DE202021003892U1 - Paste containing astaxanthin - Google Patents
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Abstract
Astaxanthin-haltige Paste, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden zu einer pastösen Masse verarbeiteten Komponenten enthält:
• 20 - 90 Gew.-% getrocknete Astaxanthin-haltige Biomasse, die einen Restfeuchtegehalt von höchstens 10 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der getrockneten Astaxanthin-haltigen Biomasse aufweist; und
• 10 - 80 Gew.-% einer Ölzusatzkomponente, welche zumindest ein Öl und/oder Ölgemisch umfasst;
wobei die Astaxanthin-haltige Biomasse und die Ölzusatzkomponente zusammen 100 Gew.-% bezogen auf die Astaxanthin-haltige Paste ergeben,
wobei die Astaxanthin-haltige Paste einen Gesamtfeuchtegehalt von höchstens 7 Gew.-% in Bezug auf das Gesamtgewicht der Paste und einen Astaxanthin-Gehalt von 2 bis 10 Gew.-% in Bezug auf das Gesamtgewicht der Paste aufweist.
Astaxanthin-containing paste, characterized in that it contains the following components processed into a pasty mass:
• 20-90% by weight of dried astaxanthin-containing biomass, which has a residual moisture content of at most 10% by weight, based on the total weight of the dried astaxanthin-containing biomass; and
• 10-80% by weight of an oil additive component comprising at least one oil and/or oil mixture;
wherein the astaxanthin-containing biomass and the oil additive component together make 100% by weight based on the astaxanthin-containing paste,
wherein the astaxanthin-containing paste has a total moisture content of at most 7% by weight based on the total weight of the paste and an astaxanthin content of 2 to 10% by weight based on the total weight of the paste.
Description
Die Erfindung betrifft eine Astaxanthin-haltige Paste basierend auf Astaxanthin-haltiger Biomasse und Produkte enthaltend die erfindungsgemäße Paste.The invention relates to an astaxanthin-containing paste based on astaxanthin-containing biomass and products containing the paste according to the invention.
In dieser Offenbarung werden ferner ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Astaxanthin-haltigen Paste sowie Verwendungen der Paste beschrieben.This disclosure also describes a method for producing the astaxanthin-containing paste according to the invention and uses of the paste.
Aus dem Stand der Technik sind bereits zahlreiche Anwendungen von Astaxanthin-haltiger Biomasse, die zumeist durch Kultivierung von Algen gewonnen wird, bekannt. Biomasse kommt aktuell meist in einer der im Folgenden beschriebenen Formen bzw. Formulierungen zum Einsatz:
- Wasserfeuchte Algen-Biomasse, die auch als wasserfeuchte Algenpaste bezeichnet wird, ist aufgrund ihres hohen Wassergehaltes von bis zu 85% und der damit einhergehenden, meist hohen bakteriellen Belastung nicht lange lagerfähig und verdirbt schnell. Eine solche wasserfeuchte Algenpaste wird vor allem als Futtermittel für Aquakulturen in der Fischzucht eingesetzt und muss für eine längere Lagerung typischerweise tiefgekühlt werden, was aufwendig ist.
- Water-moist algae biomass, which is also referred to as water-moist algae paste, cannot be stored for long due to its high water content of up to 85% and the associated, usually high bacterial load and spoils quickly. Such a water-moist algae paste is primarily used as feed for aquacultures in fish farming and typically has to be deep-frozen for longer storage, which is expensive.
Getrocknete Astaxanthin-haltige Biomasse ist aufgrund des geringen Wassergehaltes zwar mikrobiologisch stabiler, durch die offene Porenstruktur und die hohe spezifische Oberfläche ist sie jedoch nachteilig rascher Oxidation ausgesetzt. Über das offene Porensystem und die große spezifische Oberfläche können wertvolle Inhaltsstoffe wie beispielsweise Lipide, Omega-3-Fettsäuren oder Antioxidantien mit Luftsauerstoff in Kontakt kommen und sich nachteiliger Weise durch Oxidation rasch abbauen. Eine Stabilisierung von trockener Biomasse erfordert daher meist den Einsatz von Antioxidantien wie beispielsweise Tocopherol. Zudem neigt trockenes Biomasse-Material zur Staubbildung und lässt sich aufgrund von Agglomeratbildung und den dadurch bedingten großen Partikelanlagerungen nur unzureichend in Rezepturen einmischen.Although dried astaxanthin-containing biomass is microbiologically more stable due to its low water content, it is disadvantageously exposed to rapid oxidation due to the open pore structure and the high specific surface area. Valuable ingredients such as lipids, omega-3 fatty acids or antioxidants can come into contact with atmospheric oxygen via the open pore system and the large specific surface area and, disadvantageously, quickly degrade through oxidation. Stabilization of dry biomass therefore usually requires the use of antioxidants such as tocopherol. In addition, dry biomass material tends to form dust and, due to the formation of agglomerates and the resulting large accumulations of particles, can only be mixed into recipes insufficiently.
Extrahierte Biomasse, konkret ein lipidreiches, Astaxanthin-haltiges Extrakt, wird aus der Biomasse üblicherweise durch Lösungsmittel- oder CO2-Extraktion gewonnen und ist aufgrund des geringen Wassergehaltes mikrobiologisch stabil und gut lagerfähig. Allerdings ist die Herstellung mittels Extraktion aufwendig und teuer, da dafür zusätzliche Extraktionsmittel, etwa chemische Lösemittel oder überkritisches CO2 (Kohlendioxid), benötigt werden. Solche aus Biomasse gewonnene Astaxanthin-haltige Extrakte können beispielsweise zu Gelen oder wasserlöslichen Formulierungen weiterverarbeitet werden.Extracted biomass, specifically a lipid-rich extract containing astaxanthin, is usually obtained from the biomass by solvent or CO 2 extraction and is microbiologically stable and easy to store due to its low water content. However, production by means of extraction is complex and expensive, since additional extraction agents such as chemical solvents or supercritical CO 2 (carbon dioxide) are required. Such astaxanthin-containing extracts obtained from biomass can, for example, be further processed into gels or water-soluble formulations.
Weiters ist aus dem Stand der Technik bereits die Gewinnung von Astaxanthin aus Mikroalgen im industriellen Maßstab bekannt. Mikroalgen sind einzellige Organismen, die in Salzwasser oder Süßwasser meist unter Einwirkung von Licht sowie unter Aufnahme von Kohlenstoff wachsen. Solche Mikroalgen können Photosynthese betreiben und dadurch neben Sauerstoff auch Proteine, Kohlenhydrate, Lipide und spezielle Wertstoffe wie Pigmente, Carotinoide und ungesättigte Fettsäuren erzeugen. Das Carotinoid Astaxanthin kann als Wertstoff beispielweise aus der Mikroalge Haematococcus pluvialis gewonnen und im Bereich der Nahrungsergänzung, der Kosmetik oder für medizinnahe Produkte eingesetzt werden. Die dazu erforderlichen Herstellungsverfahren sind jedoch aufwendig: Üblicherweise sind eine Vorkultivierung der wässrigen Algensuspension, die Separation und anschließende Trocknung der Biomasse vorgesehen, bevor die getrocknete Biomasse gelagert oder beispielsweise zu einem Mikroalgenpulver weiterverarbeitet werden kann. Um eine unerwünschte Oxidation während der Lagerung zu verhindern, müssen der getrockneten Biomasse geeignete Antioxidantien wie beispielsweise BHT (butyliertes Hydroxytoluol) zugesetzt werden. Alternativ zur Mikroalge kann Astaxanthin mikrobiogisch auch über xanthophylle Hefen (z.B. Phaffia Rhodozyma, Yarrowia Lipolytica ...) oder Bakterien (z.B. Paracoccus carotinifaciens) extrahiert werden. Im Gegensatz zur Mikroalge Haematococcus pluvialis, die typischerweise einen Gewichtsanteil von 2-6% in der Biomasse aufweist, können Hefen und Bakterien im Allgemeinen nicht so hohe Konzentrationen an Astaxanthin, meist unter 1-2 Gew.-% Astaxanthin in der Biomasse, akkumulieren.Furthermore, the production of astaxanthin from microalgae on an industrial scale is already known from the prior art. Microalgae are unicellular organisms that grow in salt or fresh water, mostly under the influence of light and absorbing carbon. Such microalgae can carry out photosynthesis and thus produce not only oxygen but also proteins, carbohydrates, lipids and special valuable substances such as pigments, carotenoids and unsaturated fatty acids. The carotenoid astaxanthin can be obtained as a valuable substance from the microalgae Haematococcus pluvialis, for example, and used in the area of food supplements, cosmetics or for medical-related products. However, the production processes required for this are complex: Usually, a pre-cultivation of the aqueous algae suspension, the separation and subsequent drying of the biomass are provided before the dried biomass can be stored or, for example, further processed into a microalgae powder. In order to prevent undesirable oxidation during storage, suitable antioxidants such as BHT (butylated hydroxytoluene) must be added to the dried biomass. As an alternative to microalgae, astaxanthin can also be extracted microbiologically using xanthophyll yeasts (e.g. Phaffia Rhodozyma, Yarrowia Lipolytica ...) or bacteria (e.g. Paracoccus carotinifaciens). In contrast to the microalgae Haematococcus pluvialis, which typically has a weight fraction of 2-6% in the biomass, yeasts and bacteria generally cannot accumulate such high concentrations of astaxanthin, usually below 1-2% by weight astaxanthin in the biomass.
Definitionsgemäß werden Fette, ob fest oder flüssig, unter dem hierin des Öfteren verwendeten Überbegriff „Lipide“ zusammengefasst. Öle sind Fette, die bei Raumtemperatur einen flüssigen Aggregatszustand aufweisen. Sobald Fett bei Raumtemperatur flüssig ist, wird es Öl oder fettes Öl genannt. Der niedrige Schmelzbereich von Ölen wird primär durch einen hohen Anteil an ungesättigten oder mehrfach ungesättigten Fettsäuren verursacht. Aus chemischer Sicht betrachtet sind feste und flüssige Fette nach demselben Grundmuster aufgebaut. Fette, die bei Raumtemperatur fest sind, enthalten hohe Anteile langer und gesättigter Fettsäuren, wohingegen die Fettsäuren in den flüssigen Ölen überwiegend einfach oder mehrfach ungesättigt sind.By definition, fats, whether solid or liquid, are grouped together under the umbrella term “lipids” as is often used herein. Oils are fats that are liquid at room temperature. Once fat is liquid at room temperature, it is called oil or fixed oil. The low melting range of oils is primarily caused by a high proportion of unsaturated or polyunsaturated fatty acids. From a chemical point of view, solid and liquid fats follow the same basic pattern. Fats that are solid at room temperature contain high proportions of long and saturated fatty acids, whereas the fatty acids in the liquid oils are predominantly mono- or polyunsaturated.
Definitionsgemäß entspricht die hierin verwendete Bezeichnung „Gewichtsprozent“ (kurz: Gew.%) dem Massenanteil (in Prozent) einer Mischungskomponente.By definition, the term "weight percent" (in short: weight %) used here corresponds to the mass fraction (in percent) of a mixture component.
Mikroorganismen im Allgemeinen und Mikroalgen im Speziellen enthalten von Natur aus Lipide, deren Anteil je nach Art und Produktionsweise auch über 50% betragen kann. Nach einer entsprechenden Trocknung auf einen zweckmäßigen Restfeuchtegehalt von höchstens 10 Gew.% sind diese Lipide in den Biomassezellen gebunden und die getrocknete Biomasse liegt je nach Korngröße der Agglomerate als Pulver, als Granulat oder aber als geflocktes Material vor. Nach einer mechanischen Zerkleinerung, bei der die Korngröße der Agglomerate verringert und beispielsweise auf Agglomeratgrößen von kleiner 500 µm (Mikrometer) eingestellt werden kann, erhält man eine relativ feste, ölige Masse, die allerdings nicht fließfähig ist und somit nicht gepumpt werden kann, was nachteilig für die weitere Verarbeitung ist, da diese feste, ölige Masse nur batchweise bearbeitbar ist. Insbesondere ist eine kontinuierliche Verfahrensführung bei der Weiterverarbeitung wegen der fehlenden Fließfähigkeit bzw. Pumpbarkeit von bloß mechanisch zerkleinerter Biomasse gar nicht möglich.Microorganisms in general and microalgae in particular naturally contain lipids, the proportion of which can be over 50% depending on the type and production method. After appropriate drying to an appropriate residual moisture content of at most 10% by weight, these lipids are bound in the biomass cells and the dried biomass is present as a powder, granules or flaked material, depending on the particle size of the agglomerates. After mechanical comminution, in which the grain size of the agglomerates is reduced and, for example, can be adjusted to agglomerate sizes of less than 500 μm (microns), a relatively solid, oily mass is obtained, which, however, is not flowable and therefore cannot be pumped, which is disadvantageous for further processing, as this solid, oily mass can only be processed in batches. In particular, a continuous procedure during further processing is not possible at all because of the lack of flowability or pumpability of merely mechanically comminuted biomass.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannt gewordenen Nachteile zu überwinden und eine Astaxanthin-haltige Paste in einer besonders vorteilhaften Formulierung bereitzustellen. Insbesondere ist es eines der vorrangigen Ziele, eine Astaxanthin-haltige Paste mit verbesserter Lagerfähigkeit bereitzustellen, die ohne das Erfordernis einer Tieftemperaturlagerung über längere Zeiträume hinweg lagerfähig ist, die mit geringen Fertigungskosten herstellbar und in praktischer Weise in der Weiterverarbeitung zu Astaxanthin-haltigen Produkten einsetzbar ist.It is an object of the present invention to overcome the disadvantages known from the prior art and to provide an astaxanthin-containing paste in a particularly advantageous formulation. In particular, one of the primary goals is to provide an astaxanthin-containing paste with improved storage stability, which can be stored for long periods of time without the need for low-temperature storage, which can be produced at low production costs and can be used in a practical manner in further processing to astaxanthin-containing products .
