DE4131084C2

DE4131084C2 - Neue Getränkezusammensetzungen mit einem Gehalt an einem Dipeptidsüßstoff, einem Saccharinsalz und einem hydrokolloidalen Polysaccharid

Info

Publication number: DE4131084C2
Application number: DE4131084A
Authority: DE
Inventors: Tawfik Sharkasi; Margaret J Havekotte
Original assignee: Pepsico Inc
Current assignee: Pepsico Inc
Priority date: 1990-08-07
Filing date: 1991-09-18
Publication date: 2000-12-28
Anticipated expiration: 2011-09-19
Also published as: GB9119530D0; DE4131084A1; FR2681220B1; US5126158A; GB2259438A; GB2259438B; FR2681220A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue Getränkezusammensetzungen und ist besonders wertvoll für die Herstellung von Getränken vom diätetischen Typ mit verbesserten Mundgefühl- und Süße-Eigenschaften. Die Getränke gemäß der vorliegenden Erfindung betreffen Zusammensetzungen mit einem Gehalt an wenigstens einem lebensmittelgeeigneten hydrokolloidalen Polysaccharid, einem Saccharinsalz und einem Aspartylphenyl alaninmethylester-Süßstoff.

Es ist aus verschiedenen Gründen für Getränke erwünscht, daß sie gute Geschmackseigenschaften aufweisen. Die Anwesenheit verschiedener Konzentrationen an den suspendierten und gelösten Stoffen, wie Zuckern, beeinflußt oftmals in signifikanter Weise den Geschmack. Die Weglassung von Zuckern in diätetischen Geträn ken mit künstlichen Süßstoffen läßt manchen Wunsch offen. Es ist wohl bekannt, daß unter den nachteiligen Eigenschaften der diätetischen Getränke der Mangel an Textur und einem den zuckergesüßten Getränken hinreichend ähnliches Mundgefühl inbegriffen sind.

Trotz zahlreicher Versuche zur Eleminierung des den diätetischen Getränken eigenen Nachgeschmacks ist es nur in begrenztem Umfang gelungen, den zuckergesüßten Getränken in bezug auf Geschmack, Mundgefühl und Textur voll zu entsprechen.

Die erfindungsgemäßen Getränkezusammensetzungen enthalten einen Dipeptidsüßstoff. Aspartylphenylalanin methylester-Süßstoffe sind Beispiele dieser Dipeptidsüßstoffe, die in dem US-Patent 34 75 401 beschrieben sind und der folgenden allgemeinen Formel entsprechen:

in der x ausgewählt ist aus den Resten:

und (CH₂)_nS(O)_m(Niederalkyl)
wobei R Wasserstoff oder einem niederen Alkylrest entspricht, m die Bedeutung von 0 oder 2 hat und n eine positive ganze Zahl unter 3 ist.

Der am meisten bekannte Süßstoff auf Dipeptid-Basis ist α-L-Aspartyl-L-phenylalaninmethylester (im nach folgenden als Aspartam bezeichnet). Aspartam hat eine Süße von guter Qualität und einen Süßgrad, der etwa dem 200fachen der Süßkraft von Saccharose entspricht. Die Verwendung von Aspartam als diätetischer Süßstoff ist weitverbreitet.

Unglücklicherweise haben sich jedoch die vorgenannten Dipeptid-Süßstoffe als relativ unbeständige Verbin dungen erwiesen. So zersetzt oder verändert sich Aspartylphenylalaninmethylester relativ leicht unter Bildung eines Diketopiperazins, was eine signifikante Verminderung der Süßkraft mit sich bringt. Im Falle des Vermi schens der Aspartylphenylalaninmethylester mit Wasser lösen sich diese nicht leicht, sondern neigen zur Bildung von Klumpen, die sich nur unter Schwierigkeiten auflösen. Die vorstehenden Betrachtungen haben zu wesentli chen Problemen geführt, um die Dipeptid-Süßstoffe in eine Form zu bringen, die den Vorteil ihrer hohen Süßungseigenschaften zu nutzen vermag und zugleich in möglichst großem Umfang die mit den Dipeptiden inhärent verbundenen Löslichkeits- und Unbeständigkeits-Eigenschaften vermeidet.

