DE69306576T2 - Mikrogekapseltes öl- oder fettprodukt - Google Patents

Mikrogekapseltes öl- oder fettprodukt

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein mikrogekapseltes Öl- oder Fettprodukt, das mindestens eine hoch ungesättigte Fettsäure oder ein Derivat derselben enthält, ein Verfahren zur Herstellung der Mikrokapseln und die Verwendung des mikrogekapselten Produkts in einer Kindernahrung und anderen funktionellen Nahrungen.
  • In jüngerer Zeit wurden die wertvollen Ernährungseigenschaften von Fett- und Ölprodukten, die beträchtliche Mengen von hoch ungesättigten Fettsäuren enthalten, nachgewiesen. So beschreibt das US-Patent Nr. 4 670 285 eine wäßrige Kindernahrung und ein eßbares Fettprodukt zur Inkorporierung in eine Kindernahrung, die hoch ungesattigte C&sub2;&sub0; oder C&sub2;&sub2; ω-6-Fettsäuren und C&sub2;&sub0; oder C&sub2;&sub2; ω-3-Fettsäuren enthalten, die als lebenswichtig für die Synthese von Strukturlipiden im menschlichen Gehirn betrachtet werden. Auch wird aus der US 4 670 285 augenscheinlich, daß Kleinkinder und insbesondere frühgeborene Säuglinge nicht in der Lage sind, derartige ungesättigte Fettsäuren in ausreichenden Mengen zu synthetisieren.
  • Die EP-B1-231904 zeigt ein Verfahren zur Herstellung einer Fettmischung für Kindernahrungen auf, die Arachidon- und Docosahexaensäure in einem Verhältnis von 2:1 bis 3:1 enthalten. Gemäß diesem Verfahren werden verschiedene pflanzliche oder tierische Fette oder Öle erwärmt, gemischt, um die gewünschte Fettsäurezusammensetzung zu erhalten, und durch Zugabe von Ascorbylpalmitat oder Alpha-Tocopherol stabilisiert. Die Fettmischung kann bei der Herstellung von flüssigen oder pulverisierten Kindernahrungen verwendet werden.
  • Fette, die ungesättigte Fettsäuren enthalten, wie C20:4 und C22:4, ω-6, C20:5, ω-3 und C22:3, ω-3, zersetzen sich leicht unter Erzeugung von unangenehm schmeckenden Aldehyden (Pokorny, J. (1976) Effect of Non-lipidic Substances on Rancid Off Flavour of Lipids in Paoletti, R. et al. (Hrsg.) Lipids, Band 2: Technology, Seite 475-481, Raven Press, New York, (1976).
  • Somit ist es erforderlich, derartige Fette beispielsweise in Nahrungsmittelprodukten vor Sauerstoff, Metallspurenelementen und anderen Substanzen zu schützen, die die Doppelbindungen der hoch ungesättigten Fettsäuren angreifen, um eine Geschmacksverschlechterung und den Verlust der physiologischen Aktivität zu vermeiden und die Lagerbeständigkeit von Produkten, die sie enthalten, zu erhöhen. Genauer ausgedrückt besteht ein Bedarf zur Schaffung von mikrogekapselten Fetten oder Ölen, wie etwa pflanzliche oder Seetieröle, in welchen die hoch ungesättigten Fettsäuren in verdaubarer, lagerbeständiger und nicht zersetzbarer Form vorliegen, vorzugsweise in einer frei fließenden pulverisierten Form, so daß sie ohne weiteres mit anderen trockenen oder flüssigen Bestandteilen gemischt werden können, um ein unter Ernährungsgesichtspunkten zufriedenstellendes Produkt zu schaffen, wie etwa eine Kindernahrung, ohne daß unerwünschte Additive verwendet werden.
  • Die GB-A-2,240,702 zeigt ein Verfahren zur Herstellung von fetten Futteradditiven mit einem hohen Gehalt von ω-3-Fettsäuren auf, bei welchem ein Fett, beispielsweise ein Fischöl, auf 20 bis 50 ºC unter Zugabe eines Emulgators, wie etwa einem Monoglyzerid oder Diglyzerid erwärmt wird, um eine Emulsion zu erhalten, die mit einem Trägermaterial, wie etwa Casein, gemischt wird und homogenisiert wird. Die resultierende Emulsion wird in einem Sprühtrockner oder in einem Flüssigbetttrockner getrocknet, um ein Pulver zu erhalten.
  • Die JP Patentveröffentlichung Nr. 85-49097 zeigt ein pulverisiertes Seetieröl auf, das hoch ungesättigte Fettsäuren enthält, die in 3 bis 40% Casein oder Caseinat, 3 bis 60% eines Saccharids, 1 bis 5% eines Emulgators und 0 bis 2% mikrokristalliner Zellulose gekapselt sind.
