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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Farbstoff für Nahrungsmittel und Pharmazeutika.
Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung
von α-Zeacarotin
und/oder β-Zeacarotin
als Farbstoff für
Nahrungsmittelprodukte oder pharmazeutische Zusammensetzungen, Farbstoffzusammensetzungen,
die α-Zeacarotin
und/oder β-Zeacarotin
als Farbstoff enthalten, und Nahrungsmittelprodukte oder pharmazeutische
Zusammensetzungen, die mit α-Zeacarotin
und/oder β-Zeacarotin
gefärbt
sind.
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α-Zeacarotin,
auch als 7',8'-Dihydro-δ-carotin
bekannt, ist eine Verbindung der Formel
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β-Zeacarotin,
auch als 7',8'-Dihydro-γ-carotin
bekannt, ist eine Verbindung der Formel
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Diese
bekannten Verbindungen sind eindeutig strukturell sehr eng verwandt,
wobei der einzige Unterschied in der Position der Doppelbindung
in der Cyclohexenringkomponente besteht.
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Bezugsstellen
für die
Herstellung dieser Verbindungen sind in Carotenoids, S. 774, O.
Isler (Hrsg.), Birkhäuser
Verlag Basel und Stuttgart 1971; Chemistry in Britain 3(10), 424
(1967) und Pure and Appl. Chem. 14, 265 (1967), beide von B. C.
L. Weedon, und R. Rüegg
et al., Helv. Chim. Acta 44, 994 (1961) angegeben.
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Erfindungsgemäß wurde
gefunden, dass α-Zeacarotin
und β-Zeacarotin
jeweils einzeln oder als Kombination von beiden in jedem beliebigen
relativen Anteil (wobei jede Möglichkeit
im folgenden der Einfachheit halber als "das Zeacarotin" oder dergleichen bezeichnet wird) dazu
verwendet werden kann, Nahrungsmittelprodukten, wie Getränken, Süßwaren und
Milchprodukten, sowie pharmazeutischen Zusammensetzungen, wie Tabletten
und Kapseln, eine gelbe bis grünlich-gelbe
Farbe zu verleihen. Diese Verwendung stellt einen Aspekt der vorliegenden
Erfindung dar. Als weitere Aspekte umfasst die Erfindung Nahrungsmittelprodukte oder
pharmazeutische Zusammensetzungen, die das Zeacarotin in einer Menge
enthalten, die ausreicht, um diesen Zusammensetzungen eine gelbe
bis grünlich-gelbe
Farbe zu verleihen, sowie Farbstoffzusammensetzungen, welche das
Zeacarotin als Farbstoff und eine Matrix oder einen Träger umfassen.
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Für die Zwecke
der vorliegenden Erfindung wird das Zeacarotin vorzugsweise in Form
einer Farbstoffzusammensetzung verwendet, d. h. zu dem Nahrungsmittelprodukt
oder der pharmazeutischen Zusammensetzung, die gefärbt werden
sollen, hinzugefügt
oder anderweitig in das Nahrungsmittelprodukt oder die pharmazeutischen
Zusammensetzung während
deren Herstellung eingebracht, und eine solche Farbstoffzusammensetzung
ist von der Erfindung mit umfasst, wie vorstehend erwähnt. Die
das Zeacarotin enthaltende Farbstoffzusammensetzung kann eine feste
oder flüssige
Zusammensetzung sein. Vorzugsweise wird das Zeacarotin als feste
wasserdispergierbare Farbstoffzusammensetzung verwendet. Eine flüssige Farbstoffzusammensetzung,
die das Zeacarotin enthält,
kann eine stabile wässrige
Dispersion des Zeacarotins sein, oder sie kann eine stabile Suspension
des Zeacarotins in einem Triglycerid, wie Pflanzenöl, sein.
Um eine intermediäre Farbschattierung
zu erzielen, können
solche Zusammensetzungen gegebenenfalls einen oder mehrere weitere
Farbstoffe enthalten, z. B. ein oder mehrere weitere Carotinoide,
wie β-Carotin, Canthaxanthin,
8'-Apo-β-carotinal,
Ethyl-8'- apo-β-carotinoat,
Lycopen, Astanxanthin, Lutein und Zeaxanthin.
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Die
erfindungsgemäßen Farbstoffzusammensetzungen
sind vorzugsweise feste, pulverförmige
Zusammensetzungen, worin das enthaltene (Gesamt-)Zeacarotin in einer
Matrix oder einem Träger
fein verteilt ist. In diesen Zusammensetzungen beträgt die Menge
an (Gesamt-)Zeacarotin geeigneterweise von etwa 0,1 bis etwa 30
Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Farbstoffzusammensetzung.
Die Matrix oder der Träger
kann jede Matrix oder jeder Träger
sein, die herkömmlicherweise
für die
Formulierung von Carotinoiden verwendet werden. Zum Beispiel kann
es ein Kohlenhydrat, ein modifiziertes Kohlenhydrat, ein Protein,
ein modifiziertes Protein oder ein beliebiges Gemisch zweier oder
mehrerer von diesen sein.
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Die
Herstellung der erfindungsgemäßen Farbstoffzusammensetzungen
kann auf eine Weise durchgeführt
werden, die für
die Herstellung von Zusammensetzungen von Carotinoiden und fettlöslichen
Vitaminen zur Verwendung in Nahrungsmittelprodukten, einschließlich Getränken, an
sich bekannt ist, z. B. wie in den
europäischen Patentveröffentlichungen
Nr. 0347751 ,
0966889 ,
1066761 und
1106174 und in der PCT-Veröffentlichung
Nr.
WO 98/15195 offenbart,
und diese gesamten Techniken können
eingesetzt werden.
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So
können
die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
durch ein Verfahren hergestellt werden, das Homogenisieren des Trägers und
gegebenenfalls eines oder mehrerer wasserlöslicher Excipienten und/oder Hilfsstoffe
in einer wässrigen
oder kolloidalen Lösung,
einer Lösung
oder Dispersion des Zeacarotins und gegebenenfalls eines oder mehrerer
fettlöslicher
Excipienten und/oder Hilfsstoffe in einem Triglycerid oder einem organischen
Lösungsmittel
oder in einem Gemisch aus sowohl einem Triglycerid als auch einem
organischen Lösungsmittel
und, falls erforderlich, Umwandeln der so erhaltenen Dispersion
in einem feste Zusammensetzung umfasst. Wenn das Dispersionsmedium
für das
Zeacarotin, d. h. das Triglycerid, das organische Lösungsmittel
oder das Gemisch von beiden, vorwiegend aus einem organischen Lösungsmittel
besteht und nur eine kleinere Menge des Triglycerids enthält, kann
von letzterem angenommen werden, dass es in der Rolle eines Excipienten
und/oder Hilfsstoffs zugegen ist, in welcher Rolle es zur Verhinderung
oder zumindest zur Verzögerung
der Kristallisation des Zeacarotins aus der Lösung geeignet ist, wodurch
es als Lösehilfsmittel wirkt.
Das gesamte Verfahren kann typischerweise wie folgt durchgeführt werden:
Der
Träger
und jegliche(r) gegebenenfalls vorhandene(r) wasserlösliche(r)
Excipient(en) und/oder Hilfsstoff(e) werden in Wasser gelöst, was
eine wässrige
Matrixlösung
ergibt. In einem getrennten Schritt werden das Zeacarotin und jegliche(r)
gegebenenfalls vorhandene(r) fettlösliche(r) Excipient(en) und/oder
Hilfsstoff(e) in dem Triglycerid und/oder dem organischen Lösungsmittel
gelöst
oder suspendiert. Die Lösung
oder Suspension des Zeacarotins wird dann zu der wässrigen
Matrixlösung
hinzugefügt,
und das Gemisch wird homogenisiert, um eine feine Dispersion des
Zeacarotins in der Wasserphase zu erhalten. Schließlich wird
die Dispersion in eine feste Zusammensetzung umgewandelt, wenn gewünscht.
