Gebiet der Erfindung

Gegenstand der Erfindung sind Xylitol-Carbonsäureester sowie ein Verfahren zur enzymatischen Herstellung von Xylitol-Carbonsäureestern.

Stand der Technik

Aufgrund ihrer tensidischen Eigenschaften auf der einen Seite und der Möglichkeit, sie aus natürlichen und nachhaltigen Rohstoffen zu gewinnen, auf der anderen Seite sind Xylitol- Carbonsäureester interessante Produkte für die Lebensmittel- und die kosmetische Industrie.

EP2902009A1 beschreibt die klassische chemische Veresterung von Xylitol mit Fettsäuren in Abwesenheit von Lösungsmitteln in Gegenwart von Katalysatoren wie p-Toluolsulfonsäure (pTSA) bei Temperaturen von bis zu 200 °C innerhalb von 8 h sowie die Verwendung der so erhaltenen Xylitol-Carbonsäureester als Wirkstoff in kosmetischen Formulierungen.

Ein Nachteil der klassischen chemischen Veresterungsverfahren ist, dass unter diesen Bedingungen immer zumindest partiell eine Dehydratisierung beziehungsweise ein Abbau des Xylitols erfolgt ( Biotechnol . Bioeng. 1995, 48, 214-221). Drei unter solchen Bedingungen häufig auftretende Abbauprodukte des Xylitols sind die Anhydro-Pentitole 1 ,4-Anhydro-Xylitol, 1 ,4- Anhydro-Arabinitol und 1 ,4-Anhydro-Ribitol (J. Carbohydr. Chem. 2004, 23, 4, 169-177 und Adv. Carbohydr. Chem. Biochem., 1983, 41 , 27-66). Ein weiterer Nachteil des im Stand der Technik beschriebenen Verfahrens sind zusätzliche Verfahrensschritte wie die Verwendung und anschließende Abtrennung von Aktivkohle und Terra Alba (Calciumsulfat), um die Farbe und den Geruch der erhaltenen Produkte zu verbessern.

Pedersen et al. ( Enzyme Microb. Technol. 2007, 41 , 3, 346-352) beschreiben die enzymatische Synthese von Xylitol-Carbonsäureestern unter Verwendung von Lösungsmitteln wie beispielsweise tert-Butanol und Pyridin bei einer Temperatur von 45 °C. Ein Nachteil dieses im Stand der Technik beschriebenen Verfahrens ist es, dass der Einsatz von Lösungsmitteln einer Anwendung im Lebensmittel- oder Kosmetikbereich im Wege steht, und außerdem die notwendige Abtrennung der Lösungsmittel zusätzliche Verfahrensschritte wie Kristallisation, Filtration oder Destillation erfordert.

Basri et al. ( Carbohydr . Res. 2011 , 346, 472-479) beschreiben die lösungsmittelfreie Veresterung von Xylitol sowohl mit Caprinsäure als auch Capronsäure mit Hilfe einer Lipase aus Candida antarctica bei maximal 70 °C und optimaler Weise bei 60 °C. Dieses Verfahren führt zu Produktgemischen, bei denen das Verhältnis von veresterten primären OH-Gruppen zu veresterten sekundären OH-Gruppen immer größer 80:20 ist. Ein Nachteil dieses im Stand der Technik beschriebenen Verfahrens ist die Verwendung von Molekularsieb, welche eine großtechnische Umsetzung erschwert. Ein weiterer Nachteil dieses im Stand der Technik beschriebenen Verfahrens ist die Verwendung von Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemischen zur Beendigung der Reaktion, Abtrennung des Enzyms und des Molekularsiebs. Diese Vorgehensweise bedeutet einen zusätzlichen Prozessschritt zur Abtrennung des eingesetzten Lösungsmittels und nimmt den Vorteil des lösungsmittelfreien Prozesses. Ein weiterer Nachteil dieses im Stand der Technik beschriebenen Verfahrens ist, dass als Hauptkomponente Tricarbonssäureesterdes Xylitols zu einem relativen Anteil von mehr als 50% in der Esterverteilung erhalten werden. Ein weiterer Nachteil dieses im Stand der Technik beschriebenen Verfahrens ist unklare Enzymbeladung. Ein weiterer Nachteil dieses im Stand der Technik beschriebenen Verfahrens ist die geringe Umsatzrate von lediglich ca. 70% und damit die relativ große Menge an verbleibender Fettsäure von ca. 15% im Produktgemisch, der eine anschließende Abtrennung der Fettsäure ggfs mit vorheriger Neutralisation erfordert, um ungewollte Nebenprodukte oder im Fall z.B. von Capron-, Capryl- und Caprinsäure einen unangenehmen Geruch zu vermeiden. Ein weiterer Nachteil dieses im Stand der Technik beschriebenen Verfahrens ist die Selektivität für langkettige Fettsäuren.

Tan et al. ( J . Mol. Catal. B-Enzym 2013, 89, 61-66) beschreiben die lösungsmittelfreie Veresterung von Xylitol mit Caprinsäure mit Hilfe einer Lipase ( Candida sp 99-125) bei maximal 50 °C. Aus den angegebenen analytischen Daten lässt sich ableiten, dass das Verhältnis von veresterten primären OH-Gruppen zu veresterten sekundären OH-Gruppen immer größer als 80:20 ist. Ein Nachteil dieses im Stand der Technik beschriebenen Verfahrens ist die Verwendung von sehr fein gemahlenem Xylitol (Partikelgröße <0,2 mm), was für eine großtechnische Umsetzung einen zusätzlichen Prozessschritt und die Verwendung von speziellem Equipment (z.B. Dispermat oder spezielle Mühlen) bedeutet. Ein weiterer Nachteil dieses im Stand der Technik beschriebenen Verfahrens sind lange Reaktionszeiten (>100 Stunden). Ein weiterer Nachteil dieses im Stand der Technik beschriebenen Verfahrens ist die Abtrennung von Nebenprodukten bei Temperaturen >140°C, welches die Farbe der Produkte negativ beeinflusst. Ein weiterer Nachteil des im Stand der Technik beschriebenen Verfahrens ist die Verwendung eines kommerziell nicht erhältlichen Enzymes. Ein weiterer Nachteil des im Stand der Technik beschriebenen Verfahrens ist, dass das Enzym nicht von einem Wildtyp isoliert wurde.

Ein weiterer Nachteil dieses im Stand der Technik beschriebenen Verfahrens ist die Verwendung von nicht immobilisierten Enzymen, welches die Handhabung unter sicherheitstechnischen Gesichtspunkten und die Abtrennung vom Produkt erschwert. Ein weiterer Nachteil dieses im Stand der Technik beschriebenen Verfahrens ist die schlechte Rezyklierbarkeit der verwendeten Lipase. Ein weiterer Nachteil dieses im Stand der Technik beschriebenen Verfahrens ist die Verwendung eines Fed-Batch Verfahrens, um die hohe Viskosität durch einen Überschuss an Xylitol oder Caprinsäure zu vermeiden. Ein weiterer Nachteil dieses im Stand der Technik beschriebenen Verfahrens ist die Verwendung eines fed-batch-\/e rfahrens, welches eine besondere Mess- und Steuerungstechnik erfordert. Ein weiterer Nachteil dieses im Stand der Technik beschriebenen Verfahrens ist die Zugabe von Wasser, welches am Ende des Prozesses wieder abgetrennt werden muss. KR101939851 B1 beschreibt Ester des dehydratisierten Xylitols, somit der oben beschriebenen Nebenprodukte der klassischen chemischen Veresterungsverfahren zur Herstellung von Xylitol- Carbonsäureester, sowie die Verwendung dieser Carbonsäureester des Anhydro-Xylitols als rheologisches Additiv/Viskositätsregler in einer Emulsion. Ein Nachteil der im Stand der Technik beschriebenen Anhydro-Xylitol-Carbonsäureester ist deren verringerte Hydrophilie. Ein weiterer Nachteil der im Stand der Technik beschriebenen Anhydro-Xylitol-Carbonsäureester ist deren dunkle Farbe. Ein weiterer Nachteil solcher Anhydro-Xylitol-Carbonsäureester ist die mangelnde Verdickungsleistung in wässrigen Tensidsystemen.

Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung von Zucker-Estern und/oder Zuckeralkohol- Estern bereitzustellen, welches mindestens einen Nachteil der Verfahren des Standes der Technik zu überwinden vermag.

