DK148615B - Fremgangsmaade til ud fra erytrosin at fremstille et vandoploeseligt og syrestabilt farvemiddel - Google Patents

Description

148615 i

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til ud fra erytrosin at fremstille et vandopløselig og syrestabilt farvemiddel til farvning i nærværelse af gelatine af et vandigt drikkeligt eller spiseligt produkt med en pH-værdi under 4,5, ved hvilken fremgangsmåde erytrosinet fixeres til et substrat.

Erytrosin (FD&C rødt nr. 3, hovedsagelig monohydratet af 9-(o-karboxyfenyl)-6-hydroxy-2,4,5,7-tetrajod-3H-xanten-3-on-dinatriumsalt med mindre mængder af lavere joderede fluor-esceiner) har længe været kendt inden for teknikken som værende almindelig uopløseligt (bundfald, uklarhed osv.) ved lave pH-værdier, dvs. under pH ca. 4,5. Når erytrosin blev sat til sådanne produkter med lav pH-værdi var det almindelige resultat et uklart og grumset produkt med dannelse af bundfald.

US patentskrift nr. 3.511.667 beskriver fremstilling af et vandopløseligt farvekoncentrat ved belægning af uopløselige lakfarver (dvs. et salt af et godkendt vandopløseligt farvestof udstrakt på et substrat af aluminiumdioxyd, kalcium eller lignende) på findelte partikler af et vandopløseligt bærerstof indeholdende en vandopløselig sur ingrediens, idet syren er tilstede for at gøre lakfarven opløselig. Det fremgår imidlertid af patentskriftet at erytrosin er uopløselig ved lav pH og at der derfor må anvendes lavere syremængde når der anvendes erytrosin.

US patentskrift nr. 3.425.841 anviser anvendelse af erytrosin i en annanas-grape-juice ved pH 3,1-4,2. Nogen forklaring på at erytrosin kan anvendes i dette specielle produkt gives ikke i dette patentskrift, hvor det da også beskrives som overraskende. Der gives ingen anvisninger til opnåelse af lignende virkning i andre produkter.

US patentskrifterne nr. 3.347.682, 1.388.147 og 2.535.538 anviser i almindelighed hvorledes man kan fiksere et farvestof på et substrat, men ingen af disse skrifter løser problemet med at opløseliggøre erytrosin ved pH under ca. 4,5.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe en fremgangsmåde af den indledningsvis angivne art, ved hvilket det opnås at et farvemiddel baseret på erytrosin kan anvendes i produkter med en pH-værdi på mindre end 148615 2 4,5 uden dannelse af uklarheder eller bundfældninger.

Dette opnås med en fremgangsmåde, der er ejendommelig ved at man forud for fixeringen dispergerer eller opløser mest muligt erytrosin i et opløsningsmiddel, som er vand, glycerol, propylenglykol eller ætanol ved en pH-værdi på ca. 6-10, eventuelt under tilsætning af en base, hvorefter erytrosindisper-sionen enten belægges på et tørt pulverformigt substrat efterfulgt af tørring eller blandes med et opløst substrat efterfulgt af tørring af erytrosin-substrat-opløsningen, hvorpå det tørrede produkt eventuelt formales.

Det ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen vundne tørrede produkt indeholder erytrosin fixeret til substratet. Det således fixerede erytrosin kan ved anbringelse i en vandig opløsning under tilstedeværelse af en tilstrækkelig mængde gelatine i et tilstrækkeligt langt tidsrum opløses eller dispergeres til en stabiliseret form, dvs. en form hvor man i det væsentlige undgår uklarheder eller bundfældning af erytrosin. Når erytro-sinet er blevet stabiliseret kan den vandige opløsnings pH-værdi indstilles til en værdi på under 4,5 under bibeholdelse af erytrosinets stabilisering.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen dispergerer man først erytrosinet i et opløsningsmiddel med en pH-værdi på ca.

6-10. Den valgte type opløsningsmiddel er forenelig med erytrosin derved at der ikke foregår nogen skadelige reaktioner med erytrosinet og ved at en tilstrækkelig mængde erytrosin kan dispergeres i opløsningsmidlet for at gøre fremgangsmåden økonomisk gennemførlig. Opløsningsmiddeltypen er også forenelig med substratet og med den måde hvorpå erytrosinet skal fixeres med substratet. Velegnede opløsningsmidler er son nævnt vand, glycerol, propylenglykol og ætanol. Fortrinsvis kan der sættes en base (fx natriumhydroxyd eller et alkalisk puffersalt af en kvalitet beregnet til anvendelse i levnedsmidler, såsom trinatriumcitrat, trikaliumcitrat eller di-natriumfosfat) til opløsningsmidlet for at holde pH-værdien ca. 6-10 og for at tillade at der opløses mere erytrosin.

