DE60203522T2

DE60203522T2 - Neuartige, stabilisierte carotenoid-mischungen

Info

Publication number: DE60203522T2
Application number: DE60203522T
Authority: DE
Inventors: Bruno Leuenberger
Original assignee: DSM IP Assets BV
Current assignee: DSM IP Assets BV
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2002-08-14
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2022-08-15
Also published as: JP3935876B2; CN1274246C; MX246154B; WO2003017785A1; ATE291856T1; US20040191365A1; CN1509146A; ES2238602T3; US20090191312A1; EP1418822B1; CA2450931A1; AU2002336971A1; DE60203522D1; JP2005500075A; BR0209960B1; CA2450931C; KR100564504B1; EP1418822A1; KR20040044462A; MXPA04001567A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue stabilisierte Carotenoidzusammensetzungen. Spezieller bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Zusammensetzungen, die ein Carotenoid und/oder ein fettlösliches Vitamin in einer Matrix eines Proteins umfassen, das mit einer reduzierenden Substanz, einem festen Pflanzenfett und gegebenenfalls Hilfsmitteln vernetzt ist.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur Herstellung der neuen Zusammensetzungen; auf die Verwendung dieser Zusammensetzungen als Additive, insbesondere als funktionelle Gesundheitsinhaltsstoffe für Lebensmittel, insbesondere Pflanzenfette; und auf Lebensmittel, insbesondere Pflanzenfette, die eine neue Zusammensetzung dieser Erfindung enthalten.
Carotenoidzusammensetzungen sind aus der Technik bekannt. US-A-535636 offenbart Vitamin/Carotenoid-Produkte in Pulverform, die in einer Matrix auf Gelatinebasis eingebettet sind. Außerdem offenbart EP-B-0410236 ein Verfahren zur Herstellung von Carotenoidzusammensetzungen in einer Ölmatrix.
Der Ausdruck „funktioneller Gesundheitsinhaltsstoff" bezieht sich auf Additive für Lebensmittel, die den Nährwert von Lebensmitteln ergänzen oder verbessern, wie mit Vitaminen angereicherte Zusammensetzungen.
Der Ausdruck „Carotenoid", wie hierin verwendet, umfaßt ein natürliches oder synthetisches Carotin oder eine strukturell verwandte Polyenverbindung, die als ein funktioneller Gesundheitsinhaltsstoff oder Farbstoff für Lebensmittel verwendet werden kann, wie α- oder β-Carotin, 8'-apo-β-Carotenal, 8'-apo-β-Carotenoinsäureester, wie der Ethylester, Canthaxanthin, Astaxanthin, Lycopin, Lutein, Zeaxanthin oder Crocetin, oder Gemische davon. Die bevorzugten Carotenoide sind β-Carotin, Lycopin und Lutein und Gemische davon, insbesondere β-Carotin. Die Menge an Carotenoid und/oder fettlöslichem Vitamin in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung kann etwa 0,1 bis etwa 30 Gew.-% und vorzugsweise etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% betragen.
Das Protein ist vorzugsweise Gelatine, die Rinder-, Schweine- oder Fischgelatine oder hydrolysierte Gelatine sein kann. Irgendeine Gelatine, die eine Bloom-Zahl zwischen praktisch 0 und etwa 300, vorzugsweise etwa 50 und etwa 250 aufweist, kann in der Praxis der Erfindung eingesetzt werden. Sowohl Typ A als auch Typ B kann eingesetzt werden. Die Menge an Protein in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung kann etwa 5 bis etwa 80 Gew.-% und vorzugsweise etwa 10 bis etwa 40 Gew.-% betragen.
Die reduzierende Substanz ist vorzugsweise ein reduzierender Zucker, wie Fruktose, Glukose, Laktose, Maltose, Xylose, Arabinose, Ribose, Invertzucker oder Sirups mit hohem Fruktose- oder Glukosegehalt. Ebenso können Aldehyde, wie Glutaraldehyd, als die reduzierende Substanz verwendet werden.
