Eine
der Aufgaben der vorliegenden Erfindung war es, ein Emulgatorsystem
zur Verfügung
zu stellen, das möglichst
vielseitig einsetzbar sein sollte. Insbesondere sollte das Emulgatorsystem
zur Herstellung von Emulsionen verwendbar sein, die physiologisch
verträglich
sind. Das Emulgatorsystem sollte insbesondere zu Emulsionen führen, die
die erwünschten
positiven Eigenschaften
- – Hochkonzentration der fettlöslichen
Substanz,
- – Lagerstabilität,
- – Temperaturunempfindlichkeit
und
- – hohe
Stabilität
und Farbstärke
aufweisen.
Es war insbesondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Emulsion
mit einem hohen Gehalt einer fettlöslichen Substanz bereitzustellen,
der bevorzugt 2,0 Gew.-% oder mehr, möglichst aber 10 Gew.-% oder
mehr der Emulsion beträgt.
Die Emulsion sollte eine hohe Lagerstabilität aufweisen, so dass eine Lagerung
auch bei Raumtemperatur und erhöhten
Temperaturen bis ca. 40°C
möglich
wird. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die
Stabilität
einer Emulsion beim Einbringen in Getränke sowie die Lagerstabilität in diesen
Getränken
zu verbessern. Die Emulsion sollte insbesondere nach dem Einbringen
in Getränke
bzw. nach dem Pasteurisierschritt stabil sein. Es war weiterhin
eine hohe relative Farbstärke
und Farbstabilität
der erfindungsgemäßen Emulsion
gewünscht,
wie es z.B. in der Getränkeindustrie
gefordert wird. Die Emulsion sollte vor allem für Anwendungen in der Nahrungs-,
Futtermittel-, Kosmetik- oder Pharmaindustrie bakteriostatisch sein.
Diese
Aufgabe wurde erfindungsgemäß gelöst mit dem
eingangs beschriebenen Emulgatorsystem und mit der eingangs beschriebenen
Emulsion.
Emulgatoren
sind Hilfsmittel zur Herstellung und zur Stabilisierung von Emulsionen.
Unter Emulsionen versteht man Flüssig-flüssig-Mischungen.
Unter Stabilisierung versteht man die Verhinderung der Entmischung
einer dispersen Phase α)
und eines Dispersionsmittels β)
zum thermodynamisch-stabilen Endzustand. Disperse Phase steht im
Zusammenhang der vorliegenden Erfindung für die fein verteilte Phase
der Emulsion. Die kontinuierliche Phase der Emulsion wird im Zusammenhang
der vorliegenden Erfindung als Dispersionsmittel bezeichnet. Als
Dispergiermittel wird das erfindungsgemäße Emulgatorsystem eingesetzt.
Das
erfindungsgemäße Emulgatorsystem
enthält
drei Emulgatoren. Das erfindungsgemäße Emulgatorsystem kann weitere
Bestandteile enthalten. Alle Bestandteile des erfindungsgemäßen Emulgatorsystems ergeben
zusammen 100 Gew.-% bezogen auf das Emulgatorsystem.
Als
Emulgator a) werden Ascorbinsäureester
eingesetzt. Es werden erfindungsgemäß langkettige Alkylester, wie
C10- bis C20-Alkylester
verwendet. Eine bevorzugte Ausführungsform
eines Emulgators a) stellen die Ascorbinsäureester mit C16-
bis C1 8-Alkylresten dar.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird als ein Emulgator
a) Ascorbylpalmitat (C16-Alkylester) eingesetzt.
Es
können
einer oder mehrere verschiedene Emulgatoren a) im erfindungsgemäßen Emulgatorsystem
enthalten sein, beispielsweise zwei oder drei verschiedene Emulgatoren
a). Dabei wird die erfindungsgemäße Konzentration
eines Esters der Ascorbinsäure
im Emulgatorsystem nicht verlassen. Bevorzugt wird nur ein Emulgator
a), insbesondere in der Ausführungsform
mit Ascorbylpalmitat, für
das erfindungsgemäße Emulgatorsystem
eingesetzt.