Beschreibung der Erfindung

Überraschenderweise wurde gefunden, dass der im Felgenden beschriebene Xylitol- Carbonsäureester sewie das im Felgenden beschriebene Verfahren die der Erfindung gestellte Aufgabe zu lösen vermag. Ein Verteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass die erfindungsgemäßen Xylitol-

Carbonsäureester im Vergleich zum Stand der Technik hervorragende Verdickungsmittel für wässrige Tensidsysteme darstellen.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die erfindungsgemäßen Xylitol-Carbonsäureester im Vergleich zum Stand der Technik dabei auch noch eine exzellente Farbe und einen sehr guten Geruch aufweisen. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass nur sehr wenig Abbauprodukte des Xylitols oder Ester der Abbauprodukte als Reaktionsprodukte erhalten werden.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass das erfindungsgemäße Verfahren in Abwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt werden kann.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Xylitol-Carbonsäureester in einem homogenen Reaktionsgemisch erhalten werden, so dass keine zusätzlichen Prozessschritte wie z.B. Extraktion, Kristallisation, Filtration oder Destillation erforderlich sind.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Verfahren bei erhöhten Temperaturen durchgeführt werden kann. Das führt zu einer besseren Mischbarkeit der Reaktionspartner während die Rezyklierbarkeit des eingesetzten Enzyms überraschend hoch ist. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass sich die erhaltenen Xylitol- Carbonsäureester sehr leicht in Formulierungen, besonders in kosmetische Formulierungen, einarbeiten lassen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Xylitol-Carbonsäureester, enthaltend

Carbonsäureester des Xylitols, Carbonsäureester des 1 ,4-Anhydro-Xylitols, Carbonsäureester des 1 ,4-Anhydro-Arabinitols und Carbonsäureester des 1 ,4-Anhydro-Ribitols, wobei das Gewichtsverhältnis der in dem Xylitol-Carbonsäureester enthaltenen Xylitol-Resten zu der Summe aller in dem Xylitol-Carbonsäureester enthaltenen 1 ,4-Anhydro-Xylitol-Resten, 1 ,4-Anhydro-

Arabinitol-Resten und 1 ,4-Anhydro-Ribitol-Resten größer oder gleich 96:4, bevorzugt größer 97:3, besonders bevorzugt größer 98:2, am bevorzugtesten größer 99:1 , ist, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Verhältnis von veresterten primären Hydroxylgruppen zu veresterten sekundären Hydroxylgruppen in den Carbonsäureestern des Xylitols 80:20 bis 20:80, bevorzugt 75:25 bis 25:75, noch mehr bevorzugt 70:30 bis 30:70, noch mehr bevorzugt von

65:35 bis 40:60, beträgt.

Der Begriff „Xylitol-Carbonsäureester“ im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung umfasst eine Zusammensetzung, welche mindestens 30 Gew.-%, bevorzugt mindestens 40 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens 50% Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, Carbonsäureester des Xylitols bezogen auf die gesamte Zusammensetzung enthält. Daneben können gegebenenfalls auch Nebenprodukte aus dem jeweiligen Herstellverfahren, wie beispielsweise Carbonsäureester des 1 ,4-Anhydro-Xylitols, Carbonsäureester des 1 ,4-Anhydro- Arabinitols und Carbonsäureester des 1 ,4-Anhydro-Ribitols sowie nicht reagierte Edukte enthalten sein.

Der Begriff „Carbonsäureester des Xylitols“ im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bezeichnet reine Xylitol-Verbindungen.

Der Begriff „Carbonsäureester des 1 ,4-Anhydro-Xylitols“ im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bezeichnet reine 1 ,4-Anhydro-Xylitol-Verbindungen.

Der Begriff „Carbonsäureester des 1 ,4-Anhydro-Arabinitols“ im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bezeichnet reine 1 ,4-Anhydro-Arabinitol-Verbindungen.

Der Begriff „Carbonsäureester des 1 ,4-Anhydro-Ribitols“ im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bezeichnet reine 1 ,4-Anhydro-Ribitol-Verbindungen. Diese Begriffsnutzung ist angelehnt an die gängige Nomenklatur für Polyolester, die bekanntermaßen in ihrer Synthese zu Dehydratisierung neigen, und daher die Produkte Mischungszusammensetzungen darstellen. So versteht der Fachmann unter dem Begriff „Sorbitanester“ ein Gemisch enthaltend Ester des 1 ,4-Sorbitans (1 ,4-Anhydro-Sorbitols), Ester des 1 ,5-Sorbitans (1 ,5-Anhydro-Sorbitols), aber auch Ester des Isosorbides und Ester des Sorbitols, sowie freies Sorbitol, vgl. hierzu etwa Food emulsifiers and their applications, 1997, Seite 26. Aus dem Begriff „Xylitol-Carbonsäureester, enthaltend Carbonsäureester des Xylitols, Carbonsäureester des 1 ,4-Anhydro-Xylitols, Carbonsäureester des 1 ,4-Anhydro-Arabinitols und Carbonsäureester des 1 ,4-Anhydro-Ribitols, wobei das Gewichtsverhältnis der in den Carbonsäureestern enthaltenen Xylitol-Resten zu der Summe aller in den Carbonsäureestern enthaltenen 1 ,4-Anhydro-Xylitol-Resten, 1 ,4-Anhydro-Arabinitol-Resten und 1 ,4-Anhydro-Ribitol- Resten größer oder gleich 96:4 ist“ geht klar und eindeutig hervor, dass in dem erfindungsgemäßen Xylitol-Carbonsäureester der Gehalt von mindestens einem ausgewählt aus Carbonsäureester des 1 ,4-Anhydro-Xylitols, Carbonsäureester des 1 ,4-Anhydro-Arabinitols und Carbonsäureester des 1 ,4-Anhydro-Ribitols ungleich 0 (null) sein muss, da Divisionen durch 0 nicht definiert sind.

Alle angegebenen Prozent (%) sind, wenn nicht anders angegeben, Massenprozent.

Die Bestimmung des Gewichtsverhältnis der in dem erfindungsgemäßen Xylitol-Carbonsäureester enthaltenen Xylitol-Resten zu der Summe aller in dem erfindungsgemäßen Xylitol- Carbonsäureester enthaltenen 1 ,4-Anhydro-Xylitol-Resten, 1 ,4-Anhydro-Arabinitol-Resten und 1 ,4- Anhydro-Ribitol-Resten erfolgt mittels High Performance Liquid Chromatografie (HPLC). Diese Methode beinhaltet die alkalische Hydrolyse des zu analysierenden Xylitol-Carbonsäureesters, Abtrennung der Carbonsäuren und Analyse des Xylitols und dessen Abbauprodukten 1 ,4-Anhydro- Xylitol, 1 ,4-Anhydro-Arabinitol und 1 ,4-Anhydro-Ribitol.

Hierzu werden 150 mg des zu analysierenden Xylitol-Carbonsäureesters in 2,00 mL einer wässrigen 1 M KOH Lösung vorgelegt und unter Rühren 30 min bei 95 °C hydrolysiert. Anschließend wird die Reaktionslösung auf Raumtemperatur abgekühlt und mit einer 2 M wässrigen HCI-Lösung auf pH 2-3 eingestellt. Die dadurch ausfallenden Carbonsäuren werden anschließend mit Diethylether (3 ^c 3,00 mL) extrahiert, wobei der organische Überstand nach jeder Extraktion abpipettiert wird. Nach der Extraktion wird die wässrige Lösung unter Rühren für 20 min auf 50 °C erhitzt, wodurch der restliche Ether entfernt wird (Siedepunkt Diethylether: 34,6 °C).

Die oben gewonnene Lösung wird mit bidest. H2O auf 10,0 mL aufgefüllt, anschließend 1 :10 verdünnt und ein Aliquot der Lösung mittels HPLC analysiert. Die Analyse wird unter folgenden Bedingungen durchgeführt:

Säule: Aminex HPX-87C Column 300 x 7,8 mm

Eluent: H2O

Injektionsvolumen: 10,0 mI_

Flussrate: 0,60 mL/min

Säulentemperatur: 50 °C

Detektor: G1362A / 1260 RID (Fa. Agilent), 35 °C

Messzeit: 30,0 min Xylitol und seine Abbauprodukte werden mittels lonenaustausch-Prozessen getrennt. Zur Auswertung wird die Peakfläche von Xylitol mit der Summe der Peakflächen von 1 ,4-Anhydro- Xylitol, 1 ,4-Anhydro-Arabinitol und 1 ,4-Anhydro-Ribitol ins Verhältnis gesetzt.