Fortrinsvis indstilles erytrosindispersionen ifølge opfindelsen inden for et pH-omrade pa ca. 6-8. Den anvendte base kan være af en hvilken som helst type som ikke på skadelig måde påvirker ery- 3 148616 trosins opløsning i opløsningsmidlet eller danner-komplex med erytrosin og bundfælder det ud af opløsningen.

De bedste resultater opnås når erytrosinet er i det væsentlige fulstændig opløst i opløsningsmidlet. Imidlertid giver opslæmninger, hvori i det mindste den største vægtandel af erytrosinet er i opløsning, også tilstrækkelig gode resultater, skønt der til sidst, når det fixerede erytrosin er dispergeret under sure betingelser i nærværelse af en effektiv mængde gelatine, vil blive iagttaget en svag og ubetydelig uklarhed i den sure erytrosinopløsning. Fortrinsvis opvarmes ifølge opfindelsen erytrosindispersionen (fx til over 60°C) inden fixeringen til et substrat, nemlig for at forøge mængden af det erytrosin, som vil opløses i opløsningsmidlet, selv om lavere temperaturer også er tilstrækkeligt.

Når der i nærværende beskrivelse og krav anvendes betegnelsen "opløsning" af erytrosin i et opløsningsmiddel eller i en opløsning betyder det at erytrosinet enten er gået i en stabil dispersion hvori de enkelte partikler af erytrosinet ikke er lette at iagttage og hvori der i det væsentlige ikke er nogen uklarhed, tågedannelse eller bundfald i den resulterende opløsning, eller hvori erytrosinet faktisk er dispergeret i en molekylær målestok.

I andet trin fixeres erytrosin til et substrat. Med fixering menes at erytrosindispersionen dispergeres på eller i et substrat ved enten at erytrosindispersionen belægges på substratet efterfulgt af tørring, eller ved at substratet opløses i en opløsning med erytrosin, efterfulgt af co-tørring, fx lufttørring, tromletørring, frysetørring eller ifølge opfindelsen særlig hensigtsmæssigt forstøvningstørring af erytrosin-substrat-opløsningen. Det anvendte substrat (bærer) bør være let opløseligt i vandig opløsning, bør være foreneligt med det til sidst ønskede produkt og bør være til stede i i det mindste en mængde der er effektiv til at dispergere erytrosinet i vandig opløsning. Fortrinsvis fixeres der mindre end 25 vægti erytrosin til et substrat selv om der kan anvendes højere procentdele erytrosin afhængigt af substratet, metoden til fixering af erytrosinet til et substrat, partikelstørrelsen af det substratfixerede ery- 4 U8615 trosin såvel som den ønskede farveintensitet i den endelige sure erytrosinopløsning. Den type substrat der anvendes må også være forenelig med den valgte metode til fixering af erytrosin-dispersionen. Fx ville gelatine som substrat ikke være forenelig med fixering af erytrosindispersionen ved belægning på grund af gelatinens hygroskopiske natur. Velegnede substrater er fx stivelser, dextriner, sukkerarter (fx sakkarose, dextrose, laktose), mælke-faststoffer, gelatiner, gummier og andre hydro-kolloider, og puffersalte (fx trinatriumcitrat og trikaliumci-trat).

Det vundne produkt i form af erytrosin fixeret på et substrat formales fortrinsvis til en mindre partikelstørrelse.

Det har i almindelighed vist sig at jo mindre partikelstørrelse af præparatet, jo større mængde erytrosin kan det indeholde, uden at erytrosinet danner uklarheder eller bundfald i det færdige vandige levnedsmiddel. Således kan præparatet ved anvendelse af gelatine som substrat indeholde ca. 25 vægt% erytrosin hvis ifølge opfindelsen det substratfixerede erytrosin formales til passage gennem en 50 mesh U.S. standardsigte. Det kan indeholde hhv. 25-30 og 45-50 vægti erytrosin hvis det formales til passage gennem hhv. 100 eller 400 mesh U.S. standardsigte. Disse værdier kan variere med den under fixeringen benyttede pH-værdi og gelatinens overtræksstyrke (bloom strength).

Når erytrosinet er fixeret til et substrat kan det kombineres med en effektiv mængde gelatine til dannelse af en tør erytrosinblanding. Denne blanding kan dispergeres eller opløses i en vandig opløsning såsom et spiseligt eller drikkeligt produkt hvis pH-værdi er under 4,5, og herved dannes en opløsning som er i.det væsentlige uklarhedsfri og bundfaldsfri, også når pH forbliver under 4,5. Fortrinsvis er ifølge opfindelsen substratet også en gelatine. Når erytrosinet er fixeret til substratet er det fortrinsvis i en tilstand hvori erytrosinet er molekylært dispergeret uden på eller inden i substratet.

