FR2650940A1 - Complexes de curcumine avec des substrats dispersables dans l'eau, procede pour leur preparation et leur utilisation pour la coloration d'aliments - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de préparation d'un complexe de curcumine et d'un substrat choisi entre un polysaccharide et une protéine. Ce procédé consiste à mettre en contact le substrat et la curcumine en solution aqueuse à un pH supérieur à 9, puis à effectuer une acidification à un pH inférieur à 8 pour provoquer la complexation. Application : coloration des aliments avec ledit complexe de curcumine présentant une stabilité à la lumière et un pouvoir tinctorial améliorés.
Description
La présente invention a pour objet des complexes de curcumine limpides,
solubles dans l'eau, présentant une stabilité à la lumière et un pouvoir
tinctorial améliorés.
La curcumine, qui est le pigment jaune
fondamental présent dans. le curcuma, est largement utilisée.
dans la coloration des aliments, tels que les conserves de légumes au vinaigre, la moutarde et les mets préparés. Dans certains aliments tels que la moutarde, le curcuma broyé est la source du pigment et la racine cellulosique fibreuse du curcuma, à laquelle n'est pas complexée la curcumine, joue le rôle d'agent donnant de la consistance.à la moutarde. Dans les conserves de légumes au vinaigre, ltoléorésine du curcuma est utilisée sous une forme diluée, dans laquelle la curcumine est dissoute et mise sous une forme émulsionnable par l'addition de polysorbate 80. Dans
les mets préparés, si l'arôme et l'amertume de l'oléorésine -
sont inacceptables, une oléorésine désaromatisée.peut être préparée, et celle-ci est utilisée sous forme d'une
solution dans le polysorbate ou d'une suspension microcris-
talline dans une huile végétale. Si seule la légère flaveur conférée par la curcumine relativement pure est tolérable,
la curcumine est isolée sous forme cristalline et solubili-
sée dans le polysorbate 80 ou bien utilisée sous forme
microcristalline.
A température ambiante, la curcumine est si insoluble dans l'eau ou le vinaigre que pratiquement aucune teinte jaune n'est conférée au liquide-. C'est la raison pour laquelle, dans des milieux aqueux, l'oléorésine du curcuma ou la curcumine, dissoute dans du polysorbate 80,
puis émulsionnée dans le milieu aqueux, est utilisée.
Cependant, le polysorbate 80 présente des inconvénients qui comprennent des flaveurs désagréables qui sont accentuées par vieillissement et un effet pro-oxydant. Il est utilisé car il n'existe aucune substance de remplacement lorsque
les couleurs du curcuma sont désirées en milieux aqueux.
La présente invention propose une variante qui permet de surmonter ces inconvénients et qui, en outre, accroît notablement la stabilité à la lumière de la solution
colorée.
Lorsqu'elles sont utilisées pour colorer des aliments gras, des formes microcristallines du pigment sont utilisées. La curcumine possède une solubilité limitée dans une huile végétale et confère une nuance jaunâtre claire à l'huile au point de saturation. Cependant, si des cristaux de curcumine sont présents, ils confèrent une nuance plus jaune mais, en raison de la structure cristalline, ils ne sont pas efficaces comme agents tinctoriaux. En outre, lorsque de l'eau est présente, comme cela est le cas dans l'oléomargarine, la curcumine migre lentement dans le papier d'emballage au sulfite, qui devient taché. C'est la raison pour laquelle les pains de margarine, emballés dans du papier, ne sont pas colorés actuellement avec un mélange rocou-curcuma. La présente invention propose un colorant du curcuma qui ne déteint pas et ne colore pas le papier d'emballage au sulfite. En outre, puisque la curcumine n'est pas présente sous forme cristalline, elle est
utilisée efficacement pour son pouvoir tinctorial.
Si l'oléorésine du curcuma ou la curcumine doit être utilisée sur un mets préparé, elle est parfois dissoute dans une huile végétale chaude pour accroître sa solubilité, et cette huile est alors pulvérisée sur le
mets préparé. La plus grande partie de la curcumine.
précipite lors du refroidissement du mets préparé en raison de sa plus faible solubilité dans l'huile, et la couleur jaune est alors due & une association de curcumine dissoute et de curcumine cristalline, cette dernière étant un agent colorant inefficace. La présente invention permet de
surmonter cette limitation.
Les solutions de curcumine ou d'oléorésine du curcuma se décolorent assez rapidement à la lumière. C'est pourquoi le colorant jaune n 5 de la FD&C est largement utilisé pour colorer les conserves de légumes au vinaigre, bien qu'il provoque des réactions allergiques. De manière similaire, la surface d'une margarine ou d'un beurre contenant de la curcumine et un pigment plusrouge, tel que le rocou, change de couleur à la lumière lorsque la curcumine se décolore. Une complexation accroît la stabilité à la lumière, ce qui rend plus réalisable l'arrêt de l'utilisation du colorant jaune n 5 qui présente des inconvénients.
La forme la plus largement utilisée d'oléoré-
sine du curcuma et de curcumine est le mélange non breveté de polysorbate 80 et de l'oléorésine. En raison des limitations décrites dans ce qui précède, différentes
tentatives ont été effectuées pour éviter son utilisation.
