DE3784392T2

DE3784392T2 - Verfahren zur herstellung von eine oelloesliche substanz enthaltenden festen produkten.

Info

Publication number: DE3784392T2
Application number: DE8787306140T
Authority: DE
Inventors: Masakazu Mitsuhashi; Toshio Miyake; Shuzo Sakai
Original assignee: Hayashibara Biochemical Laboratories Co Ltd
Current assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
Priority date: 1986-07-10
Filing date: 1987-07-10
Publication date: 1993-07-22
Anticipated expiration: 2007-07-11
Also published as: US4803077A; DE3784392D1; EP0252760A2; JPH0826346B2; EP0252760A3; AU603113B2; KR880001227A; CA1295249C; JPS6322899A; AU7520987A; EP0252760B1; KR950012612B1

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, um damit feste Produkte herzustellen, die eine öllösliche Substanz enthalten. Sie bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren, bei dem eine wäßrige Maltoselösung zusammen mit einem Maltosekeim einer öllöslichen, flüssigen Substanz zugegeben und anschließend in Beta-Maltosehydratform kristallisiert wird, um die Verfestigung der Mischung zu erreichen.

2. Definitionen und Abkürzung

In der Beschreibung werden Prozentsätze und Teile, sofern nichts anderes angegeben ist, durch das Gewicht ausgedrückt. Trockensubstanzbasis wird mit "d.s.b." abgekürzt.

3. Beschreibung des Standes der Technik

Es wurde verschiedentlich versucht, unter Verwendung von Sacchariden eine Verfestigung zu erzielen, um öllösliche, flüssige Substanzen zu festen Produkten herzustellen. Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 104,998/81 offenbart, daß Öl und Fett pulverisierbar sind durch Zugabe von Wasser zu einem Saccharid, einschließlich Glucose oder Lactose, Erhitzen der sich ergebenden Mischung bei 100-140 ºC zu einem porösen, amorphen Granulat und Zugabe einer öllöslichen, flüssigen Substanz, wie z.B. Salatöl hierzu.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß es zu einem hochhygroskopischen, gefärbten Produkt führt, weil die Saccharide einer relativ hohen Temperatur ausgesetzt werden.
Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 214,845/85 offenbart, daß Lecithin pulverisierbar ist durch Erhitzen einer Mischung aus Stärke und Lecithin zusammen mit einer großen Wassermenge auf 110-140 ºC und Sprühtrocknung des sich ergebenden Produkts.
Dieses Verfahren hat die Nachteile, daß es Lecithin verschlechtert oder verändert, weil es Lecithin mit Wasser bei relativ hoher Temperatur und relativ hohem Druck erhitzt, und daß es eine relativ große Energiemenge verbraucht.

Zusammenfassung der Erfindung

Um diese Nachteile konventioneller Verfahren zu überwinden, untersuchten wir die Möglichkeit der Verwendung von Maltose, um eine öllösliche, flüssige Substanz in festen Produkten herzustellen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren bereit1 um ein festes Produkt herzustellen, das eine öllösliche Substanz enthält, wobei es die folgenden Schritte umfaßt:
Zugabe einer wäßrigen Maltoselösung, die einen Maltosegehalt von 85 Gew.% oder mehr hat, d.s.b., und einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 20 Gew.% zusammen mit einem Maltosekeim zu einer öllöslichen, flüssigen Substanz, wobei die wäßrige Maltoselösung entweder durch Auflösung von Maltosehydrat in Wasser oder durch ein Verfahren erhalten wird, das die Verzuckerung von Stärke, die Reinigung und Konzentrierung der verzuckerten Stärke zu der wäßrigen Maltoselösung umfaßt, und Kristallisierung des Beta-Maltosehydrats in der Mischung, um eine Verfestigung zu erreichen.
Es wurde gefunden, daß die wäßrige Maltoselösung als ein Verfestigungsagens für eine öllösliche, flüssige Substanz wirkt, wenn sie zusammen mit einem Maltosekeim zugegeben wird und in Beta-Maltosehydyratform kristallisiert wird, und daß ein festes Produkt hoher Qualität, das die öllösliche Substanz enthält, leicht erhältlich ist durch Nutzen dieser Eigenschaft.