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Das
Verfahren zur Herstellung der Farbstoffzusammensetzung stellt noch
einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung dar.
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In
der vorstehenden und der weiteren Beschreibung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, welche
das Zeacarotin als Farbstoff enthalten, und ihrer Herstellung bedeutet
der Ausdruck "Matrix" die stoffliche Umgebung,
ausgenommen Wasser oder ein anderes Lösungsmittel und solche funktionellen
Inhaltsstoffe, wie Antioxidantien und Mikrobizide, in welcher der
Zeacarotin-Farbstoff (schließlich)
dispergiert oder, genauer gesagt, eingekapselt ist; in vielen Fällen ist
er synonym zu dem Ausdruck "Träger". Im Fall fester,
Wasser-dispergierbarer Formen ist es der Teil der festen Zusammensetzung,
welcher das Zeacarotin fein verteilt darin enthält und der sich in Wasser löst, wenn
die Zusammensetzung hinzugefügt
wird, wobei das Zeacarotin dann in dem wässrigen Medium gleichmäßig dispergiert
wird.
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Für die Homogenisierung
können
herkömmliche
Techniken, wie Hochdruckhomogenisierung, Hochscheremulgierung (Rotor-Stator-Systeme),
Mikronisierung oder Nassmahlen, angewendet werden. Andere, zur Herstellung
von Zusammensetzungen von Carotinoiden und fettlöslichen Vitaminen zur Verwendung
in Nahrungsmittelprodukten, einschließlich Getränken, verwendete Techniken
sind z. B. in den
europäischen Patentveröffentlichungen
Nr. 937412 und
1008380 und
in der
US-Patentbeschreibung
Nr. 6,093,348 offenbart, und diese gesamten Techniken können eingesetzt
werden.
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Die
so erhaltene Dispersion, die eine Öl-in-Wasser-Dispersion ist, kann unter Verwendung
einer beliebigen herkömmlichen
Technik, wie Sprühtrocknen,
Sprühtrocknen
in Kombination mit Fließbettgranulierung (wobei
die letztere Technik üblicherweise
als Fließbettsprühtrocknen
oder FSD bekannt ist), oder mittels einer Pulver-Fangtechnik, wobei
gesprühte
Emulsionströpfchen
in einem Bett aus einem Absorptionsmittel, wie Stärke, aufgefangen
und anschließend
getrocknet werden, in eine feste Zusammensetzung umgewandelt werden.
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Ein
bevorzugtes Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Farbstoffzusammensetzung
umfasst das Herstellen einer Lösung
oder Dispersion des Zeacarotins und eines öllöslichen Antioxidans in einem Triglycerid,
z. B. einem pflanzlichen Öl
oder Fett, und gegebenenfalls einem organischen Lösungsmittel,
z. B. einen chlorierten Kohlenwasserstoff; Emulgieren der erhaltenen
Lösung
oder Dispersion auf Ölbasis
in einer wässrigen
Lösung,
die aus einem Schutzhydrokolloid oder einem Träger, wie einem Protein, einem
modifizierten Protein, einem Polysaccharid oder einem modifizierten
Polysaccharid oder jedem Gemisch von diesen, einem Kohlenhydrat
und gegebenenfalls einem wasserlöslichen
Antioxidans hergestellt ist; falls erforderlich, Entfernen des organischen
Lösungsmittels,
z. B. mittels Verdampfen, aus der Emulsion, Trocknen der Emulsion
auf eine an sich bekannte Weise, z. B. durch Sprühen in ein Stärkefließbett; und
schließlich
Trennen der getrockneten Partikel, z. B. mittels Sieben.
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Ein
weiterhin bevorzugtes Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Farbstoffzusammensetzung,
in diesem Fall einer Suspension des fein verteilten Zeacarotins
in einem Triglycerid, umfasst das Einbringen des Zeacarotins und
gegebenenfalls eines oder mehrerer fettlöslicher Excipienten und/oder
Hilfsstoffe in ein Triglycerid, Erhalten einer öl-mischbaren Dispersion des
Zeacarotins in dem Triglycerid und Mahlen der Dispersion, z. B.
mit einer Kugelmühle,
wodurch die Dispersion in die gewünschte Suspension von fein
verteiltem Zeacarotin in dem Triglycerid umgewandelt wird.
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Das
vorstehend erwähnte
Schutzhydrokolloid ist eine wasserlösliche polymere Substanz, die
als das Matrix- oder Trägermaterial
wirkt und gegenüber
dem Zeacarotin eine schützende
Rolle ausübt.
In der Regel ist das Hydrokolloid durch Oberflächenaktivität gekennzeichnet, wodurch es
Emulsionen oder Suspensionen stabilisiert, in denen es mit dem Zeacarotin-Farbstoff
vorliegt. Einige, aber nicht alle Träger können als Schutzhydrokolloide
wirken.
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Das
Schutzhydrokolloid oder der Träger,
die in der erfindungsgemäßen Farbstoffzusammensetzung vorliegen
und zu ihrer Herstellung verwendet werden können, ist beispielsweise und
genauer gesagt ein Polysaccharidgummi, z. B. Gummiarabicum; eine
modifizierte Nahrungsmittelstärke,
z. B. Natriumoctenylsuccinylstärke;
ein Pektin, z. B. Zuckerrübenpektin;
ein Maltodextrin; ein Protein, z. B. eine Gelatine, insbesondere Fisch-,
Schweine- oder Rindergelatine, ein Pflanzenprotein oder ein Milchprotein;
ein Ligninsulfonat oder ein beliebiges Gemisch dieser Substanzen.
Vorzugsweise wird Natriumoctenylsuccinylstärke oder eine Gelatine als
Schutzhydrokolloid oder Träger
eingesetzt.
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Geeigneterweise
enthalten die erfindungsgemäßen Farbstoffzusammensetzungen
(weiterhin) einen oder mehrere Excipienten und/oder Hilfsstoffe,
die aus einem oder mehreren von jeweils Mono-, Di-, Oligo- und Polysacchariden,
Triglyceriden, wasserlöslichen
Antioxidantien und fettlöslichen
Antioxidantien ausgewählt
sind. Feste Zusammensetzungen können
zusätzlich
ein Antiklumpmittel, wie Kieselsäure,
und bis zu etwa 10 Gew.-%, in der Regel etwa 2 bis etwa 5 Gew.-%,
Wasser enthalten.
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Beispiele
für Mono-
und Disaccharide, die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorliegen können, sind
Saccharose, Invertzucker, Glucose, Fructose, Lactose, Maltose, Saccharose
und Zuckeralkohole, und Beispiele für die Oligo- und Polysaccharide
sind Stärke
und Stärkehydrolysate,
z. B. Dextrine und Maltodextrine, insbesondere solche mit Dextroseäquivalenten
(DE) im Bereich von 5–65,
und Glucosesirup, insbesondere solcher mit DE im Bereich von 20–95. Der
Begriff "Dextroseäquivalent" (DE) bezeichnet
den Grad der Hydrolyse und ist ein Maß für die Menge an reduzierendem
Zucker, berechnet als D-Glucose auf Basis des Trockengewichts; die
Skala basiert auf nativer Stärker
mit einem DE nahe 0 und Glucose mit einem DE von 100.
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Das
Triglycerid ist geeigneterweise ein Pflanzenöl oder -fett, vorzugsweise
Maisöl,
Sonnenblumenöl, Sojabohnenöl, Saffloröl, Rapsöl, Erdnussöl, Palmöl, Palmkernöl, Baumwollsamenöl oder Kokosnussöl.
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Das
organische Lösungsmittel
kann zum Beispiel Methylenchlorid, Chloroform, Ethylacetat, Dimethylether,
Aceton, Ethanol oder Isopropanol sein.
