CH684459A5 - Organische Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte für die Ernährung und zur Verwendung für technische Zwecke, die Vitalstoffe enthalten. - Google Patents
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Description
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Beschreibung
Die Erfindung betrifft organische Rohstoffe, Zwischen* und Endprodukte für die Ernährung und zur Verwendung für technische Zwecke nach dem Oberbegriff von Anspruch 5 und Anspruch 6 sowie geschützte Vitalstoffe zur Einarbeitung in diese organischen Stoffe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte aus pflanzlichen und tierischen Ausgangsstoffen enthalten Bakterien, Keime, Vitamine, Enzyme, Coenzy-me, Mineralstoffe und Spurenelemente. Diese Vitalstoffe sind für das Funktionieren von biokata-lytischen Prozessen verantwortlich.
Die in der Industrie gängigen Verarbeitungsmethoden zielen darauf ab, möglichst bakterien- und keimarme Produkte zu erhalten, um die Haltbarkeit der Produkte mit möglichst geringen Konservierungszusätzen beeinflussen zu können. Die dabei verwendeten Wasch-, Blanchier-, Wärme-, Druck-, Mahl- und Granulierprozesse eliminieren nicht nur Bakterien, Keime und toxische Verbindungen, sowie Inhibitoren, sondern zerstören vor allem die hochkomplizierten Eiweissstoffe, die vorwiegend bei bio-katalytischen Prozessen eine entscheidende Rolle spielen. Es war somit bisher nicht möglich, nach derartigen Verfahren die Vitalstoffe in ausreichend aktiver Form zur Auslösung biokatalytischer Prozesse beizubehalten.
Vitalstoffe erhalten zur Beeinflussung biokatalytischer Prozesse vermehrte Aufmerksamkeit. Es können nicht nur Stoffwechselvorgänge in vivo, sondern auch industrielle Prozesse in vitro ausgelöst und geführt werden. Bei der Entsorgung organischer Produkte zur Weiterverwertung sind diese Prozesse von besonderer Bedeutung, da dadurch ein problemloser und gezielter Abbau ermöglicht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vitalstoffe wie Vitamine, Enzyme, Coenzyme, Keime, Mineralstoffe und Spurenelemente funktionsgetrennt in Trägersubstanzen einzubetten und in organische Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte einzuarbeiten.
Dabei bleibt die Aktivität der Vitalstoffe auch bei Wärme- und Druckschocks nach Verarbeitung, Formgebung und Gebrauch erhalten.
Je nach Art des zu schützenden Vitalstoffes werden verschiedene Schutzmechanismen und/oder Schutzstoffe vorgeschlagen. Erfindungsgemäss wird die Aufgabe in Abhängigkeit von dem zu schützenden Vitalstoff durch die technische Lehre der Ansprüche 1 sowie 5 oder 6 gelöst.
Da es sich um verschiedene Vitalstoffe mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung handelt, werden verschiedene Schutzstoffe vorgeschlagen.
Es eignen sich vorzugsweise Natrium- und Kaliumsalze der Kieselsäure und nicht-ionogene Polysaccharide, insbesondere aus der Familie der Ga-laktomannane.
Von besonderer Bedeutung sind organische Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte für die Ernährung und zur Verwendung für technische Zwecke, in denen die funktionsgetrennt in Trägersubstanzen unter Ausbildung von Schutzfilmen eingebetteten Vitalstoffe in eine thermoplastisch verarbeitbare Komponentenmischung vegetabilen und/oder tierischen Ursprungs, deren mindestens eine Komponente aus einer für Lebensmittel verwendbaren Naturfaser besteht, eingebettet sind.
Die erfindungsgemässen funktionsgetrennt geschützte Vitalstoffe enthaltenden Komponentenmischungen können durch thermoplastische Verarbeitung zu Nutzungs-, Gebrauchs- und Verpackungsgegenständen ausgeformt werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind geschützte Vitalstoffe zur Einarbeitung in organische Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte für die Ernährung und zur Verwendung für technische Zwek-ke, die dadurch gekennzeichnet sind, dass Vitalstoffe in Form von Vitaminen, Enzymen, Coenzymen, Mineralstoffen, Spurenelementen und/oder Keimen funktionsgetrennt in Trägersubstanzen unter Ausbildung von Schutzfilmen gegen schädliche Einflüsse eingebettet sind, so dass bei genügender Feuchtigkeitsaufnahme in vivo und vitro biokatalytische Prozesse ausgelöst und gezielt geführt werden können.
