EP1713746A2 - Verfahren zur herstellung von trockenpulvern eines oder mehrerer carotinoide - Google Patents

Verfahren zur herstellung von trockenpulvern eines oder mehrerer carotinoide

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EP1713746A2
EP1713746A2 EP05707139A EP05707139A EP1713746A2 EP 1713746 A2 EP1713746 A2 EP 1713746A2 EP 05707139 A EP05707139 A EP 05707139A EP 05707139 A EP05707139 A EP 05707139A EP 1713746 A2 EP1713746 A2 EP 1713746A2
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EP
European Patent Office
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water
dry powder
carotenoids
mixture
astaxanthin
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05707139A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jesper Feldthusen-Jensen
Helmut Auweter
Andreas Habich
Erik LÜDDECKE
Angelika-Maria Pfeiffer
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BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of EP1713746A2 publication Critical patent/EP1713746A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A23L5/42—Addition of dyes or pigments, e.g. in combination with optical brighteners
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61P3/02—Nutrients, e.g. vitamins, minerals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C403/00—Derivatives of cyclohexane or of a cyclohexene or of cyclohexadiene, having a side-chain containing an acyclic unsaturated part of at least four carbon atoms, this part being directly attached to the cyclohexane or cyclohexene or cyclohexadiene rings, e.g. vitamin A, beta-carotene, beta-ionone
    • C07C403/24—Derivatives of cyclohexane or of a cyclohexene or of cyclohexadiene, having a side-chain containing an acyclic unsaturated part of at least four carbon atoms, this part being directly attached to the cyclohexane or cyclohexene or cyclohexadiene rings, e.g. vitamin A, beta-carotene, beta-ionone having side-chains substituted by six-membered non-aromatic rings, e.g. beta-carotene
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    • C09B67/0001—Post-treatment of organic pigments or dyes
    • C09B67/0002—Grinding; Milling with solid grinding or milling assistants

Definitions

  • the invention relates to a process for the preparation of dry powders of one or more carotenoids, preferably xanthophyll-containing dry powders, in particular xanthophylls, selected from the group consisting of astaxanthin, canthaxanthin, lutein, zeaxanthin, citranaxanthin and ⁇ -apo-8'-carotenic acid - ethyl ester.
  • xanthophyll-containing dry powders in particular xanthophylls, selected from the group consisting of astaxanthin, canthaxanthin, lutein, zeaxanthin, citranaxanthin and ⁇ -apo-8'-carotenic acid - ethyl ester.
  • the class of carotenoids is classified into two main groups, the carotenes and the xanthophylls.
  • the carotenes which are pure polyene hydrocarbons, such as, for example, ⁇ -carotene or lycopene
  • oxygen functions such as hydroxyl, epoxy and / or carbonyl groups also occur in the xanthophylls.
  • Typical representatives of this group include Astaxanthin, canthaxanthin, lutein and zeaxanthin.
  • the oxygen-containing carotenoids also include citranaxanthin and ß-apo-8'-carotenic acid ethyl ester.
  • Oxygenated carotenoids are widespread in nature and include in corn (zeaxanthin), in green beans (lutein), in peppers (capsanthin), in egg yolks (lutein) as well as in crayfish and salmon (astaxanthin), giving these foods their characteristic color.
  • polyenes which are both synthetically accessible and isolable from natural sources, represent important color bodies for the food and animal feed industries and for the pharmaceutical sector and, as in the case of astaxanthin, are active ingredients with provitamin A activity in salmon.
  • finely divided, powdered carotenoid preparations are prepared by dissolving a carotenoid in a volatile, water-miscible organic solvent at elevated temperatures, optionally under increased pressure, by mixing the carotenoid with a precipitates aqueous solution of a protective colloid and then spray dried.
  • aqueous, xanthophyll-containing active ingredient dispersions are often colloidally unstable, particularly when concentrated. Due to flocculation of the active ingredient particles, which partially sediment, partially cream, a further transfer of the dispersion into a dry powder is no longer possible.
  • gelatins Another disadvantage of gelatins is their strong adhesive properties. With the usual drying methods for liquid systems such as spray drying, it can when using gelatin-containing products, thread formation or caking occur.
  • Synthetic colloids such as polyvinylpyrrolidone or partially synthetic polymers such as cellulose derivatives also have a limited emulsifying capacity and are not always accepted, especially in the food sector.
  • DE-A-44 24 085 describes the use of partially degraded soy proteins as protective colloids for fat-soluble active ingredients.
  • the soy proteins disclosed here have a degree of degradation of 0.1 to 5%.
  • the color strength of the formulations produced using these protective colloids is not always satisfactory.
  • German Offenlegungsschrift DE-A-101 04494 describes the production of carotenoid dry powders using soy proteins together with lactose as protective colloids. Despite improved cold water redispersibility and increased coloring power of the carotenoid preparations disclosed here, the storage stability of these formulations, especially when the active ingredient content is high, is not always satisfactory.
  • the object of the present invention was therefore to propose processes for the preparation of carotenoid-containing dry powders, in particular dry powders of oxygen-containing carotenoids, which do not have the above-mentioned disadvantages of the prior art and which enable a high carotenoid content in the preparation to achieve.
  • Gelatin for example pork or fish gelatin, in particular acidic or basic degraded gelatin with Bloom numbers in the range from 0 to 250, very particularly preferably gelatin A 100 and A 200, and low molecular weight, enzymatically degraded gelatin types with the Bloom number 0 and molecular weights of 15,000 up to 25,000 D such as Collagel A and Gelitasol P (Stoess, Eberbach) and mixtures of these types of gelatin;
  • Casein and / or a caseinate for example sodium caseinate
  • Plant proteins such as soybean, rice and / or wheat proteins, these plant proteins being partially degraded or in undegraded form.
  • Casein or a caseinate or mixtures thereof are used as preferred protective colloids in the context of the present invention.
  • Sodium caseinate is a particularly preferred protective colloid.
  • the process is characterized in that the suspension produced in process step a) is ground into a dry powder before being transferred.
  • the active ingredient [the carotenoid (s)] is preferably suspended in crystalline form before the grinding process.
  • the grinding can be carried out in a manner known per se, e.g. done with a ball mill. Depending on the type of mill used, grinding is carried out until the particles have an average particle size D [4.3], determined via Fraunhofer diffraction, of 0.1 to 100 ⁇ m, preferably 0.2 to 50 ⁇ m, particularly preferably 0.2 to 20 ⁇ m , very particularly preferably 0.2 to ⁇ m, in particular 0.2 to 0.8 microns.
