CN113575833A - 水分散性着色组合物 - Google Patents

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Abstract

包含固体粒子形式的类胡萝卜素天然色素的着色剂，所述固体粒子分散于包含作为水溶性乳化剂的聚山梨醇酯的水相中；所述着色剂的用途；包含所述着色剂的可食用产品和用于制备所述着色剂的方法。

Description

水分散性着色组合物
技术领域
本发明涉及着色剂领域，所述着色剂包含固体粒子形式的类胡萝卜素天然色素，所述固体粒子分散于包含作为水溶性乳化剂的聚山梨醇酯的水相中；所述着色剂的用途；包含所述着色剂的可食用产品和用于制备所述着色剂的方法。
背景技术
含有天然或合成的着色物质的着色剂通常被用作食物产品和药物产品的制造中的添加剂。各种各样的此类着色剂是市售的，使得对于制造商来说，在期望特定色调的情况下，可能选择具有期望颜色的单一着色剂或着色剂混合物，所述着色剂以适当的组合赋予所述产品期望的颜色。或者，制造商可能希望使用除了着色作用之外还具有健康改善作用的试剂，并因此选择此类单一健康改善剂或此类试剂的混合物。
市售的着色剂可含有合成物质，包括通常也被称为染料或偶氮染料的物质，或者此类试剂可含有天然来源的色素或其它着色物质，其例如呈含有着色物质的植物材料的形式，或作为从天然含有此类物质的植物材料、动物材料或微生物材料分离的或多或少纯化的着色物质。
有时，提供食品级或药学上可接受的着色剂，其含有具有与天然存在的着色剂基本上相同的化学组成的合成或人工化合物形式的着色物质。这些类型的着色剂在本领域内也被称为”天然等同”的色素。
在本文中，表述“天然存在的着色剂”和“天然色素”也包括”天然等同”的色素。
天然色素或天然相同的色素可以是水溶性的或水不溶性的。本发明涉及水不溶性色素。
任何上述类型的可用着色剂(包括包含食品级或药学上可接受的天然着色物质的试剂)可以是水溶性的、微溶于水和水性介质或基本上水不溶性的。因此水溶性着色材料或物质需要待着色的产品具有着色物质可溶于其中的水相。
然而，可能期望获得不溶或微溶于水相的特定着色物质或此类物质的混合物在食物产品或药物产品中的色调，所述食物产品或药物产品不包含所述着色物质充分溶解于其中以提供期望着色的相。因此，工业上连续需要含有水不溶性或微溶于水的着色物质的着色剂，它们是具有高着色效率的水混溶性或水分散性组合物的形式。
具有黄色、橙色或红色的类胡萝卜素广泛存在于自然界中，并且重要的来源是植物，包括草、胭脂树、柑橘种、辣椒(Capsicum annum)、番红花(Crocus sativus)和金盏花；海藻；酵母菌和一些动物。类胡萝卜素可被分为以下几类：类胡萝卜素烃、叶黄素和脱辅基类胡萝卜素(apocarotenoid)。类胡萝卜素的典型示例包括胭脂树素、β-胡萝卜素、阿朴胡萝卜素醛、角黄素、藏红花、藏花素、存在于红辣椒油树脂(paprika oleoresin)中的辣椒红和辣椒玉红素、叶黄素、虾青素、玉红黄质、紫黄质、紫杉紫素、番茄红素和其衍生物。
类胡萝卜素通常被理解为基本上不溶于水或微溶于水。
US2011/177202A1申请的工作实施例描述了包含红辣椒油树脂(类胡萝卜素天然色素)和乳化剂(聚山梨醇酯和“可食用脂肪酸的甘油单酯和甘油二酯的柠檬酸酯(E472c)”)的着色组合物。
如本领域已知的并且也在所述美国申请的第[0020]段中解释的，红辣椒油树脂是含有类胡萝卜素(例如辣椒红素、辣椒玉红素和β-胡萝卜素)的红辣椒的油溶性提取物，因此，红辣椒油树脂是具有溶解的类胡萝卜素的油。
因此，在US2011/177202A1的工作实施例中制成的着色组合物可被描述为基于具有溶解的类胡萝卜素(红辣椒油树脂)的油(即分散于水中的液体油滴(包含溶解的类胡萝卜素))的水包油(o/w)乳液色料组合物。
根据第[0045]段，将红辣椒油树脂与乳化剂混合并搅动直到完全溶解以得到均匀油相，并将水溶液添加到油相中以得到水包油(o/w)乳液，将该乳液均质化以得到分散于水中的更小液体油滴(包含溶解的类胡萝卜素)。
如本领域技术人员在本文中所理解的，此类“液体油滴”不被理解为“固体粒子”。
如本领域已知的，当分散相和连续相均为液体时，使用术语“乳液”，即像例如上述红辣椒油树脂水包油(o/w)乳液组合物。
固体-水分散系不被理解为乳液，其中固体粒子(例如固体β-胡萝卜素粒子)分散于固体-水分散系的水相中。
因此，如US2011/177202A1的工作实施例中所描述的基于红辣椒油树脂的水包油(o/w)乳液不是如本文所述的水分散性组合物，所述水分散性组合物包含具有至少2％(重量/重量)固体粒子形式的作为天然色素的类胡萝卜素的分散系。
