DE69923699T2

DE69923699T2 - Festes zuführsystem für aromazutaten

Info

Publication number: DE69923699T2
Application number: DE69923699T
Authority: DE
Inventors: Richard Jerry MUTKA; Clark Robert McIVER; Ann Christine PALMER; Daniel Benczedi; Pierre-Etienne Bouquerand; Antoine Firmenich
Original assignee: Firmenich SA
Current assignee: Firmenich SA
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1999-11-03
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2019-11-04
Also published as: IN2001MU00437A; WO2000025606A1; DE69923699D1; BR9915007A; JP5090588B2; JP2002528601A; EP1124443B1; CA2346897A1; JP2012211336A; US20010038879A1; ES2237949T3; US6607778B2; EP1124443A1; ATE288686T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neuartige feste Systeme zur Abgabe von aromatischen Chemikalien und Aromastoffen, wobei die Systeme eine extrusionsgeformte Matrix umfassen, die eine wirksame Menge eines hydrophilen Aromastoffs enthält, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 3-Hydroxy-4,5-dimethyl-2(5H)-furanon, 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon, 4-Hydroxy-5-methyl-3(2H)-furanon, 3-Hydroxy-2-methyl-4(4H)-pyranon, 3-Hydroxy-2-ethyl-4(4H)-pyranon, 2-Hydroxy-2-penten-4-olid oder einer Verbindung der Formel
worin X einen geradkettigen oder verzweigten gesättigten oder ungesättigten C₁-C₅-Kohlenwasserstoffrest oder eine Gruppe der Formel
bezeichnet, wobei Y einen geradkettigen oder verzweigten gesättigten oder ungesättigten C₁-C₆-Kohlenwasserstoffrest bezeichnet, und R ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe, eine Acetylgruppe oder eine Ethoxycarbonylgruppe darstellt.
Es ist in der Lebensmittelindustrie allgemein bekannt, daß die Zugabe von Aromastoffen einen großen Teil zur Schmack haftigkeit von Speisezusammensetzungen beiträgt; es ist daher von größter Bedeutung, die Herstellung von Lebensmittelprodukten zu gewährleisten, die eine gleichbleibende Aromaqualität aufweisen und so für den Verbraucher attraktiv sind. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man eine ausgewogene Aromafreisetzung sicherstellt. Tatsächlich werden Geschmack und Aroma größtenteils von den in solchen Produkten enthaltenen flüchtigen Bestandteilen beeinflußt. Wegen der Flüchtigkeit dieser Aromastoffe ist es jedoch nicht leicht zu gewährleisten, daß die zuvor festgelegten kritischen Mengen eines jeden Aromastoffs noch in den Lebensmitteln und Produkten vorhanden sind, wenn sie beim Verbraucher ankommen. Verluste flüchtiger Bestandteile können bei der Lagerung noch vor Zugabe zu den Lebensmittelprodukten, beim Mischen der Aromastoffe mit anderen Lebensmittelbestandteilen, bei der Verarbeitung der Lebensmittel, beim Kochen, Backen, beim Transport und bei der Lagerung und schließlich auch bei der Zubereitung des Lebensmittelprodukts durch den Verbraucher selbst auftreten.
Diese Verluste flüchtiger Bestandteile aus den Lebensmittelprodukten können zu unerwünschten geschmacklichen und aromatischen Veränderungen der Produkte führen, die der Kunde wahrnimmt. Andererseits können Verluste flüchtiger Bestandteile dadurch vorkommen, daß manche Aromastoffe in ungewollte, weniger erwünschte oder geschmacklose Substanzen umgewandelt werden, wenn sie mit Reaktionspartnern in der Umgebung in Wechselwirkung treten. Sauerstoff ist ein Beispiel für diese Art von Reaktionspartnern, da er die Umwandlung verschiedener labiler Aromastoffe, die in der Industrie häufig und in für den Erfolg ausschlaggebender Weise Verwendung finden, begünstigt.
Nicht überraschend wurden daher zur Verringerung oder Vermeidung der obigen Probleme bei flüchtigen und labilen Aromabestandteilen verschiedenartige Versuche unternommen, diese Bestandteile in bestimmte Kohlenhydratmatrizes zu verkapseln, um so die Flüchtigkeit oder Labilität der Bestandteile zu verringern. Dies führt zur Herstellung stabiler fließfähiger Pulver mit den Aromazusammensetzungen, die das Aroma später freisetzen sollen, wenn sie in die Lebensmittel produkte eingebracht werden oder wenn das Lebensmittelprodukt schließlich verbraucht wird.
Im Stand der Technik wurden daher eine Reihe von Methoden zur Herstellung fester Zusammensetzungen von ätherischen Ölen entwickelt. Dabei machen Extrusionsverfahren üblicherweise von Matrixmaterialen auf Basis von Kohlenhydraten Gebrauch, die bis zur Schmelze erhitzt und mit den ätherischen Ölen und Aromastoffen zusammengegeben werden, bevor man sie extrudiert und die extrudierte Masse unter Bildung eines Glases, das den Geschmack schützt, abschreckt.
Ein bedeutendes Beispiel für die Offenbarung des Standes der Technik auf diesem Gebiet ist das US Patent 3,704,137, das eine Zusammensetzung mit ätherischen Ölen beschreibt, die hergestellt wird, indem man Öl mit einem Antioxidans mischt, separat Wasser, Sucrose und hydrolisierte Getreidefeststoffe mit einem DE unter 20 vermischt, die beiden Mischung zusammen emulgiert, die resultierende Mischung in ein Lösemittel zu Stäben extrudiert, das überschüssige Lösemittel entfernt und schließlich ein Mittel gegen das Zusammenbacken zugibt.
Weitere, noch wichtigere Beispiele im Zusammenhang mit der Erfindung sind die US Patente 4,610,890 und 4,707,367, die ein Verfahren zur Herstellung einer festen Zusammensetzung aus ätherischem Öl beschreiben, die einen hohen Gehalt an dem ätherischen Öl aufweisen, wobei die Zusammensetzung dadurch hergestellt wird, daß eine wäßrige Lösung gebildet wird, die einen Zucker, ein Stärkehydrolysat und ein Emulgiermittel enthält. Das ätherische Öl wird mit der wäßrigen Lösung in einem geschlossenen Gefäß bei kontrolliertem Druck zu einer homogenen Schmelze vermischt, die dann in ein relativ kaltes Lösemittel extrudiert, getrocknet und mit einem Mittel gegen das Zusammenbacken zusammengegeben wird.
Die oben genannten Patente und der weitere hier zitierte Stand der Technik sind lediglich beispielhaft für die beträchtliche Menge an Patentliteratur, die die Fixierung von Aromastoffen in verschiedenartigen Matrizes betreffen und die letztlich die Verkapselung von Aromastoffen in glasähnlichen Polymermaterialien, insbesondere Kohlenhydramatrizes, offenbaren.
Es ist nun ein typisches und übereinstimmendes Merkmal allen einschlägigen Standes der Technik, daß das in den obigen Kohlenhydratmatrizes verkapselte Material aus ätherischen Ölen und/oder öllöslichen Aromastoffen besteht, wodurch die verkapselte Zusammensetzung im wesentlichen hydrophob ist, wobei die früher offenbarten Verfahren und Aromaabgabesysteme häufig auf die Verwendung eines geeigneten Emulgiermittels zurückgreifen, um ein Mischen des Aromaöls mit obengenannten wäßrigen Matrixkomponenten zu ermöglichen und so eine homogene Schmelze zu erhalten, die nach Abkühlen das schützende Glas bildet.
Soweit wir wissen wurde im Stand der Technik noch nie die Verwendung solcher Matrizes beschrieben, um signifikante Mengen hydrophiler Aromabestandteile oder Aromamodifikatoren, die chemisch reaktiv, d.h. gegenüber Sauerstoff und Feuchtigkeit empfindlich sind, zu verkapseln.
