DE69929641T2

DE69929641T2 - Herstellung eines fein verteilten, pulverförmigen Carotinoidpräparats

Info

Publication number: DE69929641T2
Application number: DE69929641T
Authority: DE
Inventors: Hermann Stein; Klaus Viardot; Bin Yang
Original assignee: DSM IP Assets BV
Current assignee: DSM IP Assets BV
Priority date: 1998-02-23
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2019-02-20
Also published as: NO315892B1; AU743535B2; BR9900776A; CA2261456A1; JP4837812B2; DE69929641D1; IN1999CH00212A; JP2000186224A; KR100695589B1; MX224632B; ID23623A; KR19990072792A; EP0937412B1; CN1231843A; NO990852L; ES2257828T3; NO990852D0; AU1836299A; MX9901754A; US6406735B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein kontinuierliches Verfahren zur Umwandlung von Carotinoiden, Retinoiden oder Naturfarbstoffen in fein verteilte pulverförmige Formen, die insbesondere zum Färben von Lebensmitteln und Tierfutter erforderlich sind.
Verschiedene Verfahren sind beschrieben worden, um ein Pulver herzustellen, das die Wirkstoffe mit einer Kristallitgröße von weniger als 1 μm aufweist. Die meisten der Verfahren sind für diskontinuierliche Verarbeitungsanwendungen gut geeignet.
Beispielsweise beschreibt US-Patent 3,998,753 ein diskontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines wasserdispergierbaren Carotinoid-enthaltenden Pulvers, wobei das Carotinoid eine Teilchengröße von weniger als 1 μm aufwies, wobei das Verfahren umfaßt: (a) Bilden einer Lösung aus einem Carotinoid und einem Antioxidationsmittel in einem flüchtigen Lösungsmittel, wobei das Lösungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie Chloroform, Kohlenstofftetrachlorid und Methylenchlorid; (b) Bilden einer wässerigen Lösung aus Natriumlaurylsulfat, einer wasserlöslichen Trägerzusammensetzung wie beispielsweise Gelatine, einem Konservierungsmittel und einem Stabilisator und Einstellen der Lösung auf einen pH von etwa 10 bis 11, und (c) Bilden einer Emulsion aus den Lösungen der Schritte (a) und (b) durch Mischen bei einer hohen Geschwindigkeit und hoher Scherung; Entfernen des organischen Lösungsmittels und Sprühtrocknen der resultierenden Emulsion, um ein Carotinoidpulver zu erhalten.
In der europäischen Patentveröffentlichung EP-0065193 B1 oder dem entsprechenden US-Patent 4,522,743 wird ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von fein verteilten Cartoinoid- und Retinoidpulvern beschrieben, wobei das Carotinoid oder Retinoid eine Teilchengröße von im wesentlichen unter 0,5 μm aufweist. Das Carotinoid oder Retinoid wird in einem flüchtigen, wassermischbaren, organischen Lösungsmittel innerhalb weniger als 10 Sekunden bei 50 bis 200 °C gelöst. Das Carotinoid oder Retinoid wird unmittelbar in kolloiddisperser Form aus der resultierenden molekulardispersen Lösung durch schnelles Mischen mit einer wässerigen Lösung aus einem quellbaren Kolloid bei 0 bis 50 °C ausgefällt. Die Herstellung der Carotinoidlösung und die Ausfällung des Carotinoids werden kontinuierlich in zwei Mischkammern ausgeführt. Die resultierende Dispersion wird in einer konventionellen Weise von Lösungsmittel und Dispersionsmedium befreit. Jedoch weist aus wirtschaftlichen und ökologischen Gründen dieses Verfahren den Nachteil auf, daß eine große Menge an Lösungsmittel verwendet werden muß.