在US2011/177202A1的工作实施例中使用为红辣椒油树脂至少5倍的聚山梨醇酯，即聚山梨醇酯乳化剂:类胡萝卜素色素的比(重量/重量)为至少5:1。根据这一点，在第[0033]段中解释，优选使用为着色色素至少5倍的聚山梨醇酯。对于本文中相关的商业用途，这可被看作是使用过高量的聚山梨醇酯，其一个原因涉及聚山梨醇酯可被认为具有不想要的令人不快的味道(参见例如WO2013/167644A1)。
US2011/177202A1的第[0047]段内容如下：“如果仅使用聚山梨醇酯60作为乳化剂，则由所述组合物和柠檬水介质组成的溶液变得在宏观上不均匀”，因此像这样使用聚山梨酸酯在柠檬水介质的低pH下不能适当地起作用。
WO2014/033703A1申请的工作实施例描述了包含分散于包含不同的非聚山梨醇酯乳化剂的水相中的β-胡萝卜素色素固体粒子的固体-水分散系，在所述WO申请中完全没有提到术语“聚山梨醇酯”。相关的工作实施例使用糖酯作为乳化剂，并且这种糖酯可以被认为是相对酸不稳定的，因此在低pH值下不是很稳定。
CN102652732A公开了通过在还包含乳化剂(例如吐温(tween)(聚山梨醇酯)或脂肪酸的聚甘油酯)和水状胶体的水性介质中均质化类胡萝卜素来制备粒度为100-600nm的纳米级水溶性乳液。将活性化合物(例如类胡萝卜素)溶解在有机溶剂/乳化剂(参见实施例3)中，因此色素不是固体粒子的形式。
US2013/337024A1描述了基于具有溶解的类胡萝卜素(例如番茄红素–参见[0250])的油(即分散于水中的液体油滴(包含溶解的类胡萝卜素)的水包油(o/w)乳液着色组合物。
由于可食用产品因消费者的口味偏好、延长的保存期等而经常具有低的pH，因此非常期望提供新的在低pH下稳定的食品级着色剂。
尤其是，期望在低于4的pH下不沉淀的基于水不溶性类胡萝卜素天然色素的水分散着色组合物/产品，其例如将用于对软饮料着色。
发明内容
本发明待解决的问题涉及提供新型类胡萝卜素(例如胭脂树素或β-胡萝卜素)水分散性着色组合物，其具有相对高浓度的水不溶性类胡萝卜素色素并且在低于4的pH下不沉淀，因此可以例如用于对软饮料着色。
该解决方案基于本发明人鉴别出，聚山梨醇酯是为了制成浓缩(即具有高着色力)的类胡萝卜素色素固体-水分散系产品特别有用的乳化剂，其中固体类胡萝卜素色素粒子作为小固体粒子(例如大小小于1μm)稳定地分散于水相中，并且在低于4的pH下不沉淀，因此可以例如用于对软饮料着色。
本文中的实施例1到5证实，通过使用聚山梨醇酯作为乳化剂，可以制成浓缩(浓度为至少10％(重量/重量))的β-胡萝卜素和胭脂树素色素固体-水分散系组合物，其例如有以下积极特征：
(i)：储存3个月后稳定；因为实施例证实在3个月储存期间稳定维持固体色素粒子的小平均粒度(小于0.5μm)
(ii)：在低于4的pH下不沉淀；因为在pH 3.0-3.5下获得低而稳定的平均粒度。
如本领域已知的，低平均粒度和高着色力(例如，高色彩亮度(色度))之间存在紧密联系。
因此，在实施例中获得低而稳定的平均粒度的事实证实，在pH 3.0-3.5下获得高而稳定的着色力。
本文中的工作实施例证明，即使使用相对少量的聚山梨醇酯作为乳化剂也可以获得良好的类胡萝卜素色料产品，例如在工作实施例1中，相对于β-胡萝卜素的量仅使用一半量(重量/重量)的聚山梨醇酯，即聚山梨醇酯乳化剂:类胡萝卜素色素的比(重量/重量)为1:2。
在本文中的β-胡萝卜素工作实施例3中，聚山梨醇酯乳化剂:类胡萝卜素色素的比(重量/重量)为1:/1(即相同量(重量/重量)的聚山梨醇酯和β-胡萝卜素)。
在WO2014/033703A1(上文所讨论的)中显著更多地使用了非聚山梨醇酯的乳化剂，因此所得到的固体-水分散系具有相对较低的色彩强度。
如本文所述的类胡萝卜素水分散性组合物的优点在于它们包含相对高的色素浓度(例如至少5％(重量/重量))，这得到更浓缩的产品。更浓缩的产品的优点是每kg色素的生产工艺时间更短以及涉及例如运输的费用更少。
为了实现酸稳定性以及高着色力而在本发明着色组合物中所需的低浓度聚山梨醇酯水溶性乳化剂确保了生产成本可以保持最低，并且本发明人已发现在成品有色可食用产品(例如软饮料)中检测不到来自水溶性乳化剂的异味。
如本文的比较工作实施例中所示，聚山梨醇酯对诸如姜黄素、碳水化合物食品和叶绿素的有色色素不适当地起作用。
不受限于理论，考虑到聚山梨醇酯对诸如姜黄素、碳水化合物食品和叶绿素的其它商业上相关的疏水性水不溶性色素不适当地起作用，对于本发明人来说意外的发现是聚山梨醇酯对胭脂树素和β-胡萝卜素这样好地起作用。
从本文中的比较实施例B可以看出，例如“脂肪酸甘油单酯/脂肪酸甘油二酯的柠檬酸酯”对β-胡萝卜素并不令人满意地起作用，即可以说聚山梨醇酯令人惊讶地更好地起作用。
聚山梨醇酯和“脂肪酸甘油单酯/脂肪酸甘油二酯的柠檬酸酯”都具有相对高的亲水-亲油平衡(HLB)值(即都被认为是水溶性乳化剂)，然而，即使“脂肪酸甘油单酯/脂肪酸甘油二酯的柠檬酸酯”具有相对高的HLB值，它在本文中也不适当起作用。
