液）®糖素溶液清洗所述結晶（操作8)幾乎不對結 晶=穩定性產生影響，但25ppm清洗（操作9)顯著改^ 穩定性且50ppm以及1〇〇ppm清洗（相應為操作 11)繼續改進穩定性。 及

後降解的樣品（操作2)亦具有極差穩定性 期間展示急劇PH降低。其穩定性幾乎與操作7之3式 差。然而’用0 ppm NaAc嚴糖素溶4 洗所述嚴糖素樣品（操作3)產生顯著改進，且 增濃度之NaAc直至⑽ppmNaAc (操作6) 續改進’敎財際上不可麟雜k敎择 區分。 、锦作1)

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表1 操作 蔗糖素樣品 天數 pH值降低 顏色 YI 參數 WI 水分％ 蔗糖素 百分比 4CG ppm 1 純 0 0.2 3.6 87.91 0.0317 97.33 <10 (對照） 3 0.28 3.91 85.23 0.0339 97.88 <10 4 0.27 《15 84.58 0.0327 97.47 <10 5 -0.6 8.8 72.26 0.0291 97.48 12 6 -3.05 44.45 -30.77 0.0957 96.48 969 7 4.01 71.02 -113.3 0.9128 85.14 3769 2 後降解 0 -0.45 3.52 84.26 0.0836 98.2 230 (無清洗） 3 -2.86 25.8 21.19 0.101 95.65 1061 4 -3.34 32.07 -5.32 0.3821 94.62 1100 5 -4.2 45.82 -58.2 1.2311 85.41 4877 6 分解 7 分解 3 後降解 0 0.1 2.14 93.59 0.0399 97.7 <10 (0 ppm NaAc清洗） 3 0.09 2.83 88.96 0.0322 98.48 <10 4 -0.17 9.06 77.54 0.0416 98.31 12 5 -1.79 12.24 63.17 0.042 96.64 84 6 -3.48 33.33 •5.43 0.3304 88.6 1160 7 -4.09 40.28 -32.2 1.3127 85.81 3986 4 德降解 0 0.26 2.65 90.64 0.04 97.94 <10 (25 ppm NaAc清洗） 3 0.23 334 86.55 0.0347 98.51 <10 4 -0.24 5.98 79.19 0.0351 98.01 <10 5 1.33 14.18 56.43 0.036 97.57 28 6 -3.52 36.97 -19.23 0.3785 94.34 1220 7 -4.11 48.69 -54.31 1.6694 86.47 4172 5 後降解 0 0.18 2.36 91.59 0.0443 98.55 <10 (50 ppm NaAc清洗） 3 0.23 2.85 88.04 0.0377 98.53 <10 4 -0.03 4.02 83.61 0.0357 98.42 <10 5 -1.03 10.67 67.18 0.0312 97.52 19 6 -3.54 35.74 -14.22 0.3631 94.8 951 7 -4.11 47.54 -50.12 1.1542 88.6 3704 6 後降解 0 0.19 2.92 89.6 0.0412 97.65 <10 (100 ppm NaAc清洗） 3 0.17 2.95 86.96 0.0383 98.52 <10 4 0.06 4.04 83.46 0.0426 97.98 5 -0.46 7.54 75.85 0.0346 97.07 14 6 -3.16 33.38 -3.22 0.1847 96.27 500 7 -3.78 45.91 -49.4 0.8686 92.7 1762 13 201004971 31419pif.doc 表2 操作 蔗糖素樣品 天數 pH值降低 顏色 YI 參數 WI 水分％ 蔗糖素 百分比 4CG ppm 1 純 0 0.2 3.6 87.91 0.0317 97.33 <10 (對照） 3 0.28 3.91 85.23 0.0339 97.88 <10 4 0.27 4.15 84.58 0.0327 97.47 <10 5 -0.6 8.8 72.26 0.0291 97.48 12 6 -3.05 44.45 30.77 0.0957 96.48 969 7 -4.01 71.02 -113.3 0.9128 85.14 3769 7 形成時降解 0 -0.75 2.19 92.04 0.0678 97.86 644 (無清洗） 3 -2.39 24.47 26.76 0.0753 98.24 815 4 -4.04 45.96 -47.51 1.0278 91.96 2647 5 -4.41 72.77 -128.23 2.7552 76.07 6190 6 -5.13 81.52 -150.06 3.5643 0.82 25275 7 分解 8 形成時降解 0 •0.03 2.06 88.87 0.0539 97.84 175 (0 ppm NaAc 清洗） 3 -2.39 14.07 53.88 0.0544 96.46 409 4 •3.77 20.46 31.52 0.0923 96.07 1163 5 -4.24 41.47 -32.75 0.4254 93.73 1580 6 -4.24 45.4 -52.33 1.4318 82.82 7359 7 分解 9 形成時降解 0 0.05 2.27 88.31 0.0552 97.84 212 (25 ppm NaAc清洗） 3 -0.46 6.11 77.7 0.0469 96.24 370 4 -1.88 19.02 42.11 0.0701 96.66 428 5 -3.43 43.79 -32.2 0.3192 94.02 1608 6 -4.19 53.94 -73.69 1.5108 83.56 8366 7 分解 10 形成時降解 0 0.02 2.38 86.47 0.0603 98.31 219 (50 ppm NaAc清洗） 3 -0.22 4.08 83.29 0.0353 95.99 398 4 -1.18 11.76 62.81 0.0457 96.83 224 5 -2.93 36.11 -6.49 0.0946 96.14 872 6 -3.79 51.1 -54.02 0.6741 91.52 2484 7 分解 11 形成時降解 0 0.05 2.48 85.64 0.0576 98.03 175 (100 ppm NaAc清洗） 3 -0.24 4.33 83.24 0.0292 96.41 274 4 -1.16 9.42 68.04 0.0592 96.68 286 5 2.79 34.72 -2.01 0.0837 95.84 716 6 -3.68 47.67 27.67 0.5995 92.83 3960 7 分解