Genaue Beschreibung der Erfindung

Die öllöslichen, flüssigen Substanzen auf die sich die Erfindung bezieht sind ölige, in Lösungsmitteln lösliche Flüssigkeiten, z.B. Öle und Fette, wie z.B. Sojabohnenöl, Rapsöl, Senföl, Sesamöl, Safloröl, Baumwollöl, Palmöl, Kakaobutter, Rindertalg, Schweinefett, Kühneröl, Meeresöl, Knochenöl und gehärtetes Öl: öllösliche Geschmacksstoffe und Gewürze, wie z.B. essentielles Zitrusöl, essentielles Blütenöl, Gewürzöl, Pfefferminzöl, Öl der grünen Minze, Extrakt der Kolanuß und Kaffee-Extrakt; öllösliche Farbstoffe, wie z.B. Beta-Karotin, Paprikapigment, Annattopigment und Chlorophyll; öllösliche Vitamine, wie z.B. Leberöl, Vitamin A, Vitamin-B&sub2;-Lactat, Vitamin E, Vitamin K, Vitamin D; öllösliche Hormone, wie z.B. Oestrogen, Progesteron und Antrogen; ungesättigte höhere Fettsäuren, wie z.B. Linolsäure, Linolensäure, Arachidonsäure, Eicosapentaensäure und Docosahexaensäure; unverseifbare Substanzen, wie z.B. höherer Alkohol, Sterin und Squalen, und komplexe Fette, wie z.B. Lecithin und Cephalin.
Die physikalischen Eigenschaften und die Verarbeitbarkeit einer öllöslichen Substanz mit einem relativ hohen Schmelzpunkt, z.B. von gehärtetem Öl, essentiellem Öl, Sterin, höherem Alkohol oder Wachs, werden verbessert, indem sie zuerst durch Erhitzen geschmolzen oder in einem Lösungsmittel, wie z.B. Alkohol, Chloroform oder Ather aufgelöst werden und indem man anschließend eine wäßrige Maltoselösung zusammen mit einem Maltosekeim der sich ergebenden Flüssigkeit oder Lösung zugibt um eine Verfestigung zu erreichen. So kann die Verwendung von solchen öllöslichen Substanzen erweitert werden.
Die vorliegende Erfindung ist vorteilhaft anwendbar auf öllösliche, flüssige Substanzen mit einem verringerten Feuchtigkeitsgehalt, insbesondere von weniger als 5%, und besonders bevorzugt von weniger als 2%.
Wir haben gefunden, daß eine wäßrige Lösung einer hochreinen Maltose mit einem Maltosegehalt von 85% oder mehr, d.s.b., und einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 20% für die wäßrige Maltoselösung geeignet ist, weil sie schnell in der Beta-Maltosehydratform kristallisiert, sogar bei Vorliegen einer öllöslichen Substanz.
So eine hochreine Maltose kann ein kommerzielles, kristallines Beta-Maltosehydrat sein oder diejenige, die durch die Verzuckerung von Stärke auf konventionelle Art erhalten wird.
In bezug auf eine solche Verzuckerung offenbart die japanische Patentpublikation Nr. 11.437/81 und 17,078/81, daß eine gelatinierte oder verflüssigte Stärke der Wirkung von Beta-Amylase unterworfen wird, um eine Maltose zu bilden, die anschließend von den begleitenden Maltodextrinen abgetrennt wird. Die japanische Patentpublikation Nr. 13,089/72 und 3,983/79 offenbart, daß eine gelatinierte oder verflüssigte Stärke den Wirkungen eines die Verzweigungen der Stärke abbauendes Enzym unterworfen wird, wie z.B. Pullulanase oder Isoamylase und Beta-Amylase.
Der Maltosegehalt des erhaltenden Produkts kann vergrößert werden indem man die begleitenden Saccharide, einschließlich Maltotriose, einem Enzym, wie es z.B. in der japanischen Patentpublikation Nr. 28.153/81, 3,356/82. und 28,154/81 offenbart wird1 unterwirft um Maltose zu bilden oder indem man die Saccharide durch Fraktionierung trennt, wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 23,799/83 offenbart, unter Verwendung eines stark saueren Kationenaustauschers in Salzform. Die Fraktionierung wird nach dem Festbett-, Wanderbett- oder simulierenden Wanderbettverfahren durchgeführt.
Wir haben gefunden, daß eine wäßrige Maltoselösung, die zusammen mit einer relativ geringen Menge eines Maltosekeims einer öllöslichen, flüssigen Substanz zugegeben wird, z.B. Öl und Fett, öllöslicher Geschmacksstoff, öllöslicher Farbstoff, öllösliches Vitamin, öllöslicher Emulgator und öllösliches Hormon, in einer Beta-Maltosehydratform kristallisiert und auf etwa das 1,2fache oder mehr anschwillt, gelegentliche auf das 1,5- bis 4fache, während eine große Menge öllöslicher Substanz eingebaut wird, während die Umwandlung in kristallines Beta-Maltosehydrat voranschreitet. Wir konnten bestätigen, daß dies die wasserfreie Maltose zu einem vorteilhaft verwendbaren Material zur Verfestigung öllöslicher, flüssiger Substanzen macht.
Das Gewichtsverhältnis einer wäßrigen Maltoselösung zu einer öllöslichen, flüssigen Substanz beträgt 0,5-500, vorzugsweise 0,8-50,0.