与例如乳化剂诸如聚甘油和皂树相比，聚山梨醇酯的优点在于聚山梨醇酯比例如聚甘油和皂树便宜。
此外，在一些国家(例如欧洲和美国)，对例如聚甘油和皂树有一些食品监管法律限制，相反，聚山梨酸酯在大多数国家(例如欧洲和美国)通常被允许用于食物产品。
如上文所讨论的，本文中的工作实施例证实聚山梨醇酯对胭脂树素和β-胡萝卜素非常好地起作用。
不受限于理论，在本文中，初看起来没有理由相信，聚山梨醇酯应当也不适用于其它类似的疏水性类胡萝卜素色素，例如阿朴胡萝卜素醛、角黄素、藏红花、藏花素、辣椒红、辣椒玉红素、叶黄素、虾青素、玉红黄质、紫黄质、紫杉紫素或番茄红素。
因此，本发明的第一方面涉及包含具有至少2％(重量/重量)平均大小为至多10μm的固体粒子形式的类胡萝卜素天然疏水性色素的分散系，所述固体粒子分散于包含作为水溶性乳化剂的聚山梨醇酯的水相中，并且
其中聚山梨醇酯乳化剂:类胡萝卜素色素的比(重量/重量)在1:10到4:1的范围；并且
其中所述类胡萝卜素天然疏水性色素是选自由以下组成的组中的至少一种色素：胭脂树素、β-胡萝卜素、α-胡萝卜素、阿朴胡萝卜素醛、角黄素、藏红花、藏花素、辣椒红、辣椒玉红素、叶黄素、虾青素、玉红黄质、紫黄质、紫杉紫素和番茄红素。
本发明的第二方面涉及根据第一方面和其在本文中的相关实施方案的水分散性组合物用于制造可食用产品或药物产品的用途。
本发明的第三方面涉及可食用产品或药物产品，其包含根据第一方面和其在本文中的相关实施方案的组合物。
本发明的第四方面涉及用于制备第一方面和其在本文中的相关实施方案的水分散性色素组合物的方法，所述方法包括通过以下方式制备具有至少2％(重量/重量)的固体粒子形式的类胡萝卜素天然疏水性色素的分散系：将所述色素在包含作为水溶性乳化剂的聚山梨醇酯的水相中粉碎，以获得包含平均大小为至多10μm的固体粒子形式的所述色素的分散系。
具体实施方式
本发明的发明人已发现，第一方面和其在本文中的相关实施方案的水分散性组合物提供了与目前市场上的常规着色剂相比具有非常高的着色力和酸稳定性的着色剂。
根据本发明的水分散性组合物包含至少一种类胡萝卜素天然色素。
如上文所讨论的，有时，提供食品级或药学上可接受的着色剂，其含有具有与天然存在的着色剂基本上相同的化学组成的合成或人工化合物形式的着色物质。这些类型的着色剂在本领域内也被称为”天然等同”的色素。
在本文中，表述“天然存在的着色剂”和“天然色素”也包括”天然等同”的色素。
如本领域已知的，β-胡萝卜素是可以直接从天然来源获得和/或可以是所谓的天然等同色素的色素的示例。
天然色素可以是来源于天然来源的任何食品级或药学上可接受的着色剂。因此，色素可以是基本上纯的形式，或者它可以包含在其天然存在的材料中，例如植物材料或动物材料，任选地与食品级和/或药学上可接受的载体组合。
用于当前组合物中的色素必须是固体水不溶性色素。
疏水性色素在任何pH值下都不溶于水。
具有黄色、橙色或红色的类胡萝卜素广泛存在于自然界中，并且重要的来源是植物，包括草、胭脂树、柑橘种、辣椒(Capsicum annum)、番红花(Crocus sativus)和金盏花；海藻；酵母菌和一些动物。类胡萝卜素可被分为以下几类：类胡萝卜素烃、叶黄素和脱辅基类胡萝卜素(apocarotenoid)。
如上文关于第一方面所讨论的，类胡萝卜素天然疏水性色素是选自由以下组成的组中的至少一种色素：胭脂树素、β-胡萝卜素、α-胡萝卜素、阿朴胡萝卜素醛、角黄素、藏红花、藏花素、辣椒红、辣椒玉红素、叶黄素、虾青素、玉红黄质、紫黄质、紫杉紫素和番茄红素。
如本文所述的水分散性组合物可包含两种或更多种不同的类胡萝卜素，例如3％(重量/重量)的胭脂树素和6％(重量/重量)的β-胡萝卜素，这得到具有9％(重量/重量)的类胡萝卜素天然疏水性色素的组合物。
优选地，类胡萝卜素天然疏水性色素是选自由胭脂树素和β-胡萝卜素组成的组的至少一种色素。
本发明涉及一种水分散性组合物，其包含具有至少2％(重量/重量)(例如至少3％(重量/重量)，例如至少4％(重量/重量)，例如至少5％(重量/重量)，例如至少6％(重量/重量)，例如至少7％(重量/重量)，例如至少8％(重量/重量)，例如至少9％(重量/重量)，例如至少10％(重量/重量))的平均大小为至多10μm或甚至更小的固体粒子形式的如上所述的类胡萝卜素天然疏水色素的分散系，所述粒子分散于包含至少一种水溶性聚山梨醇酯乳化剂的水相中。
优选地，如本文所述的水分散性组合物包含具有小于50％(重量/重量)，例如小于40％(重量/重量)的类胡萝卜素天然疏水性色素的分散系。
在优选的实施方案中，固体粒子的平均大小为至多9μm，例如至多8μm，例如至多7μm，例如至多6μm，例如至多5μm，例如至多4μm，例如至多3μm，例如至多2μm，例如至多1.9μm，例如至多1.8μm，例如至多1.7μm，例如至多为1.6μm，例如至多1.5μm，例如至多1.4μm，例如至多1.3μm，例如至多1.2μm，例如至多1.1μm，例如至多1.0μm，例如至多0.9μm，例如至多0.8μm，例如至多0.7μm，例如至多0.6μm，例如至多0.5μm，例如至多0.4μm，例如至多0.3μm。