US-Patent 3,790,688 beschreibt die Herstellung eines wasserdispergierbaren β-Carotinpräparats, umfassend die langsame Zugabe einer Ether- oder Ethanollösung aus β-Carotin zu einer heißen Lösung aus einer löslichen Stärke unter schnellem Rühren, wobei Pflanzenöl und/oder andere Lösungsmittel, die durch Aceton allein veranschaulicht werden, ebenso einbezogen werden können, um β-Carotin zu lösen, Erhitzen des resultierenden Gemisches auf 100 bis 121 °C, und wo ein Pulverpräparat schließlich gewünscht ist, Ausfällen dieses durch Zugeben von Methanol oder Ethanol auf eine Konzentration von 50 bis 70 % zu dem zuvor genannten, vermutlich abgekühlten Gemisch. Die „lösliche Stärke" wird in dem US-Patent nicht erläutert, so daß die Entwicklung von quellbaren Kolloiden, beispielsweise einer Stärke oder eines Stärkederivats, wenn quellbar, nicht deutlich angegeben wird.
US-Patent 4,844,934 beschreibt die Herstellung einer wasserdispergierbaren Carotinoidformulierung unter Verwendung von (Pflanzen)öl als „Träger" zum Dispergieren des Carotinoids bei erhöhter Temperatur in dem anfänglichen Verfahrensschritt. Danach folgt das feine Zermahlen, offensichtlich ein wichtiger Verfahrensschritt zur Erreichung der Auflösung, kurzes Erhitzen der resultierenden Carotinoidlösung, Einführen der resultierenden gesättigten Carotinoidlösung in eine wässerige Lösung aus einem Dreikomponenten-Schutzkolloid, beispielsweise einschließlich eines Stärkeproduktes, wie Dextrin, zur (schnellen) Emulgierung bei einer ungenannten Temperatur, und, wenn gewünscht, Wasserentfernung durch beispielsweise Sprühtrocknen und Endumwandlung zu einem trockenen Pulver. Die Beispiele offenbaren in gewissem Maße Temperaturen und die Betriebsdauer, die in der allgemeinen Beschreibung nicht offenbart sind, aus denen besonders deutlich wird, daß eine schnelle Umwandlung der Carotinoiddispersion zu der gewünschten gesättigten Lösung in dem Trägeröl, trotz des Wortlauts „für eine kurze Zeit", nicht in Erwägung gezogen wird. Die Beispiele geben nur an, daß die β-Carotindispersion „erwärmt wird .... bis sie vollständig gelöst ist". Die Beschreibung und Beispiele stellen keine deutlichen Angaben über die Temperatur bereit, bei der die anschließende Emulgierung durchgeführt wird, da aber in den Beispielen die Lösung aus β-Carotin in Öl bei 180 °C dann in die wässerige Phase (Schutzkolloid) geleitet wird, scheint eine Temperatur, die 180 °C erreicht, angegeben zu werden.
US-Patent 5,364,563 ist ein weiteres Dokument, in dem das beschriebene Verfahren zur Herstellung eines pulverisierten Carotinoidpräparats als anfänglichen Suspensionsträger für das Carotinoid ein hochsiedendes Öl umfaßt. Es gibt nicht die Verwendung eines Wärmetauschers zur Beschleunigung der schnellen Auflösung des Carotinoids in dem Öl an; statt dessen wird ein „geeigneter Mischer, beispielsweise eine Rohrmischeinrichtung" (und überhitzter Wasserdampf) eingesetzt. Vor dem Auflösungsschritt mit dem überhitzten Wasserdampf bei etwa 180 °C bis etwa 230 °C kann die Suspension in Öl zum Reduzieren der Größe von irgendwelchen übermäßig groben suspendierten Teilchen zermahlen werden, wie in Beispiel 1 und dem analogen Beispiel 2 veranschaulicht, und danach wird die Lösung in einer wässerigen Lösung oder Matrix aus einem Schutzkolloid emulgiert und die Emulsion versprüht, beispielsweise in ein Bett aus Stärke, und schließlich zu einem „Pulver" getrocknet. Dieses Pulver besteht tatsächlich aus dem Kolloid mit der darin dispergierten Lösung des Carotinoids, das in hochsiedendem Öl gelöst wurde. Infolgedessen liegt der Gehalt des veranschaulichten Carotinoids, d. h. β-Carotin, in den Pulvern, die gemäß den Beispielen hergestellt werden, zwischen 6,7 bis 7,5 Gew.-%. Das Pulver enthält zwangsläufig Öl.
