DE102005031467A1 - Emulgatorsystem, Emulsion und deren Verwendung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Emulgatorsystem, enthaltend a) ein Molkeprotein und/oder ein Molkeprotein Hydrolysat und b) einen Saccharose-Fettsäureester mit einem HLB-Wert im Bereich von 10 bis 18 und damit hergestellte Emulsionen.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Emulgatorsystem, enthaltend a) ein Molkeprotein und/oder ein Molkeprotein Hydrolysat und b) einen Saccharose-Fettsäureester mit einem HLB-Wert im Bereich von 10 bis 18.
• Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Emulsion, die α) eine disperse Phase, enthaltend mindestens eine fettlösliche Substanz, β) Wasser als kontinuierliche Phase und γ) das erfindungsgemäße Emulgatorsystem enthält.
• Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Emulsion sowie deren Verwendung in der Humanernährung, in der Tierernährung, in der Kosmetik oder in der Pharmaindustrie. Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind den Ansprüchen, der Beschreibung und den Beispielen zu entnehmen. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale des erfindungsgemäßen Gegenstandes nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
• Die deutsche Patentschrift DE 2 363 534 beschreibt die Herstellung von zuckerhaltigen flüssigen Vitamin- und Carotinoid-Präparaten. Physiologisch unbedenkliche Emulgatoren, wie Lecithin oder Ascorbylpalmitat werden zur Emulgierung verwendet. Ein Nachteil von solchen Produkten ist die Kristallisationsneigung des Zuckers oder des Zuckeralkohols, z.B. bei der Lagerung des Produktes bei niedrigen Temperaturen. Diese Kristallisationsneigung führt zu unerwünschten Inhomogenitäten.
• Die europäische Patentschrift EP 551 638 hat die Stabilisierung flüssiger Präparate fettlöslicher Substanzen über einen möglichst langen Lagerzeitraum (> 6 Monate) zum Gegenstand. Die Ester der Ascorbinsäure mit langkettigen Fettsäuren werden hierfür als Emulgator vorgeschlagen. Die Emulsionen müssen aber gekühlt gelagert werden. Dies kann die Transportkosten erhöhen und die Handhabung erschweren.
• Die Japanische Patentschrift JP 2000 212 066 offenbart die Verwendung von Polyoxyethylen-Sorbitan-Fettsäureestern und von Zucker-Fettsäureestern als Emulgator für Emulsionen von fettlöslichen Substanzen.
• Die Japanische Patentschrift JP 08 120 187 offenbart die Verwendung von Sorbitan-Fettsäureestern und Sucrose-Fettsäureestern als Emulgator für Carotinoid-Emulsionen.
• Die Koreanische Patentschrift KR 20 020 018 518 offenbart die Verwendung von Saccharose-Fettsäureestern und von Sorbitan-Fettsäureestern als Emulgator für eine Carotinoid-Emulsion. Es werden β-Carotin-Konzentrationen von bis zu 3% erzielt.
• Die Europäische Patentschrift EP 1 095 086 behandelt die Aufgabe der Verhinderung der Koagulation der dispersen Phase. Diese Aufgabe wird durch Bereitstellung eines Verfahrens zur Stabilisierung von flüssigen, wässrigen Präparaten fettlöslicher Substanzen gelöst. Eine schutzkolloidfreie Öl-in-Wasser-Emulsion wird dabei mit einer fettlöslichen Substanz mit einem Schutzkolloid versetzt. Diese Zubereitung wird mit einer wässrigen Phase vermengt. Bei dem Schutzkolloid handelt es sich um einen hochmolekularen Stabilisator.
• Die europäische Patentschrift EP 361 928 zeigt eine extrem feinteilige Emulsion mit einem Glycerin/Wasser-Gemisch als Dispersionsmittel und einem fettlöslichem Arzneimittel als disperse Phase. Nichtionogene Stabilisatoren mit einem Molekulargewicht von 1000 oder mehr werden als Stabilisatoren verwendet. Die mittlere Teilchengröße der dispersen Phase ist hierbei zwischen 10 bis 70 nm. Die in den Beispielen genannten Emulsionen zeigen bereits nach 3 Monaten Veränderungen.
• US 2002/0107292 A1 beschreibt Zubereitungen lipophiler bioaktiver Wirkstoffe zusammen mit Molkeproteinen.