Die aus dem Stand der Technik bekannten extrudierten Feststoffe sind Aromaabgabesysteme, die für die Freisetzung hydrophober Aromen ausgelegt sind und auf der Erkenntnis beruhen, daß die langen Kohlenhydratketten, die Maltodextrine, Stärken, hydrierte Stärkehydrolysate, modifizierte Stärken und/oder Gummiarten üblicherweise enthalten, mit niedermolekularen Kohlenhydraten plastifiziert sind. Letztere sind üblicherweise Disaccaride, Zuckeralkohole, Polyole und ähnliche Substanzen. Zudem bewirken hydrophile Materialien und Lösemittel, insbesondere Wasser, auch eine Plastifizierung der Matrix und eine Erniedrigung der Glasübergangstemperatur des extrudierten Feststoffs. Wenn letztere allerdings in Mengen von mehr als ein paar Prozent vorliegen, wird die Matrix destabilisiert und die schützenden Wirkungen der Verkapselung gehen verloren. Als Folge dieser Erkenntnis wurden hydrophile Aromastoffe nie in signifikanter Menge und sicherlich niemals als solche, d.h. ohne mit im wensentlichen hydrophoben Aromaölen und Zusammensetzungen vereint oder darin verdünnt zu sein, in Kohlenhydratmatrizes verkapselt. Tatsächlich wurde im Stand der Technik übereinstimmend angenommen, daß hydrophile Aromastoffe in signifikanten Mengen die Matrix in nicht akzeptablem Maße plastifizieren und ihre Fähigkeit, die Aromastoffe zu schützen, zerstören.
Hydrophile Aromastoffe, die labile Aromabestandteile sind und sich leicht in Gegenwart von Feuchte zersetzen und verderben, können jedoch von den Vorteilen einer Verkapselung in den obigen Matrizes sehr profitieren, und es versteht sich von selbst, daß jedes Verfahren, das erfolgreich für eine stabile Verkapselung solcher Stoffe sorgt, insbesondere für die Aroma- und Lebensmittelsindustrie von äußerster Bedeutung ist und auch für die Parfümindustrie Vorteile bringen kann.
Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt genau für dieses Problem eine Lösung bereit.
Wir haben nun überraschend gefunden, daß es im Gegensatz zur allgemeinen Annahme im Stand der Technik möglich ist, extrudierte Feststoffe zu erhalten, die chemisch reaktive hydrophile Aromamaterialien verkapseln, und zwar als solche und in Mengen, die solche Feststoffe zu bevorzugten und wertvollen Aromen machen, die in der Lage sind, effektive Mengen an hydrophilen Aromamodifikatoren und -bestandteilen zu transportieren.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein festes Abgabesystem zur Freisetzung von Aromabestandteilen, umfassend eine extrusionsgeformte Matrix, die eine wirksame Menge eines im wesentlichen hydrophilen Aromamaterials enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 3-Hydroxy-4,5-dimethyl-2(5H)-furanon, 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon, 4-Hydroxy-5-methyl-3(2H)-furanon, 3-Hydroxy-2-methyl-4(4H)-pyranon, 2-Ethyl-3-hydroxy-4(4H)-pyranon, 2-Hydroxy-2-penten-4-olid, einer Verbindung der Formel
worin X einen geradkettigen oder verzweigten gesättigten oder ungesättigten C₁-C₅-Kohlenwasserstoffrest oder eine Gruppe der Formel
bezeichnet, wobei Y einen geradkettigen oder verzweigten gesättigten oder ungesättigten C₁-C₆-Kohlenwasserstoffrest bezeichnet, und R ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe, eine Acetylgruppe oder eine Ethoxycarbonylgruppe darstellt, und Mischungen und Derivaten davon.
Unter einer "wirksamen Menge eines hydrophilen Aromamaterials" ist hier eine Menge hydrophilen Aromamaterials zu verstehen, die ausreicht, um einem Verbraucherprodukt, in das das feste Abgabesystem eingebracht ist, Geruch und/oder Geschmack zu verleihen, diesen zu verstärken, zu verbessern oder zu modifizieren.
Die Abgabesysteme der Erfindung ermöglichen eine gleichmäßige Verteilung des hydrophilen Aromamaterials in der Matrix, wodurch letztere bei der Lagerung und Verwendung stabilisiert wird. Tatsächlich bleibt der aktive Aromabestandteil über die gesamte Matrix homogen und wird daher gegenüber einer Zersetzung durch Feuchtigkeit beständiger. Wie sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Beispielen ergibt, wird die Handhabung des Aromastoffs und sein Einbringen in Zusammensetzungen und Verbraucherprodukte durch die erfindungsgemäße Behandlung auch sehr erleichtert.
Die Matrixzusammensetzung basiert auf üblichen polymeren Sacchariden, nämlich Zuckern und deren Derivaten.
Die Abgabesysteme der Erfindung benötigen keine speziellen Geräte und können mit gängigen Ein- oder Doppelschneckenextrudern hergestellt werden, wie sie üblicherweise bei den seit langem bekannten "Wet extrusion"- oder "Dry blend"-Methoden (auch "Flash-flow" genannt) eingesetzt werden, wobei bei letzterer das Zuführen einer Schmelze einer ursprünglich hauptsächlich festen Masse in den Extruder erforderlich ist und bei ersterer die Extrusion einer hauptsächlich flüssigen Masseschmelze, die aus der anfänglichen Lösung der Matrix und des zu verkapselnden Materials in einem Lösemittel, üblicherweise Wasser, resultiert.
Die durch die erfindungsgemäße Herstellung vorteilhaft verbesserten hydrophilen Materialien können aus allen erfindungsgemäßen Aromamaterialien ausgewählt sein. Diese hydrophilen Materialien werden bevorzugt in festem Zustand eingesetzt, und dies kann Sprühtrocknen von flüssigen oder fluiden Aromamaterialien oder eine andere Behandlung zum Trocknen erforderlich machen, um sie vor ihrer Beimischung zur Matrix und der Extrusion der Mischung zu verfestigen.
Weitere Gegenstände und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des obigen Abgabesystems der Erfindung besteht letzteres im wesentlichen aus der Matrix und dem hydrophilen Aromamaterial. Anders ausgedrückt stellt diese bevorzugte Ausführungsform der Erfindung hydrophile Aromamaterialien in fester Form bereit, welche durch Extrusionsverfahren erhalten wurden. Unter Extrusionsverfahren verstehen wir hier Verfahren, bei denen üblicherweise die Matrixkomponenten, das hydrophile Aromamaterial und ein Emulgiermittel, gegebenenfalls in Gegenwart eines Plastifiziermittels, auf eine Temperatur erhitzt werden, die die Bildung einer homogenen Schmelze ermöglicht, die anschließend unter Bildung des festen Produkts, das das hydrophile Aroma enthält, abgeschreckt wird.
Die erfindungsgemäßen Aromamaterialien sind in der Aromaindustrie gängig. Es handelt sich um Stoffe oder Zusammensetzungen, die sich dazu eignen, um einem in üblicher Weise aromatisierten Verbraucherprodukt Geruch und/oder Aroma oder Geschmack zu verleihen, oder die in der Lage sind, den Geruch und/oder den Geschmack des Verbraucherprodukts zu modifizieren. Es handelt sich vorzugsweise um Stoffe, die bei Raumtemperatur fest sind. Nichtsdestoweniger kann man aber auch hydrophile Materialien, die bei Raumtemperatur flüssig sind, verfestigen, beispielsweise durch Sprühtrocknungsmethoden, und dann in die Matrix eingebracht werden.
4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon ist ein starker Aromastoff, der zur Zeit unter dem Handelsnamen Furaneol^® (Herkunft: Firmenich SA; Genf, Schweiz) vertrieben wird. Dieses Produkt ist bei Raumtemperatur fest und seine Stabilität kann durch Feuchtigkeit und Sauerstoff beeinträchtigt werden. Die Abgabesysteme gemäß der vorliegenden Erfindung machen es möglich, dieses Produkt über einen langen Zeitraum vor Zersetzung zu schützen und es in einer Form zur Verfügung zu stellen, in der es bei Verwendung rasch und effizient freigesetzt wird. Der extrudierte Aromastoff Furaneol^® ist nicht nur bei der Lagerung stabiler, sondern er läßt sich auch leichter in Verbraucherprodukten verwenden als seine bislang bekannten und bis jetzt erhältlichen Formen, d.h. die kristalline oder feste Form.