  • D [4,3] denotes the volume-weighted mean diameter (see manual for Malvern Mastersizer S, Malvern Instruments Ltd., UK).
  • a likewise preferred variant of the method according to the invention is characterized in that the suspension in stage a) contains the following steps: ai) dissolving one or more carotenoids in a water-miscible organic solvent or in a mixture of water and a water-miscible organic solvent or
  • the water-miscible solvents used in stage ai) are above all water-miscible, thermally stable, volatile solvents containing only carbon, hydrogen and oxygen, such as alcohols, ethers, esters, ketones and acetals. Such solvents are expediently used which are at least 10% water-miscible, have a boiling point below 200 ° C. and / or have less than 10 carbons.
  • Methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, 1,2-butanediol-1-methyl ether, 1,2-propanediol-1-n-propyl ether, tetrahydrofuran or acetone are particularly preferably used.
  • a water-immiscible organic solvent stands for an organic solvent with a water solubility at normal pressure of less than 10%.
  • Possible solvents include halogenated aliphatic hydrocarbons, e.g. Methylene chloride, chloroform and carbon tetrachloride, carboxylic acid esters such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, propylene carbonate, ethyl formate, methyl, ethyl or isopropyl acetate and ethers such as methyl tert. butyl ether in question.
  • Preferred water-immiscible organic solvents are the following compounds from the group consisting of dimethyl carbonate, propylene carbonate, ethyl formate, ethyl acetate, isopropyl acetate and methyl tert. butyl ether.
  • the process according to the invention is preferably the production of dry powders of oxygen-containing carotenoids, particularly preferably compounds, selected from the group consisting of astaxanthin, canthaxanthin, lutein, zeaxanthin, citranaxanthin and ß-apo- ⁇ '-carotenic acid ethyl ester, very particularly preferred around astaxanthin and canthaxanthin.
  • oxygen-containing carotenoids particularly preferably compounds, selected from the group consisting of astaxanthin, canthaxanthin, lutein, zeaxanthin, citranaxanthin and ß-apo- ⁇ '-carotenic acid ethyl ester, very particularly preferred around astaxanthin and canthaxanthin.
  • the above-mentioned dry powders are advantageously produced by at least one of the carotenoids in a water-miscible organic solvent at temperatures above 30 ° C., preferably between 50 ° C. and 240 ° C., in particular whose 100 ° C to 200 ° C, particularly preferably 140 ° C to 180 ° C, optionally under pressure, dissolves.
  • the molecularly disperse solution thus obtained is then mixed directly with the optionally cooled aqueous molecularly disperse or colloidally disperse solution of the mixture of trehalose and at least one protein-containing protective colloid in such a way that a mixture temperature of about 35 ° C. to 80 ° C. is established.
  • the solvent component is transferred into the aqueous phase and the hydrophobic phase of the carotenoid (s) is formed as a nanodisperse phase.
  • the invention also relates to a method for producing an astaxanthin dry powder, characterized in that
  • the solution obtained is mixed with an aqueous molecularly disperse or colloidally disperse solution of a mixture of trehalose with casein or a caseinate or a mixture of trehalose with casein and a caseinate and
  • This is very particularly preferably a method for producing astaxanthin-containing dry powder using a mixture of trehalose and casein and / or sodium caseinate, in particular from trehalose and sodium caseinate.
  • the conversion into a dry powder can be carried out, inter alia, by spray drying, spray cooling, freeze drying or drying in a fluidized bed, if appropriate also in a presence of a covering material.
  • Suitable coating agents include corn starch, silica or tricalcium phosphate.
  • stabilizers such as ⁇ -tocopherol, t-butyl-hydroxy-toluene, t-butylhydroxyanisole, ascorbic acid, sodium ascorbate or ethoxyquin in a concentration of 2 to 10% by weight, preferably 3 to 7% by weight, based on the dry weight of the powder. They can be added to either the aqueous or the solvent phase, but they are preferably dissolved together with the active ingredients in the solvent phase.
  • preservatives such as e.g. Add methyl 4-hydroxybenzoate, propyl 4-hydroxybenzoate, sorbic acid or benzoic acid or their salts.
  • a physiologically approved oil such as, for example, sesame oil, corn oil, cottonseed oil, soybean oil or peanut oil and esters of medium-chain vegetable fatty acids in a concentration of 0 to 500% by weight, preferably, in the solvent phase 10 to 300% by weight, particularly preferably 20 to 100% by weight, based on the xanthophyll (s), which is then precipitated together with the active ingredients and the additives mentioned in extremely fine particles when mixed with the aqueous phase.
  • a physiologically approved oil such as, for example, sesame oil, corn oil, cottonseed oil, soybean oil or peanut oil and esters of medium-chain vegetable fatty acids in a concentration of 0 to 500% by weight, preferably, in the solvent phase 10 to 300% by weight, particularly preferably 20 to 100% by weight, based on the xanthophyll (s), which is then precipitated together with the active ingredients and the additives mentioned in extremely fine particles when mixed with the aqueous phase.
  • the ratio of protective colloid and trehalose to carotenoid is generally chosen so that an end product is obtained which contains 0.1 to 40% by weight, preferably 1 to 35% by weight, particularly preferably 5 to 30% by weight particularly preferably 10 to 25% by weight of at least one carotenoid, 1 to 40% by weight, preferably 2 to 30% by weight, particularly preferably 3 to 20% by weight, very particularly preferably 5 to 15% by weight at least one protective colloid and 10 to 80 wt .-%, preferably 20 to 75 wt .-%, particularly preferably 30 to 70 wt .-%, very particularly preferably 40 to 60 wt .-% trehalose, all percentages based on the dry weight of the Powder, and optionally small amounts of stabilizers and preservatives.
  • the invention also relates to dry powder of carotenoids, obtainable by one of the processes mentioned at the beginning.
  • dry powders containing oxygen-containing carotenoids selected from the group consisting of astaxanthin, canthaxanthin, lutein, zeaxanthin, citranaxanthin and ß-apo-8'-carotenic acid ethyl ester, particularly preferably canthaxanthin and astaxanthin, very particularly prefers astaxanthin.
  • oxygen-containing carotenoids selected from the group consisting of astaxanthin, canthaxanthin, lutein, zeaxanthin, citranaxanthin and ß-apo-8'-carotenic acid ethyl ester, particularly preferably canthaxanthin and astaxanthin, very particularly prefers astaxanthin.
  • the astaxanthin content in the preparations according to the invention is preferably in the range from 10 to 25% by weight.
