DE2426998C2

DE2426998C2 - Herstellen eines Stärkesirups, der als Hauptbestandteil Oligoglucosylfructose enthält und Verwendung eines solchen Stärkesirups

Info

Publication number: DE2426998C2
Application number: DE2426998A
Authority: DE
Inventors: Naoto Okayama Tsuyama
Original assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
Current assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
Priority date: 1973-06-01
Filing date: 1974-06-04
Publication date: 1982-04-08
Also published as: JPS5012272A; FR2231323B1; CA1041017A; DE2426998A1; US3894146A; GB1471613A; FR2231323A1

Description

Die Wirksamkeit des Kupplungszuckers wird im folgenden anhand von Versuchen veranschaulicht

Versuch 1
Herstellung von Kupplungszucker

A) Zur Herstellung von Glucosyltransferase mittels Bacillus megaterium FERM-P 935 wurde dieser Mikroorganismus in ein flüssiges Medium aus 1% Weizenkleie, 0,5% M aisquell wasser, 0,5% getrockneter Hefe, 1,0% Polypepton, 0,5% Casaminosäure, 0,1% Harnstoff, 0,2% Ammoniumsulfat, 4,0% löslicher Stärke, 1,0% Kalziumcarbonat und Leitungswasser eingeimpft und 2 Tage bei 3O⁰C unter submersen Bedingungen gehalten. Das erhaltene Fermetationsgemisch wurde zentrifugiert, wonach man die Oberstehende Flüssigkeit als Glucosyltransferase verwendet. Die Aktivität, bestimmt als dextronogene Aktivität von Stärke, betrug 91 Einheiten je ml.

B) Umsetzung

Eine Aufschlämmung aus 60 Teilen warmen Wassers und 20 Teilen Maisstärke wurde bis zum Dextroseäquivalent (DE) von 5,0 verflüssigt, indem man nach Zugabe von 0,2%, bezogen auf das Stärkegemisch, einen handelsüblichen Verdünnungsenzyms bei pH 6,0 auf 88 bis 90° C erhitzte, wonach das Enzym durch Hitzeeinwirkung entaktiviert wurde. Die erhaltene Lösung wurde auf 55⁰C gekühlt, mit 20 Teilen Rohrzucker und je g Stärke mit 10 Einheiten einer vorstehend unter A) hergestellten Enzymlösung versetzt und 3 Tage lang bei pH 6,0 und 5O⁰C reagieren gelassen. Danach wurde die erhaltene Lösung mit Aktivkohle und Ionenaustauscherharz gereinigt und man erhielt einen Kupplungszuckersirup mit einem Wassergehalt von 15% in einer Ausbeute von 95%, bezogen auf die Trockensubstanz. Der Sirup wurde sprühgetrocknet, wonach man ein weißes Pulver erhielt, das einen Wassergehalt von 0,2% besaß. Die Analyse des Kupplungszuckers durch Papierchromatografie ergab, daß der Anteil an Rohrzucker, der mit Oligosacchariden gekuppelt war, 59,5% des gesamten Rohrzuckergehaltes, d. h. des gekuppelten und des freien Rohrzuckers zusammengenommen, betrug.

Versuch 2

Zersetzung des Kupplungszuckers mit
verschiedenen Enzymarten

Bei der Zersetzung des Kupplungszuckers wird der Rohrzuckeranteil frei und wird zum Substrat, aus dem Dextran entsteht. Daher wurde das Verhältnis von reduzierenden Zuckern zu Gesamtzuckern und das Verhältnis von freiem Rohrzucker zu Gesamtrohrzukker berechnet, um das Ausmaß der Zersetzung festzustellen. Die Zersetzung wurde durchgeführt, indem man den gemäß Versuch 1 erhaltenen Kupplungszucker in einer Konzentration von 20% sowie einen Überschuß an Enzym beim optimalen pH-Wert und der optimalen Temperatur für jedes Enzym verwendete. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I zusammengefaßt.

Tabelle I

Enzyme	Reduzierender	Freier Rohr
	Zucker (als	zucker in %
	Glucose) in %	des Gesamt
	des Gesamt	rohrzuckers
	zuckers

Glucoaniylase

72,5
16,5

Amylase (Nagase
and Co., Ltd.)