Saccharin ist ein Bestandteil der oftmals eingesetzt wird als Zuckerersatz; bei diesem besteht jedoch der Nachteil eines unangenehm bitteren metallischen Nachgeschmacks. Das Ausmaß des vom Saccharin bedingten Nebengeschmacks wurde als von der Konzentration der Verbindung abhängig beschrieben. Es wurde weiterhin berichtet, daß ein jeder den Nebengeschmack des Saccharins bei einer gewissen Konzentration erhalten kann. Kombinationen von Saccharin mit Bestandteilen nach Art von Pektin oder Sorbit, Maltose, Dextrose etc. wurden erprobt in der Hoffnung auf Eliminierung des Nachgeschmacks. Es wurden auch Kombinationen aus Saccharin und Cyclamatsalzen verwendet. Jedoch konnte mit keiner dieser Kombinationen das gewünschte Ergebnis erzielt werden.

Obgleich Saccharin, bezogen auf Gewicht-zu-Gewicht-Basis bei dem Schwellenwert der Süße etwa 700 mal so süß wie Saccharose ist, ist es bei üblichem Anwendungsniveau nur etwa 200-400 mal so süß wie Saccharose. Die Süße von Saccharin im Vergleich zur Saccharose nimmt ab mit der Saccharinkonzentration. Um eine gegebene Zunahme im Süßigkeitsniveau durch Saccharin zu erreichen, ist es notwendig, eine proportional größere Konzentration an Saccharin vorzusehen. Der erhöhte Anteil an Saccharin verursacht als Folge eine größere Wahrnehmung des störenden Nachgeschmacks.

Hydrokolloidale Polysaccharide, wie sie im vorliegenden Fall verwendet werden, umfassen als Begriff Stoffe in der Art von natürlichen Gums, modifizierten oder synthetischen Gums und synthetischen Ethern von Polysac chariden.

Gums sind hochpolymere Kohlenhydrate, die unlöslich in Alkohol und anderen organischen Lösungsmitteln sind, aber im allgemeinen in Wasser löslich oder dispergierbar sind. Natürliche Gums sind hydrophile Polysac charide, die aus durch glykosidische Bindungen verbundenen Monosaccharideinheiten bestehen. Sie kommen z. B. vor in verschiedenen tropischen Bäumen und Sträuchern, bzw. im Tang oder Phycokolloiden (Algen). Ihre Hauptanwendung finden sie als Schutzkolloide und Emulgiermittel in Lebensmittelprodukten und Pharmazeuti kas.

Die US Patente 27 61 783, 28 76 107, 30 61 445, 32 94 544, 34 13 125, 34 76 571, 39 87 211 und 42 28 198 offen baren Getrankearten, die Saccharin und einen Gum enthalten. Zu keinem der vorgenannten Patente ist jedoch die Verwendung eines Aspartylphenylalaninmethylester-Süßstoffs in den beschriebenen Zusammensetzungen dargelegt.

Die US Patente 36 95 898, 37 80 189, 39 84 047, 40 01 455, 40 09 292 und 46 90 827 betreffen Zusammensetzun gen, die Aspartam und Saccharin enthalten, sie vermitteln jedoch keinen Hinweis auf deren Kombination mit einem Gum.

Das US-Patent 40 51 268 offenbart eine feste Getränkezusammensetzung mit einem Gehalt an einem eßbaren Gum und Aspartam; der Einsatz von Saccharin in der Mischung ist nicht erwähnt.

Es wurde nun gefunden, daß im Falle der Anwesenheit nur eines lebensmitteltauglichen hydrokolloidalen Polysaccharids in einer Getränkemischung zusammen mit einem Saccharin-Salz und einem Aspartylphenylalan inmethylester-Süßstoffs ein Getränk mit sehr angenehmen Mundgefühl gewonnen werden kann.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Getränkezusammensetzung, die wenigstens ein lebensmittel gerechtes hydrokolloidales Polysaccharid im Bereich von etwa 25 bis 800 mg/L, ein Saccharinsalz und einen Dipeptidsüßstoff enthält, wobei das Verhältnis des Dipeptidsüßstoffs zu dem Saccharinsalz im Bereich von etwa 60 : 1 bis etwa 20 : 1 liegt.