La curcumine est complexée sur un polysac- -
charide hydrosoluble à chaîne ramifiée ou cyclique ou bien sur un substrat protéique par réaction' d'une solution aqueuse alcaline de curcumine avec le substrat dispersé dans l'eau, et neutralisation de la solution pour complexer
la curcumine sur le substrat. Le complexe curcumine-
substrat possède la même hydrosolubilité que le substrat et est plus stable à la lumière que d'autres formes de
curcumine qui ne sont pas complexées sur un tel substrat.
Ces complexes, dépourvus d'agents émulsionnants et préparés sans l'utilisation d'agents de fixation, possèdent une
large gamme d'utilisations dans les aliments.
Il a été trouvé que la solution alcaline de curcumine, de couleur rouge, en présence ou en l'absence des autres constituants du curcuma, lorsqu'elle est mélangée à un substrat comprenant un polysaccharide & chaîne ramifiée ou cyclique ou bien à une protéine; qui est également présent dans les conditions alcalines, est agitée brièvement pour permettre la formation d'un complexe curcumine-substrat, puis est acidifiée en la forme jaune de curcumine et est facultativement déshydratée, confère une couleur jaune intense, limpide, relativement stable à la lumière, aux aliments à base d'eau et à base d'huile. Des
détails de 'la présente invention et de sa mise en pratique.
sont proposés dans ce qui suit.
Il est bien connu que la cellulose est un polymère linéaire non ramifié, qui forme des liaisons hydrogène internes fortes. Des polysaccharides à chaîne ramifiée, tels que des amylopectines, des amidons modifiés, des gommes végétales telles que la gomme arabique, la gomme ghatti, le karaya et d'autres gommes industrielles à chaîne ramifiée, présentent des liaisons internes moins faibles et sont donc considérés comme étant hydrosolubles. La présence de la chaine ramifiée peut expliquer pourquoi ils se complexent avec la curcumine alcaline. Les protéines, peut-être en raison de leur nature hélicoïdale, sont également capables de former ce complexe avec la curcumine alcaline. Cependant, la raison et la manière précises de la formation du complexe fait seulement actuellement l'objet d'hypothèses, et il n'est pas souhaité d'être assujetti à une théorie quelconque expliquant pourquoi ou comment le
phénomène observé se produit.
Un objectif de la présente invention consiste à proposer des complexes nouveaux et stables de curcumine avec des substrats choisis entre des polysaccharides et des protéines, ainsi qu'un procédé pour leur production. Un autre objectif de la présente invention consiste à proposer un tel complexe qui est produit par acidification à partir d'une solution alcaline d'une curcumine et d'un substrat, qui ne précipite pas au repos dans l'eau, qui donne dans l'eau une solution de couleur jaune essentiellement stable, complexe duquel la curcumine ne peut être séparée par centrifugation. Un autre objectif consiste à proposer une telle curcumine améliorée et un procédé pour sa production, avec tous les avantages liés au complexe de curcumine stable lors de son utilisation dans la coloration des
aliments, des boissons, etc. D'autres objectifs appara-î-
tront ci-après au fur et à mesure de la description, et
d'autres objectifs encore apparaîtront à l'homme de l'art
auquel s'adresse la présente invention.
Les exemples suivants présentent les formes de réalisation préférées de la présente invention, utilisant des polysaccharides hydrosolubles à chaîne ramifiée et cyclique et des protéines; démontrent comment différencier la curcumine sorbée, non complexée, dés complexes qui sont le sujet de la présente invention; décrivent la nature inattendue des résultats de la présente invention, par rapport à l'art antérieur; présentent des utilisations caractéristiques du produit; et décrivent les aspects particulièrement pratiques et économiques de la présente
invention, par rapport à l'art antérieur et à la tech- -
nologie alimentaire.
Les préparations et les exemples suivants sont proposés pour illustrer la présente invention et ne doivent
pas être considérés comme étant limitatifs.
Exemple 1: Préparation d'une solution alcaline de curcumine La solution de curcumine est de préférence préparée en utilisant KOH et, facultativement, en utilisant NaOH, par agitation d'une poudre de curcumine humide dans de l'eau, convenablement dégazée et sous atmosphère inerte, ou en effectuant un titrage avec la substance alcaline à un pH supérieur à 9 et, de préférence, supérieur à 11 et pouvant même atteindre 13.. Il est déterminant que le pH soit suffisamment élevé pour provoquer la solvatation de la quantité de curcumine désirée. En général, un temps de cinq à dix minutes d'agitation est suffisant pour dissoudre la poudre fine, temps au bout duquel la solution est filtrée pour éliminer les matières insolubles. (Si une oléorésine du curcuma, plutôt que de la curcumine cristalline, est utilisée, la phase aqueuse est de préférence séparée de la phase huileuse insoluble, puis est filtrée. La phase huileuse contient des lipides engendrant une flaveur et formant un trouble et est généralement indésirable dans le colorant fini.) La concentration de curcumine n'est pas d'une importance cruciale, un intervalle utilisable de l'ordre de 1. à 15 % étant commode et un intervalle de 7 à 10 % étant plus avantageux et plus aisé à manipuler, à un pH d'environ
11 à 13.