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Das
wasserlösliche
Antioxidans kann zum Beispiel Ascorbinsäure oder ein Salz davon sein,
vorzugsweise Natriumascorbat. Das fettlösliche Antioxidans kann zum
Beispiel ein Tocopherol, z. B. DL-α-Tocopherol (d. h. synthetisches
Tocopherol), D-α-Tocopherol
(d. h. natürliches
Tocopherol), β-
oder γ-Tocopherol
oder ein Gemisch zweier oder mehrerer von diesen; butyliertes Hydroxytoluol
(BHT); butyliertes Hydroxyanisol (BHA); Propylgallat; tert.-Butylhydroxychinolin
oder ein Ascorbinsäureester
einer Fettsäure,
vorzugsweise Ascorbylpalmitat oder -stearat, sein. Je nach dem pH
der wässrigen
Matrixlösung
kann der Ascorbinsäureester
einer Fettsäure,
insbesondere Ascorbylpalmitat oder -stearat, alternativ zur Wasserphase
hinzu gegeben werden.
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Die
erfindungsgemäßen Farbstoffzusammensetzungen
können
feste Zusammensetzungen sein, d. h. stabile, wasserlösliche oder
-dispergierbare Pulver, oder sie können flüssige Zusammensetzungen sein,
d. h. wässrige
kolloidale Lösungen
oder Öl-in-Wasser-Dispersionen
der vorstehend genannten Pulver oder Öl-in-Wasser-Dispersionen des Zeacarotins, die durch
niedermolekulare Nahrungsmittelemulgatoren stabilisiert werden,
wobei diese Emulgatoren als solche bekannt sind. Die stabiliserten Öl-in-Wasser-Dispersionen, die Öl-in-Wasser-Emulsionen
sein können
oder ein Gemisch suspendierter, d. h. fester, Partikel oder emulgierter,
d. h. flüssiger,
Tröpfchen
umfassen können,
können
durch die bereits vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt
werden. Andere flüssige
Zusammensetzungen sind öllösliche Dispersionen
des Zeacarotins in Triglyceriden, z. B. Pflanzenölen. Diese öllöslichen Dispersionen können durch
Mikronisierung des dispergierten Zeacarotins durch etablierte Techniken,
wie Mahlen, z. B. mit einer Kugelmühle oder ähnlichen Vorrichtungen, physikalisch
stabilisiert werden und/oder durch Zugabe eines oder mehrerer fettlöslicher
Antioxidantien chemisch stabilisiert werden.
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Üblicherweise
umfasst eine erfindungsgemäße Pulverfarbstoffzusammensetzung:
etwa
0,1 bis etwa 30 Gew.-%, vorzugsweise etwa 1 bis etwa 20 Gew.-%,
des Zeacarotins;
0 bis etwa 20 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,5
bis etwa 10 Gew.-%, eines oder mehrerer fettlöslicher Antioxidantien;
0
bis etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,5 bis etwa 30 Gew.-%, eines
Triglycerids;
etwa 1 bis etwa 90 Gew.-%, vorzugsweise etwa
5 bis etwa 70 Gew.-%, eines Schutzhydrokolloids;
0 bis etwa
70 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis etwa 40 Gew.-%, eines oder mehrerer
Disaccharide;
0 bis etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis etwa
35 Gew.-%, einer Stärke;
0
bis etwa 70 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis etwa 40 Gew.-%, eines Stärkehydrolysats;
0
bis etwa 10 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis etwa 5 Gew.-%, eines wasserlöslichen
Antioxidans;
0 bis etwa 5 Gew.-%, vorzugsweise etwa 1 bis etwa
3 Gew.-%, Kieselsäure
und
0 bis etwa 10 Gew.-%, vorzugsweise etwa 1 bis etwa 5 Gew.-%,
Wasser,
wobei die Gewichtsprozente dieser sämtlichen Inhaltsstoffe zu 100
addieren.
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Beispiele
für Getränke, die
das Zeacarotin als zugefügten
oder eingebrachten Farbstoff enthalten und von der vorliegenden
Erfindung umfasst sind, sind nicht-alkoholische, mit Geschmack versehene
Getränke,
z. B. mit Geschmack versehene Selterswässer, Softdrinks, Mineralgetränke, mit
Geschmack versehene Wasser, Fruchtsäfte, Fruchtnektare, Fruchtpunsche
und konzentrierte Formen dieser Getränke. Sie können auf natürlichen
Frucht- oder Gemüsesäften oder
auf künstlichen
Saftgeschmacksstoffen basieren und kohlensäurehaltig oder nicht kohlensäurehaltig
sein. Alkoholische Getränke,
Instant-Getränkepulver,
zuckerhaltige Getränke und
Diätgetränke, die
kalorienfreie oder künstliche
Süßstoffe
enthalten, stellen noch weitere Beispiele für Getränke dar, die, weil sie das
Zeacarotin als Farbstoff enthalten, von der vorliegenden Erfindung
umfasst werden.
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Weiterhin
liegen Milchprodukte, die aus natürlichen Quellen erhalten werden,
im Umfang der Nahrungsmittelprodukte, in denen das Zeacarotin als
hinzugefügter
oder eingebrachter Farbstoff vorliegt, und sind als solche von der
Erfindung umfasst. Typische Beispiele für solche Milchprodukte sind
Milchgetränke,
Butter, Käse,
Eiscreme, Joghurt und dergleichen. Milchersatzprodukte, wie Sojamilchprodukte,
und synthetisch hergestellte Milchersatzprodukte sind ebenfalls
in die erfindungsgemäßen Nahrungsmittelprodukte,
die das Zeacarotin enthalten, eingeschlossen.
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Ebenfalls
im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten sind Süßwaren,
die das Zeacarotin als hinzugefügten
oder eingebrachten Farbstoff enthalten, wobei diese Süßwaren Zuckerkonfektprodukte,
z. B. gekochte Bonbons, Gummis, Gelees, Toffees und Karamell, und
Desserts, einschließlich
gefrorener Desserts, z. B. Sorbets, Puddings, Instant-Puddingpulver
und Marmeladen. Ferner können
auch Fruchtzubereitungen, die für
Milchprodukte und Cerealien verwendet werden, mit dem Zeacarotin
gefärbt
werden, und solche gefärbten Fruchtzubereitungen
sind ebenfalls erfindungsgemäße Nahrungsmittelprodukte.
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Ebenfalls
im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten sind Produkte auf
Fettbasis, z. B. Aufstriche, einschließlich fettarmer Aufstriche
und Margarine; kalorienarme Produkte, die natürliche oder synthetisch hergestellte
Fettersatzstoffe enthalten; Cerealien und Cerealienprodukte, z.
B. Kekse, Kuchen und Pasta; sowie Snacks, z. B. extrudierte oder
nicht-extrudierte Produkte auf Kartoffelbasis, die sämtlich das
Zeacarotin als hinzugefügten
oder eingebrachten Farbstoff enthalten.
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Noch
weitere Nahrungsmittelprodukte, die mit Zeacarotin gefärbt werden
können,
sind solche gemischten Produkte, wie Suppen, Soßen, z. B. Mayonnaise und Salatdressings,
Gewürze
und Tofuprodukte sowie alle zusammengesetzten Nahrungsmittel, die
eines oder mehrere der oben genannten Nahrungsmittelprodukte enthalten.
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Die
Konzentration des (gesamten) Zeacarotins, das als Farbstoff in den
erfindungsgemäßen Nahrungsmittelprodukten
verwendet wird, kann von etwa 0,1 bis etwa 500 ppm, vorzugsweise
von etwa 1 bis etwa 50 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht des Nahrungsmittelprodukts,
betragen. Eindeutig hängt
der Konzentrationsbereich in jedem besonderen Fall von dem bestimmten
Nahrungsmittelprodukt, das gefärbt
werden soll, und von dem beabsichtigten Grad der Färbung in
einem solchen Nahrungsmittelprodukt ab.