关于粒子大小的测量，在本文的工作实施例中使用Malvern MasterSizer并测量D(4,3)。如本领域已知的–D(4,3)涉及平均体积直径(即与质量相同)。
因此且如本领域技术人员在本文中所理解的，粒子的平均大小涉及在MalvernMasterSizer上测量的D(4,3)。
聚山梨醇酯是一类用于一些药物和食物制剂中的乳化剂。聚山梨醇酯是来源于用脂肪酸酯化的乙氧基化山梨糖醇酐(山梨糖醇的衍生物)的油状液体。聚山梨醇酯的常见商品名包括Scattics、Alkest、Canarcel和吐温。
如上文所讨论的，聚山梨醇酯是非常成本有效的，并且这是如本文所讨论的使用聚山梨醇酯作为乳化剂的本文相关优点。
聚山梨醇酯可以例如是聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯40、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯65、聚山梨醇酯80或这些的混合物。
在本文的工作实施例中使用聚山梨醇酯80，并且它可以是优选的聚山梨醇酯。
聚山梨醇酯的适合示例包括具有以下E数的聚山梨醇酯：E 431、E 432、E 433、E434、E 435或E 436。
如本领域已知的，E数是可在欧盟范围内用作食品添加剂的物质的代码，并且E数不随时间变化，因此，E数直接且明确地限定了目标食品添加剂。
在优选的实施方案中，水溶性乳化剂以如下量存在于所述组合物中：至少5％(重量/重量)，例如至少6％(重量/重量)，例如至少7％(重量/重量)，例如至少8％(重量/重量)，例如至少9％(重量/重量)，例如至少10％(重量/重量)，例如至少11％(重量/重量)，例如至少12％(重量/重量)，例如至少13％(重量/重量)，例如至少14％(重量/重量)，例如至少15％(重量/重量)和例如至少20％(重量/重量)。
在优选的实施方案中，水溶性乳化剂以如下量存在于所述组合物中：至多35％(重量/重量)，例如至多25％(重量/重量)，例如至多24％重量/重量)，例如至多23％(重量/重量)，例如至多22％(重量/重量)，例如至多21％(重量/重量)，例如至多20％(重量/重量)。
为了实现酸稳定性以及高着色力而在本发明着色组合物中所需的低浓度水溶性乳化剂确保了生产成本可以保持最低，并且本发明人已发现在成品可食用产品(例如软饮料)中检测不到来自水溶性乳化剂的异味。
如上文关于第一方面所讨论的，聚山梨醇酯乳化剂:类胡萝卜素色素的比(重量/重量)在1:10到4:1的范围，更优选在1:10到3:1的范围。
如上文所讨论的，本文中的工作实施例证明，即使使用相对少量的聚山梨醇酯作为乳化剂也可以获得良好的类胡萝卜素产品，这是本发明的优点。
优选地，不使用比为了制成如本文所述的水分散性组合物所需的更多的聚山梨醇酯。
可能优选聚山梨醇酯乳化剂:类胡萝卜素色素的比(重量/重量)在1:4到4:1的范围，例如1:4到3:1或例如1:3到3:1。在本发明的优选实施方案中，聚山梨醇酯乳化剂:类胡萝卜素色素的比(重量/重量)在1:4到2:1的范围内，例如1:2.5到2.5:1或例如1:2到2:1。
如本文所述的水分散性组合物可包含除聚山梨醇酯之外的其他类型的乳化剂。
然而，优选水分散性组合物中乳化剂的总量的至少80％(重量/重量)为聚山梨醇酯乳化剂，更优选水分散性组合物中乳化剂的总量的至少90％(重量/重量)为聚山梨醇酯乳化剂，甚至更优选水分散性组合物中乳化剂的总量的至少97％(重量/重量)为聚山梨醇酯乳化剂，并且最优选水分散性组合物中乳化剂的总量的基本上全部为聚山梨醇酯乳化剂。
优选地，水分散性组合物的pH为1到7的pH，更优选2到5的pH，且甚至更优选2.5到4的pH。
优选地，如本文所述的水分散性组合物还包含抗氧化剂(例如生育酚、迷迭香提取物、抗坏血酸或抗坏血酸盐)。
在一个优选的实施方案中，固体粒子分散于不存在水状胶体的水相中。
本文所用的术语“水状胶体”是指防止色素附聚并由此提供润湿和分散活性的保护胶体。水状胶体的示例包括明胶、阿拉伯胶、甜菜果胶和辛烯基琥珀酸淀粉衍生物。
辛烯基琥珀酸淀粉是给予正辛烯基琥珀酸淀粉的通用名，它是通过用pH8-8.5的正辛烯基琥珀酸酐处理淀粉制成的。这种类型的淀粉衍生物由于羧基而是阴离子型的，并且由于C8-烯链而是疏水的。
辛烯基琥珀酸淀粉衍生物的共同E数是E1450(参见欧盟食品添加剂立法)。
优选地，第一方面的固体粒子包含用聚山梨醇酯覆盖的类胡萝卜素(优选胭脂树素和/或β-胡萝卜素)晶体，并且所述固体粒子包含小于0.5％(优选0％)(重量/重量)的脂肪、油或蜡。
