KR20160058182A - 음료, 식품 및 약학적 조성물을 위한 적색 안료 - Google Patents

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KR20160058182A
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한스외르그 글라스
안드레아 히츠펠트
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디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이.
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Abstract

본 발명은 보호성 하이드로콜로이드의 기질(matrix)에 로도잔틴이 함입되어 있는 로도잔틴(rhodoxanthin) 제형에 관한 것으로, 이때 바람직하게는 보호성 하이드로콜로이드는 변성 식용 전분이다. 본 발명은 추가로 이러한 제형의 제조 뿐만 아니라, 음료, 식품 또는 약학적 조성물을 위한 이의 용도에 관한 것으로서, 상기 로도잔틴 제형은 착색된 음료, 식품 또는 약학적 조성물에 진한 적색을 부여한다. 로도잔틴 제형을 포함하는 음료, 식품 또는 약학적 조성물은 본 발명의 추가적인 태양이다.

Description

음료, 식품 및 약학적 조성물을 위한 적색 안료{RED COLORANT FOR BEVERAGES, FOOD AND PHARMACEUTICAL COMPOSITIONS}
본 발명은 로도잔틴(rhodoxanthin) 제형의 음료, 식품 또는 약학적 조성물용 착색제로서의 용도에 관한 것으로, 착색제로서 로도잔틴을 함유하는 제형 그 자체 뿐만 아니라, 이의 제조 공정 및 착색제로서 로도잔틴을 함유하는 제형으로 착색된 음료, 식품 또는 약학적 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 특히 음료, 식품 또는 약학적 조성물을 위한 착색제로서의 로도잔틴의 용도에 관한 것이다.
로도잔틴(하기 화학식의 화합물)은 발효 또는 화학 합성에 의해, 천연 공급원으로부터 얻을 수 있다. 천연 공급원은 침엽수, 예컨대 주목(Taxus Baccata) 나무 또는 알로아 종(Aloa sp.)(문헌 [Merzlyak et al., Photochem Photobiol Sci 2005, 4, 333-340] 참조)일 수 있다. 화학 합성은 예컨대 EP-A 077 439 및 EP-A 085 763에 기재되어 있다.
Figure pct00001
본원에 사용된 용어 "로도잔틴"은 (모든-E)-이성질체 뿐만 아니라, 임의의 모노-, 올리고- 또는 폴리-(Z)-이성질체를 포함한다.
최근 식품과 음료에 현재 사용되고 있는 인공 아조 염료를 "천연" 착색제로 대체하는 것에 대한 요구가 증가하고 있다. 따라서, 본 발명에 따르는 제형 및 음료, 식품 및 약학적 조성물은 인공 아조 염료를 함유하지 않는다. 또한, 천연 착색제를 함유하는 이러한 음료 및 식품의 색깔은 인공 아조 염료를 함유한 음료 및 식품과 동일하거나 거의 동일한 것이 바람직하다. 따라서, 이러한 음료 및 식품의 색 외관은 유지되고 변하지 않아야 한다.
현재까지, 동물성이 아닌 음료, 식품 및 약학적 조성물에 진한 적색(intense red)을 부여하는 대체물이 발견되지 않았다. 또한, 본 발명의 추가적인 목적은, 이러한 제형을 대량 생산하는 산업적 규모로 사용될 수 있는 제형의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의해, 보호성 하이드로콜로이드의 기질(matrix)에 함입된 로도잔틴을 포함하는 제형이 음료 및 식품(예컨대, 단 제품 및 유제품) 및 약학적 조성물(예컨대, 알약(tablet) 및 캡슐)에 적색을 부여하는데 사용될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이 용도는 본 발명의 한 태양을 나타낸다.
추가적인 태양으로서, 본 발명은 보호성 하이드로콜로이드의 기질에 함입된 로도잔틴을 포함하는 제형을 적색을 부여하기 충분한 양으로 함유하는 음료, 식품 또는 약학적 조성물, 및 상기 제형 그 자체를 포함한다.
바람직하게는 본 발명의 로도잔틴 제형의 색상은, 상기 제형이 물과 혼합되어 혼합물이 1 내지 20 ppm, 바람직하게는 5 내지 10 ppm의 로도잔틴을 함유하는 경우, 30 내지 45의 범위(바람직하게는, 35 내지 45의 범위, 더 바람직하게는 35 내지 40의 범위)이다. 이 농도에서, 물과 혼합된 혼합물은 적색으로 보인다.
본 발명의 목적을 위해, OSA 전분의 기질에 함입된 로도잔틴을 포함하는 제형은 바람직하게 사용되어 음료, 식품 또는 약학적 조성물을 착색시키거나 그렇지 않으면 제조시의 음료, 식품 또는 약학적 조성물에 혼입되고, 이러한 제형은, 상기에 언급한 바와 같이 본 발명에 포함된다.
보호성 하이드로콜로이드의 기질에 함입된 로도잔틴을 포함하는 제형은 고체 또는 액체 제형일 수 있다. 바람직하게는, 로도잔틴은 고체 수-분산성 제형으로서 사용된다. 로도잔틴을 함유하는 액체 제형은 로도잔틴의 안정한 수성 분산액일 수 있다.
본 발명의 제형은 바람직하게는 고체 가루 제형이고, 함유된 (총) 로도잔틴은 보호성 하이드로콜로이드의 기질에 미세하게 분산된다. 이러한 제형에서, 로도잔틴의 총량은 제형의 총 중량에 기초하여 적합하게는 0.1 내지 30 중량%이다. 기질 또는 담체로 사용된 보호성 하이드로콜로이드는 탄수화물, 변성 탄수화물, 단백질, 변성 단백질 또는 이들 중 둘 이상의 임의의 혼합물일 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 제형의 제조는
a) 임의적으로 지용성 항산화제 및/또는 오일을 함유하는 수-불혼화성 유기 용매 중의 로도잔틴의 현탁액을 형성하는 단계;
b) 단계 a)의 현탁액을 열 교환기에 공급하고 현탁액을 100 내지 250 ℃로 가열하되, 이때 열 교환기에서의 체류 시간은 5 초 미만인, 단계;
c) 20 내지 100 ℃ 범위의 온도에서 단계 b)의 용액을, 임의적으로 안정화제를 함유하는 보호성 하이드로콜로이드의 수용액과, 빠르게 혼합하는 단계;
d) 유기 용매를 제거하는 단계; 및
e) 단계 d)의 분산액을 가루 제형으로 전환시키는 단계
로서 수행된다.