La solution alcaline de curcumine se dégrade à une vitesse d'environ 7 % par heure à 20 C et vire au brunâtre. Elle doit être mélangée aussi rapidement que possible au substrat, le pH restant au-dessus d'environ 9 et, de préférence, au-dessus de 11, et être agitée avec le substrat dissous dans l'eau pendant quelques minutes pour permettre une complexation, avant acidification1 La solution alcaline de curcumine utilisée dans les exemples suivants, sauf spécification contraire, a été préparée en pulvérisant de la curcumine cristalline, en la mouillant avec de l'eau pour préparer une suspension à 7,5 % et la dégazant sous vide. Puis elle a été titrée à pH 12 avec du KOH à 10 %, a été agitée pendant dix minutes, filtrée et mélangée immédiatement à une solution neutre ou alcaline du substrat, en maintenant le pH au-dessus d'environ 9 et, de préférence, au-dessus de 11. Bien que cela constitue le mode opératoire préféré, d'autres variantes, telles le mouillage de la curcumine avec un alcool, apparaîtront à l'homme de l'art.; Exemple 2: Préparation d'un complexe de gélatine, une forme de réalisation préférée de la présente invention. Une solution à 2 % de gélatine non aromatisée KnoxTM a été préparée. Son pH était égal à 5,8 et a été porté à 10 avec quelques gouttes de KOH à 10 % (d'autres
types de gélatines sont également utiles).
Une solution à 7,5 % de curcumine a été préparée comme dans l'exemple 1, ajoutée à la solution de gélatine et agitée pendant cinq minutes, puis a été
neutralisée à un pH d'environ 4,5 avec de l'acide phospho-
rique à 10 %. La solution est restée limpide.
La quantité de solution de curcumine ajoutée à la gélatine a permis de parvenir à une charge de 3,7 % ou 15 % (rapport pondéral de la curcumine à la gélatine) de curcumine sur la gélatine. Lorsqu'elles ont été diluées dans l'eau, les deux charges ont donné des solutions
stables et limpides, de couleur jaune.
La solution de gélatine peut être utilisée telle qu'elle ou déshydratée en une poudre, qui se
redissout dans l'eau pour donner une solution limpide.
La poudre est stable indéfiniment.
La stabilité améliorée à la lumière du complexe de gélatine a été démontrée en préparant ce complexe dans
une solution aqueuse ayant une concentration de 7 mil-
lionièmes de curcumine, et en comparant cette solution à une solution de curcumine dans le polysorbate 80, à la même concentration de 7 millionièmes. La solution dans le polysorbate s'est décolorée en dix à vingt minutes sous une lumière solaire diffuse et la solution de gélatine a
conservé une couleur jaune citron au bout de deux heures.
Lt'analyse spectrophotométrique des deux solutions, en phase aqueuse, a révélé une image caractéristique de la curcumine pour la matière dans le polysorbate, avec un pic net à 423 nm et une inflexion à environ 450 nm. L'image de la solution de complexe gélatine-curcumine a mis en évidence un pic large de l'ordre d'environ 420 nm et aucune inflexion de la courbe à 450 nm. Cela indique que la curcumine est en fait complexée avec la gélatine, et n'est pas présente sous forme d'un pigment libre dissous, comme
elle l'est dans la solution de polysorbate 80 émulsionnée.
(Cela peut constituer une explication de sa stabilité à la lumière.)
La solution à 3,7 % de complexe curcumine-
gélatine a été entreposée dans un réfrigérateur; puis a été utilisée de la manière suivante: 1. Conserves de légumes au vinaiare. Une saumure pour conserves de légumes au vinaigre comprenant 6 tasses (47 %).de vinaigre (5 % d'acide), 6 tasses (47 %)
d'eau et 3/4 de tasse (6 %) de sel a été portée à ébulli-
tion, et les colorants énumérés ci-dessous ont été ajoutés
pour donner la couleur désirée à la saumure.
La saumure chaude a été versée sur des tranches de concombre et les fioles de Mason ont été fermées et
pasteurisées.
La suspension microcristalline de curcumine de Langenau (brevet des EUA n 2 982 656) a été incorporée & l'essai, ainsi que des compositions contenant des agents dispersants, non du type du polysorbate, pour le curcuma et les agents aromatisants. Le produit de Langenau n'a pas conféré de couleur aux légumes au vinaigre, tandis que le produit contenant des agents dispersants n'a pas interféré avec les solutions de gélatine. Effectivement, ces solutions ont présenté une clarification au repos et se sont révélées similaires au contenu coloré de gélatine non
aromatisée limpide de la fiole.
Les couleurs des légumes au vinaigre et de la saumure ont été notées au bout d'une semaine dans le
tableau 1.
Tableau 1: Coloration des léaumes au vinaiqre Colorant Aspect de Légumes la saumure dans au vinaigre la fiole 1. Microcristallin de Langenau incolore incolore 2. Complexe de gélatine jaune limpide jaune 3. Complexe de gélatine, acide citrique dans la saumure jaune limpide jaune 4. Complexe de gélatine + curcuma conformément à l'exemple 1 du brevet des EUA n 4 315 947 au nom de Todd jaune trouble jaune 5. Même colorant + l'agent aromatisant pour légumes au vinaigre, conformément au même brevet des EUA jaune trouble jaune 6. Solution dans le polysorbate 80 de l'oléorésine du curcuma léger trouble jaune 2. Pudding. Une composition de base pour pudding a été préparée en mélangeant une cuillerée d'amidon de mais à 100 ml d'eau froide, en ajoutant 4 ml du complexe gélatinecurcumine, en portant à ébullition pour provoquer la gélatinisation de l'amidon et en refroidissant. Le
pudding possédait une couleur jaune citron.
3. Morceaux de poulet. On a trempé des ailes de poulet dans un bain comprenant de l'eau et 25 % de la solution de complexe gélatine-curcumine précitée et on les a laissé s'imprégner pendant une minute. Ils ont été enlevés et refroidis et présentaient alors une couleur
jaune uniforme.
