CN111031804A - 植物来源的着色调质剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种植物来源的调质着色剂，所述试剂包含植物类胡萝卜素色素和含有果胶的纤维状植物物质，两者均是已从相同的起始植物材料中一起回收的，以及抗氧化剂，其中所述含有果胶的纤维状植物物质可以为水性组合物赋予质地，所述类胡萝卜素可以为水性组合物赋予颜色，并且所述抗氧化剂以有效防止显著部分的所述类胡萝卜素降解从而维持所述试剂的颜色的量存在。进一步提供了制备所述调质着色剂的方法以及其用于将食品、饮料、药物、营养品、化妆品或个人卫生组合物调质和着色的用途。

Description

植物来源的着色调质剂
技术领域
本发明涉及能够为物质组合物赋予颜色和质地的植物来源的试剂。更具体地，本发明提供了植物来源的调质着色剂(texturizing and colouring agent)，所述调质着色剂包含天然植物类胡萝卜素色素和含有果胶的纤维状植物物质，两者均是已从相同的起始植物材料中一起回收的。
背景技术
用天然替代物替代人造成分变得越来越重要。通常消费者对天然食物成分的需求以及关于合成食物染料的潜在危害性的若干项科学报告刺激了工业活动。因此，存在对天然调质剂和天然着色剂的需求。现已认识到，在从成本和方便性的角度以及还有为了使任何商业产品的成分清单尽可能短两方面，单一天然成分提供这样的特性将是有利的。诸位发明人现已能够开发这样的基于类胡萝卜素色素的两用成分。
天然颜色(最经常来自植物来源)已用于为各种组合物(例如，食品、饮料、化妆品、个人卫生产品和药物)赋予颜色。例如，类胡萝卜素(例如，胡萝卜素、叶黄素和番茄红素)提供橙色和黄色的颜色。在大多数情况下，来自来源水果或蔬菜的初级提取物是原料，所述原料必须经受显著的进一步配制才能适合用于特定的食物或饮料或其他应用(WO2018041730：WO 2016174004、WO 2003015537)。WO 2016174004描述了着色组合物，所述着色组合物包含分散在包含聚山梨醇酯80的水相中的类胡萝卜素色素。WO 2003015537描述了着色组合物，所述着色组合物包含分散在包含从甜菜中获得的果胶的基质中的类胡萝卜素色素。
先前已提供了用作调质剂的含有植物纤维的果胶制剂，例如在WO 2005/003178、WO 2009/026936、GB 1508993、US 2015/0017316和US 5567462中。这些制剂是通过这样的方法制备的，所述方法不打算将起始材料中存在的色素保存到足以充当着色剂和/或在任何可观的时间长度内维持功能性色素的水平。因此，所述制剂不旨在或不适合用作可将物质组合物既调质又着色的两用制剂。
发明内容
本发明提供了一种植物来源的着色和调质剂，所述植物来源的着色和调质剂在抗氧化剂的存在下包含色素(典型地是类胡萝卜素)和含有果胶的纤维状材料。所述抗氧化剂以足以防止显著部分的所述色素或类胡萝卜素氧化降解的水平存在。因此，在一方面，本发明提供了：一种植物来源的调质着色剂，所述试剂包含植物类胡萝卜素色素和含有果胶的纤维状植物物质，两者均是已从相同的起始植物材料中一起回收的，以及抗氧化剂，其中所述含有果胶的纤维状植物物质可以为水性组合物赋予质地，所述类胡萝卜素可以为水性组合物赋予颜色，并且所述抗氧化剂以有效防止显著部分的所述类胡萝卜素降解从而维持所述试剂的颜色的量存在。
在另一方面，本发明提供了一种用于制备植物来源的调质着色剂的方法，所述试剂包含植物类胡萝卜素色素和含有果胶的纤维状植物物质，其中所述含有果胶的纤维状植物物质可以为水性组合物赋予质地，并且所述类胡萝卜素色素可以为水性组合物赋予颜色，所述方法包括：
(a)提供含有果胶和类胡萝卜素色素的天然有色植物材料，
(b)将所述植物材料的pH调节至等于或高于约pH 8或等于或低于约pH 5，并且在足以形成含有果胶的纤维状植物物质的时间和温度下温育所述植物材料，所述含有果胶的纤维状植物物质可以为水性组合物赋予质地，
(c)回收所述含有果胶的纤维状植物物质和所述类胡萝卜素色素；和
将抗氧化剂与所述植物材料和/或所述调质着色剂组合，从而提供所述调质着色剂。
另外，本发明提供了一种将组合物调质和着色的方法，所述方法包括在适合于使所述试剂的调质和着色特性生效的条件下，将本发明的植物来源的调质着色剂掺入所述组合物中。
还提供了在有利于保留功能性类胡萝卜素色素的条件下基于植物材料的酸和/或碱处理制备此类两用试剂的方法。进一步提供了所述植物来源的着色调质剂尤其在食品、饮料、化妆品、个人卫生产品和药物组合物中的用途。
附图说明
图1是如通过实例1的方法制备的调质着色剂与通过实例6的方法制备的类似试剂相比的照片。
图2是通过如实例8中描述的本发明的调质着色剂着色的果酱组合物的照片。
具体实施方式
除非另外说明，否则将本文引用的所有参考文献均通过引用以其整体并入。
以下定义可用于解释权利要求和说明书：
如本文所用，术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”、“包括(including)”、“具有(has)”、“具有(having)”、“含有(contain)”或“含有(containing)”或其任何其他变型均旨在涵盖非排他性的包含。例如，包含一系列要素的组合物、混合物、工艺、方法、制品、或设备不必仅限于这些要素，而是可以包括其他未明确列出的要素或此类组合物、混合物、工艺、方法、制品或设备固有的要素。此外，除非有相反的明确说明，否则“或”是指包含性的“或”，而不是指排他性的“或”。例如，条件A或者B通过以下中的任一项满足：A为真(或存在)且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)且B为真(或存在)，并且A和B都为真(或存在)。
同样，在本发明的元素或组分前的不定冠词“一个/一种(a/an)”关于元素或组分的例子(即，出现)的数量旨在是非限制性的。因此，“一个”或“一种”应理解为包括一个/一种或至少一个/一种，并且要素或组分的单数词语形式还包括复数，除非所述数字明显意指单数。
如本文所用，术语“发明”或“本发明”是非限制性的术语，并且并不旨在是指特定发明的任何单一实施例，而是涵盖如描述于说明书和权利要求中的所有可能的实施例。
如本文所用，修饰本发明采用的成分或反应物的量的术语“约”是指例如通过以下方式可能发生的数字数量变化：在现实世界中用于制造浓缩物或用途溶液的典型测量和液体处理程序；这些程序中的非故意性错误；制造组合物或进行这些方法所使用的成分的制造、来源或纯度的差别等。术语“约”还包括由于产生自特定初始混合物的组合物的不同平衡条件而不同的量。无论是否由术语“约”修饰，权利要求包括这些量的等同量。在一个实施例中，术语“约”意指在报告的数值的10％以内，优选在报告的数值的5％以内。
本发明提供了一种植物来源的着色和调质剂，所述植物来源的着色和调质剂在抗氧化剂的存在下包含色素(典型地是类胡萝卜素)和含有果胶的纤维状材料。所述抗氧化剂以足以防止显著部分的所述色素或类胡萝卜素氧化降解的水平存在。