Bacterielle 33,7

saccharogene Amylase

^r' Bacterielle vor- 9,13

flüssigende Amylase

Menschliche 19,1

Speichel-a-amylase

,„ Invertasa 58,8

Kein Zusatz 5,03

36,4
20,2

25,5
17,0
18,5

Spuren
17,0

Analyse

Gesamtzucker:
Rezuzierender Zucker:
Rohrzuck sr:

Anthron-Methode
Somogyi-Nelson-Methode
nach Trennung durch Papierchromatografie quantitative Bestimmung mit Resorcin

Versuch 3
Bildung von Polysacchariden

Leuconostoc mesenteroides NRRL B-512 wurde sowohl in Medien kultiviert, die Kupplungszucker enthielten, als auch in solchen, die die gemäß Versuch 2 erhaltenen Hydrolysate davon enthielten, sowie in einem Rohrzucker enthaltenden Kontrollmedium. Die erhaltenen Produkte wurden als Menge an gebildetem Dextran bestimmt. Leuconostoc mesenteroides wurde in ein flüssiges Medium eingeimpft, das 10,0% Zucker, 0,5% Hefeextrakt, 0,25% Trypton, 0,25% IC₂HPO₄,1,0% Kalziumcarbonat und Leitungswasser enthielt und wurde 2 Tage !ang statisch bei 23 bis 25⁰C kultiviert.

Nach Beendigung der Kultivierung wurden die Zellen durch Filtrieren entfernt und das Filtrat mit soviel Äthanol versetzt, daß eine 50 Volumenprozentige Lösung erhalten wurde. Das Lösungsgemisch wurde über Nach* stehengelassen, um einen Niederschlag zu erzielen. Die erhaltenen Niederschläge wurden im Vakuum getrocknet und der erhaltene Rückstand als Menge gebildeter Polysaccharide angesehen. Die durch Äthanolzusatz erhaltenen Niederschläge sind hochmolekulare Polysaccharide, die sich auf der Zahnoberfläche ansammeln.

Das Rohrzucker enthaltende Medium ergab eine Fermentationslösung mit der höchsten Viskosität sowie eine größere Dextranbildung. Die entweder Kupplungszucker oder die Hydrolysate davon enthaltenden Medien zeigten nur eine geringe Viskosität. Die Mengen an gebildeten Polysacchariden je 100 g jedes Zuckers sind in der folgenden Tabelle II dargestellt.

Tabelle II

	Leuconostoc mesenteroides NRRL B-512
	Erzeugte Poly saccharide (g)
Hydrolysate von Kupplungszucker
Glucoamylase Amylase (Nagase and Co., Ltd.) Bacterielle saccharogene Amylase Bacterielle verflüssigende Amylase Menschliche Speichel-a-amylase Invertase	10,04 0,65 1,05 0,53 0,45 0,07
Rohrzucker	22,03
Kupplungszucker	0,63

Tabelle III	pH
Zucker	6,5
Kein Zusatz	6,2
Kupplungszucker	6,1
Speichel-a-Amylase-Hydro-
lysat von Kupplungszucker	4,3
Glucose	4,0
Rohrzucker

Versuch 5
Kariesversuch bei Ratten

Etwa je 100 g schwere Raiten wurden in zwei Gruppen zu je 20 Exemplaren eingeteilt Einer Gruppe wurde eine rohrzuckerhaltige Diät verabfolgt während der anderen Gruppe eine Kupplungszucker enthaltende Diät verabreicht wurde. Nach 2 monatiger Fütterung wurden bei beiden Gruppen das Ausmaß der Kariesbefallenheit der Zähne bestimmt Die Ergebnisse sind in der Tabelle IV zusammengestellt.

Aus den obigen Ergebnissen geht eindeutig hervor, daß die Bildung von Polysacchariden, d. h. hochmolekularen Dextran, das die Hauptkomponente davon darstellt, aus Kupplungszucker und dem mit Speichel-Λ-Amylase hergestellten Hydrolysat davon sehr gering ist. Daher wird selbst dann, wenn organische Säuren erzeugende Stämme vorhanden sind, wegen des Mangals an hochmolekularem Dextran von den organischen Säuren keine Karies verursacht.

Versuch 4
Bildung von organischen Säuren aus Kupplungszucker

Kupplungszucker, wie er gemäß Versuch 1 erhalten wurde, sowie sein mittels Speichel-a-Amylase hergestelltes Hydrolysat wurde mit Rohrzucker und Glucose hinsichtlich der von ihnen bewirkten Bildung organischer Säuren durch im Mund vorhandene Mikroorganismen verglichen. Ein Prozent von jedem Zucker wurde je einem Medium aus Gehirn-Herz-Infusion zugesetzt, und die Gemische wurden 20 Stunden bei 37°C statisch kultiviert. Es wurden Lösungen mit den folgenden pH-Werten erhalten, die in der Tabelle III darstellt sind.

Außerdem wurden 30 bis 60 Minuten nach der oralen Verabreichung jedes Zuckers die pH-Werte an der Zahnoberfläche unmittelbar bestimmt. Obgleich genaue Werte schwierig zu erhalten sind, war es offensichtlich, daß der pH-Wert nach Verabreichung von Glucose sank. Nach Verabreichung von Kupplungszucker dagegen wurde ein Absinken des pH-Wertes nicht beobachtet.

