專利名稱：甜味劑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于含粉末狀的N-[N-(3,3-二甲基丁基)-L-α-天冬氨?；鵠-L-苯丙氨酸1-甲基酯(Neotame，以下簡稱為「NM」)和粉末狀的丁磺氨鉀(Acesulfame K以下簡稱為「ACE-K」)作為有效成分的、溶解性優(yōu)異的粉末狀甜味劑組合物。
背景技術(shù)：
有報(bào)道稱高甜度合成甜味劑NM的甜度，與蔗糖相比以重量比計(jì)為約10,000倍(特表平8-503206)。另外，對于它的甜味質(zhì)量尚沒有詳細(xì)地報(bào)告，但通過本發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)，其前味極其淡(含在口中時(shí)，甜味象蔗糖樣很快感覺到的味道)；后味極其重(含在口中時(shí)，甜味比蔗糖消失慢的感覺)，并且澀味重。因此，同通常作為甜味質(zhì)量評價(jià)基準(zhǔn)的蔗糖進(jìn)行比較的話，其甜味均衡性不佳。另一方面，ACE-K也是一個(gè)合成甜味劑，其甜度同天冬甜素(Aspartame，以下簡稱為「APM」)相同，以重量比計(jì)是蔗糖的約200倍左右，但與APM相比，前味、苦味、澀味、成癮性、以及刺激性強(qiáng)烈，甜味更加不佳。最早通過與APM的合并使用來改善甜味(美國專利第4158068號，與此相對應(yīng)的特公昭59-51262等)，以后提出了各種各樣的改善方案。對于APM的甜味質(zhì)量來說，與作為甜味質(zhì)量評價(jià)基準(zhǔn)的蔗糖相比，前味淡、并且后味重。
對于改善NM及ACE-K的甜味來說，提出了種種的方案，也得到了相應(yīng)的效果?？墒?，對于NM另外還有溶解性方面的問題，即在工業(yè)上制造出的NM粉末(結(jié)晶)，將其溶解于水的時(shí)候，存在溶解性不好(即容易形成球狀物，溶解不能順利進(jìn)行，或者即使不這樣溶解速度也小等)的問題。形成球狀物等溶解性差的情況，例如以清涼飲水為例，使添加NM來產(chǎn)生甜味的飲品的生產(chǎn)效率降低，在它們的工業(yè)生產(chǎn)上成為極不利因素。
在前述現(xiàn)有技術(shù)背景下，本發(fā)明的目的在于提供改善NM溶解性的優(yōu)異方法。
發(fā)明的概述本發(fā)明者們?yōu)榱诉_(dá)到上述目的進(jìn)行深入研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)NM通過與ACE-K混合，在溶解時(shí)不僅不形成球狀物，而且溶解速度也比NM單獨(dú)存在時(shí)的溶解速度增大，即溶解性被改善，實(shí)現(xiàn)了預(yù)先的設(shè)想，根據(jù)這個(gè)發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明。
本發(fā)明甜味劑組合物有效成分之一的粉末狀NM，其結(jié)晶的類型沒有特別地限制，例如無論是已知的結(jié)晶(被稱為A型結(jié)晶)還是后述的C型結(jié)晶均可以，但從本發(fā)明的目的來看，后者顯著地優(yōu)于前者。