  • Das US Patent Nr. 5,013,569 zeigt eine Kindernahrungsformulierung und ein pulverförmiges oder flüssiges Konzentrat zur Herstellung einer Kindernahrungsformulierung auf, das die Fettsäuren DHA und EPA in einem Verhältnis von annähernd 3:2 enthält, wobei DHA und EPA gegen die Oxidation dadurch, daß sie der Umgebungsluft ausgesetzt werden, durch Verkapselung geschützt werden können. Geeignete Matrixmaterialien sind Materialien, die von der US-amerikanischen Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde freigegeben sind, d.h. Verbindungen der GRAS-Liste, insbesondere Stärken, Zelluloseverbindungen und Gummiharze.
  • Die JP Patentveröffentlichung Nr. 90-305898 zeigt Pulver von Ölen, wie etwa Fischölen, auf, die hoch ungesättigte Fettsäuren enthalten, welche durch Sprühtrocknung einer Emulsion der Öle in einer Lösung eines Teilhydrolysats von Casein bei einer Heißlufttemperatur von 140 ºC erhalten werden. Das Casein sollte bis zu einem Grad von 5 bis 20% in einer proteasekatalysierten Reaktion hydrolysiert werden, damit es ein ausreichender Emulgator ist. Die erhaltenen Pulver enthalten fettes Öl in einer Menge von 50 bis 70%. Es hat den Anschein, daß Natriumcaseinat ein ungeeigneter Emulgator ist.
  • Die EP-A2-0 385 081 zeigt die Herstellung von doppelt gekapselten Fett- oder Ölemulsionsprodukten auf. Das Kapselungsverfahren erfordert, daß das Filmbildungsmaterial, beispielsweise Caseinat, in zwei getrennten Schritten zu einer wäßrigen Dispersion eines Öles, wie etwa Kokosnußöl, Erdnußöl oder Sonnenblumenöl, zugegeben wird, um eine zusätzliche Beschichtungschicht zu bilden, um die gewünschte Oxidationsbeständigkeit zu erhalten.
  • Singh, M.N.; Mathur, B.N. 1992 Indian J. Dairy Sci., 45, 5, Seite 251-255, beschreiben die Verkapselung von Milchfett und pflanzlichen Ölen in einer Matrix, die Molkeproteine und Mischungen von Caseinen und Molkeproteinen enthält. Bedingt durch die wasserunlösliche Natur von Caseinen werden diese Proteine in verschiedenen Mischungen mit wasserlöslichen Molkeproteinen verwendet, um ein in Wasser dispergierbares Trockenprodukt zu erhalten. Es wurde der Schluß gezogen, daß das Verkapseln von Fettkügelchen mit Molkeprotein anstelle von Casein die physische Leistungsfähigkeit des Produkts verbesserte.
  • Keines der vorstehend genannten Dokumente zeigt in geeigneter Weise pulverisierte, geschützte Fettprodukte auf, in welchen das Öl oder Fett mindestens 10 Gew.-% hoch ungesättigte Fettsäuren, vorzugsweise ω-3- und ω-6-Fettsäuren oder ein Derivat derselben enthält, welche die Erfordernisse der Europäischen Gemeinschaft für Inhaltsstoffe, wie etwa Verkapselungsmaterialien und Emulgatoren, in Kindernahrung erfüllen, wie von der Kommission der Europäischen Gemeinschaft (EC) in einer Richtlinie vom 14. Mai 1991 veröffentlicht. Die US 5013569 regt die Verwendung von Gummiharzen und Stärken als Wandmaterialien an. Gummiharze, beispielsweise Gummiarabicum, hemmen jedoch nachgewiesenermaßen die Mineralaufnahme bei Kleinkindern und die EC-zugelassenen Stärken sind als Matrixmaterialien ungeeignet, da diese Stärken das Fett oder Öl nicht emulgieren können.
  • Caseinat ist ein wasserlösliches eiweißähnliches Filmbildungsmaterial, welches ein wertvoller Nahrungsstoff insbesondere für Kleinkinder ist. Frühere Versuche zur Verwendung von Caseinat als Verkapselungsmaterial für Öl oder Fett haben jedoch mangelhafte Emulgierungseigenschaften aufgezeigt (Natriumcaseinat, vgl. JP 90-305898). Ferner zeigt die EP-A2- 0 385 081 den Bedarf für eine zusätzliche Beschichtungsschicht, wenn Öle verkapselt werden und Caseinat als ein Verkapselungsmaterial verwendet wird, was zu einem weniger wirtschaftlichen Verfahren führt.