• 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, in denen die Wirkstoffe eine hohe Bioverfügbarkeit aufweisen.
• 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 ein disperses System von zwei oder mehreren miteinander nicht mischbaren Flüssigkeiten. 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 als Komponente a) ein Molkeprotein und/oder ein Molkeprotein-Hydrolysat. Als Molkeprotein wird bevorzugt ein sprühgetrocknetes Molkeprotein-Isolat mit einem Proteingehalt von mindestens 80%, besonders bevorzugt mit einem Proteingehalt von mindestens 95% eingesetzt.
• Im Falle von Molkeprotein-Hydrolysaten werden bevorzugt aufgereinigte, enzymatisch abgebaute Molkeproteine mit einem Hydrolysegrad von 3 bis 20, besonders bevorzugt mit einem Hydrolysegrad von 4 bis 16 (bestimmt nach der OPA Methode) verwendet.
• Saccharose-Fettsäureester als Komponente b) mit einem HLB-Wert im Bereich von 10 bis 18 umfassen Saccharose-Stearat, Saccharose-Palmitat, Saccharose-Myristat, Saccharose-Laurat und Saccharose-Oleat. Dabei liegt jeweils der Anteil an Monoester – beispielsweise Saccharose-Monostearat bei größer 55%, bevorzugt im Bereich von 70 bis 85%. Als bevorzugter Saccharose-Fettsäureester ist Saccharose-Laurat mit einem Saccharose-Monolaurat Anteil von 75 bis 85% und einem HLB-Wert von 16 zu nennen.
• Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Emulgatorsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von Komponente a) zu Komponente b) im Bereich von 0,01 zu 1 bis 100 zu 1, bevorzugt im Bereich von 0,1 zu 1 bis 10 zu 1, besonders bevorzugt im Bereich von 0,9 zu 1 bis 1,1 zu 1 liegt.
• Weiterhin kann das Emulgatorsystem neben dem Saccharose-Fettsäureester zusätzlich noch ein oder mehrere niedermolekulare Emulgatoren in einer Konzentration von 0,01 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Emulgatorsystems enthalten. Als solche eignen sich vor allem amphiphile Verbindungen oder Gemische solcher Verbindungen. Grundsätzlich kommen alle Tenside mit einem HLB-Wert von 5 bis 20 in Betracht. Als entsprechende oberflächenaktive Substanzen kommen beispielsweise in Betracht: Ester langkettiger Fettsäuren wie C₁₀- bis C₂₀-Alkylester mit Ascorbinsäure, Mono- und Diglyceride von Fettsäuren und deren Oxyethylierungsprodukte, Ester von Monofettsäureglyceriden mit Essigsäure, Zitronensäure, Milchsäure oder Diacetylweinsäure, Polyglycerinfettsäureester wie z.B. das Monostearat des Triglycerins, Sorbitanfettsäureester, Propylenglykolfettsäureester und Lecithin. Bevorzugt wird Ascorbylpalmitat eingesetzt.
• Das erfindungsgemäße Emulgatorsystem zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass damit hergestellte Emulsionen von fettlöslichen Wirksubstanzen eine Bioverfügbarkeits-erhöhende Wirkung zeigen.
• Gegenstand der Erfindung ist auch eine Emulsion, enthaltend α) eine disperse Phase mindestens einer fettlöslichen Substanz α₁), β) Wasser als kontinuierliche Phase 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, sowie Carotinoide, wie β-Carotin, Canthaxanthin, Astaxanthin und Esterderivate, Zeaxanthin und Esterderivate, Lutein und Esterderivate, Lycopin und Apocarotinal. 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 einiger Carotinoide 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.
• Im Bereich Kosmetik werden Carotinoide häufig auch als Hautschutz eingesetzt.
• Weitere im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbare fettlösliche Substanzen α₁) 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.
• Darüber hinaus kommen als fettlösliche Substanzen α₁) Glyceride von polyungesättigten Fettsäuren, wie Weizenöl, Sonnenblumenöl, Maiskeimöl oder mittelkettige Triglyceride 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, Carotinoide, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Asta xanthin, Lycopin, β-Carotin und Lutein sowie die mehrfach ungesättigten Fettsäuren. Besonders bevorzugt sind Astaxanthin, Lycopin, β-Carotin und Lutein.