在特别优选的实施方案中，第一方面和其在本文中的相关实施方案的水分散性组合物是这样的水分散性组合物，其中所述水分散性组合物包含至少10％(重量/重量)平均大小为至多10μm的固体粒子形式的作为天然色素的β-胡萝卜素的分散系，所述粒子分散于包含作为水溶性乳化剂的聚山梨醇酯的水相中，并且其中聚山梨醇酯乳化剂:β-胡萝卜素色素的比(重量/重量)在1:3到3:1的范围。
关于上述实施方案，优选：
-所述组合物包含至少12％(重量/重量)的β-胡萝卜素，更优选至少14％(重量/重量)的β-胡萝卜素，且甚至更优选至少18％(重量/重量)的β-胡萝卜素；
-所述固体粒子具有至多为4μm、更优选至多2μm、甚至更优选至多1.5μm且最优选至多1.0μm的平均大小；和/或；
-聚山梨醇酯乳化剂:β-胡萝卜素色素的比(重量/重量)在1:2到3:1的范围，更优选在1:2到2:1的范围，且甚至更优选在1:2到1.5:1的范围；和/或
-其中固体粒子包含用聚山梨醇酯覆盖的β-胡萝卜素晶体，并且所述固体粒子包含小于0.5％(优选0％)(重量/重量)的脂肪、油或蜡。
在特别优选的实施方案中，第一方面和其在本文中所述的实施方案的水分散性组合物是这样的水分散性组合物，其中所述水分散性组合物包含具有至少10％(重量/重量)平均大小为至多10μm的固体粒子形式的作为天然色素的胭脂树素的分散系，所述粒子分散于包含作为水溶性乳化剂的聚山梨醇酯的水相中，并且其中聚山梨醇酯乳化剂:胭脂树素色素的比(重量/重量)在1:3到3:1的范围。
关于上述实施方案，优选：
-所述组合物包含至少12％(重量/重量)的胭脂树素，更优选至少14％(重量/重量)的胭脂树素，且甚至更优选至少18％(重量/重量)的胭脂树素；
-固体粒子具有至多为4μm、更优选至多2μm、甚至更优选至多1.5μm且最优选至多1.0μm的平均大小；
-聚山梨醇酯乳化剂:胭脂树素色素的比(重量/重量)在1:2到3:1的范围，更优选在1:2到2:1的范围，且甚至更优选在1:2到1.5:1的范围；和/或
-其中固体粒子包含用聚山梨醇酯覆盖的胭脂树素晶体，并且所述固体粒子包含小于0.5％(优选0％)(重量/重量)的脂肪、油或蜡。
根据本发明的水分散性组合物可用于制造可食用产品或药物产品。可食用产品可以例如是食物产品或饲料产品。
根据本发明的水分散性组合物可被用作用于食物产品、饲料产品和/或药物产品的着色剂。所述组合物在低pH应用中，例如在产品的pH低于7(例如低于6，例如低于4，或甚至低于3的pH)的应用中特别有用。大多数食物产品都在酸性范围，并且具体有用的应用包括饮料产品的着色。在饮料产品中，pH通常为约2-3，因此饮料产品优选pH为pH 2到pH 3的饮料产品。
食物产品的优选示例是饮料、酒胶糖、橘子酱、果酱、糖果、包衣巧克力豆、香肠肠衣、意大利面食、通心粉、干酪、预制食物或挤压食品。
饮料的优选示例是软饮料。
在具体方面，本发明涉及包含根据上述描述的组合物的药物产品。
如上文所讨论的，本发明的第四方面涉及用于制备第一方面和其在本文中的相关实施方案的水分散性色素组合物的方法，所述方法包括通过以下方式制备至少2％(重量/重量)的固体粒子形式的类胡萝卜素天然疏水性色素的分散系：将所述色素在包含作为水溶性乳化剂的聚山梨醇酯的水相中粉碎，以获得包含平均大小为至多10μm的固体粒子形式的所述色素的分散系。
优选通过研磨，优选湿磨进行粉碎。
优选的研磨是球磨。
如本领域技术人员在本上下文中所理解的，关于第一方面的水分散性组合物的优选实施方案可暗指关于本发明的第四方面的相应的明显的优选实施方案(涉及用于制备第一方面的水分散性色素组合物的方法)。
例如，关于第四方面的方法，可优选：
-将所述色素在不存在水状胶体的水相中粉碎；
-所述聚山梨醇酯乳化剂以至少5％(重量/重量)的量存在；
-聚山梨醇酯乳化剂:类胡萝卜素色素的比在1:10到4:1的范围。
现在将在以下非限制性实施例中进一步说明本发明。
实施例
实施例1：具有β-胡萝卜素和聚山梨醇酯的组合物
研磨的悬浮液的组成：
Figure BDA0003160814410000091
球磨：
将色素悬浮液在LabStar球磨机(Netzsch,Germany)上在两个步骤中研磨。
在Malvern Mastersizer上测量研磨的β-胡萝卜素晶体的粒度。
在第一研磨步骤期间，磨机装配有具有在0.6-0.8mm范围的直径以及磨机上的0.2mm狭缝的450ml珠粒(SiliBeads ZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)。
继续研磨，直到直径高于10微米的所有粒子均已消失。
然后将所述珠粒与具有在0.3-0.4mm范围的直径的450ml更小珠粒(SiliBeadsZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)交换。
继续研磨，直到获得0.26微米的粒度(d(4,3))。