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Wird
das Zeacarotin als Farbstoffzusammensetzung verwendet, kann der
Gehalt des (gesamten) Zeacarotins in einer solchen Farbstoffzusammensetzung
von etwa 0,1 Gew.-%
bis etwa 30 Gew.-%, insbesondere von etwa 1 bis etwa 20 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Farbstoffzusammensetzung, betragen,
wobei der am besten geeignete (schmalere) Bereich für den Gehalt
von der besonderen Art der Zusammensetzung, d. h. davon, welche
anderen Inhaltstoffe darin vorliegen, und von ihrer physikalischen
Form abhängt.
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Die
erfindungsgemäßen gefärbten Nahrungsmittelprodukte
oder pharmazeutischen Zusammensetzungen werden vorzugsweise erhalten,
indem in das Nahrungsmittelprodukt oder die pharmazeutische Zusammensetzung
auf einer geeigneten Stufe seiner/ihrer Herstellung der Zeacarotin-Farbstoff in Form
einer erfindungsgemäßen Farbstoffzusammensetzung
zugegeben oder eingebracht wird. Für eine derartige Färbung eines
Nahrungsmittelprodukts oder einer pharmazeutischen Zusammensetzung
kann die erfindungsgemäße Farbstoffzusammensetzung
gemäß an sich
bekannter Verfahren zur Anwendung Wasser- oder öllöslicher fester oder flüssiger Carotinoidformen
auf Nahrungsmittelprodukte oder pharmazeutische Zusammensetzungen, wie
angemessen, verwendet werden.
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Zur
Färbung
eines Nahrungsmittelprodukts kann die Zeacarotin-Farbstoffzusammensetzung
im allgemeinen je nach der speziellen Anwendung entweder als wässrige Stammlösung, trockenes
Pulvergemisch oder Vormischung mit anderen geeigneten Nahrungsmittelinhaltsstoffen
zugegeben werden. Das Mischen kann zum Beispiel je nach der erforderlichen
Art des Nahrungsmittelendprodukts unter Verwendung eines Trockenpulvermischers,
eines Niedrigschermischers, eines Hochdruckhomogenisators oder eines
Hochschermischers durchgeführt
werden. Das bestimmte Mischverfahren und die Menge an öligen oder
wässrigen Inhaltsstoffen
kann die Farbe des Nahrungsmittelendprodukts beeinflussen. Wie leicht
ersichtlich ist, liegen derartige Techniken in den Fähigkeiten
des Fachmanns auf dem Gebiet der Nahrungsmittelherstellung und -formulierung.
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Pharmazeutische
Zusammensetzungen, wie Tabletten oder Kapseln, in denen das Zeacarotin
als Farbstoff verwendet wird, liegen ebenfalls im Umfang der Erfindung.
Die Färbung
von Tabletten kann durch Zugeben des Zeacarotins in Form einer flüssigen oder
festen Farbstoffzusammensetzung getrennt zur dem Tablettenüberzugsgemisch
oder durch Zugeben einer Farbstoffzusammensetzung, die das Zeacarotin
umfasst, zu einer der Komponenten des Tablettenüberzugsgemischs erreicht werden.
Gefärbte
Hart- oder Weichkapseln können
durch Einbringen einer Farbstoffzusammensetzung, die das Zeacarotin
umfasst, in die wässrige
Lösung
der Kapselmasse hergestellt werden.
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Um
eine spezifische andere intermediäre Farbschattierung des Nahrungsmittelendprodukts
oder der pharmazeutischen Zusammensetzung als die grünlich-gelbe
Schattierung zu erhalten, die durch Verwendung einer Farbstoffzusammensetzung
mit nur dem Zeacarotin (α-Zeacarotin, β-Zeacarotin
oder einem Gemisch von beiden) erhalten wird, können Farbstoffzusammensetzungen
verwendet werden, die gegebenenfalls einen oder mehrere Farbstoffe
neben Zeacarotin, wie ein oder mehrere weitere Carotinoide, enthalten.
Alternativ kann die Zeacarotin-Farbstoffzusammensetzung
in Kombination mit anderen Farbstoffen als solche oder in geeigneten
weiteren Farbstoffzusammensetzungen enthalten verwendet werden.
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Von
den beiden eng verwandten Farbstoffen, dem Gegenstand der Erfindung,
ist β-Zeacarotin
in der Regel gegenüber α-Zeacarotin
bevorzugt.
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Die
folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung weiter:
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Beispiel 1
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Herstellung einer Farbstoffzusammensetzung
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a) Herstellung von Lösung A (auf Ölbasis)
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Es
wurden 2,4 g Maisöl
und 1,1 g DL-α-Tocopherol
in einen 250-ml-Erlenmeyerkolben eingebracht. Der Kolben wurde in
einen mit Stickstoff gespülten
Handschuhkasten überführt. Unter
einer inerten Atmosphäre
wurden 5,4 g kristallines β-Zeacarotin
und anschließend
85 ml Methylenchlorid zu dem DL-α-Tocopherol
in dem Kolben hinzugefügt,
der dann mit einem Magnetrührer
und einem Rückflusskühler ausgerüstet wurde. Durch
leichtes Rühren
und gleichzeitiges Erhitzen des Gemischs auf 40°C wurde innerhalb von 30 Minuten eine
klare Lösung
erhalten.
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b) Herstellung der (wässrigen) Lösung B
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Eine
trockene Vormischung von 19 g Fischgelatine (Norland Products, Inc.),
38 g Saccharose und 2,4 g Ascorbylpalmitat wurde hergestellt und
anschließend
mit 120 g deionisiertem Wasser bei Raumtemperatur in einem 1-l-Reaktionsgefäß gemischt.
Das Gemisch wurde auf 35°C
erhitzt und 30 Minuten bei dieser Temperatur gerührt. Durch tropfenweise Zugabe
einer 5 N Natriumhydroxidlösung
wurde der pH der wässrigen
Lösung
bei etwa 8,0 gehalten.
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c) Herstellung einer Emulsion aus den
Lösungen
A und B
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Lösung A wurde
zu Lösung
B bei 35°C
unter heftigem Rühren
hinzugefügt,
und die Dispersion wurde weitere 30 Minuten heftig gerührt. Restliches
Methylenchlorid wurde bei 50–55°C unter Verwendung
eines Rotationsverdampfers entfernt. Nach Entfernung eingeschlossener
Luftblasen durch Zentrifugieren wurde die Emulsion langsam bei 50–55°C für 15 Minuten
gerührt
und dann im Hinblick auf die Teilchengröße der inneren Phase charakterisiert.
Die mittlere Teilchengröße der inneren
Phase der Emulsion war unter 200 nm, wie mittels Photonenkorrelationsspektroskopie
(Coulter-N4 Plus) gemessen.
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d) Herstellung einer festen Zusammensetzung
aus der Emulsion
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Die
Emulsion wurde in ein vorgekühltes
Fließbett
aus Maisstärke
gesprüht. Überschüssige Maisstärke wurde
durch Sieben entfernt, und das erhaltene Pulver wurde in einem Luftstrom
bei Raumtemperatur etwa 2 Stunden lang getrocknet. Die Pulver-Teilchenfraktion
im Bereich von 0,16–0,50
mm (etwa 95 g) wurde mittels Sieben gewonnen und hinsichtlich Carotinoidgehalt,
Farbintensität
und Farbschattierung in der wässrigen
Dispersion, des Gehalts an Maisstärke und der restlichen Feuchtigkeit
charakterisiert.
