EP4117451A1 - Verfahren zur herstellung eines aromabeladenen gases, aromabeladenes gas und verwendung des aromabeladenen gases - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines aromabeladenen gases, aromabeladenes gas und verwendung des aromabeladenen gases

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Publication number
EP4117451A1
EP4117451A1 EP21712133.4A EP21712133A EP4117451A1 EP 4117451 A1 EP4117451 A1 EP 4117451A1 EP 21712133 A EP21712133 A EP 21712133A EP 4117451 A1 EP4117451 A1 EP 4117451A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
aroma
gas
laden
solid phase
product
Prior art date
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Pending
Application number
EP21712133.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bram HARMSEN
Harald Rosenblatt
Klaus Günther
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Doehler GmbH
Original Assignee
Doehler GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Doehler GmbH filed Critical Doehler GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PREPARATION OR TREATMENT THEREOF
    • A23L2/00—Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Preparation or treatment thereof
    • A23L2/52—Adding ingredients
    • A23L2/54—Mixing with gases
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    • A23L2/52—Adding ingredients
    • A23L2/56—Flavouring or bittering agents
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    • B01D11/00—Solvent extraction
    • B01D11/02—Solvent extraction of solids
    • B01D11/0203—Solvent extraction of solids with a supercritical fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/26—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism
    • B01D15/32—Bonded phase chromatography
    • B01D15/325—Reversed phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/26—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism
    • B01D15/40—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism using supercritical fluid as mobile phase or eluent

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an aroma-laden gas, an aroma-laden gas, the use of the aroma-laden gas, in particular the use of aroma-laden carbon dioxide, and a method for aromatizing a product.
  • CO2 carbon dioxide
  • non-alcoholic beverages such as sparkling wines (sparkling wine), lemonades or beers.
  • sparkling wines sparkling wine
  • lemonades or beers This calls for the search for new manufacturing techniques that enable drinks or food to be produced not only with an enjoyable taste and a pleasant smell, but also completely without the use of ethanol.
  • Such products are basically in the course of a healthier way of life and are particularly interesting for countries in which it is assumed that food is halal in accordance with religious regulations (Halal certificates).
  • alcohol-free does not necessarily mean "without alcohol”.
  • beer and wine advertised as “alcohol-free” may contain a maximum of 0.5% alcohol by volume. If another drink (than wine or beer) is advertised as “non-alcoholic", it must actually contain no alcohol at all, the alcohol content is therefore 0.0% by volume, otherwise the label "alcohol-free” is viewed as misleading and deceiving consumers.
  • a supercritical fluid has properties of both gas and liquid. In this supercritical state, such a fluid or gas, for example C02, functions as a solvent.
  • Supercritical carbon dioxide has a density very similar to the density of a liquid, but has the same viscosity as a gas. This results in higher diffusion coefficients than in the liquid phase and thus higher mass transport. It can dissolve or extract materials in a sample.
  • solid phase extraction is a sample preparation method with regard to a possible enrichment, concentration or isolation of an analyte.
  • SPE solid phase extraction
  • a liquid phase is extracted from a solid phase (sorbent).
  • the fractionation of a tomato extract using a solid phase extraction is mentioned, for example, in EP 2844083 B1.
  • EP 3063260 describes a process for the extraction of two or more fractions from hop oil, in which the hop oil loaded on an adsorbent carrier is treated first with liquid carbon dioxide for the purpose of separating the first fraction and then with supercritical carbon dioxide for the purpose of separating the second fraction.
  • the other fractions can be separated off when the supercritical carbon dioxide is combined with a co-solvent.
  • EP 0062893 A1 discloses a method for producing plant extracts with improved sensory properties.
  • the plant parts are first extracted with supercritical CO2, for example. Then the extracted plant ingredients are deposited on a powder or granulate carrier material. The residues of the plant parts are subjected to a second extraction with water and / or a monohydric Cl-C3 alcohol, the extract obtained being dried. The ones after the first and second Extraction obtained Products are combined by mixing.
  • the object is therefore to find an improved method for producing an aroma-laden carbon dioxide which is suitable for introducing aroma / aroma mixtures into foods, cosmetic products and / or pharmaceutical products which can be labeled "without alcohol".
  • Another object of the invention is to find a method which enables the flavoring substances to be "enriched” from very dilute starting solutions (which only contain traces of flavoring substances) in the end product, namely in the aroma-laden gas and, if necessary, to assemble various flavoring compositions in the end product.
  • step (b) Passing through a solid phase extraction column (SPE column) the liquid phase provided in step (a) to obtain the one loaded with one or more aromatic substances solid phase (sorbent), optionally can step
  • the method according to the invention even allows the flavoring substances to be extracted in a concentrated form from very dilute, preferably aqueous, starting solutions.
  • the aroma substances are first adsorbed or concentrated on the solid phase of an SPE column and, with the help of a further extraction with supercritical and / or liquid gas, preferably with supercritical CO 2 , converted into the aroma-laden gas, which can be characterized as alcohol-free.
  • Gas serves both as an extraction agent and as a carrier material for the aroma substances and can easily be removed from these aroma substances and, if necessary, recycled.
  • Another advantage of the present process is that, thanks to the concentration of the aroma substances in the SPE column, much less gas and less energy is consumed during extraction with supercritical and / or liquid gas to obtain the same amount of aroma substances than during extraction with supercritical and / or liquid gas directly from a very dilute starting solution.
  • the method according to the invention is therefore more environmentally friendly and, from an economic point of view, better optimized than the previously known methods for producing a flavor-containing carbon dioxide. In addition, no further materials are necessary to stabilize the manufactured product.
  • liquid phase includes any starting solution, starting emulsion or starting suspension that meets the requirements for sample preparation for SPE.
  • This starting solution, starting emulsion or starting suspension contains at least one solvent and one or more flavorings, both animal as well as of vegetable origin.
  • the starting materials for the aromatic substances are selected from the group consisting of plants, plant parts (such as flowers, buds, leaves, stems, stalks, bark, roots, tubers, onions, rhizomes, fruits and seeds, for example from nuts, berries, fruit, Vegetables, grains, pseudo-grains, tobacco and / or spices), animal products (such as honey, meat, bones and body fluids, milk), foods and food raw materials.
  • plant parts such as flowers, buds, leaves, stems, stalks, bark, roots, tubers, onions, rhizomes, fruits and seeds, for example from nuts, berries, fruit, Vegetables, grains, pseudo-grains, tobacco and / or spices
  • animal products such as honey, meat, bones and body fluids, milk
  • foods and food raw materials can, for example, be in fresh, cooked, dried, fermented form or in a form prepared for consumption as food or luxury goods.
  • the liquid phase can be a condensate or rinse water, which arises in the processing of fruits or in the production of beverages such as fruit juices, coffee, tea and beer.
  • the liquid phase can also be a drink itself and, for example, be selected from the group that includes fruit juices,
  • the invention creates the possibility of obtaining flavorings from waste or bypass flows.
  • One advantage of the invention is to enrich, by means of a preconcentration in the solid phase extraction column, the extremely low concentration of aroma substances in such “waste streams” or “side streams” at least to the extent that they can be extracted.
  • Obtaining waste or bypass streams directly from such a starting material is generally not economically feasible due to the very low concentrations there, at least not without the use of ethanol or other organic solvents. Accordingly, recovery directly from such a starting material for waste or bypass streams is currently not possible economically and in food quality without the use of ethanol.
  • the aqueous phases generally contain in the range from 0.0001 to 1%, frequently from 0.05 to 0.5%, flavoring substances. This can be illustrated using an example of juice extraction from apples with the following information:
  • the proportion of aromatic oil of 0.3 kg based on 100 kg from the 2nd stage results in 0.3%. In relation to 1500 kg from the 1st stage, the result is 0.02%. In relation to the non-concentrated total condensate amount of 187,500 kg, this results in 0.00016%.
  • the invention enables flavorings to be obtained from liquids, in particular from beverages and from "waste streams" such as condensates from evaporators or from water obtained in freeze-drying, or from rinse water from cleaning large industrial plants. Volatile substances are enriched. These are not fractionated , but in relation to the respective starting material as an entire "aroma portfolio". According to the invention, the starting concentration of the flavoring substance is not important; it can be as low as desired.
  • the aroma substances according to the invention are concentrated and obtained without organic enrichment and therefore in particular free of ethanol.
  • step b) is preferably carried out at room temperature, in particular without external heating.
  • the separation with a gas in the liquid or supercritical state in step c) can also be carried out at relatively low temperatures, in the case of supercritical CO 2 for example already at 31 ° C.
  • the invention By pre-concentrating all of the aromas of a starting material in step b), the invention enables a particularly environmentally friendly extraction of these aromas in step c), which saves a significant amount of solvent, i.e. gas in a liquid or supercritical state, compared to a pure extraction with such Gas allowed.
  • solvent i.e. gas in a liquid or supercritical state
  • “flavoring” denotes a substance that is odorous
  • Raspberry alpha- and beta-ionone, 2E-hexenal, delta-decalactone, 3Z-hexenol, linalool, geraniol
  • Lemon citral, geraniol, beta-pinene, cherry: benzaldehyde, 2E-hexenol, 2E-hexenal, hexanal, beta-damascenone,
  • Banana 3-methylbutylbutyrate, 3-methylbutyl acetate, hexanal, eugenol
  • Pear hexyl acetate, 3-methylbutyl acetate, 2E-hexenyl acetate ethyl-2E, 4Z-decadienoate,
  • beta-damascenone 4-hydroxy-2,5-dimethyl-3 (2H) -furanone, furfurylthiol-2, 4-vinylguaiacol, 3-hydroxy-4,5-dimethylfuran-2 (5H) -one, isomeric isopropylmethoxypyrazine , isomeric ethyldimethylpyrazine,
  • Tomato 3Z-hexenol, 4-hydroxy-2,5-dimethyl-3 (2H) -furanone, beta-damascenone, dimethyl sulfide
  • Mint L-menthol, menthone, L-carvone,
  • Beer isoamyl acetate, 2-phenylethanol, ethyl butyrate,
  • any solvent known in the food, cosmetic or pharmaceutical industry and suitable for solid phase extraction can be used as the solvent mentioned in step (a).
  • the solvent is preferred from the Group selected which comprises water, water-miscible, in particular polar solvents and mixtures thereof, as well as mixtures of one or more water-miscible solvents. Salty water is also an option.
  • the water-miscible, polar solvents can be selected, for example, from the group comprising water, ethanol, propylene glycol, isopropyl alcohol and mixtures thereof. Water or water-containing mixtures are particularly preferred as solvents, the water content being at least 90% by volume. Water is particularly preferred as a solvent.
  • the liquid phase which contains water and water-containing mixtures as solvents, is referred to as the "aqueous phase" in the context of the present invention.
  • the minimum concentration which is the limit of detection (LOD)
  • LOD limit of detection
  • Ratio signals from samples that contain the analyte in low concentrations are compared with the signal from a blank sample).
  • the detection limits range between 0.5 and 2 ng / 1.
  • the analytical methods that use such have low detection limits are, for example, gas chromatography-mass spectrometry.
  • the "solid phase” refers to sorbent (adsorbent) or cartridges filled with it, which are filled into the SPE column.
  • non-polar sorbents are used Volume can usually be in the range of a few milliliters up to a thousand liters.
  • the non-polar sorbents include, for example, polymer materials or silica gels that are hydrophobically modified for the reversed-phase SPE and are therefore non-polar.
  • the cross-linked polymers typically in the form of resin grains (synthetic Adsorber resins) are considered suitable, porous adsorber resin without a functional group, which has crosslinked polystyrene as a matrix, is preferred.
  • adsorption materials that can be used in the context of the invention are variously crosslinked polystyrenes, such as copolymers of ethylvinylbenzene and divinylbenzene, vinylpyrrolidone and divinylbenzene, vinylpyridine and divinylbenzene, styrene and divinylbenzene, but also other polymers such as polyaromatics, polystyrenes, poly (meth) acrylates, polypropylenes, polyesters and / or polytetrafluoroethylene.
  • polystyrenes such as copolymers of ethylvinylbenzene and divinylbenzene, vinylpyrrolidone and divinylbenzene, vinylpyridine and divinylbenzene, styrene and divinylbenzene, but also other polymers such as polyaromatics, polystyrenes, poly (meth) acrylates, polypropylenes, polyesters and
  • the “solid phase”, in particular the adsorber resins used at least as part of the solid phase, has or have such a porosity that the specific surface the solid phase or the adsorber resin, for example determinable by the BET method, is in the range from 500 to 1500 m 2 / g, especially in the range from 700 to 900 m 2 / g, with 800 m 2 / g being particularly preferred.
  • Such solid phases are commercially available, for example in the form of adsorber resins.
  • the pore diameter of such a solid phase or such adsorber resin is up to 10 nm, preferably from 5 to 10 nm.
  • step (b) the liquid phase provided in step (a) is transported through the solid phase extraction column with pressure from above or below, the flavoring substances from the liquid phase being adsorbed or respectively on this sorbent by a sorbent in the SPE column . to be enriched.
  • Step (b) can be carried out (or, if necessary, repeated) until the solid phase is completely saturated with aromatic substances and / or the aqueous phase is completely purified of aromatic substances, so that the full spectrum of aromas of the aqueous phase can be obtained (exhaustive extraction) .
  • This is an advantage over fractional (discriminatory) distillation processes.
  • step (b) When selecting the suitable temperature and pressure for the solid phase extraction according to step (b), care should be taken that the liquid phase has a viscosity that is as low as possible and that the flavoring substances remain stable.
  • the preferred one
  • the temperature range is between 4 and 20 ° C. However, different temperatures are also conceivable (e.g. 0 to 100 ° C), if there are technological or physico-chemical necessities for this.
  • a prerequisite is a sufficiently high adsorptive capacity, which can be guaranteed in the range from 0 to 60 ° C.
  • the adsorber resins can be used in which, in particular linear, flow velocities of 0.5 to 50 m / h can be achieved.
  • the flow rate of the liquid phase is referred to as the linear velocity for a solid phase extraction.
  • step (b) the solid phase will be fully or partially loaded with one or more aromatic substances, so that it can be extracted / eluted with a gas in a supercritical and / or liquid state in step (c).
  • step (b) is followed by step (bl) in which water as solvent is passed through a loaded SPE column.
  • water as solvent is passed through a loaded SPE column.
  • a solvent e.g. ethanol
  • the water can be salty.
  • Rinsing with water can be carried out in such a way that there are essentially no traces of such a solvent as ethanol in the end product (aromatised gas, in particular CO2), so that the end product is practically free of ethanol.
  • step (c) one or more flavoring substances are separated from the solid phase with a gas in the liquid and / or supercritical state.
  • Gas in liquid and / or supercritical state is understood to mean a non-polar, compressed (compressed) or cryogenic liquefied gas which is gaseous under standard conditions (25 ° C. and 101.3 kPa) a pure form, as well as in the form of a mixture with another gas and / or a co-solvent, preferably an organic solvent.
  • Carbon dioxide (CO2) and / or nitrous oxide (N2O, laughing gas) are preferred.
  • Carbon dioxide in a supercritical state is particularly preferred.
  • Step (c) is carried out either directly in the SPE column or in a device suitable for this purpose.
  • the SPE column in step (c) is flowed through from bottom to top with the gas in the liquid and / or supercritical state, preferably with supercritical CO 2.
  • An alternative possibility is to remove the aroma-laden solid phase after step (b) from the SPE column and to transfer it to a device which is used for Extraction with supercritical and / or liquid gas is suitable.
  • a device for example, a column can be used which has the same or a similar construction as the SPE column in step (b).
  • the sorbent in the SPE column can be accommodated between two frits in a tube made of an inert material, for example made of plastic or stainless steel, or in one or more plastic cartridge (s) will.