Tabelle IV	Gruppe mit der rohrzucker haltigen Diät	Gruppe mil der Kupplungs zucker enthal tenden Diät
Zusammenselzung der Diät	50%	0%
Rohrzucker	0%	50%
Kupplungszucker	33%	33%
Maisstärke	10%	10%
Casein	3,5%	3,5%
Sojabohnenöl	0.5%	0,5%
Vitamine	1%	1%
Salze	2%	2%
Faserstoffe	100%	13%
Ausmaß des Karies befalls

Wie aus den obigen Ergebnissen hervorgeht, beträgt das Ausmaß der Kariesbefallenheit bei der mit Kupplungszucker enthaltender Diät gefütterten Gruppe nur 13% und ist damit merklich geringer als das Ausmaß des Kariesbefalls bei der mit rohrzuckerhaltiger Diät gefütterten Gruppe. Es ergibt sich somit, daß der Kupplungszucker wegen seiner bei seiner Verwendung erfolgenden, nur geringen Dextranbildung ein wirksames Mittel zur Verhinderung der Ansammlung organischer Säuren in der Mundhöhle ist, die andererseits bei Verabreichung von Rohrzucker oder Glucose an der Zahnoberfläche gebildet werden, und daß er somit ein ausgezeichnetes Süßmittel zur Verhinderung von Karies abgibt.

Da Kohlenhydrate, wie sie normalerweise in üblichen gesüßten Speisen enthalten sind, im allgemeinen nur durch Zersetzung mit Hilfe von Speichel-a-Amylase, Glucose, Rohrzucker oder Fructose bilden, ist ihre Anwesenheit kaum eine Ursache für Kariesbildung. Im Gegensatz dazu ist das Vorhandensein von freier Glucose, freiem Rohrzucker und freier Fructose usw., die sämtlich unmittelbar durch Mikroorganismen zersetzt werden, die Hauptursache für die Bildung von organischen Säuren in der Mundhöhle. Daher ist das Ziel der Verhütung von Karies in genügendem Maße erreicht, wenn man diese Zucker durch Kupplungszukker ersetzt.

Kupplungszucker eignet sich als Süßmittel für Zahnpulver oder Zahnpasten zur Verhinderung der Kariesbildung. Der Zusatz von 0,5 bis 5,0%, bezogen auf die Trockensubstanz, von Kupplungszucker verleiht diesen Stoffen eine leichte Süßigkeit sowie günstige Eigenschaften in bezug auf die Feuchtigkeitskonditio-

nierung und das Aromabeibehaltungsvermögen. Im Falle von Mundwasser werden 5 bis 20% Kupplungszucker zugesetzt, ggfs. im Gemisch mit ausreichenden Mengen an Aroma- und bzw. oder Farbstoffen. Da Kupplungszucker keine Nebenreaktionen eingeht und über lange Zeit stabil bleibt, kann er auch oral einzunehmenden Arzneimitteln, wie beispielsweise mit Zucker überzogenen Tabletten. Sirupen usw. als Süßmittel, das die Bildung von Karies verhindert, und außerdem als Trägersubstanz für Tabletten dient, zugesetzt werden.

Kupplungszucker kann weiterhin allen möglichen Formen an Nahrungsmitteln und Getränken zugesetzt werden. So kann er als Tafelzucker in Pulverform oder flüssiger Form, wie er ist, oder, falls eine höhere Süßkraft erforderlich ist, im Gemisch mit einer geeigneten Menge künstlichen Süßstoffs, wie beispielsweise von Saccharin. Dipeptid usw. verwendet werden.

Kupplungszucker eignet sich auch für Getränke, wie Fruchtsaft. Milchsäuregetränke, mit Kohlendioxid versetzte Getränke usw., wobei er nicht nur als Süßmittel und der Verhütung von Karies dient, sondern auch als Mittel zur Verleihung eines Gehalts sowie dispergierender und aromastabilisierender Eigenschaften. Die Konzentration an Kupplungszucker in diesen Getränken schwankt je nach den Bedürfnissen, liegt jedoch vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 20%.

Kupplungszucker kann in Konditoreiwaren, wie beispielsweise gefrorenen Nachtischen oder Eiscreme verwendet werden, worin er als Süßmittel dient, das Karies verhindert und eine milde Süße hervorruft. Außerdem ist er als Stabilisator insofern wirksam, als er keine Schmelzpunktsdepression hervorruft. Daher können Gefrorenes oder Eiscreme von hoher Güte Jurch seine Verwendung hergestellt werden. Kupplungszukker ist auch als Süßmittel für Bisquitkuchen, Pfannkuchen, Krapfen geeignet, da er nicht kristallin ist und neben seiner kariesverhütenden Wirkung auch noch eine überlegene Wirkung in bezug auf die Feuchtigkeitsund Aromazurückhaltung aufweist. Die Konzentration an Kupplungszucker in derartigen Produkten liegt im Bereich von 5 bis 50%, wobei die Verwendung in hoher Konzentration zur Verhütung der Pilzvermehrung dienen kann.