Diese Aufgaben werden durch eine Astaxanthin-haltige Paste gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen spiegeln sich in den abhängigen Ansprüchen wider. Die Astaxanthin-haltige Paste ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden zu einer pastösen Masse verarbeiteten Komponenten enthält:
- • 20 - 90 Gew.-% getrocknete Astaxanthin-haltige Biomasse, die einen Restfeuchtegehalt von höchstens 10 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der getrockneten Astaxanthin-haltigen Biomasse aufweist; und
- • 10 - 80 Gew.-% einer Ölzusatzkomponente, welche zumindest ein Öl und/oder Ölgemisch umfasst;
wobei die Astaxanthin-haltige Paste einen Gesamtfeuchtegehalt von höchstens 7 Gew.-% in Bezug auf das Gesamtgewicht der Paste und einen Astaxanthin-Gehalt von 2 bis 10 Gew.-% in Bezug auf das Gesamtgewicht der Paste aufweist.These objects are achieved by an astaxanthin-containing paste according to the features of claim 1. Preferred developments are reflected in the dependent claims. According to the invention, the astaxanthin-containing paste is characterized in that it contains the following components processed into a pasty mass:
- • 20-90% by weight of dried astaxanthin-containing biomass, which has a residual moisture content of at most 10% by weight, based on the total weight of the dried astaxanthin-containing biomass; and
- • 10-80% by weight of an oil additive component comprising at least one oil and/or oil mixture;
wherein the astaxanthin-containing paste has a total moisture content of at most 7% by weight based on the total weight of the paste and an astaxanthin content of 2 to 10% by weight based on the total weight of the paste.
Die Astaxanthin-haltige Paste gemäß der Erfindung hat die folgenden Vorteile:
- • Die erfindungsgemäße Paste wird direkt ohne Extraktion aus Astaxanthin-haltiger Biomasse gewonnen; es ist daher kein aufwändiger Extraktionsschritt notwendig. Die Fertigungskosten sind im Vergleich zu dem oben beschriebenen, aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren deutlich geringer und die gesamten wertvollen Inhaltsstoffe der Zellen verbleiben in der Paste.
- • Durch die Verarbeitung der Biomasse und der Ölzusatzkomponente zu einer pastösen Masse ist die Paste einerseits sehr homogen und hat eine angenehme sensorische Wahrnehmung. Andererseits ist die Paste dadurch fließfähig und somit pumpbar, pasteurisierbar und maschinell abfüllbar. Zudem lässt sich die Paste gut in Ölen, Teigen, Salben und sonstigen hydrophoben Phasen einmischen.
- • Durch die pastöse Struktur erfolgt kein Tropfen, kein Stauben und auch kein ungewolltes Ausfließen und ermöglicht dadurch eine einfache Lagerung.
- • Die Paste besitzt einen sehr guten Schutz gegen Oxidation, was zu einer erhöhten Lagerfähigkeit und Stabilität (Shelflife) führt.
- • Aufgrund des geringen Wassergehalts ist die Wasseraktivität der Paste gering, weshalb diese eine hohe mikrobiologische Stabilität aufweist. Die Paste weist deshalb eine geringe Keimzahl und dadurch eine ausgezeichnete Haltbarkeit und Lebensmittelsicherheit auf.
- • Zur Einstellung der Viskosität ist kein Zusatz von Wasser oder Verdickungsmittel notwendig, wodurch die Paste ein pures, natürliches Produkt ist.
- • Das Astaxanthin in der erfindungsgemäßen Paste stammt ausschließlich aus der Astaxanthin-haltigen Biomasse und somit aus natürlichen biologischen Quellen. Der Paste wird kein synthetisch hergestelltes Astaxanthin zugesetzt, d.h. die Astaxanthin-haltige Paste ist frei von synthetisch hergestelltem Astaxanthin.
- • The paste according to the invention is obtained directly without extraction from astaxanthin-containing biomass; no complex extraction step is therefore necessary. The production costs are significantly lower compared to the process known from the prior art described above and all the valuable ingredients of the cells remain in the paste.
- • Due to the processing of the biomass and the oil additive component into a pasty mass, the paste is very homogeneous on the one hand and has a pleasant sensory perception. On the other hand, the paste is free-flowing and can therefore be pumped, pasteurized and filled by machine. In addition, the paste can be easily mixed into oils, doughs, ointments and other hydrophobic phases.
- • Due to the pasty structure there is no dripping, no dusting and also no unintentional spillage, thus enabling easy storage.
- • The paste has very good protection against oxidation, which leads to increased shelf life and shelf life.
- • Due to the low water content, the water activity of the paste is low, which is why it has high microbiological stability. The paste therefore has a low germ count and therefore excellent shelf life and food safety.
- • No addition of water or thickening agent is necessary to adjust the viscosity, making the paste a pure, natural product.
- • The astaxanthin in the paste according to the invention comes exclusively from the astaxanthin-containing biomass and thus from natural biological sources. No synthetically produced astaxanthin is added to the paste, ie the paste containing astaxanthin is free of synthetically produced astaxanthin.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform enthält die Astaxanthin-haltige Paste 40 - 85 Gew.-% der getrockneten Astaxanthin-haltigen Biomasse und 15 - 60 Gew.-% der Ölzusatzkomponente.In an advantageous embodiment, the astaxanthin-containing paste contains 40-85% by weight of the dried astaxanthin-containing biomass and 15-60% by weight of the oil additive component.
Die getrocknete Astaxanthin-haltige Biomasse stammt vorzugsweise aus Algen, besonders bevorzugt aus der Mikroalge Haematococcus pluvialis, und/oder aus Mikroorganismen, besonders bevorzugt Hefen (Xanthophyllomyces dendrorhous/Phaffia rhodozyma) oder Bakterien.The dried astaxanthin-containing biomass preferably comes from algae, particularly preferably from the microalgae Haematococcus pluvialis, and/or from microorganisms, particularly preferably yeasts (Xanthophyllomyces dendrorhous/Phaffia rhodozyma) or bacteria.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die getrocknete Astaxanthin-haltige Biomasse getrocknete Haematococcus pluvialis-Alge umfasst oder aus dieser besteht. Die Mikroalge Haematococcus pluvialis weist wie eingangs erwähnt typischerweise einen im Vergleich zu anderen Organismen sehr hohen Gewichtsanteil von 2-6% Astaxanthin in der (nicht getrockneten) Biomasse auf.However, it is particularly advantageous if the dried astaxanthin-containing biomass comprises or consists of dried Haematococcus pluvialis algae. As mentioned at the beginning, the microalgae Haematococcus pluvialis typically has a very high weight proportion of 2-6% astaxanthin in the (non-dried) biomass compared to other organisms.
Je geringer der Gesamtfeuchtegehalt der Astaxanthin-haltigen Paste eingestellt wird, umso besser ist die Lagerfähigkeit der Paste selbst bzw. der damit hergestellten Produkte.The lower the total moisture content of the astaxanthin-containing paste, the better the shelf life of the paste itself or of the products made with it.
Mit Vorteil weist die getrocknete Astaxanthin-haltige Biomasse daher vorzugsweise einen Restfeuchtegehalt von höchstens 7 Gew.-%, vorzugsweise von höchstens 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der getrockneten Astaxanthin-haltigen Biomasse auf.The dried astaxanthin-containing biomass therefore advantageously has a residual moisture content of at most 7% by weight, preferably at most 5% by weight, based on the total weight of the dried astaxanthin-containing biomass.
Zweckmäßigerweise wird zum Erhalt einer verbesserten Lagerstabilität eine möglichst wasserfreie Ölzusatzkomponente eingesetzt. Dementsprechend ist es von Vorteil, wenn die Ölzusatzkomponente einen Feuchtegehalt (Wassergehalt) von höchstens 0,5 Gew.-% bezogen auf die Ölzusatzkomponente hat und vorzugsweise frei von Wasser ist.An oil additive component that is as water-free as possible is expediently used to obtain improved storage stability. Accordingly, it is advantageous if the oil additive component has a moisture content (water content) of at most 0.5% by weight, based on the oil additive component, and is preferably free of water.
Weiters ist es ein Vorteil, wenn die Astaxanthin-haltige Paste vorzugsweise einen Gesamtfeuchtegehalt von höchstens 6 Gew.-%, mehr bevorzugt von höchstens 5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt von höchstens 4 Gew.-%, am meisten bevorzugt von höchstens 3 Gew.-%, in Bezug auf das Gesamtgewicht der Paste aufweist. Durch einen entsprechend geringen Wassergehalt ist eine biologische Aktivität in der Paste praktisch ausgeschlossen. Erforderlichenfalls kann die erfindungsgemäße Paste bei Bedarf mit konventionellen Einrichtungen im Durchlauf schonend pasteurisiert werden. Es hat sich beispielsweise gezeigt, dass bei einem Gesamtfeuchtegehalt von höchstens 4 Gew.% eine Astaxanthin-haltige Paste mit ausgezeichneter mikrobiologischer Stabilität und hervorragenden Lagereigenschaften vorliegt.It is also an advantage if the astaxanthin-containing paste preferably has a total moisture content of no more than 6% by weight, more preferably no more than 5% by weight, even more preferably no more than 4% by weight, most preferably no more than 3% by weight % by weight, based on the total weight of the paste. Due to a correspondingly low water content, biological activity in the paste is practically impossible. If necessary, the paste according to the invention can be gently pasteurized in a continuous flow using conventional equipment. It has been shown, for example, that with a maximum total moisture content of 4% by weight, an astaxanthin-containing paste with excellent microbiological stability and outstanding storage properties is present.
Erfindungsgemäß weist die Astaxanthin-haltige Paste einen Astaxanthin-Gehalt von 2 bis 10 Gew.-% in Bezug auf das Gesamtgewicht der Paste auf. Bei bestimmten vorteilhaften Ausführungsformen weist die Astaxanthin-haltige Paste einen Astaxanthin-Gehalt von 3 bis 8 Gew.-% in Bezug auf das Gesamtgewicht der Paste auf.According to the invention, the astaxanthin-containing paste has an astaxanthin content of 2 to 10% by weight in relation to the total weight of the paste. In certain advantageous embodiments, the astaxanthin-containing paste has an astaxanthin content of 3 to 8% by weight in relation to the total weight of the paste.
Bei Verwendung der Mikroalge Haematococcus pluvialis als Ausgangsprodukt bzw. als getrocknete Astaxanthin-haltige Biomasse können rund 80% bis 100% des darin enthaltenen Carotinoid-Gehaltes Astaxanthin sein. Eine solche Astaxanthin-haltige Paste mit einem Carotinoid-Anteil beispielsweise von 10 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht der Paste kann somit einen Anteil an Astaxanthin von 8 bis 10 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht der Paste enthalten. Besonders vorteilhaft kann es je nach Anwendungsfall insbesondere bei Nahrungsergänzungsmitteln sein, den Astaxanthin-Gehalt in der Paste auf 3 bis 8 Gew. % bezogen auf das Gesamtgewicht der Paste einzustellen, um gegebenenfalls eine mögliche Überdosierung an Astaxanthin für Konsumenten bei der Einnahme solcher Präparate zu vermeiden.When using the microalga Haematococcus pluvialis as a starting product or as a dried astaxanthin-containing biomass, around 80% to 100% of the carotenoid content contained therein can be astaxanthin. Such an astaxanthin-containing paste with a carotenoid content, for example, of 10% by weight based on the total weight of the paste can thus contain an astaxanthin content of 8 to 10% by weight based on the total weight of the paste. Depending on the application, it can be particularly advantageous, especially in the case of food supplements, to adjust the astaxanthin content in the paste to 3 to 8% by weight based on the total weight of the paste, in order to avoid a possible overdose of astaxanthin for consumers when taking such preparations .