Erytrosinet fixeres fortrinsvis til substratet ved opløsning af substratet i en opløsning med erytrosin efterfulgt af co-tørring. Det resulterende substratfixerede (hvorved menes det til substratet fixerede) erytrosin har vist sig at have fremragende lagringsstabilitet idet erytrosinet ved at være fixe- 5 148615 ret inden i substratet er beskyttet mod at blive udsat for andre tilsatte koncentrerede ingredienser, såsom spiselige syrer (fx citronsyre, æblesyre, fumarsyre, mælkesyre og adipinsyre), som kan fremkalde farvesvækkelse.

Som det tredie trin dispergeres det opløste, ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillede, til et substrat fixerede erytrosin i en vandig opløsning i nærværelse af en mængde gelatine og i løbet af en passende tidsperiode, fx 2 minutter, hvorpå den vandige opløsnings pH-værdi indstilles til under 4,5. Det antages at gelatinen er i stand til at binde erytrosinets reaktionspunkter hvorved man undgår at erytrosi-net reagerer med syren og derved gøres uopløseligt. En effektiv mængde gelatine må bringes ind i opløsning og indvirke med ery-trosinet for at stabilisere det, inden man lader en mængde syre (eller syre og puffer) komme i opløsning, idet syren ellers ville reagere med erytrosinet og gøre det uopløseligt og give et bundfald og en uklar opløsning. Dette kan gennemføres på flere måder. For det første kan i overensstemmelse med standardteknologi syren eller et surt puffersystem sættes til den vandige opløsning for at indstille pH-værdien til under 4,5 efter at substratfixeret erytrosin og gelatine er blevet opløst i opløsningen. For det andet kan erytrosinet, når det er fixeret med et substrat, stabiliseres med en passende mængde gelatine når det befinder sig i en opløsning med en pH-værdi under ca. 4,5.

For det tredie kan den syre der sættes til en vandig opløsning sammen med gelatinen og det substratfixerede erytrosin, være en langsomt opløselig syre (fx fumarsyre eller adipinsyre) eller den anvendte gelatine kan være hurtigt opløselig (fx gelatine-hydrolysat eller specielt tørrede gelatiner), hvilket vil gøre det muligt at en effektiv mængde gelatine opløses i opløsningen for at stabilisere erytrosinet før der opløses en tilstrækkelig mængde syre i opløsningen, som kunne reagere med erytrosinet for at gøre det uopløseligt (uklart, bundfald).

Alle gelatinetyper vil kunne fungere, hvad enten de er afledt fra køer eller svin, hvad enten de er ioniserede eller deioniserede, hvad enten de er vundet ved kraftige eller milde ekstraktionsmetoder eller hvad enten de er vundet ved sur eller 148615 6 alkalisk hydrolyse osv. Hele skalaen af gelatiner med hensyn til Bloom vil også fungere, fx fra 0 Bloom (ingen gelstyrke) til 350 Bloom (meget høj gelstyrke). Forskellige gelatiner virker mere effektivt end andre derved at der kræves mindre gelatine for at opnå en i det væsentlige klar og bundfaldsfri sur ery-trosinopløsning. Når man fx opløser 70 mg erytrosin, som er blevet fixeret i et niveau af 1% på sukkerkrystaller, i 474 ml vandig opløsning med en pH-værdi på ca. 4,0, kræves der enten 3 g 0 Bloom (AOAC) gelatine (basebehandlet) eller 7 g 55 Bloom (AOAC) gelatine (basebehandlet) eller 0,7 g 300 Bloom (AOAC) gelatine (deioniseret, syrebehandlet) for at opnå en i det væsentlige klar og bundfaldsfri sur erytrosinopløsning. Hvis desuden erytrosinet fixeres med en mængde gelatine der er effektiv til at stabilisere erytrosinet i sur opløsning så vil det ikke være nødvendigt at sætte ekstra gelatine til den vandige opløsning når man opløser det substratfixerede erytrosin og indstiller den vandige opløsnings pH-værdi til under ca. 4,5. For at kunne opløse gelatinen kan nogle gelatiner (fx høj-Bloom-gela-tiner) kræve varme vandtemperaturer (fx 40°-100°C) mens andre (fx gelatinenhydrolysat eller specielt tørrede gelatiner) kan være opløselige i koldt vand (fx under 40°C).