此外，在WO95/30689中公開過已知的NM結(jié)晶構(gòu)造，其中記載著它的IR光譜。另外，本發(fā)明者們，分析過其單晶結(jié)構(gòu)，結(jié)果證實(shí)該晶體是1水合物；在用X射線粉末衍射法測定時(shí)，至少在6.0°、24.8°、8.2°以及16.5°的衍射角度(2θ、CuKα線)，確認(rèn)該晶體顯示有X(射線)衍射的特定吸收峰。為方便起見，本發(fā)明者人將該結(jié)晶稱為A型結(jié)晶。
本發(fā)明者們進(jìn)一步研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)干燥狀態(tài)的A型結(jié)晶的水分含量通常是3～6％(包括結(jié)晶水)，但進(jìn)一步干燥此A型結(jié)晶，使水分含量不足3％時(shí)，能夠得到失去了結(jié)晶水的溶解性被改善了的N-(3,3-二甲基丁基)-APM的新型的結(jié)晶；這個(gè)新型的結(jié)晶即被命名為C型結(jié)晶。
這個(gè)C型結(jié)晶，在用CuKα射線的X射線粉末衍射法測定時(shí)，具有同A型結(jié)晶不同的衍射角度，即至少在7.1°、19.8°、17.3°以及17.7°的衍射角度(2θ)顯示有X射線衍射的特定吸收峰。參照后述的參考例1～3。
與本發(fā)明的甜味劑組合物中有關(guān)NM和ACK-E的混合比例(使用比例)，是ACE-K的比例為占兩者總和的10～97重量％。ACE-K的使用比例在10重量％以下或者97重量％以上時(shí)，經(jīng)ACE-K所致的溶解促進(jìn)效果會降低。
NM和ACE-K在所述比例范圍的混合物，由ACE-K對NM產(chǎn)生的溶解促進(jìn)效果，根據(jù)NM的結(jié)晶類型的不同而不同。NM是C型結(jié)晶，并且ACE-K的比例為占NM及ACE-K總量的50～97重量％的時(shí)候，NM的溶解性提高特別大。
不以規(guī)定的比例事先將NM以及ACE-K的兩者進(jìn)行混合(即不采用本發(fā)明的甜味劑組合物)，而分別地、但是同時(shí)地投入水中時(shí)(分別投入)，ACE-K溶解速度大，立即溶解；但NM的溶解速度受到限制，溶解速度比混合物減慢(后述試驗(yàn)例3)。
本發(fā)明的甜味劑組合物根據(jù)用途，以良好的使用效果為目的或者以改善甜味質(zhì)量為目的，在不損害經(jīng)本發(fā)明被改善的NM的溶解性的范圍內(nèi)，與以前的高甜度甜味劑組合物的情況一樣，可以同糖醇類、低聚糖類、食物纖維等稀釋劑及賦形劑，或者其它如天冬甜素、阿力甜素、糖精等高甜度合成甜味劑進(jìn)行配合使用。此種情況下的稀釋劑及賦形劑也包括蔗糖、葡萄糖等低甜度甜味劑。
本發(fā)明不僅僅實(shí)現(xiàn)NM溶解性的進(jìn)一步改善，并且通過改善NM以及ACE-K兩者的甜味質(zhì)量，能夠制成優(yōu)異的甜味劑組合物。
實(shí)施本發(fā)明的最佳形式以下，通過參考例以及試驗(yàn)例，進(jìn)一步地說明本發(fā)明。
參考例1NM的制備在裝備有保證將氣態(tài)的氫極其有效地混入到液體層的攪拌槳反應(yīng)器中，一邊攪拌一邊連續(xù)地將以下的物品投入離子交換水700ml、醋酸4.21ml、10％鈀炭20g、甲醇1,300ml、天冬甜素56g、以及3,3-二甲基丁醛25ml。
用氮?dú)饬鞒涮罘磻?yīng)器后，將反應(yīng)混合物以200ml/分H2流速在室溫下進(jìn)行氫化。反應(yīng)混合物進(jìn)行取樣，通過用高速液相色譜(HPLC)分析生成物而監(jiān)控反應(yīng)的進(jìn)行。氫化反應(yīng)6小時(shí)后，用氮?dú)獬錆M反應(yīng)器，通過用微孔濾器(0.45μm)濾除催化劑，停止此反應(yīng)。