Referenzsubstanzen der Abbauprodukte des Xylitols sind kommerziell erhältlich oder können alternativ durch Erhitzen von Xylitol in Substanz in Gegenwart von sauren (>140 °C) oder basischen (>180 °C) Katalysatoren gewonnen werden.

Die Bestimmung des molaren Verhältnisses von veresterten primären Hydroxylgruppen zu veresterten sekundären Hydroxylgruppen in den Carbonsäureestern des Xylitols erfolgt durch die ¹³ C-NMR-Spektroskopie. Zur Probenvorbereitung werden 50-70 mg Substanz in 1 ml_ eines mit Relaxationsbeschleuniger (Chrom(lll)-acetylacetonat; 1%) versetzten deuterierten Lösungsmittels gelöst. Je nach Produkteigenschaft haben sich DMSO-d6, CDCh und Methanol-d4 als geeignete Lösungsmittel erwiesen. Wenn die Probe in einem der Lösungsmittel nicht vollständig löslich sein sollte, muss eine Lösungsmittelmischung gefunden werden. Die präparierte Probelösung wird in ein 5 mm-NMR-Röhrchen überführt und in das NMR-Spektrometer eingeführt. Die NMR-spektroskopischen Untersuchungen können prinzipiell mit jedem handelsüblichen NMR- Gerät durchgeführt werden. Für die vorliegenden NMR-spektroskopischen Untersuchungen wurde ein Gerät vom Typ Avance 400 der Firma Bruker eingesetzt. Die Spektren wurden mit folgenden Parametern aufgenommen:

Temperatur: T = 295 K, Time delay: D1 = 2 s, Number of scans: NS = 2048, Transmitter frequency offset: Ol P = 110 ppm, Sweep width: SW = 300 ppm, Probenkopf: PA BBI 400 S1 H-BB-D-05-Z. Die Resonanzsignale werden gegen die chemische Verschiebung von Tetramethylsilan (TMS = 0 ppm) als internen Standard aufgezeichnet. Mit anderen handelsüblichen NMR-Geräten werden mit den gleichen Betriebsparametern vergleichbare Ergebnisse erhalten. Die Quantifizierung erfolgt durch Bestimmung der Fläche unter den jeweiligen Resonanzsignalen, d.h. der vom Signal von der Grundlinie eingeschlossenen Fläche. In den vorliegenden NMR-spektroskopischen

Untersuchungen wurde die Integration mit Hilfe der Software TOPSPIN (Version 3.0) durchgeführt. Zur genauen Identifizierung der veresterten primären und der veresterten sekundären Hydroxylgruppen wird im Vorfeld ein DEPT-Spektrum aufgenommen. Die Bestimmung des molaren Verhältnisses von veresterten primären zu veresterten sekundären Hydroxylgruppen erfolgt, indem man den Integralwert P (Signalgruppe veresterter primärer Hydroxylgruppen) vom Integralwert C (Signalgruppe der Ester-Carbonylgruppen) abzieht. Man erhält so einen Integralwert S für die Signalgruppe der veresterten sekundären Hydroxylgruppen, die sich auf direktem Weg aufgrund von Überlagerung mit anderen Signalen nicht bestimmen lassen.

P = Integralwert der veresterten primären Hydroxylgruppen [R-CH ₂ -0C(0)R-Gruppen] C = Integralwert der Estercarbonylgruppen

S = C-P = Integralwert der veresterten sekundären Hydroxylgruppen [R ₂ -CH-0C(0)R-Gruppen] Das ermittelte Verhältnis von P zu S entspricht dem molaren Verhältnis von veresterten primären Hydroxylgruppen zu veresterten sekundären Hydroxylgruppen in den Carbonsäureestern des Xylitols. Erfindungsgemäß bevorzugt sind Xylitol-Carbonsäureester, die dadurch gekennzeichnet sind, dass der Carbonsäureanteil sich ableitet von einer Carbonsäure enthaltend 2 bis 34, bevorzugt 4 bis 24, besonders bevorzugt 6 bis 22, Kohlenstoff-Atome. Der Carbonsäureanteil leitet sich erfindungsgemäß bevorzugt von einer natürlichen Fettsäure oder Mischungen davon ab. Erfindungsgemäß sind Mischungen von natürlichen Fettsäuren bevorzugt, insbesondere Mischungen, bei denen keine Carbonsäure-Kettenlänge in der gesamten Kettenlängenverteilung einen Anteil von mehr als 95 Gew.-%, insbesondere von mehr als 99 Gew.-%, aufweist. Natürliche Fettsäuren lassen sich auf Basis natürlich vorkommender pflanzlicher oder tierischer Öle darstellen und weisen bevorzugt 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, insbesondere 8 bis 22, Kohlenstoffatome auf. Natürliche Fettsäuren sind in der Regel unverzweigt und bestehen meist aus einer geraden Anzahl Kohlenstoffatomen. Eventuelle Doppelbindungen besitzen cis-Konfiguration. Beispiele sind: Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmitoleinsäure, Pelargonsäure (erhältlich beispielsweise aus der Ozonolyse oder oxidativen Spaltung von Ölsäure), Isostearinsäure, Stearinsäure, 12-Hydroxystearinsäure, Dihydroxystearinsäure, Undecylensäure (erhältlich aus der Pyrolyse von Rizinolsäure), Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure, Petrolesinsäure, Elaidinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Erucasäure, Gadoleinsäure, Linolensäure, Eicosapentaensäure, Docosahexaensäure und Arachidonsäure. Erfindungsgemäß bevorzugt sind insbesondere Xylitol-Carbonsäureester, die dadurch gekennzeichnet sind, dass der Carbonsäureanteil sich ableitet von Fettsäuremischungen ausgewählt aus mindestens zweien ausgewählt aus der Gruppe Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmitoleinsäure, Pelargonsäure (erhältlich beispielsweise aus der Ozonolyse oder oxidativen Spaltung von Ölsäure), Isostearinsäure, Stearinsäure, 12-Hydroxystearinsäure, Dihydroxystearinsäure, Undecylensäure (erhältlich beispielsweise aus der Pyrolyse von Rizinolsäure), Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure, Petrolesinsäure, Elaidinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Erucasäure, Gadoleinsäure, Linolensäure, Eicosapentaensäure, Docosahexaensäure und Arachidonsäure.

Erfindungsgemäß bevorzugt sind Xylitol-Carbonsäureester, die dadurch gekennzeichnet sind, dass der mittlere Veresterungsgrad der enthaltenen Carbonsäureester des Xylitols von 1,0 bis 4,0, bevorzugt von 1 ,0 bis 3,0, besonders bevorzugt von 1 ,1 bis 2,7, insbesondere bevorzugt von 1 ,3 bis 2,6, beträgt. Erfindungsgemäß alternativ bevorzugt sind Xylitol-Carbonsäureester, die dadurch gekennzeichnet sind, dass der mittlere Veresterungsgrad der enthaltenen Carbonsäureester des Xylitols von 2,7 bis 4,0 beträgt.

Der mittlere Veresterungsgrad der in dem erfindungsgemäßen Xylitol-Carbonsäureester enthaltenen Carbonsäureestern des Xylitols wird beispielsweise bestimmt, indem zunächst bei einer Probe des betreffenden Xylitol-Carbonsäureesters der Gehalt an freiem Xylitol und dessen Abbauprodukten 1 ,4-Anhydro-Xylitol, 1 ,4-Anhydro-Arabinitol und 1 ,4-Anhydro-Ribitol via GC oder HPLC bestimmt wird. Zusätzlich müssen die Verseifungszahl, die Säurezahl sowie der Gehalt an freien und neutralisierten Fettsäuren (beispielsweise via GC wie unten unter „Bestimmung des Gehaltes an freier Carbonsäure“ beschrieben) bestimmt werden. Die Bestimmung der Carbonsäurezusammensetzung nach alkalischer Verseifung liefert eine mittlere Molmasse der im Xylitol-Carbonsäureester enthaltenen Carbonsäurereste.

Hieraus lässt sich dann der mittlere Veresterungsgrad berechnen.

Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein Xylitol-Carbonsäureester, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die enthaltenen Carbonsäureester des Xylitols Monoester des Xylitols, Diester des Xylitols und Triester des Xylitols enthalten, wobei die Triester des Xylitols bevorzugt in einer Menge bezogen auf alle enthaltenen Carbonsäureester des Xylitols von 10 bis 50 Gew.-%, bevorzugt von 15 Gew.- % bis 45 Gew.-%, besonders bevorzugt von 20 Gew.-% bis 40 Gew.-%, enthalten sind. In diesem Zusammenhang ist es weiterhin erfindungsgemäß bevorzugt, dass die enthaltenen Carbonsäureester des Xylitols Monoester des Xylitols, Diester des Xylitols, Triester des Xylitols, und Tetraester des Xylitols enthalten.

Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein Xylitol-Carbonsäureester, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er 0,05 Gew.-% bis 40 Gew.-%, bevorzugt 0,2 Gew.-% bis 25 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, freies Xylitol enthält, wobei sich die Gewichtsprozente auf den gesamten Xylitol-Carbonsäureester beziehen.

Zur Bestimmung des im erfindungsgemäßen Xylitol-Carbonsäureester enthaltenen Xylitols mittels GC wird ein Teil der Probe in Pyridi Chloroform (4:1) gelöst. 0,25 ml_ dieser Lösung werden mit 0,5 mL MSTFA [N-Methyl-N-(trimethylsilyl) Trifluoroacetamide] und 0,5 mL einer Mischung von N- Trimethylsilylimidazole und Pyridin (11 :39) versetzt.

Die Alkohole werden durch Reaktion bei 80°C (30 Minuten) quantitativ in ihre Trimethylsilylether überführt und anschließend mittels GC/FID untersucht.

Dieses wird in einem Gaschromatograph, welcher mit einem split/splitless Injektor, einer Kapillarsäule und einem Flammenionisationdetektor ausgestattet ist, unter folgenden Bedingungen durchgeführt:

Injektor: 290 °C, Split 30 mL

Injektionsvolumen: 1 pL

Säule: 50 m *0,32 mm HP5 1 ,05 pm

Trägergas: Wasserstoff, constant flow, 2 mL/min

Temperaturprogramm: 100 °C - 140 °C mit 10 °C/min, dann 140 °C - 300 °C mit 5 °C/min, dann 5 Minuten bei 300 °C konditionieren.

Detektor: FID bei 310 °C

Wasserstoff 30 mL/min

Luft 400 mL/min

Make Up Gas 12 mL/min

Das Xylitol wird abgetrennt und dessen Massenanteil nach einer Methode des internen Standards bestimmt. Hierzu wird das GC System durch Vermessen von Mischungen Xylitol und des internen Standards mit bekannter Zusammensetzung kalibriert.

Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein Xylitol-Carbonsäureester, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er weniger als 25 Gew.-%, bevorzugt von 0,01 Gew.-% bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,05 Gew.-% bis 10 Gew.-%, mindestens eine freie Carbonsäure enthält, wobei sich die Gewichtsprozente auf den gesamten Xylitol-Carbonsäureester beziehen.

Die mindestens eine freie Carbonsäure kann dabei in protonierter oder neutralisierter Form vorliegen.

Zur Bestimmung des Gehaltes an freier Carbonsäure in den erfindungsgemäßen Xylitol- Carbonsäureestern wird zunächst die Säurezahl bestimmt. Über die Säurezahl und das Molgewicht der betreffenden Fettsäure lässt sich der Gewichtsanteil bestimmen.

Geeignete Methoden zur Bestimmung der Säurezahl sind insbesondere solche gemäß DGF C-V 2, DIN EN ISO 2114, Ph.Eur. 2.5.1 , ISO 3682 und ASTM D 974.

Dem Fachmann ist bekannt, dass, falls es sich um eine Carbonsäuremischung handelt, ergänzend auch eine GC-Analyse nach Verseifung des Xylitol-Carbonsäureesters durchgeführt werden kann, um so ein mittleres Molekulargewicht der enthaltenen Carbonsäuremischung zu bestimmen:

Hierzu werden 0,6 g des erfindungsgemäßen Xylitol-Carbonsäureesters in 25 ml_ einer ethanolischen 0,5 M KOH Lösung unter Rückfluss für 4 Stunden gekocht. Dann wird der pH mit Schwefelsäure auf pH 2-3 eingestellt, und die freigesetzten Carbonsäuren werden durch dreimalige Extraktion mit jeweils einem Volumen Petrolether abgetrennt. Die vereinigten Extrakte werden durch Evaporation auf ca. 10 mL eingeengt.

Geeignete Bestimmungsmethoden zur Ermittlung der Fettsäureverteilung sind insbesondere solche gemäß DGF C VI 11a, DGF C-Vl 10 a und GAT - Ringtest 7/99.

Ein 0,5 mL Aliquot des wie oben beschriebenen erhaltenen Petroletherextraktes wird in einem Autosamplergefäß mit 0,5 mL MTBE und 1 mL Trimethylanilinium Hydroxide (0,2 M in Methanol) versetzt und mittels GC analysiert. Dieses wird in einem Gaschromatograph, welcher mit einem split/splitless Injektor, einer Kapillarsäule und einem Flammenionisationdetektor ausgestattet ist, unter folgenden Bedingungen durchgeführt: Injektor: 290 °C, Split 30 mL Injektionsvolumen: 1 mI_

Säule: 30 m *0,32 mm HP1 0,25 pm

Trägergas: Helium, head pressure 70 kPa

Temperaturprogramm: 80 °C - 300 °C mit 8 °C/min, dann 20

Minuten bei 300 °C konditionieren.

Detektor: FID bei 320 °C

Wasserstoff 35 mL/min

Luft 240 mL/min

Make Up Gas 12 mL/min

Die Carbonsäuren werden als ihre Methylester nach ihrer Kohlenstoffkettenlänge getrennt. Durch Auswertung der Peakflächen kann das Massenverhältnis dieser Carbonsäuremethylester untereinander und mittels ihrer jeweiligen Molekulargewichte daraus ihr Stoffmengenverhältnis bestimmt werden, welches dem Stoffmengenverhältnis der zugehörigen Carbonsäuren entspricht. Außerdem kann ein mittleres Molekulargewicht dieser Fettsäuremischung bestimmt werden:

A mit a, = normierter Massenanteil des Carbonsäuremethylesters / am Gemisch aller Carbonsäuremethylester [%].

Ai = Peakfläche des Carbonsäuremethylesters / im GC- Chromatogramm [%]. n mit n, = Stoffmenge [mol] des Carbonsäuremethylesters / in 100 g , ^a ,

( , + 14) Carbonsäuremethylestermischung; hieraus werden die Verhältnisse der einzelnen n, untereinander erhalten, die den Stoffmengenverhältnissen der zugehörigen Carbonsäuren im Xylitol-Carbonsäureester entsprechen; somit kann die Gesamtstoffmenge n _s [mol] der Carbonsäuren in 1 g Xylitol- Carbonsäureester, wie sie aus der Verseifungszahl erhalten wird (s.u.) den Verhältnissen entsprechend in ihre Komponenten aufgeteilt werden.

Mi = Molekulargewicht der dem Methylester entsprechenden Carbonsäure / [g/mol] mit M _s = mittleres Molekulargewicht der Carbonsäuremischung. n, = Stoffmenge [mol] des Carbonsäuremethylesters / in 100 g Carbonsäure methylestermischung.

Mi = Molekulargewicht der Carbonsäure / [g/mol].

Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein Xylitol-Carbonsäureester, der dadurch gekennzeichnet ist, dass im gesamten Monoesteranteil des Carbonsäureesters des Xylitols von 5 Gew.-% bis 25 Gew.-%, bevorzugt von 7 Gew.-% bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt von 9 Gew.-% bis 13 Gew.-%, sekundäres Ester-Regioisomer enthalten ist. Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein Xylitol-Carbonsäureester, der dadurch gekennzeichnet ist, dass im gesamten Monoesteranteil des Carbonsäureesters des Xylitols und im gesamten Diesteranteil des Carbonsäureesters des Xylitols jeweils mindestens zwei Regioisomere enthalten sind.

Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein Xylitol-Carbonsäureester, der dadurch gekennzeichnet ist, dass im gesamten Diesteranteil des Carbonsäureesters des Xylitols von 25 Gew.-% bis 45 Gew.-%, bevorzugt von 28 Gew.-% bis 39 Gew.-%, besonders bevorzugt von 30 Gew.-% bis 37 Gew.-%, Regioisomere enthalten sind, bei denen mindestens eine sekundäre Hydroxylgruppe verestert ist.