  • the dry powders according to the invention are distinguished, inter alia, by characterized in that they can be redispersed again without problems in aqueous systems while achieving a uniform fine distribution of the active ingredient in the grain size range less than 1 ⁇ m.
  • dry powders are particularly suitable as an additive for food and animal feed as well as an additive for pharmaceutical preparations.
  • Typical areas of application for dry powder containing carotenoids in the animal feed sector are, for example, fish pigmentation in aquaculture and egg yolk and broiler skin pigmentation in poultry farming.
  • 66 g of crystalline astaxanthin and 15 g of ⁇ -tocopherol were suspended in 496 g of an azeotropic isopropanol / water mixture at room temperature in a heatable receiver at a temperature of 30 ° C.
  • the active ingredient suspension was then heated to 90 C C and at a flow rate of 3.6 kg / h with further isopropanol / water azeotrope temperature of 220 ° C and a flow rate of 4.6 kg / h mixed, the astaxanthin at an established mixing temperature of 165 ° C at a pressure of 55 bar.
  • This active ingredient solution was immediately mixed with an aqueous phase consisting of a solution of 29 g sodium caseinate and 166 g trehalose in 8724 g distilled water, in which the pH was adjusted to pH 9.5 with 1 M NaOH, at a flow rate of 55 kg / h mixed.
  • the active ingredient particles formed in the mixture had a particle size of 130 nm in the isopropanol / water mixture, with an E1 / 1 value 1) of 117.
  • the active ingredient suspension was then concentrated on a thin-film evaporator to a concentration of approximately 27.4% by weight dry matter and spray-dried.
  • the dry powder had an astaxanthin content of 22.4% by weight.
  • the dry powder redispersed in water had a particle size of 141 nm and had an E1 / 1 value of 120.
  • the E1 / 1 value defines the specific extinction of a 0.5% aqueous dispersion of a 20% by weight dry powder in a 1 cm cell at the absorption maximum.
  • This active ingredient solution was immediately followed by an aqueous phase consisting of a solution of 83.5 g sodium caseinate and 177 g lactose in 20 580 g distilled water, in which the pH was adjusted to pH 9.5 with 1 M NaOH Flow rate of 60 kg / h mixed.
  • the active ingredient particles formed in the mixture had a particle size of 133 nm in the isopropanol / water mixture, with an E 1/1 value of 123.
  • Example 3 (comparative example)
  • This active ingredient solution was immediately followed by an aqueous phase consisting of a solution of 83.5 g soy protein and 177 g lactose in 11010 g distilled water, in which the pH was adjusted to pH 9.5 with 1 M NaOH Flow rate of 32.5 kg / h mixed.
  • the active ingredient particles formed in the mixture had a particle size of 107 nm in the isopropanol / water mixture, with an E 1/1 value of 124.
  • the active ingredient suspension was then concentrated on a thin-film evaporator to a concentration of approximately 23.7% dry content and spray-dried.
  • the dry powder had an astaxanthin content of 23% by weight.
  • the dry powder redispersed in water had a particle size of 317 nm and an E1 / 1 value of 101.
  • 66 g of crystalline astaxanthin and 15 g of ⁇ -tocopherol were suspended in 496 g of an azeotropic isopropanol / water mixture at room temperature in a heatable receiver at a temperature of 30 ° C.
  • the active ingredient suspension was then heated to 90 ° C. and, at a flow rate of 3.6 kg / h, was continuously mixed with further isopropanol / water azeotrope at a temperature of 220 ° C. and a flow rate of 4.6 kg / h, with astaxanthin at an established mixing temperature of 165 ° C at a pressure of 55 bar.
  • this active ingredient solution was adjusted with an aqueous phase consisting of a solution of 28.7 g sodium caseinate and 165.6 g Glucidex 47 in 8724 g distilled water, in which the pH was adjusted to 9.5 with 1 M NaOH was mixed at a flow rate of 56 kg / h.
  • the active ingredient particles formed in the mixture had a particle size of 144 nm in the isopronal / water mixture, with an E1 / 1 value of 115.
  • the active ingredient suspension was then concentrated on a thin-film evaporator to a concentration of approximately 19.4% dry content and spray-dried.
  • the dry powder had an astaxanthin content of 23.6% by weight.
  • the dry powder redispersed in water had a particle size of 623 nm and had an E1 / 1 value of 119.
  • This active ingredient solution was immediately followed by an aqueous phase consisting of a solution of 83.5 g sodium caseinate and 177 g Glucidex 47 in 11010 g distilled water, in which the pH was adjusted to 9.5 with 1 M NaOH Flow rate of 56 kg / h mixed.
  • the active ingredient particles formed in the mixture had a particle size of 155 nm in the isopronal / water mixture, with an E1 / 1 value of 116.
  • the active ingredient suspension was then concentrated on a thin film evaporator to a concentration of approximately 25% dry content and spray-dried.
  • the dry powder had an astaxanthin content of 22.3% by weight.
  • the dry powder redispersed in water had a particle size of 179 nm and had an E 1/1 value of 117.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Trockenpulvern eines oder mehrerer Carotinoide, dadurch gekennzeichnet, dass man a) ein oder mehrere Carotinoide in eine wässrige molekulardisperse oder kolloiddisperse Lösung eines Gemisches aus Trehalose und mindestens einem proteinhaltigen Schutzkolloid suspendiert und b) die gebildete Suspension durch Abtrennung des Wassers und gegebenenfalls zusätzlich verwendeter Lösungsmittel und anschließende Trocknung, gegebenenfalls in Gegenwart eines Überzugsmaterials, in ein Trockenpulver überführt.

Description

Verfahren zur Herstellung von Trockenpulvern eines oder mehrerer Carotinoide
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Trockenpulvern eines oder mehrerer Carotinoide, bevorzugt von Xanthophyll-haltigen Trockenpulvern, insbesondere von Xanthophyllen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Astaxanthin, Canthaxanthin, Lutein, Zeaxanthin, Citranaxanthin und ß-Apo-8'-Carotinsäure- ethylester.
Die Stoffklasse der Carotinoide klassifiziert man in zwei Hauptgruppen, die Carotine und die Xanthophylle. Im Unterschied zu den Carotinen, bei denen es sich um reine Polyen-Kohlenwasserstoffe handelt, wie beispielsweise ß-Carotin oder Lycopin, kommen in den Xanthophyllen noch Sauerstoff-Funktionen wie Hydroxy-, Epoxy- und/oder Carbonylgruppen vor. Typische Vertreter dieser Gruppe sind u.a. Astaxanthin, Canthaxanthin, Lutein und Zeaxanthin.