Kupplungszucker kann auch in Backwaren, wie beispielsweise Brot, Semmeln, Keksen usw. verwendet werden. Da der Kupplungszucker die für die Fermentierung derartiger Backerzeugnisse erforderlichen Kohlenhydrate enthält, können durch Ersatz von Rohrzukker. Glucose usw. durch Kupplungszucker Erzeugnisse hoher Qualität erhalten werden.

Weiterhin kann Kupplungszucker in verschiedenen konservierten Nahrungsmitteln, wie beispielsweise Früchten, Gemüsen, Fleisch oder Fisch, verwendet werden, und hierbei verleiht er den eingemachten Nahrungsmitteln Süße, Gehalt und dem Saft einen Glanz. Außerdem kann der Zusatz von Kupplungszukker eine unnormale Aufquellung durch Erzeugung von Kohlendioxyd durch die Streckerreaktion sowie eine Verfärbung durch die Maillardreaktion in konserviertem Fisch verhindern.

Kupplungszucker eignet sich ferner für Nahrungsmittel, in denen große Mengen Süßmittel vorhanden sind, wie beispielsweise Gelee, Marmelade, Konfitüre, Kaugummi usw, weil er nicht nur die Kariesbildung, sondern auch die Strecker- und Maillardreaktion verhindert und nicht kristallin ist Die Menge an in derartigen Produkten einzuführendem Kupplungszucker ist beliebig und hängt von der Menge an anderen Zuckern, wie Rohrzucker, Glucose usw., ab, die herkömmlicherweise verwendet werden und die er ersetzen soll.

Analog können auch Rohrzucker, Glucose usw., die herkömmlicherweise in Nahrungsmitteln verwendet werden, die eine große Süßkraft besitzen, wie beispielsweise gezuckerte kondensierte Milch, Bonbons usw. durch Kupplungszucker ersetzt werden. Insbesondere kann der Kupplungszucker in gesüßter kondensierter Milch das Auskristallisieren von Lactose verhindern und ergibt Bonbons von hoher Güte, die ebenfalls keine Kristallisationserscheinungen aufweisen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen näher erläutert. Angaben über Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht, sofern nicht anders angegeben.

Beispiel 1
Herstellung von Zahnpasta

Die Zusammensetzung einer Zahnpasta zur Verhütung von Karies ist wie folgt.

	Teile
Grundsubstanz (M agnesiumcarbonat)	40
Bindemittel
(Carboxymethylcellulose)	50
Süßmittel (Kupplungszucker)	1
Detergens	1
Aromastoff	0,1
Farbstoff	0,02

Die Carboxymethylzellulose wird innig mit dem Wasser vermischt und dem Gemisch wird der Kupplungszucker zugesetzt, wonach damit das Magnesiumkarbonat innig vermischt wird. Mit dem erhaltenen Gemisch werden die hinreichenden Mengen an Detergens, Aroma- und Farbstoff innig vermischt. Um eine Belüftung zu verhindern, wird die Verwendung eines Vakuum-Knetapparates bevorzugt. Die Erzeugnisse werden erhalten, indem man die gleichförmig vermischte Paste in Tuben verpackt.

Selbst wenn eine große Menge Kupplungszucker verwendet wird, werden dadurch keine Schwierigkeiten verursacht. Wenn eine stärkere Süße erforderlich erscheint, kann auch die doppelte Menge an Kupplungszucker verwendet werden. Die Erhöhung der Menge an Kupplungszucker wirkt sich sowohl auf die Eigenschaften als Bindemittel als auch als Süßmittel aus.

Beispiel 2
Herstellung von feuchtem Zahnputzmittel

=5 Zusammensetzung:

Grundsubstanz (gepulvertes

Dicalciumphosphat ■ 2 H2O)

Bindemittel (Methylzellulose)

Detergens

Süßmittel (Kupplungszucker)

Aromastoff

Farbstoff

Teile

75
18

0,1
0,1

0,01

Der Kupplungszucker und die Methylzellulose werden mit einer geringen Menge Wasser vermischt und danach mit dem Detergens, dem Aromastoff sowie dem Farbstoff versetzt Danach wird das erhaltene

Gemisch auf gepulvertes Dikalziumphosphat · 2 H;O gesprüht und damit innig vermischt.

Die Verwendung derartiger Zahnputzmittel mit Kupplungszucker als Süßmittel verhütet die Bildung von Polysacchariden, wie Dextran usw., durch Mikroorganismen in der Mundhöhle sowie von organischen Säuren, die die Zahnoberfläehe angreifen.

Beispiel 3

Herstellung von gesüßter kondensierter Milch sowie von Milchpulver. Nach Einstellung des Fettgehaltes von Rohmilch wurde diese mit Hilfe einer Klärvorrichtung gereinigt. 4% Kupplungszucker mit einem Gehalt von über 50% Oligoglucosylfructose wurden der Rohmilch zugesetzt und das Gemisch wurde bei vermindertem Druck eingedampft, wobei mati gezuckerte kondensierte Milch mit einem Feststoffgehalt von 50% erhielt.