Fettlösliche Carotinoide sind bekannt als wertvolle antioxidative Wirkstoffe, die sich positiv auf Gesundheit, Vitalität und Widerstandskraft von Mensch und Tier auswirken können. Sie sollten idealerweise aus natürlichen Quellen stammend gemeinsam mit Fetten aufgenommen werden. Eine Überdosierung ist dabei zu vermeiden. Astaxanthin als Carotinoid wird dabei mit einer maximalen täglichen Dosis von 8 mg lt. EFSA Empfehlung (kurz für: European Food Safety Agency) angeführt; die U.S. Food and Drug Administration (FDA) erachtet eine maximale tägliche Dosis von 12 mg Astaxanthin als zulässig. Durch einen Astaxanthin-Gehalt von maximal 10 Gew.% in einer bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Paste wird einer Überdosierung vorgebeugt. Vorzugsweise sollte der Gehalt an Astaxanthin etwa 3 bis 8 Gew.% betragen: Dies kann auch besonders wirtschaftlich bewerkstelligt werden, da ein solcher Astaxanthin-Gehalt üblicherweise direkt über typische Mikroalgen abgedeckt werden kann, ohne dazu die Mikroalgen durch physikalische oder chemische Verfahren weiter aufbereiten zu müssen.Fat-soluble carotenoids are known to be valuable antioxidant agents that can have a positive effect on the health, vitality and resistance of humans and animals. They should ideally come from natural sources and should be ingested together with fats. Avoid overdosing. Astaxanthin as a carotenoid is listed with a maximum daily dose of 8 mg according to the EFSA recommendation (short for: European Food Safety Agency); the US Food and Drug Administration (FDA) considers a maximum daily dose of 12 mg astaxanthin to be acceptable. An astaxanthin content of at most 10% by weight in a preferred variant of the paste according to the invention prevents overdosing. Preferably, the astaxanthin content should be about 3 to 8% by weight: This can also be accomplished particularly economically, since such an astaxanthin content can usually be covered directly by typical microalgae without having to further process the microalgae by physical or chemical processes.
Bei einer Darreichung der Paste beispielsweise in Form von Kapseln oder Tabletten kann dies von entscheidendem Vorteil sein, da aufgrund des flexibel anpassbaren Astaxanthin-Gehalts eine Fehldosierung, also eine Überdosierung oder Unterdosierung, in der jeweils gewählten Darreichungsform ausgeschlossen werden kann. Solcherart lassen sich beispielsweise Nahrungsergänzungsprodukte, Kosmetikprodukte oder medizinnahe Produkte unter Einsatz einer erfindungsgemäßen Paste mit einem definierten Gehalt an Astaxanthin herstellen.This can be a decisive advantage when the paste is administered in the form of capsules or tablets, for example, since the flexibly adjustable astaxanthin content means that incorrect dosing, i.e. overdosing or underdosing, can be ruled out in the form of administration selected. In this way, for example, food supplement products, cosmetic products or medical-related products can be produced using a paste according to the invention with a defined content of astaxanthin.
Besonders zweckmäßig hinsichtlich der Pumpfähigkeit ist es, wenn die Astaxanthin-haltige Paste eine Viskosität bei 25°C von 10 bis 100 Pas (Pascalsekunden), vorzugsweise von 15 bis 50 Pas, besonders bevorzugt von 20 bis 40 Pas aufweist.It is particularly expedient with regard to pumpability if the astaxanthin-containing paste has a viscosity at 25° C. of 10 to 100 Pas (Pascal seconds), preferably 15 to 50 Pas, particularly preferably 20 to 40 Pas.
Die dynamische Viskosität ist eine charakteristische Eigenschaft von Fluiden. So werden fließfähige Stoffe bezeichnet, unabhängig davon, ob es sich um Flüssigkeiten, Gase oder zum Teil sogar Feststoffe handelt, zum Beispiel Schüttgüter. Die Messgröße Viskosität kennzeichnet den Widerstand gegen die plastische Verformung, die mit dem Fließen einher geht. Als Maßeinheit entspricht die Viskosität dem Kehrwert der Fluidität, also der Fließfähigkeit. Für technische Anwendungen werden Fluide in drei Kategorien eingeteilt, nämlich in niedrigviskose, mittelviskose und hochviskose Stoffe. Dabei gehören die meisten fließfähigen Substanzen, mit denen man üblicherweise im Alltag zu tun hat, zu der niedrigviskosen Gruppe, allen voran das Wasser. Die Grenzen der Bereiche liegen bei etwa 300 mPas (Millipascalsekunden) für den Übergang zwischen niedrig- und mittelviskosen Stoffen. Ab circa 8000 mPas beginnen die hochviskosen Fluide. Diese Einteilung gemäß der Viskosität entscheidet auch darüber, welches Equipment zum Dosieren und Fördern solcher Fluide jeweils in Frage kommt. Die Messung der Viskosität von Fluiden, z.B. mit einem Viskosimeter, ist einer Fachperson auf diesem Gebiet notorisch bekannt und benötigt keiner weiteren Erläuterung.Dynamic viscosity is a characteristic property of fluids. This is what free-flowing substances are called, regardless of whether they are liquids, gases or even solids, such as bulk goods. Viscosity is a measure of resistance to plastic deformation associated with flow. As a unit of measure, viscosity corresponds to the reciprocal of fluidity, i.e. the ability to flow. For technical applications, fluids are divided into three categories, namely low-viscosity, medium-viscosity and high-viscosity substances. Most of the free-flowing substances that we usually deal with in everyday life belong to the low-viscosity group, with water leading the way. The limits of the ranges are around 300 mPas (millipascal seconds) for the transition between low and medium-viscosity substances. The highly viscous fluids begin at around 8000 mPas. This classification based on viscosity also determines which equipment is suitable for dosing and pumping such fluids. The measurement of the viscosity of fluids, e.g., with a viscometer, is well known to those skilled in the art and needs no further explanation.
Die Astaxanthin-haltige Paste gemäß der Erfindung ist gemäß dieser Einteilung ein hochviskoses Fluid, das pumpbar sowie maschinell abfüllbar ist und erforderlichenfalls auch mit gängigem Equipment pasteurisiert werden kann. Vorteilhaft kann die Paste beispielsweise in Tuben oder Quetschbeutel abgefüllt werden, wodurch eine saubere Dosierung und eine hygienische, keimfreie Lagerung ermöglicht werden.According to this classification, the astaxanthin-containing paste according to the invention is a highly viscous fluid that can be pumped and filled mechanically and, if necessary, can also be pasteurized with common equipment. The paste can advantageously be filled into tubes or squeeze bags, for example, which enables clean dosing and hygienic, germ-free storage.
Um getrocknete, pulvrige Biomasse pumpfähig zu machen, benötigt es meist eine Flüssigkeit als Dispersionsmittel. Der Zusatz von Wasser als Dispersionsmittel ist jedoch nachteilig, da die mikrobiologische Stabilität und damit letztlich die Lagerfähigkeit der Paste bei Lagertemperaturen von über 0°C stark eingeschränkt wird. Ein tiefgekühltes Lagern einer solchen wasserfeuchten Paste ist aufwendig und unwirtschaftlich. Die erfindungsgemäße Astaxanthin-haltige Paste vereint unter anderem die Vorteile einer ausreichend geringen Viskosität, um die Paste pumpfähig und somit leichter verarbeitbar zu machen, mit einem ausreichend geringen Wassergehalt, um eine möglichst geringe Wasseraktivität und somit eine ausreichend stabile Lagerfähigkeit der erfindungsgemäßen Paste bei Lagerungstemperaturen über 0°C zu erreichen.In order to make dried, powdery biomass pumpable, it usually requires a liquid as a dispersing agent. The addition of water as a dispersing agent is disadvantageous, however, since the microbiological stability and thus ultimately the storability of the paste at storage temperatures above 0° C. is severely restricted. Deep-frozen storage of such a water-moist paste is expensive and uneconomical. The astaxanthin-containing paste according to the invention combines, among other things, the advantages of a sufficiently low viscosity to make the paste pumpable and thus easier to process, with a sufficiently low water content to ensure the lowest possible water activity and thus a sufficiently stable shelf life of the paste according to the invention at storage temperatures above
Unter dem Begriff eines „Partikeldurchmessers“ wird nach dem allgemeinen Fachwissen und gemäß dieser Offenbarung ein Äquivalentdurchmesser verstanden, der den Vergleich von unregelmäßig geformten Biomassepartikeln mit den Eigenschaften eines regelmäßig geformten Partikels ermöglicht. Der Einfachheit halber wird hier der geometrische Äquivalentdurchmesser, insbesondere der volumenäquivalente Kugeldurchmesser als Partikeldurchmesser betrachtet, der den Durchmesser einer Kugel mit gleichem Volumen wie das betrachtete Partikel angibt.According to general technical knowledge and according to this disclosure, the term “particle diameter” is understood to mean an equivalent diameter which enables irregularly shaped biomass particles to be compared with the properties of a regularly shaped particle. For the sake of simplicity, the geometric equivalent diameter, in particular the volume-equivalent sphere diameter, is considered here as the particle diameter, which indicates the diameter of a sphere with the same volume as the particle under consideration.
Ein Partikeldurchmesser D100 beispielsweise von 10 mm gibt die maximale Partikelgröße einer Partikelgrößenverteilung an, wobei in diesem Fall definitionsgemäß 100% aller in der Paste vorliegenden Biomasse-Partikel kleiner als 10 mm sind. Vorzugsweise werden jedoch größere Biomasseagglomerate bei der Herstellung der Paste (Beschreibung des Herstellungsverfahrens siehe weiter unten) noch weiter zerkleinert und haben typischerweise Partikeldurchmesser von 3 bis 5 mm, somit also einen Partikeldurchmesser D100 von 5 mm.A particle diameter D100 of 10 mm, for example, indicates the maximum particle size of a particle size distribution, in which case, by definition, 100% of all the biomass particles present in the paste are smaller than 10 mm. However, larger biomass agglomerates are preferably further comminuted during production of the paste (for a description of the production process, see below) and typically have particle diameters of 3 to 5 mm, ie a particle diameter D100 of 5 mm.
Ein Partikeldurchmesser D50 gibt die mittlere Partikelgröße an. D50 bedeutet, dass 50% der Partikel kleiner sind als der angegebene Wert. Der Partikeldurchmesser D90 gilt als Maß für die größten Partikel einer Partikelgrößenverteilung. D90 bedeutet, dass 90% aller Partikel kleiner sind als der angegebene Wert.A particle diameter D50 indicates the mean particle size. D50 means that 50% of the particles are smaller than the specified value. The particle diameter D90 is a measure of the largest particles in a particle size distribution. D90 means that 90% of all particles are smaller than the specified value.
In einer weiteren Ausführungsform kann es von Vorteil sein, wenn die Partikelgrößenverteilung in der Astaxanthin-haltigen Paste einen Partikeldurchmesser D90 kleiner als 10 µm, vorzugsweise einen Partikeldurchmesser D90 kleiner als 5 µm, und/oder einen Partikeldurchmesser D50 kleiner als 5 µm, vorzugsweise einen Partikeldurchmesser D50 kleiner als 3 µm, aufweist.In a further embodiment, it can be advantageous if the particle size distribution in the astaxanthin-containing paste has a particle diameter D90 smaller than 10 μm, preferably a particle diameter D90 smaller than 5 μm, and/or a particle diameter D50 smaller than 5 μm, preferably a particle diameter D50 less than 3 µm.
Wie zuvor bereits definiert gibt ein Partikeldurchmesser D50 hier die mittlere Partikelgröße der in der Paste vorliegenden Partikel an. D50 bedeutet, dass 50% der Partikel kleiner sind als der angegebene Wert von 5 µm bzw. vorzugsweise von 3 µm. Der Partikeldurchmesser D90 gilt als Maß für die größten Partikel einer Partikelgrößenverteilung. D90 bedeutet, dass 90% aller Partikel kleiner sind als der angegebene Wert von 10 µm bzw. vorzugsweise von 5 µm.As previously defined, a particle diameter D50 indicates the mean particle size of the particles present in the paste. D50 means that 50% of the particles are smaller than the specified value of 5 µm or preferably 3 µm. The particle diameter D90 is a measure of the largest particles in a particle size distribution. D90 means that 90% of all particles are smaller than the specified value of 10 µm or preferably 5 µm.
Eine sehr kleine, gleichmäßige Partikelgrößenverteilung mit sehr kleinen Partikeldurchmessern bietet den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Paste sehr homogene Eigenschaften aufweist, pumpbar bzw. pumpfähig ist und somit kontinuierlich gefördert und maschinell abgefüllt werden kann. Zudem erhält man eine homogene, fein strukturierte Paste ohne spürbare Partikel. Die erhaltene Paste fühlt sich folglich nicht sandig an, sondern besonders cremig, was je nach Anwendungsfall beispielsweise für Kosmetika vom Konsumenten als besonders hochwertig empfunden wird. Eine relativ enge Partikelgrößenverteilung verbessert das homogene Erscheinungsbild und die weitere Verarbeitbarkeit der Paste. Wenn man in einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung 90% der Partikel in der Paste unter 5µm zerkleinert, so wird im allgemeinen ein sicheres Aufbrechen der Zellwände typischer Mikroalgen wie beispielhaft Haematoccus pluvialis erreicht und der Zellinhalt und somit die wertvollen Inhaltsstoffe der Mikroalgen werden besonders gut bioverfügbar.A very small, uniform particle size distribution with very small particle diameters offers the advantage that the paste according to the invention has very homogeneous properties, can be pumped or can be pumped and can therefore be continuously conveyed and filled by machine. In addition, a homogeneous, finely structured paste without noticeable particles is obtained. Consequently, the paste obtained does not feel sandy, but rather particularly creamy, which, depending on the application, is perceived by the consumer as being of particularly high quality, for example for cosmetics. A relatively narrow particle size distribution improves the homogeneous appearance and the further processability of the paste. If, in a particularly preferred variant of the invention, 90% of the particles in the paste are crushed below 5 μm, the cell walls of typical microalgae such as Haematoccus pluvialis are generally reliably broken up and the cell content and thus the valuable ingredients of the microalgae become particularly readily bioavailable .