Die Bestimmung des Gehaltes an sekundärem Ester-Regioisomer im gesamten Monoesteranteil des erfindungsgemäßen Carbonsäureesters des Xylitols sowie die Bestimmung des Gehalts an Triester-Spezies bezogen auf die Summe aller enthaltenen Carbonsäureester des Xylitols sowie die Bestimmung des Gehalts an Regioisomeren im gesamten Diesteranteil, bei den mindestens eine sekundäre Hydroxylgruppe verestert ist, kann mittels Gaschromatographie ggfs gekoppelt mit Massenspektrometrie (GC-FID und GC-MS) durchgeführt werden:

Zunächst werden 10 mg einer Probe der entsprechenden Xylitol-Carbonsäureester in 1 ,5 ml_ Trichlormethan gelöst und anschließend 0,15 ml_ N-Methyl-N-(trimethylsilyl)trifluoroacetamide (MSTFA) zugegeben. Die Derivatisierung erfolgt für 30 Minuten bei 80°C. Eine Probe der so erhaltenen klaren Lösung wird mittels GC-FID und GC-MS analysiert. Die Parameter der Messmethode lauten:

Gaschromatograph: Agilent 7890

Säule: Agilent HP-5 (50 m, 0,32 mm, 0,5 pm), Flussrate: konstant 2 mL/min mit Wasserstoff (GC-MS: Helium)

Temperierung 80°C, 8°C/min; 300°C, 30 min, Injector 1 pL, split 1 :20, Detektor bei 310°C Detektor: FID, 310 °C / GC-MS Scan 35-650 d

In der GC-FID-Analyse werden die in der Probe enthalten Ester ihrer Gesamtkettenlänge nach aufgetrennt. Die Verhältnisse der einzelnen Ester-Spezies untereinander werden über die jeweiligen Flächenprozent der GC-FID-Peaks bestimmt. Die Identifizierung / Zuordnung der Peaks zu den einzelnen Esterspezies erfolgt über GC-MS, gegebenfalls auch über einen Retentionszeitenvergleich separat hergestellter und isolierter Standards, z.B. für die ausschließlich an primären Hydroxylgruppen veresterten Mono- und Diester. Mit dieser Methode kann ebenfalls der Gehalt an freien protonierten und auch freien neutralisierten Carbonsäuren erfasst werden, da diese ebenfalls derivatisiert werden. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur enzymatischen Herstellung eines Xylitol-Carbonsäureesters, bevorzugt eines erfindungsgemäßen Xylitol-Carbonsäureesters, umfassend die Verfahrensschritte

A) Bereitstellen von Xylitol und mindestens einem Acylgruppendonor, bevorzugt Fettsäure- Acylgruppendonor, insbesondere ausgewählt aus Fettsäureestern und Fettsäuren, besonders bevorzugt Fettsäuren,

B) Umsetzen von Xylitol mit dem mindestens einen Acylgruppendonor, in Gegenwart einer Lipase bei einer Temperatur von 75 °C bis 110 °C, bevorzugt von 77 °C bis 100 °C, noch mehr bevorzugt 80 °C bis 95 °C zu einem Xylitol-Carbonsäureester, und gegebenenfalls

C) Aufreinigen des Xylitol-Carbonsäureesters.

Es können erfindungsgemäß sämtliche Acylgruppendonoren erfindungsgemäß eingesetzt werden. Solche sind beispielsweise Carbonsäureester oder Carbonsäuren selbst, sowie Mischungen davon.

Erfindungsgemäß bevorzugt als Acylgruppendonor eingesetzte Carbonsäureester sind ausgewählt aus Estern auf Basis von Alkanolen und Polyolen mit bis zu 6 C-Atomen, besonders bevorzugt mit bis zu 3 C-Atomen, ganz besonders bevorzugt Glycerinester.

Insbesondere erfindungsgemäß bevorzugt als Acylgruppendonor eingesetzte Carbonsäureester sind ausgewählt aus Triglyceriden, insbesondere natürlichen Fetten und Ölen, besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend, bevorzugt bestehend aus, Kokosfett, Palmkernöl, Olivenöl, Palmöl, Arganöl, Rizinusöl, Leinöl, Babassuöl, Rapsöl, Algenöle, Sesamöl, Sojaöl, Avocadoöl, Jojobaöl, Diestelöl, Mandelöl, Baumwollsaatöl, Sheabutter, Sonnenblumenöl, Cupuaccubutter und Öle mit einem hohen Anteil an mehrfach ungesättigten Fettsäuren (PUFAS) eingesetzt. Ebenfalls bevorzugt eingesetzt werden können Sorbitanester, Monoglyceride und Diglyceride, insbesondere mit der im Folgenden beschriebenen Acylgruppen.

Erfindungsgemäß besonders bevorzugt wird der Acylgruppendonor ausgewählt aus Fettsäure- Acylgruppendonoren, die insbesondere eine Acylgruppe ausgewählt aus der Gruppe der Acylgruppen von natürlichen Fettsäuren bereitstellen. Bevorzugte Fettsäuren in diesem Zusammenhang sind die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Xylitol- Carbonsäureester genannten, bevorzugt den Carbonsäureanteil bildenden Fettsäuren, mit identischem Bevorzugungsgrad.

Erfindungsgemäß bevorzugt als Acylgruppendonor werden Carbonsäuren, insbesondere Fettsäuren eingesetzt, wobei die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Xylitol- Carbonsäureester konkret vorgenannten Fettsäuren mit identischem Bevorzugungsgrad bevorzugt eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß alternativ bevorzugt als Acylgruppendonor werden Mischungen aus Fettsäuren mit Glycerinfettsäureestern eingesetzt, wobei die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Xylitol-Carbonsäureester konkret vorgenannten Fettsäuren sowohl bei den Fettsäuren als auch bei den Gycerinfettsäurekomponenten mit identischem Bevorzugungsgrad bevorzugt eingesetzt werden.

Bevorzugt weist die eingesetzte Mischung aus Fettsäure mit Glycerinfettsäureester ein Gewichtsverhältnis von Fettsäure zu Glycerinfettsäureester von 80 : 20 bis 99 : 1, bevorzugt von 90 : 10 bis 99: 1 , besonders bevorzugt von 95 : 5 bis 99 : 1 , auf.

Ein erfindungsgemäß bevorzugtes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Xylitol und der mindestens eine Acylgruppendonor mindestens 80 Gew.-%, bevorzugt mindestens 90 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Reaktionsansatz zu Beginn des Verfahrensschrittes B) ausmachen.

Da in diesem Zusammenhang der gesamte Reaktionsansatz zum Großteil aus den Edukten, somit Xylitol und Acylgruppendonor besteht, kann in dem gesamten Reaktionsansatz - wenn überhaupt - nur sehr wenig Lösungsmittel enthalten sein. Aufgrund des Vorgesagten ist offenbar, dass der Acylgruppendonor in dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht unter den Begriff „Lösungsmittel“ fällt.

Mögliche Lösungsmittel wären beispielsweise Ketone wie beispielsweise Methylisobutylketon oder Cylclohexanon, sterisch gehinderte sekundäre Alkohole wie 2-Butyl-1-Oktanol, Methyl- cyclohexanole, 1-Methoxy-2-propanol, 2,3-Butandiol 2-Oktanol, Diacetonalkohol, 2-Methyl-2- butanol, und Ether wie 1 ,4-Dioxan, Tetrahydrofuran und Varonic APM.

Lösungsmittel sind bezogen auf den gesamten Reaktionsansatz in Summe höchstens mit weniger als 20 Gew.-%, bevorzugt weniger als 10 Gew.-%, insbesondere weniger als 5 Gew.-%, enthalten. Der Begriff „höchstens mit weniger als X Gew.-% enthalten ist“ ist gleichzusetzen mit „einen Gehalt kleiner X Gew.-% beträgt“.

Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren lösungsmittelfrei durchgeführt. Ein erfindungsgemäß bevorzugtes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das molare

Verhältnis von bereitgestelltem Xylitol zu in allen bereitgestellten Acylgruppendonoren enthaltenen Acylgruppen in einem Bereich von 1 ,00 zu 0,30 bis 1 ,00 zu 5,00 bevorzugt von 1 ,00 zu 0,70 bis 1 ,00 zu 3,00, besonders bevorzugt von 1 ,00 zu 1 ,00 bis 1 ,00 zu 2,25, alternativ besonders bevorzugt von 1 ,00 zu 2,3 bis 1 ,00 zu 4,50, liegt.

Ein erfindungsgemäß bevorzugtes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass Verfahrensschritt A)

Vermengen des Xylitols und des mindestens einen Acylgruppendonors für mindestens zehn Minuten, bevorzugt 30 Minuten, noch mehr bevorzugt 60 Minuten, umfasst, wobei das Vermengen bevorzugt in einem Temperaturbereich von 80 °C bis 120 °C, bevorzugt von 90 °C bis 120 °C, noch mehr bevorzugt von 95 °C bis 120 °C, noch mehr bevorzugt von 100 °C bis 120 °C, durchgeführt wird.