Außerdem konnten wir feststellen, daß dieses gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte extrudierte feste Produkt wegen seiner organoleptischen Eigenschaften von den Aromatiseuren klar bevorzugt wird, wie sich aus den weiter unten aufgeführten Beispielen ergibt. Wir waren in der Tat überrascht festzustellen, daß die karamellige, bräunende und süßende Wirkung, die für diese Verbindung typisch ist, deutlich verstärkt wurde, wenn Furaneol^® erfindungsgemäß in einer Maltodextrinmatrix verkapselt wurde. Dieser Verstärkungseffekt kann die organoleptische Wirkung, die durch reines festes oder kristallines Furaneol^®, wie es bislang im Handel erhältlich war, vermittelt wird, leicht verdoppeln. Außerdem wurde er auch von einem deutlich wahrzunehmenden stärkeren "Mouthfeel" und Maskierungseffekt begleitet. Anders ausgedrückt hinterlassen die vorliegend offenbarten extrusionsgeformten Furaneol^®-Produkte einen volleren und stärkeren Eindruck im Mund und können den Geschmack und insbesondere unerwünschte Geschmacksnoten der Grundstoffe der essbaren Produkte (Lebensmittel, Getränke, Pharmazeutika, Zahnpasten und -spülungen etc...), in die sie eingebracht werden, noch besser überdecken. Sie stellen daher bevorzugte Aromastoffe oder erfindungsgemäße feste Abgabesysteme dar.
Die Abgabesysteme der Erfindung sind ferner besonders zur Freisetzung gängiger hydrophiler Furaneol^®-Derivate geeignet, wie sie in der Aroma- und/oder Duftstoffindustrie verwendet werden, nämlich Verbindungen der Formel
worin X einen geradkettigen oder verzweigten gesättigten oder ungesättigten C₁-C₅-Kohlenwasserstoffrest oder eine Gruppe der Formel
bezeichnet, wobei Y einen geradkettigen oder verzweigten gesättigten oder ungesättigten C₁-C₆-Kohlenwasserstoffrest bezeichnet. Die Ester der Formel (I) sind in der US 4,889,735 beschrieben.
Andere Furaneol^®-Derivate werden durch das Verkapselungssystem der vorliegenden Erfindung besonders verbessert, beispielsweise Verbindungen der Formel
worin R ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe, eine Acetylgruppe oder eine Ethoxycarbonylgruppe darstellt, deren Herstellung in der US 4,070,381 beschrieben ist.
3-Hydroxy-4,5-dimethyl-2(5H)-furanon ist auch als Sotolon bekannt, 3-Hydroxy-2-methyl-4(4H)-pyranon ist auch als Maltol bekannt und 3-Hydroxy-2-ethyl-4(4H)-pyranon ist auch als Ethylmaltol bekannt.
Die oben genannten Produkte sind chemisch reaktive Aromamaterialien und lassen sich wegen ihrer Labilität nur schwer in einer Matrix verkapseln. Bei der vorliegenden Erfindung sind diese aktiven Aromastoffe vorteilhaft homogen über die gesamte Matrix verteilt und werden so gegen Zersetzung aufgrund von Feuchtigkeit und Oxidation sehr viel beständiger. Zudem variiert der Gehalt des festen Abgabesystems an hydrophilen Aromastoffen über einen breiten Wertebereich und kann bis zu 60 Gew.-% des getrockneten extrudierten Produkts betragen, was für solch labile Produkte wirklich unerwartet ist.
Auch Mischungen aus ein oder mehreren genannten hydrophilen Ingredienzien können vorteilhaft verwendet werden. Tatsächlich haben wir organoleptische Synergien und eine erstaunliche Verstärkung der Aromaeigenschaften einiger der oben genannten Ingredienzien beobachtet, wenn diese zusammen in den erfindungsgemäßem Matrizes extrudiert werden. In diesem Zusammenhang sind insbesondere die Mischungen von Furaneol^® mit Maltol (3-Hydroxy-2-methyl-4(4H)-pyranon) und Ethylmaltol (3-Hydroxy-2-ethyl-4(4H)-pyranon) zu erwähnen. Wie sich aus den späteren Beispielen ergibt, können kleine Mengen Furaneol^® letztere, und insbesondere Ethylmaltol, vorteilhaft ersetzen und führen, wenn die Mischung aus Furaneol^® und Ethylmaltol zu einem erfindungsgemäßen extrudierten festen Produkt verarbeitet wird, zu Süß- und Aromawirkungen, die für Ethylmaltol charakteristisch, aber bei der Aromaverstärkung und Maskierung von unerwünschten Geschmacksnoten der essbaren Produkte, in denen sie als Geschmacksstoffe verwendet werden, weitaus stärker und wirksamer sind als die, die man beobachtet, wenn Ethylmaltol als solches verwendet wird, um erfindungsgemäße extrudierte Aromasysteme herzustellen. Solche extrudierten Mischungen von Furaneol^® mit Ethylmaltol oder Maltol sollten vorzugsweise etwa 0,2 bis 25 Gew.-% Ethylmaltol und 1 bis 25 Gew.-% Maltol enthalten.
Als Matrix in den Abgabesystemen der Erfindung kann jeder Zucker oder jedes Zuckerderivat verwendet werden, das durch Extrusionsverfahren leicht zu einem trockenen extrudierten Feststoff verarbeitet werden kann. Bevorzugte Beispiele geeigneter Materialien umfassen solche, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Sucrose, Glucose, Lactose, Lävulose, Fructose, Maltose, Ribose, Dextrose, Isomalt, Sorbitol, Mannitol, Xylitol, Lactitol, Maltitol, Pentatol, Arabinose, Pentose, Xylose, Galactose, hydrierte Stärkehydrolysaten, Maltodextrin, Stabilite^® (Herkunft: SPI Polyols, USA), Agar, Carragheen, anderen Gummis, Polydextrose und deren Derivaten und Mischungen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Maltodextrin oder Mischungen aus Maltodextrin und wenigstens einem Material verwendet, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Sucrose, Glucose, Lactose, Lävulose, Maltose, Fructose, Isomalt, Sorbitol, Mannitol, Xylitol, Lactitol, Maltitol und hydrierten Stärkehydrolysaten, vorzugsweise ein Maltodextrin mit einem Dextroseäquivalent von nicht mehr als 20 (≤ 20 DE) und vorzugsweise einem DE von 18.
Die obigen Matrixzusammensetzungen sind beispielhaft und nicht als Einschränkungen zu verstehen. Obwohl Polysaccharide oben als spezielle Beispiele genannt sind, ist klar, daß jedes Material, das extrudierbar ist und zur Zeit als Matrixmaterial bei der Herstellung extrudierbarer Feststoffe, die für Aromaanwendungen geeignet sind, verwendet wird, für die Zwecke dieser Erfindung geeignet ist und daher von letzteren umfaßt wird.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden Matrizes verwendet, die Maltodextrin enthalten. Letzteres kann den Hauptbestandteil der Matrix bilden oder auch in Mischung mit irgendeinem der oben genannten Zucker und besonders bevorzugt Sucrose verwendet werden. In bevorzugten Ausführungsformen besteht das Abgabesystem der Erfindung daher aus einer Matrix auf Basis von Maltodextrin und 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon (Furaneol^®), wobei der Anteil an letzterem wenigstens etwa 10 Gew.-% beträgt. Mischungen aus Furaneol^® und Ethylmaltol, Maltol oder beiden in den gleichen Matrixmaterialien stellen ebenfalls ausgezeichnete erfindungsgemäße Geschmacks- oder Aromasysteme dar, die bei der Aromaverstärkung und der Maskierung unerwünschter Geschmacksnoten besonders effektiv sind.
Vorzugsweise wird der Mischung, die aus den Matrixkomponenten und dem hydrophilen Aromamaterial besteht, ein Emulgiermittel zugegeben. Geeignete Emulgiermittel, die für die vorliegende Erfindung verwendet werden können, umfassen Lecithin, Sucroseester von Fettsäuren und Zitronensäureester von Fettsäuren. Andere geeignete Emulgiermittel sind in Nachschlagewerken wie G.L. Hasenhuettl und R.W. Hartel, Food emulsifiers and their applications, 1997, genannt.
Die extrudierten Aromastoffe und -zusammensetzungen der Erfindung können mit einem Verfahren hergestellt werden, das insoweit eine Modifikation der dem Fachmann bekannten gängigen Extrusionsverfahren darstellt, als vor der Extrusion eine substanzielle Menge einer hydrophilen Aromazusammensetzung mit dem Matrixmaterial gemischt wird.
Daher betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines stabilen schmelzebasierten extrudierten Aromaabgabesystems, umfassend die Schritte:

a) Zusammengeben und Vermischen eines im wesentlichen hydrophilen Aromastoffs mit einem extrudierbaren Matrixmaterial, einem Emulgiermittel und gegebenenfalls einem Plastifiziermittel unter Temperatur- und Rührbedingungen, die geeignet sind, um eine einheitliche Schmelze davon zu liefern;
b) Extrudieren der geschmolzenen Masse durch eine Düse;
c) Zerhacken, Schneiden, Vermahlen oder Pulverisieren des erhaltenen Materials entweder bei Verlassen der Düse oder nach Abkühlen der geschmolzenen Masse; und
d) gegebenenfalls Trocknen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung wird Schritt a) durchgeführt, indem eine Mischung aus dem Matrixmaterial, dem hydrophilen Aromastoff, dem Emulgiermittel und einer bestimmten Menge Wasser unter Rühren bis etwa zum Schmelzpunkt der wäßrigen Mischung erhitzt wird und so die homogene Schmelze erhalten wird.
Die üblichen Bedingungen für dieses Verfahrens sind ähnlich jenen der Verfahren zum Verkapseln hydrophober Geschmacksstoffe, wie sie beispielsweise in den US Patenten 4,610,890 und 4,707,367 beschrieben sind. Die Produkte, die mit dieser Art von Verfahren erhalten werden, basieren auf der Bildung einer Schmelze und der Extrusion von letzterer bei einer geeigneten Temperatur. Üblicherweise wird das hydrophile Material oder die hydrophile Zusammensetzung mit einer wäßrigen Mischung aus einem Zucker, einem Stärkehydrolysat und einem Emulgiermittel zusammengegeben und vermischt und diese wäßrige Mischung wird dann unter Bildung einer homogenen Schmelze, die dann in eine Düse extrudiert wird, bis zum Siedepunkt von Wasser oder eine Temperatur leicht darüber, aber vorzugsweise nicht über 130°C, erhitzt. Die geschmolzene Masse, die die Düse verläßt, kann dann zur Bildung des extrudierten Feststoffs entweder noch im plastischen Zustand zerhackt (Schmelzgranulierungs- oder Nassgranulierungsmethode) oder in einem flüssigen Lösemittel abgekühlt werden, wobei Form und Größe des extrudierten Feststoffs abhängig von den Extrusionsparametern vor dem Vermahlen eingestellt werden können. Der bei der Extrusion erhaltene partikuläre Feststoff kann erforderlichenfalls mit Hilfe eines Mittels gegen das Zusammenbacken, wie beispielsweise Siliziumoxid, getrocknet werden. Die Temperatur- und Druckbedingungen, unter denen das Verfahren durchgeführt wird, sind üblich und in den oben genannten US-Dokumenten vollständig beschrieben. Daher können solche Parameter von einem Fachmann ohne besonderen Aufwand und abhängig von der Natur der in der Schmelze vorhandenen Ingredienzien und von den Eigenschaften des Produkts, das man erhalten möchte, d.h. seiner Granulometrie und Form, eingestellt werden.
Art und Aufbau der verwendeten Geräte bedürfen an dieser Stelle keiner ausführlichen Beschreibung, da ein Fachmann auf diesem Gebiet mit den gängigen Apparaturen, ihren technischen Spezifikationen und der Wahl geeigneter Geräte für eine gewünschte spezielle Form und Größe des extrudierten Feststoffs bestens vertraut ist. Es ist außerdem allgemein bekannt, daß solche extrudierte Feststoffe in vielen Formen, d.h. Pulvern verschiedener Granulometrie, Stäben, Flocken, Filamenten etc. hergestellt werden können. Methoden wie Vermahlen (oder Kryovermahlen), Pulverisieren oder Sieben sind ebenfalls bekannt, um die Größe des extrudierten Feststoffs, insbesondere im Fall extrudierter partikulärer fester Stoffe, weiter zu verringern und sie falls gewünscht bis zu feinen mikronisierten Pulvern zu zerkleinern.
Gemäß einem weiteren zur Herstellung der Abgabesysteme der Erfindung geeigneten Extrusionsverfahren ist es in Schritt a) nicht erforderlich, das hydrophile Aromamaterial und das Matrixmaterial zuerst mit einer großen Menge Wasser zu vermischen, um eine homogene Schmelze zu erhalten. Tatsächlich ist es möglich, eine im wesentlichen feste Mischung dieser Bestandteile, die nur eine kleine Menge Plastifiziermittel enthält, auf ihre Schmelztemperatur zu erhitzen und dem Extruder diese im wesentlichen feste Masse unter effizientem Mischen unter Druck zuzuführen, um die Bildung einer homogenen Schmelze zu gewährleisten und ein stabiles extrudiertes Produkt zu erhalten. Die sogenannten "Dry blend"- und "Flash-Flow"-Extrusionsverfahren gehorchen diesem Prinzip und benötigen üblicherweise höhere Drücke, um die Schmelze des anfänglich im wesentlichen festen Materials durch den Extruder zu speisen, als die oben genannten Verfahren, bei denen eine Extrusion im wesentlichen flüssiger oder fluider geschmolzener Mischungen der Bestandteile erfolgt.
Daher wird bei den in den obigen Patenten und den in allgemeiner Form im Stand der Technik beschriebenen Verfahren die homogene Mischung aus Aromamaterial und Kohlenhydratmatrix, die im ersten Schritt des Verfahrens hergestellt wird, so im Schneckenextruder erhitzt, daß die Temperatur der Mischung zur Bildung einer geschmolzenen Masse oberhalb der Glasübergangstemperatur der Matrix liegt. Dann wird die geschmolzene Masse durch eine Düse extrudiert.
Wie oben erwähnt hängt der nächste Schritt c) von der verwendeten Methode ab. Die geschmolzene Masse kann bei Verlassen der Düse auf eine Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperatur der Matrix abgekühlt werden. Dies liefert ein festes extrudiertes Material in Form von Filamenten. Extrudiertes Granulat kann dann durch Zerbrechen des extrudierten Materials, das unter seine Glasübergangstemperatur abgekühlt wurde, hergestellt werden. Dieser Zerkleinerungsschritt bringt wegen der Härte des Materials unweigerlich den Verlust einer bestimmten Materialmenge mit sich und es kann auch passieren, daß die verkapselten flüchtigen Verbindungen beschädigt werden und bei diesem Schritt teilweise verloren gehen.
In anderen Fällen wird die Nassgranulierung dazu verwendet, das extrudierte Produkt noch im plastischen Zustand oberhalb seiner Glasübergangstemperatur zu zerhacken. Die EP 202409 beschreibt beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung stabiler kugelförmiger Teilchen aus lebensfähigen Mikroorganismen, das die Schritte umfaßt: Mischen eines Kulturkonzentrats mit einem Verdichtungsmittel unter Bildung eines homogenen Nassgranulats, Extrudieren des Nassgranulats durch eine Düse zur Herstellung von Filamenten mit einem Durchmesser von ungefähr der Größe der gewünschten Kügelchen und anschließend Verwendung eines Spheronizers, der eine Platte umfaßt, die sich mit einer Tangentialgeschwindigkeit dreht, die ausreicht, die Filamente zu diskreten sphärischen Teilchen zu formen, und schließlich Trocknen der Teilchen. Vor dem Trocknungsschritt ist die Glasübergangstemperatur der extrudierten Masse wegen des großen Anteils an Wasser, das als Plastifiziermittel verwendet wird, relativ niedrig. Der zusätzliche Trocknungsschritt ist daher notwendig, um etwas Wasser aus dem System zu verdampfen und so die Tg auf einen Wert zu erhöhen, der ausreicht, um ein Produkt zu liefern, das bei Raumtemperatur gelagert werden kann.