Der Feuchtigkeitsgehalt der wäßrigen Maltoselösung ist geringer als 20%, vorzugsweise 2,0-18,0%.
Der Maltosekeim ist gewöhnlich ein kristallines Beta-Maltosehydrat. Die kristalline Alpha-Maltose, die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 35,800/86 offenbart wird, kann als Keim solange verwendet werden wie sein Feuchtigkeitsgehalt geringer als etwa 10% ist. In diesem Fall wird eine kristalline Alpha-Maltose, die zuerst entsteht, schnell in ein kristallines Beta-Maltosehydrat umgewandelt, indem man sie bei Raumtemperatur stehen läßt.
In jedem Fall ist die Menge an Maltosekeim gering, gewöhnlich weniger als 5%, vorzugsweise etwa 0,5-2%.
Eine wäßrige Maltoselösung und ein Maltosekeim werden zu einer öllöslichen, flüssigen Substanz auf konventionelle Art zugegeben während der Herstellung des festen Produkts, z.B. durch Mischen, Kneten, Auflösen, Durchdringen, Besprengen, Auftragen, Sprühen und Injizieren.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung viel genauer dargestellt.
Man erreicht die Kristallisierung des Beta-Maltosehydrats durch Zugabe einer geeigneten Menge von Maltosekristallkeimwasser zu einem oder beiden von einer öllöslichen, flüssigen Substanz und einer wäßrigen Maltoselösung, indem sie vermischt werden und man die Mischung altern läßt, indem man sie bei Umgebungstemperatur stehen läßt. In diesem Fall tritt die Aufnahme der öllöslichen Substanz ohne Freigabe homogen auf, um ein festes Produkt zu ergeben.
Alternativ wird eine öllösliche, flüssige Substanz mit einer wäßrigen Maltoselösung gemischt und die sich ergebende Mischung wird geimpft und gealtert, ähnlich wie oben beschrieben. In jedem Fall kann ein oberflächenaktives Mittel verwendet werden.
Wenn nötig, können ein oder mehrere Geschmacksstoffe, Farbstoffe, Gewürze, oberflächenaktive Mittel, Antioxidantien, Stabilisatoren und Füller in Kombination eingesetzt werden. Die Stabilisatoren und Füller schließen wasserlösliche Polymere ein, z.B. löslichgemachte Stärke, Dextrin, Cyclodextrin, Pullulan, Elsinan, Dextran, Xanthangummi, Gummiarabikum, Johannisbrotgummi, Guargummi, Tragantgummi, Tarmalindgummi (tarmalind gum), Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Pektin, Agar, Gelatine, Albumin und Kasein.
Die vorliegende Erfindung wird mannigfaltig in die Praxis umgesetzt bei der Herstellung von festen Produkten, die eine ollösliche Substanz enthalten, besonders solche in Pulverform. Zum Beispiel werden eine wäßrige Maltoselösung und ein Maltosekeim einer öllöslichen, flüssigen Substanz, wie oben beschrieben, zugegeben und die Mischung wird auf ein Tablett gegeben und z.B. zu einem Block verfestigt, während die Beschleunigung der Kristallisation des Beta-Maltosehydrats erfolgt, indem man die Mischung bei 10-60 ºC etwa 0,1-10 Tage lang stehen läßt. Der Block wird durch Schneiden und Schaben und, wenn nötig, durch nachfolgendes Trocknen und/oder Sieben pulverisiert. Puder und Körnchen sind mittels Sprühtrocknung direkt herstellbar. Zum Beispiel mischt man eine öllösliche, flüssige Substanz mit einer wäßrigen Maltoselösung und einem Kristallkeim und man granuliert die Mischung, in der die Kristallisation ausgelöst wird, durch Sprühen. Man läßt das resultierende Körnchen altern, während sich die Kristallisation des Beta-Maltosehydrats bei etwa 30-60 0C etwa 1-24 Stunden lang beschleunigt. So erhält man ein stabiles Pulver.
Das so erhaltene feinverteilte Produkt ist allein oder, falls nötig, in Kombination mit einem oder mehreren Füllstoffen, Trägerstoffen, Bindemittel und Stabilisatoren verwendbar. Das Produkt kann zu Körnchen, Tabletten, Kapseln, Stäbchen, Platten oder Würfeln vor seiner Verwendung geformt werden.
Das Produkt ist ein qualitativ hochwertiger, nicht hygroskopischer und stabiler Feststoff, der frei ist von einer Vergilbung, Verfärbung, Verdampfung der Geschmacksstoffe, Veränderung oder Verschlechterung der wirksamen Bestandteile, weil bei seiner Herstellung keine starke Erhitzungsstufe erfolgt.
Das Produkt ist umfassend einsetzbar, z.B. als oder in Geschmacksstoffen, Farbstoffen, Emulgatoren, Nahrungsmitteln, Pharmazeutika, Kosmetika, Toilettenartikeln und deren Zwischenstoffen, in Abhängigkeit von den Eigenschaften der öllöslichen Substanz.
Mehrere Ausführungsformen und überlegene Wirkungen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden beschrieben.