在4℃下储存3个月后，测得0.28微米的平均粒度d(4,3)。
组合物的粘度在研磨后仍然非常低，并且在4℃下储存3个月后仍然如此。
测得β-胡萝卜素浓度：12.48％。
将0.032g色素制剂溶解在250ml pH值为3.0的标准软饮料介质中，并在Minolta色度计(CT310)上测量。
测得色度为96.51，这是高值。
实施例2：具有结晶胭脂树素和聚山梨醇酯的组合物
研磨的悬浮液的组成：
Figure BDA0003160814410000092
Figure BDA0003160814410000101
球磨：
将色素悬浮液在LabStar球磨机(Netzsch,Germany)上在两个步骤中研磨。
在Malvern Mastersizer上测量研磨的胭脂树素晶体的粒度。
在第一研磨步骤期间，磨机装配有具有在0.6-0.8mm范围的直径以及磨机上的0.2mm狭缝的450ml珠粒(SiliBeads ZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)。
继续研磨，直到获得0.73微米的粒度(d(4,3))。
然后将所述珠粒与具有在0.3-0.4mm范围的直径以及磨机上的0.1mm狭缝的450ml更小珠粒(SiliBeads ZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)交换。
继续研磨，直到获得0.28微米的粒度(d(4,3))。
在4℃下储存3个月后，测得0.28微米的平均粒度d(4,3)。
组合物的粘度在研磨后仍然非常低，并且在4℃下储存3个月后仍然如此。
测得胭脂树素浓度：13.0％。
将0.0385g色料制剂溶解在250ml pH值为3.0的标准软饮料介质中，并在Minolta色度计(CT310)上测量。
测得色度为90.18，这是高值。
实施例3：具有β-胡萝卜素和聚山梨醇酯的组合物
研磨的悬浮液的组成：
Figure BDA0003160814410000111
球磨：
将色料悬浮液在LabStar球磨机(Netzsch,Germany)上在两个步骤中研磨。
在Malvern Mastersizer上测量研磨的β-胡萝卜素晶体的粒度。
在第一研磨步骤期间，磨机装配有具有在0.6-0.8mm范围的直径以及磨机上的0.2mm狭缝的450ml珠粒(SiliBeads ZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)。
继续研磨，直到直径高于10微米的所有粒子均已消失。
然后将所述珠粒与具有在0.3-0.4mm范围的直径的450ml更小珠粒(SiliBeadsZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)交换。
继续研磨，直到获得小于0.30微米的粒度(d(4,3))。
组合物的粘度在研磨后仍然非常低。
测得β-胡萝卜素浓度：约12-13％。
实施例4：具有结晶胭脂树素和聚山梨醇酯的组合物
Figure BDA0003160814410000121
球磨：
将色料悬浮液在LabStar球磨机(Netzsch,Germany)上在两个步骤中研磨。
在Malvern Mastersizer上测量研磨的胭脂树素晶体的粒度。
在第一研磨步骤期间，磨机装配有具有在0.6-0.8mm范围的直径以及磨机上的0.2mm狭缝的450ml珠粒(SiliBeads ZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)。
继续研磨，直到获得0.42微米的粒度(d(v,0.5))。
然后将所述珠粒与具有在0.3-0.4mm范围的直径以及磨机上的0.1mm狭缝的450ml更小珠粒(SiliBeads ZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)交换。
继续研磨，直到获得0.25微米的粒度(d(v,0.5))。在4℃下储存3个月后，测得0.28微米的平均粒度d(v,0.5)。
组合物的粘度在研磨后也非常低。在4℃下储存3个月后仍然如此
实施例5：具有β-胡萝卜素和聚山梨醇酯的组合物
研磨的悬浮液的组成(配方20％β-胡萝卜素)：
Figure BDA0003160814410000122
球磨：
将色料悬浮液在LabStar球磨机(Netzsch,Germany)上在两个步骤中研磨。
在Malvern Mastersizer上测量研磨的β-胡萝卜素晶体的粒度。
在第一研磨步骤期间，磨机装配有具有在0.6-0.8mm范围的直径以及磨机上的0.2mm狭缝的450ml珠粒(SiliBeads ZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)。
继续研磨，直到直径高于10微米的所有粒子均已消失。