Das Nassgranulierungsverfahren aus dem Stand der Technik, das hier erwähnt ist, macht jedoch einen zusätzlichen Trocknungsschritt erforderlich, um die Tg auf einen geeigneten Wert zu erhöhen. Andererseits liefert der Zerkleinerungsschritt eines extrudierten Materials, das unter seine Glasübergangstemperatur abgekühlt wurde, Matrixverkapselungen, die selten gleichmäßig groß sind. Tatsächlich führt das letztgenannte Verfahren bei Matrixpulvern und -granulaten zu einer Teilchengrößenverteilung, die generell einer breiten Gaußverteilung entspricht. Abhängig von der für das extrudierte Produkt vorgesehenen Anwendung kann die Möglichkeit, Größe und Homogenität des extrudierten Materials steuern zu können, jedoch von großer Bedeutung sein. Es ist dann sehr wichtig, eine enge Größenverteilung mit einem Minimum an Kapseln erhalten zu können, die größer oder kleiner sind als die für den angestrebten Zweck erwünschte mittlere Größe. Zudem kann es auch sehr wichtig sein, die Ausbeute an hergestelltem Granulat zu optimieren, d.h. die Verluste beim Granulierungsverfahren zu minimieren.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die speziell für Matrizes ausgelegt ist, die eine kleine Menge Wasser enthalten, werden daher feste Abgabesysteme zur Freisetzung von Aromastoffen bereitgestellt, die mit einem Verfahren hergestellt sind, bei dem die in Schritt a) hergestellte gleichmäßige Schmelze erhalten wird, indem die Mischung aus Matrixmaterial und hydrophilem Aromastoff auf eine Temperatur zwischen 90 und 130°C erhitzt wird und die Mischung im Anschluß daran durch eine Düse extrudiert wird und die geschmolzene Masse bei Verlassen der Düse und vor Abkühlung zur Verfestigung zerhackt wird.
Gemäß dieser besonderen Ausführungsform wird ein niedriger Wassergehalt zu der zu schmelzenden Mischung gegeben, um sicherzustellen, daß die Glasübergangstemperatur Tg der resultierenden Schmelze dem gewünschten Tg-Wert des Endprodukts entspricht und dieser im wesentlichen gleicht. Anders ausgedrückt hat die Glasübergangstemperatur der Mischung im Gegensatz zu anderen Verfahren wie der Nassgranulierung vor der Extrusion schon den Wert, der für das Endprodukt benötigt wird, wobei diese Temperatur über Raumtemperatur und vorzugsweise über 40°C liegt, so daß das Produkt bei Raumtemperatur in Form eines fließfähigen Granulats aufbewahrt werden kann. Diese Ausführungsform der Erfindung kann folglich ohne den zusätzlichen Trocknungsschritt nach der Extrusion auskommen, der zur Entfernung von Wasser vorgesehen ist, um die Tg auf einen geeigneten Wert zu erhöhen.
Die Mischung wird daher in einer Extrudervorrichtung extrudiert, welche die Temperatur der Mischung auf einer vorher festgelegten Temperatur hält, die zwischen 90 und 130°C liegt. Diese Temperatur ist dem System der Erfindung angepaßt: zuallererst muß sie über der Glasübergangstemperatur der Kohlenhydratmatrix liegen, um die Mischung in Form einer geschmolzenen Masse zu halten. Es wird ferner Druck angelegt und auf einen Wert eingestellt, der geeignet ist, die Homogenität der Schmelze zu erhalten. Üblicherweise kann der Druck Werte von bis zu 100 bar (10⁷ Pa) annehmen, wobei bevorzugte Werte im Bereich von 1 bis 20 bar (105 bis 2 × 106 Pa) liegen.
Bei dieser speziellen Ausführungsform liegt die Temperatur, wenn die Mischung zum Düsenteil des Extruders gelangt, immer noch oberhalb der Glasübergangstempertaur des Trägers. Der Extruder ist mit einem Schneidmesser ausgestattet und die Mischung wird so bei der Temperatur der Schmelze geschnitten. Ist das schon geschnittene glasige Material durch die Umgebungsluft auf Raumtemperatur abgekühlt, muß es nicht mehr in einem Spheronizer oder einem anderen Gerät in Form gebracht und getrocknet werden, was bei anderen Verfahren der Fall ist, bei denen die geschmolzene Matrix vor dem Schneiden abgekühlt wird.
Das bevorzugte Verfahren gemäß der Erfindung, bei dem Schritt c) bei der Temperatur der Schmelze durchgeführt wird, liefert also Kapseln mit einheitlicher Größe. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist sehr vorteilhaft, weil die Freisetzung flüchtiger Verbindungen, wie aromatischer Verbindungen, durch die physikochemischen Eigenschaften des Matrixmaterials bestimmt wird und im allgemeinen durch das Lösen in einem Lösemittel oder Plastifiziermittel oder durch thermische oder mechanische Aktivierung erfolgt. Die spezifische Oberfläche des Matrixabgabesystems ist ein Parameter, der den Abgabeprozeß beeinflußt, wobei eine große spezifische Oberfläche im Falle einer Lösemittelaktivierung zu einer starken Molekularströmung führt. Die Freisetzung durch Auflösung ist daher von der Oberfläche des Teilchens besonders abhängig. Die Kinetik der Aromaabgabe wird über die Größe der mit dem Granulierungsverfahren hergestellten festen Partikel kontrolliert. Um für eine gleichmäßige, kinetisch genau definierte Freisetzung der eingeschlossenen flüchtigen Verbindungen zu sorgen, müssen die Kapseln daher zudem eine enge Größenverteilung aufweisen. Wir haben gefunden, daß diese spezielle Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft die Herstellung extrudierter Aromasysteme in granulärer Form und mit einer engen Größenverteilung zuließ, und dies mit nur einem Schritt nach dem Extrusionsprozeß, so daß auf das Abkühlen, die Trocknung und andere weitere Verfahrensschritte verzichtet werden kann, die bei anderen Verfahren üblich sind.
Die Glasübergangstemperatur der Mischung aus flüchtiger Verbindung/Kohlenhydrat hängt von der Menge Wasser ab, die zu der anfänglichen Mischung gegeben wird. Tatsächlich ist dem Fachmann allgemein bekannt, daß die Tg mit zunehmendem Wasseranteil abnimmt. In der letztgenannten Ausführungsform der Erfindung ist der der Mischung zugegebene Wasseranteil gering, d.h. so, daß die Glasübergangstemperatur der resultierenden Mischung im wesentlichen gleich der Glasübergangstemperatur ist, die für das fertige Aroma- oder Duftstoffabgabesystem, d.h. das extrudierte Produkt, gewünscht wird. Wie oben erwähnt ist es nun ein Erfordernis für die resultierende verkapselte Verbindung oder Zusammensetzung eine Glasübergangstemperatur Tg, die deutlich oberhalb der Temperatur liegt, bei der sie gelagert und später verwendet wird. Die kritische Temperatur muß daher mindestens oberhalb Raumtemperatur und vorzugsweise über 40°C liegen. Die Mengen, in denen in der vorliegenden Erfindung Wasser zugegeben wird, variieren daher innerhalb eines breiten Wertebereichs, den ein Fachmann einstellen und abhängig von dem in der Matrix verwendeten Kohlenhydratglas und der für das Endprodukt benötigten Tg wählen kann.
Beispielsweise können für ein Kohlenhydratglas mit einem DE (Dextroseäquivalent) von 18 Mengen von 5 bis 10 % Wasser in der Mischung verwendet werden.
Die Erweichungs- oder Glasübergangstemperatur wird vorzugsweise über 40°C gehalten, um die Fließfähigkeitseigenschaften der hergestellten Pulverproben bei Raumtemperatur zu gewährleisten. Um sicherzustellen, daß die Glasübergangstemperatur des Trägers oberhalb Raumtemperatur und vorzugsweise über 40°C liegt, wird der Mischung daher ein geringer Wassergehalt zugegeben.
Wie oben angegeben braucht man für den Extrusionsschritt dieses Verfahrens eine Extrudiervorrichtung. Eine kommerziel erhältliche Extrudiervorrichtung ist der Doppelschneckenextruder mit der Handelsbezeichnung Clextral BC 21, der mit einem Schneidmesser ausgerüstet ist, um die Schmelze in noch plastischem Zustand beim Verlassen der Düse schneiden zu können. Die Extrudiervorrichtungen sind jedoch nicht auf die Doppelschneckenvariante beschränkt und können beispielsweise auch Einschnecken-, Kolben- oder andere ähnliche Extrusionsverfahren umfassen. Die Extrudiervorrichtung ist mit einem Mechanismus zur Temperaturregelung ausgestattet, die es erlaubt, die Temperatur der Mischung schrittweise bis auf einen Wert von üblicherweise zwischen 90 und 130°C zu erhöhen, an welchem Punkt diese durch die Düsenöffnungen extrudiert werden kann.