Zu den Sauerstoff-haltigen Carotinoiden zählen auch Citranaxanthin und ß-Apo-8'- Carotinsäureethylester.
Sauerstoff-haltige Carotinoide sind in der Natur weit verbreitet und kommen u.a. im Mais (Zeaxanthin), in grünen Bohnen (Lutein), in Paprika (Capsanthin), in Eidottern (Lutein) sowie in Krebsen und Lachsen (Astaxanthin) vor, wobei sie diesen Nahrungsmitteln ihre charakteristische Färbung verleihen.
Diese sowohl synthetisch zugänglichen als auch aus natürlichen Quellen isolierbaren Polyene stellen für die Lebens- und Futtermittelindustrie sowie für den pharmazeutischen Bereich wichtige Farbkörper dar und sind, wie im Falle von Astaxanthin, Wirkstoffe mit Provitamin-A Aktivität beim Lachs.
Sowohl Carotine als auch Xanthophylle sind in Wasser unlöslich, während in Fetten und Ölen eine jedoch nur geringe Löslichkeit gefunden wird. Diese begrenzte Löslichkeit sowie die hohe Oxidationsempfindlichkeit stehen einer direkten Anwendung der durch chemische Synthese erhaltenen, relativ grobkörnigen Produkte in der Einfärbung von Lebens- und Futtermitteln entgegen, da die Substanzen in grobkristalliner Form nicht lagerstabil und nur schlechte Färbungsergebnisse liefern. Diese für die praktische Verwendung der Xanthophylle nachteiligen Effekte wirken sich insbesondere im wäss- rigen Medium aus.
Nur durch gezielt hergestellte Formulierungen, in denen die Wirkstoffe in fein verteilter Form und gegebenenfalls durch Schutzkolloide oxidationsgeschützt vorliegen, lassen sich bei der direkten Einfärbung von Lebensmitteln verbesserte Farbausbeuten erzie- len. Außerdem führen diese in Futtermitteln verwendeten Formulierungen zu einer höheren Bioverfügbarkeit der Carotinoide bzw. Xanthophylle und damit indirekt zu besseren Färbungseffekten z.B. bei der Eidotter- oder Fischpigmentierung.
Zur Verbesserung der. Farbausbeuten und zur Erhöhung der Resorbierbarkeit bzw. .Bioverfügbarkeit sind verschiedene Verfahren beschrieben worden, die alle das Ziel haben, die Kristallitgröße der Wirkstoffe zu verkleinern und auf einen Teilchengrößenbereich von kleiner 10 //m zu bringen.
Zahlreiche Methoden, u.a. beschrieben in Chimia 21, 329 (1967), WO 91/06292 sowie in WO 94/19411, bedienen sich dabei der Vermahlung von Carotinoiden mittels einer Kolloidmühle und erzielen damit Partikelgrößen von 2 bis 10 μm.
Daneben existieren eine Reihe von kombinierten Emulgier-/Sprühtrocknungsverfahren, wie sie z.B. in DE-A-12 11 911 oder in EP-A-0410236 beschrieben sind.
Gemäß der europäischen Patentschrift EP-B-0 065 193 erfolgt die Herstellung von feinverteilten, pulverförmigen Carotinoidpräparaten dadurch, dass man ein Carotinoid in einem flüchtigen, mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel bei erhöhten Temperaturen, gegebenenfalls unter erhöhtem Druck löst, das Carotinoid durch Mischen mit einer wäßrigen Lösung eines Schutzkolloids ausfällt und anschließend sprühtrocknet.
Ein analoges Verfahren zur Herstellung von feinverteilten, pulverförmigen Caroti- noidpräparaten wird in EP-A-0 937412 unter Verwendung von mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln beschrieben.
Bei den nach EP-B-0065 193 hergestellten nanopartikulären Wirkstoffdispersionen von Xanthophyllen sind jedoch häufig folgende Phänomene zu beobachten.
Die wässrigen, Xanthophyll-haltigen Wirkstoffdispersionen sind häufig, insbesondere bei der Aufkonzentration, kolloidal instabil. Durch Ausflockungen der Wirkstoffpartikel, die dabei teilweise sedimentieren, teilweise aufrahmen, ist eine weitere Überführung der Dispersion in ein Trockenpulver nicht mehr möglich.
Somit können die hohen Anforderungen an Xanthophyll-haltigen Formulierungen bezüglich Farbwirkung und Bioverfügbarkeit aufgrund der geschilderten Problematik mit dem o.g. Verfahren nicht immer erfüllt werden.
Nachteilig an Gelatinen sind auch deren stark klebenden Eigenschaften. Mit den für flüssige Systeme üblichen Trocknungsmethoden wie z.B. der Sprühtrocknung kann es bei Verwendung von gelatinehaltigen Produkten zu Fadenbildung oder Verbackungen kommen.
Hinzu kommt eine immer geringer werdende Akzeptanz des Verbrauchers gegenüber Gelatine-haltigen Produkten.
In andere oft verwendete Schutzkolloide wie Gummi arabicum, Stärke, Dextrine, Pektin oder Tragant lassen sich häufig nur relativ geringe Konzentrationen von fettlöslichen Substanzen einbetten. Darüber hinaus stand insbesondere Gummi arabicum in der Vergangenheit infolge von Missernten nicht immer und in ausreichender Qualität zur Verfügung.
Synthetische Kolloide wie Polyvinylpyrrolidon oder partialsynthetische Polymere wie Cellulosederivate zeigen ebenfalls eine begrenzte Emulgierkapazität und werden vor allem im Lebensmittelbereich nicht immer akzeptiert.
DE-A-44 24 085 beschreibt die Verwendung von teilabgebauten Sojaproteinen als Schutzkolloide für fettlösliche Wirkstoffe. Die hier offenbarten Sojaproteine weisen einen Abbaugrad von 0,1 bis 5 % auf. Die Farbstärke der mit diesen Schutzkolloiden hergestellten Formulierungen ist dabei nicht immer zufriedenstellend.