US-Patent 4,726,955 enthält eine ähnliche Offenbarung zu dem vorher veröffentlichten und oben angegebenen EP-0065193 B1/US-Patent 4,522,743, und unterscheidet sich im wesentlichen in der Festlegung, daß das quellbare Kolloid Milch oder Magermilch ist, und daß die Auflösungstemperatur des Carotinoids in dem flüchtigen, wassermischbaren, organischen Lösungsmittel eher 50 bis 240 °C als 50 bis 200 °C beträgt.
Schließlich beschreibt die Deutsche Patentveröffentlichung (Auslegeschrift) 1211911 ein Verfahren zur Herstellung von Carotinoidpräparaten, die zur Färbung von Lebensmitteln und Tierfutter besonders geeignet sind, durch Emulgieren einer Lösung aus einem Carotinoid in einem flüchtigen, wasserunlöslichen, organischen Lösungsmittel in einer wässerigen Lösung aus einem quellbaren Schutzkolloid und Entfernen des organischen Lösungsmittels aus der resultierenden Emulsion in einer an sich bekannten Weise. Das organische Lösungsmittel soll vorzugsweise ein wasserunlösliches, flüchtiges Carotinoidlösungsmittel sein, geeigneterweise ein halogenierter Niederkohlenwasserstoff, beispielsweise Methylenchlorid oder Kohlen stoffdisulfid. Die allgemeine Beschreibung stellt keine Information über die Temperaturen bereit, bei denen die Lösung des Carotinoids in dem flüchtigen, organischen Lösungsmittel gebildet wird; aber die Beispiele zeigen deutlich, daß relativ niedrige Temperaturen angewendet werden, nämlich 50 °C (Beispiele 1, 3, 5 und 6), 35 °C (Beispiel 2) und 40 °C (Beispiel 4). Die Patentveröffentlichung offenbart außerdem, daß ein Vorteil des Verfahrens, die Vermeidung der Verwendung eines Öls oder eines Fettes als Carotinoidlösungsmittel ist, was im Hinblick auf die geringe Löslichkeit des Carotinoids in einem solchen Lösungsmittel die Verwendung von hohen Temperaturen notwendig machen würde, um die Auflösung zu erreichen, aber zur unerwünschten Zersetzung und Isomerisierung des Carotinoids führt.
Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das den zuvor genannten Nachteil überwindet, während der Wirkstoff in die fein verteilte pulverförmige Form umgewandelt wird.
Es ist nun herausgefunden worden, daß es möglich ist, ein pulverförmiges Präparat bereitzustellen, worin der Wirkstoff unter Verwendung eines speziellen nicht mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittels in einem kontinuierlichen Verfahren fein verteilt wird.
Daher bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen Carotinoid-, Retinoid- oder Naturfarbstoffpräparats, in dem der Wirkstoff fein verteilt ist, wobei das Verfahren die Schritte:

a) Bilden einer Suspension aus dem Wirkstoff in einem nicht mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel, das Dimethylcarbonat, Ethylformiat, Ethyl- oder Isopropylacetat, Methyl-tert-butylether oder Methylenchlorid ist, gegebenenfalls enthaltend ein Antioxidationsmittel und/oder ein Öl;
b) Einspeisen der Suspension von Schritt a) in einen Wärmetauscher und Erwärmen der Suspension auf 100 bis 180 °C, wobei die Verweilzeit in dem Wärmetauscher weniger als 5 Sekunden beträgt;
c) schnelles Mischen der Lösung von Schritt b) bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 100 °C mit einer wässerigen Lösung aus einem quellbaren Kolloid, gegebenenfalls enthaltend einen Stabilisator;
d) Entfernen des organischen Lösungsmittels und
e) Umwandeln der Dispersion von Schritt d) zu einem pulverförmigen Präparat umfaßt.

Der Ausdruck „fein verteilt" bedeutet im Umfang der vorliegenden Erfindung eine Teilchengröße von weniger als 1,5 μm, vorzugsweise weniger als 1 μm, stärker bevorzugt weniger als 0,4 μm.