陆生植物的纤维含量主要由多糖纤维素、半纤维素和果胶以及异质大分子木质素构成。纤维素是葡萄糖单体的聚合物。半纤维素是含有若干种己糖和戊糖的多糖(例如，葡糖醛酸木聚糖、阿拉伯糖基木聚糖、葡甘露聚糖和木葡聚糖)以及在某些情况下糖醛酸(例如，葡糖醛酸和半乳糖醛酸)残基的异质组。这些聚合物根据占主导地位的糖残基的类型进行分类，并且单独地称为木聚糖、阿拉伯半乳聚糖、葡甘露聚糖、葡糖醛酸木聚糖、阿拉伯糖基木聚糖、葡甘露聚糖和木葡聚糖等。
果胶是由一个或多个α-D-半乳糖醛酸单体主链构成的聚合物，所述单体通过α-1，4-糖苷键附接以形成聚半乳糖醛酸长链。高半乳糖醛酸区域可以散布有其中1，2连接的α-L-鼠李糖基吡喃糖基残基带有不同种类和量的中性糖侧链的鼠李半乳糖醛酸区域。诸如半乳糖、葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖、芹菜糖和木糖的中性糖也可以是果胶聚合物的一部分，作为聚半乳糖醛酸链的侧链或成员。
半乳糖醛酸单元可以用甲醇酯化至不同程度，并且可以在仲羟基上用乙酰基部分酯化。未酯化的羧基可以被一个或多个碱部分地或完全地中和。因此，酯化度(DE)大于50％的高甲氧基化果胶与酯化度小于50％的低甲氧基化果胶之间存在工业区别。酯化度定义为甲基酯化的半乳糖醛酸单元的数量，表示为占果胶分子中总的半乳糖醛酸单元的百分比。
高甲氧基果胶被认为是DE高于50％的那些，以形成传统果酱型凝胶。这种类型的果胶典型地将仅在低于3.8的pH下并且在存在降低水活度并且从而增加果胶与果胶的相互作用的物质(例如，可溶性固体(糖等)和/或溶剂)的存在下形成凝胶。对于此功能，通常使用高于60％的糖水平，尽管可以使用诸如醇或甘油的材料。高甲氧基果胶主要在糖果酱和甜食食品中用作胶凝剂。其中20％至45％的半乳糖醛酸残基被甲醇酯化的低甲氧基果胶典型地可以在不存在糖但需要存在二价(例如，碱土金属)离子的情况下在较宽的pH值范围内形成凝胶。低甲氧基果胶已在低糖食物产品中用作胶凝剂。
在来自某些类型的植物材料(例如，马铃薯和甜菜)的果胶中，不同部分的半乳糖醛酸单元可以另外具有位于C-2和C-3位置的乙酰基，表示为乙酰化度(DAc)。类似于酯化度，DAc定义为乙酰化半乳糖醛酸单元的数量，作为占所有半乳糖醛酸单元的百分比。
果胶与纤维素、半纤维素和木质素一起存在于植物材料中作为不溶性纤维网络的组分，所述不溶性纤维状网络构成植物细胞壁和支撑结构。这种不溶形式称为原果胶。原果胶的有限水解产生果胶。
果胶和其他植物纤维通常在食品、饮料、化妆品、个人卫生产品、药物和其他水性组合物中用作调质剂。果胶能够提供质地，这是由于其在降低水活度的物质(例如，糖)的存在下提供粘度的能力、其在低pH(例如，特别是在pH 3.8和更低)和/或存在二价阳离子(例如，碱土金属离子)的情况下形成凝胶的能力、其在非胶凝条件下与其他果胶分子相互作用的能力、以及其充当水性组合物的水胶体稳定剂的能力。由于复杂的分子间相互作用以及充当水性组合物的水胶体稳定剂的能力，其他植物纤维可以充当调质剂。
因此，本发明提供了一种植物来源的调质着色剂，所述试剂包含植物类胡萝卜素色素和含有果胶的纤维状植物物质，两者均是已从相同的起始植物材料中一起回收的，以及抗氧化剂，其中所述含有果胶的纤维状植物物质可以为水性组合物赋予质地，所述类胡萝卜素可以为水性组合物赋予颜色，并且所述抗氧化剂以有效防止显著部分的所述类胡萝卜素降解从而维持所述试剂的颜色的量存在。
含有果胶的纤维状植物物质、类胡萝卜素和抗氧化剂应以足以实现水性组合物的有效着色和调质两者的量和比例存在。有效着色意指所赋予的颜色具有使用者所希望的并且还可以足够稳定以为着色的组合物的寿命提供所希望的着色的色度(色相)和强度。
术语“从相同的起始植物材料中一起回收的”旨在反映出植物类胡萝卜素色素和含有果胶的纤维状植物物质是在常用方法中从相同的起始植物材料样品中同时获得/分离的，所述方法涉及分馏植物材料，并且除去某些级分而保留其他级分(包括植物类胡萝卜素色素和含有果胶的纤维状植物物质)。可以替代地使用术语从相同的起始植物材料中一起保留的、从相同的起始植物材料中一起分离的或从相同的起始植物材料中一起获得的。
在某些实施例中，调质着色剂的含有果胶的纤维状植物物质的含量是试剂干重的至少约80％，例如至少约85％、90％、95％或99％(w/w)。
含有果胶的纤维状植物物质的果胶可以是可作为含有果胶的纤维状植物物质的一部分为水性组合物赋予质地的果胶。
在某些实施例中，调质着色剂的果胶含量是试剂干重的至少约5％，例如至少约10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％(w/w)。明确地考虑了可从这些单独的值中的任何值形成的任何范围。
在某些实施例中，调质着色剂的非果胶植物纤维含量是试剂干重的至少5％，例如至少约10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％(w/w)约80％。明确地考虑了可从这些单独的值中的任何值形成的任何范围。
在某些实施例中，调质着色剂的色素含量或类胡萝卜素是试剂干重的至少约0.01％，例如至少约0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1、5％、10％、15％或20％(w/w)。明确地考虑了可从这些单独的值中的任何值形成的任何范围。将显而易见的是，所列举的量适用于色素的功能性(非降解的)形式，即，当包含在水性组合物中时为水性组合物赋予颜色的色素分子。
在某些实施例中，色素(或类胡萝卜素)与含有果胶的纤维状植物物质的比率可以是1∶9000至1∶1，例如1∶8000、1∶7000、1∶6000、1∶5000、1∶4000、1∶3000、1∶2000、1∶1000、1∶900、1∶800、1∶700、1∶600、1∶500、1∶400、1∶300、1∶200、1∶100、1∶90、1∶80、1∶70、1∶50、1∶40、1∶30、1∶20、1∶10、1∶5或1∶2。
在某些实施例中，色素(或类胡萝卜素)与果胶的比率可以是1∶9000至1∶1，例如1∶8000、1∶7000、1∶6000、1∶5000、1∶4000、1∶3000、1∶2000、1∶1000、1∶900、1∶800、1∶700、1∶600、1∶500、1∶400、1∶300、1∶200、1∶100、1∶90、1∶80、1∶70、1∶50、1∶40、1∶30、1∶20、1∶10、1∶5或1∶2。明确地考虑了可从这些单独的比率中的任何比率形成的任何范围。
在某些实施例中，本发明的调质着色剂的果胶具有约0至约80，例如约0至约70、60、50、40、30、20、10或5，或约1、5、10、20、30、40、50、60或70至约80，例如2-50、2-45、2-40、5-50、10-50、10-40或15-35的酯化(特别是甲氧基)度。明确地考虑了可从这些范围端点中的任何端点形成的任何范围。
在某些实施例中，本发明的调质着色剂的果胶具有不大于约95％的酰胺化度，例如不大于约75％、60％、50％、40％、30％、25％或20％的酰胺化度。明确地考虑了可从这些值中的任何值形成的任何范围。