In der deutschen Offenlegungsschrift DE-A-101 04494 wird die Herstellung von Carotinoid Trockenpulvern unter Verwendung von Sojaproteinen zusammen mit Lactose als Schutzkolloide beschrieben. Trotz verbesserter Kaltwasser-Redispergierbarkeit und erhöhter Färbekraft der hier offenbarten Carotinoid-Zubereitungen, ist die Lagerstabilität dieser Formulierungen, insbesondere bei hohem Wirkstoffgehalt nicht immer zufriedenstellend.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, Verfahren zur Herstellung von Ca- rotinoid-haltigen Trockenpulvern, insbesondere von Trockenpulvern Sauerstoff- haltiger Carotinoide vorzuschlagen, die die oben genannten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen und die es ermöglichen, einen hohen Carotinoidgehalt in der Zubereitung zu erzielen.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß gelöst mit einem Verfahren zur Herstellung von Trockenpulvern eines oder mehrerer Carotinoide, dadurch gekennzeichnet, dass man
a) ein oder mehrere Carotinoide in eine wässrige molekulardisperse oder kolloid- disperse Lösung eines Gemisches aus Trehalose und mindestens einem prote- inhaltigen Schutzkolloid suspendiert und b) die gebildete Suspension durch Abtrennung des Wassers und gegebenenfalls zusätzlich verwendeter Lösungsmittel und anschließende Trocknung, gegebenenfalls in Gegenwart eines Überzugsmaterials, in ein Trockenpulver überführt.
Als proteinhaltige Schutzkolloide kommen in Frage:
Gelatine, beispielsweise Schweine- oder Fischgelatine, insbesondere sauer oder basisch abgebaute Gelatine mit Bloom-Zahlen im Bereich von 0 bis 250, ganz besonders bevorzugt Gelatine A 100 und A 200 sowie niedermolekulare, enzymatisch abgebaute Gelatinetypen mit der Bloom-Zahl 0 und Molekulargewichten von 15.000 bis 25.000 D wie zum Beispiel Collagel A und Gelitasol P (Firma Stoess, Eberbach) sowie Mischungen dieser Gelatine-Sorten;
Casein und/oder ein Caseinat, beispielsweise Natriumcaseinat;
Pflanzenproteine wie Soja-, Reis- und/oder Weizenproteine, wobei diese Pflanzenproteine teilabgebaut oder in nicht abgebauter Form vorliegen können.
Als bevorzugte Schutzkolloide werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Casein oder ein Caseinat oder Mischungen davon verwendet. Als besonders bevorzugtes Schutzkolloid ist Natriumcaseinat zu nennen.
Eine bevorzugte Ausführungsform des o.g. Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass man die im Verfahrensschritt a) hergestellte Suspension vor der Überführung in ein Trockenpulver mahlt. In diesem Fall wird der Wirkstoff [das/die Carotinoid(e)] vor dem Mahlvorgang bevorzugt in kristalliner Form suspendiert.
Die Mahlung kann dabei in an sich bekannter Weise z.B. mit einer Kugelmühle erfolgen. Dabei wird je nach verwendetem Mühlentyp so lange gemahlen, bis die Teilchen eine über Fraunhofer Beugung ermittelte mittlere Partikelgröße D[4,3] von 0,1 bis 100 μm, bevorzugt 0,2 bis 50 μm, besonders bevorzugt 0,2 bis 20 μm, ganz besonders bevorzugt 0,2 bis δμm, insbesondere 0,2 bis 0,8 μm aufweisen. Der Begriff D[4,3] bezeichnet den volumengewichteten mittleren Durchmesser (siehe Handbuch zu Malvern Mastersizer S, Malvern Instruments Ltd., UK).
Nähere Einzelheiten zur Mahlung und den dafür verwendeten Apparaturen finden sich u.a. in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, 2000, Electronic Release, Size Reduction, Kapitel 3.6.: Wet Grinding sowie in EP-A-0498824.
Eine ebenfalls bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Suspendieren in der Stufe a) folgende Schritte enthält: a-i) Lösen eines oder mehrerer Carotinoide in einem mit Wasser mischbaren, organischen Lösungsmittel oder in einer Mischung aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren, organischen Lösungsmittel oder
a2) Lösen eines oder mehrerer Carotinoide in einem mit Wasser nicht mischbaren, organischen Lösungsmittel und
a3) Mischen der nach a-j) oder a2) erhaltenen Lösung mit einer wässrigen molekulardispersen oder kolloiddispersen Lösung eines Gemisches aus Trehalose und mindes- tens einem proteinhaltigen Schutzkolloid, wobei die hydrophobe Phase des Carotinoids als nanodisperse Phase entsteht.
Die in der Stufe ai) verwendeten wassermischbaren Lösungsmittel sind vor allem wassermischbare, thermisch stabile, flüchtige, nur Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff enthaltenene Lösungsmittel wie Alkohole, Ether, Ester, Ketone und Acetale zu nennen. Zweckmäßig verwendet man solche Lösungsmittel, die mindestens zu 10 % wassermischbar sind, einen Siedepunkt unter 200°C aufweisen und/oder weniger als 10 Kohlenstoffe haben. Besonders bevorzugt werden Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopro- panol, 1,2-Butandiol-1-methylether, 1,2-Propandiol-1-n-propylether, Tetrahydrofuran oder Aceton verwendet.
Der Begriff "ein mit Wasser nicht mischbares organisches Lösungsmittel" steht im Sinne der vorliegenden Erfindung für ein organisches Lösungsmittel mit einer Wasserlöslichkeit bei Normaldruck von weniger als 10 %. Als mögliche Lösungsmittel kommen dabei u.a. halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Methylenchlorid, Chloroform und Tetrachlorkohlenstoff, Carbonsäureester wie Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat, Propylencarbonat, Ethylformiat, Methyl-, Ethyl- oder Isopropylacetat sowie Ether wie Methyl-tert. butylether in Frage. Bevorzugte, mit Wasser nicht mischbare organische Lösungsmittel sind die folgenden Verbindungen aus der Gruppe, be- stehend aus Dimethylcarbonat, Propylencarbonat, Ethylformiat, Ethylacetat, Isopropylacetat und Methyl-tert. butylether.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich bevorzugt um die Herstellung von Trockenpulvern Sauerstoff-haltiger Carotinoide, besonders bevorzugt um Verbin- düngen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend Astaxanthin, Canthaxanthin, Lutein, Zeaxanthin, Citranaxanthin und ß-Apo-δ'-Carotinsäureethylester, ganz besonders bevorzugt um Astaxanthin und Canthaxanthin.
Die Herstellung der o.g. Trockenpulver erfolgt vorteilhafterweise so, dass man mindes- tens eines der Carotinoide in einem mit Wasser mischbaren, organischen Lösungsmittel bei Temperaturen größer 30°C, vorzugsweise zwischen 50°C und 240°C, insbeson- dere 100°C bis 200°C, besonders bevorzugt 140°C bis 180°C, gegebenenfalls unter Druck, löst.