Leicht in Wasser lösliches Milchpulver kann erhalten werden, indem man die so erhaltene kondensierte Milch unter Verwendung einer Sprühdüse versprüht und mit Heißluft trocknet.

Da die erhaltenen Produkte lediglich einen geringen Gehalt an Glucose und Rohrzucker aufweisen, führen sie kaum zu einer Bildung von Polysacchariden durch Mikroorganismen sowie zu einer Bildung von organischen Säuren aus Glucose, Rohrzucker usw. Die gewohnheitsmäßige Verwendung derartiger Produkte kann daher die Gefahr einer Kariesbildung ausschließen.

Beispiel 4
Herstellung von Pulverkaffee

Eine Kaffee-Extraktlösung wurde unter vermindertem Druck bis zu einer Konzentration von 30% konzentriert. Anschließend wurde Kupplungszucker mit einerr Gehalt von über 50% Oligoglucosylfructose in äquivalenter Menge zum konzentrierten festen Extrakt zugesetzt. Das Gemisch wurde erneut bei vermindertem Druck bis zu einer Konzentration von 50% konzentriert und anschließend gefriergetrocknet.

Der Kupplungszucker verleiht dem Produkt milde Süße und Gehalt und hält das natürliche Kaffeearoma zurück. Außerdem führt die gewohnheitsmäßige Verwendung des Produktes zur Eliminierung der Kariesbildung.

Beispiel 5
Herstellung von Brechgebäck

iöö Teiie Mehl, 2 Teiie Bäckerhefe, 5 Teiie (bezogen auf Feststofftrockengewicht) Kupplungszucker mit einem Gehalt von über 50% Oligoglucosylfructose und 0,1 Teil anorganische Nahrungsbestandteile wurden vermischt und das Gemisch geknetet, während der Wassergehalt unter 60% gehalten wurde. Der Teig wurde bei 26° C 2 Stunden lang gären gelassen und anschließend 2x15 Minuten garen gelassen. Danach wurde er 35 Minuten lang gebacken.

Da der verwendete Kupplungszucker die hinreichende Menge an Glucose und Rohrzucker für die Gärung besaß, verlief diese glatt. Während der Gärung wurde der Gehalt an Glucose und Rohrzucker verringert, während die Oligoglucosylfructose mit ihrer milden Süße im Produkt blieb. Das Erzeugnis eignet sich somit zur Verhütung von Karies.

IO

Beispiel 6
Erzeugung von Bonbons

Um kariesverhütende Bonbons zu erhalten, muß man die Mitverwendung von Rohrzucker und Glucose vermeiden. Zu diesem Zweck wurde Kupplungszucker mit seinem geringen Gehalt an Rohrzucker und Glucose bis zu einem Wassergehalt von 13 bis 14% im Vakuum konzentriert, auf eine Kühlpfanne gegeben und anschließend mit hinreichenden Mengen an Aroma- und Farbstoffen versetzt, ohne daß auch organische Säuren zugesetzt worden wären. Die auf diese Weise erhaltenen Produkte sind spröde und nicht kristallin. Sie enthalten wenig Rohrzucker und Glucose und sind daher bei gewohnheitsmäßigem Genuß keine Verursacher von Karies.

Beispiel 7
Herstellung von Bisquitkuchen

Kupplungszucker mit einem Wassergehalt von 30% und geringe Mengen Backöl und Brandy wurden Eidottern zugegeben, wonach das Gemisch geschlagen wurde. Danach wurde rasch durchgesiebtes Mehl hinzugegeben und der damit hergestellte Teig in eine Pfanne gegossen, wo er in einem Ofen bei etwa 300° C 40 Minuten lang gebacken wurde. Danach wurde das Erzeugnis mit Buttercreme versetzt. Die Zusammensetzung aus Mehl, Süßmittel und Eiern war wie üblich.

Das Innere des erhaltenen Produktes war gleichförmig, die Backfarbe war gut und die Süße mild. Wegen des geringen Gehaltes an Glucose, Rohrzucker usw. eignet es sich zur Verhütung von Karies.

Beispiel 8
Herstellung von Müchsäuregetränken

100 I entrahmte Milch wurde durch Erhitzen auf 80° sterilisiert und anschließend mit 3 1 einer Kulturlösung von Lactobacillus bulgaricus als Starter versetzt. Das Gemisch wurde 10 Stunden lang bei 35 bis 37° C fermentieren gelassen, wonach man eine Endacidität von 1,4 erhielt. Anschließend wurde das Gemisch unter Rühren homogenisiert, so daß der Kaseingehalt hinreichend gut dispergiert war. Anschließend wurden 200 Teile Kupplungszucker mit einem Wassergehalt von 25% zugegeben, gelöst und unter Rühren bei 80 bis 85° C sterilisiert. Das erhaltene Produkt wurde gekühlt, mit einer geringen Menge Aromastoff versetzt und in Flaschen abgefüllt.