Um individuellen Anforderungen zu entsprechen, kann der Lipidanteil in der Paste 45 bis 75 Gew. %, vorzugsweise 48 bis 70 Gew. %, besonders bevorzugt 50 bis 65 Gew.%, in Bezug auf das Gesamtgewicht der Paste betragen.In order to meet individual requirements, the lipid content in the paste can be 45 to 75% by weight, preferably 48 to 70% by weight, particularly preferably 50 to 65% by weight, based on the total weight of the paste.
Vorteilhaft können durch eine Einstellung des Lipidgehaltes die physikalischen Eigenschaften wie die Textur, die Streichfähigkeit und das Fließverhalten der erhaltenen Paste beeinflusst werden. Je nach individueller Anforderung an die Paste können durch entsprechende Variation des Lipidanteils beispielsweise die Viskosität und /oder der Wassergehalt der Paste beeinflusst werden. Ein Lipidgehalt zwischen 50 und 60 Gew.% kann dabei besonders vorteilhaft sein, da somit eine Paste mit einer guten pastösen Struktur sowie mit ausreichendem Fließverhalten gepaart mit guter Streichfähigkeit erreicht wird. Die Paste kann dadurch bespielhaft in möglichst konzentrierter Form in für Pasten typischen Verpackungen wie Tiegel, Tuben oder Quetschbeutel abgefüllt, gelagert und sauber daraus dosiert werden. Weitere Vorteile aufgrund des Ölgehaltes und der pastösen Formulierung der Paste sind ein sehr guter Abschluss und Schutz von oxidativ empfindlichen Wertstoffen als Inhaltsstoffe der Paste gegen Oxidation.The physical properties such as the texture, the spreadability and the flow behavior of the paste obtained can advantageously be influenced by adjusting the lipid content. Depending on the individual requirements of the paste, the viscosity and/or the water content of the paste, for example, can be influenced by appropriately varying the lipid content. A lipid content of between 50 and 60% by weight can be particularly advantageous here, since a paste with a good pasty structure and sufficient flow properties coupled with good spreadability is thus achieved. As a result, the paste can, for example, be filled in a form that is as concentrated as possible in packaging typical for paste, such as jars, tubes or squeeze bags, stored and then cleanly dosed. Further advantages due to the oil content and the paste-like formulation of the paste are a very good finish and protection of oxidatively sensitive valuable substances as ingredients of the paste against oxidation.
Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn zumindest ein Bestandteil der Ölzusatzkomponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: pflanzliches Öl, tierisches Öl, mikrobiologisches Öl; Ölgemisch pflanzlichen Ursprungs, Ölgemisch tierischen Ursprungs, Ölgemisch mikrobiologischen Ursprungs.It can be particularly expedient if at least one part of the oil additive component is selected from the group consisting of: vegetable oil, animal oil, microbiological oil; Blend of oils of vegetable origin, Blend of oils of animal origin, Blend of oils of microbiological origin.
Mittels der Ölzusatzkomponente gelingt es, den Lipidanteil durch Zugabe von zusätzlichen, vorzugsweise essbaren Lipiden, die in der Ölzusatzkomponente vorhanden sind, zu trockener Biomasse zu erhöhen und so eine fließfähige Masse zu erhalten, die in weiterer Folge durch Mahlen beispielsweise in einer Nassmühle zerkleinert werden kann. Von Vorteil kann sein, beispielsweise leicht verfügbare Speiseöle entweder sortenrein oder in Mischungen als Bestandteil der Ölzusatzkomponente einzusetzen.By means of the oil additive component, it is possible to increase the lipid content by adding additional, preferably edible lipids, which are present in the oil additive component, to dry biomass and thus obtain a flowable mass which can subsequently be comminuted by grinding, for example in a wet mill . It can be advantageous, for example, to use readily available edible oils either as a single type or in mixtures as part of the oil additive component.
Bei bestimmten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Paste kann die Ölzusatzkomponente weiters zumindest ein Additiv umfassen, das aus der Gruppe bestehend aus Konservierungsmitteln, Farbstoffen, Antioxidantien und/oder Wertstoffen ausgewählt ist. Hierfür werden die weiteren Additive wie beispielsweise Wertstoffe, Konservierungsstoffe, Farbstoffe oder ungesättigte Fettsäuren mit der Ölzusatzkomponente der Biomasse zugesetzt. Vorteilhaft ist die Astaxanthin-haltige Paste so beschaffen, dass sie fließfähig und pumpfähig ist und somit im industriellen Maßstab möglichst in einem kontinuierlichen Verfahren einfach und kostengünstig hergestellt werden kann. Zusätzlich können Wertstoffe wie Pigmente, andere Carotinoide als Astaxanthin und/oder ungesättigte Fettsäuren als Teil der Ölzusatzkomponente mit der Biomasse zur Paste verarbeitet werden.In certain developments of the paste according to the invention, the oil additive component can also include at least one additive that is selected from the group consisting of preservatives, colorants, antioxidants and/or valuable substances. For this purpose, the other additives such as recyclables, preservatives, dyes or unsaturated fatty acids are added to the biomass with the oil additive component. The astaxanthin-containing paste is advantageously of such a nature that it is flowable and pumpable and can therefore be produced as simply and inexpensively as possible in a continuous process on an industrial scale. In addition, valuable substances such as pigments, carotenoids other than astaxanthin and/or unsaturated fatty acids can be pasted with the biomass as part of the oil additive component.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein essbares Präparat, umfassend eine Astaxanthin-haltige Paste gemäß der Erfindung. Vorzugsweise handelt es sich bei dem essbaren Präparat um eine Nahrungsergänzungsmittelzusammensetzung, um ein Nahrungsmittel oder um ein Futtermittel; siehe auch die konkreten Ausführungsbeispiele weiter unten. Die Konzentration des Astaxanthins in der Nahrungsergänzungsmittelzusammensetzung, dem Nahrungsmittel oder dem Futtermittel entspricht dabei vorteilhafterweise dem für diese Produkte zugelassenen oder empfohlenen Astaxanthin-Gehalt.Another object of the present invention relates to an edible preparation comprising an astaxanthin-containing paste according to the invention. Preferably, the edible preparation is a dietary supplement composition, a foodstuff or a feedstuff; see also the specific exemplary embodiments below. The concentration of the astaxanthin in the food supplement composition, the food or the animal feed advantageously corresponds to the astaxanthin content permitted or recommended for these products.
Die Erfindung betrifft daher auch eine Nahrungsergänzungsmittelzusammensetzung, welche die erfindungsgemäße Paste in formulierter Form umfasst. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das essbare Präparat eine Nahrungsergänzungsmittelzusammensetzung, welche in einer Einzeldosisdarreichungsform formuliert ist, vorzugsweise in Form eines Weich- oder Hartkapselpräparats oder einer Tablette. Die Nahrungsergänzungsmittelzusammensetzung wird vorzugsweise so formuliert, dass die Konzentration an Astaxanthin pro Dosiseinheit im Bereich von 2 - 10 mg pro Dosiseinheit, vorzugsweise 3 - 8 mg/ Dosiseinheit liegt. Wie weiter oben bereits erwähnt, ist eine Überdosierung zu vermeiden und Astaxanthin wird dabei nach derzeitiger Auffassung mit einer maximalen täglichen Dosis von 8 mg lt. EFSA Empfehlung und von 12 mg lt. U.S. FDA Empfehlung angeführt. Vorzugsweise beträgt die tägliche Einnahme an Astaxanthin nicht mehr als 8 mg Astaxanthin.The invention therefore also relates to a food supplement composition which comprises the paste according to the invention in formulated form. In an advantageous embodiment, the edible preparation is a dietary supplement composition formulated in unit dosage form, preferably in the form of a soft or hard capsule preparation or a tablet. The dietary supplement composition is preferably formulated such that the concentration of astaxanthin per dose unit is in the range of 2-10 mg per dose unit, preferably 3-8 mg/dose unit. As mentioned above, an overdose should be avoided and astaxanthin is currently considered to be a maximum daily dose of 8 mg according to the EFSA recommendation and 12 mg according to the US. FDA recommendation listed. Preferably, the daily intake of astaxanthin is no more than 8 mg astaxanthin.
Die Erfindung macht es ferner möglich, Nahrungsmittel oder Futtermittel bereitzustellen, welche Astaxanthin enthalten. Normalerweise liegt die Konzentration an Astaxanthin im Bereich von 4 bis 45 mg/kg des jeweiligen Nahrungsmittels bzw. Futtermittels. Die erfindungsgemäße Astaxanthin-haltige Paste wird zweckmäßigerweise im Gemisch mit gängigen Futter-, Nahrungsmittel- oder Nährstoffbestandteilen verwendet, und wird hierfür in geeigneter Weise während der Konfektionierung des Nahrungs- bzw. Futtermittels mit anderen in Nahrungsmitteln und im Futtermittel verwendeten Ernährungsbestandteilen gemischt, welche vorzugsweise aus Proteinen und Kohlenhydratquellen, Fetten oder Ölen und Mikronährstoffen, wie etwa Vitamine und Mineralien, ausgewählt sind. Siehe hierzu auch Ausführungsbeispiele weiter unten.The invention also makes it possible to provide food or feed containing astaxanthin. Normally the concentration of astaxanthin is in the range of 4 to 45 mg/kg of the respective food or feed. The astaxanthin-containing paste according to the invention is expediently used in a mixture with common feed, food or nutrient components, and is suitably mixed with other nutritional components used in food and feed for this purpose during the packaging of the food or feed, which preferably consists of proteins and carbohydrate sources, fats or oils and micronutrients such as vitamins and minerals. See also exemplary embodiments further below.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen liegt das essbare Präparat in Form eines pelletierten Futtermittels vor, z.B. in Form von Futterpellets oder Hundekeksen. Siehe hierzu auch Ausführungsbeispiele weiter unten.In advantageous embodiments, the edible preparation is in the form of a pelleted foodstuff, for example in the form of food pellets or dog biscuits. See also exemplary embodiments further below.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein kosmetisches Produkt, umfassend eine Astaxanthin-haltige Paste gemäß der Erfindung. Das kosmetische Produkt liegt vorzugsweise in einer zur äußerlichen Anwendung auf der Haut geeigneten Form vor. Je nach Anwendung kann das kosmetische Produkt beispielsweise eine Creme, eine Salbe, eine Emulsion, eine Lotion, ein pastöses kosmetisches Produkt, eine Gesichtsmaske, oder ein Feststoff wie beispielsweise eine Seife sein. Siehe hierzu auch die Ausführungsbeispiele weiter unten.Another subject of the present invention relates to a cosmetic product comprising an astaxanthin-containing paste according to the invention. The cosmetic product is preferably in a form suitable for external application to the skin. Depending on the application, the cosmetic product can be, for example, a cream, an ointment, an emulsion, a lotion, a pasty cosmetic product, a face mask, or a solid such as a soap. See also the exemplary embodiments below.
Die Astaxanthin-haltigen Paste gemäß der Erfindung findet mit Vorteil Verwendung in der Nahrungsergänzung, vorzugsweise als Bestandteil von Nahrungsergänzungsmitteln, als Nahrungsmittelzusatz, als Futtermittelzusatz oder als Kosmetikzusatz. Siehe hierzu auch die konkreten nicht einschränkenden Ausführungsbeispiele weiter unten.The astaxanthin-containing paste according to the invention is advantageously used in food supplements, preferably as a component of food supplements, as a food additive, as a feed additive or as a cosmetic additive. See also the specific, non-limiting exemplary embodiments below.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung einer Astaxanthin-haltigen Paste gemäß der Erfindung und wie hierin geoffenbart beschrieben, wobei das Herstellungsverfahren die folgenden aufeinanderfolgenden Schritte umfasst:
- [A] Bereitstellen von getrockneter Astaxanthin-haltiger Biomasse und Bereitstellen einer Ölzusatzkomponente, wobei die Astaxanthin-haltige Biomasse und die Ölzusatzkomponente wie in dieser Offenbarung definiert sind;
- [B] Mischen der getrockneten Astaxanthin-haltigen Biomasse mit der Ölzusatzkomponente zum Erhalt eines Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemischs, wobei
ein Mischungsverhältnis von 10bis 80 Gew.-%, vorzugsweisevon 15 bis 60 Gew.-%, an Ölzusatzkomponente bezogen auf die Biomasse gewählt wird, wobei das Mischungsverhältnis so gewählt wird, dass das erhaltene Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemisch einen Gesamtfeuchtegehalt von höchstens 7 Gew.-%, vorzugsweise von höchstens 6 Gew.-%, mehr bevorzugt von höchstens 5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt von höchstens 4 Gew.-%, am meisten bevorzugt von höchstens 3 Gew. %, in Bezug auf das Gesamtgewicht des Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemischs und einen Astaxanthin-Gehalt von 2bis 10 Gew.-%, vorzugsweisevon 3bis 8 Gew.-%, in Bezug auf das Gesamtgewicht des Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemischs aufweist. - [C] Mahlen des Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemisches zu einer pastösen Masse zum Erhalt der Astaxanthin-haltigen Paste gemäß der Erfindung.