Coenzyme enthalten Elektrolyte, Mineralstoffe und Spurenelemente mit beispielsweise Aluminium, Eisen, Kobalt, Kupfer, Magnesium, Mangan, Phosphor und Zink. Ausgewogene, auf die Bedürfnisse abgestimmte Mischungen sind im Handel erhältlich.
Es sind einige tausend Enzyme bekannt, wobei über hundert in kristalliner Form vorliegen und einige davon synthetisch hergestellt werden.
Die Empfindlichkeit dieser hochkomplizierten Po-lypeptidkomplexe lassen es angezeigt erscheinen, quantitativ getrennt und qualitativ geschützt Holoen-zyme, Apoenzyme, Coenzyme und dergleichen, für biokatalytische Prozesse zur Verfügung zu haben. Dabei sind sechs Enzymgruppen in ihren Funktionen zu beachten: Hydrolasen, Isomerasen, Ligasen und Lyasen, Oxidoreduktasen und Transferasen, wobei einige wichtige Enzyme Amylasen, Bromeline, Chymotripsin, Enterokinase, Erepsin, Hyaluronidase, Ratalase, Kathepsin, Lipasen, Pankreatin, Papain, Pepsin, Proteasen und Trypsin sind.
Es sind sowohl defizitäre Enzymgehalte in Lebens- und Futtermitteln als auch vorzeitig ausgelöste biokatalytische Prozesse bekannt, denen man erfindungsgemäss durch die Ausbildung des funktionsgetrennten Schutzes der verschiedenen Vitalstoffe begegnen kann.
Gemäss der Erfindung werden daher Vitalstoffe wie beispielsweise Keime, Enzyme, Coenzyme, Elektrolyte mit Mineralstoffen und Spurenelementen durch Ausbildung von Schutzschichten getrennt voneinander geschützt, die zusammen erst bei bestimmter Feuchtigkeitsaufnahme biokatalytische Prozesse auslösen.
Zum Schutz der Coenzyme eignen sich vorzugsweise Natrium- und Kaliumsalze der Kieselsäure, während Polysaccharide, insbesondere Guarkernen-dospermmehl und Johannisbrotkernendosperm-mehl sich besonders zum Schutz von Polypeptid-komplexen als Enzyme eignen. Das Eindringen von Feuchtigkeit kann durch den ausgebildeten Schutzfilm wirksam verzögert werden.
Die Einbettung der zu schützenden Vitalstoffe in
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einen Schutzfilm erfolgt in der Regel durch Vermischung der Vitalstoffe mit dem Schutzstoff unter anschliessender schonender Trocknung. Die Ausbildung des Schutzfilms kann in Gegenwart von Wasser beispielsweise im Wirbelstrombett durchgeführt werden.
Durch Zusatz wässriger Fett- und/oder Ölemul-sionen unter Verwendung ungesättigter Öle während der Ausbildung der Schutzschicht kann die Hydrophobizität des Schutzfilms noch gesteigert werden.
Die gemäss der Erfindung funktionsgetrennt unter Ausbildung von Schutzfilmen in Trägersubstanzen eingebetteten Vitalstoffe sind lagerfähig, können in organische Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte für die Ernährung und zur Verwendung für technische Zwecke einverleibt werden und können durch übliche Verarbeitungseinrichtungen wie Extruder und Spritzgussmaschinen zu Nutzungs-, Gebrauchs- und Verpackungsgegenständen verarbeitet werden, wie beispielswiese zu Behältern und Gebinden für feste, breiige und flüssige Medien, Verpackungsmaterialien und Folien, die essbar, verfütterbar, enzymatisch und bakteriell abbaubar sind und als Lebensmittel und/oder Futtermittel verwendet werden können. Die Wirksamkeit der Vitalstoffe bleibt erhalten und kann nach der Verarbeitung bei genügender Feuchtigkeit in gewünschter Weise ausgelöst werden. Man wird natürlich darauf achten, dass zur Vermeidung molekularer Veränderungen der Mischungen mit Vitalstoffen während der Endverarbeitung zu Gebrauchsformen schonende diskontinuierliche und kontinuierliche Verarbeitungsmethoden angewendet werden, damit auch ernährungsphysiologisch wirksame Inhaltsstoffe wie z.B. Proteine (Aminosäure), ungesättigte Fettsäuren und dergleichen nicht geschädigt werden.