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Das
so erhaltene Pulver hatte einen β-Zeacarotin-Gehalt von 3,5 Gew.-%
bzw. 3,8 Gew.-%, wie mittels UV/VIS-Spektroskopie und HPLC-Analyse
gemessen. Gemäß der HPLC-Analyse
war das all-E-Isomer im Bereich von 80 bis 90%. Das Pulver hatte
einen Gehalt von 33 Gew.-% Maisstärke und einen restlichen Wassergehalt
von 6,5 Gew.-%. Das Pulver wurde dann in deionisiertem Wasser dispergiert,
und die Extinktion wurde in einer 1-cm-Quarz-Präzisionszelle gegen deionisiertes
Wasser gemessen. Für
eine Dispersion von 10 ppm β-Zeacarotin
wurde eine Extinktion von 1,64 bei einer Wellenlänge von 438 nm berechnet [E
(1%, 1 cm) = 1640]. Die Farbwerte L* = 93,6, a* = –6,9 und
b* = 66,0 wurden gemäß dem CIE-System
für eine
Dispersion von 5 ppm β-Zeacarotin mit einem
Hunterlab-Ultrascan-Spektrocolorimeter gemessen (1 cm, TTRAN). Bezogen
auf die Werte a* und b* kann ein Farbschattierungswinkel h* = 96° bei einer
Sättigung
c* = 66,4 berechnet werden. Eine Dispersion der Pulvers mit 2 ppm β-Zeacarotin
zeigte einen Farbschattierungswinkel von fast 100°. (Ein Farbschattierungswinkel
im Bereich von 90–180° legt eine
grünlich-gelbe
Farbschattierung fest.)
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Beispiel 2
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Herstellung einer Farbstoffzusammensetzung
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a) Herstellung von Lösung A (auf Ölbasis)
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Es
wurden 5,4 g eines Triglycerids mittlerer Kettenlänge (Bergabest
MCT-Öl
60/40 von Berg & Schmidt) und
1,1 g DL-α-Tocopherol
in einen 200-ml-Dreihals-Reaktionskolben
eingebracht. Der Kolben wurde in einen mit Stickstoff gespülten Handschuhkasten überführt. Unter
einer inerten, Atmosphäre wurden 5,4 g kristallines β-Zeacarotin hinzugefügt. Die
Suspension wurde langsam mit einem Magnetrührer gerührt und gleichzeitig auf 170°C erhitzt.
Ein klares Gemisch wurde innerhalb von 90 Sekunden bei dieser Temperatur erhalten.
Nach Abkühlen
des Gemischs auf etwa 50°C
wurden 70 ml Chloroform hinzugefügt,
und eine klare Lösung
wurde durch Erhitzen des Gemischs auf etwa 65°C für 5 Minuten unter Rückfluss
erhalten.
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b) Herstellung der (wässrigen) Lösung B
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Eine
trockene Vormischung von 18 g Fischgelatine (Norland Products, Inc.),
36 g Saccharose und 2,4 g Ascorbylpalmitat wurde hergestellt und
anschließend
mit 110 g deionisiertem Wasser in einem 1-l-Reaktionsgefäß gemischt.
Das Gemisch wurde auf 35°C
erhitzt und 30 Minuten bei dieser Temperatur gerührt. Durch tropfenweise Zugabe
einer 5 N Natriumhydroxidlösung
wurde der pH der wässrigen
Lösung
bei etwa 8,0 gehalten.
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c) Herstellung einer Emulsion aus den
Lösungen
A und B
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Lösung A wurde
zu Lösung
B bei 35°C
unter heftigem Rühren
hinzugefügt,
und die Dispersion wurde weitere 30 Minuten heftig gerührt. Restliches
Chloroform wurde bei 50–55°C unter Verwendung
eines Rotationsverdampfers entfernt. Nach Entfernung eingeschlossener
Luftblasen durch Zentrifugation wurde die Emulsion langsam bei 50–55°C für 15 Minuten
gerührt
und dann im Hinblick auf die Teilchengröße der inneren Phase charakterisiert.
Die mittlere Teilchengröße der inneren
Phase der Emulsion war unter 250 nm, wie mittels Photonenkorrelationsspektroskopie
(Coulter-N4 Plus) gemessen.
-
d) Herstellung einer festen Zusammensetzung
aus der Emulsion
-
Die
Emulsion wurde in ein vorgekühltes
Fließbett
aus Maisstärke
gesprüht. Überschüssige Maisstärke wurde durch
Sieben entfernt, und das erhaltene Pulver wurde in einem Luftstrom
bei Raumtemperatur etwa 2 Stunden lang getrocknet. Die Pulver-Teilchenfraktion
im Bereich von 0,16–0,63
mm (etwa 65 g) wurde mittels Sieben gewonnen und hinsichtlich Carotinoidgehalt,
Farbintensität
und Farbschattierung in der wässrigen
Dispersion, des Gehalts an Maisstärke und der restlichen Feuchtigkeit
charakterisiert.
-
Das
so erhaltene Pulver hatte einen β-Zeacarotin-Gehalt von 4,1 Gew.-%
bzw. 4,4 Gew.-%, wie mittels UV/VIS-Spektroskopie und HPLC-Analyse
gemessen. Gemäß der HPLC-Analyse
war das all-E-Isomer im Bereich von 50 bis 55%. Das Pulver hatte
einen Gehalt von 27 Gew.-% Maisstärke und einen restlichen Wassergehalt
von 7,0 Gew.-%. Das Pulver wurde dann in deionisiertem Wasser dispergiert,
und die Extinktion wurde in einer 1-cm-Quarz-Präzisionszelle gegen deionisiertes
Wasser gemessen. Für
eine Dispersion von 10 ppm β-Zeacarotin
wurde eine Extinktion von 1,75 bei einer Wellenlänge von 436 nm berechnet [E
(1%, 1 cm) = 1750]. Die Farbwerte L* = 92,8, a* = –7,6 und
b* = 67,2 wurden gemäß dem CIE-System
für eine
Dispersion von 5 ppm β-Zeacarotin mit einem
Hunterlab-Ultrascan-Spektrocolorimeter gemessen (1 cm, TTRAN). Bezogen
auf die Werte a* und b* kann ein Farbschattierungswinkel h* = 96,5° bei einer
Sättigung
c* = 67,6 berechnet werden. Eine Dispersion der Pulvers mit 2 ppm β-Zeacarotin
zeigte einen Farbschattierungswinkel von 100,5°. Beispiel 3 Softdrinkformulierung
| Formulierungsinhaltsstoffe | Gewicht
in g |
| Zuckersirup,
64° Brix | 156,2 |
| Natriumbenzoat | 0,2 |
| Ascorbinsäure | 0,2 |
| Citronensäure (als
50%ige (w/w) wässrige
Lösung) | 5,0 |
| Pektin
(als 2%ige (w/w) wässrige
Lösung)* | 10,0 |
| Geschmack** | 0,5 |
| β-Zeacarotin
5% als 1%ige Stammlösung*** | 8,0 |
| Wasser | auf
200,0 |
- *GENU-Pektin Typ VIS von Copenhagen Pectin
A/S
- **Aprikosengeschmack Nr. 78511-76 von Givaudan
- ***Eine 1%ige wässrige
Lösung
einer Formulierung, wie im Beispiel 1 oder 2 erhalten, wobei die
Formulierung einen β-Zeacarotingehalt
von 5 Gew.-% hat
-
Verfahren
-
Natriumbenzoat
wird in einem Teil des Wassers gelöst, und Zuckersirup, Ascorbinsäure, Citronensäure, Pektinlösung und
Geschmack und schließlich
die β-Zeacarotin-Stammlösung werden
hinzugefügt.
Der Abfüllsirup
wird verdünnt,
so dass ein Liter Getränk
erhalten wird.