  • Die EP-A1-0 424 578 zeigt eine frei fließende partikelförmige Zusammensetzung, die von 70 bis 95% eines Lipids, z.B. Fischöl, das von 10 bis 50% in einem Caseinat, vorzugsweise Natriumcaseinat, gekapselte freie Fettsäuren enthält, auf. Aus der EP-A1-0 424 578 ergibt sich, daß das Niveau an freien Fettsäuren über 10 Gew.-% des Lipids liegen muß, um das Austreten des Lipids aus einem caseinatgeschützten Produkt zu vermeiden, und es wird als wichtig betrachtet, ein saures Lipid und eine wäßrige Caseinatlösung zusammen bei einer Temperatur von mindestens 50 ºC zu homogenisieren. Die Emulsion wird unter Verwendung eines Hochdruck-Ultraschallhomogenisators bei einem Druck von 14 bis 16 bar hergestellt. Das freie Fettsäureniveau von natürlichen tierischen und pflanzlichen Ölen liegt jedoch normalerweise unterhalb von etwa 0,5 bis 5,0% und die Anwesenheit von freien Fettsäuren in einem Nahrungsmittelprodukt wird als schädlich für die Stabilität des Produkts betrachtet.
  • Die EP-A2-0 425 213 zeigt ein mikrogekapseltes Fett auf, das in einer Kombination von Caseinat und Stärke geschützt ist, welches Fett bei einem Druck von 1500 p.s.i. (103,4 bar) bis 1700 p.s.i. (117,2 bar) emulgiert und gegen den Austritt geschützt wird.
  • Die vorstehend genannten Dokumente zeigen kein mikrogekapseltes Öl- oder Fettprodukt auf, bei dem mindestens ein Öl oder Fett ohne die Verwendung von Emulgatoren in dem Matrixmaterial als Partikel oder Tropfen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von weniger als oder gleich 2 µm dispergiert ist, wobei das Öl oder Fett mindestens 10 Gew.-% hoch ungesättigte Fettsäuren, vorzugsweise ω-3- und ω-6-Fettsäuren enthält, das Niveau von freien Fettsäuren unter 5,0 Gew.-% und vorzugsweise unter 0,5 Gew.-% liegt und das Matrixmaterial aus Caseinat und optional mindestens einem Kohlenhydrat besteht.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein mikrogekapseltes Öl- oder Fettprodukt zu schaffen, bei welchem mindestens ein Öl oder Fett in dem Matrixmaterial als Partikel oder Tropfen dispergiert ist, die einen durchschnittlichen Durchmesser von weniger als oder gleich 2 µm haben, das Öl oder Fett mindestens 10 Gew.-% ungesättigte Fettsäure enthält, vorzugsweise ω-3- und ω-6-Fettsäuren, das Niveau von freien Fettsäuren unter 5,0 Gew.-% und vorzugsweise unter 0,5 Gew.-% liegt und das Matrixmaterial aus Caseinat und optional mindestens einem Kohlenhydrat besteht. Das mikrogekapselte Öl- oder Fettprodukt ist für mindestens ein Jahr stabil.
  • Das mikrogekapselte Öl- oder Fettprodukt gemäß der Erfindung kann in Nahrungsmitteln, wie etwa Kindernahrung, funktioneller Reformnahrung, diätetischer Nahrung und einem pharmazeutischen Erzeugnis verwendet werden, bei welchen ein hoher Gehalt eines pflanzlichen, tierischen oder meerestierischen Fettes oder Öles, das mindestens eine hoch ungesättigte Fettsäure (HUFA) oder ein Derivat davon enthält, erwünscht ist, und bei welchen der Gehalt von freien Fettsäuren unter 5 Gew.-% liegt. Das Caseinat enthaltende Matrixmaterial gemäß der Erfindung ist selbst ein natürliches Kindernahrungsmittel, das keine Additive oder dergleichen enthält und in welchem das Fett oder Öl gegen Zersetzung geschützt ist.
  • Es ist eine weitere Aufgabe, ein mikrogekapseltes pflanzliches, tierisches oder seetierisches Fett oder Öl zu schaffen, das in einem Matrixmaterial auf Caseinatbasis gekapselt ist, bei welchem das Verhältnis zwischen AA- und/oder γ-Linolensäure, EPA und DHA von 0,1:0,1:1 bis 3:1:1 beträgt, was dem normalerweise in menschlicher Milch gefundenen Verhältnis entspricht.
  • Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines mikrogekapselten Öl- oder Fettprodukts, bei welchem eine Mischung eines Öles oder eines Fettes, das einen Gehalt von mindestens 10 Gew.-% an hoch ungesättigten Fettsäuren, vorzugsweise ω-3- und ω-6-Fettsäuren oder ein Derivat davon, hat, und einer wäßrigen Lösung von Caseinat und optional Kohlenhydrat enthaltendem Matrixmaterial bei einem Druck von mehr als 200 bar, vorzugsweise mehr als 230 bar und weiter bevorzugt mehr als 300 bar homogenisiert wird, und die resultierende Emulsion unter Verwendung von per se bekannten Verfahren getrocknet wird, um frei fließende Mikrokapseln zu erhalten. Die auf diese Weise hergestellten Mikrokapseln enthalten bevorzugt Fett oder Öl in einer Menge von 10 bis 65 Gew.-% und freie Fettsäure in einer Menge von weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 0,5 Gew.-%.