在某些实施例中，本发明的调质着色剂的果胶具有约40或更小的乙酰化度，例如约30、25、20、15、10或5或更小的乙酰化度。明确地考虑了可从这些值中的任何值形成的任何范围。
在某些实施例中，本发明的调质着色剂基本上(例如，实质上)不含二价阳离子，例如二价碱土金属阳离子，例如钙离子(Ca2+)、镁离子(Mg2+)、锶离子(Sr2+)或钡离子(Ba2+)。用数字表示，本发明的调质着色剂中二价碱土金属阳离子的量是小于约50mmol/kg干物质，例如小于约40、30、25、20、15、10、5、1或0.5mmol/kg干物质。明确地考虑了可从这些值中的任何值形成的任何范围。
根据本发明，在调质着色剂中使用的含有果胶的纤维状植物物质能够为水性组合物赋予质地。更具体地，在调质着色剂中使用的果胶能够作为含有果胶的纤维状植物物质的一部分为水性组合物赋予质地。在本发明的上下文中，“调质”涵盖水溶液的胶凝、增稠(增加粘度)和稳定化。技术人员将熟悉可用于测量这些特性的常规测试。例如，可商购的质构仪(texture analyser)可用于测量果胶诱导型凝胶的断裂强度，并且流变仪可用于分析含有果胶的组合物的增稠特性，诸如粘度。流变仪还可以进一步用于确定果胶诱导型凝胶的凝胶凝固温度和凝胶凝固时间。
在某些实施例中，含有果胶的纤维状植物物质(或果胶)能够为包含二价碱土金属阳离子(例如，Ca2+或Mg2+，特别是例如浓度相当于至少4mg Ca2+/克果胶的Ca2+离子)的水溶液赋予质地。
在其他实施例中，含有果胶的纤维状植物物质(或果胶)能够为包含单糖或二糖(例如，蔗糖)(例如，浓度为至少约为25％w/v)的水溶液赋予质地。
在这些实施例中，水溶液可以是pH为约1至约7，例如约2、3、4、5或6至约7，或约1至约2、3、4、5或约6，例如约3的溶液。明确地考虑了可从这些范围端点中的任何端点形成的任何范围。
本发明的调质着色剂的非果胶植物纤维可以包含纤维素、半纤维素、木质素或其组合。本发明的调质着色剂的此要素的精确含量和构成将根据所使用的来源植物材料而变化。
本发明的调质着色剂的类胡萝卜素色素可以是在含有果胶的植物材料中发现的(天然存在的)任何类胡萝卜素，其量是足以使得与含有果胶的纤维状植物物质及其功能性衍生物(颜色保留性衍生物)、特别是保留天然类胡萝卜素的颜色的那些一起从此类材料中可回收的，这些衍生物可能在与含有果胶的纤维状植物物质一起回收的过程中形成。因此，可能的类胡萝卜素色素可以是但不限于α胡萝卜素、β胡萝卜素、叶黄素、番茄红素、辣椒红素、辣椒玉红素、胭脂树素和降胭脂树素。在某些实施例中，类胡萝卜素不是在番茄中发现的类胡萝卜素(例如，番茄红素并且特别是番茄的番茄红素)。
本发明的调质着色剂的类胡萝卜素色素能够有效地为水性组合物(例如，可被本发明的调质着色剂的含有果胶的纤维状植物物质调质的那些)赋予颜色。因此，色素是功能性植物类胡萝卜素分子，因为它吸收某些波长的可见光并且反射其他波长。优选地，当在代表其天然细胞环境的水溶液中(即，在等效的离子浓度和pH的存在下)时，类胡萝卜素将基本上具有天然来源的颜色。然而，将认识到，分离出的类胡萝卜素色素可以在不同的化学条件下显示出不同的颜色色相和/或强度，并且因此在一些实施例中，由类胡萝卜素所赋予的颜色可能与其天然来源的颜色不同。在这些实施例中，类胡萝卜素的颜色应参考在旨在为使类胡萝卜素分子的降解最小化而设计的条件下从相同来源新鲜分离的相同色素的颜色。
因此，如与天然来源中的类胡萝卜素的形式相比，本发明的调质着色剂中的类胡萝卜素色素是基本上非降解的，或者如与天然存在的色素相比，至少有任何改性不导致预期的颜色色相和/或强度或有效着色组合物的能力的显著损失。
在其他实施例中，本发明的调质着色剂可以包含类胡萝卜素色素的混合物。在此类实施例中，由组合物赋予的整体颜色将是单独的类胡萝卜素的颜色的组合。这可以允许提供更多种多样的颜色。在这些实施例中，如果需要的话，当考虑调质着色剂中类胡萝卜素的功能性时，应单独评估每种类胡萝卜素色素对整体颜色的贡献。
从其中回收本发明的调质着色剂的类胡萝卜素色素和含有果胶的纤维状植物物质的植物材料可以是包含足够量的果胶和所希望的类胡萝卜素色素或其组合的任何植物材料。任何此类合适材料可以来自任何植物物种，例如在苔藓类、蕨类、棕榈类、针叶树类、银杏类、单子叶植物和双子叶植物范围内的物种。在这些组中，草、豆类、芸苔和落叶树的物种可以提供方便的来源。所述材料可以来自整个植物或其一部分，例如来自根、根茎、叶状体(frond)、茎、枝、叶、针、棘、种子、种荚、种壳、鳞茎、球果、果实、浆果、核果、蓇葖果、豆类、蒴果、仁、孢子囊、芽、外壳、花、花瓣、心皮、雄蕊、柱头、花柱、花药、花丝、树皮和卷须。可以使用烹饪水果和/或蔬菜，或其部分(例如，外皮、厚皮(rind)、外壳、壳、核、小核或果核)。具体的实例可以是胡萝卜(橙色或黄色)、南瓜、辣椒(pepper)(红椒(paprika))、木鳖果、胭脂树、芒果、柑橘类水果(例如，柠檬、橙、血橙、柚子、酸橙、葡萄柚)、番木瓜、番茄和茄子。
有效防止显著部分的类胡萝卜素降解从而维持试剂颜色的抗氧化剂的量将典型地使得含有果胶的纤维状植物物质和类胡萝卜素色素将需要补充外源性抗氧化剂。合适的抗氧化剂包括但不限于生育酚(维生素E和相关化合物)、生育三烯酚、抗坏血酸及其盐(例如，维生素C)以及其抗氧化剂衍生物(例如，抗坏血酸棕榈酸酯)、迷迭香提取物和其他植物提取物。在某些实施例中，抗氧化剂本身不是类胡萝卜素色素。在某些实施例中，抗氧化剂不是色素。在某些实施例中，抗氧化剂不是果胶或其片段或衍生物。在某些实施例中，抗氧化剂不是植物纤维或其片段或衍生物。在某些实施例中，抗氧化剂不是与类胡萝卜素和含有果胶的纤维状植物物质一起从植物材料中回收的。换句话说，抗氧化剂是相对于本发明的调质着色剂的类胡萝卜素和含有果胶的纤维状植物物质单独的组分。
在某些实施例中，抗氧化剂将以试剂干重的至少约0.001％，例如至少约0.002％、0.003％、0.004％、0.005％、0.006％、0.007％、0.008％、0.009％、0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1、5％、10％、15％或20％(w/w)的量存在于(添加到)本发明的调质着色剂中。
在某些实施例中，抗氧化剂是水溶性的，例如抗坏血酸及其盐。水溶性抗氧化剂可以被认为是这样的抗氧化剂，溶解1份抗氧化剂需要小于500份纯水，例如溶解1份抗氧化剂需要小于400、300、200、100、50、40、30、20、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1份纯水。
术语“防止显著部分的类胡萝卜素降解从而维持试剂的颜色”旨在反映出抗氧化剂以在本发明的调质着色剂在合适的储存条件(例如，阴凉、黑暗和干燥)下的有用寿命内将类胡萝卜素色素以功能性形式保留的量存在。少量分子的降解可能不会被阻止，但是本发明的试剂中的功能性类胡萝卜素色素的量仍然足以使试剂在有用的时间段内有效地使如本文描述的其他组合物着色。