Während des Extrusionsprozesses wird die Mischung durch eine Düse gepreßt, die eine Auslaßöffnung mit einem vorher festgelegten Durchmesser von etwa 0,250 bis 10 mm und vorzugsweise 0,7 bis 2,0 mm besitzt. Es sind jedoch auch viel größere Durchmesser für die Düse möglich. Die Auslaßöffnung der Düse hat die gleiche Temperatur wie der Rest der Vorrichtung und ist mit einem Schneidmesser oder einer anderen Schneidevorrichtung ausgerüstet, um die Schmelze bei Verlassen der Düse noch im plastischen Zustand zerhacken zu können. Das geschnittene Produkt hat daher immer noch eine Temperatur, die oberhalb der Glasübergangstemperatur der Matrix liegt.
Die Stücklänge wird durch die Schlagfrequenz der jeweiligen Schneidevorrichtung eingestellt.
Die abgetrennten Stücke werden anschließend durch die Umgebungsluft auf Raumtemperatur abgekühlt. Es ist keine Trocknung oder Weiterbehandlung erforderlich. Das resultierende Granulat besitzt eine einheitliche Größe, und diese Einheitlichkeit der Größe der resultierenden Kapseln ermöglicht eine bessere Steuerung der Aromafreisetzung.
Gemäß dieser speziellen Ausführungsform der Erfindung, bei der die Granulierung durchgeführt wird, wenn die Schmelze die Düse verläßt, erhält man also feste Aromaabgabesysteme mit im wesentlichen einheitlicher Granulometrie.
Wie vorher erwähnt sind diese extrudierten Feststoffe der Erfindung besonders zur Abgabe darin enthaltener hydrophiler Aroma- oder Duftstoffe geeignet, und besonders bevorzugt von solchen hydrophilen Aromamaterialien, die bei Raumtemperatur fest sind oder vor der Extrusion durch beispielsweise Sprühtrocknungsmethoden verfestigt werden können. Die extrudierten Feststoffe sind üblicherweise granulierte Produkte, die gegen Feuchtigkeit und Sauerstoff vollkommen beständig sind und einen Abbau des darin verkapselten Aromastoffs oder der darin verkapselten Aromazusammensetzung verhindern. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß letztere homogen und gleichmäßig in der amorphen extrudierten Matrix verteilt und vollständig darin eingebunden sind. Diese granulierten Produkte sind viel leichter zu handhaben, da sie keine signifikanten Mengen an Staub erzeugen, wenn sie zu den Lebensmitteln, Pulvergetränken, Kaugummis, Pharmazeutika und anderen Speise- und Verbaucherprodukten, in die sie eingebracht werden, verarbeitet werden.
Unter den so erfindungsgemäß erhaltenen Feststoffen sind die oben erwähnten extrudierten Furaneol^®-Feststoffe, 3-Hydroxy-4,5-dimethyl-2(5H)-furanon, 4-Hydroxy-5-methyl-3(2H)-furanon, 3-Hydroxy-2-methyl-4(4H)-pyranon, 2-Ethyl-3-hydroxy-4(4H)-pyranon, 2-Hydroxy-2-penten-4-olid und eine Verbindung der Formel
worin X einen geradkettigen oder verzweigten gesättigten oder ungesättigten C₁-C₅-Kohlenwasserstoffrest oder eine Gruppe der Formel
bezeichnet, wobei Y einen geradkettigen oder verzweigten gesättigten oder ungesättigten C₁-C₆-Kohlenwasserstoffrest bezeichnet, und R ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe, eine Acetylgruppe oder eine Ethoxycarbonalgruppe darstellt, die wichtigsten Produkte der Erfindung und bilden Aromasysteme, die gegenüber ihren bislang bekannten kommerziellen Formen Vorteile bieten.
Der Gehalt des festen Abgabesystems der Erfindung an hydrophiler Aromakomponente variiert innerhalb eines breiten Wertebereichs, üblicherweise von bis zu 60 Gew.-% des trockenen extrudierten Produkts, und liegt vorzugsweise zwischen 5 und 35 Gew.-% des extrudierten festen Abgabesystems.
Dieser hohe Gehalt an hydrophilem Wirkstoff macht die Abgabesysteme der Erfindung kostengünstig, wodurch sich ein weiterer Vorteil ihrer Verwendung ergibt.
Wie sich aus den nachfolgenden Beispielen ergibt, können erfindungsgemäße hydrophile Aromastoffe vorteilhaft die Zuckerkomponenten, die üblicherweise in den Matrizes auf Basis von Maltodextrin vorhanden sind, teilweise oder ganz ersetzen, wodurch sich nicht-kariogene Aromazusammensetzungen zur Verwendung in Lebensmitteln mit niedrigem Zuckergehalt oder zuckerfreien Lebensmitteln bereitstellen lassen.
Es ist ferner festzuhalten, daß die Erfindung zudem feste Systeme zur Abgabe von hydrophilen Ingredienzien wie Pflanzenextrakten und anderen Wirkstoffen bereitstellt, die nicht nur nützlich sind, um Lebensmitteln und anderen Produkten, die in den Mund von Menschen und Tieren gelangen können, Geschmack zu verleihen oder diesen zu modifizieren, sondern die auch Wirkstoffe enthalten oder daraus bestehen, die für andere vorteilhafte Wirkungen beim Verbraucher sorgen können. Beispiele für Abgabesysteme der Erfindung, die nutrazeutische Pflanzenextrakte und Stoffe enthalten, finden sich nachfolgend.
Es versteht sich von selbst, daß die Abgabesysteme der Erfindung, auch wenn sie besonders zum Transport hydrophiler Aromastoffe geeignet sind, auch dazu verwendet werden können, zusätzlich hydrophobe Zusammensetzungen, insbesondere Aromaöle und Duftöle zu verkapseln, solange letztere unter organoleptischen und hedonischen Gesichtspunkten mit dem oder den hydrophilen Aromastoff(en), die in einem gegebenen Abgabesystem vorhanden sind, kompatibel sind.
Die vorliegenden extrudierten Feststoffe können vorteilhaft dazu verwendet werden, einer großen Vielfalt essbarer Produkte, d.h. Lebensmitteln, Getränken und Pharmazeutika, organoleptische Eigenschaften zu verleihen oder diese zu modifizieren. Ihre Einbindung in Kaugummis und Zahnpasten ist einfach und führt zu besseren Wirkungen.
Allgemein verstärken sie die übliche organoleptische Wirkung des entsprechenden nichtextrudierten hydrophilen Aromamaterials, und sie sind beim Überdecken und Maskieren unerwünschter Geschmacksnoten in Lebensmitteln oder Getränken, wie beispielsweise den bitteren Noten von Getränken auf Basis von Kaffee und Tee, den sauren Noten von essbaren Produkten auf Sojabasis oder von Lebensmitteln auf Basis bestimmter Getreide- oder Mehlsorten, oder auch den metallischen Noten, die beispielsweise in Süßigkeiten und Bonbons, die mit Minze aromatisiert sind, zu finden sind, wirksamer als letztere.
Die Konzentrationen, in denen sie in solche Verbraucherprodukte eingebracht werden können, variieren innerhalb eines breiten Wertebereichs, der von der Art des zu aromatisierenden Produkts und der des jeweils eingesetzten Abgabesystems der Erfindung abhängt.
Übliche Konzentrationen, die hier nur beispielhaft angegeben sind, liegen in einem Wertebereich, der von wenigen p.p.m. (parts per million) bis zu 5 oder sogar 10 Gew.-% der Aromazusammensetzung oder des fertigen Verbraucherprodukts, in denen sie enthalten sind, reicht.
Hilfsstoffe, wie zum Beispiel lebensmittelunbedenkliche Farbstoffe, können den extrudierbaren Mischungen der Erfindung ebenfalls in bekannter Art und Weise zugegeben werden, um so gefärbte Aromasysteme und Granulate zur Verfügung zu stellen.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele ausführlicher beschrieben werden. Ausführungsformen der Erfindung Beispiel 1