Der
Anteil eines Emulgators a) an dem erfindungsgemäßen Emulgatorsystem kann in
weiten Bereichen variieren. Ein Emulgator a) liegt bevorzugt in
einer Konzentration von 30 Gew.-% bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt
in einer Konzentration von 40 Gew.-% bis 60 Gew.-% vor, wobei sich die
Gew.-% Angaben jeweils auf das erfindungsgemäße Emulgatorsystem beziehen.
Die
Wirkung eines Emulgators a), insbesondere des Ascorbylpalmitats
als ein Emulgator a) kann durch Bildung eines Salzes, in der Regel
eines Alkalisalz, insbesondere eines Natriumsalz gesteigert werden. Dazu
wird dem Ascorbinsäureester
Natronlauge in der Regel in der 0,5 bis 2 molaren Menge, bevorzugt
in der 1 molaren Menge zugesetzt. Besonders bevorzugt wird eine
Mischung aus Ester und Salz eingesetzt.
Als
ein Emulgator b) kommen allgemein Polyethylenglykol-Sorbitan-Fettsäureester
in Betracht. Ein Emulgator b) weist im Allgemeinen einen HLB-Wert
im Bereich von 10 bis 18 auf. Bevorzugte Emulgatoren b) haben die
allgemeinen chemische Strukturformel
Ein
langkettiger Alkyl-Rest bedeutet im Allgemeinen ein C10 bis
C20-Alkyl-Rest, und insbesondere ein C16-C18-Alkyl-Rest.
Eine
bevorzugte Ausführungsform
ist ein ethoxylierter Sorbitan-Ölsäure-Monoester.
Ein Emulgator b) hat in einer besonders bevorzugten Ausführungsform
die allgemeine chemische Strukturformel
Der
Anteil an Monoester liegt im Allgemeinen bei 55% Gew.-% oder mehr,
vorzugsweise bei von 70 Gew.-% bis 85 Gew.-% und besonders bevorzugt
bei von 75 Gew.-% bis 85 Gew.-%. Ein Emulgator b) ist vorzugsweise
nichtionisch.
Es
können
ein oder mehrere verschiedene Emulgatoren b) im erfindungsgemäßen Emulgatorsystem enthalten
sein, beispielsweise zwei oder drei verschiedene Emulgatoren b).
Bevorzugt wird nur ein Emulgator b) für das erfindungsgemäße Emulgatorsystem
eingesetzt.
Der
Anteil eines Emulgators b) an dem erfindungsgemäßen Emulgatorsystem kann in
weiten Bereichen variieren. Ein Emulgator b) liegt bevorzugt in
einer Konzentration von 10 Gew.-% bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt
in einer Konzentration von 12,5 Gew.-% bis 40 Gew.-% und insbesondere
in einer Konzentration von 20 Gew.-% bis 30 Gew.-% vor, wobei sich
die Gew.-% Angaben jeweils auf das erfindungsgemäße Emulgatorsystem beziehen.
Als
ein Emulgator c) kommen allgemein Zucker-Fettsäureester in Betracht. Ein Emulgator
c) weist im Allgemeinen einen HLB-Wert im Bereich von 10 bis 18
auf. Es kommen beispielsweise Saccharose-Stearat, Saccharose-Palmitat,
Saccharose-Myristat, Saccharose-Laurat und Saccharose-Oleat in Betracht.
Dabei liegt jeweils der Anteil am Monoester bei 55 Gew.-% mehr,
bevorzugt im Bereich von 70 Gew.-% bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt
bei von 75 Gew.-% bis 85 Gew.-%. Bevorzugte Emulgatoren c) haben
die allgemeine chemische Strukturformel
Es
können
ein oder mehrere verschiedene Emulgatoren c) im erfindungsgemäßen Emulgatorsystem vorliegen,
z.B. zwei oder drei verschiedene Emulgatoren c). Bevorzugt wird
nur ein Emulgator c) für
das erfindungsgemäße Emulgatorsystem
eingesetzt.
Der
Anteil eines Emulgators c) an dem erfindungsgemäßen Emulgatorsystem kann in
weiten Bereichen variieren. Ein Emulgator c) liegt bevorzugt in
einer Konzentration von 10 Gew.-% bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt
in einer Konzentration von 12,5 Gew.-% bis 40 Gew.-% und insbesondere
in einer Konzentration von 20 Gew.-% bis 30 Gew.-% vor, wobei sich
die Gew.-% Angaben jeweils auf das erfindungsgemäße Emulgatorsystem beziehen.