Des ailes de poulet traitées de manière similaire avec le produit de Langenau, une solution alcaline de curcumine, suivant son exemple 2, présentaient une coloration marbrée et étaient inacceptables, à la fois en raison des marbrures et de l'acide résiduel utilisé pour
neutraliser la solution alcaline de curcumine.
La surface colorée du poulet a été prélevée et séchée à 50 C. Par extraction à l'acétone, la couleur est restée sur le poulet coloré avec le complexe de curcumine et de gélatine, tandis qu'elle a été aisément éliminée du poulet traité avec un colorant alcalin, ce qui montre que, dans ce dernier cas, la curcumine n'était pas complexée mais était plutôt sous sa forme libre, sorbée sur la
surface du poulet à la manière décrite par Langenau.
Cela démontre que la coloration par trempage de poulet dans le curcumate de potassium, puis acidification, est due au dépôt de curcumine microcristalline et que la
curcumine est sorbée et non complexée.
D'autre part, le complexe gélatine-curcumine
revêt uniformément le poulet.
Exemple 3: Préparation de différents complexes polysac-
charidiques et complexes hybrides de curcumine.
On a mélangé 40 g de Capsul (un amidon modifié constitué d'un polysaccharide hydrosoluble à chaîne ramifiée, produit par National Starch) et 60 ml d'eau, et on a laissé l'amidon s'hydrater pendant cinq heures. Puis le pH a été porté à 11 avec KOH à 10 %. Une quantité suffisante de solution alcaline de curcumine de l'exemple 1 (20 ml) a été ajoutée et le mélange a été agité pendant dix minutes. Puis il a été acidifié lentement en utilisant de
l'acide citrique.
Le complexe polysaccharide-curcumine fluide 11. visqueux de couleur ja ne 'résultant a été utilisé pour colorer des boissons par addition jusqu'à une teneur donnant un aspect agréable. Dans une boisson contenant du sucre, telle que le SEVEN-UPTM, le polysaccharide coloré tombait à la partie inférieure, exactement comme le polysaccharide non coloré. Ce dépôt est dû à l'effet du sucre sur le saccharide et n'est pas dû au complexe curcumine-polysaccharide. Dans le cas de boissons aux fruits ou d'autres boissons présentant un trouble, cela ne
constitue pas un inconvénient.
La préparation polysaccharide-curcumine peut être déshydratée et pulvérisée, mélangée à un amidon ou à une autre farine, puis être utilisée dans des puddings ou
des préparations alimentaires cuites.
La préparation est résistante à la décoloration à la lumière et, à l'opposé du produit de Leshick (brevet
des EUA n 4 307 117), il est inutile de l'encapsuler.
Le produit déshydraté est stable indéfiniment (plus de trois ans à la lumière) et se redissout dans l'eau
par hydratation de l'amidon.
D'autres substrats utiles sont des gommes végétales à chaîne ramifiée, telles que la gomme arabique,
des maltodextrines produites à partir d'amidons à amylopec-
tine, ayant un équivalent en dextrose compris de préférence dans l'intervalle de 5 à 15, l'alginate de propylène-glycol et la pectine (une pectine à haute teneur en groupes méthoxy étant préférée). Des gommes moins solubles, telles
la gomme ghatti et le karaya, ainsi que la méthyl-cel-
lulose, qui possède une chaîne ramifiée, sont acceptables mais non préférables. La pectine, étant un constituant usuel des confitures et des gelées, et donnant un complexe limpide cristallin à une teneur en curcumine de 5 %, est un type de substrat particulièrement utile. Ces complexes présentent tous la stabilité améliorée à la lumière 'du
complexe d'amidon modifié.
Les malto-dextrines, préparées de préférence à partir d'amidon de mais cireux, ayant un équivalent en dextrose de 5 à 15, ainsi que les gommes végétales, telles que la gomme arabique, sont complexées avec la curcumine de la même manière. Ces gommes sont décrites par Whistler dans
"Industrial Gums".
En outre, des mélanges de polysaccharides, de protéines et de polysaccharides et de protéines sont envisagés pour le procédé et le produit de la présente invention. Par exemple, un mélange à 50:50 de gomme arabique et de gélatine donne un complexe de curcumine qui reste, à de plus fortes concentrations, d'une plus parfaite limpidité qu'un complexe de curcumine avec l'un ou l'autre
substrat seul.
Comme avec -le complexe de gélatine, le spectre d'absorption des solutions aqueuses précitées est modifié, par rapport à celui d'une solution de curcumine proprement dite.
ExemDle 4: Préparation d'un complexe gomme arabique-
curcumine et son utilisation dans l'encapsula-
tion par séchage par pulvérisation.
Une solution à 10 % de gomme arabique (sub-
strat) a été préparée et filtrée pour éliminer les matières étrangères. Le pH a été porté à 10, et à 200 ml de cette solution, 20 ml de la solution à 7,5 % de curcumine de l'exemple 1 ont été ajoutés. Cette solution a été agitée pendant dix minutes et a été acidifiée. 4 ml d'essence de menthe poivrée y ont été ajoutés, le mélange a été émulsionné, puis a été séché par pulvérisation. La poudre de couleur jaune brillant, dans laquelle la curcumine est
complexée avec le revêtement de gomme arabique polysac-
charidique, supprime le besoin de la présence du polysor-
bate 80 pour colorer l'huile essentielle (avec une instabilité résultante du produit), et réduit également la dose de curcumine car la couleur est sur la surface de la
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capsule. Le complexe de gomme arabique peut être utilisé
directement dans des boissons.