Erfindungsgemäß in Verfahrensschritt B) bevorzugt eingesetzte Lipasen liegen auf einem festen Träger immobilisiert vor.

Erfindungsgemäß bevorzugt eingesetzte Lipasen in Verfahrensschritt B) sind Lipasen ausgewählt aus der Gruppe umfassend die Lipase aus Thermomyces lanuginosus (accessionnumber 059952), die Lipasen A und B (accessionnumber P41365) aus Candida antarctica und, die Lipase aus Mucor miehei (accessionnumber P19515), die Lipase aus Humicola sp. (accessionnumber 059952), die Lipase aus Rhizomucor javanicus (accessionnumber S32492), die Lipase aus Rhizopus oryzae (accessionnumber P61872), die Lipasen aus Candida rugosa (accessionnumber P20261 , P32946, P32947, P3294 und P32949), die Lipase aus Rhizopus niveus (accessionnumber P61871), die Lipase aus PenicilHum camemberti (accessionnumber P25234), die Lipasen aus Aspergillus niger (ABG73613, ABG73614 und ABG37906) und die Lipase aus PenicilHum cyclopium (accessionnumber P61869), wobei die Lipasen A und B (accessionnumber P41365) aus Candida antarctica besonders bevorzugt sind, sowie jeweils deren auf Aminosäureebene mindestens 60 %, vorzugsweise mindestens 80 % bevorzugt mindestens 90 %, besonders bevorzugt mindestens 95%, 98% bzw. 99 % homologen.

Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung angeführten Accession-Nummern entsprechen den ProteinBank Datenbank-Einträgen des NCBI mit Datum vom 01.01.2017; in der Regel wird vorliegend die Versionsnummer des Eintrages durch „.Ziffer“ wie beispielsweise „.1“, kenntlich gemacht.

Die auf Aminosäureebene homologen Enzyme weisen bevorzugt verglichen zur Referenzsequenz mindestens 50 %, insbesondere mindestens 90 %, Enzymaktivität in im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung definierten Propyllaurat Units auf.

Zur Ermittlung der Enzymaktivität in PLU (Propyllaurat Unit) werden 1 -Propanol und Laurinsäure in äquimolarem Verhältnis bei 60°C homogen gemischt. Mit Enzymzugabe wird die Reaktion gestartet und die Reaktionszeit gestoppt. In Abständen werden Proben aus der Reaktionsmischung entnommen und der Gehalt an umgesetzter Laurinsäure mittels Titration mit Kaliumhydroxid-Lösung bestimmt. Die Enzymaktivität in PLU ergibt sich aus der Geschwindigkeit, in der 1 g des betrachteten Enzyms 1 pmol Propyllaurat pro min bei 60°C synthetisiert, vgl. hierzu auch US20070087418, insbesondere [0185] Kommerzielle Beispiele und ebenfalls bevorzugt eingesetzte Lipasen in erfindungsgemäßem Verfahren sind die Handelsprodukte Lipozyme TL IM, Novozym 435, Lipozyme IM 20, Lipase SP382, Lipase SP525, Lipase SP523, (alles Handelsprodukte der Firma Novozymes A/S, Bagsvaerd, Dänemark), Chirazyme L2, Chirazyme L5, Chirazyme L8, Chirazyme L9 (alles Handelprodukte der Firma Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Deutschland), CALB Immo Plus TM der Firma Purolite, sowie Lipase M „Amano“, Lipase F-AP 15 „Amano“, Lipase AY „Amano“, Lipase N „Amano“, Lipase R „Amano“, Lipase A „Amano“, Lipase D „Amano“, Lipase G „Amano“ (alles Handelsprodukte der Firma Amano, Japan). Mit „Homologie auf Aminosäureebene“ im Sinne der vorliegenden Erfindung wird die „Aminosäure- Identität“ verstanden, welche mit Hilfe bekannter Verfahren bestimmt werden kann. Generell werden besondere Computerprogramme mit Algorithmen unter Berücksichtigung spezieller Erfordernisse verwendet. Bevorzugte Verfahren zur Bestimmung der Identität erzeugen zunächst die größte Übereinstimmung zwischen den zu vergleichenden Sequenzen. Computer-Programme zur Bestimmung der Identität umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, das GCG- Programmpaket, einschließlich

GAP (Deveroy, J. et al., Nucleic Acid Research 12 (1984), Seite 387, Genetics Computer Group University of Wisconsin, Medicine (Wl), und

BLASTP, BLASTN und FASTA (Altschul, S. et al., Journal of Molecular Biology 215 (1990), Seiten 403-410. Das BLAST-Programm kann erhalten werden vom National Center For

Biotechnology Information (NCBI) und aus weiteren Quellen (BLAST Handbuch, Altschul S. et al., NCBI NLM NIH Bethesda ND 22894; Altschul S. et al., vorstehend).

Der Fachmann ist sich bewusst, dass verschiedene Computerprogramme für die Kalkulation der Ähnlichkeit bzw. Identität zwischen zwei Nukleotid- oder Aminosäure-Sequenzen zur Verfügung stehen. So kann die prozentuale Identität zwischen zwei Aminosäure-Sequenzen z.B. durch den Needleman und Wunsch (J. Mol. Biol. (48): 444-453 (1970)) Algorithmus bestimmt werden, der in das GAP Programm im GCG Software-Paket (erhältlich über http://www.gcg.com) integriert wurde, und zwar entweder unter Verwendung einer Blossom 62-Matrix oder einer PAM250-Matrix, einer gap weight von 16, 14, 12, 10, 8, 6, oder 4 und einer length weight von 1 , 2, 3, 4, 5, oder6. Der Fachmann wird anerkennen, dass die Verwendung unterschiedlicher Parameter zu leicht unterschiedlichen Ergebnissen führen wird, dass aber die prozentuale Identität zwischen zwei Aminosäure-Sequenzen insgesamt nicht signifikant unterschiedlich sein wird. Üblicherweise wird die Blossom 62-Matrix unter Anwendung der Voreinstellungen ( gap weight : 12, length weight : 1) genutzt. Eine Identität von 60 % gemäß dem vorstehenden Algorithmus bedeutet im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung 60 % Homologie. Das gleiche gilt für höhere Identitäten. In Verfahrensschritt B) werden erfindungsgemäß bevorzugt pro Gramm umzusetzendem Xylitol 500 PLU bis 2000 PLU, bevorzugt von 200 PLU bis 1500 PLU, besonders bevorzugt von 25 PLU bis 1250 PLU, Lipase eingesetzt.

Verfahrensschritt B) wird erfindungsgemäß bevorzugt bei einem Druck von kleiner 1 bar, bevorzugt kleiner 0,5 bar und besonders bevorzugt kleiner 0,1 bar durchgeführt. Verfahrensschritt B) wird erfindungsgemäß alternativ bevorzugt in einem Blasensäulenreaktor durchgeführt, wobei der Reaktionsansatz mit mindestens einem Inertgas durchströmt wird; dieses ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend, bevorzugt bestehend aus, Stickstoff und Argon. Es ist in diesem Zusammenhang erfindungsgemäß bevorzugt, wenn der Gasstrom 1 bis 60 kg/h, bevorzugt 5 bis 25 kg/h, noch mehr bevorzugt 10 bis 14 kg/h, beträgt.

Verfahrensschritt B) ist erfindungsgemäß bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass Verfahrensschritt B) spätestens 180 Stunden, bevorzug 120 Stunden, besonders bevorzugt 100 Stunden, nach Zugabe der Lipase beendet wird.

Ein erfindungsgemäß bevorzugtes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt B) entstehende Nebenprodukte, beispielsweise im Falle, dass der eingesetzte Acylgruppendonor eine Säure ist, Wasser, im Falle, dass der eingesetzte Acylgruppendonor ein Ester ist, der korrespondierende Alkohol, entfernt werden.

Dies ist beispielsweise durch Destillation möglich.

Verfahrensschritt C) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Aufreinigung des Xylitol- Carbonsäureesters.

Hierzu sind alle Methodiken anwendbar, die erlauben, den Xylitol-Carbonsäureester in höherer Konzentration zu erhalten. Erfindungsgemäß bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren im Verfahrensschritt C) Abtrennen der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Lipase.