Die Menge der reduzierenden Substanzen in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung kann etwa 5 bis etwa 50 Gew.-% und vorzugsweise etwa 10 bis etwa 35 Gew.-% betragen.
Das Pflanzenfett sollte bei Raumtemperatur (20 bis 25°C) fest sein. Beispiele solcher Fette sind Pflanzenfette und gehärtete (d. h. hydrierte) Pflanzenöle, wie gehärtetes Sonnenblumenöl (ebenso als Sonnenblumenfett bezeichnet) und gehärtetes Rapsöl. Weitere Beispiele von Pflanzenfetten zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind gehärtetes Rizinusöl, gehärtetes Baumwollsamenöl, Kokosfett und Palmfett.
Die Menge des festen Pflanzenfettes in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung kann etwa 2 bis etwa 30 Gew.-% und vorzugsweise etwa 5 bis etwa 20 Gew.-% betragen.
Fettlösliche Vitamine, die in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung vorliegen können, sind Vitamin A, D, E und K. Diese Vitamine können einzeln oder in irgendeiner gewünschten Kombination oder in Kombination mit einem Carotenoid, wie oben definiert, vorliegen. In einem bevorzugten Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Zusammensetzungen, umfassend ein Carotenoid in einer Matrix eines Proteins, das mit einer reduzierenden Substanz, einem festen Pflanzenfett und gegebenenfalls Hilfsmitteln vernetzt ist.
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können weitere Inhaltsstoffe umfassen, beispielsweise Hilfsmittel, wie Antioxidationsmittel, Emulgatoren, Feuchthaltemittel, Streckmittel, Lösungsvermittler und andere Färbemittel; oder Nährwertmittel, beispielsweise wasserlösliche Vitamine, wie Vitamin B₁, B₂, B₆ oder C. Beispiele von Antioxidationsmitteln sind butyliertes Hydroxyanisol, butyliertes Hydroxytoluol und Ethoxychin. Der Emulgator kann ein Lecithin sein. Beispiele von Feuchthaltemitteln sind Glycerol, Sorbitol, Propylenglykol und Polyethylenglykole. Vorzugsweise enthalten die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung Glycerol in einer Menge von beispielsweise 5 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-%.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die neuen Zusammensetzungen durch Bilden einer Emulsion einer wässerigen Lösung aus dem Protein, der reduzierenden Substanz und gegebenenfalls wasserlöslichen Hilfsmitteln mit dem Carotenoid und/oder fettlöslichem Vitamin, dem festen Pflanzenfett und gegebenenfalls fettlöslichen Hilfsmitteln, Umwandeln der Emulsion in eine Trockenteilchenform und Unterziehen der Teilchen Bedingungen, die die Vernetzung des Proteins und der reduzierenden Substanz bewirken, hergestellt werden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens dieser Erfindung wird das Protein, beispielsweise Gelatine, in Wasser, wenn notwendig, durch vorsichtiges Erwärmen gelöst und das Carotenoid und andere fettlösliche Inhaltsstoffe werden in der Lösung des Proteins dispergiert oder emulgiert. Das Carotenoid und andere fettlösliche Inhaltsstoffe können so oder gelöst in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, beispielsweise ein chlorierter Kohlenwasserstoff, wie Chloroform, zugegeben werden. Die reduzierende Substanz und gegebenenfalls wasserlösliche Inhaltsstoffe können in das Gemisch entweder vor oder nach der Zugabe des Carotenoids und anderen gegebenenfalls fettlöslichen Inhaltsstoffen eingebracht werden. Das Gemisch wird durch konventionelle Techniken, wie Rühren, Hochdruckhomogenisierung, Hochscheremulgierung oder dergleichen homogenisiert und die resultierende Emulsion in eine Trockenteilchenform, wie Körnchen oder Kügelchen, durch Sprühen auf ein Bett aus Stärke umgewandelt. Wenn ein Lösungsmittel verwendet worden ist, um das Carotenoid oder gegebenenfalls fettlösliche Mittel zu lösen, wird dieses Lösungsmittel geeigneterweise aus der Emulsion durch Verdampfung vor dem Sprühtrocknen entfernt.