용어 "미세하게 분산된"은 본 발명의 범위에서 1.5 μ 미만, 바람직하게는 1 μ 미만, 더 바람직하게는 0.4 μ 미만의 입자 크기를 나타낸다.
따라서, 본 발명의 제형은, 보호성 하이드로콜로이드 및 임의적으로 하나 이상의 수용성 부형제 및/또는 보조제의 수성 또는 콜로이드 용액 중에서, 트리글리세라이드 또는 유기 용매 중의 또는 트리글리세라이드와 유기용매의 혼합물 중의 로도잔틴 및 임의적으로 하나 이상의 지용성 부형제 및/또는 보조제의 용액 또는 분산액을 균질화시키고, 필요하면 그렇게 수득된 분산액을 고체 제형으로 전환시키는 것을 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다. 전체 공정은 전형적으로 하기와 같이 수행될 수 있다.
보호성 하이드로콜로이드 및 임의의 임의적으로 존재하는 수용성 부형제 및/또는 보조제를 물에 용해시켜, 수성 기질 용액을 제공한다. 별도 단계에서, 로도잔틴 및 임의의 임의적으로 존재하는 지용성 부형제 및/또는 보조제를 트리글리세라이드 및/또는 유기 용매에 용해시키거나 분산시킨다. 상기 로도잔틴의 용액 또는 현탁액을 수성 기질 용액에 첨가하고, 혼합물을 수상(water phase) 중의 로도잔틴의 미세 분산액을 얻기 위해 균질화한다. 최종적으로, 필요한 경우, 상기 분산액을 고체 제형으로 전환시킨다.
제형을 제조하는 방법 또한 본 발명의 추가적인 태양을 나타낸다.
로도잔틴을 착색제로서 함유하는 본 발명의 제형 및 이들의 제조에 대한 상기의 설명 및 추가적인 설명에서, 표현 "기질"은 물 또는 다른 용매 및 기능성 성분(예컨대, 항산화제 및 항균제)이 없는 재료 환경(여기에 로도잔틴 착색제가 (결과적으로) 분산되거나, 더 특별하게는 캡슐화된다)을 의미하며, 많은 경우 이는 표현 "담체"와 동의어이다. 고체 수-분산성 형태의 경우, 이는, 미세하게 분산된 로도잔틴을 함유하고 조성물이 첨가될 때 물에 용해되어, 로도잔틴이 수성 매질에 균일하게 분산되는 고체 제형 부분이다.
균질화를 위해 통상적인 기술, 예컨대 고압 균질화, 고 전단(shear) 유화(로터-스테이터 시스템) 또는 분무화(micronization)가 적용될 수 있다. 음료 및 식품에 사용하기 위한 카로테노이드 조성물의 제조에 사용되는 다른 기술은 예를 들어 EP-A 1,008,380에 개시되어 있으며, 모든 이러한 기술이 사용될 수 있다.
이렇게 하여 얻어진 분산액, 즉 수중유(oil-in-water) 분산액은, 임의의 통상적인 기술(예컨대, 분사 건조, 분사 건조와 유동층 과립화의 조합(이 기술은 유동성 분사 건조 또는 FSD로 통상적으로 알려져있음), 또는 분사된 유화액 액적이 흡착제(예컨대 옥수수 전분)의 베드에 포착된 후 건조되는 분말 포착(powder-catch) 기술에 의해 고체 제형(예컨대 건조 분말)으로 전환될 수 있다.
본 발명의 제형의 바람직한 제조 과정은, 트리글리세라이드(예컨대 식물성 오일 또는 지방) 및 임의적으로 유기 용매(예컨대, 염화 탄화수소) 중의 로도잔틴 및 유성 항산화제의 용액 또는 분산액을 제조하는 단계; 생성된 오일계 용액 또는 분산액을, 보호성 하이드로콜로이드(및 임의적으로 수용성 항산화제)로부터 제조된 수성 용액에 유화시키는 단계; 및 필요한 경우, 유기 용매를 유화액으로부터 제거하는 단계(예컨대 증발에 의해); 유화액을 공지된 방법으로 건조시키는 단계(예컨대, 유동화된 전분 베드에 분사하는 것에 의해); 및 최종적으로 건조된 입자를 분리하는 단계(예컨대, 체거름(sieving)에 의해)를 포함한다.
상기 언급한 보호성 하이드로콜로이드는, 기질 또는 담체 재료로서 작용하고 로도잔틴에 대해 보호하는 역할을 하는 수용성 중합체 물질이다. 대체적으로, 하이드로콜로이드는, 로도잔틴 착색제와 함께 존재하는 유화액 또는 현탁액을 안정화시키는 표면 활성을 특징으로 한다.
본 발명의 제형에 존재할 수 있고 이의 제조에 사용될 수 있는 보호성 하이드로콜로이드 또는 담체는 예를 들어 및 더 특별하게는 다당류 고무(예컨대, 아라비아 고무, 아카시아 고무, 가티(Ghatti) 고무), 변성 식용 전분(예컨대, 나트륨 옥텐일 석시닐 전분), 펙틴(예컨대, 슈가 비트 펙틴), 말토덱스트린, 단백질(예컨대, 젤라틴, 특히 생선, 돼지, 가금류 또는 소 젤라틴), 식물 단백질 또는 우유 단백질, 리그노설포네이트, 또는 이 물질들의 임의의 혼합물이다.
식물 단백질의 예는 화학적으로 변성 또는 정제되었을 수 있는 완두콩 단백질, 대두 단백질 및 쌀 단백질이다.