Ein,
zwei oder alle der drei Emulgatoren a), b) und c) sind in einer
besonderen Ausführungsform
niedermolekular, beispielsweise mit einem Molekulargewicht unter
2000 und insbesondere mit einem Molekulargewicht unter 1000. In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist der Emulgator a) niedermolekular. Das erfindungsgemäße Emulgatorsystem
erleichtert insbesondere die Verteilung der dispersen Phase α). Niedermolekulare
Emulgatoren, insbesondere ein Emulgator a), zeichnen sich durch
ihre im Vergleich zu den hochmolekularen Stabilisatoren schnelle
Anlagerung an die durch z.B. mechanische Einwirkung erzeugte Emulsion
aus. Die niedermolekularen Emulgatoren können aber auch der Stabilisierung
der Emulsion nach der Herstellung dienen.
Das
erfindungsgemäße Emulgatorsystem
zeichnet sich insbesondere durch seine synergistische Wirkung aus.
Unter Synergie versteht man das Zusammenwirken verschiedener Emulgatoren
zu einer abgestimmten Gesamtleistung und im Zusammenhang der vorliegenden
Erfindung auch die hieraus resultierende Gesamtleistung des erfindungsgemäßen Emulgatorsystems.
Diese Gesamtleistung liegt höher
als die Summe der Einzelleistungen.
Das
erfindungsgemäße Emulgatorsystem
setzt sich in einer bevorzugten Ausführungsform aus 20 Gew.-% bis
30 Gew.-% eines Emulgator b) in der Ausführungsform eines ethoxyliertem
Sorbitan-Fettsäureester
der Strukturformel
Sowie
20 Gew.-% bis 30 Gew.-% eines Emulgators c) in der Ausführungsform
eines Zucker-Fettsäureester
mit der chemischen Strukturformel
und einer solchen Menge an
Ascorbylpalmitat zusammen, dass insgesamt 100 Gew.-% bezogen auf
das Emulgatorsystem erreicht werden.
Die
gezielte Auswahl und Kombination der drei Emulgatoren a), b) und
c) des erfindungsgemäßen Emulgatorsystems
führt überraschenderweise
zu einem Emulgatorsystem, mit dem sich beispielsweise eine im folgenden
beschriebene überraschend
vorteilhafte erfindungsgemäße Emulsion
herstellen lässt.
Das erfindungsgemäße Emulgatorsystem
erleichtert dabei die Herstellung der Emulsion, die Lagerung der
Emulsion und die Verwendung der Emulsion.
Eine
erfindungsgemäße Emulsion
enthält
eine disperse Phase α),
ein Dispersionsmittel β)
und γ) ein erfindungsgemäßes Emulgatorsystem.
Es können
aber auch noch weitere Komponenten enthalten sein. Alle Bestandteile
einer erfindungsgemäßen Emulsion
ergeben zusammen 100 Gew.-% bezogen auf die Emulsion.
Eine
in der erfindungsgemäßen Emulsion
enthaltene fettlösliche
Substanz α1) kann grundsätzlich jede fettlösliche Substanz
sein. Vorzugsweise ist eine fettlösliche Substanz α1)
physiologisch verträglich,
d.h. sie ist hinsichtlich der menschlichen und hinsichtlich der
tierischen Physiologie verträglich.
Es ist aber auch eine pflanzenphysiologische Verträglichkeit
möglich.
In Betracht kommen beispielsweise die fettlöslichen Vitamine A, D, E oder
K oder deren Derivate, beispielsweise Vitamin A- und Vitamin E-Ester wie Retinylacetat
oder Tocopherolacetat, Tocotrienol, Vitamin K1,
Vitamin K2, Xanthophylle, sowie Carotinoide,
wie Canthaxanthin, Astaxanthin, Zeaxanthin, Lutein, Lycopin, Apocarotinal
und insbesondere β-Carotin.