Die Stärke, die in dem Verfahren verwendet wird, um die gesprühte Emulsion zu sammeln, kann vollständig aus einem Pulver von Stärke und/oder chemisch modifizierter Stärke bestehen. Die Stärke kann ebenso kleine Mengen an Schmiermitteln oder anderen Modifikatoren, wie Talk, Kieselsäure, Mehle, hydrierte Fette und Metallsalze von höheren Fettsäuren, beispielsweise Calciumstearat, enthalten. Das Stärkepulver sollte im wesentlichen in kaltem Wasser unlöslich sein und gegen die Befeuchtung durch Wasser beständig sein; es sollte eine nennenswerte Fähigkeit aufweisen, Wasser zu absorbieren und/oder adsorbieren; und es sollte freifließend sein. Sein Feuchtigkeitsgehalt sollte unter etwa 10 Gew.-% liegen. Stärkepulver des gewünschten Typs sind beispielsweise die, die in US 2,613,206 offenbart werden, und die, die kommerziell als „Dry-Flo" von National Starch Products, Inc., New York erhältlich sind. Das Sprühen der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Emulsion kann durch an sich bekannte Techniken durchgeführt werden, beispielsweise wie in US 4,670,247 offenbart, deren Inhalte hierin für Referenzzwecke einbezogen werden. Am stärksten bevorzugt ist das Sprühtrocknen in Kombination mit Fließbettgranulierung (allgemein bekannt als Fließbettsprühtrocknen oder FSD). Die Sprühbedingungen werden geeigneterweise so eingestellt (durch die Größe der Sprühdüsenöffnung, den Prozentsatz an Wasser in der Emulsion usw.), um Teilchen herzustellen, die einen 10-Mesh-Sieb durchdringen und durch einen 200-Mesh-Sieb gehalten werden, vorzugsweise Teilchen mit einer Größe zwischen 20 und 170 Mesh.
Die erhaltenen Körnchen oder Kügelchen werden dann Bedingungen unterzogen, die die Vernetzung des Proteins, beispielsweise Gelatine, und der reduzierenden Substanz (Zucker) bewirken. Die Vernetzung kann durch Wärmebehandlung oder durch Behandlung mit Enzymen, beispielsweise Transglutaminase, erreicht werden.
Vorzugsweise wird das Vernetzen durch Wärmebehandlung erreicht. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Körnchen oder Kügelchen auf etwa 60°C bis etwa 100°C für etwa 10 bis etwa 60 Minuten, beispielsweise auf 80°C für etwa 40 Minuten, erhitzt. Die so erhaltene Zusammensetzung stellt ein Pulver dar, das in siedendem Wasser nicht löslich ist.
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können insbesondere Verwendung als Additive für Pflanzenfette, wie Margarine, finden, wo sie erhöhte Stabilität des speziellen Inhaltsstoffes im Vergleich zu ähnlichen Zusammensetzungen, die kein gehärtetes Pflanzenfett enthalten, bereitstellen. Sie können beispielsweise in Pflanzenfetten in einer Menge vorliegen, um etwa 1 bis etwa 2000 ppm Carotenoid bereitzustellen.
Das folgende Beispiel stellt die Erfindung weiter dar.
Beispiel
44 g Gelatine (Bloom 140), 48 g Fruktose, 20 g Glycerol und 3 g Ascorbylpalmitat wurden in Wasser bei 60°C gelöst. Der pH wurde auf 7,6 durch die Zugabe von 2,4 ml 20% (Gewicht/Volumen) wässeriger Natriumhydroxidlösung eingestellt, um Phase I zu erhalten. 11 g Luteinkuchenbase (75%, Kemin Foods, Des Moines, Iowa, USA), 4,8 g Lycopin (70%, Lyco-Red Natural Products Industries Ltd., Israel), 20 g Sonnenblumenfett und 3 g d,l-α-Tocopherol wurden in 150 ml Chloroform mit Erhitzen unter Rückfluß gelöst. Daher wurde so die Phase II erhalten. Phase II wurde langsam zu Phase I bei 45°C unter Verwendung eines Rotor-Stator-Emulgators emulgiert, um eine Teilchengröße der inneren Phase von 214 nm zu erhalten. Das Chloroform wurde abdestilliert und die resultierende Emulsion in ein Stärkefließbett gesprüht. Die so erhaltenen Kügelchen wurden durch Sieben getrennt und in einem Fließbett getrocknet. Das so erhaltene Pulver wurde in einen Rundkolben überführt und für 40 Minuten in einem Ölbad von 80°C in einem Rotationstrockner erhitzt.