  • step (c) care should be taken to ensure that gas, preferably CO 2, remains in the supercritical or liquid state and that the aromatic substances are not impaired.
  • gas preferably CO 2
  • Step (c) can be carried out until an essentially complete separation of the flavoring substances is achieved.
  • an aroma-laden gas can be provided in step c) which, measured in% by weight, has, for example, up to 2000 times higher, in particular about 400 to about 500 times higher concentration of the aroma substance or aromas which contains the starting material in step a).
  • the separation of the aromatic substances can be assisted by using a solvent, in particular an organic solvent, in addition to the at least one gas in the liquid and / or supercritical state in step c) during the detachment.
  • a solvent in particular an organic solvent
  • Suitable solvents are in particular the solvents mentioned above in relation to step a).
  • the solvent can be removed again from the aroma-laden gas in a step cl) after step c).
  • step (c) is an essentially alcohol-free, aroma-laden gas in a supercritical or liquid state.
  • the aroma laden gas can be collected. This can be done in suitable containers, for example.
  • the aroma-laden gas can also be collected within the scope of the invention by introducing the aroma-laden gas into a material in which the aroma is absorbed or dissolved.
  • This material can be a liquid, in particular a solution, an emulsion and / or a suspension and / or a dispersion of a gas in a liquid, for example a whipped liquid such as cream or a foam based on another liquid.
  • the material can also be an oil, a food ingredient or a food additive or even a flavor.
  • the gas obtained in step c) can itself be used for foaming, or the gas is removed when it is introduced into the material in question, so that only the aroma is transferred to the material.
  • the material which comprises the aroma obtained in step c) can be added to the actually intended end product.
  • the material can be selected from the group which edible oils, fruit kernel oils, triglycerides, propylene glycol, triacetin, triethyl citrate, flavor carriers, emulsions and slurries, in particular slurries that are suitable, aromas by means of suitable To convert drying processes, for example spray drying, into a dry form.
  • the material can comprise a sorbent solid, such as, for example, parts of plants, in particular cereals, seeds, fruits, vegetables.
  • the aroma-laden gas obtained in step c) can also be fed to further processing without collecting after step c) has been carried out. Should carbon dioxide be used in the supercritical state in step (c), the product in the collecting container is also obtained in a supercritical state.
  • the aroma-laden gas in particular aroma-laden carbon dioxide, which was produced by the method according to the invention, is practically solvent-free.
  • the amount of solvent in the aroma-laden gas is a maximum of 0.05% by volume.
  • the aroma can be at least partially separated from the aroma-laden gas, for example after step (c) and / or after step d).
  • the at least partial separation of a flavoring substance or several, in particular all, flavoring substances from the gas from the aroma-laden gas with recovery of a flavoring substance or a mixture of flavoring substances in a step dl) is provided.
  • the invention therefore enables in addition to the use of the aroma-laden gas also the use of a gas with concentrated aroma obtained or the use of the obtained aroma alone
  • Aromas Furthermore, the use of a separating device offers the advantage of reducing costs, since only the flow resistance of the separating device, for example the osmotic pressure difference of a membrane, has to be overcome in order to obtain the aroma substances, compared to an expansion of the aroma-laden gas until the aroma substance or aroma substances precipitate.
  • the aroma-laden gas can be passed through a membrane filter for the purpose of pressure reduction.
  • the pore size of the membrane filter is selected, for example, so that the gas molecules, preferably CC ⁇ molecules, which are usually smaller than flavor molecules, are allowed to pass and the flavor substances remain.
  • Such membrane filters are known, for example, from "Membrane Technology and Research, Inc.”.
  • the reverse dimensioning of the pore size is also possible, so that the gas molecules are retained on the membrane filter and the aroma passes through the filter Flavor molecules are separated from gas molecules Whether the aroma is retained or passes through the filter depends on the selection of the filter material, in particular the choice of membrane.
  • the filtered off and flavor-free gas can either be released into the atmosphere or collected again and recycled in the process according to the invention and thereby returned to step c).
  • the aroma-laden gas can according to the invention in addition to or in addition to the use of membranes described above be relaxed in other ways too.
  • the flavoring substances then precipitate and the separated flavoring substances can be used for flavoring.
  • this creates the possibility of using an aroma-laden gas for flavoring and, on the other hand, of using the obtained aromas, in particular completely without gas, for flavoring.
  • the product obtained by the process according to the invention is, in one embodiment of the invention, collected in one or more containers or pressurized gas containers suitable for this and sold to customers.
  • the containers for aromatic gas are selected so that they can withstand pressures of at least 75 bar. If the pressure in the product obtained is to be minimized (e.g. after passing through a membrane filter or after relaxation), other containers (suitable for a lower pressure) can also be used.
  • the aroma-containing gas is dosed, for example, from a container via one or more dosing valves (e.g. controlled solenoid valves or pneumatic valves), which are preferably controlled, during the production of a flavored food, luxury food, oral hygiene product, semi-finished product, cosmetic product or pharmaceutical product.
  • dosing valves e.g. controlled solenoid valves or pneumatic valves
  • a product is produced that does not require any thermal processing / stress / Has been subjected to stress (cold extraction - i.e. approx. Room temperature, up to a maximum of 40 ° C).
  • the manufactured product has very good microbiological stability, since a CO2 atmosphere in particular prevents the growth of many different microorganisms.
  • the invention also provides an aroma-laden gas, preferably carbon dioxide, which can in particular be produced by the method described above.
  • the invention also provides an aroma-laden solid phase which can be produced in particular by the method described above.
  • the solid phase could be used, for example, for the preparation of flavored beverages, such as in a "soda stream", or in a drinking device that removes flavorings from the solid phase during drinking by means of an air stream and delivers them to the consumer retronasally, such as products of the brand "air-up" ®.
  • the invention thus creates an aroma-laden gas or an aroma-laden solid phase which, in comparison with a liquid phase containing a solvent and one or more aroma substances, has essentially the same composition of aroma substances and preferably also the same relative proportions of aroma substances.
  • the aroma profile of a raw material is thus retained.
  • liquid phase is selected from the group that includes beverages, in particular fruit juices, coffees, milk and milk products, teas and beers and mixtures thereof, at least one condensate, rinsing water, at least one side stream and / or Side stream and / or waste stream from the processing of animal or vegetable raw materials, for example fruits or from the production of food, for example beverages and at least one bypass stream from the processing of fruits or from the production of beverages, as well as mixtures of at least two of the liquids mentioned includes.
  • beverages in particular fruit juices, coffees, milk and milk products, teas and beers and mixtures thereof
  • condensate, rinsing water at least one side stream and / or Side stream and / or waste stream from the processing of animal or vegetable raw materials, for example fruits or from the production of food, for example beverages and at least one bypass stream from the processing of fruits or from the production of beverages, as well as mixtures of at least two of the liquids mentioned includes.
  • aromas are combined with one another in a complex way.
  • it may contain substances that are effective as aromas and that cannot be detected as individual components in the mixture.
  • the invention accesses the natural composition of such aroma profiles and makes it possible in a simple manner to convert them largely unadulterated into an end product through processing. This is a particular advantage compared to fractional (discriminatory) distillation processes or processes that separate aroma substances from aqueous phases according to the size of the aroma molecules.
  • the aroma-laden gas or aroma-laden solid phase can for example contain at least the above-mentioned aromas in the same relative proportions as the liquid phase in comparison with a liquid phase based on strawberry, raspberry, apple, orange, grapefruit, cherry, peach, Banana, pear, black currant, coffee, tea, onion, meat, oats, rice, milk, tomato, mint, beer, wine, passion fruit, mango, pineapple, honey, caramel, oats, malt.
  • the aroma-laden gas or the aroma-laden solid phase can contain aroma substances which completely reproduce the aroma profile of the starting material.
  • the process for flavoring goods of all kinds can also include a step in which the goods in a packaging or a container are brought into contact with a flavor-containing gas.
  • the aroma-laden gas obtained in the process according to the invention in particular carbon dioxide, can, for example, be passed through a solution provided for aromatization (the gas or CO 2 only serves as a flavor carrier and escapes at least partially from the product during or after passage) or in the In the case of the use of CO 2 as a sparkling gas for carbonating beverages (whereby both CO 2 and the flavoring substances are added to the end product).
  • a fluid, preferably a gas, for example CO 2 , for aromatizing a product can also be passed through an aroma-laden solid phase and then introduced into the product.
  • the aroma-laden carbon dioxide which is laden with aromas obtained, for example, in a beer starting solution, can be bubbled through an alcohol-free beer in order to change and / or supplement and / or restore or strengthen its aroma profile .
  • the invention also provides a method for flavoring a product which, in particular, is a food, luxury food,
  • Oral hygiene product, semi-finished product, cosmetic product or pharmaceutical product in which at least one aroma-laden gas described above and / or at least one aroma substance separated from the aroma-laden gas is brought into contact with the product, so that at least one aroma substance is at least partially in the product and / or in the packaging of the product passes.
  • a liquid product can be flavored particularly easily with the method according to the invention, in particular a drink or a drink
  • Oral hygiene product by introducing at least one aroma-laden gas into the liquid product.
  • the gas remains at least partially in the product.
  • the product can be carbonized with CO 2 as a gas, or cream, creams, frappes or fruit purees or similar products can be whipped so that they contain gas bubbles.
  • the gas escapes or is removed from the product before it is used as intended.
  • the aroma for products that are packaged under a protective gas atmosphere can be provided in a protective gas.
  • the aroma passes into the product or the packaging or remains at least partially in the gas phase and the remaining aroma-laden gas escapes when a corresponding packaging is opened.
  • gas can be removed from the product and then optionally used or added as a gas in step c) of the process according to the invention for producing an aroma-laden gas.
  • the invention offers the possibility that at least two aroma-laden gases, which differ in number, relative proportions, concentration and / or type of aroma substances, are brought into contact with the product.
  • an aroma profile can be set in the product.
  • the gases can be mixed before being introduced into the product.
  • the gases can be brought into contact with the product one after the other or at the same time, so that the flavoring substances are mixed in the product.
  • the invention is to be explained with reference to the accompanying figures, without, however, being restricted to the specifically described embodiment.
  • the invention also relates to all combinations of preferred configurations, insofar as these are not mutually exclusive.
  • the information "about” or “approx.” in connection with a figure means that at least 10% higher or lower values or 5% higher or lower values and in any case 1% higher or lower values are included.
  • Figure 1 is a flow chart of the invention
  • FIG. 2A shows a schematic representation for carrying out step b
  • FIG. 2B shows a schematic representation for carrying out step c
  • FIG. 2C shows a schematic illustration of the use of the aroma-laden gas obtained in step c) in a first embodiment of the invention
  • FIG. 2D shows a schematic representation for carrying out step d
  • FIG. 2E a schematic representation for carrying out step dl
  • FIG. 3 shows a schematic representation for carrying out a method according to the invention in a first embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a basic diagram of a first preferred embodiment of the method according to the invention for producing an aroma-laden carbon dioxide
  • FIG. 5 shows a schematic representation for carrying out a method according to the invention in a second embodiment of the invention
  • FIG. 6 shows a schematic representation for carrying out a method according to the invention in a third embodiment of the invention
  • FIG. 7 shows a schematic representation for carrying out the method according to the invention in a further embodiment of the invention.
  • FIG. 8A shows a schematic representation for carrying out step b) in a further embodiment of the invention
  • FIG. 8B shows a schematic representation for carrying out step c) in a further embodiment of the invention
  • FIG. 9 shows a basic diagram of a further preferred embodiment of the method according to the invention for producing an aroma-laden carbon dioxide, in which step (c) is carried out in a device suitable for this purpose
  • FIG. 10 shows a schematic representation for carrying out step c) in a further embodiment of the invention
  • FIG. 11 shows a schematic illustration for carrying out step c) in a further embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows in a flow chart an overview of various exemplary embodiments of a method according to the invention.
  • a liquid phase 5 is provided which contains a solvent and one or more flavoring substances 1, 2, 3. These are passed through a solid phase extraction column in step b).
  • an adsorber material 30 is presented, which comes into contact with the liquid phase 5.
  • a solid phase 35 loaded with one or more aromatic substances is obtained.
  • the one or more aromatic substances 1, 2, 3 are separated from the loaded solid phase 35 with at least one gas 2 in a liquid or supercritical state. A flavor-laden gas 10 is thereby obtained.
  • the aroma-laden gas 10 from step c) can be subjected to a step d) in which the gas 10 laden with one or more aroma substances is collected.
  • the aroma-laden gas can furthermore be subjected to a step dl) in which an at least partial separation of an aroma substance or several, in particular all, aroma substances 1, 2, 3 from the gas takes place while obtaining an aroma substance or a mixture of aroma substances.
  • a gas 10 enriched in aroma substance or aroma substances or an essentially gas-free aroma or an essentially gas-free mixture of aroma substances is generated.
  • FIGS. 2A to 11 for carrying out the steps of the method according to the invention can be combined to form an embodiment for the specific application.
  • the expert creates criteria such as the location and quantity of the starting material,
  • Step b) is shown in Figure 2A.
  • An adsorber material not loaded with aromas at the beginning of the passage of the aroma-containing liquid 5 forms the solid phase 30.
  • the solid phase 30 can be used, for example, as a macroporous adsorber resin without a functional group such as "Lewatit® VP OC 1064 MD PH".
  • the solid phase 30 is in one
  • FIGS. 2B and 2C Solid phase extraction column 3 submitted.
  • the liquid 5 is passed through this.
  • Figure 2A shows the State of the column at the beginning of the implementation of step b).
  • aroma substances accumulate on the adsorber material, so that an aroma-laden solid phase 35 arises (compare FIGS. 2B and 2C).
  • the liquid After flowing through the solid phase extraction column 3, the liquid leaves the column 3.
  • the liquid 50 is depleted in flavoring substances compared to the liquid 5 flowing into the column 3.
  • the liquid 50 is essentially free of flavoring substances.
  • step c) is shown in FIG. 2B.
  • the aroma-laden solid phase 35 is basically flowed through by at least one gas 2 in a liquid and / or supercritical state.
  • Aroma substances desorb from aroma-laden solid phase 35 into the gas, which is laden with aromas and leaves column 3 as aroma-laden gas 10.
  • the aroma substance or several aroma substances have been separated off from the laden solid phase 35 with at least one gas 2 in a liquid or supercritical state (see FIG. 2B)
  • direct introduction into a product 7 is possible .
  • the gas can remain there and is used, for example, for foaming or for interaction with a protective gas atmosphere, or the gas can escape from the product, so that with The aroma introduced into the product remains there and the product aromatizes.
  • the aroma-laden gas 10 is collected.
  • a container 8 is provided, for example, into which the aroma-laden gas 10 is introduced and remains there.
  • the container 8 can be uncoupled from the supply line of aroma-laden gas, in particular after the desired filling amount has been reached, and stored, for example, closed until the aroma-laden gas 10 is used to aromatize a product.
  • the aroma-laden gas can pass through a separating device 6 in which one aroma substance or several, in particular all, aroma substances are separated from the gas from the aroma-laden gas while obtaining an aroma substance or a mixture of aroma substances in a step dl)
  • a separating device 6 is connected to the container 8.
  • This connection can comprise a transport line which is arranged between a gas outlet of the container 8 and an inlet of the separating device 6.
  • an aroma-depleted gas 20 leaves the separating device.
  • the aroma-depleted gas 20 is substantially free of aroma substances.
  • the flavoring substances are enriched and can be removed in order to flavor a product.
  • a plant for carrying out the method according to the invention comprises a solid phase extraction column 3 and a container 8. Both are connected to one another via at least one transport line (not shown) for aroma-laden gas.