  • Die Verwendung des Caseinats als Matrixmaterial in dem erfindungsgemäßen Verfahren bietet die folgenden Vorteile:
  • - Es wird ein frei fließendes mikrogekapseltes Produkt erhalten, das einen relativ hohen Gehalt an Fett oder Öl hat und als Nahrungsmittel akzeptabel ist, da Caseinat selbst ein Proteinnahrungsmittel ist, das zur Fütterung von Kleinkindern bevorzugt ist.
  • - Es ist möglich, in einem Emulgierungsprozeß in einem Schritt eine stabile Emulsion zu erhalten, die Caseinat als Verkapselungsmaterial und als den einzigen Emulgierungswirkstoff verwendet, und wenn das zu emulgierende Fett oder Öl weniger als 5 Gew.-% freie Fettsäuren, vorzugsweise weniger als 1 Gew.-% und weiter bevorzugt weniger als 0,5 Gew.-% freie Fettsäuren enthält. Auf diese Weise ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, eine stabile Emulsion unter Verwendung eines Milchproteins ohne die Verwendung von beispielsweise Enzymen, um das Protein zunächst zu hydrolysieren, oder ohne die Verwendung eines Fettes oder Öles, das einen unerwünscht hohen Gehalt an freien Fettsäuren hat, sowie ohne die Verwendung von unerwünschten Additiven, wie etwa Emulgatoren, herzustellen.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform des mikrogekapselten Produkts gemäß der Erfindung hat die folgende Zusammensetzung:
  • 10 bis 65, vorzugsweise 20 bis 35 und bevorzugt 25 Gew.-% eines Öles oder eines Fettes, das 0 bis 75 % Arachidonsäure (C20:4 ω-6, AA), 0 bis 50% Eicosapentaensäure (C20:5 ω-3, EPA) und 0 bis 100% Docosahexaensäure (C22:6 ω-3, DHA), 1 bis 90, vorzugsweise 1 bis 70 und bevorzugter 2 bis 20 Gew.-% Caseinat, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Natrium-, Kalium- und Calciumcaseinat,
  • 0 bis 89, vorzugsweise 0 bis 70, bevorzugter 20 bis 70 und höchst bevorzugt 30 Gew.-% eines Kohlenhydrats, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Glukosesirup, Maltodextrin, Saccharose, Maltose oder Lactose,
  • 0 bis 10, vorzugsweise 5 bis 6 Gew.-% mindestens eines Antioxidationsmittels, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Vitaminantioxidationsmitteln, wie etwa α-, β-, γ- und δ-Tocopherole, Ascorbinsäure und Derivate davon, Karotinoide und Rosmarinextrakt,
  • 15 bis 35, vorzugsweise 20 bis 25 Gew.-% eines Sprühmittels, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Maisstärke, Milchproteinen einschließlich Casein, Caseinat und Molkeproteine, vorgekochter oder gelatinisierter Stärke, Sojabohnenproteinisolaten, Lactose, Tricalciumphosphat und Calciumcarbonat, wenn ein modifizierter Srühtrocknungsprozeß verwendet wird. Das Sprühmittel wird in einem normalen Sprühtrocknungsprozeß nicht verwendet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden 10 bis 65 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 35 Gew.-%, bevorzugter 25 Gew.-% des mikrogekapselten Produkts eines Fettes oder Öles oder einer Mischung eines Fettes oder Öles, die 0 bis 75 Gew.-% Arachidonsäure (C20:4 ω-6, AA), 0 bis 50 Gew.-% Eicosapentaensäure (C20:5 ω-3, EPA) und 50 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 100 Gew.-% Docosahexaensäure (C22:6 ω-3, DHA), und eine wäßrige Lösung aus von 1 bis 89 Gew.-% Caseinat, bevorzugt 1 bis 100% und bevorzugter 1 bis 70 und höchst bevorzugt 2 bis 20 Gew.-% des Trockenmaterials in Lösung, vorzugsweise Natrium-, Kalium- oder Calciumcaseinat, höchst bevorzugt Kaliumcaseinat, unter Verwendung eines Hochdruckhomogenisators, der bei 200 bis mindestens 1000 bar, vorzugsweise von 230 - 300 bis mindestens 1000 bar betrieben wird, homogenisiert, um eine Emulsion zu erhalten, in welcher die Öltropfen einen Durchmesser von 0,01 bis 5 µm haben. Bevorzugt haben mehr als 90% und bevorzugter mehr als etwa 95% der Öltropfen einen Durchmesser von 0,01 bis 2 µm. Die resultierende Emulsion wird sprühgetrocknet, vorzugsweise in einem modifizierten Sprühtrocknungsprozeß bei einer Heißlufttemperatur von 70 ºC, bevorzugt unter Zufuhr eines Sprühmittels, wie etwa Maisstärke, pulverisierte Milchproteine und dergleichen, um ein frei fließendes mikrogekapseltes Produkt zu erhalten, das einen Partikeldurchmesser von 10 bis 600 µm hat. Wenn es auf diese Weise hergestellt wird, liegt das Fett oder Öl in der Emulsion oder den Mikrokapseln in Form von Tropfen vor, die einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,01 bis 5 µm haben, wobei vorzugsweise mehr als 95% der Öltropfen einen Durchmesser von 0,01 bis 2 µm und bevorzugter 0,01 bis 1 µm haben.