- [A] providing dried astaxanthin-containing biomass and providing an oil additive component, wherein the astaxanthin-containing biomass and the oil additive component are as defined in this disclosure;
- [B] Mixing the dried astaxanthin-containing biomass with the oil additive component to obtain a biomass-oil additive component mixture, with a mixing ratio of 10 to 80% by weight, preferably from 15 to 60% by weight, of the oil additive component based on the biomass is selected, the mixing ratio being selected such that the biomass-oil additive component mixture obtained has a total moisture content of at most 7% by weight, preferably at most 6% by weight, more preferably at most 5% by weight, even more preferably of at most 4% by weight, most preferably at most 3% by weight, based on the total weight of the biomass-oil additive component mixture and an astaxanthin content of 2 to 10% by weight, preferably 3 to 8% by weight. -%, based on the total weight of the biomass-oil additive component mixture.
- [C] Grinding the biomass-oil additive component mixture into a paste-like mass to obtain the astaxanthin-containing paste according to the invention.
Um die Lesbarkeit zu erhöhen, werden im weiteren Fließtext die gewählten Kurzbezeichnungen der einzelnen Verfahrensschritte in Form von Buchstaben (z.B.: [A], [B], [C]) oder Buchstaben/Ziffern-Kombinationen (z.B. [A-II.a]) jeweils in eckigen Klammern [...] angeführt. In den schematischen Figuren werden dieselben Kurzbezeichnungen für die entsprechenden Verfahrensschritte wie im Fließtext verwendet.In order to increase readability, the selected abbreviations of the individual process steps are given in the form of letters (e.g.: [A], [B], [C]) or letter/number combinations (e.g. [A-II.a]) in the further running text. ) are given in square brackets [...]. In the schematic figures, the same abbreviations are used for the corresponding process steps as in the continuous text.
Im hierin beschriebenen Herstellungsverfahren wird durch Zugabe der Ölzusatzkomponente, die zumindest ein Öl oder Ölgemisch enthält, der Lipidanteil der getrockneten Biomasse erhöht und eine fließfähige Masse erhalten, die in weiterer Folge durch Mahlen beispielsweise in einer Nassmühle weiter zerkleinert und zu einer pastösen Masse verarbeitet wird.In the production process described here, the lipid content of the dried biomass is increased by adding the oil additive component, which contains at least one oil or oil mixture, and a flowable mass is obtained, which is then further comminuted by grinding, for example in a wet mill, and processed into a pasty mass.
Gemäß Verfahrensschritt [A] wird getrocknete Astaxanthin-haltige Biomasse wie hierin beschrieben und definiert sowie eine Ölzusatzkomponente wie hierin beschrieben und definiert bereitgestellt. Im Folgenden werden zum besseren Verständnis des Lesers die Bereitstellung der Astaxanthin-haltigen Biomasse anhand eines Unterschritts [A-BM] (BM = Biomasse) und die Bereitstellung der Ölzusatzkomponente anhand eines Unterschritts [A-ÖZK] (ÖZK = Ölzusatzkomponente) beschrieben und auch in den beiliegenden
Gemäß Verfahrensschritt [A]/Unterschritt [A-BM] wird getrocknete Astaxanthin-haltige Biomasse wie hierin beschrieben und definiert bereitgestellt, die höchstens 10 Gew. % an Restfeuchte enthält. Vorzugsweise ist die bereitgestellte Biomasse noch trockener und weist einen Restfeuchtegehalt möglichst unter 7 Gew. %, besonders bevorzugt einen Restfeuchtegehalt unter 5 Gew.%, auf. Beispielsweise kann es zweckmäßig sein, getrocknete Biomasse mit einer Restfeuchte etwa von 7 Gew. % zur weiteren Verarbeitung bereitzustellen. In einem solchen Fall kann ein wirtschaftlicher Kompromiss aus einer nicht zu hohen Feuchtebeladung der Biomasse, die in der weiteren Verfahrensführung damit nicht störend ist, und einem vertretbaren Trocknungsaufwand der Biomasse erzielt werden. Je geringer der Restfeuchtegehalt der eingesetzten getrockneten Biomasse ist, umso einfacher und wirtschaftlicher kann das Verfahren geführt werden. Bei einem, vergleichsweise geringen, Wassergehalt im Ausgangsprodukt kann auch die erhaltene erfindungsgemäße Paste besonders wirtschaftlich mit einem geringen Restfeuchtegehalt und damit einhergehend mit einer hohen Lagerungsstabilität hergestellt werden.According to process step [A]/sub-step [A-BM], dried astaxanthin-containing biomass is provided as described and defined herein, which contains at most 10% by weight of residual moisture. The biomass provided is preferably even drier and has a residual moisture content of below 7% by weight if possible, particularly preferably a residual moisture content of below 5% by weight. For example, it can be expedient to provide dried biomass with a residual moisture content of about 7% by weight for further processing. In such a case, an economic compromise can be achieved between not too high a moisture content of the biomass, which is therefore not a problem in the further course of the process, and a justifiable drying effort for the biomass. The lower the residual moisture content of the dried biomass used, the easier and more economical the process can be. With a comparatively low water content in the starting product, the resulting paste according to the invention can also be produced particularly economically with a low residual moisture content and, associated therewith, with high storage stability.
Besonders vorteilhaft kann es sein, Biomasse bereitzustellen, welche getrocknete Haematococcus pluvialis-Mikroalge umfasst oder aus dieser besteht.It can be particularly advantageous to provide biomass which comprises or consists of dried Haematococcus pluvialis microalgae.
Durch Bereitstellen der Ölzusatzkomponente wie hierin beschrieben und definiert in Verfahrensschritt [A]/Unterschritt [A-ÖZK], die möglichst frei von Wasser ist, und anschließendes Mischen der getrockneten Biomasse und der Ölzusatzkomponente gemäß Verfahrensschritt [B] wird je nach gewähltem Mischungsverhältnis ein Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemisch mit einem Gesamtfeuchtegehalt von höchstens 7 Gew.% erhalten. Je geringer der Gesamtfeuchtegehalt des Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemischs eingestellt wird, umso besser ist die Lagerfähigkeit des Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemischs bzw. der daraus hergestellten Paste. Vorzugsweise wird das Mischungsverhältnis aus getrockneter Biomasse mit einer möglichst wasserfreien Ölzusatzkomponente so gewählt, dass ein Gesamtfeuchtegehalt des Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemischs von höchstens 5 Gew.%, besonders bevorzugt von höchstens 3 Gew.%, erzielt wird.By providing the oil additive component as described herein and defined in process step [A]/substep [A-ÖZK], which is as free as possible of water, and then mixing the dried biomass and the oil additive component according to process step [B], depending on the selected mixing ratio, a biomass -Oil additive component mixture with a total moisture content of at most 7% by weight. The lower the total moisture content of the biomass-oil additive component mixture is set, the better the storage stability of the biomass-oil additive component mixture or the paste produced from it. The mixing ratio of dried biomass with an oil additive component that is as water-free as possible is preferably selected such that a total moisture content of the biomass-oil additive component mixture of at most 5% by weight, particularly preferably at most 3% by weight, is achieved.
Das Mischungsverhältnis der Ölzusatzkomponente bezogen auf die eingesetzte Biomasse kann - abhängig von den individuellen Eigenschaften der bereitgestellten Biomasse sowie von den gewünschten Stoffwerten der jeweiligen Paste, die hergestellt werden soll - im Verfahrensschritt [B] individuell angepasst werden. So kann es beispielsweise bei einer bereitgestellten Biomasse mit vergleichsweise höherem Restfeuchtegehalt beispielsweise von 8 Gew.% Restfeuchte zweckmäßig sein, einen höheren Anteil an weitestgehend wasserfreier Ölzusatzkomponente beizumengen, um so die Feuchte des Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemischs möglichst zu reduzieren. Ebenso können weitere Eigenschaften wie beispielsweise die dynamische Viskosität der Paste, gemessen in Pas (Pascalsekunden), oder die Oxidationsbeständigkeit und damit die Lagerfähigkeit der Paste durch das ausgewählte Mischungsverhältnis von Ölzusatzkomponente zu Biomasse sowie durch eine geeignete Auswahl und Zusammensetzung der jeweiligen Ölzusatzkomponente beeinflusst werden. Eine Fachperson auf diesem Gebiet der Technik ist angesichts der Lehre dieser Offenbarung ohne Weiteres in der Lage aufgrund seines ihres allgemeinen Fachwissens und anhand von einfachen Routineversuchen das Mischverhältnis von Biomasse zu Ölzusatzkomponente den individuellen Anforderungen anzupassen.The mixing ratio of the oil additive component based on the biomass used can be individually adjusted in process step [B] depending on the individual properties of the biomass provided and on the desired physical properties of the respective paste to be produced. For example, in the case of a provided biomass with a comparatively higher residual moisture content, for example 8% by weight residual moisture, it can be expedient to add a higher proportion of largely anhydrous oil additive component in order to reduce the moisture content of the biomass-oil additive component mixture as much as possible. Other properties such as the dynamic viscosity of the paste, measured in Pas (Pascal seconds), or the oxidation resistance and thus the shelf life of the paste can also be influenced by the selected mixing ratio of oil additive component to biomass and by a suitable selection and composition of the respective oil additive component. In view of the teaching of this disclosure, a person skilled in this field of technology is readily able to adapt the mixing ratio of biomass to oil additive component to individual requirements on the basis of their general specialist knowledge and on the basis of simple routine tests.
Durch intensives Mischen in Verfahrensschritt [B] werden die nach der Trocknung der Biomasse noch vorhandenen Agglomerate aufgelöst und vorteilhaft wird so eine homogene und fließfähige bzw. streichfähige Masse eines Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemischs hergestellt. Als Mischorgan können beispielsweise ein Zwangsmischer, Freifallmischer oder Cutter eingesetzt werden.Intensive mixing in process step [B] dissolves the agglomerates still present after drying the biomass, and a homogeneous and free-flowing or spreadable mass of a mixture of biomass and oil additive components is advantageously produced in this way. A compulsory mixer, gravity mixer or cutter, for example, can be used as the mixing element.
Im nachfolgenden Verfahrensschritt [C] erfolgt die Zerkleinerung des Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemischs beispielsweise in einer Mühle, vorzugsweise in einer Nassmühle, wobei die Partikelgrößen der Biomasse dabei gegenüber den ursprünglichen Partikelgrößen der Biomassezellen verkleinert werden. Als Nassmühlen mit besonders intensiver Vermahlung können beispielsweise Scheibenmühlen, Kolloidmühlen, Kugelmühlen oder Prallmühlen eingesetzt werden. Durch die Zerkleinerung und Öffnung der Zellhüllen während der Mahlung werden die Inhaltsstoffe der Biomassezellen biologisch sehr gut verfügbar gemacht. Der Zellinhalt wird dabei homogen in die Lipid-Matrix eingearbeitet und etwaige Luftblasen in den Zellporen werden durch Mahlen und mechanisches Zerstören der Zellstrukturen verdrängt. Vorteilhaft werden dabei oxidationsempfindliche Wertstoffe wie ungesättigte Fettsäuren, Pigmente und Antioxidantien, die in der Biomasse enthalten sind, von Lipiden umschlossen und so vor schädlicher weiterer Oxidation geschützt.In the subsequent process step [C], the biomass-oil additive component mixture is comminuted, for example in a mill, preferably in a wet mill, the particle sizes of the biomass being reduced compared to the original particle sizes of the biomass cells. Disk mills, colloid mills, ball mills or impact mills, for example, can be used as wet mills with particularly intensive grinding. By crushing and opening the cell envelopes during grinding, the ingredients of the biomass cells are made biologically very readily available. The cell contents are homogeneously incorporated into the lipid matrix and any air bubbles in the cell pores are displaced by grinding and mechanically destroying the cell structures. Advantageously, oxidation-sensitive valuable substances such as unsaturated fatty acids, pigments and antioxidants contained in the biomass are surrounded by lipids and thus protected from further harmful oxidation.
Bei der Verwendung von Mikroalgen als Biomasse bleiben mit dem hier beschriebenen, schonenden Herstellungsverfahren vorteilhaft sämtliche Inhaltsstoffe der Mikroalge, das heißt auch Lipide, Kohlehydrate, Proteine, Spurenelemente und Ballaststoffe, in der erhaltenen erfindungsgemäßen Paste erhalten.When using microalgae as biomass, all the ingredients of the microalgae, ie also lipids, carbohydrates, proteins, trace elements and dietary fibers, are advantageously retained in the resulting paste according to the invention with the gentle production process described here.
Die eingesetzte Ölzusatzkomponente kann, wie oben bereits im Detail beschrieben, pflanzlichen, tierischen und/oder mikrobiologischen Ursprung aufweisen. Auch können weitere Additive wie beispielsweise Wertstoffe, Konservierungsstoffe, Farbstoffe oder ungesättigte Fettsäuren gemeinsam mit der Ölzusatzkomponente der Biomasse zugesetzt werden. Vorteilhaft ist die hergestellte Axanthin-haltige Paste so beschaffen, dass sie fließfähig und pumpfähig ist und somit im industriellen Maßstab möglichst in einem kontinuierlichen Verfahren einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.As already described in detail above, the oil additive component used can be of vegetable, animal and/or microbiological origin. Other additives such as recyclables, preservatives, dyes or unsaturated fatty acids can also be added to the biomass together with the oil additive component. The axanthin-containing paste produced is advantageously of such a nature that it is flowable and pumpable and can therefore be produced as simply and inexpensively as possible in a continuous process on an industrial scale.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn bei dem beschriebenen Herstellungsverfahren die in Verfahrensschritt [A] bereitgestellte getrocknete Astaxanthin-haltige Biomasse mittels einer Abfolge der folgenden Verarbeitungsschritte erhalten wird:
- [A-I] Bereitstellen einer wässrigen Suspension Astaxanthin-haltiger Biomasse;
- [A-II] Abtrennen einer ersten Wasserfraktion von der wässrigen Suspension, wobei ein wässriges Konzentrat erhalten wird;
- [A-III] Trocknen des wässrigen Konzentrats, wobei eine zweite Wasserfraktion abgetrennt wird, bis eine getrocknete Astaxanthin-haltige Biomasse mit einem Restfeuchtegehalt von höchstens 10 Gew.%, vorzugsweise von höchstens 7 Gew. %, besonders bevorzugt von höchstens 5 Gew.%, erhalten wird.