Das so erhaltene Produkt wurde in Margarine in Carotenoidkonzentrationen von 260 ppm und 2000 ppm eingebracht. Nach der Lagerung für vier Wochen bei 4°C wurde die Retention der Cartenoide durch Spektrophotometrie bestimmt und betrug 100%.

Claims

Zusammensetzungen, umfassend ein Carotenoid und/oder fettlösliches Vitamin in einer Matrix eines Proteins, das mit einer reduzierenden Substanz, einem festen Pflanzenfett und gegebenenfalls Hilfsmitteln vernetzt ist.
Zusammensetzungen, umfassend ein Carotenoid in einer Matrix eines Proteins, das mit einer reduzierenden Substanz, einem festen Pflanzenfett und gegebenenfalls Hilfsmitteln vernetzt ist.
Zusammensetzungen nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Protein Gelatine ist.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die reduzierende Substanz ein reduzierender Zucker ist.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Matrix etwa 5 bis etwa 80 Gew.-% Protein, etwa 5 bis etwa 50 Gew.-% einer reduzierenden Substanz und etwa 2 bis etwa 30 Gew.-% eines festen Pflanzenfettes umfaßt.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Matrix etwa 10 bis etwa 40 Gew.-% Protein, etwa 10 bis etwa 35 Gew.-% einer reduzierenden Substanz und etwa 5 bis etwa 20 Gew.-% eines festen Pflanzenfettes umfaßt.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend etwa 0,1 bis etwa 30 Gew.-% eines Carotenoids und/oder fettlöslichen Vitamins.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% eines Carotenoids und/oder fettlöslichen Vitamins.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Carotenoid α- oder β-Carotin, 8'-apo-β-Carotenal, 8'-apo-β-Carotenoinsäureester, wie der Ethylester, Canthaxanthin, Astaxanthin, Lycopin, Lutein, Zeaxanthin oder Crocetin, oder Gemische davon ist.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Carotenoid β-Carotin, Lutein oder Lycopin oder Gemische davon ist.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Carotenoid β-Carotin ist.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Carotenoid ein Gemisch aus Lycopin und Lutein ist.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Pflanzenfett Sonnenblumenfett oder gehärtetes Rapsöl ist.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei Glycerol als ein Hilfsmittel vorliegt.
Zusammensetzungen nach Anspruch 1, wobei das fettlösliche Vitamin Vitamin A, D, E oder K oder Gemische davon ist.
Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, welches das Bilden einer Emulsion einer wässerigen Lösung aus Protein, der reduzierenden Substanz und gegebenenfalls wasserlöslichen Hilfsmitteln mit dem Carotenoid und/oder fettlöslichen Vitamin, dem festen Pflanzenfett und gegebenenfalls fettlöslichen Hilfsmitteln, das Umwandeln der Emulsion in eine Trockenteilchenform und das Unterziehen der Teilchen Bedingungen, die das Vernetzen des Proteins und der reduzierenden Substanz bewirken, umfaßt.
Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 als ein Additiv für Lebensmittel.
Verwendung nach Anspruch 17, wobei das Lebensmittel ein Pflanzenfett ist.
Verwendung nach Anspruch 17, wobei das Lebensmittel Margarine ist.
Lebensmittel, enthaltend eine Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
Pflanzenfett, enthaltend eine Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
Margarine, enthaltend eine Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 15.