Die außergewöhnlichen Resultate, die mit den geoffenbarten neuen Zusammensetzungen erzielt werden, waren in Kenntnis des Standes der Technik nicht zu erwarten. Obgleich danach im allgemeinen auch die Verwendung von Aspartam, Saccharin und einem Gum in einem Getränkeprodukt beschrieben ist, so ergibt sich auch bei gemeinsamer Betrachtung des Standes der Technik kein Hinweis auf den Einsatz der drei Komponen ten in den vorgenannten besonderen Bereichen, die zu dem unerwartet verbesserten Getränk führen, vgl. US-Patente RE 29 682, 37 53 739, 40 81 567, 45 82 712, 47 16 046, 47 22 844 und 47 69 244.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem bestimmten Verhältnis des Saccharins zu APM, aber nur in der Verbindung mit einen hydrokolloidalen Polysaccharid zeigen sich die Charakteristiken des resultierenden Ge tränks mit dem wesentlich verbesserten Mundgefühl.

Die erfindungsgemäßen Getränkezusammensetzungen können gewünschtenfalls auch zusätzliche Ingredien zien oder Adjutantien, wie Koffein, Vanille oder andere Aromastoffe, Stabilisatoren, oberflächenaktive Stoffe, Konservierungsmittel, Fließregulantien und dgl. enthalten.

Mit Fig. 1 bis 4 sind Schaubilder zur Darstellung der Bewertung von verschiedenen Eigenheiten der Geträn kezusammensetzungen. Der Mittelwert 0 auf der Bewertungsskala bezieht sich auf eine Getränkezusammenset zung auf Basis eines fruktosereichen Maissirups (HFCS).

Fig. 1 erläutert die Texturunterschiede zwischen einem HFCS-Getränk und einem erfindungsgemäß aufge bauten Getränk sowie einem nur Aspartam als Süßstoff enthaltendem Getränk.

Fig. 2 erläutert den Einfluß des Aromas auf die Textur der Mischungen gemäß der Erfindung bei zwei sich nur im Aroma unterscheidenden Zusammensetzungen im Vergleich zu HFCS-Mischung.

Fig. 3 illustriert den Einfluß des hydrokolloidalen Polysaccharids auf die Textur der erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Eine erfindungsgemäße Mischung wird bewertet gegenüber dem HFCS-Getränk sowie einer Mischung ohne das hydrokolloidale Polysaccharid.

Fig. 4 zeigt den Einfluß vom Saccharin auf die Textur der erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Bewertet im Vergleich zu dem HFCS-Getränk ist eine erfindungsgemäße Zusammensetzung sowie eine sonst ähnliche Mischung ohne Saccharin.

Fig. 5 ist ein Schaubild zur Darstellung der sensorischen Analyse einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung im Vergleich mit dem HFCS-Getränk und einer Getränkezusammensetzung mit Aspartam als alleinigem Sü ßungsmittel.

Wenn auch die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen mit einem jeden hydrokolloidalen Polysaccharid praktikabel sind, so betrifft doch die Erfindung besonders effektiv bei Verwendung von natürlichen Gums und modifizierten Gums, wie synthetischen Estern von Polysacchariden.

Beispiele für natürliche Gums sind: Xanthan, Guar, Pektin, Algin, Carrageenan, Gummi arabicum, Karaya, Traganth, Robinien-Gum, Tamarinden-Gum, Lärchen-Gum oder Okra-Gum.

Modifizierte Gums umfassen Cellulose und Starke Derivate und synthetische Gums, wie schwach methox yliertes Pektin, Propylenglykolalginat, Natriumalginat, Natriumcarageenat, Triethanolaminalginat, carboxyme thyliertes Robinien-Gum und carboxymethyliertes Guar-Gum. Cellulosegums sind unter anderem Methylcellu lose, Natriumcarboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose und Ethylcellulose.