바람직하게는, 보호성 하이드로콜로이드는 생선 젤라틴, 변성 식용 전분, 리그노설페이트, 아카시아 고무, 가티 고무, 완두콩 단백질, 대두 단백질, 쌀 단백질 및 이들의 임의의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되고, 이 군 중에서 비-동물성 출처의 보호성 하이드로콜로이드가 특히 바람직하다.
더 바람직하게는 변성 식용 전분 및 아주 더 바람직하게는 하기에 정의된 나트륨 옥텐일 석신산 전분이 보호성 하이드로콜로이드 또는 담체로 사용된다.
변성 식용 전분은, 친수성 및 친유성 부분을 제공하는 화학 구조를 갖도록 공지된 방법에 의해 화학적으로 변형된 식용 전분이다. 바람직하게는, 상기 변성 식용 전분은 구조의 일부분으로서 긴 탄화수소 사슬(바람직하게는 C5-C18)을 갖는다.
바람직하게는, 하나 이상의 변성 식용 전분이 본 발명의 제형을 만드는데 사용되나, 한 제형에 둘 이상의 다른 변성 식용 전분의 혼합물을 사용하는 것이 가능하다.
전분은 친수성이고, 따라서 유화 능력이 없다. 그러나, 변성 식용 전분은 공지된 화학적 방법에 의해 소수성 잔기로 치환된 전분으로부터 만들어진다. 예를 들어, 전분은 탄화수소 사슬로 치환된 환형 디카복실산 무수물(예컨대, 석신산 무수물)로 처리될 수 있다 (문헌 [O. B. Wurzburg (편집자), "Modified Starches: Properties and Uses, CRC Press, Inc. Boca Raton, Florida, 1986, 및 후속 발행물] 참조). 특히 바람직한 본 발명의 변성 식용 전분은 하기 화학식 (I)을 갖는다:
Figure pct00002
상기 식에서, St는 전분이고, R은 알킬렌 라디칼 및 R'은 소수성 기이다.
바람직하게는, R은 저급 알킬렌 라디칼, 예컨대 디메틸렌 또는 트리메틸렌이다. R'은, 바람직하게는 5 내지 18 개 탄소 원자를 갖는, 알킬 또는 알켄일 기이다. 바람직한 화학식 (I)의 화합물은 "OSA-전분"(전분 나트륨 옥텐일 석신산염)이다. 치환의 정도/범위(즉 에스터화 히드록실기의 수 대 자유 비-에스터화 히드록실 기의 수)는 보통 0.1 % 내지 10 %의 범위, 바람직하게는 0.5 % 내지 4 %의 범위, 더 바람직하게는 3 % 내지 4 %의 범위에서 변한다.
용어 "OSA-전분"은, 옥텐일 석신산 무수물(OSA)로 처리된 임의의 전분(임의의 천연 공급원, 예컨대 옥수수, 왁시 마이즈(waxy maize), 찰옥수수(waxy corn), 밀, 타피오카 및 감자, 또는 합성물)을 나타낸다. 치환의 정도/범위(즉 에스터화 히드록실기의 수 대 자유 비-에스터화 히드록실 기의 수)는 보통 0.1 % 내지 10 %의 범위, 바람직하게는 0.5 % 내지 4 %의 범위, 더 바람직하게는 3 % 내지 4 %의 범위에서 변한다. OSA-전분은 "변성 식용 전분"이라는 표현으로도 알려져있다.
용어 "OSA-전분"은 상업적으로 입수가능한 전분들, 예컨대 내셔널 스타치/인그레디언(National Starch/Ingredion)사의 상품명 하이캡(HiCap) 100, 캡슐(Capsul)(옥테닐부칸디오에이트 아밀로덱스트린), 캡슐 HS, 퓨리티 검(Puritygum) 2000, 클리어 검(Cleargum) Co03, 유니-퓨어(UNI-PURE), 하이론(HYLON) VII(각각 내셔널 스타치/인그레디언 및 로께뜨 프레레(Roquette Freres)사로부터); 세레스타(CereStar)사의 C*EmCap; 또는 테이트 앤드 라일(Tate & Lyle)사로부터의 전분을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상업적으로 입수가능한 변성 식용 전분, 예컨대 하이캡 100(내셔널 스타치/인그레디언 사로부터) 및 클리어검 Co03(로께뜨 프레레사로부터)가 사용된다. 이러한 일반적인 전분 또는 OSA 전분이, WO 2007/090614에 기재된 방법에 따라, 특히 WO 2007/090614의 실시예 28, 35 및/또는 36에 기재된 방법에 따라 추가적으로 개선될 경우, 특히 유리하다.
따라서, 본 발명의 추가적으로 개선된 실시양태에서는, 이러한 상업적으로 입수가능한 전분은 사용 전에 수용액 또는 현탁액으로서 원심분리된다. 상기 원심분리는 수용액 또는 현탁액 내 변성 식용 전분의 건조 질량 함량에 따라 1000 내지 20000 g에서 수행될 수 있다. 수용액 또는 현탁액 내 변성 식용 전분의 질량 함량이 높으면, 적용 원심분리력도 크다. 예를 들어, 30 중량%의 변성 식용 전분의 건조 질량 함량을 갖는 수용액 또는 현탁액의 경우, 바람직한 분리의 달성을 위해 12000 g의 원심분리력이 적합할 수 있다.
상기 원심분리는, 온도 2 내지 99 ℃, 바람직하게는 10 내지 75 ℃, 가장 바람직하게는 40 내지 60 ℃에서, 건조 물질 함량 0.1 내지 60 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량 %, 가장 바람직하게는 15 내지 40 중량%인 범위로 수행될 수 있다.
적합하게는, 본 발명의 제형은 단당류, 이당류, 올리고당류 및 다당류 하나 이상, 트리글리세라이드, 수용성 항산화제 및 지용성 항산화제로부터 선택되는 부형제 및/또는 보조제를 하나 이상 (추가로) 함유한다. 고체 제형은 고결 방지제(예컨대 규산) 및 10 중량% 이하, 대체적으로는 2 내지 5 중량%의 물을 추가로 함유할 수 있다.