Carotinoide sind in der Natur weit verbreitete Farbpigmente, die
in vielen Nahrungsmitteln in feinstverteilter Form enthalten sind
und den Nahrungsmitteln eine charakteristische Färbung verleihen. Neben der
allseits bekannten Pro-Vitamin-A-Wirkung von vielen Carotinoiden
sind die Carotinoide deswegen auch als Farbstoffe für die Lebensmittel-,
die Futtermittel- und die pharmazeutische Industrie von Interesse.
Die Färbungen,
die durch höherprozentige
Carotinoid-Emulsionen erzielt werden, decken in der Regel den Bereich
orange bis rot ab. Höherprozentige β-Carotin-haltige
Emulsionen gemäß der vorliegenden
Erfindung zeichnen sich demgegenüber
durch einen brillianten Gelbton, wie er für viele Lebensmittel gewünscht wird,
sowie eine hohe Farbkraft aus.
Weitere
im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbare fettlösliche Substanzen α
1)
sind polyungesättigte
Fettsäuren
wie z.B. Arachidonsäure,
Docosahexaensäure,
Eicosapentaensäure,
Linolsäure,
Linolensäure,
sowohl in freier Form als auch als Triglycerid sowie Aromaöle wie Orangenöl, Pfefferminzöl oder Citrusöle, beispielsweise
ein solches mit der chemischen Strukturformel
Darüber hinaus
kommen als fettlösliche
Substanzen α1) Glyceride von mehrfach ungesättigten
Fettsäuren,
wie Weizenöl,
Sonnenblumenöl
oder Maiskeimöl
oder Mischungen der genannten Öle
in Betracht.
Schließlich sind
ganz allgemeine, beliebige fettlösliche
Substanzen α1) als Bestandteil der Emulsion geeignet,
die eine physiologische Rolle im menschlichen oder tierischen Organismus
spielen und aufgrund ihrer Wasserunlöslichkeit in der Regel zu Emulsionen
verarbeitet werden.
Bevorzugte
fettlösliche
Substanzen α1) im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind
insbesondere die oben genannten fettlöslichen Vitamine, z.B. Vitamin
A, D, E und K und deren Derivate, Xanthophylle sowie die mehrfach
ungesättigten
Fettsäuren
und β-Carotin.
Besonders bevorzugt ist β-Carotin.
Ein β-Carotin
als eine fettlösliche
Substanz α
1) liegt im Allgemeinen in Öl gelöst vor.
Das in Öl
gelöste β-Carotin
wird im Allgemeinen zusammen mit dem Öl als disperse Phase eingesetzt.
Als Öle
kommen beispielsweise alle physiologisch verträglichen Öle, insbesondere Erdnussöl, Sonnenblumenöl, Olivenöl oder andere
Triacylglyceride in Betracht. Das β-Carotin wird bevorzugt gelöst in einem
Triacylglycerid mit der allgemeinen chemischen Strukturformel
Ein β-Carotin
wird dabei im Allgemeinen in geeigneten Mengen Öl gelöst. Dies ist im Allgemeinen
bei einem Verhältnis
von Öl
zum β-Carotin
von 1 bis 3, bevorzugt von 1,5 bis 2,5 und besonders bevorzugt von 1,8
bis 2,2 der Fall.
Unter
einer fettlöslichen
Substanz α1) ist zunächst eine fettlösliche Substanz
zu verstehen. Es können aber
auch verschiedene fettlösliche
Substanzen kombiniert werden, beispielsweise zwei oder drei fettlösliche Substanzen α1).
Es wird bevorzugt eine fettlösliche
Substanz α1) eingesetzt.
Eine
erfindungsgemäße fettlösliche Substanz α1)
liegt in der Regel in Mengen von 40 Gew.-% oder weniger bezogen
auf die Emulsion vor. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Anteil
einer fettlöslichen
Substanz α1) 2 bis 40 Gew.-% bezogen auf die Emulsion.
Eine fettlösliche
Substanz α1) kann aber auch in Konzentrationen von
2 Gew.-% bis 20 Gew.-% oder von 5 Gew.-% bis 15 Gew.-%, besonders
bevorzugt z.B. für
Anwendungen in der Getränkeindustrie
bei 10 Gew.-% vorliegen, wobei sich die Gew.-% Angaben jeweils auf
die Emulsion beziehen.