Obwohl die so erhaltenen Milchsäuregetränke durch Milchsäure angesäuert sind, sind es nützliche Getränke, die wenig Glucose und Rohrzucker enthalten sowie eine milde Süße besitzen. Außerdem wird bei ihrem Genuß die Kariesbüdung verhindert, da sie kein Substrat enthalten, das weitere Säure erzeugen könnte und ihre Acidität außerdem leicht beseitigt werden kann.

Beispiel 9 Herstellung von eingemachtem Obst

Reife gelbe Pfirsiche, die in üblicher Weise geschält worden waren, wurden 15 Minuten lang in eine 0,05%ige Erythrosimelösung getaucht, um das Fruchtfleisch zu färben sowie von der Innenseite des Frucfitfleisches aus entgast Während der Behandlung wurde der pH-Wert der Lösung auf 4,0 eingestellt Anschließend wurden die Fruchtfleischteile mit kaltem

Il

Wasser gewaschen, um überschüssigen Farbstoff zu entfernen. Danach wurden sie in Kupplungszuckerlösungen von 3O°/oiger und anschließender 50%iger Konzentration eingetaucht, um sie zu süßen. Danach wurden sie in Blechbüchsen verpackt und mit 30%iger Kupplungszuckerlösung versetzt. Die Büchsen wurden entgast, verschlossen und anschließend bei 100⁰C sterilisiert.

Es wurden somit Konserven von hoher Qualität erhalten, die eine milde Süße sowie eine hinreichende Viskosität und einen guten Glanz besitzen. Die Erzeugnisse wurden ohne Verwendung von Glucose, Rohrzucker usw. hergestellt und erzeugen bei ihrem Genuß keine Karies.

Beispiel 10
Herstellung von Kaugummi

Nach üblichen Methoden wurden 20 Teile Gummibasis durch Erhitzen gelöst und mit 80 Teilen Kupplungszucker sowie hinreichenden Mengen Aroma- und Farbstoff versetzt. Anschließend wurde das Gemisch in einem Walzenkneter geknetet, verformt und über Nacht trocknen gelassen.

Obwohl Kaugummi eine Süßigkeit darstellt, die lange in der Mundhöhle verbleibt, kann die Süße der hergestellten Produkte hinreichend lange erhalten werden. Außerdem verursachen die Produkte kaum eine Bildung organischer Säuren, da sie wenig Glucose, Rohrzucker usw. enthalten und sind damit typische Genußmittel für die Verhütung von Karies.

Beispiel 11
Herstellung von Karamel

2Teil; Mehl wurden mit 100Teilen Kupplungszucker, der einen Wassergehalt von 20% besaß und weniger als 5% Glucose enthielt, vermischt. Nach dem Gelatinieren des Mehls durch Erhitzen wurde das Gemisch gekocht. 4 Teile Fett und öl sowie 9 Teile Erdnußbutter wurden danach bei 115° C dem Ganzen zugesetzt, um das Gemisch zu emulgieren, wonach das erhaltene Produkt bei 120 bis 125°C weitergekocht wurde. Nach Zugabe eines /vromamittels wurde das Produkt verformt, geschnitten und verpackt

Die Erzeugnisse besaßen eine milde Süße und waren nicht kristallin. Da sie außerdem im Gegensatz zu mit üblichen Stärkesirupen hergestellten Produkten wenig Glucose enthalten, bewirken sie kaum die Bildung von organischen Säuren, selbst wenn sie in der Mundhöhle verblieben und sich an den Oberflächen der Zähne ansammelten. Somit verursachten sie keine Karies.

Beispiel 12
Herstellung von süßer Schokolade

Ein Gemisch aus 40 Teilen Kakaopaste, 10 Teilen Kakaobutter und 50 Teilen Kupplungszucker in Form eines feinen Pulvers, der weniger als 10% Glucose und Rohrzucker enthielt, wurde durch ein Verfeinerungssieb gegeben. Nach Reduzierung der Viskosität wurde das Gemisch in eine Couche gegeben, wo es bis zu 2 bis 3 Tagen geknetet wurde. Während dieser Behandlung wurden 0,5 Teile Lecitin zugesetzt und hinreichend gut verteilt. Danach wurde die Temperatur auf 31°C

ι eingestellt und das Gemisch vor der Verfestigung der Butter durch Gießen verformt. Nach dem Entgasen mit einem Vibrator wurde das Erzeugnis in eine bei 1O⁰C gehaltene Kühlkammer eingebracht und dort 20 Minuten lang gehalten, um das Produkt zu verfestigen.