  • the column 3 has at least connections for introducing a liquid 5 and removing a liquid 50 and for introducing a gas 2 and removing an aroma-laden gas 10.
  • the transport line can be connected to the connection for the removal of an aroma-laden gas 10.
  • the transport line can be connected to a connection of the container 8 for the introduction of aroma-laden gas 10.
  • the connections are preferably provided with valves that are adjustable, in particular controllable, and allow liquid 5, 50 or gas 2,
  • Embodiment of the invention first the passage of an aroma-laden liquid phase 5 through the
  • Solid phase extraction column 3 take place, with flavoring substances are attached to their adsorber filling and the liquid 50 leaves the column 3.
  • Gas 2 can then be passed through the column and leaves it as aroma-laden gas 10.
  • aroma-laden gas 10 is introduced from container 8 into a product 7.
  • the aroma-laden gas 10 can, however, also be collected in a container 8 in accordance with the illustration in this regard, for example in FIGS. 2D and 2E, before it is used to aromatize a product.
  • FIG. 4 shows the basic diagram of a preferred embodiment of the process according to the invention, in which step (c) is carried out directly in the solid phase extraction column.
  • the liquid phase and gas are passed through the SPE column from the bottom to the top.
  • the aroma-laden gas 10 formed is transferred to a container 8 and passed through a separating device 6.
  • aromatic substances are retained by the separating device, in particular in the container 8.
  • an aroma-depleted gas 20 leaves the separating device. This can be reused as gas 2, which is used to detach aromatic substances from the loaded solid phase 35.
  • the gas 20 can be purified and / or tempered and / or compressed or expanded before it is reused as gas 2.
  • a dashed line is drawn in FIG. 5 for the recycling of the gas 20 from the separating device 6. It is also possible within the scope of the invention to use a separating device which retains the gas and allows the aromatic substances to pass. The further use of the flavoring substances and the gas are retained.
  • This gas 20 can be captured, for example this gas can also be returned to step c) as part of recycling. This return for reuse is shown with a dashed line in FIG indicated.
  • steps b) of solid phase extraction (SPE) and c) of supercritical fluid extraction (SFE) in the same adsorber column 3 as described above can be carried out one after the other, but in principle also simultaneously. Then, while the starting material 5 is being passed through the column 3, the gas 2, which absorbs the aroma substances and leaves the column 3 as aroma-laden gas 10, is also passed through.
  • SPE solid phase extraction
  • SFE supercritical fluid extraction
  • FIGS. 8A and 8B illustrate an embodiment of the invention in which step c) is carried out in a device suitable for this, the laden solid phase 35 obtained in step b) being removed from the solid phase extraction column 3 and transferred to this device .
  • the adsorber material can in particular be presented in its own packaging, which allows easy handling of the adsorber bed.
  • a container 34 is provided according to the invention, for example.
  • the container 34 is designed to hold 30 and / or 35 and can be releasably positioned in the solid phase extraction column 3 such that at least steps b) and c) can be carried out during operation, the container 34 being inserted in the SPE column 3 and the (aroma-laden) adsorber arranged therein is traversed by the starting liquid 5 or the gas 2.
  • this device can be formed by the container 34 itself, as shown in FIG.
  • the container 34 is designed as a hose.
  • FIG. 9 shows the basic diagram of a further preferred embodiment of the process according to the invention, in which step (c) is carried out in a device suitable for this, the laden solid phase obtained in step (b) being removed from the solid phase extraction column and into it Device is transferred.
  • the sorbent can be accommodated in the SPE column between two frits in a tube made of an inert material, for example made of plastic or stainless steel, or in one or more plastic cartridges. This enables the solid phase to be removed from the solid phase extraction column and transferred to another device in a simple manner.
  • Such a container preferably manufactured in a simple manner as a hose, has in particular at least one connection for introducing gas 2 and one connection for discharging aroma-laden gas 10.
  • a hose-like container 34 can be used in a further embodiment of the invention in a device (not shown separately in FIGS 10 has.
  • FIG. 11 A container 34 inserted into such a device 4 is shown in FIG. 11 for the example of a solid phase 353 loaded with an aroma 3.
  • the device can also be designed to accommodate several containers 34; such a device 40 is shown in FIG Example of three solid phases 351, 352 and 353 each loaded with aromas 1, 2 and 3.
  • Aroma-laden gas can also be introduced directly into a product from a container 34 as a “hose”.
  • the device 4; 40 is used to accommodate the container 34 and its connection for performing step c).
  • the device 4; 40 corresponds in its design, for example, in principle to a solid phase extraction column and is designed to be pressure-resistant for step c).
  • the container 34 can also be designed in such a way that step c) can be carried out directly using the container 34.
  • the method according to the invention is carried out without the use of a device 4; 40 carried out.
  • Embodiments of the invention are illustrated in FIGS. 10 and 11 in which a gas 100 loaded with an aroma mixture is produced.
  • the gas 100 contains an aroma mixture 123 made up of aromas 1, 2 and 3, which have been detached from the correspondingly charged solid phases 351, 352 and 353.
  • Step c) can in particular be carried out at the place of use of the flavor mixture.
  • the aroma mixture is generated by combining the aromas 1, 2 and 3 obtained individually from the loaded solid phases 351, 352 and 353.
  • the method continues in accordance with one of the options described above.
  • the flavor mixture, as such or presented in the gas 100 can in particular be introduced or collected directly into a product.
  • FIG. 11 shows a further possibility for flavoring a product with a mixture of flavoring substances 1, 2 and 3.
  • a gas 100 loaded with a first mixture of aromatic substances 1, 2 and a gas with a another flavor 3 loaded gas 10 is introduced into a product 7.
  • the product 7 then contains flavor mixture 123.
  • the gas 100 and the gas 10 can be introduced into the product in a temporally overlapping manner or one after the other; in particular, the aromatization can also be carried out at separate locations using several, here two, different gases.
  • the gas 100 contains an aroma mixture of the aromas 1 and 2, which have been detached from the correspondingly loaded solid phases 351, 352.
  • the gas 100 is produced by mixing the gases which are each loaded with an aromatic substance 1, 2. For example, a mixture of the aromatic substances 1 and 2 can first be produced and the aroma 3 obtained separately.
  • the correspondingly loaded adsorber material 353 is used in a casing 34 in a connection device 4.
  • a beer which was diluted with water was used as the starting solution for test purposes.
  • any desired dilutions can be used, for example a dilution by a factor of 1: 4.
  • the beer was diluted with water by a factor of 1:20.
  • this starting solution was passed through an SPE column.
  • This solid phase extraction column was loaded with the adsorber resin LEWATIT® VP OC 1064.
  • This adsorber resin is a crosslinked polystyrene with Pore diameters according to the manufacturer's instructions between 5 to 10 nm and a BET specific surface area of 800 m 2 / g.
  • the loaded solid phase ie the adsorber resin loaded with flavorings from the diluted beer, was removed from the SPE column and temporarily stored in a vacuum bag.
  • step c the adsorbent resin loaded with flavorings from the beer was subjected to an extraction with supercritical CO 2.
  • Flavor composition in the loaded solid phase was eluted with ethanol and examined.
  • the concentration of aromatic substances in ethanol agrees with the concentration in CO2 within the scope of measurement inaccuracies.
  • the beer had a flavor mixture comprising essentially 2-phenylethyl alcohol, octanoic acid, 3-methyl-1-butanol, 2-methyl-1-butanol, hexanoic acid, 3-methylbutyl acetate, decanoic acid, isobutanol, ethyl octanoate and ethyl acetate.
  • the composition of this Flavoring substances in the loaded solid phase resulted from this as follows:
  • the aroma-laden gas obtained through the extraction with supercritical CO2 has a typical "beer odor”.
  • a CO2 laden with beer aromas was produced in accordance with exemplary embodiment 1. Then, according to step dl) of the process according to the invention, the flavoring substances were separated off from the C0 2 extract stream using a high-pressure membrane as a separating device.
  • the aromas could be separated from the aroma-laden CO2 and enriched, namely at pressures in the range between about 130 bar to about 160 bar and a temperature in the range from about 60 ° C to about 14 ° C, preferably at a temperature of approx. 70 ° C when using a "Teflon® AF2400" membrane.
  • Embodiment 3 A CO2 laden with beer aromas was produced according to FIG.
  • Embodiment 1 is produced and, according to step dl) of the method according to the invention, the aromatic substances are separated off from the CO2 extract stream via a high-pressure membrane as a separating device.
  • the thus filtered off and flavor-free CO2 was then used for the implementation of

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aromabeladenen Gases (10), die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen einer flüssigen Phase (5), die ein Lösungsmittel und einen oder mehrere Aromastoffe (1, 2, 3) enthält, b) Durchleiten durch eine Festphasenextraktions-Kolonne (3) der in Schritt (a) bereitgestellten flüssigen Phase unter Erhalt der mit einem oder mehreren Aromastoffen beladenen festen Phase (35), c) Abtrennen eines oder mehrerer Aromastoffe(s) von der beladenen festen Phase mit zumindest einem Gas (2) in einem flüssigen und/oder überkritischen Zustand, und optional d) Sammeln des mit einem oder mehreren Aromastoffen (1, 2, 3) beladenen Gases (10).

Description

Verfahren zur Herstellung eines aromabeladenen Gases, aromabeladenes Gas und Verwendung des aromabeladenen Gases
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aromabeladenen Gases, ein aromabeladenes Gas, die Verwendung des aromabeladenen Gases, insbesondere die Verwendung aromabeladenen Kohlendioxids, und ein Verfahren zum Aromatisieren eines Produktes.
In der Lebensmittelindustrie wird Kohlendioxid (CO2) meist für die Sättigung von Softdrinks, Bier oder Mineralwasser verwendet. Das steigende Bewusstsein der Bevölkerung für einen gesunden Lebensstil fördert den Absatz von alkoholfreien Getränken, wie zum Beispiel Schaumweinen (Sekt), Limonaden oder Bieren. Dies fordert die Suche nach neuen Herstellungstechniken, die ermöglichen, Getränke bzw. Lebensmittel nicht nur mit einem genießbaren Geschmack und einem angenehmen Geruch sondern auch komplett ohne Einsatz von Ethanol herzustellen. Solche Produkte sind grundsätzlich im Zuge einer gesünderen Lebensweise und im Besonderen interessant für Länder, in denen vorausgesetzt wird, dass Nahrungsmittel entsprechend der religiösen Vorschriften halal sind (Halal-Zertifikate).
Gemäß der europäischen Lebensmittel-Informationsverordnung (LMIV) beginnt die Kennzeichnungspflicht für Alkohol erst bei 1,2 vol.-%. Die Bezeichnung „alkoholfrei" bedeutet nicht zwangsläufig "ohne Alkohol". Zum Beispiel darf als „alkoholfrei" beworbenes Bier und Wein maximal 0,5 vol.-% Alkohol enthalten. Sollte ein anderes Getränk (als Wein oder Bier) als "alkoholfrei" ausgelobt werden, darf es tatsächlich gar keinen Alkohol enthalten, der Alkoholgehalt liegt also bei 0,0 vol.-%, ansonsten wird die Kennzeichnung „alkoholfrei" als irreführend und verbrauchertäuschend angesehen .
Der Zusatz von Aromastoffen in Ethanol als Lösungsmittel scheidet aus, da das Endprodukt nicht der Bezeichnung „ohne Alkohol" (Alkoholgehalt also bei 0,0 vol.-%) gerecht wird. Die üblichen Destillationsverfahren zur Entalkoholisierung von Getränken sind nicht geeignet, da die damit verbundenen physikalischen Belastungen (wie z.B. hohe Temperaturen oder unteratmosphärischer Druck) die Aromastoffe schädigen und flüchtige Aromastoffe verloren gehen und dadurch den Geschmack des Getränks verändern.
Die Verwendung von komprimierten Gasen, wie C02 im überkritischen oder flüssigen Zustand, in einer Extraktion (supercritical fluid extraction, kurz SFE ) von Pflanzenmaterial ist bereits bekannt als Verfahren (s. zum Beispiel EP 0062893 Al oder EP 0397642), in dem die temperaturlabilen, geruchsaktiven oder sonstigen für das Aroma oder die Wirksamkeit des Extraktes wesentlichen Inhaltstoffe auf schonendem Weg bei niedrigen Temperaturen extrahiert werden können.
Ein überkritisches Fluid weist sowohl Eigenschaften von Gas als auch von Flüssigkeit auf. In diesem überkritischen Zustand fungiert ein solches Fluid beziehungsweise Gas, z.B. C02, als Lösungsmittel. Überkritisches Kohlenstoffdioxid weist eine Dichte auf, die sehr ähnlich zu der Dichte einer Flüssigkeit ist, hat aber dieselbe Viskosität wie ein Gas. Daher ergeben sich höhere Diffusionskoeffizienten als in der Flüssigphase und somit höhere Stofftransporte. Es kann Materialien in einer Probe auflösen oder extrahieren.
Es ist auch bekannt, dass die Festphasenextraktion (solid phase extraction, kurz SPE , ältere Bezeichnung auch Sorbensextraktion) eine Probenvorbereitungsmethode in Bezug auf eine mögliche Anreicherung, Konzentration oder Isolation eines Analyten ist. In der Festphasenextraktion wird eine flüssige Phase auf einer festen Phase (Sorbens) extrahiert. Die Fraktionierung eines Tomatenextrakts unter Verwendung einer Festphasen-Extraktion ist z.B. in EP 2844083 Bl erwähnt.
In EP 3063260 wird ein Verfahren zur Extraktion von zwei oder mehr Fraktionen aus Hopfenöl beschrieben, in dem das auf einen adsorbierenden Träger geladene Hopfenöl zunächst mit flüssigem Kohledioxid zwecks Abtrennung der ersten Fraktion und dann mit überkritischen Kohlendioxid zwecks Abtrennung der zweiten Fraktion behandelt wird. Die weiteren Fraktionen können bei der Kombination des überkritischen Kohlendioxids mit einem Co- Solvent abgetrennt werden.
EP 0062893 Al offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Pflanzenextrakten mit verbesserten sensorischen Eigenschaften. Die Planzenteile werden zunächst beispielsweise mit überkritischem CO2 extrahiert. Danach werden die extrahierten Pflanzeninhaltsstoffe auf einem pulver- oder granulatförmigen Trägermaterial niedergeschlagen. Die Rückstände der Pflanzenteile werden einer zweiten Extraktion mit Wasser oder/und einem einwertigen Cl-C3-Alkohol unterworfen, wobei das erhaltene Extrakt getrocknet wird. Die nach der ersten und zweiten Extraktion erhalten Produkte werden durch Mischen vereinigt .
Allerdings ermöglicht keines dieser bekannten Verfahren die Herstellung des aromabeladenen Kohlendioxids, in dem die Aromastoffe aus sehr verdünnten Ausgangslösungen ohne Wärmebehandlung angereichert und praktisch frei von jedwedem Lösungsmittel, wie Wasser, Ethanol usw., sind.
Es besteht daher die Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines aromabeladenen Kohlendioxids zu finden, das zum Einbringen von Aroma/Aromamischungen in Lebensmittel, Kosmetikprodukte und/oder Pharmaprodukte geeignet ist, die „ohne Alkohol" gekennzeichnet werden können.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu finden, das ermöglicht, die Aromastoffe aus sehr verdünnten Ausgangslösungen (die lediglich Spuren von Aromastoffen enthalten) im Endprodukt, nämlich im aromabeladenen Gas, „anzureichern" und ggf. verschiedene Aromakompositionen im Endprodukt zusammenzustellen.