将对技术人员显而易见的是，本发明的调质着色剂是这样的产品，所述产品是已从植物材料加工而成的并且因此不是处于其天然状态或呈其机械破碎形式的植物材料，所述植物材料实质上保留了呈未改性形式的原始植物材料的所有组分。因此，所述调质着色剂可以包含减少量的(例如，微不足道的量的，例如基本上或实质上没有)来自起始植物材料的水溶性调味剂或游离糖(例如，游离单糖和二糖，例如葡萄糖、蔗糖和/或果糖)。用数字表示，本发明的调质着色剂包含小于20％，例如小于15％、10％、5％或1％的水溶性调味剂或游离糖。
本发明的调质着色剂可以基本上(例如，实质上)是干燥的，即基本上(例如，实质上)是无水(无水分)的。这可以表示为如通过干燥时的重量损失或以化学方式通过卡尔费休法(Karl Fischer method)(United States Pharmacopeia[美国药典]；EuropeanPharmacopoeia[欧洲药典])测量的小于30％w/w，例如小于25％、20％、15％、12％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4.5％、4％、3.5％、3％、2.5％、2％、1.5％或1％w/w的水含量。干燥的本发明的调质着色剂可以呈粉末或粒状形式。
本发明的调质着色剂可以进一步包含赋形剂、填充剂或稀释剂或用于维持所述试剂的着色和/或调质特性的功能性添加剂，例如防腐剂(例如，对羟基苯甲酸酯、山梨酸、山梨酸盐、苯甲酸、苯甲酸盐)和pH调节剂(例如，羧酸和羧酸盐)
在另一方面，本发明提供了一种用于在有利于保留和维持功能性类胡萝卜素色素的条件下基于合适的植物材料的酸和/或碱处理制备本发明的调质着色剂的方法。
更具体地，本发明提供了一种用于制备植物来源的调质着色剂的方法，所述试剂包含植物类胡萝卜素色素和含有果胶的纤维状植物物质，其中所述含有果胶的纤维状植物物质可以为水性组合物赋予质地，并且所述类胡萝卜素色素可以为水性组合物赋予颜色，所述方法包括：
(a)提供含有果胶和类胡萝卜素色素的天然有色植物材料，
(b)将所述植物材料的pH调节至等于或高于约pH 8或等于或低于约pH 5，并且在足以形成含有果胶的纤维状植物物质的时间和温度下温育所述植物材料，所述含有果胶的纤维状植物物质可以为水性组合物赋予质地，但所述时间和温度不足以引起果胶从所述植物材料中显著损失和所述色素的显著降解或损失，
(c)回收所述含有果胶的纤维状植物物质和所述类胡萝卜素色素，从而提供所述调质着色剂，
其中将抗氧化剂与所述植物材料和/或所述调质着色剂组合。
上面描述的本发明的调质着色剂的特定实施例对可根据本文描述的方法制备的试剂实施了必要的修改。
包含果胶和类胡萝卜素色素的天然有色植物材料可以是上面描述的任何植物材料，并且典型地可以是纤维状的。
包含果胶和类胡萝卜素色素的天然有色植物材料可以任何方便的形式(例如，干燥的，作为湿糊料或作为湿浆料或悬浮液)提供。可以通过将完整或部分完整的含水植物材料进行机械破碎来制备有色植物材料。这种被破碎的产物可以除去至少一部分液相，例如通过压制、过滤或离心。在其他实施例中，可以通过重构干燥的植物材料(例如，其粉末或粒状形式)来制备有色植物材料。
含有果胶和类胡萝卜素色素的天然有色植物材料可以在pH调节步骤(步骤(b))之前或之后经受进一步处理。此类处理可以包括热处理，例如加热(例如，巴氏杀菌)处理或酶处理。
在pH调节步骤之前或之后的热处理可以是有利的，例如以对植物材料进行灭菌或巴氏杀菌、以使植物材料中的酶(例如，果胶和/或植物纤维降解酶或色素降解酶)变性/失活和/或以破坏或改变植物材料的物理结构，从而增加在pH调节时改性可用的果胶的量。
在pH调节步骤之前(或之后)对果胶进行去酯化、去酰胺化或去乙酰化的酶处理可以用于进一步改变其中的含有果胶的纤维状植物物质和/或果胶的调质特性。
降解木质素、纤维素、半纤维素的酶处理可以改进方法效率和/或其中的含有果胶的纤维状植物物质和/或果胶的产率和/或调质特性。
在某些实施例中，在天然有色植物材料中类胡萝卜素色素允许的范围内，材料的pH可以增加至至少约pH 8.0，例如至少约pH 8.5、9.0、9.5、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5或14.0，或约pH 8.0至约pH 8.5、9.0、9.5、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5或14.0，或约pH 8.5、9.0、9.5、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5至约pH 14.0。明确地考虑了可从这些范围端点中的任何端点形成的任何范围。
在某些实施例中，在天然有色植物材料中类胡萝卜素色素允许的范围内，材料的pH可以降低至不大于约pH 5.0，例如不大于约pH 4.5、4.0、3.5、3.0、2.5、2.0、1.5或1.0，或约pH 5.0至约pH 4.5、4.0、3.5、3.0、2.5、2.0、1.5或1.0，或约pH 4.5、4.0、3.5、3.0、2.5、2.0、1.5至约pH 1.0。明确地考虑了可从这些范围端点中的任何端点形成的任何范围。
可以通过任何方便的手段(例如，将所述材料与足够强度的碱或其溶液组合)实现将天然有色植物材料的pH增加至等于或高于约pH 8。合适的碱可以包括但不限于碱性无机碱金属盐，例如钠(Na)和钾(K)中的任何一种的无机盐，这些无机盐当溶解于水中时形成碱性溶液；无机碱土金属盐，例如镁(Mg)和钙(Ca)中的任何一种的无机盐，这些无机盐当溶解于水中时形成碱性溶液和氨。可以方便地使用氢氧化物。取决于本发明的植物来源的调质着色剂的最终应用，可以相应地选择盐的金属。对于食物应用，盐的金属优选选自钠、钾、钙或镁，例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠和碳酸氢钠。可以避免对人或动物消耗不安全的碱。
将天然有色植物材料暴露于氨中可能会影响其中所含的果胶的酰胺化特性，并且因此在某些实施例中这些碱的使用可能是有利的。相反，如果要使另外的酰胺化最小化，可以避免使用氨。
将含有果胶的植物材料的pH调节至等于或高于约pH 8使果胶去酯化并且从而增强其调质特性。
可以通过任何方便的手段(例如，将所述材料与足够强度的酸或其溶液组合)实现将有色植物材料的pH降低至等于或低于约pH 5。合适的酸可以包括但不限于矿物酸(例如，盐酸、硫酸、硝酸、磷酸)和有机酸(例如，乙酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、碳酸、山梨酸、苯甲酸)。可以避免对人或动物消耗不安全的酸。
将含有果胶的天然有色植物材料的pH调节至等于或低于约pH 5可以使果胶分子更易用于胶凝/增稠相互作用和/或用于从如此形成的含有果胶的植物材料中结合阳离子(例如，存在于所述植物材料中的或可以在所述方法的过程中已引入的那些阳离子)，从而增强其调质特性。所述处理还用于除去对本发明的调质着色剂的功能性没有贡献的酸溶性物质。
在选择的pH下温育天然有色植物材料可以在任何方便的温度下进行，所述温度不导致在反应的持续时间内在所述选择的pH下类胡萝卜素色素的显著降解(色素功能的损失)。在某些实施例中，还选择温度以便不导致果胶或其至少显著量降解为具有差的胶凝/增稠特性的尺寸的和/或易于从含有果胶的纤维状植物物质中损失的尺寸的片段。