Beispiel 1

Salatölenthaltendes Pulver

150 Teile Salatöl aus Sojabohnen wurden mit einem Teil Lecithin, 200 Teilen einer wäßrigen Maltoselösung mit einem Maltosegehalt von 92,5%, bezogen auf die Trockensubstanzbasis, und einem Feuchtigkeitsgehalt von 12%, und einem Beta-Maltosehydratkeim gemischt, die Mischung wurde kristallisiert, auf ein Tablett gegeben, verfestigt und gealtert, während sich die Kristallisation des Beta-Maltosehydrats beschleunigte, indem man es bei Umgebungstemperatur 2 Tage lang stehen ließ.
Der sich ergebende Block wurde einem Pulverisator zugeführt, das sich ergebende Produkt wurde durch Ventilation entwässert und gesiebt, um ein salatölenthaltendes Pulver hoher Qualität zu erhalten.
Das Produkt war vorteilhaft verwendbar zur Herstellung von Süßwarenprodukten, wie z.B. einer Vormischung, einem gefrorenen Dessert, Kuchen oder Bonbons: von Lebensmitteln, wie z.B. Mayonnaise, Dressing, Potagesuppe, Schmorbraten und "Chahan (gemischter, gebackener Reis)"; Arzneimittel zur Förderung der Nahrungsaufnahme, wie z.B. Intubationsernährung und Futtermittel.