如美國專利第6,646,121號中所揭露，在蔗糖素結晶 期間添加乙酸鈉可減緩蔗糖素之變質且因此減少所得結晶 之穩定性問題。所述方法之效力似乎視阻止分解產物之形 成而定，且咸信若早已發生分解，則不會產生優良產物。 14 201004971 31419pif.doc 然而 如自 隊ί者現^發現即使產生低敎㈣、姆結晶（例 二降解的餘素溶㈣生 > 财不敎縣本上 缓衝液之溶液清洗逆轉。此完全出乎意料且具有^ ^ ’目為此允許自切因具有縣的轉而視 用之，谷液回收具有極佳品質之蔗糖素。 ·、、、‘、、、 纽ί然本文中參考特定實施例說明以及描述本發明，相 :本發明之情況下，在申請專利二 對細節進行各種修改。 ♦劾之乾圍内可 【圖式簡單說明】 解之= 糖素溶液清洗而後降 化的曲線圖。 省存叫期間PH值降低隨時間變 圖2所示為在已自 品的加速儲存測試期間 【主要元件符號說明】 降解的薦糖素騎結晶之絲 PH值降低隨時間變化的曲線圖。

Claims (1)

1. 201004971 31419pif.doc 七、申請專利範圍： L一種改進蔗糖素結晶之穩定性的方法，所述方法包 括用緩衝液於溶劑中之溶液洗滌所述蔗糖素結晶以及接著 乾燥所述蔗糖素結晶。 —2·如申請專利範圍第1項所述之改進蔗糖素結晶之穩 定性的方法，其中所述溶液包括51)1)111至10000 所述 緩衝液。 > 3·如中請專利範圍第丨項所述之改進細素結晶之穩 定性的方法’其巾所述溶液包括至少25鹏所述緩衝液。 …4.如中請專利範圍第i項所述之改進餘素結晶之穩 定性的方法’其中所述溶液包括至少5Qppm騎緩衝液。 5.如φ請專祕圍第丨項所述之改進餘素結晶之穩 疋性的方法，其中所述溶劑為水。 — 如申^專餘圍第1項所述之改進練素結晶之希 疋性的方法’其中所述溶劑為乙醇或乙酸乙醋。 申請專職圍第1項所述之改進紐素結晶之寿 的方法，其中所述緩衝液為驗的鹽類。 錢=申請專利範㈣7項所述之改進錄素結晶之希 疋丨生的方法，其中所述绫酸為乙酸。 定性^申/專織圍第1項職之改進餘素結晶之系 ίο知由’其中所述緩衝液之所述溶液更包括蔬糖素' 或過餘和 、緩驗之所雜絲素制

   16 201004971 31419pif.doc 請專利範圍第1項所 製備。 所述方法包括以下步 11·'一種庶糖素結晶’其是由如申 述之改進蔗糖素結晶之穩定性的方法 12. —種產生結晶蔗糖素之方法， 使蔗糖素-6-醯化物去酿化以產生蔗糖素 回收呈蔗糖素結晶形式之所述蔗糖素；'， 用緩衝液於溶劑中之溶液洗滌所述菩、糖素結晶；以及

   接著乾燥所述蔗糖素結晶以形成所述結晶蔗糖素。 13. 如申請專利範圍第12項所述之產生結晶蔑糖素之 方法’其中所述溶液包括5 ppm至10000 ppm所述緩衝液。 14. 如申請專利範圍第12項所述之產生結晶蔗糖素之 方法’其中所述溶液包括至少25 ppm所述緩衝液。 15. 如申請專利範圍第12項所述之產生結晶蔗糖素之 方法，其中所述溶液包括至少50 ppm所述緩衝液。 16. 如申請專利範圍第12項所述之產生結晶蔗糖素之 方法，其中所述溶劑為水。 17. 如申請專利範圍第12項所述之產生結晶蔗糠素之 方法，其中所述緩衝液為羧酸的鹽類。 18. 如申請專利範圍第η項所述之產生結晶蔗糖素之 方法’其中所述緩酸為乙酸。 19. 如申請專利範圍第12項所述之產生結晶療、糖素之 方法，其中所述緩衝液之所述溶液更包括蔗糖素。 20· —種結晶蔗糖素，其是由如申請專利範圍第12項 所述之產生結晶蔗糖素之方法製備。 17