본 발명의 조성물에 존재할 수 있는 단당류 및 이당류의 예는 글루코오스, 프룩토오스, 당 알코올, 락토오스, 말토오스, 사카로스 및 전환 당(invert sugar)이다.
올리고당류 및 다당류의 예는 전분 및 전분 가수분해물(예컨대, 덱스트린 및 말토덱스트린), 특히 5 내지 65 범위의 덱스트로스 당량(DE)을 갖는 것들, 및 글루코오스 시럽, 특히 20 내지 95 범위의 DE를 갖는 것들이다. 용어 "덱스트로오스 당량(DE)"은 가수분해의 정도/범위를 나타내며, 건조 중량에 기초하여 D-글루코오스로서 계산된 환원 당의 양의 척도이고, 스케일은, 0에 가까운 DE를 갖는 원래 전분 및 100 DE를 갖는 글루코오스에 기초하였다.
트리글리세라이드는 적합하게는 식물성 오일 또는 지방, 바람직하게는 옥수수 오일, 해바라기 오일, 대두유, 홍화유, 유채씨유, 땅콩 오일, 팜유, 야자핵기름, 목화씨유, 올리브유 또는 코코넛 오일이다.
유기 용매는 예를 들어 메틸렌 클로라이드, 클로로포름, 에틸 아세테이트, 디메틸 에터, 아세톤, 에탄올 또는 이소프로판올일 수 있다.
수용성 항산화제는 예를 들어 아스코르브산 또는 이의 염, 바람직하게는 아스코르브산 나트륨일 수 있다. 지용성 항산화제는 예를 들어 α-토코페롤, 예컨대 dl-α-토코페롤(즉, 합성 토코페롤), d-α-토코페롤(즉, 천연 토코페롤), β- 또는 γ-토코페롤, 또는 이들 중 둘 이상의 혼합물, 부틸화된 히드록시톨루엔(BHT), 부틸화된 히드록시아니솔(BHA), 프로필 갈산염, tert-부틸 히드록시퀴놀린, 또는 지방산의 아스코르브산 에스터, 바람직하게는 아스코르빌 팔미트산염 또는 스테아르산염일 수 있다. 수성 기질 용액의 pH에 따라, 지방산의 아스코르브산 에스터, 특히 아스코르빌 팔미트산염 또는 스테아르산염이 대안으로 수상에 추가될 수 있다.
존재하지 않는 화합물
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 제형은 식용 지방산의 폴리글리세롤 에스터, 식용 지방산 에스터의 모노글리세라이드의 시트르산 에스터, 식용 지방산 에스터의 디글리세라이드의 시트르산 에스터 및 이들의 임의의 혼합물이 본질적으로 없다. 식용 지방산은 식품물 내 사용이 승인된 포화 지방산 또는 불포화 지방산이다. 상기 식용 지방산은, 바람직하게는 팔미트산, 스테아르산, 올레산 및 에루크산을 포함하는 군으로부터 선택된 지방산이다. 상기 에스터화 지방산은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시양태에서, 상기 제형은 식용 지방산의 모노- 및 디-글리세라이드의 에스터가 본질적으로 없다. 본 발명의 제형에 본질적으로 없는 이러한 식용 지방산의 모노- 및 디-글리세라이드의 에스터의 바람직한 예는, 식용 지방산의 모노- 및 디-글리세라이드의 아세트산 에스터(E472a), 상기에서 언급한 바와 같은, 식용 지방산의 모노- 및 디-글리세라이드의 락트산 에스터(E472b), 식용 지방산의 모노- 및 디-글리세라이드의 시트르산 에스터(E472c), 식용 지방산의 모노- 및 디-글리세라이드의 타르타르산 에스터(E472d), 식용 지방산의 모노- 및 디-글리세라이드의 디아세틸 타르타르산 에스터(E472e), 식용 지방산의 모노- 및 디-글리세라이드의 아세트산 및 타르타르산 에스터의 혼합물(E472f), 및 이들의 임의의 혼합물이다.
본 발명의 추가적인 바람직한 실시양태에서, 상기 제형은 생리학적으로 용인된 다가 알코올이 본질적으로 없다. 이러한 생리학적으로 용인된 다가 알코올은 특히 글리세롤, C1-C5-모노카복시산 글리세롤의 모노에스터, 글리세롤의 모노에스터, 프로필렌 글리콜 또는 소르비톨이다. 따라서, 본 발명의 제형은 바람직하게는 글리세롤, C1-C5-모노카복시산 글리세롤의 모노에스터, 글리세롤의 모노에스터, 프로필렌 글리콜 및 소르비톨이 본질적으로 없다.
본 발명의 특히 바람직한 실시양태에서, 상기 제형은 식용 지방산의 폴리글리세롤 에스터, 식용 지방산 에스터의 모노글리세라이드의 시트르산 에스터, 식용 지방산 에스터의 디글리세라이드의 시트르산 에스터, 생리학적으로 용인된 다가 알코올, 식용 지방산의 모노- 및 디-글리세라이드의 에스터 및 이들의 임의의 혼합물 모두가 본질적으로 없다.
본 발명의 문맥에서 "본질적으로 없다"는 그 화합물이 본 발명의 제형에 첨가되지 않는다는 것을 의미한다. 그러나, 그 화합물이 본 발명의 제형에 존재한다면, 그의 양은 제형의 총 중량에 기초하여 0.5 중량% 미만, 바람직하게는 0.1 중량% 미만, 더 바람직하게는 0 중량%이다.
본 발명은 또한, 상기에 개시되었으나 명백하게 언급되지 않은 상기 제형의 바람직한 특징들의 임의의 조합을 포함한다.