Da die Einwirkung hoher Temperaturen unter Umständen den gewünschten hohen all- trans Isomerenanteil herabsetzen kann, löst man das/die Carotinoid(e) möglichst rasch, beispielsweise im Sekundenbereich, z.B. in 0,1 bis 10 Sekunden, besonders ■ bevorzugt in weniger als 1 Sekunde. Zur raschen Herstellung der molekulardispersen Lösung kann die Anwendung von erhöhtem Druck, z.B. im Bereich von 20 bar bis 80 bar, vorzugsweise 30 bis 60 bar, vorteilhaft sein.
Die so erhaltene molekulardisperse Lösung versetzt man anschließend direkt mit der gegebenenfalls gekühlten wässrigen molekulardispersen oder kolloiddispersen Lösung des Gemisches aus Trehalose und mindestens einem proteinhaltigen Schutzkolloid in der Weise, dass sich eine Mischungstemperatur von etwa 35°C bis 80°C einstellt.
Dabei wird die Lösungsmittelkomponente in die wässrige Phase überführt und die hydrophobe Phase des/der Carotinoid(e) entsteht als nanodisperse Phase.
Hinsichtlich einer näheren Verfahrens- und Apparatebeschreibung zur oben genannten Dispergierung wird an dieser Stelle auf EP-B-0065 193 Bezug genommen.
Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines Astaxanthin Trockenpulvers, dadurch gekennzeichnet, dass man,
a) Astaxanthin in einem mit Wasser mischbaren, organischen Lösungsmittel oder einer Mischung aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren, organischen Lösungsmittel bei Temperaturen größer 30°C löst,
b) die erhaltene Lösung mit einer wässrigen molekulardispersen oder kolloiddisper- sen Lösung eines Gemisches von Trehalose mit Casein oder einem Caseinat oder eines Gemisches von Trehalose mit Casein und einem Caseinat mischt und
c) die gebildete Suspension in ein Trockenpulver überführt.
Ganz besonders bevorzugt handelt es sich hierbei um ein Verfahren zur Herstellung Astaxanthin-haltiger Trockenpulver unter Verwendung eines Gemisches aus Trehalose und Casein und/oder Natriumcaseinat, insbesondere aus Trehalose und Natriumcaseinat.
Die Überführung in ein Trockenpulver kann dabei u.a. durch Sprühtrocknung, Sprühkühlung, Gefriertrocknung oder Trocknung im Wirbelbett, gegebenenfalls auch in Ge- genwart eines Überzugsmaterials erfolgen. Als Überzugsmittel eignen sich u.a. Maisstärke, Kieselsäure oder auch Tricalciumphosphat.
Zur Erhöhung der Stabilität des Wirkstoffes gegen oxidativen Abbau ist es vorteilhaft, Stabilisatoren wie α-Tocopherol, t-Butyl-hydroxy-toluol, t-Butylhydroxyanisol, Ascorbin- säure, Natriumascorbat oder Ethoxyquin in einer Konzentration von 2 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 7 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse des Pulvers, zuzusetzen. Sie können entweder der wässrigen oder der Lösungsmittel-Phase zugesetzt werden, vorzugsweise werden sie jedoch gemeinsam mit den Wirkstoffen in der Lösungsmittel- Phase gelöst.
Zur Erhöhung der Stabilität des Wirkstoffes gegen mikrobiellem Abbau kann es zweckmäßig sein, der Zubereitung Konservierungsmittel wie z.B. Methyl-4- hydroxybenzoat, Propyl-4-hydroxybenzoat, Sorbinsäure oder Benzoesäure oder deren Salze zuzusetzen.
Unter Umständen kann es auch vorteilhaft sein, zusätzlich in der Lösungsmittel-Phase ein physiologisch zugelassenes Öl wie beispielsweise Sesamöl, Maiskeimöl, Baum- wollsaatöl, Sojabohnenöl oder Erdnußöl sowie Ester mittelkettiger pflanzlicher Fettsäu- ren in einer Konzentration von 0 bis 500 Gew.%, vorzugsweise 10 bis 300 Gew.%, besonders bevorzugt 20 bis 100 Gew.%, bezogen auf das/die Xanthophyll(e), zu lösen, das dann gemeinsam mit den Wirkstoffen und den genannten Zusatzstoffen beim Mischen mit der wässrigen Phase extrem feinteilig ausgefällt wird.
Das Verhältnis Schutzkolloid und Trehalose zu Carotinoid wird im allgemeinen so gewählt, dass ein Endprodukt erhalten wird, das 0,1 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 30 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 10 bis 25 Gew.-% mindestens eines Carotinoids, 1 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 20 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 5 bis 15 Gew.-% mindestens eines Schutzkolloids und 10 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 75 Gew.-%, besonders bevorzugt 30 bis 70 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 40 bis 60 Gew.-% Trehalose, alle Prozentangaben bezogen auf die Trockenmasse des Pulvers, sowie gegebenenfalls geringe Mengen Stabilisatoren und Konservierungsstoffe enthält.
Die Erfindung betrifft auch Trockenpulver von Carotinoiden, erhältlich nach einem der eingangs genannten Verfahren.
Bevorzugt handelt es sich dabei um Trockenpulver, enthaltend Sauerstoff-haltige Ca- rotinoide, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Astaxanthin, Canthaxanthin, Lutein, Zeaxanthin, Citranaxanthin und ß-Apo-8'-Carotinsäureethylester, besonders bevorzugt Canthaxanthin und Astaxanthin, ganz besonders bevorzugt Astaxanthin. Der Gehalt an Astaxanthin in den erfindungsgemäßen Zubereitungen liegt bevorzugt im Bereich von 10 bis 25 Gew.-%.
Die erfindungsgemäßen Trockenpulver zeichnen sich u.a. dadurch aus, dass sie sich in wässrigen Systemen unter Erzielung einer gleichmäßigen Feinverteilung des Wirkstoffes im Korngrößenbereich kleiner 1 μm problemlos wieder redispergieren lassen.
Die Verwendung einer Kombination aus Trehalose und proteinhaltigen Schutzkolloi- den, insbesondere Casein oder Natriumcaseinat als Formulierhilfsstoffe hat gegenüber anderen Zuckern, beispielsweise Lactose oder Saccharose den Vorteil, dass die damit hergestellten Carotinoid-Formulierungen eine besonders hohe Lagerstabilität zeigen (siehe Tabelle).
Die oben genannten Trockenpulver eignen sich insbesondere als Zusatz zu Lebensund Tierfuttermitteln sowie als Zusatz zu pharmazeutischen Zubereitungen. Typische Einsatzgebiete für die Carotinoid-haltigen Trockenpulver im Tierfuttermittelbereich sind beispielsweise die Fischpigmentierung in der Aquakultur sowie die Eidotter- und Broi- lerhautpigmentierung in der Geflügelzucht.