Besonders bevorzugte Produkte der Erfindung bestehen aus thermoplastisch verarbeitbaren Komponentenmischungen vegetabilen und/oder tierischen Ursprungs, deren mindestens eine Komponente aus einer für Lebensmittel verwendbaren Naturfaser besteht, wobei in diese Mischungen, die funktionsgetrennt in Trägersubstanzen unter Ausbildung von Schutzfilmen eingebetteten Vitalstoffe in Form von Vitaminen, Enzymen, Coenzymen, Mineralstoffen, Spurenelementen und/oder Keimen eingearbeitet sind. Dabei werden erfindungsgemäss Komponentenmischungen aus Samen, Getreide, Gemüse, Obst, Früchten einschliesslich Bodenfrüchten und Knollen und deren Ballaststoffen (Nahrungsfasern) und/oder tierischen Produkten gegebenenfalls zusammen mit Gewürzen und Zusatzkomponenten mit den funktionsgetrennt geschützten Vitalstoffen vereinigt. Das die geschützten Vitalstoffe enthaltende Gemisch kann dann in verfahrenstechnischen Zwischenschritten oder einem Schritt in plastifizierbare Gemische überführt werden und durch bekannte Verarbeitungseinrichtungen zu Nut-zungs- und Gebrauchsgegenständen unter Erhalt der Wirksamkeit der Vitalstoffe geformt werden.
Gemäss der Erfindung bleiben somit Vitalstoffe wie Vitamine, Enzyme, Enzymgemische, Keime, Coenzyme, Mineralstoffe und Spurenelemente in getrennter und geschützter Form in Rohstoffen,
Zwischen- und Endprodukten funktionsbereit. Mit entsprechenden Dosierungen der geschützten Vitalstoffe lassen sich gezielte und differenzierte biokatalytische Prozesse führen.
In der Ernährung, Medizin und Entsorgung (Weiterverwertung gebrauchter Güter) werden geschützte und gezielt auszulösende Wirkungsmechanismen für biokatalytische Prozesse immer wichtiger.
Die besonderen Eigenschaften von nicht-ionoge-nen Polysacchariden, mit Stärken und Cellulosen Assoziationen und Wasserstoffbrücken einzugehen und zu bilden, prädestinieren deren Verwendung als Schutzkolloide und Emulgatoren in besonderem Masse. Das ausserordentlich hohe rasche Wasserbindungsvermögen blockiert und verzögert die Wasseraufnahme im Verbund mit der Dichtigkeit der Korngrössen der Coenzym- und Enzympulver.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung:
Beispiel 1
Coenzyme (Metallsalze, Mineralstoffe und Spurenelemente) werden in handelsüblicher Form in Natriumwasserglas (Na-Salz der Kieselsäure) dispergiert und anschliessend über Walzen oder Sprühtrockner getrocknet. Das anfallende, in einem Schutzfilm eingebettete Coenzympulver wird gesichtet und bis zur Weiterverarbeitung zwischengelagert.
Das Coenzympulver ist spröde und kann deshalb gut in die Mischungen eingearbeitet werden. Unmittelbar vor der Endverarbeitung können die Wasserglassuspensionen auch ohne Zwischentrocknung eingesetzt werden. Im Lebensmittel- und Futtermittelbereich werden relativ geringe Mengen an Aktivsubstanzen im Coenzympulver benötigt. Der Tagesbedarf liegt zwischen 20 bis 2000 mg. Die Kieselsäure bzw. deren Natrium- oder Kaliumsalz in Form von Wasserglas kann bis zu 90% mit Aktivsubstanzen beladen werden.
Die Coenzyme, Mineralstoffe und Spurenelemente sind in sich selbst vernetzender Kieselsäure eingebettet und werden erst bei entsprechender Feuchtigkeitsaufnahme unter lonenfluss wirksam verfügbar.
Beispiel 2
In diesem Beispiel werden Enzyme in einem nicht-ionogenen Polysaccharid (Guarkernendospermmehl) eingebettet.
Enzyme oder Enzymgemische werden in feines Guarkernendospermmehl eingemischt und im Wirbelstrombett mit Wasser bei Raumtemperatur besprüht bis ein Schutzfilm aufgebaut ist und Verkleisterung entsteht. Die Partikel mit dem kolloidalen Schutzfilm werden im Warmluftstrom schonend getrocknet, wobei die Ablufttemperatur 60°C nicht überschreiten sollte. Der Feuchtigkeitsgehalt pendelt sich zwischen 4 bis 7% ein. Das Enzympulver wird gesichtet und bis zur Weiterverarbeitung zwischengelagert.
Im Wirbelstrombett kann die Granulierung mit der Einsprühgeschwindigkeit und der Wahl der Ein5
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sprühdüse beeinflusst werden. In relativ engen Korngrössenbereichen fallen die Enzympulver nach der Trocknung an. Bei Endverarbeitung unter hohen Drücken sind die Korngrössen der Enzympulver und Dichte wichtig.