Beispiel 2

"Rayu (ein scharfes Öl, hergestellt aus Sesamöl und Cayennepfeffer)" enthaltendes Granulat

Es wurden 50 Teile Rayu mit 100 Teilen einer wäßrigen Maltoselösung mit einem Maltosegehalt von 88,5%, bezogen auf die Trockensubstanzbasis, und einem Feuchtigkeitsgehalt von 13%, und einem Beta-Maltosehydratkeim gemischt, die Mischung wurde kristallisiert, verfestigt, gealtert und ähnlich wie in Beispiel 1 pulverisiert und einem Granulator zugeführt um ein in bezug auf Geschmack und Aroma exzellentes Granulat zu erhalten.
Das Produkt ist vorteilhaft einsetzbar als Gewürz für chinesisches Essen, wie z.B. "Ramen (chinesische Nudel)", Instantramen, "Gyoza (ein gebackener Kloß, der mit Hackfleisch vom Schwein gefüllt ist)" und "Wantan (chinesischer Mehlknödel mit Schweinefleisch)".

Beispiel 3

Knochenölenthaltendes Pulver

200 Teile einer wäßrigen Maltoselösung mit einem Maltosegehalt von 94,4%, bezogen auf die Trockensubstanzbasis, und einem Feuchtigkeitsgehalt von 5,0% wurden durch Zugabe einer kristallinen Alpha-Maltose bekeimt und die sich ergebende Mischung wurde mit 150 Teilen Knochenöl gemischt.
Das sich ergebende Produkt wurde verfestigt, gealtert, indem man es bei Umgebungstemperatur 2 Tage lang stehen ließ, einem Pulverisator zugeführt und durch eine eintägige Ventilation bei Umgebungstemperatur getrocknet.
Das Produkt ist vorteilhaft einsetzbar als oder in gesundheitsfördernden Agenzien, Tonika, Kosmetika und intakten Lebensmitteln oder nachdem es zu einem Granulat oder einer Tablette geformt ist.

Beispiel 4

Backfettenthaltendes Pulver

100 Teile Backfett wurden mit einem Teil Lecithin, 200 Teilen einer wäßrigen Maltoselösung, wie sie im Beispiel 3 eingesetzt wurde, und einem Beta-Maltosehydratkeim gemischt, die Mischung wurde kristallisiert und von der Spitze eines Sprühtrocknungsturmes nach unten durch eine Düse mit einer Hochdruckpumpe in einem 50 ºC warmen Luftstrom besprüht. Das sich ergebende Pulver wurde am Turmboden gesammelt, in einen Alterungsturm gebracht und bei 30 ºC über Nacht gealtert, um ein Pulver hoher Qualität zu erhalten, das Backfett enthielt.
Ähnlich wie das Produkt im Beispiel 1, ist das Produkt vorteilhaft einsetzbar in Süßwaren, gekochten Produkten, Arzneimitteln zur Förderung der Nahrungsaufnahme und Futtermitteln.

Beispiel 5

Lecithinenthaltendes Pulver

130 Teile einer wäßrigen Maltoselösung, mit einem Maltosegehalt von 92,5%, bezogen auf die Trockensubstanzbasis, und einem Feuchtigkeitsgehalt von 6% wurden durch Zugabe einer kristallinen Alpha-Maltose bekeimt und anschließend mit 70 Teilen Eilecithin gemischt, die Mischung wurde verfestigt, gealtert und ähnlich wie in Beispiel 3 pulverisiert.
Das Produkt mit einer starken Emulgierkraft ist vorteilhaft verwendbar als oder in einem Emulgiermittel für Öle und Fette; Schaummittel für Süßwaren, wie z.B. Biskuitkuchen, Plätzchen und Keks; Emulsionsstabilisator; Agens, um die Qualität von öligen Nahrungsmitteln, Nudeln, Fadennudeln und Cremes zu verbessern, und Kosmetika.