- [AI] providing an aqueous suspension of astaxanthin-containing biomass;
- [A-II] separating a first water fraction from the aqueous suspension to obtain an aqueous concentrate;
- [A-III] Drying of the aqueous concentrate, with a second water fraction being separated off, until a dried astaxanthin-containing biomass with a residual moisture content of at most 10% by weight, preferably at most 7% by weight, particularly preferably at most 5% by weight , is obtained.
Vorteilhaft können gemäß dieser Variante des beschriebenen Herstellungsverfahrens auch Biomasse-basierte Ausgangsstoffe mit wesentlich höherem Feuchtegehalt wie beispielsweise wässrige Algensuspensionen eingesetzt werden. Für die Kultivierung der in Verfahrensschritt [A-I] bereitgestellten Biomasse können herkömmliche Kultivierungsformen, beispielsweise offene oder geschlossene Kultivierungseinrichtungen mit oder ohne künstlicher Beleuchtung eingesetzt werden. Das Abtrennen einer ersten Wasserfraktion gemäß Verfahrensschritt [A-II] kann mittels gängiger Separationsverfahren wie beispielsweise durch Setteln bzw. Sedimentieren, Zentrifugieren, Filtern, Flotieren oder durch Einsatz von Membrantechnik erfolgen.According to this variant of the production method described, it is also advantageous to use biomass-based starting materials with a significantly higher moisture content, such as aqueous algae suspensions, for example. Conventional forms of cultivation, for example open or closed cultivation devices with or without artificial lighting, can be used for the cultivation of the biomass provided in method step [A-I]. The separation of a first water fraction according to method step [A-II] can be carried out by means of common separation methods such as by settling or sedimentation, centrifugation, filtering, flotation or by using membrane technology.
Nach den entsprechenden Trocknungsschritten können diese als getrocknete Biomasse für die anschließenden Verfahrensschritte bereitgestellt zu werden. Zur Durchführung der Trocknungsaufgabe gemäß Verfahrensschritt [A-III] können beispielsweise Sprühtrockner, Gefriertrockner, Bandtrockner oder Walzentrockner eingesetzt werden.After the corresponding drying steps, these can be made available as dried biomass for the subsequent process steps. For example, spray dryers, freeze dryers, belt dryers or drum dryers can be used to carry out the drying task according to process step [A-III].
In einer Weiterbildung der beschriebenen Verfahrensvariante kann es vorteilhaft sein, wenn nach dem Abtrennen der ersten Wasserfraktion in Verarbeitungsschritt [A-II] das wässrige Konzentrat in einem weiteren Verarbeitungsschritt [A-II.a] aufgeschlossen wird, wobei ein aufgeschlossenes wässriges Konzentrat mit einem Anteil an aufgebrochenen Biomassezellen von zumindest 80%, vorzugsweise von zumindest 90%, bezogen auf die Astaxanthin-haltige Biomasse, erhalten wird. Das mechanische Aufbrechen und Aufschließen der Biomassezellen in einem solchen Aufschließungsschritt [A-II.a] kann beispielsweise in einer Mühle durchgeführt werden. Vorteilhaft werden durch den Zellaufschluss Biomasseagglomerate zerkleinert und die anschließende Trocknung im Trocknungsschritt [A-III] damit erleichtert.In a further development of the method variant described, it can be advantageous if, after separating off the first water fraction in processing step [A-II], the aqueous concentrate is digested in a further processing step [A-II.a], with a digested aqueous concentrate having a proportion on broken biomass cells of at least 80%, preferably at least 90%, based on the astaxanthin-containing biomass. The mechanical breaking up and disruption of the biomass cells in such a disruption step [A-II.a] can be carried out in a mill, for example. Biomass agglomerates are advantageously comminuted by the cell disruption and the subsequent drying in drying step [A-III] is thus facilitated.
In einer weiteren Weiterbildung der beschriebenen Variante kann es vorteilhaft sein, wenn nach dem Trocknen des Konzentrats in Verarbeitungsschritt [A-III] die getrocknete Biomasse in einem weiteren Verarbeitungsschritt [A-III.a] zerkleinert wird, wobei eine zerkleinerte getrocknete Biomasse mit einem Partikeldurchmesser D100 von 10 mm, vorzugsweise mit einem Partikeldurchmesser D100 von 5 mm, erhalten wird. Bezüglich der Definition des Begriffs „Partikeldurchmesser“ wird auf die detaillierten Ausführungen weiter oben verwiesen. Zum Zerkleinern der getrockneten Biomasse kann beispielsweise eine Trockenmühle verwendet werden. Je nach Anforderung können dazu beispielsweise Schlagradmühlen, Kugelmühlen, Schneidmühlen, Prallmühlen oder Hammermühlen eingesetzt werden. Dieser weitere Zerkleinerungsschritt [A-III.a] kann insbesondere dann erforderlich sein, wenn nach der Trocknung beispielsweise in einem Trommeltrockner oder Bandtrockner noch größere Agglomerate auftreten sollten. Für den Fall, dass die Biomasse zuvor beispielsweise in einem Sprühtrockner oder Wirbelschichttrockner getrocknet wurde, ist ein solcher Zerkleinerungsschritt [A-III.a] meist nicht erforderlich.In a further development of the variant described, it can be advantageous if, after drying the concentrate in processing step [A-III], the dried biomass is comminuted in a further processing step [A-III.a], with a comminuted dried biomass having a particle diameter D100 of 10 mm, preferably with a particle diameter D100 of 5 mm. With regard to the definition of the term "particle diameter", reference is made to the detailed explanations above. A dry mill, for example, can be used to comminute the dried biomass. Depending on the requirements, beater mills, ball mills, cutting mills, impact mills or hammer mills can be used. This further comminution step [A-III.a] may be necessary in particular if larger agglomerates should occur after drying, for example in a drum dryer or belt dryer. In the event that the biomass has been dried beforehand, for example in a spray dryer or fluidized bed dryer, such a comminution step [A-III.a] is usually not necessary.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Variante kann beim Herstellungsverfahren zumindest ein Teilstrom der nach dem Schritt [C] erhaltenen Paste rückgeführt und im Verfahrensschritt [C] dem Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemisch wieder zugemischt werden. Durch Rückführung eines solchen Teilstroms als Recycle-Strom, der somit zumindest ein zweites Mal den Mahlungsschritt [C] durchläuft, kann eine besonders homogene Paste mit einer möglichst gleichmäßigen Partikelgrößenverteilung erhalten werden.In a further particularly advantageous variant, at least a partial stream of the paste obtained after step [C] can be recycled in the production process and mixed back into the biomass-oil additive component mixture in process step [C]. A particularly homogeneous paste with a particle size distribution that is as uniform as possible can be obtained by recycling such a partial flow as a recycle flow, which thus runs through the grinding step [C] at least a second time.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus im Folgenden im Detail beschriebenen und nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen sowie aus den Zeichnungen der beiliegenden Figurenblätter, wobei die Zeichnungen zeigen:
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1 in einem schematischen Verfahrensfließbild eine erste Variante eines Herstellungsverfahrens für eine erfindungsgemäßen Paste; - -
2 in einem schematischen Verfahrensfließbild eine zweite Variante eines Herstellungsverfahrens für eine erfindungsgemäße Paste; - -
3 in Diagrammform anhand des jeweiligen Carotinoid-Gehaltes einen Vergleich von Stabilitätstests von unbehandelter Biomasse gegenüber einer erfindungsgemäßen Paste; - -
4 in Diagrammform anhand des jeweiligen Carotinoid-Gehaltes einen Vergleich des Alterungsverhaltens nach mehrwöchiger Lagerung von unbehandelter Biomasse gegenüber erfindungsgemäßen Pasten; - -
5 in Diagrammform eine Partikelgrößenverteilung einer erfindungsgemäßen Paste.
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1 in a schematic process flow diagram, a first variant of a production process for a paste according to the invention; - -
2 in a schematic process flow diagram, a second variant of a production process for a paste according to the invention; - -
3 in diagram form, based on the respective carotenoid content, a comparison of stability tests of untreated biomass versus a paste according to the invention; - -
4 in diagram form, based on the respective carotenoid content, a comparison of the aging behavior after several weeks of storage of untreated biomass compared to pastes according to the invention; - -
5 in diagram form, a particle size distribution of a paste according to the invention.
Beispiele für Herstellungsverfahren für eine erfindungsgemäße Astaxanthin-haltige PasteExamples of manufacturing processes for an astaxanthin-containing paste according to the invention
Wie eingangs bereits festgehalten wurde, entsprechen die in den
Im ersten Verfahrensschritt [A] wird getrocknete Astaxanthin-haltige Biomasse sowie eine Ölzusatzkomponente bereitgestellt. In dem in
Je nach Anwendungsfall und abhängig von der Beschaffenheit der verfügbaren Rohstoffe, können für das Bereitstellen von getrockneter Biomasse gemäß Verfahrensschritt A/Unterschritt [A-BM] gegebenenfalls noch zusätzliche vorgelagerte Verfahrensschritte zweckmäßig bzw. erforderlich sein. Es handelt sich dabei um den optionalen Verfahrensschritt [A-I], das Bereitstellen einer wässrigen Algensuspension, den optionalen Verfahrensschritt [A-II], das Abtrennen von Wasser, und den nachfolgenden optionalen Verfahrensschritt [A-III], das Trocknen von wässrigem Algenkonzentrat. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind diese optionalen, vorgelagerten Verfahrensschritte [A-I], [A-II] und [A-III] innerhalb des strichpunktierten Rahmens [A] eingezeichnet. Damit wird bildlich in
Alternativ können für den Fall, dass anstelle von bereits getrockneter Biomasse 12 eine wässrige Algensuspension 10 mit einem vergleichsweise hohen Wasssergehalt als Ausgangsmaterial zur Verfügung steht, die optionalen Verfahrensschritte [A-I], [A-II] sowie [A-III] erforderlich sein.Alternatively, if instead of already dried
In einem solchen Fall kann alternativ gemäß Verfahrensschritt [A-I] eine wässrige Algensuspension 10, die beispielsweise einen Anteil von 0,1 g/L bis 10 g/L (Gramm pro Liter) an Biomasse enthält, als Ausgangsmaterial eingesetzt werden. Meist ist ein Anteil an Biomasse von 1 g/L bis 5 g/L für Algensuspensionen aus der Kultivierung üblich.In such a case, an
Nach dem Abtrennen einer ersten Wasserfraktion 30 von der wässrigen Algensuspension 10 in Verfahrensschritt [A-II] wird ein wässriges Algenkonzentrat 11 erhalten, das beispielsweise einen Biomasse-Anteil von 1 bis 35 Gew.% Trockensubstanz, üblicherweise von 10 bis 20 Gew.% Trockensubstanz, aufweisen kann. Zweckmäßigerweise kann das Abtrennen einer ersten Wasserfraktion 30 in Verfahrensschritt [A-II] beispielsweise durch Zentrifugieren in einer entsprechenden Zentrifuge erfolgen.After separating a
Anschließend kann es vorteilhaft sein, wenn das wässrige Algenkonzentrat 11 in einem weiteren Verfahrensschritt [A-III] getrocknet wird, wobei eine zweite Wasserfraktion 31 abgetrennt wird, um eine getrocknete Biomasse 12 mit einem Restfeuchtegehalt von höchstens 10 Gew.% zu erhalten. Beispielsweise kann für die Trocknung im Verfahrensschritt [A-III] ein Bandtrockner eingesetzt werden.It can then be advantageous if the aqueous algae concentrate 11 is dried in a further process step [A-III], with a
Weiters wird wie erwähnt im Verfahrensschritt [A]/Unterschritt [A-ÖKZ] die Ölzusatzkomponente 22 bereitgestellt. Ein solche Ölzusatzkomponente 22 enthält beispielsweise ein Öl 20 und/oder Ölgemisch 21. Wobei das Öl 20 und/oder Ölgemisch 21 pflanzlichen, tierischen und/oder mikrobiologischen Ursprungs sein kann. Das hier beispielsweise eingesetzte Gemisch aus einem reinsortigen pflanzlichen Öl 20 und einem Ölgemisch 21 ebenfalls pflanzlichen Ursprungs ist zusätzlich noch mit einem Additiv 200 vermischt, welches Additiv 200 beispielsweise ein Konservierungsmittel, Farbstoff, Antioxidans und/ oder Wertstoff sein kann.Furthermore, as mentioned, the