Der Ausdruck „Wirkstoff" bedeutet im Umfang der vorliegenden Erfindung Carotinoide, Retinoide oder Naturfarbstoffe.
Carotinoide für den Zweck der vorliegenden Erfindung umfassen insbesondere beta-Carotin, beta-apo-4'-Carotenal, beta-apo-8'-Carotenal, beta-apo-12'-Carotenal, beta-apo-8'-Carotinsäure, Astaxanthin, Canthaxanthin, Zeaxanthincryptoxanthin, Citranaxanthin, Lutein, Lycopin, Torularhodin-aldehyd, Torularhodin-ethylester, Neurosporaxanthin-ethylester, zeta-Carotin oder Dehydroplectaniaxanthin. Ebenso enthalten sind Carotinoide aus natürlichen Quellen. Bevorzugt sind beta-Carotin, Astaxanthin, Canthaxanthin, beta-apo-8'-Carotenal und Lycopin; stärker bevorzugt ist beta-Carotin.
Naturfarbstoffe für den Zweck der vorliegenden Erfindung umfassen insbesondere Curcumin, Cochenille, Carmin, Annatto und Gemische davon.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung von Carotinoiden durchgeführt.
Die Temperatur von Schritt b) beträgt vorzugsweise 120 bis 180 °C, stärker bevorzugt 140 bis 170 °C und die Temperatur von Schritt c) beträgt vorzugsweise 50 bis 80 °C.
Die Verweilzeit in dem Wärmetauscher beträgt vorzugsweise 0,5 bis 4 Sekunden, stärker bevorzugt 1 bis 3 Sekunden.
Der Ausdruck „nicht mit Wasser mischbares, organisches Lösungsmittel" bedeutet ein organisches Lösungsmittel mit einer Löslichkeit in Wasser von weniger als 10 % unter Atmosphärendruck. Diese nicht mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen kontinuierlichen Verfahrens sind halogenierte aliphatische Kohlen- wasserstoffe, wie beispielsweise Chloroform, Kohlenstofftetrachlorid und Methylenchlorid, nicht mit Wasser mischbare Ester, wie beispielsweise Kohlensäuredimethylester (Dimethylcarbonat), Ameisensäureethylester (Ethylformiat), Methyl-, Ethyl- oder Isopropylacetat; oder nicht mit Wassermischbare Ether, wie beispielsweise Methyl-tert-butylether und dergleichen. In dem beanspruchten Umfang der vorliegenden Erfindung sind diese Dimethylcarbonat, Ethylformiat, Ethyl- oder Isopropylacetat, Methyl-tert-butylether und Methylenchlorid.
Der Ausdruck „quellbare Kolloide" bedeutet im Umfang der vorliegenden Erfindung Gelatine, Kohlenhydrate, wie beispielsweise Stärke oder Stärkederivate, Dextrin, Pektin, Gummi arabicum, Octenylbutandioatamylodextrin (CAPSUL^TM), Milchprotein, wie beispielsweise Casein und Pflanzenprotein sowie Gemische davon. Bevorzugt sind Fischgelatine oder Stärkederivate.
Um die Stabilität des Carotenoids zu erhöhen, ist es vorteilhaft, ein Antioxidationsmittel hinzuzufügen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Ascorbinsäure, Ascorbylpalmitat, dl-alpha-Tocopherol, gemischten Tocopherolen, Lezithin, Butylhydroxytoluol, Butyl-4-methoxy-phenol und Kombinationen von diesen Verbindungen.
Das Antioxidationsmittel kann entweder zu der Matrixlösung oder zu der Carotinoidlösung oder zu beiden Lösungen zugegeben werden. Ein bevorzugtes Antioxidationsmittel für die Carotinoidlösung ist dl-alpha-Tocopherol und für die Lösung der wässerigen Phase ist es Ascorbylpalmitat.
Es kann außerdem vorteilhaft sein, ein Öl in der Carotinoidsuspension zu lösen, vorzugsweise Maisöl.