An sich sollten nur lebensmittelzulässige Gums eingesetzt werden. Bevorzugte hydrokolloidale Polysacchari de sind Xanthan, Guar, Pektin, Methylcellulose, Propylenglykolalginat und Kombinationen von Xanthan mit anderen hydrokolloidalen Polysacchariden und auch Kombinationen von Pektin mit Guar. Die Menge an dem eingesetzten Gum hängt ab von dem als Ziel dienenden Zucker, dem man ebenbürtig sein will. Variierende Mengen am Gum bedingen unterschiedliche Charakteristiken, wie Mundgefühl und Viskosität. Im allgemeinen werden die Gums verwendet in Mengen von etwa 25 mg/L bis zu etwa 10 g/L in Abhängigkeit von der Molekülgröße, der gewünschten Viskosität, dem Gum-Einfluß und dem gewünschten Kaloriengehalt. So wird z. B. für eine 1.3 bis 1.5 cps-Viskosität bei einem 1 Kaloriengetränk ein Gumgehalt im Bereich von etwa 25 bis zu etwa 800 mg/L bevorzugterweise eingesetzt.

Der erfindungsgemäß bevorzugt einzusetzende Aspartylphenylalaninmethylester-Süßstoff ist Aspartam. Das Verhältnis vom Dipeptidsüßstoff zum Saccharin kann im Hinblick auf gewünschte Resultate variiert werden; im allgemeinen liegt jedoch das Verhältnis vom Dipeptidsüßstoff zum Saccharin im Bereich von etwa 60 : 1 bis zu 20 : 1 und insbesondere im Bereich von etwa 50 : 1 bis zu etwa 25 : 1.

Untersuchungen wurden durchgeführt, um zu bestimmen, welche Bestandteile (Aroma, Süßstoffmischung, Gum) kritisch sind für die Beobachtung der Textur über die MPA(Mundgefühl-Listen-Analysen (mouthfeel panel analysis))-Bewertung und instrumentale Bestimmung der Viskosität. Die Getränkezusammensetzungen werden beurteilt im Vergleich zu einem üblichen, kalorienreichen HFCS Getrank, um so festzustellen, welcher Getränkebestandteil oder welche Kombination derselben am meisten der Textur eines HFCS gesüßten Geträn kes nahekommt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, findet man keinen signifikanten Textur Unterschied beim Vergleich von HFCS mit der Xanthan/Aspartam/Saccharin Kombination. Die Ergebnisse der Versuche erwiesen sich als reproduzierbar.

HFCS wurde dann noch untersucht im Vergleich zu einem Aspartam-Getränk. Das letztere war deutlich verschieden in den Textureigenschaften vom HFCS gesüßten Getrank (vgl. Fig. 1). Das Attribut "Gefühl von weichem Gewebe" (feel of soft tissue) erscheint als einer der signifikanteren Unterschiede zwischen dem regulären und dem diätetischen Produkt. Der Anteil vom Mundüberzug und Kribbeleffekt waren ebenfalls deutlich niedriger als bei dem HFCS-gesüßten Getränk.

Fig. 2 gibt die Ergebnisse vom Einfluß des Aromas wieder. Wenig ausgeprägte Unterschiede wurden gefun den, sofern die Produkte sich nur im Aroma unterschieden. Indessen zeigten sich Richtungsunterschiede zwi schen den einsetzbaren Aromen zur Erzielung spezifischer Charakteristiken. So wurde z. B. gefunden, daß das Aspartam-Getränk zu signifikant stärkerem Räuspern führte gegenüber dem HFCS-Getränk.

Bei der Betrachtung von Fig. 3 sieht man, daß die Produkte mit Xanthan gezielter als einem HFCS-Getränk ähnlich bewertet wurden. Die Produkte ohne Xanthan besaßen - so wurde gefunden - dem HFCS enthalten Getränk weniger ähnliche Textureigenschaften als ein xanthanhaltiges Produkt, insbesondere in den Merkmalen Schärfe, Kribbelgefühl, Vermischbarkeit, Gewebegefühl, Mundüberzug, Dauer des Überzugs, Räuspern und Brennen.