In den nachfolgenden Beispielen wird die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.
Beispiel 1
Herstellung eines Astaxanthin Trockenpulvers unter Verwendung einer Kombination aus Trehalose und Natriumcaseinat
In einer beheizbaren Vorlage wurden bei einer Temperatur von 30°C 66 g kristallines Astaxanthin und 15 g α-Tocopherol in 496 g eines azeotropen Isopropanol/Wasser- Gemischs bei Raumtemperatur suspendiert. Die Wirkstoffsuspension wurde dann auf 90CC erwärmt und bei einer Flussrate von 3,6 kg/h kontinuierlich mit weiterem Isopro- panol/Wasser-Azeotrop der Temperatur 220°C und einer Flussrate von 4,6 kg/h vermischt, wobei sich Astaxanthin bei einer sich einstellenden Mischungstemperatur von 165°C bei einem Druck von 55 bar auflöste. Diese Wirkstofflösung wurde unmittelbar anschließend mit einer wässrigen Phase, bestehend aus einer Lösung von 29 g Natriumcaseinat und 166 g Trehalose in 8724 g destilliertem Wasser, in dem der pH-Wert mit 1 M NaOH auf pH 9,5 eingestellt wurde, bei einer Flussrate von 55 kg/h vermischt.
Die bei der Mischung entstandenen Wirkstoffteilchen wiesen im Isopropanol/Wasser- Gemisch eine Teilchengröße von 130 nm auf, bei einem E1/1-Wert1) von 117. Anschließend wurde die Wirkstoff-Suspension am Dünnfilmverdampfer auf eine Konzentration von ca. 27,4 Gew.-% Trockengehalt aufkonzentriert und sprühgetrocknet. Das Trockenpulver wies einen Astaxanthin-Gehalt von 22,4 Gew.-% auf. Das in Wasser redispergierte Trockenpulver hatte eine Teilchengröße von 141 nm und wies einen E1/1-Wert von 120 auf.
1) Der E1/1-Wert definiert in diesem Zusammenhang die spezifische Extinktion einer 0,5%igen wäßrigen Dispersion eines 20 Gew.-%igen Trockenpulvers in einer 1 cm- Küvette im Absorptionsmaximum.
Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)
Herstellung eines Astaxanthin Trockenpulvers unter Verwendung einer Kombination aus Lactose und Natriumcaseinat
In einer beheizbaren Vorlage wurden bei einer Temperatur von 30°C 83,5 g kristallines Astaxanthin und 20 g α-Tocopherol in 626 g eines azeotropen Isopropanol/Wasser- Gemischs bei Raumtemperatur suspendiert. Die Wirkstoffsuspension wurde dann auf 90CC erwärmt und bei einer Flussrate von 2,1 kg/h kontinuierlich mit weiterem Isopro- panol/Wasser-Azeotrop der Temperatur 220°C und einer Flussrate von 2,6 kg/h vermischt, wobei sich Astaxanthin bei einer sich einstellenden Mischungstemperatur von 165CC bei einem Druck von 55 bar auflöste. Diese Wirkstofflösung wurde unmittelbar anschließend mit einer wässrigen Phase, bestehend aus einer Lösung von 83,5 g Natriumcaseinat und 177 g Lactose in 20580 g destilliertem Wasser, in dem der pH- Wert mit 1 M NaOH auf pH 9,5 eingestellt wurde, bei einer Flussrate von 60 kg/h vermischt.
Die bei der Mischung entstandenen Wirkstoffteilchen wiesen im Isopropanol/Wasser- Gemisch eine Teilchengröße von 133 nm auf, bei einem E1/1-Wert von 123.
Anschließend wurde die Wirkstoff-Suspension am Dünnfilmverdampfer auf eine Konzentration von ca. 6,9 % Trockengehalt aufkonzentriert und sprühgetrocknet. Das Trockenpulver wies einen Astaxanthin-Gehalt von 22,5 Gew.-% auf. Das in Wasser redispergierte Trockenpulver hatte eine Teilchengröße von 167 nm und wies einen E1/1- Wert von 123 auf. Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)
Herstellung eines Astaxanthin Trockenpulvers unter Verwendung einer Kombination aus Lactose und Sojaprotein
In einer beheizbaren Vorlage wurden bei einer Temperatur von 30°C 83,5 g kristallines Astaxanthin und 20 g α-Tocopherol in 626 g eines azeotropen Isopropanol/Wasser- Gemischs bei Raumtemperatur suspendiert. Die Wirkstoffsuspension wurde dann auf 90°C erwärmt und bei einer Flussrate von 2,1 kg/h kontinuierlich mit weiterem Isopro- panol/Wasser-Azeotrop der Temperatur 220°C und einer Flussrate von 2,6 kg/h vermischt, wobei sich Astaxanthin bei einer sich einstellenden Mischungstemperatur von 165°C bei einem Druck von 55 bar auflöste. Diese Wirkstofflösung wurde unmittelbar anschließend mit einer wässrigen Phase, bestehend aus einer Lösung von 83,5 g Sojaprotein und 177 g Lactose in 11010 g destilliertem Wasser, in dem der pH-Wert mit 1 M NaOH auf pH 9,5 eingestellt wurde, bei einer Flussrate von 32,5 kg/h vermischt.
Die bei der Mischung entstandenen Wirkstoffteilchen wiesen im Isopropanol/Wasser- Gemisch eine Teilchengröße von 107 nm auf, bei einem E1/1-Wert von 124.
Anschließend wurde die Wirkstoff-Suspension am Dünnfilmverdampfer auf eine Konzentration von ca. 23,7 % Trockengehalt aufkonzentriert und sprühgetrocknet. Das Trockenpulver wies einen Astaxanthin-Gehalt von 23 Gew.-% auf. Das in Wasser re- dispergierte Trockenpulver hatte eine Teilchengröße von 317 nm und wies einen E1/1- Wertvon 101 auf.
Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel)
Herstellung eines Astaxanthin Trockenpulvers unter Verwendung einer Kombination aus getrocknetem Glucosesirup (Glucidex® 47, Fa. Roquette Freres) und Natriumca- seinat
In einer beheizbaren Vorlage wurden bei einer Temperatur von 30°C 66 g kristallines Astaxanthin und 15 g α-Tocopherol in 496 g eines azeotropen Isopropanol/Wasser- Gemischs bei Raumtemperatur suspendiert. Die Wirkstoffsuspension wurde dann auf 90°C erwärmt und bei einer Flussrate von 3,6 kg/h kontinuierlich mit weiterem Isopro- panol/Wasser-Azeotrop der Temperatur 220°C und einer Flussrate von 4,6 kg/h vermischt, wobei sich Astaxanthin bei einer sich einstellenden Mischungstemperatur von 165°C bei ein Druck von 55 bar auflöste. Diese Wirkstofflösung wurde unmittelbar danach mit einer wässrigen Phase, bestehend aus einer Lösung von 28,7 g Natriumca- seinat und 165,6 g Glucidex 47 in 8724 g destilliertes Wasser, in dem der pH-Wert mit 1 M NaOH auf 9,5 eingestellt wurde, bei einer Flussrate von 56 kg/h vemischt. Die bei der Mischung entstandenen Wirkstoffteilchen wiesen im Isopronal/Wasser- Gemisch eine Teilchengröße von 144 nm auf, bei einem E1/1-Wert von 115.
Anschließend wurde die Wirkstoff-Suspension am Dünnfilmverdampfer auf einer Kon- zentration von ca. 19,4 % Trockengehalt aufkonzentriert und sprühgetrocknet. Das .Trockenpulver wies einen Astaxanthin-Gehalt von 23,6 Gew.-% auf. Das in Wasser redispergierte Trockenpulver hatte eine Teilchengröße von 623 nm und wies einen E1/1-Wert von 119 auf.
Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel)
Herstellung eines Astaxanthin Trockenpulvers unter Verwendung einer Kombination aus getrocknetem Glucosesirup (Glucidex® 47, Fa. Roquette Freres) und Natriumcaseinat
In einer beheizbaren Vorlage wurden bei einer Temperatur von 30°C 83,5 g kristallines Astaxanthin und 20 g α-Tocopherol in 626 g eines azeotropen Isopropanol/Wasser- Gemischs bei Raumtemperatur suspendiert. Die Wirkstoffsuspension wurde dann auf 90°C erwärmt und bei einer Flussrate von 3,6 kg/h kontinuierlich mit weiterem Isopro- panol/Wasser-Azeotrop der Temperatur 220°C und einer Flussrate von 4,6 kg/h vermischt, wobei sich Astaxanthin bei einer sich einstellenden Mischungstemperatur von 165°C bei ein Druck von 55 bar auflöste. Diese Wirkstofflösung wurde unmittelbar danach mit einer wässrigen Phase, bestehend aus einer Lösung von 83,5 g Natriumcaseinat und 177 g Glucidex 47 in 11010 g destilliertes Wasser, in dem der pH-Wert mit 1 M NaOH auf 9,5 eingestellt wurde, bei einer Flussrate von 56 kg/h vemischt.
Die bei der Mischung entstandenen Wirkstoffteilchen wiesen im Isopronal/Wasser- Gemisch eine Teilchengröße von 155 nm auf, bei einem E1/1-Wert von 116.
Anschließend wurde die Wirkstoff-Suspension am Dünnfilmverdampfer auf einer Konzentration von ca. 25 % Trockengehalt aufkonzentriert und sprühgetrocknet. Das Trockenpulver wies einen Astaxanthin-Gehalt von 22,3 Gew.-% auf. Das in Wasser redispergierte Trockenpulver hatte eine Teilchengröße von 179 nm und wies einen E1/1- Wert von 117 auf. Tabelle: Lagerstabilität der Astaxanthin Trockenpulver (Hitzetest bei 60°C)

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Trockenpulvern eines oder mehrerer Carotinoide, dadurch gekennzeichnet, dass man a) ein oder mehrere Carotinoide in eine wässrige molekulardisperse oder kolloiddisperse Lösung eines Gemisches aus Trehalose und mindestens einem proteinhaltigen Schutzkolloid suspendiert und b) die gebildete Suspension durch Abtrennung des Wassers und gegebenenfalls zusätzlich verwendeter Lösungsmittel und anschließende Trocknung, gegebenenfalls in Gegenwart eines Überzugsmaterials, in ein Trockenpulver überführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man die im Verfahrensschritt a) hergestellte Suspension vor der Überführung in ein Trockenpulver mahlt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Suspendieren in der Stufe a) folgende Schritte umfaßt: a^ Lösen eines oder mehrerer Carotinoide in einem mit Wasser mischbaren, organischen Lösungsmittel oder in einer Mischung aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren, organischen Lösungsmittel oder a2) Lösen eines oder mehrerer Carotinoide in einem mit Wasser nicht mischbaren, organischen Lösungsmittel und a3) Mischen der nach a oder a2) erhaltenen Lösung mit einer wässrigen mo- lekulardispersen oder kolloiddispersen Lösung eines Gemisches aus Trehalose und mindestens einem proteinhaltigen Schutzkolloid, wobei die hydrophobe Phase des Carotinoids als nanodisperse Phase entsteht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man als Schutzkolloid Casein oder ein Caseinat oder Mischungen davon verwendet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den verwendeten Carotinoiden um Sauerstoff-haltige Carotinoide han- delt.
6. Verfahren nach einem der Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Sauerstoff-haltigen Carotinoiden um Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Astaxanthin, Canthaxanthin, Lutein, Zeaxanthin, Citranaxanthin und ß-Apo-8'-Carotinsäureethylester handelt.
7. Verfahren zur Herstellung eines Astaxanthin Trockenpulvers, dadurch gekennzeichnet, dass man a) Astaxanthin in einem mit Wasser mischbaren, organischen Lösungsmittel oder einer Mischung aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren, organischen Lösungsmittel bei Temperaturen größer 30CC löst, b) die erhaltene Lösung mit einer wässrigen molekulardispersen oder kolloiddispersen Lösung eines Gemisches von Trehalose mit Casein oder einem Caseinat oder eines Gemisches von Trehalose mit Casein und einem Caseinat mischt und c) die gebildete Suspension in ein Trockenpulver überführt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man im Verfahrensschritt b) als Schutzkolloid ein Gemisch aus Trehalose und Natriumcaseinat verwendet.
9. Carotinoid-haltige Trockenpulver, erhältlich nach einem Verfahren, definiert ge- maß einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Trockenpulver nach Anspruch 9 mit einem Carotinoidgehalt von 0,1 bis 40 Gew.-%.
11. Trockenpulver nach Anspruch 10, enthaltend 10 bis 25 Gew.-% Astaxanthin.
12. Verwendung der Carotinoid-haltigen Trockenpulver, definiert gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11 , als Zusatz zu Lebensmitteln, Pharmazeutika und/oder Tierfuttermitteln.
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