Es wird nun auf die beiliegende Zeichnung 1 bezug genommen, wo ein Fließdiagramm, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, grafisch dargestellt wird. Das gesamte Verfahren sollte kontinuierlich durchgeführt werden.
Das Fließdiagramm wird folgendermaßen erläutert:
Eine wässerige Matrix, die ein quellbares Kolloid und gegebenenfalls einen Stabilisator enthält, wird in Kessel 1 hergestellt.
Eine Suspension eines Carotinoids in dem ausgewählten Lösungsmittel wird in Kessel 2 hergestellt. Die Suspension kann außerdem ein Antioxidationsmittel und ein Öl enthalten.
Die Carotinoidsuspension wird durch Pumpe 6 in den Wärmetauscher 4 eingespeist. Die Fließgeschwindigkeit wird gemäß der gewünschten Verweilzeit, die notwendig ist, um das Carotinoid in dem Lösungsmittel bei einer angegebenen Temperatur zu lösen, eingestellt. In dem Wärmetauscher 4 wird die Carotinoidsuspension auf 100 bis 180 °C, vorzugsweise 120 bis 180 °C, stärker bevorzugt 140 bis 170 °C erhitzt, und das Carotin wird löslich gemacht. Das Erhitzen kann entweder indirekt durch den Wärmetauscher oder direkt durch Mischen mit Dampf bei 8 durchgeführt werden. Die Verweilzeit in dem Wärmetauscher beträgt weniger als 5 Sekunden, vorzugsweise 1 bis 3 Sekunden.
Die Matrixlösung von Kessel 1 wird durch Pumpe 7 in Kessel 3 eingespeist. Die Fließgeschwindigkeit hängt von der Suspensionsfließgeschwindigkeit und der erforderlichen Emulsionszusammensetzung ab. In Kessel 3 werden die Carotinoidsuspension und die Matrix gemischt und unter Verwendung eines Rotor-Stator-Homogenisators auf die gewünschte Teilchengröße der inneren Phase von ungefähr 150 bis 400 nm emulgiert. Infolge des Mischens wird die Temperatur auf den Bereich von 20 bis 100 °C verringert.
Die erhaltene Dispersion strömt durch einen zweiten Wärmetauscher 5, wodurch die Dispersion abgekühlt wird. Der Druck wird auf Atmosphärendruck durch Druckkontrolle freigesetzt.
Das Lösungsmittel wird unter Verwendung konventioneller Verfahren, beispielsweise durch Verdampfung, entfernt. Eine pulverförmige Zusammensetzung kann aus der resultierenden Dispersion durch konventionelle Verfahren, beispielsweise durch Sprühtrocknen oder unter Verwendung der Pulverfangtechnik isoliert werden.
Unter Verwendung dieser Erfindung ist es möglich, Pulver herzustellen, die einen sehr breiten Farbbereich abdecken.
Die Weise, in der das erfindungsgemäße Verfahren ohne weiteres durchgeführt werden kann, wird durch die folgenden Beispiele dargestellt. Die Farbintensität wurde in einer wässerigen Dispersion, die 5 ppm Carotinoid enthält, gemessen und durch die berechnete Extinktion der 1%igen Lösung in einer 1-cm-Küvette (E1/1-Wert) angegeben. Die durchschnittliche Teilchengröße ist durch Coulter Particle Analyzer N4S gemessen worden. Der Carotinoidgehalt wurde durch UV-Spektroskopie gemessen.
Beispiel 1
Lösungsmittel: Ethylacetat, indirekte Wärmeübertragung.
Die wässerige Matrix wurde in Kessel 1 hergestellt. Daher wurden 1,0 kg Ascorbylpalmitat in 27,8 kg Wasser bei 60 °C dispergiert. Der pH-Wert dieser Dispersion wurde mit NaOH (20 %) auf 7,2 bis 7,6 eingestellt. Dann wurden 3,4 kg der Fischgelatine und 7,2 kg Saccharose zugegeben. Das resultierende Gemisch wurde gerührt, bis eine viskose, klare Lösung erhalten wurde.