• Carotinoide als fettlösliche Substanz α₁) liegen im Allgemeinen in Öl gelöst vor. Das in Öl gelöste Carotinoid wird im Allgemeinen zusammen mit dem Öl als disperse Phase eingesetzt. Als Öle kommen beispielsweise alle physiologisch verträglichen Öle, insbesondere Erdnussöl, Kokosöl, Sonnenblumenöl, Olivenöl oder andere Triacylglyceride in Betracht. Die Menge des eingesetzten Öls richtet sich nach der Löslichkeit des jeweiligen Carotinoids in dem entsprechenden Öl. Das Auflösen des Carotinoids in dem Öl erfolgt im Allgemeinen bei Temperaturen im Bereich von 120°C bis 220°C, bevorzugt im Bereich von 160°C bis 200°C.
• Das Gewichtsverhältnis von Öl zu Carotinoid kann im Falle von Astaxanthin im Bereich von 50 bis 1000, bevorzugt von 100 bis 500, besonders bevorzugt von 200 bis 400 liegen. Bei anderen Carotinoiden kann dieses Gewichtsverhältnis je nach Löslichkeit des verwendeten Carotinoids größer 1000 sein.
• Unter einer fettlöslichen Substanz α₁) ist zunächst eine einzelne fettlösliche Substanz zu verstehen. Es können aber auch verschiedene fettlösliche Substanzen kombiniert werden, beispielsweise zwei oder drei fettlösliche Substanzen α₁). Es wird bevorzugt nur eine fettlösliche Substanz α₁) eingesetzt.
• Eine erfindungsgemäße fettlösliche Substanz α₁) liegt in der Regel in Mengen von 0,01 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Emulsion vor. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Anteil einer fettlöslichen Substanz α₁) 2 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 2 bis 20 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Emulsion.
• Im Falle von Carotinoiden als fettlösliche Substanz α₁) liegen diese in der Regel in Konzentrationen von 0,01 bis 5 Gew.-%, bevorzugt von 0,01 bis 2 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,05 bis 1 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von 0,1 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Emulsion vor.
• Die mittlere Teilchengröße der dispersen Phase α) der erfindungsgemäßen Emulsion liegt im Allgemeinen bei 900 nm oder darunter. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegt die mittlere Teilchengröße der dispersen Phase α) von 50 nm bis 850 nm. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt die Teilchengröße der dispersen Phase α) von 150 nm bis 500 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 Emulgatorsystem β) beträgt 0,2 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 10 Gew.-%, besonder bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Emulsion.
• 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.
• Neben den Molkeproteinen und Saccharose-Fettsäureestern können die erfindungsgemäßen Emulsionen zusätzlich mindestens ein weiteres Schutzkolloid enthalten.
• Als zusätzliche Kolloide eignen sich vorteilhafterweise wasserlösliche oder wasserquellbare Schutzkolloide wie beispielsweise Rinder-, Schweine- oder Fischgelatine, insbesondere sauer oder basisch abgebaute Gelatine mit Bloom-Zahlen im Bereich von 0 bis 250, ganz besonders bevorzugt Gelatine A 100, A 200, B 100 und B 200 sowie niedermolekulare, enzymatisch abgebaute Gelatinetypen mit der Bloom-Zahl 0 und Molekulargewichten von 15000 bis 25000 D wie zum Beispiel Collagel A und Gelitasol P (Firma Stoess, Eberbach) sowie Mischungen dieser Gelatine-Sorten sowie Stärke, Dextrin, Pektin, Gummiarabicum, Lignin-Sulfonate, Chitosan, Polystyrolsulfonat, Alginate, Casein, Caseinat wie Natriumcaseinat, Methylcellulose, Carboxymethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, modifizierte Stärke wie Natrium-octenylsuccinat Stärke (Capsul, Fa. National Starch), Pflanzenproteine wie Soja-, Reis- und/oder Weizenproteine, wobei diese Pflanzenproteine teilabgebaut oder in nicht abgebauter Form vorliegen können. Synthetische Hydrokolloide wie Polyvinylalkohole und Polyvinylpyrrolidon.