在某些实施例中，温度可以是约0℃至约100℃，例如约0℃至约1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90或95℃，或约2℃、3℃、4℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90或95℃至约100℃。在pH 8.0或更高时，较低的温度可以是有利的，例如约0℃至约1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃或约2℃、3℃、4℃、5℃、10℃、15℃、20℃至约25℃。明确地考虑了可从这些范围端点中的任何端点形成的任何范围。
在选择的pH和选择的温度下温育有色植物材料可以进行持续足以形成含有果胶的纤维状植物物质的任何时间，所述含有果胶的纤维状植物物质可以在所述pH和温度条件下为水性组合物(例如，如上所定义)赋予质地，但是所述时间不导致类胡萝卜素色素(以及在理想情况下还有果胶)的显著降解。类胡萝卜素色素的显著降解可以看作是明显的永久性颜色损失(例如，所有颜色的损失或起始材料的颜色或调质着色剂的预期颜色的损失)。
在某些实施例中，这可以是至少约5min，例如至少约10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、70、80、90、100、110、120、140、160、180、210或240min。在其他实施例中，温育的持续时间可以是长达约240min，例如长达210、180、160、140、120、110、100、90、80、70、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、10或约5min。明确地考虑了可从这些范围端点中的任何端点形成的任何范围。较短的持续时间，例如至少约5、10、15、20、25或30min对于酸处理可能是优选的。
在选择的pH下温育有色植物材料的过程中，可能是有利的是控制果胶在植物材料中的溶解度，例如以便减少果胶从植物纤维中的损失。这可以通过控制温度和离子强度，例如反应混合物中盐的浓度和/或特征来实现。更具体地，应控制二价阳离子、特别是二价金属阳离子的浓度。可能是有效的是包含二价阳离子、特别是二价金属阳离子并且避免纯水，并且将温度保持最低。可以包含降低水活度的物质(例如，单糖或二糖)
在某些实施例中，在pH中和步骤之后重复进行pH调节和温育步骤。在这些实施例中，经处理的植物纤维可以除去一部分水相，例如通过过滤、压制、离心或干燥。
在某些实施例中，可能有益的是对有色植物材料采用机械破碎手段。机械破碎的非限制性实例包括湿磨和均质化。如本文所用，“湿磨”将意指使用研磨机或诸如例如用在转子-定子构造的磨机(诸如但不限于胶体磨机)或介质磨机(诸如球磨机)中的一些其他机械颗粒减小装置。如本文所用，“均质化”过程可以使用设计用于乳化和/或分散的设备，诸如高压力均质化器或超声分散器来进行。
技术人员将看出，在描述本发明方法的过程中对类胡萝卜素色素的提及是旨在用于根据本发明制备的调质着色剂的一种类胡萝卜素色素(或多种类胡萝卜素色素)(可称为“目标”类胡萝卜素色素)的提及。起始的天然有色植物材料应包含足够量的目标类胡萝卜素，以便产生其中具有必需量的类胡萝卜素色素的调质着色剂。植物材料可以包含不被技术人员作为目标的其他色素，例如其他类胡萝卜素色素。当选择方法的各种条件时，无需考虑这些非目标色素的保留。实际上，在某些实施例中，选择条件以降解非目标色素。因此，在某些实施例中，可以在其中的一种或多种主要类胡萝卜素色素提供所希望的颜色色相的基础上选择起始的天然有色植物材料。在这些实施例中，在实施本发明的方法的过程中保留的(基本上未降解的)是这些类胡萝卜素色素，即负责天然有色植物材料的颜色色相的那些。
在其中目标类胡萝卜素色素不被高于8的pH或低于5的pH降解的某些实施例中，本发明的方法可以涉及至少两个交替的pH调节和温育步骤，例如上面描述的碱处理和之后的上面描述的酸处理或反之亦然。因此，本发明的方法可以包括在步骤(b)之后并且步骤(c)之前的另外步骤，其中(i)如果步骤(b)的pH等于或低于约pH 5，则将所述植物材料的pH调节至等于或高于约pH 8，或者(ii)如果步骤(b)的pH等于或高于约pH 8，则将所述植物材料的pH调节至等于或低于约pH 5。
在其他实施例中，可以存在至少3个，例如至少4、5、6、8或10个交替的酸和碱(或碱和酸)处理的循环。
在其他实施例中，交替循环可以用如本文描述的碱或和酸处理步骤间隔，例如对于每个碱处理步骤，存在至少2、3、4或5个酸处理步骤或反之亦然。
在这些实施例中，温育步骤的pH可以不太极端，和/或处理时间和/或温度可以更低。在这些实施例中，经处理的植物材料可以在一个或多个或每个温育和/或循环之间除去一部分水相，例如通过过滤、压制、离心或干燥。
在某些实施例中，所述方法可以包括(或进一步包括)酸处理步骤(例如，如上所定义)，所述酸处理步骤作为最终温育步骤(例如，如上所定义)除去含有果胶的纤维状植物物质中的任何二价阳离子(例如，二价金属阳离子)的至少一部分。可以将此步骤重复多次，例如至少2、3、4或5次，其中有除去水相或其一部分的干预步骤。
在这些实施例中，可以方便地用包含非二价金属阳离子的阳离子的碱性盐(例如，碱金属盐，例如碳酸氢钠或碳酸氢钾或者氢氧化钠或氢氧化钾)进行经酸洗的含有果胶的纤维状植物物质的中和。在其中不进行中和的实施例中，可以使用包含非二价金属阳离子的阳离子的盐，例如碱金属盐(例如，氯化钠或氯化钾)。
在某些实施例中，所述方法可以进一步包括在任何合适阶段的简单水洗步骤。可能有利的是使用低离子浓度的水，例如蒸馏/去离子形式。洗涤可以在多个阶段进行，并且在其中进行洗涤的每个阶段，可以存在多个洗涤循环。洗涤可方便地涉及将含有果胶的纤维状植物物质、有色植物材料或调质着色剂悬浮(或重悬)在水中，任选地将悬浮液搅拌或均质化，并且然后除去至少一部分水相，例如通过过滤、压制、离心或干燥。可以重复此过程。在其他实施例中，洗涤水可以用包含盐和/或pH缓冲剂的洗涤溶液替代或补充。
根据上面描述的方法制备的调质着色剂可以经受用合适的pH调节剂的pH中和。在此上下文中，中和是指使根据上面描述的方法制备的调质着色剂更中性，即给出更接近7或更低的pH。因此，在某些实施例中，根据上面描述的方法制备的调质着色剂的pH可以是约7(例如，pH 6.8至7.2)，但是在其他实施例中，可以将试剂的pH调节至小于pH 8.0并且大于pH 7.0，或大于pH 5.0并且小于pH 7.0，或小于6.5或小于6.0或小于5.5，其中优选的是约3.0至约5.0。