Fig. 4 zeigt die Unterschiede der Süßstoff-Mischung (Aspartam und Saccharin mit Xanthan) gegenüber einer Xanthan-Aspartam-Kombination. Die Produkte mit der Saccharin enthaltenden Mischung wurden als gezielter dem HFCS-Getränk ähnlich bewertet. Die Produkte mit der Süßstoffmischung wurden in jedem Merkmal als dem HFCS-gesüßten Getränk näherkommend befunden.

Die Ergebnisse der MPA-Bewertung zeigen den Einfluß von den drei Bestandteilen (Aroma, Süßstoff und Hydrokolloide) bei der Texturwahrnehmung. Schwach ausgeprägte Unterschiede wurden zwischen diesen Produkten und dem HFCS-gesüßten Produkt gefunden. Indessen wurde das Gesamtprofil von jedem Produkt (ohne Xanthan oder ohne Süßstoffmischung als weniger texturähnlich dem HFCS gesüßten Produkt getestet als die vorliegenden neuen Zusammensetzungen.

Eine Viskositätsanalyse wurde - wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist - durchgeführt, um die physikalischen Texturunterschiede aufzuzeigen, die zwischen den diätetischen Produkten mit und ohne Xanthan im Vergleich zu einem üblichen HFCS-Getränk bestehen.

Tabelle 1 Viskositätswerte*)

HFCS	1,34 cps
APM/Saccharin	1,00 cps
Xanthan/APM/Saccharin	1,41 cps
Xanthan/APM	1,41 cps
Xanthan/APM/Saccharin (neues Aroma)	1,36 cps
APM	1,00 cps

*) Die Produkte waren lagerbeständig: Das 4 Monate gealterte übliche HFCS-Getränk und das Xanthan/Aspartam/Saccharin-Getränk zeigten keine Viskositätsänderung bei einer pH-Einstellung von 2.5 bis 2.7.

Eine sensorische Analyse wurde durchgeführt bei Getränken mit einem Gehalt an HFCS, Xanthan/Aspartam/ Saccharin und Aspartam allein (siehe Fig. 5), um einen Unterschied zu bestimmen in bezug auf die Merkmale: Nachgeschmack, Schärfe (bite), Zusatz an Kohlensäure, Nahrungsgeschmack (diet taste), Mundgefühl (mouthfe el), Weichheit, Süße und Aroma. Keine signifikanten Unterschiede wurden gefunden zwischen dem HFCS-Ge tränk und dem Xanthan/Aspartam/Saccharin-Getränk, außer beim Nachgeschmack. Bei der Nachgeschmacks menge bestand kein Unterschied.

Eine Darstellung der Süße erfolgte bei Getränken mit einem Gehalt an Xanthan/Aspartam/Saccharin, nur Aspartam, Aspartam/Xanthan und Aspartam/Saccharin. Saccharin wurde als Kontrollbestandteil für die Süße der Getränkematrix herangezogen. Xanthan hatte nur einen geringen Einfluß auf die Qualität der Süße. Keine wesentlichen Unterschiede wurden bei irgendeinem der Süßemerkmale zwischen HFCS und Xanthan/Saccha rin/Aspartam oder zwischen HFCS und Aspartam/Saccharin gefunden. Die Qualität der Süße wird von der kleinen Menge an Saccharin veranlaßt.

Beispiel 1

Eine Getränkezusammensetzung wurde hergestellt durch Vorlösen von Xanthan unter Verwendung eines Mischers mit hoher Scherwirkung bei 71,1°C (160°F). Nach der vollständigen Lösung des Xanthans erfolgte eine Überführung in einen 1-Liter-Becher. Saccharin-Natrium wurde gelöst und in den Becher eingetragen. 80%ige Phosphorsäure wurde zugemischt, gefolgt von der Zugabe von vorgelöstem Coffein. Aspartam wurde in der sauren Mischung gelöst, wonach Aromakonzentrat zugegeben und die Inhaltsstoffe auf das Volumen aufgefüllt wurden.