然后将所述珠粒与具有在0.3-0.4mm范围的直径的450ml更小珠粒(SiliBeadsZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)交换。
继续研磨，直到获得0.28微米的粒度(d(v,4,3))。
在4℃下储存3个月后，测得0.29微米的平均粒度d(v,4,3)。
组合物的粘度在研磨后仍然非常低。在4℃下储存3个月后仍然如此
实施例A：具有姜黄/姜黄素粉末和聚山梨醇酯的组合物(比较实施例)
研磨的悬浮液的组成：
Figure BDA0003160814410000131
球磨：
将色料悬浮液在LabStar球磨机(Netzsch,Germany)上在两个步骤中研磨。
在Malvern Mastersizer上测量研磨的姜黄素粉末的粒度。
在第一研磨步骤期间，磨机装配有具有在0.6-0.8mm范围的直径以及磨机上的0.2mm狭缝的450ml珠粒(SiliBeads ZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)。
继续研磨，直到获得0.47微米的粒度(d(4,3))。
然后将所述珠粒与具有在0.3-0.4mm范围的直径以及磨机上的0.1mm狭缝的450ml更小珠粒(SiliBeads ZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)交换。
继续研磨，直到获得0.25微米的粒度(d(v,0.5)。
组合物的粘度仍然非常低。
在4℃储存两周后，常见的冰箱粘度显著增加，并且粒度也增加。D(v,0.5)在该时期中从0.25微米增加到0.95微米。这证实作为色素的姜黄素和聚山梨醇酯的组合不起作用，因为它不产生稳定的着色组合物。
实施例B：具有β-胡萝卜素以及脂肪酸甘油单酯/脂肪酸甘油二酯的柠檬酸酯的组合物(比较实施例)
悬浮液的组成：
Figure BDA0003160814410000141
球磨：
尝试在具有在0.6-0.8mm范围的直径以及磨机上的0.2mm狭缝的450ml珠粒(SiliBeads ZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)的LabStar球磨机(Netzsch,Germany)上研磨色料悬浮液。
由于粘度非常高，因此这被证明是不可能的。
实施例C：具有植物碳和聚山梨醇酯的组合物(比较实施例)
研磨的悬浮液的组成(配方5％碳)：
Figure BDA0003160814410000142
球磨：
将色素悬浮液在LabStar球磨机(Netzsch,Germany)上在两个步骤中研磨。
在Malvern Mastersizer上测量研磨的β-胡萝卜素晶体的粒度。
在第一研磨步骤期间，磨机装配有具有在0.6-0.8mm范围的直径以及磨机上的0.2mm狭缝的450ml珠粒(SiliBeads ZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)。
继续研磨，直到直径高于10微米的所有粒子均已消失。
然后将所述珠粒与具有在0.3-0.4mm范围的直径的450ml更小珠粒(SiliBeadsZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)交换。
继续研磨，直到获得0.21微米的粒度(d(v,0.5))。
组合物的粘度仍然非常低。
将研磨的组合物在4℃下储存4天。此时粒度已增加到d(v,0.5)1.13微米。
这证实该着色组合物不稳定。
实施例D：具有植物碳和聚山梨醇酯的组合物(比较实施例)
研磨的悬浮液的组成(配方5％碳)：
Figure BDA0003160814410000151
球磨：
将色料悬浮液在LabStar球磨机(Netzsch,Germany)上在两个步骤中研磨。
在Malvern Mastersizer上测量研磨的β-胡萝卜素晶体的粒度。
在第一研磨步骤期间，磨机装配有具有在0.6-0.8mm范围的直径以及磨机上的0.2mm狭缝的450ml珠粒(SiliBeads ZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)。
继续研磨，直到直径高于10微米的所有粒子均已消失。
然后将所述珠粒与具有在0.3-0.4mm范围的直径的450ml更小珠粒(SiliBeadsZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)交换。
继续研磨，直到获得0.20微米的粒度(d(v,0.5))。
组合物的粘度仍然非常低。
将研磨的组合物在4℃下储存4天。此时粒度已增加到d(v,0.5)0.90微米。
这证实该着色组合物不稳定。
实施例E：具有叶绿素铜和聚山梨酸酯的组合物(比较实施例)
叶绿素铜/聚山梨醇酯：2/1