-
Das β-Zeacarotin
liefert eine lebhafte grünlich-gelbe Farbe mit hoher
Klarheit und hoher Farbstärke. Langzeitstabilitätstests,
die drei Monate bei Umgebungsbedingungen dauerten, zeigten eine
gute Lichtbeständigkeit
des β-Zeacarotins
in einem solchen Getränk
und eine gute Farbbeständigkeit
hinsichtlich der Farbwerte L*C*h*.
-
Beispiel 4
-
Ein
Gelee, z. B. Gummibären,
kann wie folgt formu liert werden:
| Formulierungsinhaltsstoffe | Gewicht
in g |
| Zuckersirup1 | 410,0 |
| Glucosesirup | 390,0 |
| Gelatinelösung2 | 205,0 |
| Citronensäurelösung (50%
(w/w)) | 20,0 |
| Geschmack | 0,6 |
| β-Zeacarotin
5% als 1%ige Stammlösung* | 12,0 |
| Gesamt | 1037,6 |
- *Eine 1%ige wässrige Lösung einer Formulierung, wie
im Beispiel 1 oder 2 erhalten, wobei die Formulierung einen β-Zeacarotin-Gehalt
von 5 Gew.-% hat
1Zuckersirup | Saccharose | 290,0 |
| Wasser,
deionisiert | 120,0 |
2Gelatinelösung | Gelatine
Bloom 200 | 80,0 |
| Wasser,
deionisiert | 125,0 |
-
Verfahren
-
Der
Zuckersirup wird durch Mischen der Saccharose mit dem deionisierten
Wasser hergestellt und zum Kochen gebracht, bis die Lösung klar
wird, dann wird die Wärmequelle
entfernt. Zur Herstellung der Gelatinelösung wird die Gelatine (Bloom
200) in kaltem deionisiertem Wasser dispergiert, gerührt und
mittels Erhitzen gelöst.
Dann wird der Glucosesirup mit dem heißen Zuckersirup ohne Kochen
gemischt und die Gelatinelösung
langsam hinzu gegeben, wobei Schäumen
vermieden wird. Man lässt
das Gemisch stehen, bis Schaum auf der Oberfläche entfernt werden kann und
eine Temperatur von 60 bis 65°C
erreicht worden ist. Geschmack, Citronensäure und β-Zeacarotinlösung werden zugefügt, und
unmittelbar danach wird das Gemisch in Formen gefüllt, die
in Stärketabletts
eingesetzt wurden, man lässt
es sich verfestigen und trocknet es mindestens 48 Stunden lang unter
Umgebungsbedingungen.
-
Anschließend wird
das Stärkepulver
nach Trocknen mit Luft (4–6
bar) entfernt, das geformte Produkt mit Öl oder Wachs poliert oder die
Oberfläche
kurz mit Dampf behandelt, der von einem Kessel über einen Schlauch herangeleitet
wird, und die erhaltenen Gummibären
werden in eine Zuckerdrehtrommel überführt. Schließlich werden sie unter Umgebungsbedingungen
getrocknet und in verschlossenen Kartons oder Beuteln verpackt.
-
Beispiel 5
-
Ein
Milchgetränk
kann wie folgt formuliert werden:
| Formulierungsinhaltsstoffe | Gewicht
in g |
| Zucker,
fein granuliert | 25,0 |
| Dextrose | 20,0 |
| Stabilisator | 0,2 |
| Geschmack | 0,8 |
| β-Zeacarotin
5%* | 0,08 |
| Milch,
1,5% Fett | auf
1000,0 |
- *Feste Formulierung mit 5 Gew.-% β-Zeacarotin
-
Verfahren
-
Alle
trockenen Inhaltsstoffe, einschließlich β-Zeacarotin, werden vermischt, und das
trockene Gemisch wird in der Milch durch Erhitzen bei 65°C unter Rühren gelöst. Der
Geschmack wird hinzugefügt
und das Ganze auf 80°C
erhitzt. Dann erfolgt eine Homogenisierung in einem Hochdruckhomogenisator
(p1 150 bar, p2 50 bar)
bei 80°C.
Das erhaltene UHT-Milchgetränk
wird dann 5 Sekunden lang bei 140°C
durch einen Plattenwärmeaustauscher
mit direkter Dampfeinspritzung geleitet.
-
Das
so hergestellte Milchgetränk
wird mittels Füllen
in sterilisierte Behälter,
wie laminierte Kartonverpackungen oder Kunststoffflaschen, verpackt.
-
Beispiel 6
-
Herstellung einer Farbstoffzusammensetzung
-
a) Herstellung von Lösung A (auf Ölbasis)
-
Es
wurden 2,4 g Maisöl
und 1,1 g DL-α-Tocopherol
in einen 250-ml-Erlenmeyerkolben eingebracht. Es wurden 8,8 g kristallines β-Zeacarotin
in 86 ml Methylenchlorid gelöst,
und die erhaltene Lösung
wurde zu dem Maisöl
und dem Tocopherol in dem Kolben hinzugefügt, der dann mit einem Magnetrührer und
einem Rückflusskühler ausgerüstet wurde.
Durch leichtes Rühren
und gleichzeitiges Erhitzen des Gemischs auf 40°C wurde eine Lösung erhalten.
-
b) Herstellung der (wässrigen) Lösung B
-
Eine
trockene Vormischung von 31,2 g Fischgelatine (Norland Products,
Inc.), 55,2 g Saccharose, 55,2 g Maltodextrin (DE 20–23, Roquette
Frères)
und 4,0 g Ascorbylpalmitat wurde hergestellt und anschließend mit
180 ml deionisiertem Wasser bei Raumtemperatur in einem 1-l-Reaktionsgefäß gemischt.
Das Gemisch wurde auf 35°C
erhitzt und etwa 30 Minuten bei dieser Temperatur gerührt. Durch
tropfenweise Zugabe einer 5 N Natriumhydroxidlösung wurde der pH der Lösung auf
8,0 gebracht.
-
c) Herstellung einer Emulsion aus den
Lösungen
A und B
-
Lösung A wurde
zu Lösung
B bei 35°C
unter heftigem Rühren
hinzugefügt,
und die Dispersion wurde weitere 30 Minuten heftig gerührt. Restliches
Methylenchlorid wurde bei 55°C
unter Verwendung eines Rotationsverdampfers entfernt. Anschließend wurde
die Dispersion mit deionisiertem Wasser bei 55°C auf eine Wasser-Endkonzentration
von etwa 65% verdünnt
und dann im Hinblick auf die Teilchengröße der inneren Phase charakterisiert.
Die mittlere Teilchengröße der inneren
Phase der Emulsion betrug 172 nm, wie mittels Photonenkorrelationsspektroskopie
(Coulter-N4 Plus) gemessen.
-
d) Herstellung einer festen Zusammenensetzung
aus der Emulsion
-
Die
Dispersion wurde dann unter Verwendung eines Mobile Minor (Niro
A/S) sprühgetrocknet.
Die Einlasstemperatur des Trocknungsluft betrug 190°C und die
Auslasstemperatur etwa 78°C.
Das Pulver wurde gesammelt, und etwa 0,5% Siliziumdioxid wurden
zugefügt.
Das Pulver wurde dann hinsichtlich Carotinoidgehalt, Farbintensität und Farbschattierung
in der wässrigen
Dispersion, des Gehalts an Maisstärke und der restlichen Feuchtigkeit
charakterisiert.