Den foreliggende opfindelse er anvendelig til fremstilling af sådanne slutprodukter som desertgeleer eller buddinger såvel som saucer, deserter, kager og drikkevarer og det kan anvendes sammen med andre naturlige eller kunstige farvestoffer til opnåelse af en ønsket farvning. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen belyses nærmere i det følgende ved hjælp af nogle eksempler.

Eksempel 1

Erytrosin (farvestofrenhed 96%) i en mængde på 250 g opløstes i 1375 ml postevand ved 66°C og ved en pH inden for ca. 6-8. Ery-trosinopløsningen blandedes med en opløsning af 2250 g 240 (AOAC) Bloom gelatine opløst i 6750 ml postevand ved 66°C. Den kombinerede opløsning med en pH-værdi inden for ca. 6-8 holdtes på 60-71°C under omrøring til fuldstændig sammenblanding af de to opløsninger, hvorpå den forenede opløsning udhældtes på en flad plade og afkøledes til 4-10°C indtil den var fast geleret. Gelen findeltes i en formaler af kødtypen (hamburger) til forøgelse af overfladearealet, udspred- 7 148615 tes på polyætylenforede bakker og tørredes til hårdhed (ca. 10%s fugtighed) i en forceret lufttørrer ved omgivelsestemperaturer på ca. 21-27°C. Det tørrede produkt formaledes i en haramermølle og sigtedes gennem en 50 mesh U.S. standard-sigte. 0,70 g af det sigtede produkt blandedes ind i en tør gelatinedesertblanding omfattende 7,22 g 240 (AOAC) Bloom gelatine, 74,07 g sukker, 2,27 g af en levnedsmiddelsyre (adipinsyre og fumarsyre), 0,60 g af et puffersalt og 0,19 g smagsstof.

Gelatinedeserten fremstilledes ved at anbringe den tørre ge-latinedeserblanding (nettovægt 85,05 g) i en skål, tilsætning af 237 ml kogende vand, omrøring i 2 minutter og derpå tilsætning af 237 ml koldt postevand og omrøring i 20 sekunder efterfulgt af afkøling ved 4-10°C indtil deserten var geleret. Den resulterende gelatinedesert havde en pH-værdi på ca. 4,0 og var klar og fri for bundfald.

Eksempel 2

Erytrosin (farvestofrenhed 94%) i en mængde på 13,6 kg opløstes i 252 liter vand ved 71°C og ved en pH-værdi inden for 6-8. Erytrosinopløsningen blandedes fuldstændigt ind i en opløsning af 112 kg gelatinehydrolysat (0 Bloom) opløst i 236 liter vand opvarmet til 71°C. Den forenede opløsning ved en pH-værdi på ca. 6-8 blev derpå forstøvningstørret i en forstøvningstørrer der blev kørt med en udgangstemperatur på ca. 100°C, en indgangstemperatur på 240°C og med et forstøvningstryk på 175 kg/cm .

Det forstøvningstørrede produkt kombineredes med ingredienserne til et tørt drikkevareblandingspulver i følgende mængder:

Sukker 96,49%

Spiselig syre (citronsyre) 1,85%

Puffer 1,55%

Smagsstof 0,03%

Forstøvningstørret gelatinefixeret erytrosinprodukt 0,08% 100,00%

Drikkevaren fremstilledes ved blanding af 190 g af det tørre drikkevareblandingspulver med 1900 ml postevand ved 10°C.

Den resulterende drik havde en pH-værdi på 3,0 og udviste en klar og bundfaldsfri rød opløsning, som forblev klar og bund faldsfri i 2 dage under afkøling til 7-10°C.

8 148615

Eksempel 3

Erytrosin (farvestofrenhed 96%) i en mængde på 19,8 g opløstes i 108 ml postevand ved 60-66°C og ved en pH-værdi inden for ca. 6-8. Opløsningen holdtes på 60-66°C og sattes i små portioner til 2000 g sukker i en belægningsgryde. Enhver tilsat portion af opløsningen fik lov til tørre tilstrækkeligt til at holde sukkeret fritflydende før tilsætning af den efterfølgende portion. Det tørrede produkt sattes derpå sammen med følgende ingredienser sammen til en tør gelatinedesertblanding:

Gram

Sukker 67,07 215 (AOAC) Bloom gelatine 7,85

Spiselig syre (adipinsyre + fumarsyre) 2,27

Puffer 0,60

Smagsstof 0,19

Erytrosin - sukkerfixeret produkt 7,07 85,05

Gelatinedeserten fremstilledes ved opløsning af den tørre gelatinedesertblanding (nettovægt 85,05 g) i 273 ml kogende vand, omrøring til opløsning af desertblandingen, derpå tilsætning af 237 ml koldt vand, omrøring til.fuldstændig sammenblanding efterfulgt af afkøling til 4-10°C for at lade gelen sætte sig. Den resulterende gelatinedesert havde en pH-værdi på ca. 4,0 og indeholdt intet bundfald og var i det væsentlige klar idet der kun kunne ses en meget svag, uvæsentlig tågedannelse.