Die
mittlere Teilchengröße der dispersen
Phase α)
der erfindungsgemäßen Emulsion
liegt im Allgemeinen bei 500 nm oder darunter. In einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung liegt die mittlere Teilchengröße der dispersen Phase α) von 50
nm bis 250 nm. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt
die Teilchengröße der dispersen
Phase α)
von 50 nm bis 100 nm. Die mittlere Teilchengröße einer erfindungsgemäßen Emulsion
kann dabei beispielsweise über
eine massebezogene Gewichtsverteilung mit einem Photonenkorrelationsspektrometer
mit einer Wellenlänge
von 632,8 nm ermittelt werden.
Das
Dispersionsmittel β)
beträgt
im Allgemeinen 40 Gew.-% bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 50 Gew.-% bis
80 Gew.-% der Emulsion. Das Dispersionsmittel β) kann nur aus Glycerin bestehen.
Es können
aber auch 50% Wasser oder weniger neben dem Glycerin enthalten sein.
Bevorzugt beträgt
das Glycerin-Wasser-Verhältnis
95:5 bis 85:15. Das Gewichstverhältnis
von Glycerin und Wasser ist abhängig
von den Eigenschaften der zu dispergierenden fettlöslichen
Substanz α1) sowie von der Anforderung an eine gleichmäßige und
feine Verteilung.
Es
kann destilliertes oder anderweitig entsalztes oder teilentsalztes
Wasser eingesetzt werden. Es ist aber auch der Einsatz von Trinkwasser
möglich.
Das
Emulgatorsystem γ)
beträgt
insbesondere 0,2 bis 10 Gew.-% der Emulsion. In einer anderen Ausführungsform
beträgt
das erfindungsgemäße Emulgatorsystem γ) 0,3 Gew.-%
bis 5 Gew.-% bezogen auf die erfindungsgemäße Emulsion. In einer bevorzugten
Ausführungsform
beträgt
das erfindungsgemäße Emulgatorsystem γ) 0,5 Gew.-%
bis 1,0 Gew.-% bezogen auf die erfindungsgemäße Emulsion.
Die
erfindungsgemäße Emulsion
zeigt in einer besonderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine hohe Stabilität über einen langen Lagerzeitraum.
Eine erfindungsgemäße Emulsion
lässt sich
beispielsweise ungefähr
bis zu 2 Jahren bei Raumtemperatur und insbesondere bei einer erhöhten Temperatur von
ca. 40°C
unter wesentlichem Lichtausschluss lagern. Unter Raumtemperatur
sind im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung Temperaturen
von 15°C
bis 35°C,
insbesondere aber von 20°C
bis 30°C
zu verstehen. Eine erfindungsgemäße Emulsion
bleibt im Allgemeinen über
diesen Lagerzeitraum von bis zu 2 Jahren stabil. Eine Koaleszenz
der dispersen Phase α)
einer erfindungsgemäßen Emulsion,
insbesondere eine Ringbildung, eine Flockung oder ein Farbverlusts
treten im Allgemeinen nicht auf.
Die
erfindungsgemäße Emulsion
zeigt weiterhin eine hohe Farbstärke
auf. Als Maßstab
für die
Farbstärke
wird die relative Farbstärke,
auch als der E1/1-Wert bezeichnet, verwendet. Der E1/1-Wert definiert
die spezifische Extinktion einer 1,0%igen wässrigen Emulsion in einer 1
cm-Küvette
im Absorptionsmaximum. Unter einer hohen Farbstärke versteht man im Zusammenhang
der vorliegenden Erfindung insbesondere eine relative Farbstärke von
180 oder mehr. Die relative Farbstärke der erfindungsgemäßen Emulsion
beträgt
meist von 180 bis 200.
Die
erfindungsgemäße Emulsion
weist in einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine vorteilhafte geringe Trübung auf,
was beispielsweise bei bestimmten Lebensmitteln gewünscht wird.
Die Trübung
einer Emulsion wird im Allgemeinen nach ISO 7027/DIN EN 27027 bestimmt.