  • Die Emulsion kann weiter 0 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 70 Gew.-% und bevorzugter 20 bis 70 Gew.-% des Trockenprodukts eines Kohlenhydrats, vorzugsweise Glukosesirup, Maltodextrin, Saccharose, Maltose oder Lactose, höchst bevorzugt Maltodextrin oder Saccharose und 0 bis 15%, vorzugsweise 5 bis 6% des Trockenprodukts eines Vitaminantioxidationsmittels, vorzugsweise Misch-Tocopherol oder Ascorbinsäure, enthalten.
  • Obgleich Caseinat als das einzige Matrixmaterial verwendet werden kann, ist es bevorzugt, eine Kombination von Caseinat und Kohlenhydrat als Matrixmaterial zu verwenden. Es wurde festgestellt, daß ein Gewichtsverhältnis zwischen Caseinat und Kohlenhydrat von 1:4 bis 1:1 eine bessere mechanische Stabilität für das mikrogekapselte Produkt sowie einen minimalisierten Anteil von freiem Öl an den Mikrokapseln bietet.
  • Die Verwendung von mehr als 65 Gew.-% Fett oder Ol in dem mikrogekapselten Produkt und Verfahren gemäß der Erfindung würde zu einem klebrigen Produkt aufgrund der Fett- oder Ölreste auf der Oberfläche der Mikrokapseln führen.
  • Der Begriff "hoch ungesättigte Fettsäuren" (HUFA) bezieht sich auf ernährungsmäßig wertvolle Fettsäuren, die mindestens 18 Kohlenstoffatome haben und mindestens 3 Doppelbindungen haben. Bevorzugt sind α-Linolensäure (C18:3 ω-3, α-LNA), γ-Linolensäure (C18:3 ω-6, γ-LNA), Arachidonsäure (C20:4 ω-6, AA) Eicosapentaensäure (C20:5 ω-3, EPA), Docosapentaensäure (22:5 n-3, DPA) und Docosahexaensäure (C22:6 ω-3, DHA), bevorzugter sind γ-LNA, AA, EPA und DHA, höchst bevorzugt sind AA, EPA und DHA. Die Fettsäuren sind normalerweise in natürlichen Ölen als Fettsäureester von Glyzerin vorhanden.
  • Das in den Mikrokapseln gemäß der Erfindung verwendete Fett oder Öl kann ein Fett oder Öl sein, das mindestens 10 Gew.-% HUFA enthält, wie etwa pflanzliches Öl, z.B. Nachtkerzenöl, Borretschöl, schwarzes Johannisbeersamenöl, Mohnsamenöl, ein tierisches Öl, z.B. Eidotteröl, ein Einzelleröl, z.B. Algenöl, ein Seetieröl, z.B. Fischöl. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden vorzugsweise Mischungen von Fett oder Öl verwendet, wie etwa Pflanzen- und Fischöle, um ein Verhältnis zwischen AA, EPA und DHA zu erhalten, das dem Verhältnis in menschlicher Milch gleich ist. Beispiele für Anitoxidationsmittel zur Verwendung in den Mikrokapseln gemäß der Erfindung sind die Vitaminantioxidationsmittel, α-, β-, γ- und δ-Tocopherole, Ascorbinsäure und Derivate davon, Karotinoide und Rosmarinextrakt. Die Antioxidationsmittel können in einer Menge von 0 bis 10 Gew.-% und vorzugsweise von 5 bis 6 Gew.-% des Endprodukts verwendet werden. Wenn hydrophile Antioxidationsmittel verwendet werden, wie etwa Ascorbinsäure, werden diese vorzugsweise zu der Lösung des Matrixmaterials zugegeben, und wenn lipophile Antioxidationsmittel verwendet werden, wie etwa α-Tocopherol, werden diese vorzugsweise zusammen mit dem Fett oder Öl hinzugefügt.