• Bevorzugte Schutzkolloide sind modifizierte Stärke, Casein und/oder Natriumcaseinat, Sojaprotein und Gelatine, besonders bevorzugt sind Casein und/oder Natriumcaseinat Die Menge an zusätzlich eingesetztem Schutzkolloid liegt bei 0,1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 2 bis 20 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt bei 3 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse der Emulsion.
• Die zusätzlichen Schutzkolloide 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 im Lebensmittel- sowie im Tierfuttermittelbereich.
• Zusätzlich können die Emulsionen noch mindestens einen niedermolekularen Stabilisator wie Antioxidantien und/oder Konservierungsmittel zum Schutz der Wirkstoffe enthalten. Geeignete Antioxidantien oder Konservierungsmittel sind beispielsweise Ascorbinsäure, Ascorbylpalmitat, tert.-Butyl-hydroxytoluol, tert.-Butylhydroxyanisol, Lecithin, Ethoxyquin, Methylparaben, Propylparaben, Sorbinsäure oder Natriumbenzoat. Die Antioxidantien bzw. Konservierungsstoffe können in Mengen von 0,01 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 20 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse der Emulsion, eingesetzt werden.
• 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 0,01 Gew.-% bis 4 Gew.-%, bevorzugt 0,05 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der erfindungsgemäßen Emulsion.
• Im Vergleich zu Emulsionen aus dem Stand der Technik, u.a. beschrieben in US 2002/0107292 A1, in denen als Emulgatorsystem ein Molkeprotein und ein ethoxylierter Sorbitanfettsäureester (Tween 20) verwendet wurde, zeigt die erfindungsgemäße Emulsion eine verbesserte Bioverfügbarkeit der in der Emulsion als disperse Phase vorliegenden fettlöslichen Wirksubstanz.
• 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 100 oder mehr. Die relative Farbstärke der erfindungsgemäßen Emulsion beträgt meist von 100 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 im Lebensmittelbereich (in der Getränkeindustrie) sowie im Tierfuttermittelbereich 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 im Lebensmittelbereich sowie im Tierfuttermittelbereich ist insbesondere eine Konzentration von ungefähr 5 ppm bis 100 ppm Carotinoid erwünscht.
• 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.
• 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 0,1 bis 0,5 Gew.-% einer fettlöslichen Substanz α₁) in der Ausführungsform des Astaxanthins, 1,0 bis 3,0 Gew.-% eines erfindungsgemäßen Emulgatorsystems γ) in der Ausführungsform mit einem Molkeprotein a) und Saccharoselaurat b) mit einem HLB-Wert von 16.
• 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 mit einem Durchmesser D = 10 bis 15 mm und bei einer Umdrehungszahl, die im Allgemeinen von 6000 bis 10000 Umdrehungen pro Minute, bevorzugt aber von 8000 bis 10000 Umdrehungen pro Minute beträgt und mittels einer anschließenden Emulgierung in einem Hochdruck-Homogenisator in einer Passage oder in mehreren Passagen. Eine weiteres Verfahren zur Voremulgierung kann mittels eines Membranverfahrens erfolgen.
• 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 1200 bar, bevorzugt von 600 bar bis zu 1000 bar.
• Die erfindungsgemäße Emulsion kann zu vielfältigen Zwecken, insbesondere zur Färbung, zur Vitaminierung, 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.
• Beispiel 1: Astaxanthin-haltige O/W-Emulsion
• Zusammensetzung der O/W Emulsion (pro kg Emulsion)
• Kontinuierliche Phase (60 Gew.-% der Emulsion)

  580 g	bidestilliertes Wasser
  10 g	Saccharoselaurat (L-1695, Fa. Mitsubishi-Kagaku Foods Corp.)
  10 g	Molkeprotein (BiPRO®, Fa. Davisco, U.S.A.)