0,75 kg von all-trans-beta-Carotin, kristallin, wurden in Kessel 2 in einem Gemisch aus 90 g dl-α-Tocopherol, 330 g Maisöl und 7,5 kg Ethylacetat dispergiert.
Die Carotinsuspension wurde kontinuierlich bei einer Geschwindigkeit von 6 kg/h über die Pumpe 6 in den Wärmetauscher 4 eingespeist, auf 160 °C erhitzt, und das Carotin wurde löslich gemacht. Die Verweilzeit in dem Wärmetauscher betrug 4 s.
Die Matrixlösung von Kessel 1 wurde über die Pumpe 7 mit einer Fließgeschwindigkeit von 9,2 kg/h in Kessel 3 eingespeist und mit der Carotinlösung gemischt.
Die resultierende Emulsion wurde in einem zweiten Wärmetauscher 5 auf 60 °C abgekühlt und der Druck wurde auf Atmosphärendruck freigesetzt.
Ethylacetat wurde in einem Dünnschichtverdampfer entfernt. Die resultierende Emulsion zeigte eine Teilchengröße der inneren Phase von 225 nm und wurde sprühgetrocknet. Ein Pulver mit den folgenden Spezifikationen wurde erhalten: 11,6 % Carotingehalt, E1/1 = 1015, λmax 440 bis 460 nm. Das Pulver war in kaltem Wasser mit einer intensiven roten Färbung gut löslich.
Beispiel 2
Lösungsmittel: Isopropylacetat, direkte Wärmeübertragung (Dampf)
1,25 kg Ascorbylpalmitat wurden in 30,9 kg Wasser bei 60 °C gemäß Beispiel 1 dispergiert. Der pH-Wert dieser Dispersion wurde mit NaOH (20 %) auf 7,2 bis 7,6 eingestellt. Dann wurden 5,1 kg der Fischgelatine und 7,1 kg Saccharose zugegeben. Das resultierende Gemisch wurde gerührt, bis eine viskose, klare Lösung erhalten wurde.
0,75 kg von Canthaxanthin, kristallin, wurden in Kessel 2 in einem Gemisch aus 0,10 kg dl-α-Tocopherol, 0,36 kg Maisöl und 6,25 kg Isopropylacetat dispergiert.
Die Canthaxanthinsuspension wurde kontinuierlich bei einer Geschwindigkeit von 6 kg/h über die Pumpe 6 in die Mischkammer eingespeist, wo die Temperatur durch Injektion von Dampf auf 170 °C erhöht wurde. Dann strömte die heiße Canthaxanthindispersion innerhalb 2 s durch den Wärmetauscher 4, wo das Canthaxanthin löslich gemacht wurde.
Die Matrixlösung von Kessel 1 wurde über die Pumpe 7 mit einer Fließgeschwindigkeit von 8,1 kg/h in Kessel 3 eingespeist und mit der Canthaxanthinlösung gemischt.
Die resultierende Emulsion wurde in einem zweiten Wärmetauscher 5 auf 60 °C abgekühlt und der Druck wurde auf Atmosphärendruck freigesetzt.
Isopropylacetat wurde in einem Dünnschichtverdampfer entfernt. Die resultierende Emulsion zeigte eine Teilchengröße der inneren Phase von 213 nm und wurde sprühgetrocknet. Ein Pulver mit den folgenden Spezifikationen wurde erhalten: 12,3 % Canthaxanthingehalt, E1/1 = 905, λmax 470 bis 485 nm. Das Pulver war in kaltem Wasser mit einer intensiven kirschroten Färbung gut löslich.
Beispiel 3
Lösungsmittel: Isopropylacetat, direkte Wärmeübertragung (Dampf)
10,3 kg Fischgelatine, 20,6 kg Zucker und 2,78 kg Ascorbylpalmitat wurden in 27,56 kg Wasser in Kessel 1 gelöst. Der pH-Wert dieser Matrix wurde mit NaOH (20 %) auf 7,2 bis 7,6 eingestellt.
6,68 kg β-Carotin, 0,84 kg dl-α-Tocopherol und 3,34 kg Maisöl wurden in 33,4 kg Isopropylacetat in Kessel 2 dispergiert.