  • Beispiele für Sprühmittel zur Verwendung in dem modifizierten Sprühtrocknungsprozeß sind Pulver aus Maisstärke, Milchproteinen, vorgekochter oder gelatinisierter Stärke, Sojabohnenproteinisolaten, Lactose, Tricalciumphosphat und Calciumcarbonat.
  • Die gemäß der Erfindung hergestellte Emulsion ist bedingt durch den kleinen Durchmesser der Öltropfen und die Verwendung von Caseinat als Emulgator mindestens 1 Stunde und bis zu einer Woche stabil. Die Emulsion kann unter Verwendung eines herkömmlichen Trocknungsverfahrens getrocknet werden, z.B. Sprühtrocknen, modifiziertes Sprühtrocknen, Flüssigbetttrocknung oder Trommeltrocknung. Modifizierte Sprühtrocknung ist bevorzugt, da niedrigere Verfahrenstemperaturen verwendet werden können und besser sphärisch geformte und dichtere Partikel erhalten werden können. Die modifizierte Sprühtrocknung wird vorzugsweise bei einer Lufttemperatur von zwischen 40 ºC und 140 ºC, bevorzugter zwischen 60 ºC und 100 ºC ausgeführt. Als ein Sprühmittel wird vorzugsweise Maisstärke oder Milchproteinpulver, vorzugsweise Caseinpulver in einer Menge verwendet, die 15 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 25 Gew.-% des Trockenprodukts entspricht. Die herkömmliche Sprühtrocknung wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 140 bis 300 ºC ausgeführt.
  • Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines mikrogekapselten Öl- oder Fettprodukts, das mindestens 10 Gew.-% hoch ungesättigte Fettsäuren, vorzugsweise ω-3- und ω-6- Fettsäuren oder Derivate davon, in einem Matrixmaterial dispergiert enthält, das Caseinat enthält, vorzugsweise Natrium-, Kalium- und Calciumcaseinat, höchst bevorzugt Kaliumcaseinat, in trockener oder nasser Mischung mit einer Kindernahrung, einer funktionellen Reformnahrung, einer diätetischen Nahrung, einem Nahrungsmittel für Diabetiker, einer Proteinkur für geschwächte Patienten oder einem pharmazeutischen Erzeugnis zur Herstellung eines Produkts.
  • Das Verhältnis von AA und/oder γ-Linolensäure, EPA und DHA in dem Öl oder Fett beträgt auf Gewichtsbasis zwischen 0:0:1 und 3:1:1, vorzugsweise etwa 0,1:0,1:1 und bevorzugter etwa 0,5:0,12:0,3, wie es üblicherweise in menschlicher Milch gefunden wird.
  • Die in dem mikrogekapselten Produkt der Erfindung verwendeten Öle sind vorzugsweise Fischöle, die einen hohen Prozentsatz an hoch ungesättigten Fettsäuren haben, vorzugsweise mehr als etwa 30 Gew.-%, oder Borretschöl, das mehr als etwa 20 Gew.-% hoch ungesättigte Fettsäuren hat. Diese Öle sind sehr oxidationsanfällig und haben im Vergleich zu pflanzlichen Ölen, wie etwa Sonnenblumenöl, einen hohen Anteil von ungesättigten Fettsäuren. Der folgende Test zeigt die Dauer der Induktionszeit, bevor Oxidation in einer Probe von verschiedenen Ölen, die in dem erfindungsgemäßen Produkt verwendet werden, im Vergleich zu typischen pflanzlichen Ölen, die in Kindernahrungen verwendet werden, eintritt. Oxidationstest für Öle
  • Der Oxidationstest zeigt, daß hoch ungesättigte Öle, wie etwa Fischöle, äußerst oxidationsanfällig sind. Trotzdem ist das mikrogekapselte Produkt gemäß der Erfindung, das diese empfindlichen Öle enthält, mindestens 1 Jahr lang stabil, wie aus den folgenden Beispielen deutlich wird.
    • Beispiel 1
  • Kaliumcaseinat (40 g) wurde in Wasser (380 g) bei einer Temperatur von 60 ºC aufgelöst. Maltodextrin DE 24-30 (80 g) wurde hinzugefügt und aufgelöst. Der Lösung wurde unter Vakuum der Sauerstoff entzogen und Natriumascorbat (16,2 g) wurde hinzugefügt. (90 g) Fischöl, das einen Gehalt und ein Verhältnis von AA, EPA und DHA von 4%:6%:23% hatte, wurde in die Lösung unter Verwendung eines Rannie Hochdruckhomogenisators (Modell MINI-LAB, Typ 8.30 H) bei 800 bar emulgiert, um Öltropfen in der Emulsion zu erhalten, von welchen 95% einen Durchmesser von 0,01 bis 2 µm hatten.
  • Diese Emulsion war mindestens 2 Tage lang stabil.