Diese Aufgabe konnte überraschend durch ein Verfahren zur Herstellung eines aromabeladenen Gases gelöst werden, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
(a) Bereitstellen einer flüssigen Phase, die ein Lösungsmittel und einen oder mehrere Aromastoffe enthält,
(b) Durchleiten durch eine Festphasenextraktions- Kolonne (SPE-Kolonne) der im Schritt (a) bereitgestellten flüssigen Phase unter Erhalt der mit einem oder mehreren Aromastoffen beladenen festen Phase (Sorbens), gegebenenfalls kann Schritt
(b) wiederholt werden,
(c) Abtrennen eines oder mehrerer Aromastoffe(s) von der beladenen festen Phase mit zumindest einem Gas im flüssigen und/oder überkritischen Zustand, und optional
(d) Sammeln des mit einem oder mehreren Aromastoffen beladenen Gases.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Aromastoffe sogar aus sehr verdünnten, bevorzugt wässrigen Ausgangslösungen in einer konzentrierten Form zu extrahieren. Die Aromastoffe werden zuerst auf der festen Phase einer SPE-Kolonne adsorbiert bzw. aufkonzentriert und mit Hilfe einer weiteren Extraktion mit überkritischem oder/und flüssigem Gas, bevorzugt mit überkritischem CO2, in das aromabeladene Gas überführt, das als alkoholfrei gekennzeichnet werden kann. Gas dient sowohl als Extraktionsmittel als auch als Trägermaterial für die Aromastoffe und kann leicht von diesen Aromastoffen entfernt und ggf. rezykliert werden.
Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens ist, dass Dank der Aufkonzentrierung der Aromastoffe in der SPE- Kolonne bei der Extraktion mit überkritischem und/oder flüssigem Gas viel weniger Gas und weniger Energie verbraucht wird, um dieselbe Menge an Aromastoffen zu gewinnen, als bei der Extraktion mit überkritischem oder/und flüssigem Gas direkt aus einer sehr verdünnten Ausgangslösung. Somit ist das Verfahren gemäß der Erfindung umweltfreundlicher und aus wirtschaftlicher Sicht besser optimiert als die bisher bekannten Verfahren zur Herstellung eines aromastoffhaltigen Kohlendioxids. Außerdem sind keine weiteren Materialien notwendig, um das hergestellte Produkt zu stabilisieren.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann in allen Stufen bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen gearbeitet werden.
SCHRITT (a) Unter „flüssige Phase" fällt im Rahmen der Erfindung jede Ausgangslösung, Ausgangsemulsion oder Ausgangssuspension, die den Anforderungen an die Probenvorbereitung für SPE entspricht. Diese Ausgangslösung, Ausgangsemulsion oder Ausgangssuspension enthält zumindest ein Lösungsmittel und einen oder mehrere Aromastoffe, die sowohl tierischen als auch pflanzlichen Ursprung sein können.
Die Ausgangsmaterialen für die Aromastoffe werden aus der Gruppe ausgewählt, die Pflanzen, Pflanzenteile (wie Beispielsweise Blüten, Knospen, Blätter, Stängel, Halme, Rinden, Wurzeln, Knollen, Zwiebeln, Rhizome, Früchte und Samen, beispielsweise von Nüssen, Beeren, Obst, Gemüse, Getreide, Pseudogetreide, Tabak und/oder Gewürzen), tierische Produkte (wie beispielsweise Honig, Fleisch, Knochen und Körperflüssigkeiten, Milch), Lebensmittel und Lebensmittelausgangsstoffe umfasst. Diese Ausgangsmaterialen können beispielsweise in frischer, gegarter, getrockneter, fermentierter Form oder in einer zum Verzehr als Lebens- oder Genussmittel zubereiteten Form vorliegen .
Es können folgende Ausgangsmaterialen genannt werden, die jedoch lediglich zur Veranschaulichung dienen und den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken sollen: Erdbeere, Apfel, Himbeere, Banane, Blaubeere, Tonkabohne, Hafer, Rosmarin, Ingwer, Vanille, Bier, Wein, Kaffee, Tee, Kakao, Tabak, ätherische Öle usw. Besonders bevorzugt sind die flüssigen Phasen, die ätherische Öle aus natürlichen Quellen (wie Pflanzen) enthalten, wie zum Beispiel Hopfenaroma.
Insbesondere kann die flüssige Phase ein Kondensat oder Spülwasser sein, welches bei der Verarbeitung von Früchten oder bei der Herstellung von Getränken wie etwa Fruchtsäften, Kaffee, Tee und Bier anfällt. Die flüssige Phase kann auch ein Getränk selbst sein, und beispielsweise aus der Gruppe ausgewählt sein, welche Fruchtsäfte,
Kaffees, Milch und Milchprodukte, Tees und Biere sowie Mischungen daraus enthält.
Die Erfindung schafft insbesondere die Möglichkeit, Aromastoffe aus Abfall- oder Bypassströmen zu gewinnen. Ein Vorteil der Erfindung ist es, über eine Vorkonzentration in der Festphasenextraktionskolonne die in derartigen „waste streams" beziehungsweise „side streams" äußerst gering konzentrierten Aromastoffe zumindest soweit anzureichern, dass sie extrahierbar werden. Eine Gewinnung direkt aus einem solchen Ausgangsmaterial von Abfall- oder Bypassströmen ist aufgrund der dort sehr niedrigen Konzentrationen in der Regel wirtschaftlich nicht möglich, zumindest nicht ohne Verwendung von Ethanol oder anderen organischen Lösungsmitteln. Dementsprechend ist eine Gewinnung direkt aus einem solchen Ausgangsmaterial von Abfall- oder Bypassströmen zurzeit ohne Verwendung von Ethanol ökonomisch und in Lebensmittelqualität nicht möglich . Die wässrigen Phasen enthalten in der Regel im Bereich von 0,0001 bis 1 %, häufig von 0,05 bis 0,5 % Aromastoffe. Beispielhaft kann dies anhand einer Saftgewinnung aus Äpfeln mit den folgenden Angaben illustriert werden:
Der Anteil an Aromaöl von 0,3 kg bezogen auf 100 kg aus der 2. Stufe ergibt sich zu 0,3 %. Bezogen auf 1500 kg aus der 1. Stufe ergibt sich 0,02 %. Bezogen auf die nicht konzentrierte Gesamt-Kondensatmenge von 187.500 kg ergibt sich 0,00016 %. Hier ermöglicht die Erfindung die Gewinnung von Aromastoffen aus Flüssigkeiten, insbesondere aus Getränken sowie aus „waste streams" wie Kondensaten aus Verdampfern oder aus in Gefriertrockung anfallendem Wasser, oder aus Spülwasser aus der Reinigung von Großindustrieanlagen. Angereichert werden dabei volatile Substanzen. Diese werden nicht fraktioniert, sondern in Bezug auf das jeweilige Ausgangsmaterial als gesamtes „Aromaportfolio" gewonnen. Erfindungsgemäß kommt es nicht auf die Ausgangskonzentration des Aromastoffs an, diese kann beliebig gering sein. Die Konzentrierung und Gewinnung der Aromastoffe gemäß der Erfindung erfolgt dabei ohne eine organische Anreicherung und daher insbesondere ethanolfrei.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass eine Temperaturbelastung der Aromastoffe vermieden wird. Die Festphasenextraktion in Schritt b) wird bevorzugt bei Raumtemperatur durchgeführt, insbesondere ohne eine Erwärmung von außen. Das Abtrennen mit einem Gas in flüssigem oder überkritischem Zustand in Schritt c) kann ebenfalls bei relativ niedrigen Temperaturen durchgeführt werden, im Fall von überkritischem CO2 beispielsweise bereits bei 31°C.
Die Erfindung ermöglicht durch die Vorkonzentrierung der gesamten Aromastoffe eines Ausgangsmaterials in Schritt b) eine besonders umweltfreundliche Gewinnung dieser Aromastoffe in Schritt c), der eine deutliche Einsparung an Lösungsmittel, also Gas in flüssigem oder überkritischen Zustand, im Vergleich zu einer reinen Extraktion mit einem solchen Gas erlaubt. Unter „Aromastoff" wird in der vorliegenden Erfindung eine Substanz bezeichnet, die Geruchs- und
Geschmackswahrnehmungen hervorruft oder modifiziert. Duft- und Aromastoffe sind in vielen Pflanzen und besonders auch in Obst enthalten. Häufig handelt es sich um Alkohole, Säuren, Ester, Laktone, Aldehyde, Ketone, Acetale, Ketale, Ether, Epoxide sowie deren analoge Schwefelverbindungen. Sauerstoff-, Stickstoff- und Schwefel-Heterocyclen, Heteroaromaten (z.B. Alkylpyrazine), Amine und Amide. Einfache oder komplexe gesättigte und ungesättigte aliphatische und cycloaliphatische Verbindungen, Aromaten und Terpene, usw.
Beispielsweise vermitteln erfahrungsgemäß die im folgenden genannten Aromastoffe für Menschen positive sensorische Eindrücke. Die Zusammenstellung zeigt für das jeweils beispielhaft genannte „Aroma" zumindest einige Komponenten, die in der Gesamtheit den jeweils typischen Geschmacks oder Geruchseindruck beim Menschen hervorrufen:
Erdbeere : Ethylbutyrat, Methylbutyrat, Ethylmethylbutyrat-2, Methylcapronat, 4- Hydroxy-2,5-dimethyl-3 (2H)-furanon, Methylcinnamat, 3Z-Hexenol, gamma-Decalacton,
Himbeere : alpha- und beta-Jonon, 2E-Hexenal, delta- Decalacton, 3Z-Hexenol, Linalool, Geraniol
Apfei: 2E-Hexenol, 3Z-Hexenol, 2E-Hexenal, Hexanal, Ethylbutyrat, Ethyl-2-methylbutyrat, beta- Damascenon,
Orange: Ethylbutyrat, Methylbutyrat, Ethyl-2- methylbutyrat, Octanal, Hexanal, Linalool, Acetaldehyd, Grapefruit: Nootkaton, Ethylbutyrat, Myrcen, Linalool, p-Menthenthiol-1,8,
Zitrone : Citral, Geraniol, beta-Pinen, Kirsche : Benzaldehyd, 2E-Hexenol, 2E-Hexenal, Hexanal, beta-Damascenon,
Pfirsich : gamma-Decalacton, delta-Decalacton, 6-Amyl- alpha-pyron, 2E-Hexenol, beta-Damascenon, Linalooloxid,
Banane: 3-Methylbutylbutyrat, 3-Methylbutylacetat, Hexanal, Eugenol
Birne: Hexylacetat, 3-Methylbutylacetat, 2E- Hexenylacetat Ethyl-2E,4Z-decadienoat,
Kaffee: beta-Damascenon, 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)- furanon, Furfurylthiol-2, 4-Vinylguaiacol, 3- Hydroxy-4,5-dimethylfuran-2 (5H)-on, isomere Isopropylmethoxypyrazine, isomere Ethyldimethylpyrazine,
Tee: 3-ZHexenol, Indol, Methyljasmonat,3-Methyl-2,4- nonandion, Jasminlacton, beta-Damascenon,
Methylsalicylat,
Zwiebel : Dipropyldisulfid, Dipropyltrisulfid, Methylpropyldisulfid,
Fleisch : 2E,4Z,7Z-Tridecatrienal, 2E,5Z-Undecadienal,
2E,4Z-Decadienal, Reis: 2-Acetyl-l-pyrrolin, Octanal, Nonanal,
Milch: l-Octen-3-on, Diacetyldelta-Decalacton, delta- Dodecalacton, Decansäure,
Tomate: 3Z-Hexenol, 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon, beta-Damascenon, Dimethylsulfid
Minze: L-Menthol, Menthon, L-Carvon,
Bier: Isoamylacetat, 2-Phenylethanol, Ethylbutyrat,
Octansäure, Wein: Weinlacton, 2-Phenylethanol, Linalool,
Linalooloxid .
Passionsfrucht: Ethylhexanoat, Linalool, gamma-
Decalacton, Hexylbutyrat, Hexylhexanoat, 3Z- Hexenylbutyrat, 3Z-Hexenylhexanoat Mango: Dimethylsulfid, alpha-Pinen, Ethylbutyrat, 4-
Hydroxy-2,5-dimethyl-3 (2H)-furanon, gamma- Octalacton, gamma-Decalacton, 3Z-Hexenol Ananas: Methy-2-methylbutyrat, Ethyl-2-methylbutyrat, Ethylhexanoat, Methyl-(3-methylthio)propionat, Ethyl- (3-methylthio)propionat, 4-Hydroxy-2,5- dimethyl-3 (2H)-furanon,
Honig: Phenylessigsäure, Phenylacetaldehyd, beta-
Damascenon
Karamell: 3-Hydroxy-4,5-dimethylfuran-2(5H)-on, 4-
Hydroxy-2,5-dimethyl-3 (2H)-furanon, 2-Hydroxy-3- methyl-2-cyclopenten-l-on,
Hafer: 2-Acetyl-l-pyrroline, (E,E,Z)-2,4,6-nonatrienal,
Vanillin,
Malz: 2-Mthylbutanal, 3-Methylbutanal, 2-Acetyl-l-pyrrolin, Vanillin, 3-Hydroxy-4,5-dimethylfuran-2(5H)-on, isomere Isopropylmethoxypyrazine, isomere Ethyldimethylpyrazine .
Neben den genannten Aromabestandteilen können weitere sensorisch relevanten Mengen an Mercaptanen (Thioalkohole)und Mono-, Di-, Tri-Sulfide (Thioether) eingeschlossen sein.
Als in Schritt (a) genanntes Lösungsmittel kann jedes in der Lebensmittel-, Kosmetik- oder Pharmaindustrie bekannte und für Festphasenextraktion geeignete Lösungsmittel verwendet werden. Bevorzugt wird das Lösungsmittel aus der Gruppe ausgewählt, welche Wasser, mit Wasser mischbare, insbesondere polare Lösungsmittel und deren Mischungen sowie Mischungen eines oder mehrerer mit Wasser mischbarer Lösungsmittel umfasst. Auch salzhaltiges Wasser kommt in Frage. Die mit Wasser mischbaren, polaren Lösungsmittel können zum Beispiel aus der Gruppe ausgewählt werden, die Wasser, Ethanol, Propylenglykol, Isopropylalkohol und deren Mischungen umfasst. Wasser oder wasserhaltige Mischungen werden besonders als Lösungsmittel bevorzugt, wobei der Wassergehalt mindestens 90 vol.-% beträgt. Wasser wird ganz besonders als Lösungsmittel bevorzugt.
Die flüssige Phase, die Wasser und wasserhaltige Mischungen als Lösungsmittel enthält, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als „wässrige Phase" bezeichnet.
Als „Mindestkonzentration" der Aromastoffe im vorliegenden Verfahren ist die niedrigste Konzentration geeignet, für die der Fachmann behaupten kann, dass die Aromastoffe in der Ausgangslösung vorhanden sind. Allgemein formuliert kann schon ein Stoffmolekül pro Liter des Lösungsmittels für die Durchführung des Verfahrens ausreichen. Um eine gewisse Zuverlässigkeit zu erzielen, kann die Mindestkonzentration, die als Nachweisgrenze (limit of detection, LOD) gilt, als untere Konzentrationsgrenze für die Aromastoffe in der flüssigen Phase definiert werden. Üblicherweise verwendet man für die Schätzung der Nachweisgrenze ein 3:1 Signal-Rausch-Verhältnis (Signale der Proben, die den Analyten in geringen Konzentrationen enthalten, werden mit dem Signal einer Blindprobe verglichen) . Die Nachweisgrenzen bewegen sich zwischen 0,5 und 2 ng/1. Die analytischen Verfahren, die eine solche niedrige Nachweisgrenze aufweisen, sind z.B. Gaschromatographie-Massenspektrometrie .