分析得到的濾液(1,494g)，結(jié)果收率是81％。接著將此濾液一直濃縮至281g，除去甲醇，在10℃下攪拌一夜使其析出結(jié)晶。最終得到高純度(99％以上，HPLC)的87gNM白色濕結(jié)晶(收率77％)。
參考例2A型結(jié)晶的制造使用參考例1制備出的NM的一部分，配制NM的濃度為3重量％NM水溶液100g(在60℃溶解)。接著，將其在5分鐘內(nèi)邊攪拌邊從60℃一直冷卻到30℃。液溫在到達(dá)30℃后開始結(jié)晶出白色晶體。將液溫保持在30℃，使晶體生長一夜，濾取結(jié)晶。
(a)上述得到的濕結(jié)晶使用CuKα射線，用X射線粉末衍射法測定X射線衍射。得到的X射線粉末衍射圖見

圖1。
從圖中明確看出，該濕結(jié)晶至少在6.0°、24.8°、8.2°以及16.5°顯示特征衍射峰，是A型結(jié)晶。
(b)將該濕結(jié)晶放置在設(shè)定為50℃的真空干燥器內(nèi)，使水分含量一直干燥到5重量％。這樣得到的干燥結(jié)晶使用CuKα線，用X射線粉末衍射法測定結(jié)果，依然是A型結(jié)晶。
進(jìn)一步，測定IR光譜(KBr)的結(jié)果，與在WO95/30689上記載的值相一致。
參考例3C型結(jié)晶的制造將上述的水分含量5重量％的干燥A型結(jié)晶在真空干燥器內(nèi)繼續(xù)干燥，至水分含量變成0.8重量％。
該干燥結(jié)晶使用CuKα線，用X射線粉末衍射法進(jìn)行測定。得到的X射線粉末衍射圖見圖2。
從圖中明確看出，該干結(jié)晶至少在7.1°、19.8°、17.3°以及17.7°顯示特征的衍射峰，象以前說過的那樣，這個(gè)結(jié)晶是C型結(jié)晶。
試驗(yàn)例1(NM C型結(jié)晶和ACE-K粉末狀混合物的溶解性)通過1L溶出度測定儀(日本藥典，攪拌法，100rpm)，用水900ml，其中投入規(guī)定量的樣品，進(jìn)行溶解時(shí)間的測定(終點(diǎn)用目視確定)。
具體來說，從含NM C型結(jié)晶(平均粒徑約100μm)和下述第1表表示的以各種比例(ACE-K含量(wt％))與ACE-K粉末(平均粒徑約20μm)形成的混合物的樣品，各取1g，測定各自的溶解時(shí)間。另外，為了進(jìn)行比較，從上述NM結(jié)晶樣品各取1.00g、0.90g、0.80g、0.50g、0.10g以及0.03g，同樣地測定溶解時(shí)間。
各樣品溶解所需要的時(shí)間(分)一起記錄在下述第1表。
第1表NM C型結(jié)晶和ACE-K粉末混合物溶解所需時(shí)間

從上表可知NM C型結(jié)晶，以被配合形成混合物(本發(fā)明的甜味劑組合物)的形式與單獨(dú)以NM C型結(jié)晶的情況進(jìn)行比較，其溶解性被顯著地改善。
NM以及ACE-K的甜度如前所述，分別是蔗糖的約10,000倍及約200倍。由此觀點(diǎn)出發(fā)，溶解混合物1g樣品所需要的時(shí)間，應(yīng)與溶解得到同樣甜度的相應(yīng)NM量所需要時(shí)間相比，但即使這樣的比較，ACE-K也有促進(jìn)NM溶解的作用，例如如下所述。即ACE-K粉末含量50％的1g混合物的甜味，等同于0.51gNM單獨(dú)存在時(shí)的甜味，但前者的溶解所需要的時(shí)間為4分鐘相比，后者是約60分鐘，兩者有顯著差異。