본 발명에 따른 제조 방법으로, 평균 입자 크기(d50≤300㎚)(베크만 코울터(Beckman Coulter)사의 델사 나노 S(Delsa™ Nano S)로 측정됨, 측정의 원리: 델사 나노 S는 광자 상관관계 분광광도법(PCS)을 이용하며, 이는 크기 분석 측정을 위해, 유체를 통해 확산될 때 입자에 의해 산란된 레이저 광 강도의 변동율을 측정함으로써 입자 크기를 결정함)의 입자를 갖는 제형을 얻는 것이 가능하다.
본 발명의 제형은 고체 제형, 즉 안정한 수용성 또는 수 분산성 분말일 수 있거나, 액체 제형, 즉 앞에 언급한 분말의 수성 콜로이드 용액 또는 수중유 분산액, 또는 저 분자량 식품 유화제(잘 알려져있음)로 안정화되는 로도잔틴의 수중유 분산액일 수 있다. 수중유 유화액이거나 현탁된(즉, 고체) 입자 및 유화된(즉, 액체) 액적의 혼합물을 특징으로 할 수 있는 안정화된 수중유 분산액은, 상기에 이미 기술된 방법에 의해 제조될 수 있다.
전형적으로, 본 발명에 따른 분말 제형은
0.1 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 20 중량%의 로도잔틴;
0 내지 20 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 10 중량%의 하나 이상의 지용성 항산화제;
0 내지 50 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 30 중량%의 트리글리세라이드;
1 내지 90 중량%, 바람직하게는 5 내지 70 중량%의 보호성 하이드로콜로이드(바람직하게는 변성 식용 전분);
0 내지 70 중량%, 바람직하게는 0 내지 40 중량%의 하나 이상의 단당류 또는 이당류;
0 내지 50 중량%, 바람직하게는 0 내지 35 중량%의 전분;
0 내지 70 중량%, 바람직하게는 0 내지 40 중량%의 전분 가수분해물;
0 내지 10 중량%, 바람직하게는 0 내지 5 중량%의 수용성 항산화제;
0 내지 5 중량%, 바람직하게는 1 내지 3 중량%의 규산; 및
0 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%의 물
을 포함하며, 이들 성분 모두의 중량%는 총 100이다.
착색제로서 로도잔틴 제형을 함유하고 본 발명에 포함되는 음료의 예는, 무알콜 착향 음료(예컨대 착향 탄산수), 탄산 음료, 미네랄 음료, 착향 물, 과일 주스, 과일즙, 화채 및 이 음료들의 농축된 형태일 수 있다. 이들은 천연 과일 또는 야채 주스나 인공 주스 향에 기초할 수 있고, 이들은 탄산화되거나 비-탄산화될 수 있다. 알코올성 음료, 인스턴트 음료 분말, 설탕 함유 음료 및 칼로리가 없거나 인공 감미료를 함유하는 다이어트 음료는, 착색제로서 로도잔틴 제형을 함유하는 것에 의해 본 발명에 포함되는 음료의 추가적인 예를 나타낸다.
또한, 천연 공급원으로부터 얻은 유제품이, 로도잔틴 제형이 존재하는 식품의 범위 내에 있고, 이에 따라 본 발명에 포함된다. 이러한 유제품의 전형적인 예는 우유, 버터, 치즈, 아이스크림, 요거트, 요거트 음료 등이다. 우유 대체 제품, 예컨대 두유 제품 및 우유 대체 음료 또한, 본 발명에 따른 로도잔틴 제형을 함유하는 식품에 포함된다.
로도잔틴을 착색제로 함유하는 단 제품(sweet product)도 본 발명의 범위 내에 포함되고, 상기 단 제품(sweet product)은 설탕 코팅된 과자 제품(예컨대 초콜렛 렌틸(lentil), 사탕(boiled sweet), 껌, 풍선껌, 젤리, 토피(toffee), 딱딱한 설탕 캔디, 부드러운 설탕 캔디 및 퍼지(fudge)) 뿐만 아니라, 초콜렛 과자 제품 및 빙과류를 포함한 디저트(소르베(sorbet), 푸딩, 인스턴트 푸딩 파우더 및 설탕절임(preserves))을 포함한다.
단 제품, 특히 딱딱한 설탕 캔디 및 부드러운 설탕 캔디 뿐만 아니라 초콜렛 렌틸 및 음료가 특히 바람직하다.
로도잔틴 제형을 착색제로 함유한 유지 제품, 예컨대 저지방 스프레드 및 마가린을 비롯한 스프레드(spread), 천연 또는 합성 지방 대체 물질을 함유하는 저 칼로리 식품, 곡물 및 곡물 제품(예컨대 쿠키, 케이크 및 파스타) 및 과자(예컨대, 압출 또는 비압출 감자 함유 제품) 또한 본 발명의 범위 내에 든다.
본 발명에 따라 식품에 착색제로 사용된 로도잔틴의 총 농도는, 식품의 총 중량에 기초하여 0.1 내지 500 ppm, 바람직하게는 1 내지 50 ppm일 수 있다. 확실하게, 임의의 특정 경우 상기 농도 범위는 착색된 특정 식품 및 이러한 식품에 의도된 착색 등급에 달려있다. 같은 양이 또한 음료에도 적용된다.
로도잔틴이 제형으로서 사용되는 경우, 이러한 제형 내 로도잔틴의 총 함량은 제형의 총 중량에 기초하여 0.1 중량% 내지 30 중량%의 범위, 특히 1 내지 20 중량%일 수 있으며, 가장 적합한(좁은) 함량 범위는 제형의 특정 특성(즉, 존재하는 다른 성분 및 이의 물리적 형태)에 의존한다.
본 발명의 착색된 음료, 식품 또는 약학적 조성물은, 음료, 식품 또는 약학적 조성물 제조시 적합한 단계에서 로도잔틴 착색제를 본 발명의 제형 형태로 첨가하거나 혼입함으로써 얻어진다. 이러한 음료, 식품 또는 약학적 조성물의 착색을 위해, 본 발명의 제형은, 음료, 식품 또는 약학적 조성물에 수- 또는 오일- 분산성 고체 또는 액체 카로테노이드 형태로 적절하게 적용하는 것으로 알려진 방법에 따라 사용될 수 있다.