水相1)
克
成分
脱矿质水 1241
叶绿素铜 520
搅拌直到所有叶绿素铜均已溶解
水相2)
Figure BDA0003160814410000161
当全部都已溶解时，在搅拌下将水相1添加到水相2中。
当全部都已添加时，将悬浮液在Silverson混合器上处理2分钟以搅拌沉淀的叶绿素铜团块。
在该处理后，测得pH为2.35。
然后将260g聚山梨醇酯添加到叶绿素铜悬浮液中。
测得pH为2.43。
搅拌两小时。
悬浮液显得非常粘稠，对于球磨来说过于粘稠。
通过添加固体KOH使pH升高。
在2.33g后：pH：2.66。
在另一7.15g后：pH：4.06。
沉淀的悬浮液仍然显得非常粘稠-对于研磨来说过于粘稠。
推断使用该组合物将不可能产生根据本发明的着色组合物。
实施例F：具有叶绿素铜和聚山梨酸酯的组合物(比较实施例)叶绿素铜/聚山梨醇酯：1/2
水相1)
克
成分
脱矿质水 1131.9
叶绿素铜 260
搅拌直到所有叶绿素铜均已溶解
水相2)：
Figure BDA0003160814410000171
当全部都已溶解时，在搅拌下将水相1添加到水相2中。
在沉淀的叶绿素铜悬浮液中测得pH为1.94。
然后将540g聚山梨醇酯添加到所述悬浮液中。
当全部都已添加时，将悬浮液在Silverson上处理5分钟。
然后用固体KOH将pH调节到4.35。
将悬浮液在4℃下储存过夜，用于球磨。
粘度在过夜后已显著增加，并且磨机被堵塞。
然后将悬浮液稀释到6％的理论浓度并在之后立即研磨。
球磨：
将色素悬浮液在LabStar球磨机(Netzsch,Germany)上在两个步骤中研磨。
在Malvern Mastersizer上测量研磨的叶绿素铜晶体的粒度。
在第一研磨步骤期间，磨机装配有具有在0.6-0.8mm范围的直径以及磨机上的0.2mm狭缝的450ml珠粒(SiliBeads ZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)。
继续研磨，直到直径高于10微米的所有粒子均已消失。
然后将所述珠粒与具有在0.3-0.4mm范围的直径的450ml更小珠粒(SiliBeadsZY,Sigmund Lindner GmbH,Germany)交换。
继续研磨，直到获得0.13微米的粒度(d(v,0.5))。
组合物的粘度仍然非常低。
将研磨的组合物在4℃下储存4天。此时粒度已增加到d(v,0.5)0.44微米。
推断该着色组合物不稳定。

Claims (10)

1.一种用于制备水分散性色素组合物的方法，所述方法包括通过以下方式制备具有至少2％(重量/重量)的固体粒子形式的类胡萝卜素天然疏水性色素的分散系：将所述色素在包含作为水溶性乳化剂的聚山梨醇酯的水相中粉碎，以获得包含平均大小为至多10μm的固体粒子形式的所述色素的分散系；
其中所述粉碎通过研磨进行；
其中所述聚山梨醇酯乳化剂以至少5％(重量/重量)的量存在；
其中所述聚山梨醇酯乳化剂:类胡萝卜素色素的比在1:10到4:1的范围；及
所述水分散性组合物的pH为2至5的pH。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述色素在不存在水状胶体的水相中被粉碎。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述水状胶体为明胶、阿拉伯胶、甜菜果胶或辛烯基琥珀酸淀粉衍生物。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述粉碎通过湿磨进行。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述粉碎通过球磨进行。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述类胡萝卜素天然疏水性色素是选自由以下组成的组中的至少一种色素：胭脂树素、β-胡萝卜素、α-胡萝卜素、阿朴胡萝卜素醛、角黄素、藏红花、藏花素、辣椒红、辣椒玉红素、叶黄素、虾青素、玉红黄质、紫黄质、紫杉紫素和番茄红素。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体粒子具有至多2μm的平均大小。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述水分散性组合物的pH为2.5到4的pH。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚山梨醇酯乳化剂:类胡萝卜素色素的比(重量/重量)在1:4到3:1的范围。
10.一种通过如权利要求1至9中任一项所述的方法直接制备的产品。
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