Im Falle, dass die Lipase auf einem Träger immobilisiert vorliegt, ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Lipase durch Filtration durch einen Filter, insbesondere einen Beutelfilter, mit einer Feinheit von 0,1 m bis 1250 m, bevorzugt von 0,5 m bis 100 m, abgetrennt wird. Erfindungsgemäß bevorzugt ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass in ihm keinerlei Molsieb zum Einsatz kommt.

Erfindungsgemäß bevorzugt ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate nicht auf festen Trägern, wie beispielsweise Silica, immobilisiert vorliegend eingesetzt werden.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist der Xylitol-Carbonsäureester erhältlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Xylitol-Carbonsäureester und/oder der Xylitol-Carbonsäureester erhältlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren als Viskositätsregler, Pflegewirkstoff, Schaum-Booster oder Solubilisator, antimikrobielles Mittel, Antistatikum, Bindemittel, Korrosionsinhibitor, Dispergiermittel, Emulgator, Filmbildner, Feuchthaltemittel, Trübungsmittel, Mundpflegemittel, Konservierungsmittel, Hautpflegemittel, hydrophiles Emollient, Schaumstabilisator und nichtionisches Tensid, bevorzugt als Viskositätsregler, Emulgator, antimikrobielles Mittel und hydrophiles Emollient, besonders bevorzugt als Viskositätsregler, insbesondere als Verdicker, in insbesondere reinigenden oder pflegenden Formulierungen.

In den nachfolgend aufgeführten Beispielen wird die vorliegende Erfindung beispielhaft beschrieben, ohne dass die Erfindung, deren Anwendungsbreite sich aus der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen ergibt, auf die in den Beispielen genannten Ausführungsformen beschränkt sein soll.

Beispiele: Es wurden verschiedene Xylitol-Carbonsäureester wie folgt beschrieben dargestellt.

Methode zur Bestimmung der Farbzahlen

Ein Aliquot (ca. 10 g; so dass die Küvette ausreichend gefüllt ist) wurde bei Raumtemperatur oder 90 °C in einer 11 mm Rundküvette in einem Lico 690 Spektralcolorimeter vermessen und die jeweils angegeben Farbzahlen protokolliert. Beispiel 1: Enzymatische Veresterung von Xylitol mit 2,00 Äq. Ca rylsäure (erfindungsgemäß) Ein Gemisch aus Xylitol (60,0 g, 0,394 mol, 1 ,00 Äq.) und Caprylsäure (Säurezahl = 389 mg KOH/g, >98%, 113,70 g, 0,788 mol, 2,00 Äq.) wurde unter Rühren und IS -Durchleitung auf 80 °C erwärmt und nach 1 h wurde immobilisiertes Enzym Candida antarctica lipase B (5,21 g; Purolite D5619, entspricht 45110 PLU) zugegeben. Das Gemisch wurde bei 80 °C und 15 mbar für 24 h gerührt und währenddessen kontinuierlich das entstehende Wasser abdestilliert. Anschließend wurde das Gemisch bei 80 °C über einen Büchnertrichter mit Schwarzbandfilter filtriert, um das Enzym zu entfernen. Das erhaltene Produkt war in der Schmelze homogen, farblos und wies eine Säurezahl von 1 ,2 mg KOH/g auf. Der Gehalt an Triestern bezogen auf die Summe aller enthaltenen Carbonsäureester des Xylitols betrug 27 Gew.-%, ermittelt über die Flächenprozente der GC-FID-Peaks.

Beispiel 2: Enzymatische Veresterung von Xylitol mit 2,00 Äq. Capryl/Caprinsäure (erfindungsgemäß)

Ein Gemisch aus Xylitol (70,8 g, 0,465 mol, 1 ,00 Äq.) und einer Mischung von Capryl- und Caprinsäure (Säurezahl = 362 mg KOH/g, Mischungsverhältnis Caprylsäure zu Caprinsäure 60:40,146,0 g, 0,930 mol, 2,00 Äq.) wurde unter Rühren und ISh-Durchleitung für 1 h auf 90 °C erwärmt und nach dem Abkühlen auf 85 °C immobilisiertes Enzym Candida antarctica lipase B (6,50 g; Purolite D5619, entspricht 56280 PLU) zugegeben. Das Gemisch wurde bei 85 °C und 50 mbar für 24 h gerührt und währenddessen kontinuierlich das entstehende Wasser abdestilliert. Anschließend wurde das Gemisch bei 80 °C über einen Büchnertrichter mit Schwarzbandfilter filtriert, um das Enzym zu entfernen. Das erhaltene Produkt war in der Schmelze homogen, farblos und wies eine Säurezahl von 2,7 mg KOH/g auf. Der Gehalt an Triestern bezogen auf die Summe aller enthaltenen Carbonsäureester des Xylitols betrug 26 Gew.-%, ermittelt über die Flächenprozente der GC-FID-Peaks.

Beispiel 3: Enzymatische Veresterung von Xylitol mit 1,80 Äq. Capryl/Caprinsäure (erfindungsgemäß) Ein Gemisch aus Xylitol (75,7 g, 0,497 mol, 1 ,00 Äq.) und einer Mischung von Capryl- und Caprinsäure (Säurezahl = 362 mg KOH/g, Mischungsverhältnis Caprylsäure zu Caprinsäure 60:40,140,5 g, 0,895 mol, 1 ,80 Äq.) wurde unter Rühren und IS -Durchleitung für 1 h auf 90 °C erwärmt und nach dem Abkühlen auf 85 °C immobilisiertes Enzym Candida antarctica lipase B (6,48 g; Purolite D5619, entspricht 56106 PLU) zugegeben. Das Gemisch wurde bei 85 °C und 50 mbar für 24 h gerührt und währenddessen kontinuierlich das entstehende Wasser abdestilliert. Anschließend wurde das Gemisch bei 80 °C über einen Büchnertrichter mit Schwarzbandfilter filtriert, um das Enzym zu entfernen. Das erhaltene Produkt war in der Schmelze homogen, farblos und wies eine Säurezahl von 1 ,5 mg KOH/g auf. Der Gehalt an Triestern bezogen auf die Summe aller enthaltenen Carbonsäureester des Xylitols betrug 25 Gew.-%, ermittelt über die Flächenprozente der GC-FID-Peaks.

Beispiel 4: Enzymatische Veresterung von Xylitol mit 2,00 Äq. Stearinsäure (erfindungsgemäß) Ein Gemisch aus Xylitol (40,00 g, 0,263 mol, 1 ,00 Äq.) und Stearinsäure (Säurezahl = 198 mg KOH/g, >92%, 148,18 g, 0,526 mol, 2,00 Äq.) wurde unter Rühren und IS -Durchleitung auf 90 °C erhitzt und nach 1 h wurde immobilisiertes Enzym Candida antarctica lipase B (5,65 g; Purolite D5619, entspricht 48919 PLU) zugegeben. Das Gemisch wurde bei 90 °C und 15 mbar für 24 h gerührt, und währenddessen kontinuierlich das entstehende Wasser abdestilliert. Anschließend wurde das Gemisch bei 80 °C über einen Büchnertrichter mit Schwarzbandfilter filtriert, um das

Enzym zu entfernen. Das erhaltene Produkt war in der Schmelze homogen, klar, hellgelb und wies eine Säurezahl von 1 ,3 mg KOH/g auf. Der Gehalt an Triestern bezogen auf die Summe aller enthaltenen Carbonsäureester des Xylitols betrug 35 Gew.-%, ermittelt über die Flächenprozente der GC-FID-Peaks.