음료 또는 식품의 착색을 위해, 로도잔틴 제형은 일반적으로 수성 원액, 건조 분말 혼합으로서 첨가되거나, 특정 적용에 따라 다른 적합한 식품 성분과의 사전 혼합물로서 첨가될 수 있다. 혼합은 최종 식품 또는 음료의 필요 성질에 따라 예를 들어, 건조 분말 혼합기, 전단(shear) 혼합기 또는 균질화기를 사용하여 실행될 수 있다. 특정 혼합 과정 및 유성 또는 수성 성분의 양은 최종 식품 또는 음료의 색에 영향을 미칠 수 있다. 자명하듯이, 이러한 세부 사항은 음료 및 식품 제조 및 제형 분야의 전문가의 기술 범위 내에 든다.
로도잔틴 제형으로 착색된 음료 및 식품은, 특히 로도잔틴이 보호성 하이드로콜로이드로 변성 식용 전분에 함입/캡슐화되는 경우, 진한 적색을 나타낸다.
바람직하게는, 로도잔틴이 변성 식용 전분에 함입된 본 발명의 로도잔틴 제형의 색상은, 상기 제형이 물과 혼합되어 혼합물이 1 내지 20 ppm, 바람직하게는 5 내지 10 ppm의 로도잔틴을 함유하는 경우, 30 내지 45의 범위(바람직하게는, 35 내지 45의 범위, 더 바람직하게는 35 내지 40의 범위)이다. 이 농도에서, 물과 혼합된 혼합물은 적색으로 보인다.
로도잔틴 제형이 착색제로 사용된 약학적 조성물, 예컨대 알약 또는 캡슐이 또한 본 발명의 범위 내에 든다. 알약의 착색은, 고체 또는 액체 로도잔틴 제형을 알약 코팅 혼합물에 개별적으로 첨가하거나, 로도잔틴 제형을 알약 코팅 혼합물의 성분 중 하나에 첨가함으로써 달성될 수 있다. 캡슐 물질(mass)의 수성 용액에 로도잔틴 제형을 혼입함으로써 착색된 경질 또는 연질 쉘 캡슐을 제조할 수 있다.
도 1은 실시예 4 및 비교 실시예의 색 값 분석 결과를 비교하여 나타낸 도이다.
본 발명은 하기의 비 제한적인 실시예로 추가로 예시된다.
실시예 1 내지 3: 로도잔틴 제형의 제조
실시예 1
10g의 결정질 로도잔틴, 1.3g의 dl-α-토코페롤 및 4.6g의 옥수수 오일을 적합한 용매(오일 상)에 용해시킨다. 이 용액을, 50 내지 60 ℃에서 100.8g의 변성 식용 전분, 예컨대 OSA 전분 및 240g 물의 용액에 교반하면서 첨가한다. 이 예비-유화액을 로터-스테이터 균질화기로 20분간 균질화한다. 최종적으로 상기 유화액을 고압 균질화기로 균질화한다. 후속 단계에서, 잔여 용매를 증류로 제거하고, 무용매 유화액을 표준 분말 포집 공정으로 건조시킨다. 4.5%의 로도잔틴 함량을 갖는 156g의 비드렛(beadlet)을 얻는다.
색 강도 E1/1은 1%의 용액 및 1 cm의 두께의 흡광도이고, 하기와 같이 계산한다:
E1/1=(A최대-A650)*희석률/(샘플의 중량*생성물의 함량(%))
"(A최대-A650)"은, UV-분광기에서 최대 흡수에서 측정된 값(Amax)에서 650 ㎚의 파장에서 측정된 흡수 값(A650)을 뺌으로써 얻어진 값을 나타낸다.
"*"는 곱셈을 나타낸다.
"희석률(dilution factor)"은 용액이 희석된 비율이다.
"샘플의 중량"은 사용된 제형의 양/중량[g]이다.
"생성물의 함량(%)"은, 본 실시예의 경우 4.5인, 비드렛 내 로도잔틴의 양(%)이다.
H2O 중의 E1/1corr.(λ최대) = 1595 (481㎚)
색 값(Color value):
H2O 중의 5 ppm의 용액으로 측정됨: L*/a*/b*=71/35/26; L*/C*/h*=71/44/37
H2O 중의 10 ppm의 용액으로 측정됨: L*/a*/b*=54/53/43; L*/C*/h*=54/68/39
실시예 2
실시예 1을 반복하되, 옥수수 오일은 첨가되지 않는다.
실시예 3
실시예 1을 반복하되, 다른 오일이 사용된다.
실시예 4: 실시예 1에 따른 제형을 이용한 탄산음료의 제조
탄산음료는 하기의 조성을 갖는다:
Figure pct00003
* 실시예 1에 따른 제형으로부터 원액을 제조하였고, 상기 제형을 원액이 0.1 중량%(=1000 ppm)의 로도잔틴 농도를 갖도록 물로 희석하였다.
탄산 음료를 하기와 같이 제조하였다:
소르브산 칼륨(1)을 물에 용해시키고, 다른 성분들(2)을 잇따라 첨가하면서, 혼합물을 부드럽게 교반하였다. 생성 탄산 음료 시럽을 식수로 희석시켜 1000 ml의 탄산 음료가 되도록 하였다. 탄산 음료의 pH는 3.0 내지 3.5의 범위였다.
탄산 음료를 유리병에 넣고, 상기 병을 금속성 캡(cap)으로 밀봉시켰다. 80 ℃에서 약 1 분간 터널(tunnel) 저온살균기(밀레(Miele), 스위스)로 상기 병을 저온 살균(pasteurize)하였다. 상기 병을 빛 노출하에 실온(18 내지 27 ℃ 범위의 온도)에서 저장하였다. 음료의 제조 직후(시간=0)에 색 및 탁도 측정을 수행하였다.
탁도 측정
현탁된 고체(또는 입자)는 주스 함유 음료의 탁한 외관을 야기한다. 이 탁한 외관은 탁도 측정으로 평가될 수 있다. 탁도는 이러한 입자의 광산란 특성(크기, 모양 및 굴절률)에 의존한다.