可以将抗氧化剂(例如，上面描述的那些)在方法中的任何一点或任何数量的点处(即，在步骤(a)、(b)或(c)中的任何或全部期间或之间，或在步骤(a)、(b)或(c)中的任何或全部期间或之间的多个点处)例如以上面描述的量与含有果胶的纤维状植物物质、有色植物材料或调质着色剂组合。因此，可以在即将进行pH调节步骤(例如，如果使用多个，则在第一个)之前将其包含，以在酸/碱处理过程中保护类胡萝卜素色素。在其他实施例中，可以将其添加多次，例如以在酸/碱处理中其消耗之后补充水平。在其他实施例中，将抗氧化剂与起始植物材料或上面描述的任何或所有预加工步骤(例如，在机械破碎和/或热或酶处理期间)组合。在优选的实施例中，可以在一个或多个pH处理步骤之后并且在任何中和步骤之前或之后将抗氧化剂添加(进一步添加)到含有果胶的纤维状植物物质中。因此，在这些实施例中，根据所述方法制备的调质着色剂包含例如以有效防止显著部分的类胡萝卜素降解从而维持所述试剂的颜色的量，例如以上面描述的量的抗氧化剂(例如，上面描述的那些)。
在某些实施例中，可以在一个或多个pH处理步骤之后并且在任何中和步骤之前或之后，向含有果胶的纤维状植物物质中添加赋形剂、填充剂或稀释剂或用于维持所述试剂的着色和/或调质特性的功能性添加剂，例如防腐剂(例如，对羟基苯甲酸酯、山梨酸、山梨酸盐、苯甲酸、苯甲酸盐)和pH调节剂(例如，羧酸和羧酸盐)。中和可能受另外的组分影响。
在特定的实施例中，本发明的方法包括一种用于生产植物来源的调质着色剂的方法，所述方法包括：
(a)提供含有果胶和类胡萝卜素色素的天然有色植物材料，其中所述材料是黄色和/或橙色胡萝卜浆液，
(b)将所述胡萝卜浆液的pH用Ca(OH)2调节至等于约pH 12，并且将所述植物材料在约5℃下温育约1小时，
(c)将经处理的胡萝卜浆液过滤，并且将所述浆液重悬在水中，
(d)将所述胡萝卜浆液的pH调节至等于约pH 1.3，并且将所述植物材料在约22℃下温育约10min，
(e)将经处理的胡萝卜浆液过滤，并且将所述浆液重悬在水中，
(f)将步骤(d)和(e)重复至少两次，
(g)将所述胡萝卜浆液用去离子水洗涤，直到pH为约3.0至约3.3，
(h)将所述胡萝卜浆液与抗坏血酸组合至约250ppm的最终浓度，
(i)回收所述含有果胶的纤维状植物物质和类胡萝卜素色素，从而提供所述调质着色剂。
可替代地，本发明提供了一种方法，其中如与上面描述的碱性处理相反，可以在进一步加工之前将植物材料酸化。因此，在另一方面，本发明提供了一种用于生产植物来源的调质着色剂的方法，所述方法包括：
a)提供含有果胶和类胡萝卜素色素的天然有色植物材料，其中所述材料是黄色和/或橙色胡萝卜浆液；
b)将所述胡萝卜浆液的pH调节至等于约pH 2.0-2.1，并且将所述植物材料在约22℃或室温下温育约10分钟；
c)将经处理的胡萝卜浆液过滤并且将浆液重悬在水中，其中可以将步骤b)和c)重复一次或多次；
d)将所述胡萝卜浆液的pH调节至等于约pH 2.9，并且然后将所述浆液重过滤并且重悬在去离子水中，并且将pH用柠檬酸重调节至约2.8；
e)将所述浆液加热至约75℃并且在所述温度下保持约25分钟；
f)将所述浆液冷却至室温，并且将混合物与抗坏血酸和柠檬酸Na的溶液组合，其中将pH调节至3.7，其中所述抗坏血酸以约1200ppm的浓度存在；和
h)回收所述含有果胶的纤维状植物物质和类胡萝卜素色素，从而提供所述调质着色剂。
本发明的方法可以进一步包括从植物来源的调质着色剂中除去水的步骤。这可以通过任何方便的手段来实现，例如通过过滤、压制、离心或干燥。干燥可以包括蒸发、冷冻干燥或喷雾干燥。在某些实施例中，将植物来源的调质着色剂干燥至如通过干燥时的重量损失或以化学方式通过卡尔费休法(美国药典；欧洲药典)测量的小于30％w/w，例如小于25％、20％、15％、12％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4.5％、4％、3.5％、3％、2.5％、2％、1.5％或1％w/w的水含量。
干燥的本发明的调质着色剂可以呈粉末或粒状形式。这可以通过将适当的喷雾干燥技术施加于湿组合物或通过减小干燥试剂的尺寸(例如，通过研磨或碾磨(例如，在球磨机或珠磨机中))来实现。
本发明进一步提供了一种通过本文描述的方法获得或可获得的植物来源的调质着色剂。
本发明还进一步提供了一种将组合物调质和着色的方法，所述组合物例如食品、饮料、药物、营养品、化妆品或个人卫生组合物，所述方法包括将如本文描述的本发明的植物来源的调质着色剂掺入所述组合物中。所得组合物应提供适合于使所述试剂的调质和着色特性生效的条件。
因此，本发明还提供了一种通过上面描述的方法获得或可获得的组合物，例如食品、饮料、药物、营养品、化妆品或个人卫生组合物。
因此，本发明还提供了一种包含如本文描述的本发明的植物来源的调质着色剂的组合物，例如食品、饮料、药物、营养品、化妆品或个人卫生组合物。所述组合物应提供适合于使所述试剂的调质和着色特性生效的条件，例如如上面描述的。
在上面的组合物中，果胶(来自本发明的植物来源的调质着色剂)将以约0.01％至10％(w/w或w/v，视情况而定)，例如0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1、5％至约10％或约0.02％至约0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1、5％或约10％(w/w或w/v，视情况而定)的量存在。明确地考虑了可从这些范围端点中的任何端点形成的任何范围。
在上面的组合物中，类胡萝卜素色素(来自本发明的植物来源的调质着色剂)将以约1ppm至约1000ppm，例如约50ppm、100ppm、150ppm、200ppm、250ppm、300ppm、350ppm、400ppm、450ppm、500ppm、550ppm、600ppm、650ppm、700ppm、750ppm、800ppm、850ppm、900ppm或950ppm至约1000ppm，或约50ppm至约100ppm、150ppm、200ppm、250ppm、300ppm、350ppm、400ppm、450ppm、500ppm、550ppm、600ppm、650ppm、700ppm、750ppm、800ppm、850ppm、900ppm、950ppm或1000ppm的量存在。明确地考虑了可从这些范围端点中的任何端点形成的任何范围。
食品可以选自由以下各项组成的组：奶产品(诸如酸奶、黄油、奶油、黄油奶、乳酥、奶冻、冰淇淋、奶酪或其组合)、烘焙产品(诸如面包、黑麦面包、饼干、茶饼干、薄脆饼、馅饼皮、肉酱、肉饼及其组合)、水果或蔬菜产品(例如，果泥、酱汁和浇头、果酱、果冻、糖果酱、水果黄油和涂抹酱、甜品、基于果汁的糖果或胶制品、混合果汁产品(诸如冰沙或酸奶)、糖尿病患者用低碳水化合物和低卡路里的产品、或含有果汁的膳食补充剂)、肉或鱼产品(诸如肝酱、香肠、肉丸、牛肉汉堡、鱼饼、鱼冻(腌渍鲱鱼卷(rollmop))、腌制肉、罐头肉、肉酱、涂抹酱)、谷物、例如用于色拉的调味料、半制成品、宠物食物(例如，狗食或猫食)、甜食、制好的餐食、营养棒或小吃棒。
饮料可以是果汁或蔬菜汁、奶或酸奶饮品、非乳制奶饮品(例如，杏仁、椰子、腰果或大豆)、酒精饮品(例如，啤酒、基于酒或酒精的饮品、鸡尾酒)、运动饮品(例如，电解质和/或高能量饮品)、苏打或甜香酒(cordial)及其浓缩物。
营养品可以采取任何方便的食物或饮料形式，例如上面描述的那些。