SCHRITT (b)
Als „feste Phase" werden Sorbens (Adsorbens) oder damit gefüllte Kartuschen bezeichnet, die in die SPE-Kolonne gefüllt werden. Vorzugsweise werden unpolare Sorbentien verwendet. Eine für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Festphasenextraktionskolonne ist üblicherweise eine Säule aus Glas oder Edelstahl, wobei das innere Volumen üblicherweise im Bereich von wenigen Millilitern bis zu tausend Litern liegen kann. Unter die unpolaren Sorbentien fallen zum Beispiel Polymermaterialien oder Kieselgele, die für die Umkehrphasen-SPE hydrophob modifiziert und damit unpolar sind. Die vernetzten Polymere, typischerweise in der Form von Harzkörnern (synthetischen Adsorberharze), werden als geeignet angesehen. Bevorzugt wird poröses Adsorberharz ohne funktionelle Gruppe, welches vernetztes Polystyrol als Matrix aufweist.
Beispiele für Adsorptionsmaterialien, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden können, sind verschiedenartig vernetzte Polystyrole, wie etwa Copolymerate aus Ethylvinylbenzol und Divinylbenzol, Vinylpyrrolidon und Divinylbenzol, Vinylpyridin und Divinylbenzol, Styrol und Divinylbenzol, aber auch andere Polymere, wie etwa Polyaromate, Polystyrole, Poly(meth)acrylate, Polypropylene, Polyester und/oder Polytetrafluorethylen.
Die „feste Phase", insbesondere die zumindest als Teil der festen Phase eingesetzten Adsorberharze, weist oder weisen eine solche Porosität auf, dass die spezifische Oberfläche der festen Phase beziehungsweise des Adsorberharzes, beispielsweise bestimmbar nach der BET-Methode, im Bereich von 500 bis 1500 m2/g, besonders im Bereich von 700 bis 900 m2/g liegt, wobei ganz besonders 800 m2/g bevorzugt wird. Derartige feste Phasen sind beispielsweise in Form von Adsorberharzen kommerziell erhältlich.
Der Porendurchmesser einer solchen festen Phase beziehungsweise solcher Adsorberharze beträgt bis zu 10 nm, bevorzugt von 5 bis 10 nm.
Im Schritt (b) wird die im Schritt (a) bereitgestellte flüssige Phase durch die Festphasenextraktions-Kolonne mit Druck von oben oder von unten hindurch transportiert, wobei die Aromastoffe aus der flüssigen Phase durch ein Sorbens in der SPE-Kolonne an diesem Sorbens adsorbiert bzw. angereichert werden.
Der Schritt (b) kann solange durchgeführt (oder gegebenenfalls wiederholt) werden, bis die feste Phase vollständig mit Aromastoffen gesättigt ist und/oder die wässrige Phase vollständig von Aromastoffen gereinigt ist, sodass das vollständige Aromaspektrum der wässrigen Phase gewonnen werden kann (Erschöpfende Extraktion). Dies ist ein Vorteil gegenüber fraktionierenden (diskriminierenden) destillativen Verfahren.
Bei der Auswahl der geeigneten Temperatur und des Drucks für die Festphasenextraktion gemäß dem Schritt (b) soll darauf geachtet werden, dass die flüssige Phase eine möglichst niedrigere Viskosität aufweist und die Aromastoffe stabil bleiben. Der bevorzugte
Temperaturbereich liegt zwischen 4 und 20 °C. Es sind aber auch abweichende Temperaturen denkbar (z. B. 0 bis 100 °C), wenn hierfür technologische oder physikalisch-chemische Notwendigkeiten bestehen. Voraussetzung ist ein genügend hohes Adsorptionsvermögen, was in dem Bereich 0 bis 60 °C gewährleistet werden kann.
Allgemein sind die Adsorberharze anwendbar, in denen, insbesondere lineare, Strömungsgeschwindigkeiten von 0,5 bis 50 m/h realisiert werden können. Als lineare Geschwindigkeit wird für eine Festphasenextraktion die Fließgeschwindigkeit der flüssigen Phase bezeichnet. Vorgezogen wird für die Strömungsgeschwindigkeiten ein Bereich von 5 bis 30 m/h, besonders 20 m/h.
Nach dem Schritt (b) wird die feste Phase vollständig oder teilweise mit einem oder mehreren Aromastoffen beladen sein, so dass sie im Schritt (c) mit einem Gas in überkritischem und/oder flüssigem Zustand extrahiert/eluiert werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt nach dem Schritt (b) ein Schritt (bl), in dem Wasser als Lösungsmittel durch eine beladene SPE-Kolonne durchgeleitet wird. Eine solche Spülung mit Wasser gemäß dem Schritt (bl) ist besonderes bevorzugt, wenn in Schritt a) von einem Lösungsmittel ausgegangen wird, z.B. Ethanol, welches im Endprodukt unerwünscht ist. Das Wasser kann dabei salzhaltig sein. Die Spülung mit Wasser kann so durchgeführt werden, dass im Endprodukt (aromatisiertes Gas, insbesondere CO2) im Wesentlichen keine Spuren eines solchen Lösungsmittels wie Ethanol vorhanden sind, so dass das Endprodukt im praktischen Sinn frei von Ethanol ist.
SCHRITT (c) Im Schritt (c) werden ein oder mehrere Aromastoff(e) von der festen Phase mit einem Gas in flüssigem und/oder überkritischem Zustand abgetrennt.
Unter „Gas in flüssigem und/oder überkritischem Zustand" wird ein unpolares, komprimiertes (verdichtetes) oder tiefkaltes verflüssigtes Gas verstanden, das bei Standardbedingungen (25 °C und 101,3 kPa) gasförmig ist. Unter „Gas" fällt sowohl das Gas in einer reinen Form, als auch in Form eines Gemisches mit einem anderen Gas und/oder einem Co-Solvent, bevorzugt einem organischen Lösungsmittel. Kohlendioxid (CO2) und/oder Distickstoffmonoxid (N2O, Lachgas) werden bevorzugt. Besonders bevorzugt wird Kohlendioxid in überkritischem Zustand.
Der Schritt (c) wird entweder direkt in der SPE-Kolonne oder in einer dafür geeigneten Vorrichtung durchgeführt.
Sollte die Extraktion mit überkritischem und/oder flüssigem Gas, bevorzugt mit überkritischem Kohlendioxid, direkt in der SPE- Kolonne stattfinden, wird die SPE-Kolonne und alle zu dieser Kolonne führenden Leitungen druckbeständig konstruiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die SPE- Kolonne im Schritt (c) von unten nach oben mit dem Gas in flüssigem und/oder überkritischem Zustand, bevorzugt mit überkritischem C02, durchgeströmt.
Eine alternative Möglichkeit ist, die mit Aroma beladene feste Phase nach dem Schritt (b) aus der SPE-Kolonne zu entfernen und in eine Vorrichtung zu überführen, die zur Extraktion mit überkritischem und/oder flüssigem Gas geeignet ist. Als Vorrichtung kann zum Beispiel eine Kolonne verwendet werden, die dieselbe oder eine ähnliche Konstruktion aufweist, wie die SPE- Kolonne im Schritt (b).
Um die Entfernung der aromabeladenen festen Phase aus der SPE-Kolonne zu erleichtern, kann das Sorbens in der SPE- Kolonne zwischen zwei Fritten in einem Schlauch aus einem inerten Material, beispielweise aus Kunststoff oder Edelstahl, oder in einer oder mehreren Kunststoffkartusche (n) untergebracht werden.
Bei der Auswahl der geeigneten Temperatur und des Drucks für den Schritt (c) soll darauf geachtet werden, dass Gas, bevorzugt C02, im überkritischen bzw. flüssigen Zustand bleibt und die Aromastoffe nicht beeinträchtigt werden.
Der Schritt (c) kann so lange durchgeführt werden, bis eine im Wesentlichen vollständige Abtrennung der Aromastoffe erzielt wird. Dadurch kann in Schritt c) ein aromabeladenes Gas bereitgestellt werden, welches gemessen in Gew.-% eine beispielsweise bis zu 2000-fach höhere, insbesondere eine um etwa 400-fach bis etwa 500-fach höhere Konzentration des Aromastoffes oder der Aromastoffe aufweist, die das Ausgangsmaterial in Schritt a) enthält.
Das Abtrennen der Aromastoffe kann je nach Anwendungsfall dadurch unterstützt werden, dass in Schritt c) während dem Ablösen außer dem zumindest einem Gas im flüssigen und/oder überkritischen Zustand ein Lösungsmittel, insbesondere ein organisches Lösungsmittel, eingesetzt wird. Geeignete Lösungsmittel sind insbesondere die oben genannten in Bezug auf Schritt a) genannten Lösungsmittel. Das Lösungsmittel kann nach Schritt c) in einem Schritt cl) wieder aus dem aromabeladenen Gas entfernt werden.
Das im Schritt (c) gewonnene Produkt stellt ein im Wesentlichen alkoholfreies aromabeladenes Gas in überkritischem bzw. flüssigem Zustand dar.
SCHRITT (d)
Das aromabeladene Gas kann gesammelt werden. Dies kann beispielsweise in geeigneten Behältern erfolgen.
Das Sammeln des aromabeladenen Gases kann im Rahmen der Erfindung auch dadurch erfolgen, dass das aromabeladene Gas in ein Material eingeleitet wird, in dem das Aroma absorbiert bzw. gelöst wird. Dieses Material kann eine Flüssigkeit, insbesondere eine Lösung, eine Emulsion und/oder eine Suspension und/oder eine Dispersion eines Gases in einer Flüssigkeit, beispielsweise eine aufgeschlagene Flüssigkeit wie etwa Sahne oder ein auf einer anderen Flüssigkeit basierender Schaum, sein. Das Material kann im Rahmen der Erfindung auch ein Öl, eine Lebensmittelzutat oder ein Lebensmittelzusatzstoff oder selbst ein Aroma sein. Das in Schritt c) gewonnene Gas kann dabei selbst zum Aufschäumen verwendet werden, oder das Gas wird beim Einleiten in das betreffende Material entfernt, so dass nur das Aroma an das Material übergeht. Das Material, welches das in Schritt c) gewonnene Aroma umfasst, kann dem eigentlich beabsichtigten Endprodukt zugegeben werden. Insbesondere kann das Material ausgewählt sein aus der Gruppe, welche Speiseöle, Fruchtkernöle, Triglyceride, Propylenglycol, Triacetin, Triethylcitrat, Aromaträgerstoffe, Emulsionen und Slurries, insbesondere Slurries, die geeignet sind, Aromen mittels geeigneter Trocknungsverfahren, zum Beispiel Sprühtrocknung, in eine trockene Form zu überführen. Des Weiteren kann das Material ein sorptionsfähiger Feststoff, wie beispielsweise Pflanzenteile, insbesondere Cerealien, Samen, Früchte, Gemüse umfasst.
Das in Schritt c) gewonnene aromabeladene Gas kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch nach der Durchführung des Schrittes c) ohne ein Sammeln der Weiterverarbeitung zugeführt werden. Sollte im Schritt (c) Kohlendioxid im überkritischen Zustand verwendet werden, wird das Produkt im Sammelbehälter auch in einem überkritischen Zustand erhalten.
Das aromabeladene Gas, insbesondere aromabeladenes Kohlendioxid, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, ist praktisch lösungsmittelfrei. Die Menge an Lösungsmittel im aromabeladenen Gas beträgt maximal 0,05 vol.-%.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Aroma aus dem aromabeladenen Gas, beispielsweise nach dem Schritt (c) und/oder nach dem Schritt d), zumindest teilweise abgetrennt werden. Dazu ist in einer Weiterbildung der Erfindung das zumindest teilweise Abtrennen eines Aromastoffes oder mehrerer, insbesondere aller, Aromastoffe von dem Gas aus dem aromabeladenen Gas unter Gewinnung eines Aromastoffes oder einer Mischung aus Aromastoffen in einem Schritt dl) vorgesehen.Die Erfindung ermöglicht daher neben der Verwendung des aromabeladenen Gases auch die Verwendung eines Gases mit aufkonzentriertem gewonnenem Aroma oder die Verwendung alleine des gewonnenen
Aromas. Des Weiteren bietet der Einsatz einer Trenneinrichtung den Vorteil einer Kostenreduktion, da zum Gewinnen der Aromastoffe lediglich der Strömungswiderstand der Trenneinrichtung, beispielsweise die osmotische Druckdifferenz einer Membran, überwunden werden muss im Vergleich zu einer Entspannung des aromabeladenen Gases bis zum Ausfallen des Aromastoffes oder der Aromastoffe.
Insbesondere kann das aromabeladene Gas durch einen Membranfilter zwecks Druckreduktion durchgeleitet werden. Die Porengröße des Membranfilters wird beispielsweise so ausgewählt, dass die Gas-Moleküle, bevorzugt CC^-Moleküle, die in der Regel kleiner als Aromastoffmoleküle sind, durchgelassen werden und die Aromastoffe Zurückbleiben. Solche Membranfilter sind z.B. von „Membrane Technology and Research, Inc. " bekannt. Auch die umgekehrte Dimensionierung der Porengröße ist möglich, so dass die Gas-Moleküle am Membranfilter zurückgehalten werden und das Aroma den Filter passiert. Durch einen Filtrationsschritt können also gemäß der Erfindung Aromastoffmoleküle von Gas- Molekülen getrennt werden. Ob das Aroma zurückgehalten wird oder den Filter passiert ist dabei abhängig von der Auswahl des Filtermaterials, insbesondere von der Membranauswahl.
Das abfiltrierte und aromastofffreie Gas kann entweder in die Atmosphäre freigesetzt werden oder wieder gesammelt und in dem erfindungsgemäßen Verfahren recykliert und dadurch in Schritt c) zurückgeführtwerden.
Um die Abtrennung von Aromastoffen vom Gas zu erreichen, kann gemäß der Erfindung neben oder zusätzlich zum oben beschriebenen Einsatz von Membranen das aromabeladene Gas auch auf andere Weise entspannt werden. Infolge des Druckabfalls fallen dann die Aromastoffe aus, und die abgetrennten Aromastoffen können zur Aromatisierung verwendet werden.
Gemäß der Erfindung wird damit zum Einen die Möglichkeit geschaffen, ein aromabeladenes Gas zum Aromatisieren zu verwenden, und zum Anderen die gewonnenen Aromastoffe, insbesondere gänzlich ohne Gas, zur Aromatisierung einzusetzen .
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Produkt (aromahaltiges Gas oder aromabeladene feste Phase) wird in einer Ausführungsform der Erfindung in einem oder mehreren dafür geeigneten Containern bzw. Druckgasbehältern gesammelt und an Kunden verkauft. Die Container werden insbesondere für aromahaltiges Gas so ausgewählt, dass sie Druck von mindestens 75 bar aushalten können. Sollte der Druck im erhaltenen Produkt minimiert werden (z.B. nach Durchleiten durch einen Membranfilter oder nach Entspannung) können auch andere (für einen niedrigeren Druck geeignete) Container verwendet werden. Das aromahaltige Gas wird beispielsweise aus einem Container über ein oder mehrere Dosierventile (z. B. gesteuerte Magnetventile oder pneumatische Ventile), die vorzugsweise gesteuert werden, bei der Herstellung eines aromatisierten Lebensmittels, Genussmittels, Mundhygieneproduktes, Halbfertigproduktes, Kosmetikproduktes oder Pharmaproduktes dosiert .
Dank dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Produkt hergestellt, das keiner thermischen Bearbeitung / Belastung / Beanspruchung unterworfen wurde (kalte Extraktion - also ca. Raumtemperatur, bis max. 40° C).