Lorsque d'autres agents de complexation et d'encapsulation, tels que la maltodextrine et des amidons modifiés à usage alimentaire, sont utilisés à la place de la gomme arabique, un résultat avantageux pratiquement identique est obtenu. Des substrats supplémentaires convenant également comprennent d'autres gommes végétales (voir Whistler, L.L. ed., Industrial Gums, 2ème édition, (1973)), les protéines de lait, le petit lait, le caséinate
de sodium, la gélatine, un amidon modifié à usage alimen-
taire, des cyclodextrines, la pectine, l'alginate de propylène-glycol, des maltodextrines hydrosolubles dérivées
de l'amylopectine, et-la carboxyméthylcellulose.
Exemple 5: Résistance mécanique et stabilité à la lumière comparatives de la préparation de la présente invention. Pour obtenir des préparations ayant exactement la même teneur en curcumine, de la curcumine-broyée a été agitée dans de l'eau bouillante, dans laquelle elle est légèrement soluble, et a été filtrée. Par refroidissement, de la curcumine microcristalline était présente sous forme d'un trouble. Une analyse a montré qu'elle était présente à une concentration de 27 iilionièmes. Cette solution a été traitée de la manière suivante: a. 0,26 g de gélatine ont été ajoutés à 200 ml et le mélange a été agité et chauffé à 70 C. Il est devenu limpide lors de la dissolution de la curcumine. Il a été refroidi et est devenu trouble. 100 ml de cette solution ont été portés à pH 11,45, agités pendant dix minutes et acidifiés. Cette solution était limpide, montrant que l'élévation du pH est nécessaire pour former un complexe de gélatine. La solution non complexée a laissé se déposer un précipité de curcumine en une nuit, tandis que la solution complexée est restée limpide, sans laisser déposer un précipité. Cela montre que le procédé de Walter et Collaborateurs (brevet des EUA n 3 790 688) ne convient pas pour l'eau chaude, dans laquelle la curcumine a été
dissoute, n'ayant pas permis la formation d'un complexe.
(Le procédé de Walter ne provoque pas la formation d'un complexe, mais plutôt de microcristaux.) b. 0,26 g de cellulose microcristalline ont été ajoutés à 100 ml et le mélange a été chauffé à 70 C. Il est resté trouble puisque la cellulose est insoluble dans l'eau. Il a été refroidi et du KOH a été ajouté à 50 ml jusqu'à pH 11,45, le mélange a été agité pendant dix minutes, puis a été acidifié à environ 6,5. Le pH de l'autre volume de 50 ml de solution de curcumine-cellulose n'a pas été ajusté, ce pH restant au-dessous de 7. Les deux solutions étaient d'aspect similaire, ce qui montre que la complexation de la curcumine sur ce polysaccharide à chaîne droite ne s'est pas produite. La carboxymethylcellulose, un dérivé de cellulose à chaine ramifiée, se comporte comme la gomme arabique dans les mêmes conditions, la solution non complexée restant trouble, tandis que la solution du complexe, produite par formation du complexe dans des conditions alcalines, puis acidification, est limpide et ne
présente aucune précipitation.
La gomme karaya, un polysaccharide à chaîne ramifiée, se comporte de manière similaire, tandis que la gomme guar, un polysaccharide linéaire, se comporte comme
la cellulose.
c. 0,14 g de polysorbate 80 ont été ajoutés à ml et chauffés sous agitation et le mélange est alors
devenu limpide. Il est resté limpide lors du refroidisse-
ment, la curcumine étant dissoute dans, et émulsionnée par,
le polysorbate 80.
d. Le même mode opératoire a été utilisé, en utilisant en remplacement 1, 5 g de bêta-cyclodextrine (glucide conique cyclique). De nouveau, seules les solutions alcalines complexées étaient limpides et ne présentaient pas de décoloration. La solution non complexée a laissé un précipité de couleur jaune, qui était constitué
de curcumine.
Puisque la solution de polysorbate 80-curcumine et la solution de complexe curcumine-gélatine étaient l'une et l'autre limpides à l'oeil nu, elles ont pu être comparées en ce qui concerne l'intensité visuelle. Cela a été effectué au moyen de la technique utilisant un tube de Nessler, dans lequel des solutions ayant des concentrations connues en colorant (dans ce cas des concentrations égales) sont placées dans des tubes à fond rond, dans une enceinte obscure, en exposant seulement le fond des tubes à la lumière. Le pouvoir tinctorial est mesuré en comparant les hauteurs des liquides d'intensité visuelle égale. Dans ce cas, le rapport du complexe de gélatine à l'émulsion dans le polysorbate, dilués l'un et l'autre au dixième dans de l'eau, correspondait à un rapport des trajets lumineux de 13,6 mm à 20,7 mm. Cela signifie que le pouvoir tinctorial du complexe de curcumine sur la gélatine est égal à 1,5 fois celui d'une quantité égale de curcumine dissoute et
émulsionnée de manière classique avec du polysorbate 80.