药物可以呈任何常规盖仑制剂(galenic preparation)的形式，例如片剂、丸剂、粉剂(例如，可吸入性粉剂，包括干式可吸入性粉剂)、锭剂、小药囊、扁囊剂、酏剂、悬浮液、乳液、溶液、糖浆、气溶胶介质、喷雾剂(例如，鼻喷雾剂)、用于喷雾器的组合物、软膏、乳膏、药膏、局部喷雾剂、软明胶胶囊和硬明胶囊、栓剂、子宫托、无菌注射溶液、无菌包装粉剂等。
化妆品可以是香水、须后水、淡香水(eau de toilet)、软膏、乳膏、洗液、香脂、油、黄油、防晒霜(sunscreen)、防晒霜(sunbloc)、晒后用品(aftersun)、人工晒黑剂(artificial tan)、保湿剂、去角质剂、面膜、清洁剂(cleaser)、爽肤水(toner)、或化妆组合物(例如，遮瑕膏、妆前乳(primer)、粉底、腮红、眼线膏、眼影膏、唇膏、唇彩、指甲油)卸妆液、染发剂、发蜡、发胶或发乳。
个人卫生组合物可以是肥皂、沐浴露、洗发水、护发素、除臭剂、滑石、洗手液、洗面奶、牙膏或漱口水。
将参考以下非限制性实例进一步描述本发明。
实例
在以下实例中进一步定义本发明。应当理解，这些实例尽管指示了本发明的优选实施例，但仅是以说明的方式给出的。根据以上讨论和这些实例，本领域的技术人员可确定本发明的必要特征，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明进行各种变化和修改以使其适应多种用途和条件。
实例1-由橙色胡萝卜制备调质着色剂
将胡萝卜切成圆片并且在沸水中焯1分钟。然后将焯过的胡萝卜圆片榨汁并且保留浆液。然后将浆液冷却至5℃，重悬在约5倍重量的去离子水中，并且使用50％w/w Ca(OH)2在去离子水中的浆料将pH调节至并且维持在约pH 12。将所得混合物在5℃下温育1小时。然后将混合物过滤，并且将保留的浆液重悬在约5倍重量的去离子水中，并且在室温(约22℃)下使用在水中的18％v/v HCl溶液将pH调节至并且维持在约pH 1.3持续10分钟。然后将混合物过滤以保留浆液。将此酸洗循环重复两次。然后用去离子水将酸化的保留浆液洗涤，直到pH为3.0至3.3。然后将混合物过滤以保留浆液。将25％w/v的抗坏血酸混合到浆液中，直到抗坏血酸的最终浓度达到250ppm。通过添加粉末状碳酸氢钠将所得混合物的pH增加至约6.5。将中和的混合物干燥并且研磨成粉末。
实例2-通过使用由橙色胡萝卜制备的双功能调质着色剂着色和调质的果酱组合物的制备
根据以下果酱配方(1000克批量试验)，将实例1的调质着色剂用于制备果酱：
表2
Figure BDA0002341842450000201
Figure BDA0002341842450000211
·将实例1的调质着色剂与3倍多蔗糖干混。
·将干燥的共混物分散在预热至100℃的水中，并且混合1分钟。
·将葡萄糖糖浆预热至90℃，并且添加到混合物中。
·将剩余的蔗糖添加到混合物中。
·将溶液加热至100℃并且混合，直到在添加50％柠檬酸溶液后达到67°白利糖度。
·将所得混合物热填充到容器中，并且将填充的容器静置以在室温(即，约22℃)下自然冷却。
最终pH值测量为3.74。通过使用质构仪TA-XT2i(稳定微系统公司(Stable MicroSystems))和0.5mm直径圆柱形探针测量果酱在约4℃下的凝胶强度为250g。分析条件为测试前速度2.0mm/s、测试速度1.0mm/s、测试后速度2.0mm/s和距离15mm。
总之，1％w/w剂量的双功能成分提供了希望的可匙取结构，其中产品在被匙取后仍保留其形状并且在容器中保留了所希望的颜色外观(数据未示出)。
实例3-最终pH对通过使用由橙色胡萝卜制备的双功能调质着色剂着色和调质的果酱组合物的作用。
使用实例1中提供的果酱组合物配方，通过在其制备过程中改变添加到组合物中的柠檬酸溶液和水的量来制造具有约64至66白利糖度和不同pH水平的果酱。使用对实例2描述的方法，在室温(即，约22℃)下分析不同pH水平的所得果酱产物的凝胶强度。结果在表3中示出。
表3
Figure BDA0002341842450000212
Figure BDA0002341842450000221
实例4-通过使用由橙色胡萝卜制备的双功能调质着色剂着色和调质的钙诱导型凝胶组合物的制备
根据以下配方(1000克批量试验)，将实例1的调质着色剂用于制备钙诱导型凝胶：
表4
成分 ％w/w
第1部分
实例1的调质着色剂 2
去离子水 57
蔗糖 35
第2部分
去离子水 5.54
六偏磷酸钠 0.22
二水合硫酸钙 0.24
总计 100
·将实例1的调质着色剂与蔗糖干混。
·将干燥的共混物分散并且溶解在预热至100℃的水中，并且混合5分钟以制备第1部分。
·通过将六偏磷酸钠溶解在预热至100℃的水中并且然后将脱水硫酸钙溶解到混合物中来制备第2部分。
·将第2部分溶液添加到第1部分中，并且混合15秒。
·将所得混合物填充到容器中，并且将填充的容器在约4℃的冷冻环境中储存18小时。
所得混合物具有40°白利糖度和6.07的pH值。在约4℃的储存周期结束时，获得确实显示出脱水收缩的弹性且可切割的凝胶。通过使用质构仪TA-XT2i(稳定微系统公司)和25mm直径铝质圆柱形探针，在4.5mm距离下测量的在约4℃下的凝胶强度为809g。分析条件为测试前速度2.0mm/s、测试速度1.0mm/s、测试后速度2.0mm/s和距离20mm。
实例5-通过使用由橙色胡萝卜制备的双功能调质着色剂着色的模型组合物的颜色测量
根据以下配方(500克批量试验)，分析实例1的调质着色剂在制剂中的着色作用：
成分 ％w/w
实例1的调质着色剂 1
去离子水 31
糖粉 68
总计 100
·通过使用高剪切混合器将实例1的调质着色剂分散和溶解在预热至70℃的水中。
·将糖粉分散到混合物中。
在D65光源下使用ColorFlex EZ分光光度计(Hunterlab，美国)进行在CIELab颜色空间中的颜色分析，并且获得L*54.44、a*27.73和b*37.48的反射读数。
实例6-在不存在抗氧化剂的情况下由橙色胡萝卜制备调质着色剂(比较实例)
遵循实例1中描述的制备方法，除了添加抗坏血酸的步骤。将实例6和实例1的呈粉末形式的最终产物在周围温度下在暗室中在单独的密闭容器中储存约4个月。实例1的产物保留了如图1所示的希望的颜色色度。
实例7-由橙色胡萝卜制备调质着色剂
将从当地杂货店获得的切成圆片且冻结的胡萝卜在室温下解冻，并且然后榨汁以获得湿浆液。将湿浆液悬浮在约6倍重量的去离子水中，使用在水中的18％v/v HCl溶液将pH调节至2.0至2.1，并且然后在室温(约22℃)下储存约10分钟。然后将混合物过滤以保留浆液。将在约2.0至2.1的pH下的此酸洗循环重复两次。然后使用去离子水将酸化的保留浆液洗涤，直到悬浮液浆料的pH为约2.9。将混合物过滤以保留浆液。然后将保留的浆液悬浮在约2倍重量的去离子水中，并且使用20％w/w的柠檬酸溶液将悬浮液的pH调节至约2.8。然后将混合物加热至75℃，在此温度下保持约25分钟，并且然后冷却至室温。将20％w/w的抗坏血酸水溶液和20％柠檬酸Na水溶液混合到最终混合物中，直到获得抗坏血酸的最终浓度为约1200ppm并且最终pH为约3.70。然后将混合物干燥并且研磨成粉末。分析出最终产物中的果胶具有61％的酯化度。
实例8-通过使用由橙色胡萝卜制备的双功能调质着色剂着色和调质的果酱组合物的制备