Außerdem weist das hergestellte Produkt eine sehr gute mikrobiologische Stabilität auf, da insbesondere eine CO2- Atmosphäre dem Wachstum vieler verschiedener Mikroorganismen vorbeugt.
Die Erfindung stellt des Weiteren ein aromabeladenes Gas, bevorzugt Kohledioxid, zur Verfügung, das insbesondere nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt werden kann. Die Erfindung stellt zudem eine aromabeladene feste Phase zur Verfügung, die insbesondere nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt werden kann. Die feste Phase könnte beispielsweise für die Zubereitung von aromatisierten Getränken wie etwa in einem "Soda-Stream" verwendet werden, oder in einer Trinkvorrichtung, die Aromastoffe während des Trinkens mittels Luftstrom von der festen Phase löst und dem Konsumenten retronasal zuführt, wie zum Beispiel Produkte der Marke "air-up"®.
Die Erfindung schafft damit ein aromabeladenes Gas oder eine aromabeladene feste Phase, welches oder welche im Vergleich mit einer flüssigen Phase, die ein Lösungsmittel und einen oder mehrere Aromastoffe enthält, im Wesentlichen dieselbe Zusammensetzung an Aromastoffen und bevorzugt auch dieselben relativen Anteile an Aromastoffen aufweist. Das Aromaprofil eines Ausgangsstoffes bleibt damit erhalten. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die flüssige Phase ausgewählt ist aus der Gruppe, welche Getränke, insbesondere Fruchtsäfte, Kaffees, Milch und Milchprodukte, Tees und Biere sowie Mischungen daraus, zumindest ein Kondensat, Spülwasser, zumindest einen Nebenstrom und/oder Seitenstrom und/oder Abfallstrom aus der Verarbeitung von tierischen oder pflanzlichen Ausgangsstoffen, zum Beispiel Früchten oder aus der Herstellung von Lebensmitteln, beispielsweise Getränken und zumindest einen Bypassstrom aus der Verarbeitung von Früchten oder aus der Herstellung von Getränken, sowie Mischungen aus zumindest zwei der genannten Flüssigkeiten umfasst.
Gerade bei der Verarbeitung natürlicher Rohstoffe sind Aromen in komplexer Weise miteinander kombiniert. Teilweise können dabei als Aromen wirksame Stoffe enthalten sein, die in der Mischung als einzelne Komponente nicht nachgewiesen werden können. Die Erfindung greift auf die natürliche Komposition derartiger Aromaprofile zu und erlaubt in einfacher Weise, diese weitgehend durch die Verarbeitung unverfälscht in ein Endprodukt zu überführen. Das ist ein besonderer Vorteil gegenüber fraktionierenden (diskriminierenden) destillativen Verfahren oder Verfahren die Aromastoffe nach der Größe der Aromamoleküle von wässrigen Phasen trennen.
Das aromabeladene Gas oder die aromabeladene feste Phase kann im Rahmen der Erfindung beispielsweise zumindest die oben genannten Aromen in denselben relativen Anteilen enthalten wie die flüssige Phase im Vergleich mit einer flüssigen Phase basierend auf Erdbeere, Himbeere, Apfel, Orange, Grapefruit, Kirsche, Pfirsich, Banane, Birne, Schwarze Johannisbeere, Kaffee, Tee, Zwiebel, Fleisch, Hafer, Reis, Milch, Tomate, Minze, Bier, Wein Passionsfrucht, Mango, Ananas, Honig, Karamell, Hafer, Malz. Das aromabeladene Gas oder die aromabeladene feste Phase kann im Rahmen der Erfindung Aromastoffe enthalten, die das Aromaprofil des Ausgangsmaterials vollständig wiedergeben. Das heißt, insbesondere von einem Fachmann als typisches Aromaprofil des Ausgangsmaterials wahrgenommen werden oder in einer Zusammensetzung vorliegen, die einen komplementären Aromenteil des Ausgangsmaterials enthält und somit zur Re-aromatisierung des Ausgangsmaterials verwendet werden kann, also zur Wiederherstellung der organoleptischen Eigenschaften des Ausgangsmaterials vor der Abtrennung von aromabeladenen Bypass oder Abfallströmen.
Das Verfahren zur Aromatisierung von Waren aller Art kann auch einen Schritt umfassen, in dem die Ware in einer Verpackung oder einem Behälter mit einem aromahaltigen Gas in Kontakt gebracht wird. Das im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltene aromabeladene Gas, insbesondere Kohlendioxid, kann beispielsweise durch eine zur Aromatisierung vorgesehene Lösung durchgeleitet werden (das Gas beziehungsweise das CO2 dient lediglich als Aromastoffträger und entweicht zumindest teilweise während des oder nach dem Durchleiten aus dem Produkt) oder im Fall der Verwendung von CO2 als Sprudelgas zum Karbonisieren von Getränken verwendet werden (wobei sowohl CO2 als auch die Aromastoffe dem Endprodukt zugesetzt werden).
Auch kann ein Fluid, bevorzugt ein Gas, beispielsweise CO2, zur Aromatisierung eines Produktes durch eine aromabeladene feste Phase geleitet und dann in das Produkt eingebracht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das aromabeladene Kohlendioxid, welches mit, beispielsweise in einer Bier-Ausgangslösung erhaltenen, Aromastoffen beladen ist, durch ein alkoholfreies Bier durchgesprudelt werden, um dessen Aromaprofil zu verändern und/oder zu ergänzen und/oder wiederherzustellen oder zu verstärken. Die Erfindung stellt des Weiteren ein Verfahren zur Aromatisierung eines Produktes zur Verfügung, welches insbesondere ein Lebensmittel, Genussmittel,
Mundhygieneprodukt, Halbfertigprodukt, Kosmetikprodukt oder Pharmaprodukt ist, bei welchem zumindest ein oben beschriebenes aromabeladenes Gas und/oder zumindest ein aus dem aromabeladenen Gas abgetrennter Aromastoff mit dem Produkt in Kontakt gebracht wird, so dass zumindest ein Aromastoff zumindest teilweise in das Produkt und/oder in die Verpackung des Produktes übergeht.
Beispielsweise kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders einfach ein flüssiges Produkt aromatisiert werden, insbesondere ein Getränk oder ein
Mundhygieneprodukt, indem zumindest ein aromabeladenes Gas in das flüssige Produkt eingeleitet wird.
In einer Ausführungsform des Aromatisierungsverfahrens verbleibt das Gas zumindest teilweise im Produkt. So kann das Produkt mit CO2 als Gas karbonisiert werden, oder es können Sahne, Cremes, Frappes oder Fruchtpürees oder ähnliche Produkte aufgeschlagen werden, so dass sie Gasblasen enthalten.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Gas vor dem bestimmungsgemäßen Gebrauch aus dem Produkt entweicht oder entfernt wird. Beispielsweise kann das Aroma für Produkte, die unter Schutzgasatmosphäre verpackt werden, in einem Schutzgas bereitgestellt werden. Während der Lagerzeit geht das Aroma in das Produkt oder die Verpackung über oder verbleibt zumindest teilweise in der Gasphase und beim Öffnen einer entsprechenden Verpackung entweicht das verbliebene aromabeladene Gas. Alternativ kann Gas aus dem Produkt entfernt werden und dann optional als Gas in Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines aromabeladenen Gases eingesetzt oder zugesetzt werden.
Zudem bietet die Erfindung die Möglichkeit, dass zumindest zwei aromabeladene Gase, welche sich in Anzahl, relativen Anteilen, Konzentration und/oder Art der Aromastoffe unterscheiden, mit dem Produkt in Kontakt gebracht werden. Im Produkt kann auf diese Weise ein Aromaprofil eingestellt werden. Die Gase können dabei je nach Anwendungsfall vor dem Einbringen in das Produkt gemischt werden. Alternativ können die Gase nacheinander oder gleichzeitig mit dem Produkt in Kontakt gebracht werden, so dass die Mischung der Aromastoffe im Produkt erfolgt.
Die Erfindung soll anhand der beigefügten Figuren erläutert werden, ohne jedoch auf die speziell beschriebene Ausführungsform beschränkt zu sein. Die Erfindung bezieht sich auch auf sämtliche Kombinationen von bevorzugten Ausgestaltungen, soweit diese sich nicht gegenseitig ausschließen. Die Angaben „etwa" oder „ca." in Verbindung mit einer Zahlenangabe bedeuten, dass zumindest um 10 % höhere oder niedrigere Werte oder um 5 % höhere oder niedrigere Werte und in jedem Fall um 1 % höhere oder niedrigere Werte eingeschlossen sind.
Es zeigen:
Figur 1 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen
Verfahrens mit Varianten für verschiedene Ausführungsformen, Figur 2A eine schematische Darstellung zur Durchführung des Schrittes b),
Figur 2B eine schematische Darstellung zur Durchführung des Schrittes c),
Figur 2C eine schematische Darstellung zur Verwendung des in Schritt c) gewonnenen aromabeladenen Gases in einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Figur 2D eine schematische Darstellung zur Durchführung des Schrittes d),
Figur 2E eine schematische Darstellung zur Durchführung des Schrittes dl),
Figur 3 eine schematische Darstellung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Figur 4 ein Grundschema einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines aromabeladenen Kohlendioxids,
Figur 5 eine schematische Darstellung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Figur 6 eine schematische Darstellung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer dritten Ausführungsform der Erfindung
Figur 7 eine schematische Darstellung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Figur 8A eine schematische Darstellung zur Durchführung des Schrittes b) in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Figur 8B eine schematische Darstellung zur Durchführung des Schrittes c) in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, Figur 9 ein Grundschema einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines aromabeladenen Kohlendioxids, in dem der Schritt (c) in einer dafür geeigneten Vorrichtung durchgeführt wird,
Figur 10 eine schematische Darstellung zur Durchführung des Schrittes c) in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Figur 11 eine schematische Darstellung zur Durchführung des Schrittes c) in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Figur 1 zeigt in einem ein Flussdiagramm eine Übersicht über beispielhafte verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In Schritt a) wird eine flüssige Phase 5 bereitgestellt, die ein Lösungsmittel und einen oder mehrere Aromastoffe 1, 2, 3 enthält. Diese werden in Schritt b) durch eine Festphasenextraktions- Kolonne geleitet. Dazu ist ein Adsorbermaterial 30 vorgelegt, welches mit der flüssigen Phase 5 in Kontakt tritt. In Folge des Durchleitens der in Schritt a) bereitgestellten flüssigen Phase 5 durch die feste Phase 30 wird eine mit einem oder mehreren Aromastoffen beladene festen Phase 35 erhalten. In Schritt c) wird der eine Aromastoff oder werden mehrere Aromastoffe 1, 2, 3 von der beladenen festen Phase 35 mit zumindest einem Gas 2 in einem flüssigen oder überkritischen Zustand abgetrennt. Dadurch wird ein aromabeladenes Gas 10 erhalten.
Optional kann das aromabeladene Gas 10 aus Schritt c) einem Schritt d) unterworfen werden, in welchem ein Sammeln des mit einem oder mehreren Aromastoffen beladenen Gases 10 durchgeführt wird. Das aromabeladene Gas kann des Weiteren einem Schritt dl) unterworfen werden, in welchem ein zumindest teilweises Abtrennen eines Aromastoffes oder mehrerer, insbesondere aller, Aromastoffe 1, 2, 3 aus dem Gas unter Gewinnung eines Aromastoffes oder einer Mischung aus Aromastoffen erfolgt. Dadurch wird entweder ein an Aromastoff oder Aromastoffen angereichertes Gas 10 oder ein im Wesentlichen gasfreies Aroma beziehungsweise eine im Wesentlichen gasfreie Mischung von Aromastoffen erzeugt.
Die in den Figuren 2A bis 11 illustrierten Ausführungsformen zur Durchführung der Schritte erfindungsgemäßer Verfahren können für den spezifischen Anwendungsfall zu einer Ausführungsform zusammengesetzt werden. Der Fachmann legt für die Auswahl und die Kombination der Verfahrensschritte beispielsweise Kriterien an, die Ort und Menge des anfallenden Ausgangsmaterial,
Ort, Menge und Struktur des gewünschten Produktes, Platzbedarf entsprechender Anlagen und Möglichkeiten zur Optimierung der Anlagenkapazität umfassen.
Schritt b) ist in Figur 2A dargestellt. Ein bei Beginn des Durchleitens der aromahaltigen Flüssigkeit 5 nicht mit Aromen beladenes Adsorbermaterial bildet die feste Phase 30. Als feste Phase 30 kann beispielsweise als makroporöses Adsorberharz ohne funktionelle Gruppe wie „Lewatit® VP OC 1064 MD PH" verwendet werden.
Die feste Phase 30 ist in einer
Festphasenextraktionskolonne 3 vorgelegt. Durch diese wird die Flüssigkeit 5 hindurchgeleitet. Figur 2A zeigt den Zustand der Kolonne zu Beginn der Durchführung des Schrittes b). Dabei lagern sich Aromastoffe am Adsorbermaterial an, so dass eine aromabeladene feste Phase 35 entsteht (vergleiche Figuren 2B und 2C).
Nach dem Durchströmen der Festphasenextraktionskolonne 3 verlässt die Flüssigkeit die Kolonne 3. Dabei ist die Flüssigkeit 50 abgereichert an Aromastoffen im Vergleich zu der in die Kolonne 3 einströmenden Flüssigkeit 5. Insbesondere ist die Flüssigkeit 50 im Wesentlichen frei von Aromastoffen.
Vom Grundsatz her ist Schritt c) ist in Figur 2B dargestellt. Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung bieten Möglichkeiten dafür, wie die aromabeladene feste Phase 35 vorgelegt wird und werden im Folgenden genauer beschrieben. In Schritt c) wird grundsätzlich die aromabeladene feste Phase 35 von zumindest einem Gas 2 in einem flüssigen und/oder überkritischen Zustand durchströmt. Dabei desorbieren Aromastoffe von der aromabeladenen festen Phase 35 in das Gas, welches mit Aromen beladen wird und als aromabeladenes Gas 10 die Kolonne 3 verlässt.
Gemäß der Darstellung in Figur 2C ist nach einer Ausführungsform der Erfindung nach dem Abtrennen des Aromastoffs oder mehrerer Aromastoffe von der beladenen festen Phase 35 mit zumindest einem Gas 2 in einem flüssigen oder überkritischen Zustand (siehe Figur 2B) das direkte Einleiten in ein Produkt 7 möglich. Das Gas kann dort verbleiben und dient beispielsweise zum Aufschäumen oder dem Zusammenwirken mit einer Schutzgasatmosphäre, oder das Gas kann aus dem Produkt entweichen, so dass das mit dem Gas in das Produkt eingebrachte Aroma dort verbleibt und das Produkt aromatisiert.
Gemäß der Darstellung in Figur 2D wird nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung nach dem Abtrennen des Aromastoffs oder mehrerer Aromastoffe von der beladenen festen Phase 35 mit zumindest einem Gas 2 in einem flüssigen oder überkritischen Zustand (siehe Figur 2B) das aromabeladene Gas 10 gesammelt.
Dazu ist beispielsweise ein Behälter 8 vorgesehen, in den das aromabeladene Gas 10 eingeleitet wird und dort verbleibt. Der Behälter 8 kann insbesondere nach Erreichen der gewünschten Füllmenge von der Zuleitung aromabeladenen Gases abgekoppelt und beispielsweise verschlossen gelagert werden, bis das aromabeladene Gas 10 zur Aromatisierung eines Produktes verwendet wird.