Bestandteil Gramm

Maltodextrin 18 DE 1360

Sucrose 1050

Wasser 600

Furaneol^® 310

Lecithin 30
Maltodextrin und Sucrose wurden in Wasser gelöst und auf 126°C erhitzt, um den Wassergehalt auf etwa 7% zu verringern. Furaneol^® und Lecithin wurden zugegeben und bis zur Bildung einer einheitlichen Schmelze vermischt. Die Mischung wurde unter einem Druck von 2 bar durch eine Düsenplatte mit 2 mm-Öffnungen extrudiert. Nach dem Trocknen wurde 1% Siliciumdioxid als Fließmittel zugegeben. Das Endprodukt enthielt 9,1 Gew.-% Furaneol^®, 3,9 % Feuchte und wies eine Glasübergangstemperatur von 35,7°C auf. Nach 7 monatiger Lagerung bei 37°C lag der Furaneol^®-Gehalt bei 9,0 Gew.-%. Beispiel 2

Bestandteil Gramm

Maltodextrin 18 DE 1360

Sucrose 610

Wasser 600

Furaneol^® 750

Lecithin 30
Die Herstellung erfolgte wie in Beispiel 1. Das Endprodukt enthielt 25,0 Gew.-% Furaneol^®.
Beispiel 3
Zusammensetzung und Vorgehensweise waren wie in Beispiel 1, außer daß Furaneol^® durch Maltol (3-Hydroxy-2-methyl-4(4H)-pyranon) ersetzt wurde. Die Analyse zu Beginn zeigte 11,1 Maltol, 4,6% Feuchte und eine Glasübergangstemperatur von 38,2°C. Nach 10 monatiger Lagerung bei 37°C lag der Maltolgehalt bei 11,0 Gew.-%. Beispiel 4

Bestandteil Gramm

Maltodextrin 18 DE 1360

Sucrose 650

Wasser 600

Maltol 1080

Lecithin 32
Die Vorgehensweise war wie in Beispiel 1. Beispiel 5

Bestandteil Gramm

Maltodextrin 18 DE 82

Furaneol^® 10

Lecithin 1

Wasser 7
Das Maltodextrin wurde in Wasser gelöst, Furaneol^® und Lecithin wurden zur Lösung dazugegeben, die durch Sprühtrocknung entwässert wurde. Das resultierende fließfähige Pulver wurde mit einem Doppelschneckenextruder granuliert, indem man die Schmelze bei 98°C und unter 5 × 10⁵ Pa Druck bei Verlassen der Düsenöffnungen durch eine 2 mm-Düse tropfen ließ. Das Endprodukt enthielt 11% Furaneol^® und 7 Gew.-% Wasser, entsprechend einer Glasübergangstemperatur von 44°C. Beispiel 6

Bestandteil Gramm

Isomalt 600

Stabilite^® 2640

Furaneol^® 310

Akaziengummi 90

Lecithin 1

Wasser 400
Der Akaziengummi wurde 1:3 in einer wäßrigen Lösung gelöst. Stabilite^®, Isomalt und Wasser wurden hinzugegeben. Die Mischung wurde auf 148°C erhitzt. Furaneol^® und Lecithin wurden hinzugegeben und unter Bildung einer einheitlichen Schmelze vermischt. Die Mischung wurde durch eine Düsenplatte mit 850 μm-Öffnungen extrudiert. Nach dem Trocknen wurde 1% Silica als Fließmittel zugegeben. Das Endprodukt enthielt 9 Gew.-% Furaneol^® und 4% Feuchtegehalt. Der Gehalt an reduzierenden Zuckern betrug weniger als 2%.
Beispiel 7
Vergleichsversuche wurden mit dem in Beispiel 1 beschriebenen Abgabesystem und mit kommerziell erhältlichem Furaneol^® (Furaneol^® NI; Herkunft: Firmenich SA, Genf, Schweiz) durchgeführt.
Zu diesem Zweck bewertete ein Gremium von 30 Verbrauchern in einer Blindstudie zwei Lösungen in reinem Wasser, die identische Konzentrationen an Furaneol^® enthielten, wobei Lösung A handelsübliches Furaneol^® und Lösung B das Abgabesystem gemäß Beispiel 1 enthielt. Das Gremium bevorzugte nahezu einmütig Lösung B, die so beurteilt wurde, daß sie insgesamt eine stärkere Wirkung im Mund hinterließ und einen Geschmack besaß, bei dem die zuckerwatteartigen, karamelligen, sirupartigen und fruchtigen Beinoten, die für Furaneol^® typisch sind, im Vergleich mit Lösung A eindeutig verstärkt waren. Zudem war der Geschmack der Lösung B ausgeglichener und vollmundiger mit einem geschätzten stärkeren bonbon- und sirupartigen Charakter.
Beispiel 8
Eine extrudierte feste Probe von Furaneol^®, die gemäß Beispiel 1 oder 2 hergestellt worden war, wurde zur Herstellung eines neuen Hähnchenaromas A in ein Brathähnchenaroma, nämlich Firanova^® RC 587052 (Herkunft: Firmenich SA, Genf, Schweiz) in einer solchen Konzentration eingebracht, daß Furaneol^® in einer Konzentration von 30 ppm vorlag, bezogen auf das Gesamtgewicht der Hähnchenaromazusammensetzung.
Parallel dazu wurde kommerziell erhältliches Furaneol^® (Furaneol^® NI; Herkunft: Firmenich SA; Genf, Schweiz) in identischer Konzentration zum gleichen Hähnchenaroma gegeben, um ein Aroma B zum Vergleich herzustellen.
Die zwei Zusammensetzungen A und B wurden dann in einer Blindstudie von einem Gremium von 30 Verbrauchern bewertet. Die Ergebnisse des Tests zeigten, daß Aroma B von einer statistisch signifikanten Mehrheit der Teilnehmer bevorzugt wurde. Nach Meinung letzterer war dieses bevorzugte Aroma vollmundiger, ausgeglichener und abgerundeter als Aroma A, wobei es auch erschien, daß der Brathähnchencharakter verstärkt war, und das Gesamtaroma auch als kräftiger als Aroma A empfunden wurde. Beispiel 9