    • Beispiel 2
  • Beispiel 1 wurde unter Verwendung von Kaliumcaseinat (400 g), Wasser (2933 g), Maltodextrin DE 24-30 (1600 g), Natriumascorbat (249 g) und Fischöl (1100 g), das einen Gehalt und ein Verhältnis von EPA und DHA von 15%:15% hat, wiederholt. Die Emulsionstemperatur betrugt 68 ºC.
  • Die Emulsion wurde unter Verwendung eines modifizierten Sprühtrocknungsprozesses bei 80 ºC unter Zufuhr von Caseinpulver getrocknet, das 20% des getrockneten Produkts bildete. Das resultierende Produkt, das 25% Fett oder Öl und 4% Restfeuchte enthielt, hatte eine Partikelgröße von 10 bis 600 µm und ist 2 Jahre stabil.
  • Die Fettsäurezusammensetzung eines typischen Fischöles, das ein Verhältnis von EPA und DHA von 15%:15% hat, ist wie folgt:
    • Beispiel 3
  • Kaliumcaseinat (170 g) wurde in 1240 g Wasser bei einer Temperatur von 60 ºC aufgelöst.
  • Natriumascorbat (30,6 g) wurde hinzugefügt und 170 g Fischöl wurden in die Lösung unter Verwendung eines Rannie Hochdruckhomogenisators dreimal bei 400 bar, 600 bar und 800 bar emulgiert, um einen durchschnittlichen Öltropfendurchmesser von unter 0,7 µm zu erhalten. Die Emulsion wurde wie in Beispiel 2 unter Verwendung einer Emulsionstemperatur von 60 ºC getrocknet.
    • Beispiel 4
  • Der Effekt der Emulgierung bei unterschiedlichem Druck unter Verwendung eines Rannie Hochdruck-Homogenisators (Modell MINI-LAB, Typ 8.30 H) wurde getestet und die Resultate nachstehend angeführt:
  • Die folgenden Inhaltsstoffe wurden wie in Beispiel 2 verwendet:
  • Die Emulsion wurde dreimal durch den Homogenisator geleitet. Tabelle
  • Der durchschnittliche Öltropfendurchmesser wurde nach einer und nach 24 Stunden bei Emulsionen gemessen, die bei 200, 300, 400 und 600 bar hergestellt wurden, und es wurden keine Veränderungen beobachtet. Der Effekt der Emulgierung bei Drücken über etwa 200 bar ist derjenige, daß eine stabile Emulsion durch einen kleinen Öltropfendurchmesser erhalten wird, welcher Durchmesser über mehrere Stunden stabil ist. Der Öltropfendurchmesser nimmt bei der Verwendung von zunehmenden Drücken ab und es ist zu erwarten, daß ein oberer Grenzwert eines angelegten Drucks nur von der zur Verfügung stehenden Ausrüstung abhängig ist. Die bei 50 bar hergestellte Emulsion war bedingt durch die Trennung nach nur einer halben Stunde nicht zufriedenstellend.

Claims (15)

1. Mikrogekapseltes Öl- oder Fettprodukt, bei welchem mindestens ein Öl oder Fett in dem Matrixmaterial als Partikel oder Tropfen, die einen Durchschnittsdurchmesser von weniger als oder gleich 2 µm haben, dispergiert ist, welches Öl oder Fett mindestens 10 Gew.-% hoch ungesättigte Fettsäuren, vorzugsweise ω-3- und ω-6-Fettsäuren enthält, wobei das Niveau freier Fettsäuren unter 5 Gew.-% und vorzugsweise unter 0,5 Gew.-% liegt und das Matrixmaterial aus Caseinat und optional mindestens einem Kohlenhydrat besteht, welches mikrogekapselte Öl- oder Fettprodukt für mindesten ein Jahr stabil ist.
2. Mikrogekapseltes Produkt nach Anspruch 1, bei welchem das Öl oder Fett ein Seetieröl, vorzugsweise ein Fischöl ist, welches mindestens 30 Gew.-% ω-3-Fettsäuren enthält.
3. Mikrogekapseltes Produkt nach Anspruch 1, bei welchem das Öl oder Fett ein pflanzliches Öl, vorzugsweise ein Borretschöl ist, welches mindestens 20 Gew.-% ω-3- und/oder ω- 6-Fettsäuren enthält.
4. Mikrogekapseltes Produkt nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem das Öl oder Fett ein natürliches, fermentiertes und/oder enzymatisch wiederverestertes oder chemisch modifiziertes Öl oder Fett ist, vorzugsweise in einer Menge von 10 bis 65 Gew.-%; das Matrixmaterial von 1 bis 100 Gew.-% Caseinat und von 0 bis 70 Gew.-% mindestens eines Kohlenhydrats, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Glukosesyrup, Maltodextrin, Saccharose, Maltose oder Laktose; von 0 bis 10 Gew.-% mindestens eines Antioxidationsmittels, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus den Vitamin- Antioxidationsmitteln α-, β-, γ- und δ-Tocopherole, Ascorbinsäure und Derivate davon, Karotinoide und Rosmarinextrakt, und von 0 bis 35 Gew.-% eines Sprühmittels enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Maisstärke, Milchproteinen einschließlich Casein, Caseinat und Molkeproteine, vorgekochter oder gelatinisierter Stärke, Sojabohnenproteinisolaten, Laktose, Tricalciumphosphat und Calciumcarbonat.