試驗(yàn)例2(NM A型結(jié)晶和ACE-K粉末混合物的溶解性)使用NM A型結(jié)晶代替NM C型結(jié)晶，與試驗(yàn)例1同樣地進(jìn)行，測定溶解NM和ACE-K的混合物所需要的時(shí)間。
混合物的樣品量以及單獨(dú)是NM(NM A型結(jié)晶)時(shí)的樣品量，與試驗(yàn)例1相同。
溶解各樣品所需要的時(shí)間(分)表示在第2表。
第2表溶解NM A型結(jié)晶和ACE-K粉末混合物所需時(shí)間

從上表以及此表和第1表的比較可知，NM的溶解性，C型結(jié)晶比起A型結(jié)晶能夠得到更顯著地改善。
試驗(yàn)例3(NM C型結(jié)晶和ACE-K粉末分開分別投入)作為NM來說，采用與試驗(yàn)例1同樣的NM結(jié)晶，同時(shí)ACE-K也采用與試驗(yàn)例1同樣的ACE-K的粉末(平均粒徑約20μm)，同試驗(yàn)例1同樣的進(jìn)行，測定溶解所需要的時(shí)間。
即從兩者各自分別稱取0.5g(合計(jì)1.0g)，事先不將它們進(jìn)行混合，但是同時(shí)投入到溶出度測定儀中(分別投入)。結(jié)果見下述第3表。另外將只有NM C型結(jié)晶0.5g的溶解所需要的時(shí)間(試驗(yàn)例1)也一起記入作為參考。
第3表NM和ACE-K分別投入時(shí)溶解所需要的時(shí)間(分)

從上表可知，事先不將NM和ACE-K進(jìn)行混合，分別投入的話，由ACE-K產(chǎn)生的NM溶解性改善不能看見。這可以認(rèn)為正如前述，這是由于ACE-K的溶解速度極其快的原因所致。
圖的簡單的說明圖1是A型結(jié)晶的X射線粉末衍射圖。
圖2是C型結(jié)晶的X射線粉末衍射圖。
工業(yè)上的應(yīng)用前景按本發(fā)明，通過將丁磺氨鉀(ACE-K)粉末與Neotame(NM)進(jìn)行混合，可以顯著地改善不佳的NM溶解性，同時(shí)能夠容易地得到具有優(yōu)異甜味質(zhì)量的甜味劑。因此，在工業(yè)生產(chǎn)的時(shí)候，在使用可溶性甜味劑的飲料方面應(yīng)用時(shí)，本發(fā)明可發(fā)揮其優(yōu)越性，但并不局限于此，可以作為被改善了的甜味劑組合物在各領(lǐng)域中使用。
權(quán)利要求
1．一種粉末狀甜味劑組合物，其特點(diǎn)在于含有粉末狀的N-[N-(3,3-二甲基丁基)-L-α-天冬氨?；鵠-L-苯丙氨酸1-甲基酯以及粉末狀的丁磺氨鉀作為有效成分，其中丁磺氨鉀的比例為占兩者總量的10～97重量％。
2．權(quán)利要求1的粉末狀甜味劑組合物，其特點(diǎn)在于上述粉末狀N-[N-(3,3-二7-甲基丁基)-L-α-天冬氨?；鵠-L-苯丙氨酸1-甲基酯的晶型是C型晶體，并且上述比例是50～97重量％。
全文摘要
是一種溶解性加以改善的粉末狀甜味劑組合物,其特點(diǎn)在于含有粉末狀的N－[N－(3,3－二甲基丁基)－L－α－天冬氨酰基]－L－苯丙氨酸1－甲基酯以及粉末狀的丁磺氨鉀作為有效成分,丁磺氨鉀的比例為占兩者總量的10～97重量%。
文檔編號A23L1/22GK1299241SQ99805910
公開日2001年6月13日 申請日期1999年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月8日
發(fā)明者石田寬敏, 岸下明弘, 永井武, 長嶋一孝, 平野篤彥 申請人:味之素株式會社