Eine erfindungsgemäße Emulsion
hat abhängig
von ihrer konkreten Zusammensetzung im Allgemeinen eine Trübung von
50 NTU bis 1000 NTU. Eine geringe Trübung liegt im Allgemeinen bei
von 50 NTU bis 400 NTU und besonders bevorzugt bei von 50 NTU bis
200 NTU vor. Eine geringe Trübung
lässt sich
mit der erfindungsgemäßen Emulsion
auch bei den oben angegebenen hohen Anteilen an einer fettlöslichen
Substanz α1), insbesondere in der Ausführungsform
des β-Carotin,
erzielen.
Die
erfindungsgemäße Emulsion
zeichnet sich in einer weiteren Ausführungsform durch ihre gute
Anwendbarkeit in der Getränkeindustrie
aus, d.h. die vorliegend beschriebenen positiven Eigenschaften sind
jeweils oder in verschiedenen Kombinationen insbesondere bei Anwendungen
beispielsweise in der Getränkeindustrie
erzielbar.
Bei
der Verwendung der Emulsion in der Getränkeindustrie ist insbesondere
eine Konzentration von ungefähr
5 ppm bis 50 ppm β-Carotin,
besonders bevorzugt von ungefähr
10 ppm bis 25 ppm β-Carotin
und insbesondere von 15 ppm bis 20 ppm β-Carotin im verbrauchsfertigen
Getränk
erwünscht.
Die β-Carotin-Konzentration
beträgt
in einer besonders bevorzugten Ausführungsform 15 bis 18 ppm.
Weiterhin
können
bei der Verwendung der Emulsion in der Getränkeindustrie hohe Elektrolytgehalte vorhanden
sein. Hohe Elektrolytgehalte werden insbesondere in kritischen Systemen
wie Konzentraten oder isotonischen Getränken, die einen erheblichen
Anteil an verschiedenen Salzen aufweisen, erreicht.
Ferner
kann bei der Verwendung der Emulsion in der Getränkeindustrie im Allgemeinen
ein niedriger pH-Wert vorhanden sein. Ein niedriger pH-Wert meint
im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung insbesondere einen pH-Wert
von 6 oder darunter, beispielsweise einen pH-Wert von 2 bis 5 und
insbesondere einen pH-Wert von 2 bis 3.
Weiterhin
kann bei der Verwendung der Emulsion in der Getränkeindustrie eine Pasteurisierung
vorgenommen werden. Unter Pasteurisierung ist im Zusammenhang mit der
vorliegenden Erfindung beispielsweise eine Hitzebehandlung von unter
100°C, vorzugsweise
60°C bis
90°C während eines
Zeitraums von 60 s bis 120 s zu verstehen.
Neben
der Pasteurisierung sind in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung auch weitere insbesondere in der Getränkeindustrie übliche technische
Schritte, wie eine Homogenisation mit der erfindungsgemäßen Emulsion
möglich,
ohne, dass eine erfindungsgemäße Emulsion
ihre hohe Stabilität
oder ihre hohe Farbstärke
sowie ihre hohe Stabilität
und ihre hohe Farbstärke
verliert.
Weiterhin
sind in einer besonderen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Emulgatorsystems
proteinfreie Emulsionen insbesondere für die Getränkeindustrie erhältlich.
Proteine können
im Allgemeinen Allergene enthalten, so daß in einer besonderen Ausführungsform
die erfindungsgemäße Emulsion
proteinfrei ausgeführt
ist. Dafür
werden im Allgemeinen keine Proteine als weitere mögliche Emulgatoren
oder Stabilisatoren verwendet.
Die
erfindungsgemäße Emulsion
ist einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gut verträglich und kombinierbar insbesondere
mit den Formulierungen, die typischerweise in der Getränkeindustrie
zum Einsatz kommen. Unter Verträglichkeit
ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eine geringe
Wechselwirkung mit den üblicherweise
in der Getränkeindustrie
verwendeten Komponenten, insbesondere mit den dort verwendeten Stabilisatoren
zu verstehen. Die üblichen
Formulierungen der Getränkeindustrie
werden folglich nicht oder nicht wesentlich durch die erfindungsgemäße Emulsion
beeinträchtigt.
Die erfindungsgemäße Emulsion
kann sich somit hervorragend in die Formulierungen der Getränkeindustrie
integrieren.