Eksempel 4

Erytrosin (farvestofrenhed 96%) i en mængde på 25 g opløstes i 173 ml destilleret vand ved 66°C og ved en pH-værdi inden for ca.

6-8. Erytrosinopløsningen blandedes ind i en opløsning af 75 g 9 148615 240 (AOAC) Bloom gelatine opløst i 206,25 ml vand og 18,75 ml IN NaOH ved 66°C. Den kombinerede opløsning havde en pH-værdi på 7,5 og blandedes indtil den var ensartet hvorpå den udhældtes på flade pander og køledes til 4-10°C indtil den var fast geleret. Det gelerede materiale findeltes og tørredes i en forceret lufttørrer ved stuetemperatur. Det tørrede materiale formaledes og sigtedes gennem en 100 mesh U.S. standard-sigte. Det sigtede produkt forenedes i en mængde på 0,28 g med en tør gelatinedesertblanding omfattende 74,07 g sukker, 7,64 g 240 (AOAC) Bloom gelatine, 2,27 g spiselig syre (adipinsyre og fumarsyre), 0,6 g af en puffer og 0,19 g smagsstof og det hele sammenblandedes fuldstændigt.

Gelatinedeserten fremstilledes ved at sætte 237 ml kogende vand til den tørre gelatinedesertblanding (nettovægt 85,05 g) i en skål, blanding i 2 minutter, tilsætning af 237 ml koldt vand og blanding indtil fuldstændig sammenblanding efterfulgt af afkøling ved 4-10°C indtil deserten var geleret. Den resulterende gelatine-desert havde en pH-værdi på ca. 4,0 og havde ikke noget bundfald og var klar.

Eksempel 5

Der fremstilledes en tør gelatinedesertblanding af følgende s ammensætning:

Gram

Sukker 74,07 240 (AOAC) Bloom gelatine 7,85

Spiselig syre (adipinsyre og fumarsyre) 2,27

Puffer 0,60

Smagsstof 0,19

Erytrosinpulver 0,07 (farvestofrenhed 96%, fint formalet farvestof, 85% passerer gennem 200 mesh U.S. standard-sigte) _ 85,05 g

Ingredienserne sammenblandedes fuldstændigt. Gelatinedeserten fremstilledes ved at sætte 237 ml kogende vand til den tørre gelatinedesertblanding (nettovægt 85,05 g) i en skål, sammenblan- 148615 ' ίο ; ding i 2 minutter, tilsætning af 237 ml koldt vand og blanding i 2 minutter efterfulgt af afkøling til 4-10°C indtil deserten var. geleret. Den resulterende gelatinedesert havde en pH-værdi på ca.

4,0, var tåget og uklar med røde uopløselige bestanddele i bunden af skålen.

Eksempel 6

Erytrosin i en mængde på 218 g og trinatriumcitrat af levneds-middelkvaiitet i en mængde på 1,53 kg samt 1,88 kg sukker opløstes i 14,5 liter vand ved 65°C og ved en pH-værdi inden for ca. 6-8.

_ " Derpå forstøvningstørredes opløsningen i en forstøvningstørrer der kørte med en udgangstemperatur på ca. 90°C, indgangstemperatur o 2 på 150°C og forstøvningstryk 55 kg/cm .

Det forstøvningstørrede produkt forenedes med de øvrige ingredienser til en tør gelatinedesertblanding af følgende sammensætning: ------- - - Gram

Sukker 73,32 240 (AOAC) Bioom gelatine 7,85

Spiselig syre (adipinsyre og fumarsyre) 2,27 . Puffer - 0,25

Smagsstof 0,19

Forstøvningstørret, fixeret produkt 1,17 85,05

Gelatinedeserten fremstilledes ved at anbringe den tørre gelatinedesertblanding (nettovægt 85,05 g) i en skål, tilsætning af 237 ml kogende vand, omrøring i 2 minutter, derefter tilsætning af 237 ml koldt postevand og omrøring i 20 sekunder efterfulgt af afkøling til 4-lO°C indtil deserten var geleret. Den resulterende gelatinedesert havde en pH-værdi på ca. 4,0 og-var klar og fri for bundfald.