-
Das
so erhaltene Pulver hatte einen β-Zeacarotingehalt
von 5,1 Gew.-% bzw. 5,6 Gew.-%, wie mittels UV/VIS-Spektroskopie
und HPLC-Analyse gemessen, und einen restlichen Wassergehalt von
3,5 Gew.-%. Gemäß der HPLC-Analyse
war der Gehalt an all-E-Isomer im Bereich von 80–90%. Das Pulver wurde in deionisiertem
Wasser dispergiert und die Extinktion in einer 1-cm-Quarz-Präzisionszelle
gegen deionisiertes Wasser gemessen. Für eine Dispersion von 10 ppm β-Zeacarotin
wurde eine Extinktion von 1,601 bei einer Wellenlänge von
438 nm berechnet [E (1%, 1 cm) = 1601]. Die Farbwerte L* = 93,9,
a* = –6,5
und b* = 65,2 wurden gemäß dem CIE-System
für eine
Dispersion von 5 ppm β-Zeacarotin mit einem
Hunterlab-Ultrascan-Spektrocolorimeter gemessen (1 cm, TTRAN). Bezogen
auf die Werte a* und b* kann ein Farbschattierungswinkel h* = 95,7° bei einer
Sättigung
(Chroma-Wert) C* = 65,5 berechnet werden.
-
Beispiel 7
-
Herstellung einer Farbstoffzusammensetzung
-
a) Herstellung von Lösung A (auf Ölbasis)
-
Es
wurden 4,7 g Maisöl
und 0,9 g DL-α-Tocopherol
in einen 100-ml-Erlenmeyerkolben eingebracht. Es wurden 8,5 g kristallines α-Zeacarotin
in 110 ml Methylenchlorid gelöst,
und die erhaltene Lösung
wurde zu dem Maisöl
und dem Tocopherol in dem Kolben hinzugefügt, der dann mit einem Magnetrührer und
einem Rückflusskühler ausgerüstet wurde.
Durch leichtes Rühren
und gleichzeitiges Erhitzen des Gemischs auf 40°C wurde eine Lösung erhalten.
Kleinere Mengen an unlöslichem
Material wurden mittels Filtration entfernt.
-
b) Herstellung der (wässrigen) Lösung B
-
Eine
trockene Vormischung von 37,8 g Rindergelatine (30 Bloom), 37,8
g Saccharose und 11,2 g Ascorbylpalmitat wurde hergestellt und anschließend mit
170 ml deionisiertem Wasser bei Raumtemperatur in einem 1-l-Reaktionsgefäß gemischt.
Das Gemisch wurde auf 40°C
erhitzt und etwa 30 Minuten bei dieser Temperatur gerührt. Durch
tropfenweise Zugabe einer 5 N Natriumhydroxidlösung wurde der pH der Lösung auf 7,5
gebracht.
-
c) Herstellung einer Emulsion aus den
Lösungen
A und B
-
Lösung A wurde
zu Lösung
B bei 35°C
unter heftigem Rühren
hinzugefügt,
und die Dispersion wurde weitere 30 Minuten heftig gerührt. Nach
Zugabe von 60 ml deionisiertem Wasser wurde das Reaktionsgefäß mit Stickstoff
gespült
und die Dispersion auf 55°C
erwärmt.
Die gerührte
Dispersion wurde 60 Minuten lang bei 55°C gehalten, um restliches Methylenchlorid
zu verdampfen. Nach Entfernung eingeschlossener Luftblasen mittels
Zentrifugation wurde die Emulsion bei 50–55°C 15 Minuten lang langsam gerührt und
dann im Hinblick auf die Teilchengröße der inneren Phase charakterisiert.
Die mittlere Teilchengröße der inneren
Phase der Emulsion betrug 212 nm, wie mittels Photonenkorrelationsspektroskopie
(Coulter-N4 Plus) gemessen.
-
d) Herstellung einer festen Zusammensetzung
aus der Emulsion
-
Die
Emulsion wurde in ein vorgekühltes
Fließbett
aus Maisstärke
gesprüht. Überschüssige Maisstärke wurde
durch Sieben entfernt, und das erhaltene Pulver wurde in einem Luftstrom
bei Raumtemperatur etwa 2 Stunden lang getrocknet. Die Pulver-Teilchenfraktion
im Bereich von 0,16–0,50
mm (etwa 165 g) wurde mittels Sieben gewonnen und hinsichtlich Carotinoidgehalt,
Farbinten sität
und Farbschattierung in der wässrigen
Dispersion, des Gehalts an Maisstärke und der restlichen Feuchtigkeit
charakterisiert.
-
Das
so erhaltene Pulver hatte einen α-Zeacarotin-Gehalt von 3,3 Gew.-%,
wie mittels UV/VIS-Spektroskopie gemessen, einen Gehalt von 56 Gew.-%
Maisstärke
und einen restlichen Wassergehalt von 4,9 Gew.-%. Es wurde in deionisiertem
Wasser dispergiert, und die Extinktion wurde in einer 1-cm-Quarz-Präzisionszelle
gegen deionisiertes Wasser gemessen. Für eine Dispersion von 10 ppm α-Zeacarotin
wurde eine Extinktion von 1,513 bei einer Wellenlänge von
431 nm berechnet [E (1%, 1 cm) = 1513]. Die Farbwerte L* = 97,4, a*
= –13,1
und b* = 48,5 wurden gemäß dem CIE-System
für eine
Dispersion von 5 ppm α-Zeacarotin
mit einem Hunterlab-Ultrascan-Spektrocolorimeter
gemessen (1 cm, TTRAN). Bezogen auf die Werte a* und b* kann ein
Farbschattierungswinkel h* = 105° bei
einer Sättigung
(Chroma-Wert) C* = 50,2 berechnet werden. (Ein Farbschattierungswinkel
im Bereich von 90–180°C deutet
auf eine grünlich-gelbe
Farbschattierung.)
-
Beispiel 8
-
Herstellung einer Farbstoffzusammensetzung
-
a) Herstellung von Lösung A (auf Ölbasis)
-
Es
wurden 3,8 g Maisöl
und 1,0 g DL-α-Tocopherol
in einen 100-ml-Erlenmeyerkolben eingebracht. Es wurden 8,5 g kristallines α-Zeacarotin
in 120 ml Methylenchlorid gelöst,
und die erhaltene Lösung
wurde zu dem Maisöl
und dem Tocopherol in dem Kolben hinzugefügt, der dann mit einem Magnetrührer und
einem Rückflusskühler ausgerüstet wurde.
Durch leichtes Rühren
und gleichzeitiges Erhitzen des Gemischs auf 40°C wurde eine Lösung erhalten.
Kleinere Mengen an unlöslichem
Material wurden mittels Filtration entfernt.
-
b) Herstellung der (wässrigen) Lösung B
-
Eine
trockene Vormischung von 20,3 g Fischgelatine (Norland Products,
Inc.), 42,1 g Saccharose und 5,7 g Ascorbylpalmitat wurde hergestellt
und anschließend
mit 128 ml deionisiertem Wasser bei Raumtemperatur in einem 1-l-Reaktionsgefäß gemischt.
Das Gemisch wurde auf 40°C
erhitzt und etwa 30 Minuten bei dieser Temperatur gerührt. Durch
tropfenweise Zugabe einer 5 N Natriumhydroxidlösung wurde der pH der Lösung auf
7,5 gebracht.
-
c) Herstellung einer Emulsion aus den
Lösungen
A und B
-
Lösung A wurde
zu Lösung
B bei 35°C
unter heftigem Rühren
hinzugefügt,
und die Dispersion wurde weitere 30 Minuten heftig gerührt. Nach
Zugabe von 100 ml deionisiertem Wasser wurde das Reaktionsgefäß mit Stickstoff
gespült
und die Dispersion auf 55°C
erwärmt.
Die gerührte
Dispersion wurde 60 Minuten lang bei 55°C gehalten, um restliches Methylenchlorid
zu verdampfen. Nach Entfernung eingeschlossener Luftblasen mittels
Zentrifugation wurde die Emulsion bei 50–55°C 15 Minuten lang langsam gerührt und
dann im Hinblick auf die Teilchengröße der inneren Phase charakterisiert.
Die mittlere Teilchengröße der inneren
Phase der Emulsion betrug 186 nm, wie mittels Photonenkorrelationsspektroskopie
(Coulter-N4 Plus) gemessen.