Das aromabeladene Gas kann in einer Weiterbildung der Erfindung eine Trenneinrichtung 6 passieren, in welcher eines Aromastoffes oder mehrere, insbesondere alle, Aromastoffe von dem Gas aus dem aromabeladenen Gas unter Gewinnung eines Aromastoffes oder einer Mischung aus Aromastoffe in einem Schritt dl) abgetrennt werden.Ein Beispiel für eine derartige Ausführungsform des Schrittes dl) ist in Figur 2E illustriert. Hier wird das aromabeladene Gas 10 in einem Behälter 8 vorgelegt. Es ist im Rahmen der Erfindung aber auch möglich, das aromabeladene Gas unmittelbar nach Durchführung des Schrittes c) dem Schritt dl) zuzuführen (vergleiche Figur 2B) ohne es zuvor zu Sammeln. In der in Figur 2E gezeigten Ausführungsform ist eine Trenneinrichtung 6 an den Behälter 8 angeschlossen. Dieser Anschluss kann eine Transportleitung umfassen, welche zwischen einem Gasauslass des Behälters 8 und einem Einlass der Trenneinrichtung 6 angeordnet ist. Nach der Passage der Trenneinrichtung 6 verlässt ein aromaabgereichertes Gas 20 die Trenneinrichtung. Bevorzugt ist das aromaabgereicherte Gas 20 im Wesentlichen frei von Aromastoffen. In der Trenneinrichtung 6 sind die Aromastoffe angereichert und können abgelöst werden, um ein Produkt zu aromatisieren.
In einer Anordnung gemäß Figur 3 umfasst eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Festphasenextraktionskolonne 3 und einen Behälter 8. Beide sind über zumindest eine Transportleitung (nicht dargestellt) für aromabeladenes Gas miteinander verbunden. Die Kolonne 3 weist zumindest Anschlüsse für das Einleiten einer Flüssigkeit 5 und die Entnahme einer Flüssigkeit 50 sowie für das Einleiten eines Gases 2 und die Entnahme eines aromabeladenen Gases 10 auf. Die Transportleitung kann den Anschluss für die Entnahme eines aromabeladenen Gases 10 angeschlossen sein. Des Weiteren kann die Transportleitung an einen Anschluss des Behälters 8 für das Einleiten aromabeladenen Gases 10 angeschlossen sein. Die Anschlüsse sind bevorzugt mit Ventilen versehen, die einstellbar, insbesondere regelbar, sind und das Durchströmen von Flüssigkeit 5, 50 beziehungsweise Gas 2,
10 erlauben oder verhindern.
In einer Anordnung gemäß Figur 3 kann in einer
Ausführungsform der Erfindung zuerst das Durchleiten einer aromabeladenen flüssigen Phase 5 durch die
Festphasenextraktions-Kolonne 3 erfolgen, wobei Aromastoffe an deren Adsorberfüllung angelagert werden und die Flüssigkeit 50 die Kolonne 3 verlässt. Daraufhin kann Gas 2 durch die Kolonne geleitet werden und verlässt diese als aromabeladenes Gas 10. In der dargestellten Ausführungsform wird das aromabeladene Gas 10 aus dem Behälter 8 in ein Produkt 7 eingeleitet. Das aromabeladene Gas 10 kann jedoch auch in einem Behälter 8 gesammelt werden entsprechend der diesbezüglichen Darstellung beispielsweise in den Figuren 2D und 2E, bevor es zur Aromatisierung eines Produktes verwendet wird.
In Figur 4 ist das Grundschema einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, in dem der Schritt (c) direkt in der Festphasenextraktions-Kolonne durchgeführt wird. Die flüssige Phase und Gas werden durch die SPE-Kolonne von unten nach oben durchgeleitet.
Das dabei gebildete aromabeladene Gas 10 wird in der gezeigten Ausführungsform in einen Behälter 8 überführt und über eine Trenneinrichtung 6 geleitet. In der gezeigten Ausführungsform werden Aromastoffe von der Trenneinrichtung, insbesondere im Behälter 8, zurückgehalten. Nach der Passage der Trenneinrichtung 6 verlässt ein aromaabgereichertes Gas 20 die Trenneinrichtung. Dieses kann als Gas 2 wiederverwendet werden, das zum Ablösen von Aromastoffen von der beladenen festen Phase 35 eingesetzt wird. Je nach Bedingungen des spezifischen Anwendungsfalls kann das Gas 20 vor der Wiederverwendung als Gas 2 aufgereinigt und/oder temperiert und/oder komprimmiert beziehungsweise entspannt werden. In Figur 5 ist für das Recycling des Gases 20 aus der Trenneinrichtung 6 eine gestrichelte Linie eingezeichnet. Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, eine Trenneinrichtung zu verwenden, welche das Gas zurückhält und die Aromastoffe passieren lässt. Die weitere Verwendung der Aromastoffe und des Gases bleiben dadurch erhalten.
Wie in Figur 6 gezeigt ist, kann ein Produkt 7 je nachdem, um welche Art von Produkt 7 es sich handelt und welche Struktur und welchen Aufbau das Produkt hat, selbst als „Abtrenneinrichtung" 6 dienen in dem Sinn, dass die Aromastoffe aus dem Gas 10 in das Produkt eingebunden und das Gas 20 aus dem Produkt entweicht. Dieses Gas 20 kann aufgefangen werden, beispielsweise kann dieses Gas auch dem Schritt c) im Rahmen eines Recyclings wieder zugeführt werden. Diese Rückführung zum Wiederverwenden ist mit einer gestrichelten Linie in Figur 6 angedeutet.
Gemäß der Darstellung in Figur 7 können die Schritte b) der Festphasenextraktion (SPE) und c) der überkritischen Fluidextraktion (SFE) in derselben Adsorberkolonne 3 wie oben beschrieben nacheinander, grundsätzlich aber auch gleichzeitig durchgeführt werden. Dann wird während der Durchleiten des Ausgangsmaterials 5 durch die Kolonne 3 auch das Gas 2 durchgeleitet, welches die Aromastoffe aufnimmt und als aromabeladenes Gas 10 die Kolonne 3 verlässt .
Die Figuren 8A und 8B illustrieren eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Schritt c) in einer dafür geeigneten Vorrichtung durchgeführt wird, wobei die in Schritt b) erhaltene beladene feste Phase 35 aus der Festphasenextraktions-Kolonne 3 entfernt wird und in diese Vorrichtung überführt wird. Das Adsorbermaterial kann dazu insbesondere in einer eigenen Verpackung vorgelegt werden, die eine einfache Handhabung der Adsorberschüttung erlaubt. Dazu ist gemäß der Erfindung beispielsweise ein Behälter 34 vorgesehen.
Der Behältnis 34 ist ausgelegt zur Aufnahme von 30 und/oder 35 und lösbar derart in der Festphasenextraktions-Kolonne 3 positionierbar, dass im Betrieb zumindest die Schritte b) und c) durchgeführt werden können, wobei das Behältnis 34 in der SPE-Kolonne 3 eingesetzt ist und darin angeordneter (aromabeladener) Adsorber von der Ausgangsflüssigkeit 5 beziehungsweise dem Gas 2 durchströmt wird.
Diese Vorrichtung kann im einfachsten Fall durch das Behältnis 34 selbst gebildet werden, wie in Figur 9 gezeigt. In der dort gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist das Behältnis 34 als Schlauch ausgebildet.
In Figur 9 ist das Grundschema einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, in dem der Schritt (c) in einer dafür geeigneten Vorrichtung durchgeführt wird, wobei die im Schritt (b) erhaltene beladene feste Phase aus der Festphasenextraktions-Kolonne entfernt und in diese Vorrichtung überführt wird.
Um die Entfernung der aromabeladenen festen Phase aus der SPE- Kolonne zu erleichtern, kann das Sorbens in der SPE- Kolonne zwischen zwei Fritten in einem Schlauch aus einem inerten Material, beispielweise aus Kunststoff oder Edelstahl, oder in einer oder mehreren Kunststoffkartuschen untergebracht werden. Dadurch wird das Entfernen der festen Phase aus der Festphasenextraktions-Kolonne und die Überführung in eine andere Vorrichtung auf einfache Weise ermöglicht.
Ein solcher Behälter, bevorzugt in einfacher Weise als Schlauch gefertigt, weist insbesondere zumindest einen Anschluss zum Einleiten von Gas 2 und einen Anschluss zum Ausleiten von aromabeladenen Gas 10 auf.
Ein schlauchartiger Behälter 34 kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in eine Vorrichtung (in Figuren 8A, 8B und 9 nicht separat dargestellt) eingesetzt werden, welche Anschlüsse für die lösbare Befestigung eines Behälters 34 und das Einleiten von Gas 2 sowie das Ausleiten von aromabeladenen Gases 10 aufweist.
Ein in eine solche Vorrichtung 4 eingesetzter Behälter 34 ist in Figur 11 dargestellt für das Beispiel einer mit einem Aroma 3 beladenen festen Phase 353. Die Vorrichtung kann auch zur Aufnahme mehrerer Behälter 34 ausgebildet sein, eine solche Vorrichtung 40 ist in Figur 10 dargestellt für das Beispiel dreier jeweils mit Aromen 1, 2 beziehungsweise 3 beladenen festen Phasen 351, 352 und 353.
Nach der Durchführung des Schrittes c) wird das Verfahren weitergeführt gemäß den oben und unten beschriebenen Optionen. Auch aus einem Behälter 34 als „Schlauch" kann aromabeladenes Gas direkt in ein Produkt eingebracht werden.
Die Vorrichtung 4; 40 dient der Aufnahme des Behältnisses 34 und deren Anschluss für die Durchführung von Schritt c). Die Vorrichtung 4; 40 entspricht in ihrer Gestaltung beispielsweise im Prinzip einer Festphasenextraktions- Kolonne und ist für Schritt c) entsprechend druckbeständig ausgelegt .
Im Rahmen der Erfindung kann auch das Behältnis 34 derart ausgelegt sein, dass Schritt c) direkt unter Verwendung des Behältnisses 34 durchgeführt werden kann. In diesem Fall wird das erfindungsgemäße Verfahren ohne den Einsatz einer Vorrichtung 4; 40 durchgeführt.
In den Figuren 10 und 11 sind Ausführungsformen der Erfindung illustriert, bei denen ein mit einer Aromamischung beladenes Gas 100 hergestellt wird. In einer ersten beispielhaften Weiterbildung der Erfindung entält das Gas 100 enthält eine Aromamischung 123 aus den Aromen 1, 2 und 3, die aus den entsprechend beladenen festen Phasen 351, 352 und 353 abgelöst wurden. Schritt c) kann insbesondere am Einsatzort der Aromenmischung durchgeführt werden. Die Aromenmischung wird dabei durch Zusammenstellung der einzeln aus den beladenen festen Phasen 351, 352 und 353 gewonnenen Aromen 1, 2 und 3 generiert. Das Verfahren wird weiter gemäß einer der oben beschriebenen Optionen fortgesetzt. Die Aromenmischung kann, als solche oder vorgelegt im Gas 100, insbesondere direkt in ein Produkt eingebracht oder gesammelt werden.
In Figur 11 ist eine weitere Möglichkeit zum Aromatisieren eines Produktes mit einer Mischung aus Aromastoffen 1, 2 und 3 dargestellt. Dazu wird ein mit einer ersten Mischung von Aromastoffen 1, 2 beladenes Gas 100 und ein mit einem weiteren Aromastoff 3 beladenes Gas 10 in ein Produkt 7 eingeleitet. Das Produkt 7 enthält dann Aromamischung 123.
Das Gas 100 und das Gas 10 können zeitlich überlappend oder nacheinander in das Produkt eingeleitet werden, insbesondere kann die Aromatisierung mit der durch mehrere, hier zwei, verschiedene Gase auch an getrennten Orten vorgenommen werden. Das Gas 100 enthält eine Aromamischung aus den Aromen 1 und 2, die aus den entsprechend beladenen festen Phasen 351, 352 abgelöst wurden. Das Gas 100 entsteht in dieser Ausführungsform der Erfindung durch Mischen der mit jeweils einem Aromastoff 1, 2 beladenen Gase. Beispielsweise kann zuerst eine Mischung aus den Aromastoffen 1 und 2 hergestellt und separat das Aroma 3 gewonnen werden. Das entsprechend beladene Adsorbermaterial 353 wird in einer Hülle 34 in einer Anschlussvorrichtung 4 eingesetzt .
Ausführungsbeispiel 1
Als Ausgangslösung wurde zu Testzwecken ein Bier verwendet, das mit Wasser verdünnt wurde. Es können prinzipiell beliebige Verdünnungen eingesetzt werden, beispielsweise eine Verdünnung um den Faktor 1:4. Im Ausführungsbeispiel wurde das Bier mit Wasser um den Faktor 1:20 verdünnt.
Diese Ausgangslösung wurde gemäß Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens durch eine SPE-Kolonne geleitet. Diese Festphasenextraktions-Kolonne war mit dem Adsorberharz LEWATIT® VP OC 1064 beladen. Dieses Adsorberharz ist ein vernetztes Polystyrol mit Porendurchmessern nach Herstellerangaben zwischen 5 bis 10 nm und einer spezifischen Oberfläche BET 800 m2/g.
Es wurde eine SPE-Kolonne mit einer Länge von ca. 0,5 m und einem inneren Durchmesser von ca. 20 cm eingesetzt. Die Strömungsgeschwindigkeit beim Durchleiten des verdünnten Biers wird anhand des inneren Durchmessers der Säule und der Spezifikation des Adsorberharzes berechnet und eingestellt. Die Gesamtmenge der durchzuleitenden Flüssigkeit bis zur Erschöpfung der Aufnahmekapazität des Adsorberharzes hängt von der Konzentration der Aromastoffe im Ausgangsprodukt ab. Der Fachmann kann auf Grund seiner Erfahrung eine mögliche Menge abschätzen, und bestimmt dann die genaue Maximalkapazität durch Versuche.
Die beladene feste Phase, also das mit Aromastoffen aus dem verdünnten Bier beladene Adsorberharz, wurde aus der SPE- Kolonne entfernt und in einem Vakuumbeutel zwischengelagert .
Als Schritt c) wurde das mit Aromastoffen aus dem Bier beladene Adsorberharz einer Extraktion mit überkritischem C02 unterzogen. Die Zusammensetzung der
Aromastoffkomposition in der beladenen festen Phase wurde mit Ethanol eluiert und untersucht. Die Konzentration an Aromastoffen in Ethanol stimmt im Rahmen von Messungenauigkeiten mit der Konzentration im CO2 überein. Das Bier hatte eine Aromamischung umfassend im Wesentlichen 2-Phenylethyl-Alkohol , Oktansäure, 3-Methyl-l-Butanol, 2- Methyl-l-Butanol, Hexansäure, 3-Methylbutyl-Acetat, Dekansäure, Isobutanol, Oktansäureethylester und Essigsäureethylester. Die Zusammensetzung dieser Aromastoffe in der beladenen festen Phase ergab sich daraus wie folgt:
Aromastoff ppm Gew .-% log P
2-Phenylethyl Alkohol 1772 0,39048899 1,36 Oktansäure 1232,6 0,27162344 2.9
3-Methyl-l-Butanol 806,2 0,17765927 1,22
2-Methyl-1-Butanol 297, 1 0,06547081 1,22 Hexansäure 201,3 0,04435973 1,84
3-Methylbutyl-Acetat 68,9 0,01518323 2,12 Dekansäure 51 0,01123868 3,96 Isobutanol 47,2 0,01040129 0,69
Oktansäureethylester 31,5 0,00694154 3.9
Essigsäureethylester 30, 1 0,00663302 0,71
Das durch die Extraktion mit überkritischem CO2 erhaltene aromabeladene Gas weist einen typischen „Biergeruch" auf.