5. Mikrogekapseltes Produkt nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches von 20 bis 35 Gew.-% Fett oder Öl, vorzugsweise 25 Gew.-% Öl oder Fett, von 2 bis 20 Gew.-% Caseinat, vorzugsweise 15 Gew.-% Caseinat, und von 20 bis 70 Gew.-% Kohlenhydrat, vorzugsweise 30 Gew.-% Kohlenhydrat, von 5 bis 6 Gew.-% Antioxidationsmittel und von 20 bis 25 Gew.-% eines Sprühmittels umfaßt.
6. Mikrogekapseltes Produkt nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem das Öl ein Fischöl ist, das Caseinat Natrium-, Kalium- oder Calciumcaseinat ist und das Kohlenhydrat Maltodextrin oder Saccharose ist und das Antioxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus α-, β-, γ- und δ- Tocopherolen, Ascorbinsäure und Derivaten davon und Karotinoiden.
7. Mikrogekapseltes Produkt nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem das Matrixmaterial ein Caseinat und ein Kohlenhydrat in einem Gewichtsverhältnis von 1:4 bis 1:1 enthält.
8. Verwendung eines mikrogekapselten Öl- oder Fettprodukts, bei welchem das Öl oder Fett, das mindestens 10 Gew.-% hoch ungesättigte Fettsäuren, vorzugsweise ω-3- und ω-6- Fettsäuren enthält, als Partikel oder Tröpfchen, die einen Durchschnittsdurchmesser von weniger als oder gleich 2 µm haben, in einem Matrixmaterial dispergiert ist, das Caseinat umfaßt, in trockener oder nasser Mischung mit einer Kindernahrung.
9. Verwendung eines mikrogekapselten Öl- oder Fettprodukts, bei welchem das Öl oder Fett, das mindestens 10 Gew.-% hoch ungesättigte Fettsäuren, vorzugsweise ω-3- und ω-6- Fettsäuren enthält, als Partikel oder Tröpfchen, die einen Durchschnittsdurchmesser von weniger als oder gleich 2 µm haben, in einem Matrixmaterial dispergiert ist, das Caseinat umfaßt, in trockener oder nasser Mischung mit einer funktionellen Reformnahrung, einer diätetischen Nahrung, einem Nahrungsmittel für Diabetiker, einer Proteinkur für geschwächte Patienten oder einem pharmazeutischem Erzeugnis zur Herstellung eines Produkts.
10. Verwendung des mikrogekapselten Produkts nach einem der Ansprüche 1 bis 7 trocken oder nass mit einer Kindernahrung gemischt.
11. Verwendung des mikrogekapselten Produkts nach Anspruch 10, wobei das Öl oder Fett weniger als 20 Gew.-% und vorzugsweise weniger als 15 Gew.-% EPA und mehr als 15 Gew.-% und vorzugsweise mehr als 20 Gew.-% DHA enthält.
12. Verwendung des mikrogekapselten Produkts nach Anspruch 10, wobei das Verhältnis von AA und/oder γ-Linolensäure, EPA und DHA im Öl oder Fett von 0,1:0,1:1 bis 3:1:1 ist.
13. Verwendung des mikrogekapselten Produkts nach einem der Ansprüche 1 bis 7 trocken oder nass mit einer funktionellen Reformnahrung, einer diätetischen Nahrung, einem Nahrungsmittel für Diabetiker, einer Proteinkur für geschwächte Patienten oder einem pharmazeutischen Erzeugnis zur Herstellung eines Produkts gemischt.
14. Verfahren zur Herstellung des mikrogekapselten Produkts nach Anspruch 1 bis 7, bei welchem eine Mischung eines Öles oder Fettes, das einen Gehalt von mindestens 10 Gew.-% an hoch ungesättigten Fettsäuren, vorzugsweise ω-3- und ω-6- Fettsäuren hat, und einer wässrigen Lösung von Caseinat und optional Kohlenhydrat enthaltendem Matrixmaterial bei einem Druck von mehr als 200 bar homogenisiert wird und die resultierende Emulsion unter Verwendung von per se bekannten Verfahren getrocknet wird, um frei fließende Mikrokapseln zu erhalten.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem die Mischung bei einem Druck von mindestens 230 bar, vorzugsweise mindestens 300 bar homogenisiert wird.
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