Beispiel 3
Dieses Beispiel zeigt, dass Enzyme oder Enzymgemische in einem sich nur heisswasserlöslichen Polysaccharid (Johannisbrotkernendospermmehl) eingebettet sind und dass die Schutzfiimbildung durch das Einsprühen einer wässrigen Polysaccha-ridlösung wirksam unterstützt wird.
Enzyme oder Enzymgemische werden in feines Johannisbrotkernendospermmehl eingemischt und mit einer in heissem Wasser gelösten 1- bis 2%-igen Johannisbrotkernendospermmehilösung im Mischer besprüht bis Verkleisterung auftritt. Bei schonender Trocknung bildet sich ein kolloidaler Schutzfilm um die Partikel aus. Das Enzympulver wird gesichtet und bis zur Weiterverarbeitung zwischengelagert.
Durch die Verwendung heisslöslicher Polysaccharide wird die Barriere gegen die Feuchtigkeit verstärkt, und deren Eindringung kann wesentlich verzögert werden.
Beispiel 4
In diesem Beispiel werden wässrige Ölemulsio-nen verwendet, welche die Hydrophobizität beeinflussen.
Enzyme oder Enzymgemische werden in Öl eingearbeitet und mit einer 1- bis 2%-igen wässrigen Guarkernendospermmehllösung im Emulgator emul-giert und in feines Guarkernmehl unter Mischen eingesprüht bis Verkleisterung erfolgt und sich bei Trocknung ein kolloidaler Schutzfilm ausbildet. Das Trockengut wird gesichtet und zwischengelagert.
Beispiel 5
Dieses Beispiel zeigt, dass bei Verwendung eines nur heisswasserlöslichen Polysaccharids zusammen mit Ölemulsionen die Hydrophobizität verstärkt ausgeprägt wird.
Angereicherte Keime werden in feines Johannisbrotkernendospermmehl eingearbeitet und mit einer 1- bis 2%-igen wässrigen Johannisbrotkernen-dospermmehl-Öiemulsion besprüht bis die Benetzung zur Verkleisterung neigt. Das Trockengut wird gesichtet und zwischengelagert.
Beispiel 6
Enzyme oder Enzymgemische werden in Guarkernendospermmehl in einem Mischer homogenisiert. Auf einen Teil Trockenmischgut werden 1,6 Teile Wasser über Brause mit einer Dosierleistung von 10 Liter Wasser pro Sekunde eingetragen. Das Feuchtgut wird maximal 5 Minuten nachgemischt und dann über einen Granulator in einen Wirbelschichtstromtrockner eingetragen. Die schonende Trocknung erfolgt im Warmluftstrom, wobei nach
Erreichen einer Abiufttemperatur von 60 bis 62°C der Trocknungsprozess beendet wird. Der Feuchtigkeitsgehalt beträgt ca. 4 bis 6%. Das Trockengut wird gesichtet und zwischengelagert.
Durch die rasche Zugabe von Wasser erfolgt eine enorme Verdichtung ohne Druckbeaufschlagung. Die Körnung der anfallenden Granulate kann mit den verschiedenen Lochsiebeinsätzen eingestellt werden. Es können Fraktionen in engen Korngrössenbereichen hergestellt werden. Die Feuchtigkeitsaufnahme kann besonders gut gesteuert werden. Darüberhinaus können hochempfindliche Substanzen besonders gut eingebettet werden. In geringen Mengen können wirksame Körper gut verteilt und genau zudosiert werden. Beladungen bis 90% sind möglich.
Beispiel 7
Weichweizenvolikornmehl wird im Mischer mit berechneten Mengen an durch Einbettung in nicht-io-nogenen Polysacchariden geschütztem Coenzympulver und Enzympulver gemischt und mit Wasser angefeuchtet bis bei Handballenverpressung Ver-ballung eintritt. In der Regel werden bis 50% Was-seranteiie benötigt. Auf einer Presse oder Einspritzmaschine erfolgt die gewünschte Verformung. Die noch feuchten Formlinge werden im Luftstrom unterhalb 60°C getrocknet.
Dieses Beispiel zeigt, dass in nicht-ionogenen Polysacchariden eingebettete Coenzym- und Enzympulver auf industriellen Einrichtungen wie z.B. Pressen, Extrudern oder Einspritzpressen in Roh-, Zwischen- und Endprodukten verarbeitet werden können. Wärme und Druckbeaufschlagungen zerstören dabei nicht die in den nicht-ionogenen Polysacchariden eingebetteten Aktivsubstanzen.