Der nachfolgende Verfahrensschritt [B] betrifft das Mischen getrockneter Biomasse 12 mit der Ölzusatzkomponente, die in Schritt [A] bereitgestellt wurden. Das Mischen der getrockneten Biomasse 12 mit der Ölzusatzkomponente 22 erfolgt dabei so, dass ein Mischungsverhältnis von 10 Gew.% bis 80 Gew.%, bezogen auf die Biomasse 12, gewählt wird. Hier wird beispielsweise ein Mischungsverhältnis von 40 Gew.% an Ölzusatzkomponente 22, bezogen auf die Biomasse 12, eingestellt. Als Mischorgan wird hier beispielsweise ein kontinuierlich arbeitender Cutter bzw. Zerkleinerungsmischer eingesetzt. Die hier bereitgestellte getrocknete Biomasse 12 weist beispielsweise einen Restfeuchtegehalt von rund 7 Gew.% auf. Die Ölzusatzkomponente 22 wird möglichst trocken bzw. wasserfrei zugemischt. Nach dem Mischungsschritt [B] wird ein Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemisch 13 erhalten, welches einen Gesamtfeuchtegehalt beispielsweise von etwa 4 Gew.% sowie Partikel mit Partikelgrößen deutlich über 10 µm enthalten kann. Beispielhaft können im Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemisch 13 Partikel mit Partikelgrößen von 200 µm bis 350 µm vorliegen.Subsequent process step [B] relates to mixing dried
Der nachfolgende Verfahrensschritt [C] betrifft das Mahlen des zuvor im Mischungsschritt [B] erhaltenen Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemisches 13. Zum Aufmahlen dieses Gemisches 13 kann eine Naßmühle wie beispielsweise eine Scheibenmühle verwendet werden. Nach dem Mahlungsschritt [C] wird eine erfindungsgemäße Paste 14 erhalten, die hier beispielsweise einen Gesamtfeuchtegehalt von unter 4 Gew.% aufweist und daher eine hohe Lagerstabilität bzw. Lagerfähigkeit hat. Weiters ist von Vorteil, dass die erhaltene Paste 14 pumpfähig ist mit einer Viskosität (gemessen bei 25°C) beispielsweise von rund 40 Pas (Pascalsekunden).The subsequent process step [C] relates to the grinding of the biomass/oil
Je nach Anwendungsfall kann optional ein Teilstrom 15 der gemahlenen Paste 14 wieder rückgeführt und im Verfahrensschritt [C] dem Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemisch 13 wieder zugemischt werden. Der Teilstrom 15 ist in
Nun zu einer zweiten Variante eines Herstellungsverfahrens für eine erfindungsgemäße Paste, wobei diese Variante in
Im Unterschied zum Verfahrensfließbild gemäß
Wiederum sind innerhalb des mit [A-BM] bezeichneten strichpunktierten Rahmens diejenigen optionalen Verfahrensschritte skizziert, die als vorgelagerte Schritte für ein Bereitstellen von getrockneter Astaxanthin-haltiger Biomasse aus Algen (Mikroalge Haematococcus pluvialis) gegebenenfalls erforderlich sein können. Es handelt sich dabei um die Verfahrensschritte [A-I], das Bereitstellen einer wässrigen Algensuspension, sowie den Verfahrensschritt [A-II], das Abtrennen von Wasser. Vor dem nachfolgenden Trocknungsschritt [A-III] kann hier gemäß
Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn bei dem beschriebenenVerfahren nach dem Trocknen des Algenkonzentrats in Verfahrensschritt [A-III] eine getrocknete aufgeschlossene Biomasse 120 in einem weiteren Verfahrensschritt [A-III.a] zerkleinert wird, wobei eine zerkleinerte getrocknete Biomasse 121 mit einem Partikeldurchmesser D100 von 10 mm, hier mit einem Partikeldurchmesser D100 beispielsweise von 5 mm, erhalten wird. Zum Zerkleinern der getrockneten Biomasse 120 kann beispielsweise eine Trockenmühle verwendet werden.It can be particularly useful if, in the method described, after drying the algae concentrate in method step [A-III], a dried, broken down
Vergleichbar mit der Beschreibung von
Der Verfahrensschritt [B] betrifft das Mischen von bereitgestellter zerkleinerter, getrockneter Biomasse 121 mit der bereit gestellten Ölzusatzkomponente 22. Das Mischen der getrockneten Biomasse 121 mit der Ölzusatzkomponente 22 erfolgt so, dass ein Mischungsverhältnis von 10 Gew.% bis 80 Gew.%, bezogen auf die Biomasse 121, gewählt wird. Hier wird beispielsweise ein Mischungsverhältnis von 60 Gew.% an Ölzusatzkomponente 22, bezogen auf die zerkleinerte getrocknete Biomasse 121, eingestellt.Process step [B] relates to the mixing of the provided comminuted,
Für den Fall, dass der zusätzliche Zerkleinerungsschritt [A-III.a] nicht erforderlich ist, so wird das Mischungsverhältnis entsprechend auf die aufgeschlossene getrocknete Biomasse 120 bezogen.In the event that the additional comminution step [A-III.a] is not required, the mixing ratio is based on the broken down dried
Als Mischorgan wird hier beispielsweise ein kontinuierlich arbeitender Cutter bzw. Zerkleinerungsmischer eingesetzt. Die hier bereitgestellte getrocknete Biomasse 120 bzw. 121 weist beispielsweise einen Restfeuchtegehalt von rund 6 Gew. % auf. Die Ölzusatzkomponente 22 wird möglichst trocken bzw. wasserfrei zugemischt. Nach dem Mischungsschritt [B] wird ein Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemisch 130 erhalten, welches einen Gesamtfeuchtegehalt beispielhaft von etwa 3 Gew.% und noch Partikel deutlich über 10µm Partikelgröße enthalten kann.A continuously operating cutter or comminution mixer, for example, is used here as the mixing element. The dried
Der Verfahrensschritt [C] betrifft das Mahlen des zuvor im Mischungsschritt [B] erhaltenen Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemisches 130. Nach dem Mahlungsschritt [C] wird eine erfindungsgemäße Paste 140 erhalten, die hier beispielsweise einen Gesamtfeuchtegehalt von unter 3 Gew.% aufweist und daher eine besonders hohe Lagerstabilität bzw. Lagerfähigkeit hat. Weiters ist von Vorteil, dass die erhaltene Paste 140 pumpfähig ist mit einer Viskosität bei 25°C beispielsweise von rund 20 Pas (Pascalsekunden).Process step [C] relates to the grinding of the biomass-oil
Je nach Anwendungsfall kann ein Teilstrom 150 der gemahlenen Paste 140 rückgeführt und im Verfahrensschritt [C] dem Biomasse-Ölzusatzkomponente-Gemisch 130 wieder zugemischt werden. Durch Rückführung eines solchen Teilstroms 150 als Recycle-Strom, der somit zumindest ein zweites Mal den Mahlungsschritt [C] durchläuft, wird wiederum eine besonders homogene Astaxanthin-hältige Algenpaste 140 mit einer sehr gleichmäßigen Partikelgrößenverteilung erhalten. Der optionale Teilstrom 150 ist als strichlierter Pfeil dargestellt.Depending on the application, a
Zweckmäßig kann in den beiden Verfahrensvarianten gemäß den
Ausführungsbeispiele und VergleichsversucheExamples and comparative tests
Vergleichsprobe „Referenz 2“Comparative sample "
Wässrige Algensuspension mit Biomasse aus der Mikroalge Haematococcus pluvialis wurde in einer Indoor-Anlage kultiviert (gemäß oben beschriebenem Verfahrensschritt [A-I]) und anschließend mittels Separation aufkonzentriert (gemäß oben beschriebenem Verfahrensschritt [A-II]; auf rund 15 Gew.% Trockensubstanz der konzentrierten Algensuspension). Danach wurde das wässrige Algenkonzentrat in einer Nassmühle aufgeschlossen (gemäß oben beschriebenem Verfahrensschritt [A-II.a]) und danach mittels Bandtrockner auf rund 4,9 Gew.% Restfeuchte bzw. Wassergehalt (gemäß oben beschriebenem Verfahrensschritt [A-III]) getrocknet. Die Partikel des so hergestellten Produktes sind getrocknete Biomasse-Flocken im Größenbereich von 5 mm bis 15 mm Durchmesser und wenigen 1/10 mm Schichtdicke, einem Lipidgehalt von rund 35 Gew.% (bezogen auf die Trockensubstanz TS der eingesetzten Biomasse) und einem Carotinoid-Gehalt von 5,2 Gew.%. Dieser Carotinoid-Gehalt entspricht einem Astaxanthin-Gehalt von etwa 4,7 Gew.%.Aqueous algae suspension with biomass from the microalgae Haematococcus pluvialis was cultivated in an indoor facility (according to process step [AI] described above) and then concentrated by means of separation (according to process step [A-II] described above; to around 15% by weight of dry matter of the concentrated algae suspension). The aqueous algae concentrate was then broken down in a wet mill (according to process step [A-II.a] described above) and then dried using a belt dryer to a residual moisture content or water content of around 4.9% by weight (according to process step [A-III] described above). . The particles of the product manufactured in this way are dried biomass flakes in the size range from 5 mm to 15 mm in diameter and a few 1/10 mm layer thickness, a lipid content of around 35% by weight (based on the dry substance TS of the biomass used) and a carotenoid content of 5.2% by weight. This carotenoid content corresponds to an astaxanthin content of about 4.7% by weight.
Vergleichsprobe „Referenz 2“Comparative sample "
Dabei wurde die gemäß der obigen „Referenz 1“-Rezeptur hergestellte Biomasse mit überkritischem CO2 (Kohlendioxid) extrahiert und das so gewonnene Oleoresin-Extrakt anschließend durch Zugabe von Pflanzenöl auf einen Carotinoidgehalt von 5,5 Gew.% eingestellt. Dieser Carotinoid-Gehalt entspricht einem Astaxanthin-Gehalt von rund 5 Gew.%. Das so hergestellte Produkt „Referenz 2“ hat eine Viskosität von 0,547 Pas und einen Gesamtfeuchtegehalt bzw. Wassergehalt von 0,48 Gew.%.The biomass produced according to the above “
Erfindungsgemäße Versuchsprobe „Beispiel 1“Test sample according to the invention "Example 1"
4000 g Biomasse der „Referenz 1“ wurden mit 1200 g Sonnenblumenöl in einem Cutter vermengt und zu einem breiigen Gemisch vorzerkleinert. Die Partikelgröße der Biomasse wurde dabei von einigen Millimeter an durchschnittlicher Partikeldurchmesser auf Partikeldurchmesser von etwa 200 bis 350 µm zerkleinert. Das so erhaltene Biomasse-Sonnenblumenöl-Gemisch wurde über eine zwangsfördernde Pumpe einer Korundscheibenmühle mit verstellbarem Spaltmaß zugeführt und darin gemahlen. Die dabei erhaltene Paste wurde gesammelt und für einen weiteren Durchgang erneut als Recycle-Strom der Pumpe bzw. Korundscheibenmühle aufgegeben. Im Zuge mehrere solcher Durchgänge und Wiederholungen wurde das Spaltmaß der Korundscheibenmühle minimiert. Die so hergestellte, mehrfach gemahlene Paste hat eine Partikelgrößenverteilung mit einem Partikeldurchmesser D90 deutlich kleiner als 10 µm und eine pastöse, standfeste Konsistenz mit einer Viskosität von 43,408 Pas, die allerdings hier ausnahmsweise bei einer Temperatur von 40°C bestimmt wurde. Diese Paste der Probe „Beispiel 1“ hat einen Carotinoid Gehalt von etwa 4,8% Gew.%, einen Restfeuchtegehalt bzw. Wassergehalt von 4,08 Gew.% und einen Lipidanteil von 50 Gew.%, bezogen auf die Trockensubstanz der eingesetzten Biomasse. Dieser Carotinoid-Gehalt entspricht hier einem Astaxanthin-Gehalt von rund 4,4 Gew.%.4000 g of biomass from "
Die so gewonnene Probe wurde einer mikrobiologischen Untersuchung unterzogen. Während die aerobe Keimzahl der ausgehenden Biomasse im Bereich 10^3 bis 10^4 KBE/g liegt, wurde durch die beschriebene Herstellung und Bearbeitung eine deutliche Reduktion auf 140 KGE/g erreicht. Die gemessenen Keimzahl-Werte der erfindungsgemäßen Paste nach „Beispiel 1“ sind in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgelistet: Tabelle 1: Ergebnis der Keimzahlbestimmunv der Versuchsprobe „Beispiel 1“
Erfindungsgemäße Versuchsprobe „Beispiel 2“Inventive test sample "Example 2"
Etwa 250 g des Gemisches aus der vorgenannten Rezeptur von „Beispiel 1“ wurden nachfolgend im Labormaßstab mit weiteren 25 g Sonnenblumenöl mit einem Handmixer verrührt und homogenisiert. Die so hergestellte Paste zeigt eine pastöse, weiche Konsistenz mit einer Viskosität von 35,89 Pas (bei 25°C), einem Carotinoid-Gehalt von etwa 4,0 Gew.%, einem Restfeuchtegehalt bzw. Wassergehalt von 3,71 Gew.% und einem Lipidanteil von 51 Gew.%, bezogen auf die Trockensubstanz der eingesetzten Biomasse. Dieser Carotinoid-Gehalt entspricht hier einem Astaxanthin-Gehalt von rund 3,6 Gew.%.About 250 g of the mixture from the above-mentioned formulation of “Example 1” were then mixed with a further 25 g of sunflower oil using a hand mixer and homogenized on a laboratory scale. The paste produced in this way has a pasty, soft consistency with a viscosity of 35.89 Pas (at 25° C.), a carotenoid content of around 4.0% by weight, a residual moisture content or water content of 3.71% by weight. and a lipid content of 51% by weight, based on the dry substance of the biomass used. This carotenoid content corresponds to an astaxanthin content of around 3.6% by weight.