이 과정에서 탁도 측정은 탁도계(turbidimeter)(하츠(Hach) 2100N IS®, 미국)로 수행하였고, 탁도 값은 NTU(네펠로미터 탁도 단위)로 나타내었다. 네펠로미터는 샘플에 의해 입사광 경로로부터 90°로 산란되는 빛을 측정한다.
색 측정
식품에 적용하기 위한 색 측정은, 인간의 눈에 의한 정신 물리학적 인식에 따른 색 수치를 표현할 수 있는, 분광 광도계 이외의 색도계(colorimeter)(헌터 랩 울트라 스캔 프로(Hunter Lab Ultra Scan Pro))로 수행한다.
색 측정은 CIE 가이드라인(국제 조명 위원회)에 따라 수행한다. 값은 평면 좌표계 L*a*b*(L*은 명도이고, a*는 적-녹축 상의 값이고, b*는 황-청축 상의 값임)로 표현될 수 있다.
장치 셋팅:
색 스케일: CIE L*a*b*/L*C*h*
광원 정의: D65 일광 등가물
기하 형태: 산란/ 8°
파장: 5 ㎚ 광학 해상도로 350 내지 1050 ㎚ 스캔
샘플 측정 면적 직경: 19 ㎚(큰 것)
보정 방식: 투과/ 백색 타일
결과:
탁도: 125 NTU.
색 값:
L/a/b=53.51/55.37/38.89; C/h=67.67/35.08
비교 실시예:
탄산 음료를, 칸타잔틴(Canthaxanthin) 10% CWC/S(DSM 뉴트리셔널 프로덕츠 리미티드(Nutritional Products Ltd.), 스위스 카이저아우그스트 소재)를 사용하여 제조하였고, 탄산 음료 내 칸타잔틴의 농도는 또한 10 ppm이었다.
결과:
탁도: 168 NTU.
색 값:
L/a/b=66.77/40.03/42.49; C/h=53.38/46.71
실시에 4 및 비교 실시예의 결과는 도 1에도 나타내었다. 실시예 1에 따른 로도잔틴 제형으로 제조한 탄산 음료는 칸타잔틴 10% CWS/S로 제조한 것보다 덜 탁하고, 더 적색이다.
실시예 5: 실시예 1에 따른 제형을 이용한 초콜렛 렌틸의 제조
15g의 실시예 1에 따른 제형 및 85g의 탈이온수를 함유한 로도잔틴 원액을 제조한다. 65 ℃의 온도에서 10g의 이 로도잔틴 원액을 490g의 설탕 용액(67 내지 78°브릭스)과 교반하면서 혼합하고, 착색된 시럽이 생성되도록 이 온도로 유지시켰다.
초콜렛 렌틸을 순수 설탕 용액(로도잔틴 없음)으로 예비-코팅하여, 초콜렛 렌틸에 심백(white center)을 만든다. 이 예비-코팅 후에, 티타늄디옥사이드와 같은 백색 색소를 상기 순수 설탕 시럽에 첨가할 수 있고, 초콜렛 렌틸은 착색된 층으로 코팅되기 전에 10 내지 20 겹의 이 백색 설탕 시럽으로 코팅될 수 있다.
소량의 착색된 시럽을 상기 렌틸에 붓고, 드럼 내에서 적정 속도로 균질하게 분포시킨다. 그 후에 착색된 렌틸을 적정 속도의 공기(40 내지 50% 범위의 상대 습도)로 건조하여 한 층을 만든다. 이 단계를, 원하는 색 강도(층이 얼마나 입혀지냐에 따라 적색 또는 암적색 또는 보라색)를 얻을 때까지 반복(보통 20 내지 50회)한다.
딱딱한 납작 캔디는 부드러운 표면 외관을 가지며, 이는 최종 광택층에 의해 처리된다. 외부층은 결정화된 설탕으로 이루어진다. 설탕층 두께에 따라, 캔디는 약한 또는 딱딱한 바삭한 식감을 제공한다.
색 측정은, 울트라 스캔 프로(UltraScan Pro)로 불리우는, 헌터 랩사의 분광 광도계에서 수행하였다. 사용된 방식은 RSIN(Reflectance - Specular Included)였다. 작고 큰 렌틸에 대해 4.826 ㎜(0.190 인치)의 직경을 갖는 소영역 뷰(SAV)를 선택하였다. 렌틸의 표면을 상기 영역 뷰의 앞부분에 고정하고 광선을 상기 표면에 비추어 반사율을 측정하였다. 이 측정은 다양한 값을 제공하였다. 0(흑색) 내지 100(백색)의 스케일을 갖는 명도, 녹색(음의 값) 내지 마젠타(양의 값) 범위인 a* 값, 청색(음의 값) 내지 황색(양의 값) 범위인 b* 값, a*b* 그래프에서 중심에서 점 X까지의 거리를 나타내는 채도 및 양의 a* 축과 상기 표면의 점 X와의 각도인 색상(hue)이 측정되었다.
종종 포화도로도 지칭되는 채도(C)는, 하기와 같이 계산될 수 있는 색의 선명함 또는 탁함을 나타낸다.
Figure pct00004
색상(h)으로 지칭되는 상기 각도는 우리가 물체의 색을 어떻게 인지하는지를 나타내고, 하기와 같이 계산될 수 있다:
Figure pct00005
결과:
Figure pct00006
실시예 6: 실시예 1에 따른 제형을 이용한 요거트 음료의 제조
Figure pct00007
수크로오스, 우유 분말 및 안정제를 함께 혼합하고 35 ℃로 예열된 우유에 첨가한다. 로도잔틴의 10% 원액(이의 제조에 대해서는 실시예 4 참조)을 첨가하고, 혼합물을 혼합하고 70 ℃로 가열한다. 혼합물을 200 바/ 50 바에서 균질화한다. 그 후에 혼합물을 95 ℃에서 5 분간, 대안으로서 80 ℃에서 20 분간 가열한다. 45 ℃로 냉각시킨 후에, 요거트 접종원을 첨가한다. pH가 4.6이 될 때까지 43 ℃에서 발효를 수행한다.