将16克实例7的调质着色剂与32克蔗糖干混，并且然后分散在264克预热至90℃的水中，并且混合3分钟。将320克蔗糖添加到溶液中，并且在约90℃下混合3分钟。将160克预热至90℃的葡萄糖糖浆(可溶性固体含量为80％)添加到溶液中。然后将所需量的50％w/w柠檬酸溶液混合到保持在90℃的溶液中，直到达到3.0的pH并且测量出约66°白利糖度。将在90℃的最终混合物填充到容器中，并且然后静置以在室温(约22℃)下自然冷却。将容器在约4℃的冷室中储存约18小时。然后将容器移至周围环境，直到达到室温约22℃，并且然后使用质构仪TA-XT2i(稳定微系统公司)分析容器中的果酱的凝胶强度。使用AOAC1/2”直径圆柱形探针附件和0.5mm/s的测试速度，测量出果酱在约室22℃下的凝胶强度为121g。总之，使用大约2％w/w的双功能成分提供了凝固的凝胶质地和希望的亮颜色外观，如图2所示。

Claims (28)

1.一种植物来源的调质着色剂，所述调质着色剂包含植物类胡萝卜素色素和含有果胶的纤维状植物物质，两者均是已从相同的起始植物材料中一起回收的，以及抗氧化剂，其中所述含有果胶的纤维状植物物质可以为水性组合物赋予质地，所述类胡萝卜素可以为水性组合物赋予颜色，并且所述抗氧化剂以有效防止显著部分的所述类胡萝卜素降解从而维持所述调质着色剂的颜色的量存在。
2.如权利要求1所述的植物来源的调质着色剂，其中所述调质着色剂的类胡萝卜素色素含量是所述调质着色剂干重的至少约0.01％(w/w)。
3.如权利要求1所述的植物来源的调质着色剂，其中所述果胶具有约0至约80的酯化度。
4.如权利要求1所述的植物来源的调质着色剂，其中所述果胶具有不大于约25％的酰胺化度。
5.如权利要求1所述的植物来源的调质着色剂，其中所述果胶具有约40或更小的乙酰化度。
6.如权利要求1所述的植物来源的调质着色剂，其中所述抗氧化剂选自由以下各项组成的组：生育酚、生育三烯酚、抗坏血酸或其盐、抗坏血酸的抗氧化剂衍生物、和迷迭香提取物的抗氧化剂衍生物。
7.如权利要求1所述的植物来源的调质着色剂，其中所述类胡萝卜素色素选自由以下各项组成的组：α胡萝卜素、β胡萝卜素、叶黄素、辣椒红素、辣椒玉红素、胭脂树素和降胭脂树素。
8.如权利要求1所述的植物来源的调质着色剂，其中所述植物材料选自由以下各项组成的组：在苔藓类、蕨类、棕榈类、针叶树类、银杏类、单子叶植物和双子叶植物范围内的植物物种。
9.如权利要求1所述的植物来源的调质着色剂，其中所述植物来源的调质着色剂具有小于30％w/w的水含量。
10.一种用于制备植物来源的调质着色剂的方法，所述调质着色剂包含植物类胡萝卜素色素和含有果胶的纤维状植物物质，其中所述含有果胶的纤维状植物物质可以为水性组合物赋予质地，并且所述类胡萝卜素色素可以为水性组合物赋予颜色，所述方法包括：
a)提供含有果胶和类胡萝卜素色素的天然有色植物材料，
b)将所述植物材料的pH调节至等于或高于约pH 8或等于或低于约pH 5，并且在足以形成含有果胶的纤维状植物物质的时间和温度下温育所述植物材料，所述含有果胶的纤维状植物物质可以为水性组合物赋予质地，
c)回收所述含有果胶的纤维状植物物质和所述类胡萝卜素色素；和
d)将抗氧化剂与所述植物材料和/或所述调质着色剂组合，从而提供所述调质着色剂。
11.如权利要求10所述的方法，其中含有果胶和类胡萝卜素色素的天然有色植物材料以干燥形式、作为湿糊料或作为湿浆料或悬浮液提供。
12.如权利要求10所述的方法，所述方法进一步包括另外的步骤：
(i)向完整或部分完整的含有果胶和类胡萝卜素色素的含水天然有色植物材料施加机械破碎手段，并且任选地除去至少一部分液相，或
(ii)重构干燥的含有果胶和类胡萝卜素色素的天然有色植物材料。
13.如权利要求12所述的方法，其中机械破碎手段选自由以下各项组成的组：湿磨、均质化和高压力均质化。
14.如权利要求10所述的方法，其中使所述含有果胶和类胡萝卜素色素的天然有色植物材料经受热处理。
15.如权利要求10所述的方法，其中使所述含有果胶和类胡萝卜素色素的天然有色植物材料经受酶处理。
16.如权利要求10所述的方法，其中在pH中和步骤之后重复步骤(b)。
17.如权利要求16所述的方法，其中将交替进行酸处理和碱处理步骤的循环重复至少3个循环。
18.如权利要求16所述的方法，其中在所述酸处理和碱处理步骤和/或其循环中的一个或多个之间除去一部分水相。
19.如权利要求10所述的方法，其中所述方法包括作为最后温育步骤的酸处理步骤，所述酸处理步骤除去所述含有果胶的纤维状植物物质中的任何二价阳离子的至少一部分。
20.一种用于生产植物来源的调质着色剂的方法，所述方法包括：
a)提供含有果胶和类胡萝卜素色素的天然有色植物材料，其中所述材料是黄色和/或橙色胡萝卜浆液；
b)将步骤a)的所述胡萝卜浆液的pH用Ca(OH)2调节至约pH 12，并且将所述浆液在约5℃下温育约1小时；
c)将步骤b)的经处理的胡萝卜浆液过滤，并且将所述浆液重悬在水中；
d)将步骤c)的所述胡萝卜浆液的pH调节至约pH 1.3，并且将所述浆液在约22℃下温育约10min；
e)将步骤d)的经处理的胡萝卜浆液过滤，并且将所述浆液重悬在水中；
f)将步骤e)的所述胡萝卜浆液用去离子水洗涤，直到pH为约3.0至约3.3；
g)将步骤f)的所述胡萝卜浆液与抗坏血酸组合至约250ppm的最终浓度；和
h)回收步骤g)的含有纤维状果胶和类胡萝卜素色素的浆液，由此产生调质着色剂。
21.如权利要求20所述的方法，其中将步骤d)和e)重复一次或多次。
22.一种用于生产植物来源的调质着色剂的方法，所述方法包括：
a)提供含有果胶和类胡萝卜素色素的天然有色植物材料，其中所述材料是黄色和/或橙色胡萝卜浆液；
b)将步骤a)的所述胡萝卜浆液的pH调节至约pH 2.0-2.1，并且将所述浆液在约22℃或室温下温育约10分钟；
c)将步骤b)的经处理的胡萝卜浆液过滤，并且将所述浆液重悬在水中；
d)将步骤c)的所述胡萝卜浆液的pH调节至约pH 2.9并且重过滤；
e)将步骤d)的所述浆液重悬在去离子水中，并且将pH用柠檬酸重调节至约2.8；
f)将步骤e)的所述浆液在约75℃下温育约25分钟；
g)将步骤f)的所述浆液冷却至室温，并且将其与抗坏血酸和柠檬酸Na的溶液组合，其中所述抗坏血酸达到约1200ppm的浓度和3.7的pH；和
h)回收经处理的包含纤维状果胶和类胡萝卜素色素的浆液，其中产生调质着色剂。
23.如权利要求22所述的方法，其中可以将步骤b)和c)重复一次或多次。
24.一种通过如权利要求10所述的方法获得的植物来源的调质着色剂。
25.一种将组合物调质和着色的方法，所述方法包括在适合于使所述调质着色剂的调质和着色特性生效的条件下，将如权利要求1所述的植物来源的调质着色剂掺入所述组合物中。
26.一种通过如权利要求25所述的方法获得的组合物。
27.一种组合物，所述组合物包含如权利要求1所述的植物来源的调质着色剂。
28.如权利要求26所述的组合物，其中所述组合物是食品、饮料、药物、营养品、化妆品或个人卫生组合物。
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