Erfindungsgemäße Versuchsprobe „Beispiel 3“Inventive test sample "Example 3"
Etwa 250 g des Gemisches aus der vorgenannten Rezeptur von „Beispiel 1“ wurden wiederum mit einem Handmixer mit weiteren 70g Sonnenblumenöl verrührt und homogenisiert. Die so hergestellte Paste hat eine zähflüssig viskose Konsistenz mit einer Viskosität von 14,201 Pas (bei 25°C), einem Carotinoid-Gehalt von etwa 3,4 Gew.%, einem Restfeuchtegehalt bzw. Wassergehalt von 3,19 Gew.% und einem Lipidanteil von 58 Gew.%, bezogen auf die Trockensubstanz (TS) der eingesetzten Biomasse. Dieser Carotinoid-Gehalt entspricht hier einem Astaxanthin-Gehalt von rund 3,1 Gew.%.About 250 g of the mixture from the aforementioned recipe from "Example 1" were again mixed with a hand mixer with a further 70 g of sunflower oil and homogenized. The paste produced in this way has a viscous consistency with a viscosity of 14.201 Pas (at 25° C.), a carotenoid content of about 3.4% by weight, a residual moisture content or water content of 3.19% by weight and a lipid content of 58% by weight, based on the dry substance (TS) of the biomass used. This carotenoid content corresponds to an astaxanthin content of around 3.1% by weight.
In der nachfolgenden Tabelle 2 sind einige Analysenwerte zu den im Folgenden beschriebenen Referenz- und Versuchsproben, die im Technikums-Maßstab hergestellt wurden, genannt. Tabelle 2: Analysenwerte der Referenz- und erfindungsgemäßen Vergleichsproben
Im Zuge dieser Ausführungsbeispiele insbesondere anhand der Versuchsproben „Beispiel 1“, „Beispiel 2“ und „Beispiel 3“ konnte gezeigt werden, dass durch geeignete Zumischungsmenge von Ölzusatzkomponente zur getrockneten Biomasse sowie durch anschließende Mahlung Astaxanthin-haltige Pasten hergestellt werden können, die eine weiche, pastöse Konsistenz aufweisen und eine sehr homogene Zusammensetzung mit feinvermahlenen Biomasse-Partikeln mit einem Partikeldurchmesser D90 kleiner als 10 µm haben.In the course of these exemplary embodiments, in particular on the basis of the test samples "Example 1", "Example 2" and "Example 3", it was shown that by adding a suitable amount of oil additive component to the dried biomass and by subsequent grinding, pastes containing astaxanthin can be produced which have a soft , have a pasty consistency and a very homogeneous composition with finely ground biomass particles with a particle diameter D90 of less than 10 µm.
Weitere Details zu den oben beschriebenen Referenz- und Versuchsproben sind in den
Während bei unbehandelter Biomasse („Referenz 1“) gemäß dem strichlierten Graphen nach einer Versuchsdauer von 48 h nur noch etwa 80% der Ausgangskonzentration an Carotinoid nachweisbar sind, sind bei der Paste („Beispiel 1“) gemäß der Erfindung, die im Diagramm durch den durchgehend gezeichneten Graphen dargestellt ist, nach 48 h noch 93% der Ausgangskonzentration an Carotinoid verfügbar. Damit wird eindrucksvoll belegt, dass die Herstellung und Formulierung einer erfindungsgemäßen Paste gemäß „Beispiel 1“ die Lagerstabilität deutlich erhöht ist, wie anhand des Carotinoid-Gehalts veranschaulicht werden kann. Durch den Einschluss in einer Lipidmatrix ist in der erfindungsgemäßen Paste die Haltbarkeit wertvoller Inhaltsstoffe wie Lipide, Pigmente und Antioxidantien deutlich gegenüber der Referenzprobe, also der unbehandelten Biomasse, verbessert. Der Carotinoid-Abbau konnte bei einer erfindungsgemäßen Algenpaste aus Haematococcus pluvialis innerhalb von 48 h im Vergleich zur unbehandelten Biomasse um über 50% reduziert werden: Der Carotinoid-Verlust bei der erfindungsgemäßen Paste („Beispiel 1“) beträgt nach 48 h etwa 7% - im Vergleich zur unbehandelten Biomasse („Referenz 1“) mit rund 13% Verlust nach einer Versuchsdauer von 48 h.While in the case of untreated biomass (“
AnwendungsbeispieleApplication examples
Einsatz der erfindungsgemäßen Paste in Kapseln zur NahrungsergänzungUse of the paste according to the invention in capsules for dietary supplements
Als Beispiel für einen Einsatz von Astaxanthin-haltiger Paste in der Nahrungsergänzung wird im Folgenden die Herstellung flüssig gefüllter Hartkapseln beschrieben. Zwei Kapseln täglich decken den empfohlenen Tagesbedarf an Astaxanthin von 8 mg eines Erwachsenen. Dazu werden 1000 g der Paste aus dem oben beschriebenen „Beispiel 1“ mit 3500 g nativen Olivenöl unter Rühren glatt vermischt. Zum zusätzlichen Oxidationsschutz werden 45 g D-Alpha Tocopherol beigemengt und die Mischung in rund 10.100 Stück flüssig füllbaren HPMC Steckkapseln abgefüllt.The production of liquid-filled hard capsules is described below as an example of the use of astaxanthin-containing paste in dietary supplements. Two capsules daily provide the recommended daily allowance of 8 mg of astaxanthin for an adult. For this purpose, 1000 g of the paste from “Example 1” described above are mixed with 3500 g of virgin olive oil while stirring until smooth. For additional protection against oxidation, 45 g of D-alpha tocopherol are added and the mixture is filled into around 10,100 liquid-fillable HPMC hard-on capsules.
Einsatz der erfindungsgemäßen Paste als pastöser Nahrungsmittel-Zusatz:Use of the paste according to the invention as a pasty food additive:
Als Beispiel für einen Einsatz von Astaxanthin-haltiger Paste als Nahrungsmittelzusatz wird die erfindungsgemäße Paste aus dem oben beschriebenen „Beispiel 3“ mit Kartoffeln als Stärketräger gebunden und mit Leinsamenöl als Träger wertvoller ungesättigter Fettsäuren ergänzt. Dazu werden mehlige Kartoffel gekocht und püriert, die Paste aus „Beispiel 3“ hinzugefügt, vermengt und unter Rühren mit Knethaken das Leinsamenöl untergerührt bis eine glatte, homogene Masse entsteht; die Rezeptur ist in Tabelle 3 dargelegt. Diese wird in Tuben abgefüllt und geschlossen pasteurisiert. Nur ein Gramm dieses Produkts deckt die täglich empfohlene Menge an Astaxanthin von 8 mg. Die Paste kann dazu in kalt zubereitete Speisen direkt beigemengt werden. Tabelle 3: Rezeptur für eine Zusammensetzung als Nahrungsmittelzusatz, enthaltend eine erfindungsgemäße Paste
Einsatz der erfindungsgemäßen Paste in der Tierernährung:Use of the paste according to the invention in animal nutrition:
Als Beispiel für einen Einsatz von Astaxanthin-haltiger Paste in der Tierernährung sei hier die Herstellung von Hundekeksen („Leckerlis“) als Nahrungsergänzung für Hunde beschrieben. Dazu wird gemäß der in Tabelle 4 aufgelisteten Rezeptur zunächst 2% Flohsamenschalen-Pulver mit 98% lauwarmen Wasser dispergiert und 15% geliert. Das so entstandene Gel wird mit gekochten, pürierten Süßkartoffeln vermengt und unter Rühren wird anschließend die Paste sowie das Glycerin zugefügt. Mit dem Knethaken zu einem homogenen Teig kneten und gegen Ende etwa 1% Kartoffelstärke zur Einstellung der gewünschten Viskosität zugeben. Den Teig in die gewünschte Form extrudieren und auf eine Restfeuchte von unter 10% trocknen. Die so hergestellten Leckerlis dienen der veganen Nahrungsergänzung von Hunden. Bereits 2-3 Stück decken den Tagesbedarf an Astaxanthin für einen durchschnittlichen Hund. Tabelle 4: Rezeptur für eine Zusammensetzung für Hundekekse („Leckerlis“), enthaltend eine erfindungsgemäße Paste
Einsatz der ernndungsgemäßen Paste in einer Körpercreme (Bodylotion):Use of the paste according to the invention in a body cream (body lotion):
Als Beispiel für einen Einsatz von Astaxanthin haltiger Paste in der Kosmetik wird hier eine Körpercreme (Bodylotion) mit 0,1 Gew.% Paste aus dem oben genannten „Beispiel 3“ beschrieben. Die Körpercreme weist eine zartrosa Färbung auf und zeichnet sich aufgrund des Gehaltes an Astaxanthin als Schutz gegen Hautalterung, Oxidativen Stress und gegen UV-Schädigung aus. Die Rezeptur der Körpercreme ist in der nachstehenden Tabelle 5 angeführt, wobei die Bestandteile gemäß der International Nomenclature Cosmetic Ingredients (INCI) - Bezeichnung angeführt sind. Zur Herstellung werden die Bestandteile der Phase A der Reihe nach unter Rühren bei ca. 70-75°C klar gelöst. Die Komponenten der Phase B auf 70°C werden erwärmt und klar gelöst. Die Paste wird vor dem Emulgieren in Phase B dispergiert. Im Anschluss wird die Phase B zur Phase A unter Rühren hinzugefügt und glatt zur Emulsion homogenisiert. Die erhaltene Emulsion wird abgekühlt und erst unter 40°C werden die Bestandteile der Phase C zugegeben und glatt eingerührt. Tabelle 5: Rezeptur für eine Körpercreme, enthaltend eine erfindungsgemäße Paste
Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention
Die Vorteile der Astaxanthin-haltigen Paste gemäß der Erfindung sind im Folgenden noch einmal zusammengefasst:
- • Das hierin beschriebene Herstellungsverfahren bietet eine kostengünstige Weiterverarbeitung von trockener Astaxanthin-haltiger Biomasse zu einer erfindungsgemäßen Astaxanthin-reichen Paste mit einer fließfähigen Formulierung.
- • In der Herstellung der erfindungsgemäßen Paste ist kein aufwändiger Extraktionsschritt notwendig.
- • Die Paste zeigt eine deutlich verbesserte Lagerfähigkeit im Vergleich zu getrockneter Biomasse.
- • Die Paste ist sehr homogen mit sehr kleinen Partikelgrößen unter 10 µm.
- • In der Paste bleiben die gesamten Inhaltsstoffe der Mikroalge d.h. auch Lipide, Kohlenhydrate, Proteine, Spurenelemente und Ballaststoffe, vor Oxidation geschützt erhalten.
- • Bei der Zugabe der Ölzusatzkomponente steht eine breite Auswahl an Lipiden zur Verfügung.
- • Bei der Zugabe der Ölzusatzkomponente ist eine Additivierung und/oder ein Zusatz von Wertstoffen möglich.
- • Die Paste ist komplett mischbar mit Ol(en) und begrenzt mischbar mit Wasser.
- • Die Paste gewährleistet eine hohe Bio-Verfügbarkeit der Inhaltsstoffe.
- • Die Paste ist pumpbar, pasteurisierbar, sowie maschinell abfüllbar.
- • Die Paste kann beispielsweise verlustfrei in Tuben oder Quetschbeutel abgefüllt werden.
- • Die Abfüllung der Paste kann sauber, hygienisch und staubfrei erfolgen.
- • Geringe Keimzahl und dadurch verbesserte Haltbarkeit und höhere Lebensmittelsicherheit.
- • Geringer Wassergehalt bzw. geringe Wasseraktivität und dadurch bessere mikrobiologische Stabilität und Haltbarkeit.
- • Zur Einstellung der Viskosität ist kein Zusatz von Wasser oder Verdickungsmittel notwendig und die Paste stellt ein pures, natürliches Produkt dar.
- • The manufacturing process described herein offers a cost-effective further processing of dry astaxanthin-containing biomass to an astaxanthin-rich paste according to the invention with a flowable formulation.
- • No complex extraction step is necessary in the production of the paste according to the invention.
- • The paste shows a significantly improved shelf life compared to dried biomass.
- • The paste is very homogeneous with very small particle sizes below 10 µm.
- • In the paste, all the ingredients of the microalgae, ie lipids, carbohydrates, proteins, trace elements and roughage, remain protected from oxidation.
- • A wide range of lipids are available when adding the oil additive component.
- • When adding the oil additive component, additives and/or valuable materials can be added.
- • The paste is completely miscible with oil(s) and has limited miscibility with water.
- • The paste ensures high bio-availability of the ingredients.
- • The paste can be pumped, pasteurized and filled by machine.
- • The paste can, for example, be filled into tubes or squeeze bags without loss.
- • The paste can be filled cleanly, hygienically and dust-free.
- • Low germ count and thus improved shelf life and higher food safety.
- • Low water content or low water activity and therefore better microbiological stability and shelf life.
- • No addition of water or thickening agent is necessary to adjust the viscosity and the paste is a pure, natural product.
Claims (20)
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