Cela est nettement un résultat inattendu du phénomène de complexation. Puisque, dans la plupart des applications utilisant le polysorbate 80, le taux de curcumine est égal
à environ 90 millionièmes dans la phase aqueuse de l'ali-
ment, la stabilité à la lumière est comparée en plaçant des solutions des compositions suivantes dans des tubes à essai de 10 ml ou en les exposait à la lumière naturelle, du côté nord. Les résultats sont notés: Composition Limpidité Intensité de couleur Polysorbate 80 Limpide se décolore en 3,5 heures Gélatine, non complexée Trouble se décolore en 8 heures Gélatine, jaune complexée Limpide au bout de 2 jours -Capsul, non complexé Trouble se décolore en 8 heures Capsul, jaune complexé Limpide aubout de 2 jours L'amélioration considérable de stabilité à la lumière, par rapport aux préparations de polysorbate 80,
démontre l'avantage pratique de la curcumine complexée.
Cependant, ce qui est le plus inattendu est que cette curcumine complexée soit encore plus stable que les
suspensions de curcumine microcristaIline initiales.
Les complexes possédaient des charges de 10 % de curcumine en poids du substrat. Des complexes produits par le même mode opératoire en utilisant la pectine, la gomme arabique, des maltodextrines de mais cireux et l'alginate de propylène-glycol ont présenté une supériorité similaire de la stabilité à la lumière, ainsi que du
pouvoir tinctorial.
Cet exemple différencie nettement le produit de la présente invention de celui de l'exemple 1 de Langenau, dans lequel il forme le précipité microcristallin de
curcumine, mais ne provoque pas sa complexation.
De manière similaire, les cyclodextrines ont été déshydratées et immergées sous forme de poudre dans l'acétone. La poudre complexée en milieu alcalin est restée colorée, tandis que la poudre non complexée a perdu la
totalité de sa curcumine par passage dans l'acétone.
- Cet exemple démontre nettement la différence entre la curcumine complexée en milieu alcalin et les
produits non complexés de l'art antérieur.
La présence d'un solvant non acide, miscible à l'eau, tel qu'un alcool ou polyol, par exemple l'alcool éthylique, le glycérol, le propylène-glycol, etc., n'interfère pas avec la complexation de la curcumine alcaline avec le substrat, par exemple, sous réserve qu'elle n'empêche pas la dissolution de la gélatine ou d'un autre substrat. Bien que la présence de ces solvants augmente la solubilité de la curcumine alcaline, ces
solvants ne sont pas appréciés en raison du coût supplémen-
taire impliqué.
Exemple 6: Résistance à la décoloration du papier d'emballage de la margarine au moyen des
complexes de la présente invention.
La curcumine a été complexée avec les matières sèches non grasses du lait (40 % de protéines) conformément à l'exemple 1, ce qui a donné 1,1 % de curcumine sur les
substances solides. La curcumine, sous forme microcristal-
line, préparée par précipitation en solution alcaline lors de l'addition à une solution acide par le procédé de l'exemple 1 de Langenau, a été mélangée au mêmes substances solides du lait pour parvenir à la même concentration que celle du produit de Woznicki et Collaborateurs (brevet des
EUA n 4 475 919), du produit de Shinagawa et Collabora-
teurs (brevet japonais n 7 916 3866) et du produit de
Schranz (brevet des EUA né 4 368 208).
Pour tester si la curcumine est ou non dans un état non complexé dans lequel elle présente un effet de mèche, ou bien dans un état complexé, lié, dans lequel elle ne présente pas d'effet de mèche, un essai simple peut être utilisé. Cet essai consiste à placer une bandelette de
papier buvard de 0,6 cm x 15 cm, utilisée par les par-
fumeurs pour l'évaluation de l'arôme, dans 20 ml de mélange de curcuminesubstrat mis en suspension ou dissous dans l'eau, placé dans un bécher de 100 ml. La concentration de curcumine dans l'eau doit être égale à environ 0,02 %, bien que cela ne soit pas déterminant. On laisse l'eau monter par effet de mèche dans la bandelette de papier buvard et s'évaporer, en transportant le long de la bandelette la curcumine qui y est dissoute. De préférence, l'eau est maintenue à environ 50 C pour accroitre la solubilité-de la curcumine. Dans le cas de la gélatine ou des substances solides du petit-lait ou du lait, une certaine quantité de substrat monte par diffusion dans la bandelette mais n'atteint pas le sommet. D'autre part, dans le cas de la curcumine libre, une légère coloration est présente le long
de la totalité de la bandelette.
Il est possible de déterminer si la curcumine sur la bandelette est liée au substrat, qui a présenté une diffusion ascendante dans la bandelette, ou bien est libre
par séchage de la bandelette et élution avec de l'acétone.
L'acétone entraîne par effet de mèche toute quantité de curcumine libre, qui se déplace au sommet de la bandelette lors de l'évaporation de l'acétone. Cela se produit avec la préparation de Schranz, produite avec de la gélatine et de
l'acide acétique, ainsi qu'avec la curcumine microcristal-
line de Langenau et la cellulose microcristalline colorée suivant le procédé de Woznicki et Shinagawa. La curcumine
n'est pas éluée du papier contenant le complexe curcumine-
substrat séché, ce qui montre que ces préparations sont résistantes à la décoloration du papier d'emballage de margarine. Cela démontre de nouveau la différence entre la
nature de la présente invention et l'art antérieur.
Une répétition du mode opératoire précité en utilisant d'autres substrats, tels qu'ils sont indiqués dans les exemples précédents, donne pratiquement le même
résultat avantageux.
Exemple 7: Coloration de produits laitiers avec des
complexes de la présente invention.