Die β-Carotinsuspension wurde durch Pumpe 6 mit einer Fließgeschwindigkeit von 25 kg/h in den Wärmetauscher 4 eingespeist, wo sie mit dem Dampf gemischt wurdr, um eine Auslaßtemperatur von 160 °C zu erreichen. Die Verweilzeit in dem Wärmetauscher 4 betrug 1,0 s. Die Matrix wurde durch Pumpe 7 mit einer Fließgeschwindigkeit von 34,5 kg/h in den Kessel 3 gepumpt, wo das gelöste β-Carotin mit der Matrix gemischt und darin emulgiert wurde. Die Emulsion wurde auf 60 °C in dem Wärmtauscher 5 abgekühlt.
Isopropylacetat wurde aus der Emulsion unter Verwendung eines Vertikalverdampfers entfernt. Die resultierende Emulsion zeigte eine Teilchengröße der inneren Phase von 220 nm und wurde sprühgetrocknet.
Das Endprodukt wies einen β-Carotingehalt von 11,3 %; E1/1: 1159, λmax. 440 bis 460 nm auf. Das Pulver war in Wasser gut löslich. Die Lösung wies eine sehr intensive gelbe Farbe auf.
Beispiel 4
Lösungsmittel: Isopropylacetat, direkte Wärmeübertragung (Dampf)
9,25 kg Fischgelatine, 18,5 kg Zucker und 2,5 kg Ascorbylpalmitat wurden in 30,25 kg Wasser in Kessel 1 gelöst. Der pH-Wert dieser Matrix wurde mit NaOH (20 %) auf 7,2 bis 7,6 eingestellt.
6,0 kg β-Carotin, 0,75 kg dl-α-Tocopherol und 3,0 kg Maisöl wurden in 30,0 kg Isopropylacetat in Kessel 2 dispergiert.
Die β-Carotinsuspension wurde durch Pumpe 6 mit einer Fließgeschwindigkeit von 20 kg/h in den Wärmetauscher 4 eingespeist, wo sie mit dem Dampf gemischt wurde, um eine Auslaßtemperatur von 158 °C zu erreichen. Die Verweilzeit in dem Wärmetauscher 4 betrug 1,3 s. Die Matrix wurde durch Pumpe 7 mit einer Fließgeschwindigkeit von 30,4 kg/h in den Kessel 3 gepumpt, wo das gelöste β-Carotin mit der Matrix gemischt und darin emulgiert wurde. Die Emulsion wurde auf 60 °C in dem Wärmtauscher 5 abgekühlt.
Isopropylacetat wurde aus der Emulsion unter Verwendung eines Vertikalverdampfers entfernt. Die resultierende Emulsion zeigte eine Teilchengröße der inneren Phase von 240 nm und wurde sprühgetrocknet.
Das Endprodukt wies einen β-Carotingehalt von 11,2 %; E1/1: 795, λmax. 440 bis 460 nm auf. Das Pulver war in Wasser gut löslich. Die Lösung wies eine sehr intensive rote Farbe auf.
Beispiel 5
Lösungsmittel: Methylenchlorid, direkte Wärmeübertragung (Dampf).
9,25 kg Fischgelatine, 18,5 kg Zucker und 2,5 kg Ascorbylpalmitat wurden in 30,25 kg Wasser in Kessel 1 gelöst. Der pH-Wert dieser Matrix wurde mit NaOH (20 %) auf 7,2 bis 7,6 eingestellt.
6,0 kg β-Carotin, 0,75 kg dl-α-Tocopherol und 3,0 kg Maisöl wurden in 30,0 kg Methylenchlorid in Kessel 2 dispergiert.