Beispiel 6

Eicosapentaensäureenthaltendes Pulver

4 Teile Gamma-Cyclodextrinpulver wurden in 100 Teilen einer wäßrigen Maltoselösung aufgelöst mit einem Maltosegehalt von 96,5%, bezogen auf die Trockensubstanzbasis, und einem Feuchtigkeitsgehalt von 18%, die Lösung wurde mit 4 Teilen Eicosapentaentriglycerid und einem Beta-Maltosehydratkeim gemischt. Die Mischung wurde kristallisiert, verfestigt, gealtert, pulverisiert und nach dem Verfahren in Beispiel 3 entwässert.
Die Eicosapentaensäure in dem Produkt ist sehr stabil, weil sie eine Einschlußverbindung zusammen mit Cyclodextrinen bildet.
Das Produkt ist vorteilhaft einsetzbar in Gesundheitslebensmitteln und Pharmazeutika, worin die Eicosapentaensäure anticholesterin- und arterioskleroseverhindernde Wirkungen liefert.
Wie aus obigem offensichtlich ist, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung fester Produkte, die eine öllösliche Substanz enthalten, insbesondere auf das, bei dem eine wäßrige Maltoselösung, zusammen mit einem Maltosekeim einer öllöslichen, flüssigen Substanz zugegeben wird, z.B. Öl und Fett, öllöslichem Geschmacksstoff, öllöslichem Farbstoff und öllöslichem Emulgator, zu der Beta-Maltosehydratform kristallisiert wird, während man es eine relativ großen Menge der öllöslichen Substanz aufnehmen läßt.
Da das Verfahren keine kräftige Verfahrensstufe enthält, verursacht es keine Verschlechterung oder Veränderung des Geschmacks, Aromas und des/der wirksamen Bestandteils/ Bestandteile einer öllöslichen, flüssigen Substanz. Somit ist ein festes Produkt hoher Qualität leicht erhältlich.
Das so erhaltene Produkt ist vorteilhaft einsetzbar in Geschmacksstoffen, Farbstoffen, Emulgatoren, Kosmetika, Toilettenartikeln und deren Zwischenprodukten.
Der Umfang der Erfindung wird deshalb nur durch die folgenden Ansprüche bestimmt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines festen Produkts, das eine öllösliche Substanz enthält, das die folgenden Schritte umfaßt:

Zugabe einer wäßrigen Maltoselösung, die einen Maltosegehalt von 85 Gew.-% oder mehr besitzt, bezogen auf den trockenen Feststoff, und einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 20 Gew.-%, zusammen mit einem Maltosekristallkeim zu einer öllöslichen, flüssigen Substanz, wobei die wäßrige Maltoselösung entweder durch Auflösung von Maltosehydrat in Wasser oder durch ein Verfahren erhalten wird, das die Verzuckerung von Stärke, die Reinigung und Konzentrierung der verzuckerten Stärke zu der wäßrigen Maltoselösung umfaßt, und

Kristallisierung des beta-Maltosehydrats in der Mischung, um eine Verfestigung zu bewirken.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die öllösliche, flüssige Substanz ein oberflächenaktives Mittel enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem das Gewichtsverhältnis der öllöslichen Substanz zu Maltose im Bereich von etwa 1,0:0,5-1,0:500 liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das feste Produkt in Form eines Pulvers, eines Granulats, einer Tablette, einer Kapsel, eines Stäbchens oder Platte vorliegt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das feste Produkt eine Substanz aus der Gruppe ist, die aus Geschmacksstoff, Farbstoff, Emulgator, Lebensmittel, Pharmazeutikum, Kosmetikum, Toilettenartikel, Materialien und deren Zwischenprodukten besteht.