Bestandteil Gramm

Maltodextrin 18 DE 340

Maltodextrin 5 DE 1020

Sucrose 610

Wasser 1200

Ethylmaltol 455

Furaneol^® 300

Lecithin 10

Summe (w/o Wasser) 2735
Die Herstellung erfolgte wie in Beispiel 1, außer daß die Düse 0,50 mm-Öffnungen besaß. Die Analyse zu Beginn ergab 9,9 Furaneol^®, 14,1 % Ethylmaltol und 3,2 % Wassergehalt. Die Glasübergangstemperatur betrug 43,2°C.
Bei Vergleich mit einem extrudierten Produkt, das in ähnlicher Weise erhalten wurde, aber nur Ethylmaltol in einer Konzentration von etwa 25 Gew.-% enthielt, wurde das obige Produkt von einem Gremium von Aromatiseuren in einer Blindstudie einstimmig bevorzugt. Letzteres zeigte an, daß seine empfundene Süße und Aromawirkung um einen Faktor von wenigstens 2 zugenommen hatte.
Eine ähnliche Aromaverstärkung konnte bei extrudierten Produkten beobachtet werden, die eine ähnliche Zusammensetzung aufwiesen, in denen Ethylmaltol aber durch Maltol ersetzt war.

Claims

Festes Abgabesystem zur Freisetzung von Aromastoffen, umfassend eine extrusionsgeformte Matrix, die eine wirksame Menge eines im wesentlichen hydrophilen Aromamaterials enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 3-Hydroxy-4,5-dimethyl-2(5H)-furanon, 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon, 4-Hydroxy-5-methyl-3(2H)-furanon, 3-Hydroxy-2-methyl-4(4H)-pyranon, 2-Ethyl-3-hydroxy-4(4H)-pyranon, 2-Hydroxy-2-penten-4-olid, einer Verbindung der Formel
worin X einen geradkettigen oder verzweigten gesättigten oder ungesättigten C₁-C₅-Kohlenwasserstoffrest oder eine Gruppe der Formel
bezeichnet, wobei Y einen linearen oder verzweigten gesättigten oder ungesättigten C₁-C₆-Kohlenwasserstoffrest bezeichnet und R ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe, eine Acetylgruppe oder eine Ethoxycarbonylgruppe darstellt, und Mischungen oder Derivaten davon.
Abgabesystem nach Anspruch 1, wobei die Matrix ein Zucker oder Zuckerderivat ist.
Abgabesystem nach Anspruch 2, wobei die Matrix ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Sucrose, Glucose, Lactose, Lävulose, Fructose, Maltose, Ribose, Dextrose, Isomalt, Sorbitol, Mannitol, Xylitol, Lactitol, Maltitol, Pentatol, Arabinose, Pentose, Xylose, Galactose, hydrierten Stärkehydrolysaten, Maltodextrin, hydrierter Stärke, Agar, Carragheen, Gummis, Polydextrose und Derivaten und Mischungen davon.
Abgabesystem nach Anspruch 3, wobei die Matrix aus Maltodextrin oder einer Mischung aus Maltodextrin und wenigstens einem Material gebildet ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Sucrose, Glucose, Lactose, Lävulose, Maltose, Fructose, Isomalt, Sorbitol, Mannitol, Xylitol, Lactitol, Maltitol und hydriertem Maissirup.
Abgabesystem nach Anspruch 4, wobei die Matrix Maltodextrin mit vorzugsweise einem DE-Äquivalent von unter 20 beinhaltet.
Abgabesystem nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das hydrophile Aromamaterial in der extrudierten Matrix in einer Konzentration im Bereich von etwa 5 Gew.-% bis etwa 40 Gew.-% vorliegt.
Abgabesystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, welches ferner ein hydrophobes Aroma- oder Duftöl enthält.
Abgabesystem nach Anspruch 1, bestehend aus einer Matrix auf Maltodextrinbasis und 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon oder einer Mischung des letzteren mit Maltol oder Ethylmaltol.
Abgabesystem nach Anspruch 8, enthaltend wenigstens etwa 10 Gew.-% 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon.
Abgabesystem nach Anspruch 8, enthaltend etwa 0,2 bis etwa 25 Gew.-% Ethylmaltol.
Abgabesystem nach Anspruch 8, enthaltend etwa 1 bis etwa 25 Gew.-% Maltol.
Abgabesystem nach Anspruch 9, welches ferner Maltol oder Ethylmaltol enthält.
Abgabesystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Maltodextrin ein DE von unter 20 und vorzugsweise 18 besitzt.
Verfahren, um einem Verbraucherprodukt Geruch oder Geschmack zu verleihen, diesen zu verbessern oder zu modifizieren, wobei das Verfahren die Zugabe eines Abgabesystems nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13 zu diesem Produkt umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Verbraucherprodukt ein Nahrungsmittel, ein Getränk, eine Speisezusammensetzung, eine pharmazeutische Zusammensetzung, eine nutrazeutische Zusammensetzung, ein Kaugummi oder eine Zahnpasta ist.
Lebensmittel, Getränk, Speisezusammensetzung, pharmazeutische Zusammensetzung, nutrazeutische Zusammensetzung, Kaugummi oder Zahnpasta, enthaltend ein Abgabesystem wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13 definiert.
Verfahren zur Herstellung eines stabilen schmelzebasierten extrudierten Aromaabgabesystems nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, welches die Schritte umfaßt: a) Zusammengeben und Vermischen eines wie in Anspruch 1 definierten im wesentlichen hydrophilen Aromamaterials mit einem extrudierbaren Matrixmaterial, einem Emulgiermittel und gegebenenfalls einem Plastifizier mittel unter Temperatur- und Rührbedingungen, die geeignet sind, um eine einheitliche Schmelze davon zu liefern; b) Extrudieren der geschmolzenen Masse durch die Düse; c) Zerhacken, Schneiden, Vermahlen oder Pulverisieren der erhaltenen Masse entweder bei Verlassen der Düse oder nach Abkühlen der geschmolzenen Masse; und d) gegebenenfalls Trocknen.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Extrusionstemperatur zwischen 90 und 130° liegt und die geschmolzene einheitliche Mischung zerhackt wird, wenn sie die Düse verläßt, um ein Produkt mit einer Glasübergangstemperatur Tg zu liefern, die im wesentlichen die gleiche ist wie die des Materials der Trägermatrix.