Ausführungsbeispiel 2
Es wurde ein mit Bieraromen beladenes CO2 gemäß Ausführungsbeispiel 1 hergestellt. Dann wurden gemäß Schritt dl) des erfindungsgemäßen Verfahrens die Aromastoffe aus dem C02-Extraktstrom über eine Hochdruckmembran als Trenneinrichtung abgetrennt.
Dadurch konnten die Aromastoffe aus dem aromabeladenen CO2 abgetrennt und angereichert werden, und zwar bei Drücken im Bereich zwischen etwa 130 bar bis etwa 160 bar und einer Temperatur im Bereich von etwa 60°C bis etwa 14°C, bevorzugt bei einer Temperatur von ca. 70°C bei Verwendung einer Membran aus „Teflon® AF2400". Ausführungsbeispiel 3 Es wurde ein mit Bieraromen beladenes CO2 gemäß
Ausführungsbeispiel 1 hergestellt und gemäß Schritt dl) des erfindungsgemäßen Verfahrens die Aromastoffe aus dem CO2- Extraktstrom über eine Hochdruckmembran als Trenneinrichtung abgetrennt. Das dadurch abfiltrierte und aromastofffreie CO2 wurde dann für die Durchführung von
Schritt c) der Festphasenextraktion recykliert.
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele beschränkt ist, sondern vielmehr in vielfältiger Weise variiert werden kann. Insbesondere können die Merkmale der einzeln dargestellten Beispiele auch miteinander kombiniert oder gegeneinander ausgetauscht werden.
Bezugszeichenliste
1, 2, 3 Aromastoff
123 Mischung von Aromastoffen
10; 100 aromabeladenes Gas
2 Gas, insbesondere Gas im flüssigen oder überkritischen Zustand; C02
20 im Wesentlichen aromastofffreies Gas; Gas nach
Durchlaufen eines Abtrennschrittes dl); zurückgewonnenes Gas
3 Festphasenextraktions-Kolonne; SPE-Kolonne
30 feste Phase im Wesentlichen unbeladenen Zustand
34 Behältnis oder Behälter zur Aufnahme von 30 und/oder 35
35 mit Aromastoff oder Aromastoffen beladene feste Phase
4; 40 Anschlussvorrichtung zur Aufnahme von 34 für die Durchführung von Schritt c)
5 flüssige Phase; Ausgangsmaterial; Kondensat,
Spülwasser, Nebenstrom, Seitenstrom, Abfallstrom oder Bypassstrom aus der Verarbeitung von Früchten oder aus der Herstellung von Getränken Flüssigkeit abgereichert an Aromastoffen
Trenneinrichtung; Filter; Membran; C02-spezifische Membran; C02-spezifischer Filter
Produkt Behälter

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines aromabeladenen Gases
(10) umfasst folgende Schritte: a) Bereitstellen einer flüssigen Phase (5), die ein Lösungsmittel und einen oder mehrere Aromastoffe (1, 2, 3) enthält, b) Durchleiten durch eine Festphasenextraktions- Kolonne (3) der in Schritt (a) bereitgestellten flüssigen Phase (5) unter Erhalt einer mit einem oder mehreren Aromastoffen beladenen festen Phase (35), c) Abtrennen eines Aromastoffs oder mehrerer Aromastoffe (1, 2, 3) von der beladenen festen Phase (35) mit zumindest einem Gas (2) in einem flüssigen und/oder überkritischen Zustand.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt (c) ein Schritt d) Sammeln des mit einem oder mehreren Aromastoffen beladenen Gases (10) durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (c) direkt in der Festphasenextraktions-Kolonne (3) durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (c) in einer dafür geeigneten Vorrichtung (4; 40) durchgeführt wird, wobei die in Schritt (b) erhaltene beladene feste Phase (35) aus der Festphasenextraktions-Kolonne (3) entfernt wird und in diese Vorrichtung (4; 40) überführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, welche Wasser, mit Wasser mischbare, insbesondere polare, Lösungsmittel und deren Mischungen sowie Mischungen eines oder mehrerer mit Wasser mischbarer Lösungsmittel mit Wasser umfasst, wobei Wasser oder eine wasserhaltige Mischung als Lösungsmittel bevorzugt sind, wobei Wasser als Lösungsmittel besonders bevorzugt ist.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Festphasenextraktions-Kolonne (3) gefüllte feste Phase (30) ein unpolares Sorbens ist oder umfasst, insbesondere ein unpolares Sorbens, das auf hydrophob modifizierten Polymermaterialien und/oder Kieselgelen basiert, besonders bevorzugt sind vernetzte Polystyrole.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die feste Phase im Schritt (b) vollständig oder teilweise mit einem oder mehreren Aromastoffen (1, 2,
3) beladen wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Gas (2) Kohlendioxid (CO2) verwendet wird, bevorzugt Kohlendioxid im flüssigen und/oder überkritischen Zustand, besonders bevorzugt Kohlendioxid im überkritischen Zustand.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder nach Schritt (d) ein Schritt (dl) Abtrennen eines Aromastoffes oder mehrerer, insbesondere aller, Aromastoffe (1, 2, 3) von dem Gas aus dem aromabeladenen Gas (10) unter Gewinnung eines Aromastoffes (1, 2, 3) oder einer Mischung aus Aromastoffen (123).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (dl) ein Durchleiten des aromabeladenen Gases (10) durch eine Trenneinrichtung (6), vorzugsweise einen Membranfilter, insbesondere zwecks Druckreduktion, erfolgt, wobei das abfiltrierte und aromastofffreie Gas (20) gegebenenfalls recykliert wird.
11. Aromabeladenes Gas (10) oder aromabeladene feste Phase
(35), insbesondere hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.
12. Aromabeladenes Gas (10) oder aromabeladene feste Phase
(35) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es oder sie im Vergleich mit einer flüssigen
Phase (5), die ein Lösungsmittel und einen oder mehrere Aromastoffe (1, 2, 3) enthält, im Wesentlichen dieselbe Zusammensetzung an und bevorzugt auch dieselben relativen Anteile an Aromastoffen (1, 2, 3) aufweist.
13. Aromabeladenes Gas (10) oder aromabeladene feste Phase
(35) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Phase (5) ausgewählt ist aus der Gruppe, welche Getränke, insbesondere Fruchtsäfte, Kaffees, Milch und Milchprodukte, Tees und Biere sowie Mischungen daraus, zumindest ein Kondensat,
Spülwasser, zumindest einen Nebenstrom und/oder Seitenstrom und/oder Abfallstrom aus der Verarbeitung von tierischen oder pflanzlichen Ausgangsstoffen, zum Beispiel Früchten oder aus der Herstellung von Lebensmitteln, beispielsweise Getränken, und zumindest einen Bypassstrom aus der Verarbeitung von Früchten oder aus der Herstellung von Getränken, sowie Mischungen aus zumindest zwei der genannten Flüssigkeiten umfasst.
14. Aromabeladenes Gas (10) oder aromabeladene feste Phase
(35) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das aromabeladene Gas (10) oder die aromabeladene feste Phase (35) im Vergleich mit einer flüssigen Phase (5) basierend auf zumindest einer im Folgenden genannten Frucht beziehungsweise basierend auf zumindest einem im Folgenden genannten Ausgangsmaterial zumindest eines der im Folgenden genannten betreffenden Aromen (1, 2, 3) in denselben relativen
Anteilen enthält wie die flüssige Phase:
Erdbeere: Ethylbutyrat, Methylbutyrat,
Ethylmethylbutyrat-2, Methylcapronat, 4- Hydroxy-2,5-dimethyl-3 (2H)-furanon, Methylcinnamat, 3Z-Hexenol, gamma- Decalacton,
Himbeere: alpha- und beta-Jonon, 2E-Hexenal, delta-
Decalacton, 3Z-Hexenol, Linalool, Geraniol
Apfel: 2E-Hexenol, 3Z-Hexenol, 2E-Hexenal,
Hexanal, Ethylbutyrat, Ethyl-2- methylbutyrat, beta-Damascenon,
Orange: Ethylbutyrat, Methylbutyrat, Ethyl-2- methylbutyrat, Octanal, Hexanal, Linalool, Acetaldehyd,
Grapefruit: Nootkaton, Ethylbutyrat, Myrcen, Linalool, p-Menthenthiol-1,8,
Zitrone: Citral, Geraniol, beta-Pinen,
Kirsche: Benzaldehyd, 2E-Hexenol, 2E-Hexenal,
Hexanal, beta-Damascenon,
Pfirsich: gamma-Decalacton, delta-Decalacton, 6-
Amyl-alpha-pyron, 2E-Hexenol, beta- Damascenon, Linalooloxid,
Banane: 3-Methylbutylbutyrat, 3-Methylbutylacetat,
Hexanal, Eugenol,
Birne: Hexylacetat, 3-Methylbutylacetat, 2E-
Hexenylacetat, Ethyl-2E,4Z-decadienoat,
Kaffee: beta-Damascenon, 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-
3 (2H)-furanon, Furfurylthiol-2, 4- Vinylguaiacol, 3-Hydroxy-4,5- dimethylfuran-2 (5H)-on, isomere Isopropylmethoxypyrazine, isomere Ethyldimethylpyrazine,
Tee: 3-ZHexenol, Indol, Methyljasmonat, 3-
Methyl-2,4-nonandion, Jasminlacton, beta- Damascenon, Methylsalicylat
Zwiebel : Dipropyldisulfid, Dipropyltrisulfid, Methylpropyldisulfid,
Fleisch : 2E,4Z,7Z-Tridecatrienal, 2E,5Z- Undecadienal, 2E,4Z-Decadienal,
Reis: 2-Acetyl-l-pyrrolin, Octanal, Nonanal, Milch: l-0cten-3-on, delta-Decalacton, delta- Dodecalacton, Decansäure,
Tomate: 3Z-Hexenol, 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)- furanon, beta-Damascenon, Dimethylsulfid,
Minze: L-Menthol, Menthon, L-Carvon, Bier: Isoamylacetat, 2-Phenylethanol, Ethylbutyrat, Octansäure,
Wein: Weinlacton, 2-Phenylethanol, Linalool, Linalooloxid.
Passionsfrucht: Ethylhexanoat, Linalool, gamma-
Decalacton, Hexylbutyrat, Hexylhexanoat,
3Z-Hexenylbutyrat, 3Z-Hexenylhexanoat
Mango: Dimethylsulfid, alpha-Pinen, Ethylbutyrat,
4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3 (2H)-furanon, gamma-Octalacton, gamma-Decalacton, 3Z- Hexenol
Ananas: Methy-2-methylbutyrat, Ethyl-2- methylbutyrat, Ethylhexanoat, Methyl-(3- methylthio)propionat, Ethyl-(3- methylthio)propionat, 4-Hydroxy-2,5- dimethyl-3 (2H)-furanon,
Honig: Phenylessigsäure, Phenylacetaldehyd, beta-
Damascenon, Karamell: 3-Hydroxy-4,5-dimethylfuran-2 (5H)-on, 4-
Hydroxy-2,5-dimethyl-3 (2H)-furanon, 2- Hydroxy-3-methyl-2-cyclopenten-l-on,
Hafer: 2-Acetyl-l-pyrroline, (E,E,Z)-2,4,6- nonatrienal, Vanillin,
Malz: 2-Mthylbutanal, 3-Methylbutanal, 2-Acetyl-l- pyrrolin, Vanillin, 3-Hydroxy-4,5- dimethylfuran-2 (5H)-on, isomere Isopropylmethoxypyrazine, isomere Ethyldimethylpyrazine, wobei neben den genannten Aromabestandteilen weitere sensorisch relevanten Mengen an Mercaptanen (Thioalkohole)und Mono-, Di-, Tri-Sulfide (Thioether) eingeschlossen sein können.
15. Verwendung des aromabeladenen Gases (10) oder der aromabeladenen festen Phase (35) gemäß einem der Anspruch 11 bis 14 oder hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Einbringen eines Aromas in ein Produkt (7), welches bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Lebensmittel, Genussmittel, Mundhygieneprodukte, Halbfertigprodukte, Kosmetikprodukte oder Pharmaprodukte, bevorzugt in ein Lebensmittel oder ein Getränk.
16. Verfahren zur Aromatisierung eines Produktes (7), welches insbesondere ein Lebensmittel, Genussmittel, Mundhygieneprodukt, Halbfertigprodukt, Kosmetikprodukt oder Pharmaprodukt ist, bei welchem zumindest ein aromabeladenes Gas (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 14 und/oder zumindest ein, insbesondere gemäß Anspruch 9 oder 10 aus dem aromabeladenen Gas abgetrennter, Aromastoff (1, 2, 3) mit dem Produkt (7) in Kontakt gebracht wird, so dass zumindest ein Aromastoff zumindest teilweise in das Produkt und/oder die Verpackung des Produktes übergeht.
17. Verfahren zur Aromatisierung eines Produktes (7) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt (7) flüssig und insbesondere ein Getränk oder ein Mundhygieneprodukt ist, und dass zumindest ein aromabeladenes Gas (10) in das flüssige Produkt (7) eingeleitet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (20) aus dem aromabeladenen Gas (10) zumindest teilweise im Produkt (7) verbleibt.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (20) vor dem bestimmungsgemäßen Gebrauch aus dem Produkt (7) entweicht oder entfernt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei aromabeladene Gase, welche sich in Anzahl, relativen Anteilen, Konzentration und/oder Art der Aromastoffe unterscheiden, mit dem Produkt in Kontakt gebracht werden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116183786B (zh) * 2022-12-12 2023-10-10 中国农业科学院烟草研究所(中国烟草总公司青州烟草研究所) 一种用于烟草中痕量糯米香特征关键香气化合物的鉴定方法
CN117164451B (zh) * 2023-09-05 2024-08-09 江苏今世缘酒业股份有限公司 一种酿酒副产物中己酸的富集方法及其应用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3115157A1 (de) 1981-04-15 1982-11-11 Henkel KGaA, 4000 Düsseldorf "verfahren zur herstellung von pflanzenextraktion mit verbesserten senorischen eigenschaften"
AT391875B (de) 1989-05-09 1990-12-10 Schoeller Bleckmann Stahlwerke Verfahren zum vermindern des alkoholgehaltes alkoholischer getraenke
FR2668494B1 (fr) * 1990-10-26 1993-07-02 Ceca Sa Procede de production de biere sans alcool et d'aromes de biere.
JP3586343B2 (ja) * 1996-09-02 2004-11-10 長谷川香料株式会社 香気濃縮物の製造法
JP2003001002A (ja) * 2001-06-18 2003-01-07 Higashimaru Shoyu Co Ltd 液状物の抽出方法
DK2844083T3 (en) 2012-04-23 2018-11-12 Univ Oslo USE OF TOMATO EXTRACT AS ANTI-HYPERTENSIVE AGENT AND PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF WATER SOLUBLE SUGAR FREE TOMATO EXTRACT
JP5671600B2 (ja) * 2012-12-28 2015-02-18 花王株式会社 ビール風味炭酸飲料
WO2015062745A1 (en) 2013-10-28 2015-05-07 Marriott Raymond Fractionation of hop oils using liquid and supercritical carbon dioxide
MX380685B (es) * 2014-09-05 2025-03-12 Heineken Supply Chain Bv Metodo para producir cerveza que tiene un perfil de sabor personalizado.
JP6714380B2 (ja) * 2016-02-19 2020-06-24 サッポロビール株式会社 飲料、及び飲料の香りを向上させる方法
JP6862170B2 (ja) * 2016-12-15 2021-04-21 サッポロビール株式会社 飲料及びその製造方法並びに飲料の香味を向上させる方法
CN114867361B (zh) * 2019-12-24 2024-10-18 三得利控股株式会社 脱酒精饮料的制造方法、酒精饮料的制造方法及来自含酒精饮料的芳香成分的制造方法

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