Beispiel 5: Enzymatische Veresterung von Xylitol mit 2,00 Äq. Ölsäure (erfindungsgemäß)

Ein Gemisch aus Xylitol (40,00 g, 0,263 mol, 1 ,00 Äq.) und Ölsäure (Säurezahl = 200 mg KOH/g, lodzahl = 92,3 g I2/IOO g, 147,5 g, 0,526 mol, 2,00 Äq.) wurde unter Rühren und IS -Durchleitung auf 90 °C erhitzt und nach 1 h wurde immobilisiertes Enzym Candida antarctica lipase B (5,65 g; Purolite D5619, entspricht 48919 PLU) zugegeben. Das Gemisch wurde bei 80 °C und 15 mbar für 24 h gerührt, und währenddessen kontinuierlich das entstehende Wasser abdestilliert. Anschließend wurde das Gemisch bei 80 °C über einen Büchnertrichter mit Schwarzbandfilter filtriert, um das Enzym zu entfernen. Das erhaltene Produkt war in der Schmelze homogen, klar, gelblich und wies eine Säurezahl von 1 ,1 mg KOH/g auf. Der Gehalt an Triestern bezogen auf die Summe aller enthaltenen Carbonsäureester des Xylitols betrug 34 Gew.-%, ermittelt über die Flächenprozente der GC-FID-Peaks. Beispiel 6: Xylityl Caprate/Caprylate (nicht erfindungsgemäß)

Ein kommerzielles Produkt, GiO™ -103 von GiOrbis Laboratories, diente hier als Probe. Beispiel 7: Veresterung von Xylitol mit 2,00 Äq. Caprylsäure gemäß KR101939851 (nicht erfindungsgemäß)

Die Veresterung von Xylitol mit Fettsäuren in Gegenwart von sauren Katalysatoren bei hohen Temperaturen wird beispielsweise in KR101939851 oder EP2902009A1 beschrieben:

Ein Gemisch aus Xylitol (76,1 g, 0,500 mol, 1 ,00 Äq.) und Caprylsäure (Säurezahl = 389 mg KOH/g, >98%, 144, 2 g, 1,00 mol, 2,00 Äq.) wurde nach Zugabe von para-Toluolsulfonsäure (0,29 g, 0,2% bezogen auf Caprylsäure) unter Rühren und IS -Durchleitung auf 200 °C erwärmt. Anschließend wurde das Gemisch für 8 h bei dieser Temperatur gerührt und währenddessen kontinuierlich das entstehende Wasser abdestilliert, bis eine Säurezahl von 0,7 mg KOH/g erreicht war. Das erhaltene Produkt war gelb bis braun und wies eine Farbzahl nach Gardner von 6,4 auf.

Beispiel 8: Enzymatische Veresterung von Xylitol mit 2,00 Äq. Caprylsäure bei niedriger Temperatur (nicht erfindungsgemäß)

Ein Gemisch aus Xylitol (75,2 g, 0,494 mol, 1 ,00 Äq.), Caprylsäure (Säurezahl = 389 mg KOH/g, >98%, 142, 6. g, 0,989 mol, 2,00 Äq.), wurde wie in Basri et al (Carbohydr. Res. 2011 , 346, 472- 479) enzymatisch unter Rühren und IS -Durchleitung bei 60 °C für 29 h umgesetzt. Das erhaltene Produkt war in der Schmelze inhomogen (d.h. es bildeten sich zwei Phasen), wies eine Säurezahl von ca. 360 mg KOH/g auf.

In Tabelle 1 sind die ermittelten Parameter der erfindungsgemäßen und nicht erfindungsgemäßen Beispiele gegenübergestellt.

Tabelle 1 ; erfindungsgemäße Beispiele sind mit * gekennzeichnet Beispiel 9: Verdickungsleistung in einer kosmetischen Formulierung Die verdickende Wirkung der erfindungsgemäßen Beispiele 1 , 2 und 3 wurde im Vergleich zu nichterfindungsgemäßen Verdickungsmitteln evaluiert. Hierfür wurde eine kosmetische Formulierung bestehend aus 9% SLES, 3% Cocamidopropyl Betaine und 0,7% NaCI in Wasser hergestellt. Der pH-Wert dieser Formulierung wurde mit Citronensäure auf 5,2 eingestellt. In diese Formulierungen wurden jeweils 1 ,1% der o.g. Beispiel-Substanzen bei 60 °C unter Rühren für 30 min eingearbeitet und die Viskositäten mit Hilfe eines Brookfield-Viskosimeters (Spindel 62, 30 rpm Umdrehungen) bei 22 °C gemessen. Die Ergebnisse der Viskositätsmessungen sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2: Viskosität der Beispielformulierung mit 1 ,1% Verdickungsmittel

Die Ergebnisse aus Tabelle 2 zeigen, dass mit dem erfindungsgemäßen Beispielen 1 , 2 und 3 höher viskose Formulierungen erhalten werden als mit den nicht-erfindungsgemäßen Beispielen.

Formulierungsbeispiele

Rezepturen 1a, 1b und 1c: Aluminiumsalzhaltige AP/Deo Formulierungen Rezepturen 2a, 2b und 2c: Aluminiumfreie Deo-Formulierung ohne AP-Wirkstoffe

Rezepturen 3a, 3b und 3c: O N Deodorant-Emulsion enthaltend Kalialaun Rezeptur 4a und 4b: AP/Deo Lotion

Rezepturen 5a, 5b und 5c: AP/Deo Cremes Rezeptur 6a und 6b: Sun Care Spray SPF 30

Rezepturen 7a, 7b und 7c: Sonnenschutzspray

Rezepturen 8a, 8b und 8c: Sonnenschutzlotion SPF 30

Rezepturen 9a, 9b und 9c: Sonnenschutzlotion SPF 30, hoher UVA-Schutz

Rezepturen 10a, 10b und 10c: Sonnenschutzlotion SPF 30

Rezepturen 11a, 11b und 11c: Sonnenschutzlotion SPF 50, hoher UVA-Schutz

Rezepturen 12a, 12b und 12c: Sonnenschutzlotion SPF 50

Rezepturen 13a, 13b und 13c: Sonnenschutzlotion SPF 50+

Rezeptur 14a und 14b: Körperlotion

Rezeptur 15a und 15b: Natürliche Pflegecreme

Rezeptur 16a und 16b: Anti-Aging Creme

Rezeptur 17a und 17b: O/W Foundation

Rezepturen 18a, 18b, 18c und 18d: Lotionen mit kosmetischen Wirkstoffen

Rezepturen 19a, 19b und 19c: Lotion mit geringem Ölphasengehalt

Rezepturen 20a, 20b 20c und 20d: OLL/ Seren 1

Rezepturen 20e, 20f,20g und 20h: O/W Seren 2

Rezepturen 21a, 21b und 21c: O/W Blemish Balm Lotion

Rezepturen 22a, 22b, 22c und 22d: Lotion für sensitive Haut

Rezepturen 23a, 23b, 23c und 23d: Pflegende Lotion für trockene Haut 1

Rezepturen 23e, 23f 23g und 23h: Pflegende Lotion für trockene Haut 2

Rezepturen 24a, 24b und 24c: Konservierungsmittelfreie Lotionen 1

Rezepturen 24d, 24e und 24f: Konservierungsmittelfreie Lotionen 2

Rezepturen 25a und 25b: W/O Lotion

Rezepturen 26a und 26b: W/O Creme

Rezepturen 27a und 27b: Quick-breaking Creme

Rezepturen 28a, 28b und 28c: Cooling Body Lotion

Rezepturen 29a, 29b und 29c: W/O Creme basierend auf natürlichen Inhaltstoffen

Rezepturen 30a, 30b und 30c: Kalt herstellbare Lotion

Rezepturen 31a, 31b und 31c: Feuchtigkeitsspendende Lotion mit Harnstoff

Rezepturen 32a, 32b, 32c und 32d: W/O Lotion mit seidig-leichtem Hautgefühl

Rezepturen 33a, 33b und 33c: Babypflege

Rezepturen 34a, 34b und 34c: Fußpflege

Rezepturen 35a und 35b: Sonnenschutzlotion SPF 30 UVA mit Insektenschutz

Rezepturen 36a und 36b: Sonnenschutzlotion SPF 30 UVA nach Ecocert-Kriterien

Rezepturen 37a, 37b, 37c und 37d: Sonnenschutzspray SPF 30 UVA

Rezepturen 38a, 38b, 38c und 38d: Sonnenschutzlotion SPF 50 UVA

Rezepturen 39a, 39b und 39c: Sonnenschutzlotion SPF 50 nach FDA-Kriterien Rezepturen 40a, 40b, 40c, 40d, 40e und 40f: Foundation

Rezepturen 41a, 41b, 41c, 41 d, 41 e, 41 f und 41g: CC (Color Control) Fluid

Rezepturen 42a, 42b, 42c, 42d und 42e: AP/Deo Spray bzw. Aerosolspray

Rezepturen 43a, 43b, 43c und 43d: Sonnenschutzaerosol SPF 50 UVA

Rezeptur 44: Creme-Dusche

Rezeptur 45: Körpershampoo

Rezeptur 46: Shampoo

Rezeptur 47a und 47b: Shampoo

Rezeptur 48: Liquid Soap

Rezeptur 49: Cream Soap

Rezeptur 50: Oil Bath

Rezeptur 51: Micellar Water for make-up removal

Rezepturen 52a und 52b: Lösung für wet wipes

Rezeptur 53: Anti-Transpirant Deo

Rezeptur 54: Mundwasser

Rezeptur 55: Zahnpasta