Je
nach Anwendungsgebiet können
der erfindungsgemäßen Emulsion
noch weitere Komponenten oder Zusatzstoffe zugegeben werden. Die
Komponenten α), β), γ) und die
optional möglichen
Komponenten ergeben dabei insgesamt 100 Gew.-% bezogen auf die Emulsion.
Die
erfindungsgemäße Emulsion
kann zusätzlich
zu dem erfindungsgemäßen Emulgatorsystem
noch einen oder mehrere verschiedene, beispielsweise zwei oder drei
niedermolekulare Emulgatoren enthalten. Als ein zusätzlicher
Emulgator kommt z.B. Lecithin mit einem Anteil von 5 Gew.-% bis
30 Gew.-% bezogen auf die Emulsion, insbesondere aber 10 Gew.-%
bis 20 Gew.-% bezogen auf die Emulsion in Betracht.
Für die Herstellung
einer besonders langzeitstabilen Emulsion muss das Aufrahmen oder
das Sedimentieren der dispergierten Phase verhindert und deren Neigung
zum Zusammenfließen
noch weiter herabgesetzt werden. Das erfindungsgemäße Emulgatorsystem
kann in diesem Fall zusätzlich
zu den Emulgatoren a), b), c) noch weitere Komponenten enthalten,
die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung als Stabilisatoren
bezeichnet werden. Die Stabilisatoren sind vorzugsweise hochmolekulare
Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 1000 oder mehr. Sie
werden bevorzugt dann eingesetzt, wenn die erfindungsgemäße Emulsion
in Getränke
oder andere wässrige
Lösungen
gegeben wird, um die disperse Phase zusätzlich zum erfindungsgemäßen Emulgatorsystem
zu stabilisieren. Die vorzugsweise hochmolekularen Stabilisatoren
werden somit vor allem bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Emulsion
zugefügt,
beispielsweise durch Zugeben der erfindungsgemäßen Emulsion zu den Formulierungen
der Getränkeindustrie.
Typische
Beispiele für
Stabilisatoren sind Gummi Arabicum, Gelatine, Kasein, Kaseinat,
Pektin, Dextrin, Johannisbrotkernmehl, Guar gum, Xanthan, oder Pflanzenproteine
wie Sojaproteine, die gegebenenfalls hydrolysiert sein können und
deren Mischungen. Es können
aber auch Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Methylcellulose,
Carboxymethylcellulose, Hydroxypropylcellulose und Alginate eingesetzt
werden. Weiterhin kommen modifizierte Stärken in Betracht. Darunter
sind technologisch, d.h. physikalisch oder chemisch hergestellte
Umwandlungsprodukte der Stärke
zu verstehen. Bevorzugte Stabilisatoren sind Gelatine wie Rinder-, Schweine-
und Fischgelatine, Pflanzenproteine, Pektin, Kasein, Kaseinat und
Gummi Arabicum und modifizierte Stärken. Besonders bevorzugte
Stabilisatoren sind modifizierte Stärken.
Der
erfindungsgemäßen Emulsion
können
auch Antioxidantien zugesetzt werden. In Betracht kommen z.B. BHA
(Butylhydroxyanisol), BHT (Butylhydroxytoluol), Ascorbylpalmitat,
wobei der erfindungsgemäße Rahmen
der Menge an Ascorbylpalmitat nicht verlassen wird, oder Gallussäureester.
Weiterhin kommen Vitamin C und Rosmarinextrakt in Betracht.
Antioxidantien
können
der erfindungsgemäßen Emulsion
in Mengen von 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 1 Gew.-% bis
5 Gew.-% zugegeben werden, wobei sich die Gew.-% Angaben jeweils
auf die erfindungsgemäße Emulsion
beziehen.
Der
antioxidative Effekt des Ascorbylpalmitats lässt sich bekanntermaßen noch
steigern, indem der dispersen Phase α) zusätzlich Tocopherol beigemischt
wird. Der Anteil des Tocopherol beträgt vorzugsweise 1 Gew.-% bis
4 Gew.-% bezogen auf die erfindungsgemäße Emulsion.
Die
erfindungsgemäße Emulsion
zeichnet sich in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
durch ihre bakteriostatische Wirkung aus. Damit ist die Verhinderung
des Bakterienwachstums und der Bakterienvermehrung ohne Abtötung der
Bakterien gemeint.