κι Die erhaltenen Schokoladeerzeugnisse besaßen eine hohe Qualität sowie ein gutes Aussehen, einen weichen Griff, eine milde Süße, eine hinreichende Bitterkeit und eine natürliche Löslichkeit in der Mundhöhle. Außerdem verursachten sie keine Karies, da sie wenig

ι -, Glucose, Rohrzucker usw. enthielten.

Beispiel 13 Herstellung von Pulvergetränk

40 Teile gepulverter Kupplungszucker, 0,2 Teile Zitronensäure, 0,35 Teile Aromaessenz und eine hinreichende Menge Farbstoff wurden vermischt und das Ganze anschließend getrocknet.

2·-, Die auf diese Weise erhaltenen Erzeugnisse besaßen eine hohe Wasserlöslichkeit und eine erfrischende Süße. Außerdem riefen sie keine Karies hervor, da sie nur wenig organische Säuren enthielten.

₃(, Beispiel 14

Herstellung von Sprudelgetränken

Cola-Getränk stellt eine geeignete, mit Kohlensäure versetzte Getränkeart dar, um darin Kupplungszucker ij zu verwenden. Das Getränk besaß die folgende Zusammensetzung:

A) Cola Aroma

36 ml Zitronenöl, 2,4 ml Süßorangenöl, 1,2 ml 4,1 Muskatnußöl, 1,2 ml Zimtöl, 0,6 ml Korianderöl,

1,2 ml Pomeranzenblütenöl und 950 ml 95%iger Alkohol.

B) Cola-Sirup

33 kg Kupplungszucker mit einem Wassergehalt von 20%, 191 Wasser, 1200 ml Karamel, 90 ml Sirupe der Phosphorsäure, 37,5 g Koffein, 45 ml Kokosblattextrakt, 75 ml Colafruchtextrakt, 470 ml Alkohol, 15OmI Vanilleextrakt, 120 ml Glycerin, 480 ml Zitronellensaft und 220 ml Colaaroma.

Zunächst wurde der Kupplungszucker in warmem Wasser gelöst und mit dem Karamel versetzt. Nach dem Abkühlen des Gemisches wurden die anderen Bestandteile, wie beispielsweise der Phosphorsäuresirup, das Koffein usw., hinzugegeben und das erhaltene Produkt 3 bis 4 Tage stehengelassen. Die gealterte Lösung wurde in eine Flasche überführt und diese nach Einbringen hinreichend gekühltem, mit Kohlensäure versetztem Wassers verschlossen.

Da die Erzeugnisse wenig Glucose, Rohrzucker usw. enthielten, verursachte ihr Genuß keine Kariesbildung.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Stärkesirups, der als Hauptbestandteil Oligoglucosylfructose enthält, durch Einwirken von Glucosyltransferase auf ein aus verflüssigter Stärke und Rohrzucker bestehendes wäßriges Gemisch, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) Glucosyltransferase in einem flüssigen Nährmedium aus Bacillus megaterium FERM-P 935 erzeugt und

b) eine bis zum Dextroseäquivalent (DE) von 5,0 verflüssigte und dann bei pH 6,0 und 88 bis 90⁰C inaktivierte Stärke-Aufschlämmung, der man nach Abkühlen auf 55° C auf 20 Teile Stärke 20 Teile Rohzucker zugibt, mit 10 Einheiten der Enzymlösung von a) je Gramm Stärke versetzt, 3 Tage bei pH 6,0 und 50°C reagieren läßt und dann reinigt.

2. Verwendung des nach Anspruch 1 erhaltenen Stärkesirups als Süßmittel in Nahrungsmitteln, Getränken, Zahnpflegemitteln oder Mundwässern zur Kariesverhinderung.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stärkesirups, der als Hauptbestandteil Oligoglucosylfruchtose enthält, durch Einwirken von Glucosyltransferase auf ein aus verflüssigter Stärke und Rohrzucker bestehendes wäßriges Gemisch. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines solchen Stärkesirups.

In der DE-OS 20 55 028 ist ein Verfahren zur Bereitung nichtkristallisierender, stark süßer, farbechter, hitzebeständiger Oligoglucosylfructose als Hauptbestandteil enthaltender Stärkesirupe mit Hilfe von Bacillus macerans beschrieben, bei dem man Rohrzukker und/oder Fructose und/oder Glucose enthaltende Zuckergemische in Lösungen verflüssigter Stärke als Akzeptor einverleibt und auf die Gemische Amylase von Bacillus macerans einwirken läßt. Als Zuckerakzeptor dient vor allem Rohrzucker, ferner Fructose und/oder Glucose, Maltose, Maltobionsäure, Zellobiosäure. Turanose, Panose, Isomaltose und verschiedene Glucoside. Als Ausgangsstoffe sind zahlreiche Stärken anwendbar, z. B. Stärke von Süßkartoffel, Kartoffel, Mais und wachsartigem Mais, sowie Amylosestärke. Die Stärkeverflüssigung erfolgt mittels Säure oder Enzym. Durch Anwendung eines Verflüssigungsenzyms wird der Anteil an hochmolekularen Oligosacchariden mit über 10 Glucoseresten schnell herabgesetzt und solche mit etwa 6 bis 7 Glucoseresten erhalten, die in der nachfolgenden Umsetzung am wirksamsten sind. Die nach dem bekannten Verfahren erhaltenen 50- bis 70%igen gereinigten Zuckersirupe können durch Sprühtrocknung in leicht zu handhabende Trockenpulver, die eine hohe Süßkraft, aber eine verhältnismäßig geringe Hygroskopizität aufweisen, überführt werden. Die erhaltenen Sirupe werden wegen ihrer intensiven, aber milden Süße als Süßmittel für Konditorwaren vorgeschlagen.