Getränke-Rezeptur

Aromakonzentrat	14,6 g
Koffein	0,64 g
APM	3,40 g
80%ige Phosphorsäure	0,53 g
Xanthan	0,59 g
Saccharin-Natrium	0,07 g
AL=L<Wasserauffüllung
gesamt	1,00 Liter

Aromakonzentrat

Zitronensäure	35,95 g
Karamel	705,85 g
80%ige Phosphorsäure	70,10 g
Aroma	22,89 g
AL=L<Wasserauffüllung
gesamt	1,00 Liter

Kohlensäureanteil abhängig vom Getränk

Beispiele 2 bis 4

Gemäß dem Beispiel 1 werden Getränke hergestellt, jedoch mit Variation in bezug auf Saccharin-Natrium und Saccharin-Calcium.

Beispiele 5 bis 7

Gemäß dem Beispiel 1 werden Getränke hergestellt mit Variation in bezug auf die Xanthan-Typen.

Formulierungen mit verschiedenen Xanthan-Typen

Beispiele 8 bis 17

Gemäß dem Beispiel 1 werden Getränke hergestellt mit Variation in bezug auf das eingesetzte hydrokolloida le Polysaccharid.

Formulierungen mit verschiedenen Gum-Typen

Beispiele 18 bis 20

Gemäß Beispiel 1 werden Getränke hergestellt mit Variation in bezug auf die Saccharin/Aspartam-Mischun gen in Abhängigkeit von der gewünschten Süße.

Beispiele 21 bis 23

Gemäß Beispiel 1 werden Getränke hergestellt, jedoch mit verschiedenen Aromakonzentraten.

Formulierungen mit Aromavariation

Beispiele 24 bis 26

Gemäß Beispiel 1 werden Getränke hergestellt mit variierenden Menge an Saccharin-Natrium/APM zur Erzielung verschiedener gewünschter Brix-Werte*)

Formulierungen mit verschiedenen Brix-Werten

Claims

1. Getränkezusammensetzung, enthaltend wenigstens ein lebensmittelgeeignetes hydrokolloidales Polysac charid im Bereich von 25 bis 800 mg/L ein Saccharinsalz und einen Dipeptid-Süßstoff, wobei das Verhältnis vom Dipeptid-Süßstoff zu dem Saccharinsalz im Bereich von etwa 60 : 1 bis zu etwa 20 : 1 liegt.

2. Getränkezusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das hydrokolloidale Polysaccharid ein natürlicher oder modifizierter Gum ist.

3. Getränkezusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das hydrokolloidale Polysaccharid Xant han, Guar, Alkylcelluloseether, Pektin oder Propylenglykolalginat ist.

4. Getränkezusammensetzung gemäß Anspruch 3, wobei die Alkylcellulose Methylcellulose ist.

5. Getränkezusammensetzung gemäß einem jeden der Ansprüche 1 bis 3, wobei das hydrokolloidale Polysaccharid eine Mischung aus Xanthan und wenigstens einem anderen hydrokolloidalen Polysaccharid ist.

6. Getränkezusammensetzung gemäß einem jeden der Ansprüche 1 bis 3, wobei das hydrokolloidale Polysaccharid eine Mischung aus Pektin und Guar ist.

7. Getränkezusammensetzung gemäß einem jeden der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Saccharinsalz aus Saccharin-Natrium, Saccharin-Calcium oder einer Mischung aus Saccharin-Natrium und Saccharin-Calci um besteht.

8. Getränkezusammensetzung gemäß einem jeden der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verhältnis des Dipep tidsüßstoffs zu dem Saccharinsalz im Bereich von etwa 50 : 1 bis zu etwa 25 : 1 liegt.

9. Getränkezusammensetzung gemäß einem jeden der vorangehenden Ansprüche wobei der Dipeptidsüß stoff ein Aspartylphenylalaninmethylester-Süßstoff ist.

10. Getränkezusammensetzung gemäß einem jeden der vorangehenden Ansprüche, wobei der Aspartylphe nylalaninmethylester-Süßstoff der L-Aspartyl-L-phenylalaninmethylester ist.