-
d) Herstellung einer festen Zusammensetzung
aus der Emulsion
-
Die
Emulsion wurde in ein vorgekühltes
Fließbett
aus Maisstärke
gesprüht. Überschüssige Maisstärke wurde
durch Sieben entfernt, und das erhaltene Pulver wurde in einem Luftstrom
bei Raumtemperatur etwa 2 Stunden lang getrocknet. Die Pulver-Teilchenfraktion
im Bereich von 0,16–0,50
mm (etwa 165 g) wurde mittels Sieben gewonnen und hinsichtlich Carotinoidgehalt,
Farbintensität
und Farbschattierung in der wässrigen
Dispersion, des Gehalts an Maisstärke und der restlichen Feuchtigkeit
charakterisiert.
-
Das
so erhaltene Pulver hatte einen α-Zeacarotin-Gehalt von 3,9 Gew.-%,
wie mittels UV/VIS-Spektroskopie gemessen, einen Gehalt von 56 Gew.-%
Maisstärke
und einen restlichen Wassergehalt von 5,3 Gew.-%. Es wurde in deionisiertem
Wasser dispergiert, und die Extinktion wurde in einer 1-cm-Quarz-Präzisionszelle
gegen deionisiertes Wasser gemessen. Für eine Dispersion von 10 ppm α-Zeacarotin
wurde eine Extinktion von 1,418 bei einer Wellenlänge von
431 nm berechnet [E (1%, 1 cm) = 1418]. Die Farbwerte L* = 97,0, a*
= –12,3
und b* = 48,7 wurden gemäß dem CIE-System
für eine
Dispersion von 5 ppm α-Zeacarotin
mit einem Hunterlab-Ultrascan-Spektrocolorimeter
gemessen (1 cm, TTRAN). Bezogen auf die Werte a* und b* kann ein
Farbschattierungswinkel h* = 104° bei
einer Sättigung
(Chroma-Wert) C* = 50,2 berechnet werden. (Ein Farbschattierungswinkel
im Bereich von 90–180° deutet auf
eine grünlich-gelbe
Farbschattierung.) Beispiel
9 Softdrinkformulierung
| Formulierungsinhaltsstoffe | Gewicht
in g |
| Zuckersirup,
64° Brix | 156,2 |
| Natriumbenzoat | 0,2 |
| Ascorbinsäure | 0,2 |
| Citronensäure (als
50%ige (w/w) wässrige
Lösung) | 5,0 |
| Pektin
(als 2%ige (w/w) wässrige
Lösung)* | 10,0 |
| Geschmack** | 0,5 |
| α-Zeacarotin
5% als 1%ige Stammlösung*** | 8,0 |
| Wasser | auf
200,0 |
- *GENU-Pektin Typ VIS von Copenhagen Pectin
A/S
- **Aprikosengeschmack Nr. 78511-76 von Givaudan
- ***Eine 1%ige wässrige
Lösung
einer Formulierung, wie im Beispiel 8 erhalten, wobei die Formulierung
einen α-Zeacarotingehalt
von 5 Gew.-% hat
-
Verfahren
-
Natriumbenzoat
wird in einem Teil des Wassers gelöst, und Zuckersirup, Ascorbinsäure, Citronensäure, Pektinlösung und
Geschmack und schließlich
die α-Zeacarotin-Stammlösung werden
hinzugefügt.
Der Abfüllsirup
wird verdünnt,
so dass ein Liter Getränk
erhalten wird.
-
Das α-Zeacarotin
liefert eine lebhafte grünlich-gelbe Farbe mit hoher
Klarheit und hoher Farbstärke. Langzeitstabilitätstests,
die drei Monate bei Umgebungsbedingungen dauerten, zeigten eine
gute Lichtbeständigkeit
des α-Zeacarotins
in einem solchen Getränk
und eine gute Farbbeständigkeit
hinsichtlich der Farbwerte L*C*h*.
-
Beispiel 10
-
Ein
Gelee, z. B. Gummibären,
kann wie folgt formuliert werden:
| Formulierungsinhaltsstoffe | Gewicht
in g |
| Zuckersirup1 | 410,0 |
| Glucosesirup | 390,0 |
| Gelatinelösung2 | 205,0 |
| Citronensäurelösung (50%
(w/w)) | 20,0 |
| Geschmack | 0,6 |
| α-Zeacarotin
5% als 1%ige Stammlösung* | 12,0 |
| Gesamt | 1037,6 |
- *Eine 1%ige wässrige Lösung einer Formulierung, wie
im Beispiel 7 oder 8 erhalten, wobei die Formulierung einen α-Zeacarotingehalt
von 5 Gew.-% hat
1Zuckersirup | Saccharose | 290,0 |
| deionisiertes
Wasser | 120,0 |
2Gelatinelösung | Gelatine,
Bloom 200 | 80,0 |
| deionisiertes
Wasser | 125,0 |
-
Verfahren
-
Der
Zuckersirup wird durch Mischen der Saccharose mit dem deionisierten
Wasser hergestellt und zum Kochen gebracht, bis die Lösung klar
wird, dann wird die Wärmequelle
entfernt. Zur Herstellung der Gelatine- Lösung
wird die Gelatine (Bloom 200) in kaltem deionisiertem Wasser dispergiert,
gerührt
und mittels Erhitzen gelöst.
Dann wird der Glucosesirup mit dem heißen Zuckersirup ohne Kochen
gemischt und die Gelatinelösung
langsam hinzu gegeben, wobei Schäumen
vermieden wird. Man lässt
das Gemisch stehen, bis Schaum auf der Oberfläche entfernt werden kann und
eine Temperatur von 60 bis 65°C
erreicht worden ist. Geschmack, Citronensäure und α-Zeacarotinlösung werden zugefügt, und
unmittelbar danach wird das Gemisch in Formen gefüllt, die
in Stärketabletts
eingesetzt wurden, man lässt
es sich verfestigen und trocknet es mindestens 48 Stunden lang unter
Umgebungsbedingungen. Anschließend
wird das Stärkepulver
nach Trocknen mit Luft (4–6
bar) entfernt, das geformte Produkt mit Öl oder Wachs poliert oder die
Produktoberfläche
kurz mit Dampf behandelt, der von einem Kessel über einen Schlauch herangeleitet
wird, und die erhaltenen Gummibären
werden in eine Zuckerdrehtrommel überführt. Schließlich werden sie unter Umgebungsbedingungen getrocknet
und in verschlossene Kartons oder Beutel verpackt.
-
Beispiel 11
-
Ein
Milchgetränk
kann wie folgt formuliert werden:
| Formulierungsinhaltsstoffe | Gewicht
in g |
| Zucker,
fein granuliert | 25,0 |
| Dextrose | 20,0 |
| Stabilisator | 0,2 |
| Geschmack | 0,8 |
| α-Zeacarotin
5%* | 0,08 |
| Milch,
1,5% Fett | auf
1000,0 |
- *Feste Formulierung mit 5 Gew.-% α-Zeacarotin
-
Verfahren
-
Alle
trockenen Inhaltsstoffe, einschließlich α-Zeacarotin, werden vermischt, und das
trockene Gemisch wird in der Milch durch Erhitzen bei 65°C unter Rühren gelöst. Der
Geschmack wird hinzugefügt
und das Ganze auf 80°C
erhitzt. Dann erfolgt eine Homogenisierung in einem Hochdruckhomogenisator
(p1 150 bar, p2 50 bar)
bei 80°C.
Das erhaltene UHT-Milchgetränk
wird dann 5 Sekunden lang bei 140°C
durch einen Plattenwärmeaustauscher
mit direkter Dampfeinspritzung geleitet.
-
Das
so hergestellte Milchgetränk
wird mittels Füllen
in sterilisierte Behälter,
wie laminierte Kartonverpackungen oder Kunststoffflaschen, verpackt.