Das
Vermischen der Komponenten der erfindungsgemäßen Emulsion kann unmittelbar
vor der Zugabe der Emulsion zu einem Nahrungsmittel, zu einem Getränk, zu einem
Futtermittel, zu einem Kosmetikum oder zu einem Pharmazeutikum erfolgen.
Die erfindungsgemäße Emulsion
kann aber auch nach ihrer Herstellung zunächst abgefüllt und gelagert werden, um
sie erst bei Bedarf zu einem Nahrungsmittel, zu einem Getränk, zu einem
Futtermittel, zu einem Kosmetikum oder zu einem Pharmazeutikum zu
geben.
Eine
erfindungsgemäße Emulsion
umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform 5 Gew.-% bis 15 Gew.-%
einer fettlöslichen
Substanz α
1) in der Ausführungsform des β-Carotins,
0,5 Gew.-% bis 1 Gew.-% eines erfindungsgemäßen Emulgatorsystems γ) in der
Ausführungsform
mit 20 Gew.-% bis 30 Gew.-% eines Emulgator b) in der Ausführungsform
eines ethoxyliertem Sorbitan-Fettsäureester der Strukturformel
sowie mit 20 Gew.-% bis 30
Gew.-% eines Emulgators c) in der Ausführungsform eines Zucker-Fettsäureester mit
der chemischen Strukturformel
und mit einer solchen Menge
an Ascorbylpalmitat, dass insgesamt 100 Gew.-% bezogen auf das Emulgatorsystem
erreicht werden, sowie eine solche Menge an dem Dispersionsmittel β) in der
Ausführungsform
eines Glycerin-Wasser-Verhältnisses
von 95:5 bis 85:15, dass die Komponenten α
1), β) und γ) insgesamt
100% ergeben.
Dem
Fachmann sind Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Emulsion
bekannt. Die erfindungsgemäße Emulsion
kann z.B. in zwei Schritten hergestellt werden:
- – Voremulgierung
durch Einemulgieren der fettlöslichen
Substanz α1) in das Dispersionsmittel β) zur Herstellung
einer Rohemulsion und
- – Feinemulgierung
zur Herstellung einer Feinemulsion.
Die
Herstellung der erfindungsgemäßen Emulsion
erfolgt bevorzugt mittels eines Rotor/Stator-Systems und mittels
einer anschließenden
Emulgierung in einem Hochdruck-Homogenisator in einer Passage oder
in mehreren Passagen. Die Feinemulgierung kann durch ein- oder mehrmalige,
z.B. zwei- oder dreimalige Passage der Rohemulsion beispielsweise
durch einen Hochdruck-Homogenisator erfolgen. Die Homogenisation
erfolgt im Allgemeinen bei einem Druck von 200 bar bis zu 1 200
bar, bevorzugt von 600 bar bis zu 800 bar. Die Umdrehungszahl beträgt im Allgemeinen
von 6 000 bis 10 000 Umdrehungen pro Minute, bevorzugt aber von
8 000 bis 10 000 Umdrehungen pro Minute.
Die
erfindungsgemäße Emulsion
kann zu vielfältigen
Zwecken, insbesondere zur Färbung,
zur Vitaminiserung, insbesondere Provitamin A oder als Antioxidans
in der Humanernährung,
insbesondere in Getränken,
besonders bevorzugt in Erfrischungsgetränken, Vitaminsäften oder
Sportlergetränken
verwendet werden. Weiterhin ist eine Verwendung in der Tierernährung, in
der Kosmetik- oder in der Pharmaindustrie möglich.
Die
erfindungsgemäße Emulsion
eignet sich hervorragend zur einfachen und zur exakten Dosierung für den Zusatz
z.B. von Vitaminen zu flüssigen
Lebens- oder Futtermitteln oder im Falle des β-Carotins zum Färben von
Getränken
z.B. von Limonaden.
Gegenstand
der vorliegenden Erfindung sind auch ein Nahrungsmittel, ein Futtermittel,
ein Kosmetikum oder ein Pharmazeutikum, das ein erfindungsgemäßes Emulgatorsystem
oder eine erfindungsgemäße Emulsion
enthält.