• Disperse Phase (40 Gew.-% der Emulsion)

  0,7 g	α-Tocopherol
  1,54 g	Astaxanthin
  398 g	Mittelkettiges Triglycerid (Miglyol)

• Die Emulsion wurde wie folgt zubereitet:
  Kristallines Astaxanthin wurde in dem mittelkettigen Triglycerid suspendiert und mittels einer Schwingmühle auf Partikelgrößen von ca. 20 μm gemahlen. Anschließend wurde die feingemahlene Suspension durch eine beheizte Rohrschlange gepumpt und kurzzeitig auf eine Temperatur von 160°C bis 200°C erhitzt, wobei das Astaxanthin in Lösung ging. Dann wurde die disperse Phase α) mit dem Emulgatorsystem γ) gemischt und zusammen in das Dispersionsmittel β) gegeben und mit Hilfe eines Ultra Turrax mit einem Durchmesser D von 12 mm bei 10 000 Umdrehungen pro Minute für ungefähr 15 Sekunden homogenisiert. Die Temperatur der Emulsion betrug ungefähr 70°C. Diese Rohemulsion wurde anschließend bei 600 bar durch eine Blende und danach weiter in einem Microfluidizer des Herstellers Microfluidics bei 1000 bar in drei Wiederholungen feinemulgiert, um kleine Tröpfchen mit einer engen Größenverteilung der dispersen Phase α) zu erzielen.

Claims (19)

1. Emulgatorsystem, enthaltend a) ein Molkeprotein und/oder ein Molkeprotein Hydrolysat und b) einen Saccharose-Fettsäureester mit einem HLB-Wert im Bereich von 10 bis 18.
2. Emulgatorsystem nach dem Anspruch 1, wobei das Gewichtsverhältnis von Komponente a) zu Komponente b) im Bereich von 0,01 zu 1 bis 100 zu 1 liegt.
3. Emulgatorsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Saccharose-Fettsäureester um Saccharoselaurat mit einem HLB-Wert von 16 handelt.
4. Emulgatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Molkeprotein-Hydolysat einen Hydrolysegrad von 3 bis 20 aufweist.
5. Emulsion, enthaltend α) eine disperse Phase, enthaltend mindestens eine fettlösliche Substanz α₁), β) Wasser als kontinuierliche Phase und γ) ein Emulgatorsystem definiert gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4.
6. Emulsion nach Anspruch 5, worin die fettlösliche Substanz α₁) Vitamin A, D, E oder K oder deren Derivate oder ein Glycerid von polyungesättigten Fettsäuren ist.
7. Emulsion nach Anspruch 5, worin die fettlösliche Substanz α₁) mindestens ein Carotinoid ist.
8. Emulsion nach Anspruch 7, worin die fettlösliche Substanz α₁) mindestens ein Carotinoid, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Astaxanthin, Lycopin, β-Carotin und Lutein ist.
9. Emulsion nach einem der Ansprüche 5 oder 6, worin der Gehalt der fettlöslichen Substanz α₁) 0,01 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Emulsion beträgt.
10. Emulsion nach Anspruch 7, worin der Gehalt an Carotinoid 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Emulsion beträgt.
11. Emulsion nach einem der Ansprüche 5 bis 10, worin das Emulgatorsystem 0,2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Emulsion beträgt.
12. Emulsion nach einem der Ansprüche 5 bis 11, worin die mittlere Teilchengröße der dispersen Phase α) 900 nm oder kleiner ist.
13. Emulsion nach einem der Ansprüche 5 bis 12, worin mindestens ein weiterer Emulgator enthalten ist.
14. Emulsion nach einem der Ansprüche 5 bis 13, worin mindestens ein weiteres Schutzkolloid enthalten ist.
15. Emulsion nach einem der Ansprüche 5 bis 14, worin mindestens ein niedermolekularer Stabilisator enthalten ist.
16. Verfahren zur Herstellung einer Emulsion, definiert gemäß den Ansprüchen 5 bis 15 mittels einer Voremulgierung und mittels einer anschließenden Feinemulgierung.
17. Verfahren nach Anspruch 16 mittels eines Rotor/Stator- Systems und mittels einer anschließenden Emulgierung in einem Hochdruck-Homogenisator.
18. Verwendung einer Emulsion, definiert gemäß den Ansprüchen 5 bis 15 in der Humanernährung, in der Tierernährung, in der Kosmetik oder in der Pharmaindustrie.
19. Nahrungsmittel, Futtermittel, Kosmetikum oder Pharmazeutikum enthaltend ein Emulgatorsystem, definiert gemäß den Ansprüchen 1 bis 4 oder eine Emulsion, definiert gemäß den Ansprüchen 5 bis 15.