Beispiel 8
Es wurde entsprechend Beispiel 7 gearbeitet, wobei jedoch anstelle von Weichweizenvolikornmehl andere Getreidemehie in Verbindung mit Proteinen und Nahrungsfasern kombiniert mit z.B. Gemüse-, Früchte-, Fleisch- und Fischpulver verwendet werden. Der Feuchtigkeitsgehalt der jeweiligen Zusammensetzungen muss vor der Endverarbeitung zu Gebrauchsformen eingestellt werden. Die Gebrauchsformen können zur Aufnahme verschiedener Körper angepasst sein.
Claims (16)
1. Geschützte Vitalstoffe zur Einarbeitung in organische Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte für die Ernährung und zur Verwendung für technische Zwecke, dadurch gekennzeichnet, dass Vitalstoffe in Form von Vitaminen, Enzymen, Coenzymen, Mineralstoffen, Spurenelementen und/oder Keimen funktionsgetrennt in Trägersubstanzen, welche einen Schutzfilm gegen schädliche Einflüsse bilden, eingebettet sind, so dass bei genügender Feuchtigkeitsaufnahme in vivo und vitro biokatalytische Prozesse auslösbar und gezielt führbar sind.
2. Geschützte Vitalstoffe nach Anspruch 1, da5
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durch gekennzeichnet, dass Coenzyme in vernetz-ter Kieselsäure eingebettet sind.
3. Geschützte Vitalstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Enzyme in nicht-ionogenen Polysacchariden, welche einen Schutzfilm bilden, eingebettet sind.
4. Geschützte Vitalstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Keime in nicht-ionogenen Polysacchariden, welche einen Schutzfilm bilden, eingebettet sind.
5. Organische Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte für die Ernährung, die Vitaistoffe in Form von Vitaminen, Enzymen, Coenzymen, Mineralstoffen, Spurenelementen und/oder Keimen enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass die Vitalstoffe funktionsgetrennt in Trägersubstanzen, welche einen Schutzfilm gegen schädliche Einflüsse bilden, eingebettet sind, so dass bei genügender Feuchtigkeitsaufnahme in vivo und vitro biokatalytische Prozesse auslösbar und gezielt führbar sind.
6. Organische Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte zur Verwendung für technische Zwecke, die Vitalstoffe in Form von Vitaminen, Enzymen, Coenzymen, Mineralstoffen, Spurenelementen und/oder Keimen enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass die Vitalstoffe funktionsgetrennt in Trägersubstanzen, welche einen Schutzfilm gegen schädliche Einflüsse bilden, eingebettet sind, so dass bei genügender Feuchtigkeitsaufnahme in vivo und vitro biokatalytische Prozesse auslösbar und gezielt führbar sind.
7. Organische Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass Coenzyme enthalten sind, die in ver-netzter Kieselsäure eingebettet sind.
8. Organische Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass Enzyme enthalten sind, die in nicht-ionogenen Polysacchariden, die einen Schutzfilm bilden, eingebettet sind.
9. Organische Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Keime enthalten sind, die in nicht-io-nogenen Polysacchariden, die einen Schutzfilm bilden, eingebettet sind.
10. Organische Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vitalstoffe in kalt- und/oder heisswasserlösliche Galaktomannane eingebettet sind.
11. Organische Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte nach Anspruch 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vitalstoffe in einem Fett aufweisenden Schutzfilm eingebettet sind.
12. Organische Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte nach Anspruch 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die geschützten Vitalstoffe zusätzlich Riech-, Geschmacks-, Würz- und Farbstoffe enthalten.
13. Organische Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte nach Anspruch 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionsgetrennt in Trägersubstanzen, die einen Schutzfilm bilden, eingebetteten Vitalstoffe in eine thermoplastisch verarbeitbare Komponenten-Mischung vegetabilen und/oder tierischen Ursprungs, deren mindestens eine Komponente aus einer für Lebensmittel verwendbaren Naturfaser besteht, eingearbeitet sind.
14. Organische Endprodukte nach Anspruch 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie thermoplastisch verarbeitet und zu Nutzungs-, Gebrauchsund Verpackunsgegenständen ausgeformt sind.
15. Verfahren zur Herstellung von organischen Zwischen- und Endprodukten nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die geschützten Vitalstoffe der Ausgangskomponenten-Mischung zugesetzt, mit Wasser benetzt und zu Gebrauchsformen ausgeformt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schonung der Vitalstoffe die Ausformungen noch feucht bleiben und durch Nachtrocknung der Gebrauchsformen getrocknet werden.
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