Puisque le caséinate de sodium, le petit-lait et les substances solubles non grasses du lait sont dérivés du lait, ils constituent des substrats particulièrement utiles pour la complexation de la curcumine en vue de la
coloration des produits laitiers.
Par exemple, la curcumine pulvérisée complexée sur ces substrats, ainsi qu'un complexe curcumine-gélatine (préhydraté), ont été agités dans de la crème contenant
% de sucre. La couleur, un jaune citron, s'est dévelop-
pée rapidement lors de la dissolution de la poudre et est
restée uniforme dans la totalité de la boisson.
Bien entendu, les produits laitiers peuvent être colorés aussi faiblement ou aussi fortement que cela'
est désiré.
Puisque le petit-lait et les matières sèches non grasses du lait sont des sous-produits de l'industrie laitière et sont séchés par pulvérisation, une forme de réalisation de la présente invention consiste à complexer la curcumine avec un produit laitier par mélange 'à ce produit à un pH supérieur à environ 9 et abaissement du pH à une valeur inférieure à environ 8 avant séchage du
mélange aqueux, pour supprimer la nécessité d'une redis-
solution et d'un séchage, et obtention du complexe curcumine-substrat coloré en une seule opération de
séchage. Ces poudres sèches sont utiles pour les colora-
tions de milieux aqueux et pour le poudrage sur d'autres aliments, ainsi que pour l'addition à un aliment comme
constituant d'un assaisonnement sec.
Par exemple, un mélange de 91 ml dé lait écrémé ou de petit-lait alcalinisé et 3,0 ml d'une solution alcaline à 6,6 % de curcumine a été agité pendant dix minutes à pH 10,2 et a été acidifié à pH 6,8. La solution a été évaporée à siccité et la poudre sèche a été aisément redispersée dans l'eau pour donner dans chaque cas une
solution de couleur jaune.
Une protéine de soja hydrolysée hydrosoluble peut également être utilisée comme substrat, sous réserve
que sa limpidité soit acceptable.
Exemple 8: Autres comparaisons de complexes de la présente
invention avec l'art antérieur.
A. Le produit à base de gélatine de l'exemple 4 de Schranz a été préparé dans une solution aqueuse d'acide acétique et dispersé dans l'eau. Il a donné une solution trouble qui, par centrifugation, s'est séparée en une phase
aqueuse légèrement colorée et un précipité. Par com-
paraison, le complexe de gélatine de l'exemple 2, avec des charges de 3,7 % et 15 %, a été dilué à la même intensité
visuelle que le produit de Schranz et a été centrifugé.
Aucune séparation de la solution limpide ne s'est produite,-
cette solution conservant sa couleur jaune citron limpide.
Le précipité du produit de Schranz a été séparé et séché et était immédiatement totalement soluble dans l'acétone,
montrant qu'il était constitué d'une curcumine microcris-
talline libre. Il a été en outre établi qu'il s'agissait de curcumine non complexée par exposition à la lumière du jour de solutions aqueuses, de même aspect, du complexe gélatine-curcumine de la présente invention et du produit de Schranz. Ce dernier produit s'est décoloré en passant à une couleur orangé brunâtre en trois heures, tandis que le
produit complexé a conservé sa coloration jaune citron.
Puisque le substrat de gélatine était le même, cela constitue une illustration excellente de l'importance déterminante de la formation d'un complexe dans des conditions alcalines, car il ne se forme pas dans des conditions acides. Ce dernier produit n'a pas coloré le lait écrémé, comme l'a fait la curcumine complexée sur la
gélatine.
B. Le produit microcristallin de l'exemple 2 de Langenau, précipité et sorbé sur la surface du poulet par un acide, s'est révélé être non complexé avec la peau de poulet, ce qui explique son maculage et également son absence de persistance par cuisson en faisant sauter le produit. La suspension microcristalline de son exemple 1 a été incapable de colorer la-solution de saumure, tandis que la curcumine complexée de la présente invention colore la saumure, qui reste limpide. Le produit de Langenau ne
colore pas non plus le lait écrémé.
C. Le mode opératoire de l'exemple 1 de Woznicki a été suivi, à l'échelle d'un dixième. La suspension de cellulose et de chlorure d'aluminium, qui possédait un pH de 3,5, a été chauffée à 50 C, et la solution alcaline de curcumine a été ajoutée lentement sous agitation. La solution rouge a viré immédiatement au jaune et cette couleur a persisté, comme le pH a été seulement porté à 4 à la fin de l'addition. Par agitation pendant une heure et lavage du gâteau, le gâteau microcristallin résultant de cellulose-curcumine s'est redispersé dans l'eau sous agitation, mais a bien entendu sçdimenté. Par dissolution et chauffage dans l'eau, la curcumine s'est séparée de la cellulose par dissolution, en laissant la cellulose incolore au-dessous de l'eau chaude colorée, dans laquelle la curcumine a précipité par refroidissement. Deux aspects déterminants de la présente invention sont absents dans ce cas: la cellulose n'est pas un polysaccharide à chaîne ramifiée et la curcumine n'était pas mélangée au substrat dans des conditions alcalines. Cette expérience montre qu'un agent de fixation de l'art antérieur (comme pour Woznicki) n'est pas nécessaire et, ce qui est plus important, le procédé de la présente invention convient pour la production du complexe stable désiré de curcumine,
tandis que le procédé de Woznicki ne convient pas.