Nach dem derzeigen Stand der Wissenschaften wird Karies durch Polysaccharide und organische Säuren verursacht, die beide als Ergebnis der Zuckerverdauung in der Mundhöhle gebildet werden. Im Falle von Saccharose, einem typischen Süßmittel, werden in der Mundhöhle durch Mikroorganismen Polysaccharide, -, wie beispielsweise Dextran oder Levan, aus der Saccharose gebildet und sammeln sich an der Zahnoberfläche in Form einer dünnen Schicht an. Damit können verschiedene Zuckerarten, die durch die Zahnoberfläche hindurchgedrungen sind, eine Gärung erfahren,

ίο wobei organische Säuren gebildet werden, die den Zahnschmelz, das Oberflächengewebe der Zähne, angreifen. Da Polysaccharide, wie Dextran oder ! evan, aus Rohrzucker gebildet werden, leuchtet es ein, daß die übliche Verwendung von Rohrzucker als Süßmittel ursächlich für das Auftreten von Karies ist.

Oligoglucosylfructose, die als Hauptbestandteil in dem Stärkesirup vorhanden ist, erweist sich als augezeichnetes Süßmittel, so daß der Sirup Zusammensetzungen zugesetzt werden kann, die in die Mundhöhle

jm gelangen und dort eine Kariesbildung nicht hervorrufen. Oligoglucosylfructose besitzt die Formel

[O-ot-D-Glucopyranosyl-O — 4)]„-O-«-D-Glucosylpyranosyl-(l -► 2)-jJ-D-fructofuranosid,

worin π einen Wert von 1 bis 15 besitzen kann.

Das Ende des Oligoglucosylsaccharids ist somit an einem Fructoserest gebunden, und dieser Fructoserest und der anschließende Glucoserest zusammen bilden einen Rohrzuckerrest.

jo Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem auch mit anderen Bakterienstämmen bei Einhaltung bestimmter Bedingungen ein Stärkesirup erhalten werden kann, der als Hauptbestandteil Oligoglucosylfructose, möglichst in größerer Ausbeute, enthält.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen beim eingangs angegebenen Verfahren erfindungsgemäß die kennzeichnenden Maßnahmen des Patentanspruches 1.
Erfindungsgemäß wird ferner vorgeschlagen, den auf diese-Weise hergestellten Stärkesirup als Süßmittel in Nahrungsmittel, Getränken, Zahnpflegemitteln oder Mundwässern zur Kariesverhinderung zu verwenden.

Der auf diese Weise erhaltene Kupplungszucker läßt sich verhältnismäßig schwer vom Speichel zersetzen, während er leicht von im übrigen Verdauungstrakt erhaltenen Fermeten, wie lnvertase, Amylase usw. zerlegt wird. Außerdem besitzt der Kupplungszucker eine milde Süße und eignet sich als Süßmittel und Träger für Nahrungsmittelzusammensetzungen. Da die gewohnheitsmäßige Verwendung der gesüßten Massen entsprechend der Erfindung die Vermehrung von Stämmen, die Polysaccharide, wie beispielsweise Dextran oder Levan, erzeugen, verhindert, besteht bei der Verwendung des durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugten Kupplungszuckers nicht die Gefahr der Kariesbildung.

Die mit dem erzeugten Süßmittel gesüßten Massen können flüssig, pulverförmig oder fest sein, beispielsweise kann es sich um gesüßte Zahnpflegemittel, Mundwas-

bo ser, mit Zucker überzogene Tabletten, Tafelzucker, Konfekt, Backwaren sowie andere Nahrungsmittel und Getränke handeln. Zweckmäßig enthalten die für diese Erzeugnisse verwendeten Süßmittel mehr als 50 Gew.-°/o Kupplungszucker, während der Rest aus

ti mindestens einem weiteren Zucker, Zuckeralkohol, künstlichem Süßmittel usw. besteht. Außerdem enthält der Kupplungszucker zweckmäßig eine geringe Menge an freiem Rohrzucker.