Die β-Carotinsuspension wurde durch Pumpe 6 mit einer Fließgeschwindigkeit von 20 kg/h in den Wärmetauscher 4 eingespeist, wo sie mit dem Dampf gemischt wurde, um eine Auslaßtemperatur von 145 °C zu erreichen. Die Verweilzeit in dem Wärmetauscher 4 betrug 1,3 s. Die Matrix wurde durch Pumpe 7 mit einer Fließgeschwindigkeit von 30,4 kg/h in den Kessel 3 gepumpt, wo das gelöste β-Carotin mit der Matrix gemischt und darin emulgiert wurde. Die Emulsion wurde auf 35 °C in dem Wärmtauscher 5 abgekühlt.
Methylenchlorid wurde aus der Emulsion unter Verwendung eines Vertikalverdampfers entfernt. Die resultierende Emulsion zeigte eine Teilchengröße der inneren Phase von 196 nm und wurde sprühgetrocknet.
Das Endprodukt wies einen β-Carotingehalt von 9,9 %; E1/1: 1120, λmax. 440 bis 460 nm auf. Das Pulver war in Wasser gut löslich. Die Lösung wies eine sehr intensive gelbe Farbe auf.

Claims

Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen Carotinoid-, Retinoid- oder Naturfarbstoffpräparats, in dem der Wirkstoff fein verteilt ist, wobei das Verfahren die Schritte: a) Bilden einer Suspension des Wirkstoffs in einem nicht mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel, das Dimethylcarbonat, Ethylformiat, Ethyl- oder Isopropylacetat, Methyl-tert-butylether oder Methylenchlorid ist, gegebenenfalls enthaltend ein Antioxidationsmittel und/oder ein Öl; b) Einspeisen der Suspension von Schritt a) in einen Wärmetauscher und Erwärmen der Suspension auf 100 bis 180 °C, wobei die Verweilzeit in dem Wärmetauscher weniger als 5 Sekunden beträgt; c) schnelles Mischen der Lösung von Schritt b) bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 100 °C mit einer wässerigen Lösung aus einem quellbaren Kolloid, gegebenenfalls enthaltend einen Stabilisator; d) Entfernen des organischen Lösungsmittels und e) Umwandeln der Dispersion von Schritt d) zu einem pulverförmigen Präparat umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Temperatur von Schritt b) 120 bis 180 °C beträgt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Temperatur von Schritt b) 140 bis 170 °C beträgt und die Temperatur von Schritt c) 50 bis 80 °C beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Verweilzeit in dem Wärmetauscher 0,5 bis 4 Sekunden beträgt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Verweilzeit in dem Wärmetauscher 1 bis 3 Sekunden beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Wirkstoff ein Carotinoid ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Carotinoid aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus beta-Carotin, beta-apo-4'-Carotenal, beta-apo-8'-Carotenal, beta-apo-12'-Carotenal, beta-apo-8'-Carotinsäure, Astaxanthin, Canthaxanthin, Zeaxanthincryptoxanthin, Citranaxanthin, Lutein, Lycopin, Torularhodin-aldehyd, Torularhodin-ethylester, Neurosporaxanthin-ethylester, zeta-Carotin oder Dehydroplectaniaxanthin.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das quellbare Kolloid aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Gelatine, Stärke, Stärkederivaten, Dextrin, Pektin, Gummi arabicum, Octenylbutandioatamylodextrin, Milchprotein, Pflanzenprotein sowie Gemischen davon.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Antioxidationsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Ascorbinsäure, Ascorbylpalmitat, dl-alpha-Tocopherol, gemischten Tocopherolen, Lezithin, Butylhydroxytoluol, Butyl-4-methoxy-phenol und Kombinationen von diesen Verbindungen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Lösung aus dem Wirkstoff entweder indirekt durch den Wärmetauscher oder direkt durch Mischen mit Dampf bewirkt wird, und die Ausfällung des Wirkstoffes in dem quellbaren Kolloid kontinuierlich in einer Mischvorrichtung, die in Reihe geschalten ist, bewirkt wird.
Pulverförmiges Carotinoid-, Retinoid oder Naturfarbstoffpräparat, das durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 herstellbar ist, und 0,5 bis 25 Gew.-% des Carotinoid-, Retinoid- oder Naturfarbstoffwirkstoffes enthält, wobei die Teilchengröße des fein verteilten Wirkstoffes weniger als 1,5 μm beträgt.