D. De manière similaire, le produit préparé en utilisant de la cellulose suivant le procédé de Shinagawa se disperse dans l'eau, mais ne donne pas de solution stable. Il se révèle que la curcumine est non complexée, puisqu'elle peut être amenée à se dissoudre dans l'eau chaude et à se séparer des particules de cellulose insolubles. Cela démontre que la présence de chaînes
ramifiées est déterminante pour la présente invention.
Ainsi, on constate que la présente invention propose un colorant nouveau dérivé du curcuma, stable à la lumière, soluble dans l'eau, limpide et modifiable dont la nature diffère de celle de l'art antérieur, ce colorant étant constitué d'un complexe de curcumine formé sur un substrat en solution alcaline, puis neutralisé sous sa forme acide en produisant un complexe sur le substrat. Il se révèle que ce complexe nouveau possède des propriétés remarquables, que l'art antérieur ne permettait pas d'obtenir. Ce qui est déterminant pour la présente invention est la dissolution de la 'curcumine en solution alcaline, le mélange à un substrat qui peut être un polysaccharide à chaîne ramifiée ou cyclique ou bien une protéine hydrosoluble ou dispersable dans l'eau, et son acidification. Comme cela a été montré, le substrat peut
être un constituant usuel des aliments, possédant en lui-
même un intérêt, et qui est compatible avec l'aliment dans lequel le colorant est utilisé. On peut parvenir aisément
à un équilibre entre la coloration et le goût.
Une découverte remarquable, intéressante et inattendue est le pouvoir tinctorial et la stabilité à la lumière améliorés du complexe de la présente invention, comparativement aux produits de l'art antérieur, ainsi que la limpidité améliorée des solutions de saumure produites
avec ce complexe.
Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées
sans sortir de son cadre.
Claims (12)
1. Procédé de préparation d'un complexe de curcumine et d'un substrat choisi entre un polysaccharide à chaine ramifiée ou cyclique hydrosoluble et une protéine hydrosoluble ou dispersable dans l'eau, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en contact le substrat et la curcumine dans une solution aqueuse à un pH supérieur à environ 9, pH auquel la curcumine est présente sous sa forme alcaline rouge hydrosoluble, puis à effectuer une acidification pour faire tomber le pH à une valeur inférieure à environ 8, ce qui provoque la complexation de
la curcumine sous sa forme neutre jaune avec le substrat.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat est choisi entre les lacto-protéines, le caséinate de sodium, le petitlait, la gélatine, un amidon modifié à usage alimentaire, la
pectine, une gomme végétale, l'alginate de propylène-
glycol, la cyclodextrine, une maltodextrine dérivée d'amylopectine et la carboxyiéthylcellulose, et est de préférence la gélatine, la gomme arabique, la gomme karaya, la gomme ghatti, un amidon modifié à usage alimentaire, la
cyclodextrine ou la carboxymethylcellulose.
3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le pH de la solution aqueuse, avant
acidification, est supérieur à environ 11.
4. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la curcumine est complexée avec une association de substrats et de préférence une association
de gélatine et d'une gomme végétale.
5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le procédé est mis en oeuvre en présence d'un solvant non acide, miscible à l'eau, qui n'interfère pas avec la complexation de la curcumine alcaline avec le substrat, ledit solvant étant choisi avantageusement dans le groupe comprenant des alcools, le glycérol et le propylène-glyçol, et étant choisi de préférence entre l'alcool éthylique, le glycérol et le
propylène glycol.
6. Complexe de curcumine avec un polysaccharide hydrosoluble à chaîne ramifiée ou cyclique ou une protéine hydrosoluble ou dispersable dans l'eau, qui ne précipite pas au repos dans l'eau, qui donne dans l'eau une solution de couleur jaune essentiellement stable, complexe duquel la curcumine ne peut être séparée par centrifugation, caractérisé en ce qu'il est préparé par précipitation avec
un acide dans une solution alcaline.
7. Complexe suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le substrat est choisi entre les lacto-protéines, le caséinate de sodium, le petitlait, la gélatine, un amidon. modifié à usage alimentaire, la
pectine, une gomme végétale, l'alginate de propylène-
glycol, la cyclodextrine, une maltodextrine dérivée de
l'amylopectine et la carboxymethylcellulose.
8. Complexe de curcumine avec un substrat choisi entre un polysaccharide hydrosoluble à chaîne ramifiée ou cyclique et une protéine hydrosoluble ou dispersable dans l'eau, caractérisé en ce que la curcumine est complexée au substrat par acidification d'une solution
alcaline de curcumine et de substrat.
9. Procédé -de préparation d'un complexe substances solides sèches du lait-curcumine, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à mélanger la curcumine et du petit-lait -ou lait écrémé liquide, à agiter le mélange à un pH alcalin supérieur à environ 9, à abaisser le pH à une valeur inférieure à environ 8, puis à
effectuer un séchage.
10. Complexe substances solides sèches du lait-
curcumine.
11. Procédé de coloration d'un aliment ou d'une
boisson, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consis-
tant à utiliser un complexe de curcumine avec une protéine ou un polysaccharide- à chaîne ramifiée ou cyclique, hydrosoluble ou dispersable dans l'eau, ledit complexe étant de préférence sous forme séchée et pulvérisée ou bien sous forme liquide.
12. Aliment ou boisson, caractérisé en ce qu'il est coloré avec un complexe de curcumine avec une protéine ou un polysaccharide à chaîne ramifiée ou cyclique, hydrosoluble ou dispersable dans l'eau, ledit
complexe étant de préférence sous forme séchée ou pul-
vérisée ou sous forme liquide.
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