색 측정
유제품의 색(명도, 채도 및 색상)은 헌터랩 울트라 스캔 프로 분광 색도계(1cm, 렉스(REX))(헌터 어소시에이츠 래보레토리(Hunter Associates Laboratory), 미국 버지니아주 레스톤 소재)로 확인되었고, CIELAB 색 스케일에 기초하여 나타내었다. 울트라스캔 프로는 인간의 색 인지의 전체 범위를 측정하는 고성능 색 측정 분광 광도계이다. 이는 CIE L*a*b*색 스케일에 따라 측정한다. 이 색 스케일은 거의 균일한 색 스케일이다. 색 공간에 표시된 점들 사이의 차이의 의미는 표시된 색 사이의 시각적 차이에 대응한다. 측정은 350 내지 1080 nm의 파장 범위에서 반사율 방식을 이용하여 수행하였다.
색 변화 DE*는 하기와 같이 계산된다:
Figure pct00008
화학적 분석
분석 부서에서 RP HPLC를 이용하여 활성 성분 함량을 분석하였다. 로도잔틴 표준 물질을 이용하여 보정을 수행하였다. 이 측정의 정확도는 ±5%이다.
결과
로도잔틴 5% CWS/S를 유제품 요거트 음료에 적용하는 것은 붉으스름한 딸기와 같은 색상을 가져왔다.
3 주의 저장 기간(요거트 음료의 일반적인 저장 기간, 5 ℃에서 냉장 저장)에 걸친 색 차이는 매우 안정하다. DE* 값은 인간의 눈에 보이지 않는 3 미만이다.
표 1: 5 ℃에서 3주의 저장 기간 후의 라흐(Lach) 값
Figure pct00009
Figure pct00010
3주의 저장 기간에 걸친 화학적 분석은 아무런 불안정성을 나타내지 않았다.
두 농도는 거의 100 %로 원래대로 되돌아가는 것으로 확인될 수 있다.
표 2: 저장 기간에 걸친 화학적 분석 결과
Figure pct00011

Claims (15)

  1. 로도잔틴(rhodoxanthin) 제형 내 보호성 하이드로콜로이드의 기질(matrix)에 로도잔틴이 함입되어 있는 로도잔틴 제형의, 음료, 식품 또는 약학적 조성물을 위한 착색제로서의 용도.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 식품은 유제품, 우유 대체 제품, 단(sweet) 제품, 유지류(fat-based) 제품 및 저 칼로리 식품, 곡물 및 곡물 제품, 및 상기 언급된 식품 중 하나 이상을 함유하는 과자(snack)이고, 상기 약학적 조성물은 알약 또는 캡슐인, 용도.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    식품 또는 음료에 착색제로서 사용된 로도잔틴의 농도는, 식품의 총 중량에 기초하여 0.1 내지 500 ppm, 바람직하게는 1 내지 50 ppm인, 용도.
  4. 음료, 식품 또는 약학적 조성물의 착색을 위한 제형으로서, 보호성 하이드로콜로이드의 기질에 함입되어 있는 로도잔틴을 함유하는 제형.
  5. 제 4 항에 있어서,
    로도잔틴을 함유하는 안정한 수용성 또는 수 분산성 분말, 상기 분말의 수성 콜로이드 용액 또는 수중유(oil-in-water) 분산액, 또는 로도잔틴의 수중유 분산액인 제형.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 보호성 하이드로콜로이드는 폴리사카라이드 고무, 변성 식용 전분, 펙틴, 말토덱스트린, 단백질, 리그노 설포네이트 및 이들의 임의의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 제형.
  7. 제 6 항에 있어서,
    변성 식용 전분 또는 변성 식용 전분의 혼합물이 보호성 하이드로콜로이드로 사용되는, 제형.
  8. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제형의 색상(color hue)은, 상기 제형이 물과 혼합되어 혼합물이 1 내지 20 ppm, 바람직하게는 5 내지 10 ppm의 로도잔틴을 함유하는 경우, 30 내지 45의 범위(바람직하게는, 35 내지 45의 범위, 더 바람직하게는 35 내지 40의 범위)인, 제형.
  9. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제형은 식용 지방산의 폴리글리세롤 에스터, 모노글리세라이드의 시트르산 에스터, 식용 지방산 에스터의 디글리세라이드의 시트르산 에스터 및 이들의 임의의 혼합물이 본질적으로 없는, 제형.
  10. 제 4 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제형은 생리학적으로 용인된 다가 알코올이 본질적으로 없는, 제형.
  11. 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제형은 식용 지방산의 모노- 및 디-글리세라이드의 에스터가 본질적으로 없는, 제형.
  12. 제 4 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 음료, 식품 또는 약학적 조성물을 위한 제형의 제조 방법으로서,
    보호성 하이드로콜로이드 및 임의적으로 하나 이상의 수용성 부형제 및/또는 보조제의 수성 또는 콜로이드 용액 중에서, 트리글리세라이드 또는 유기 용매 중의 또는 트리글리세라이드와 유기용매의 혼합물 중의 로도잔틴 및 임의적으로 하나 이상의 지용성 부형제 및/또는 보조제의 용액 또는 분산액을 균질화시키고,
    필요하면, 그렇게 수득된 분산액을 고체 조성물로 전환시키는 것
    을 특징으로 하는 제조 방법.
  13. 제 12 항에 따른 방법에 의해 얻어진 제형.
  14. 착색제로서 제 4 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 로도잔틴 제형을 포함하는 것을 특징으로 하는, 음료, 식품 또는 약학적 조성물, 특히 음료, 유제품, 우유 대체 식품, 단 제품, 과일 제제, 유지류 제품, 저 칼로리 식품, 곡물, 곡물 제품, 또는 앞에서 언급된 식품 중 하나 이상을 함유하는 과자, 또는 알약 또는 캡슐.
  15. 로도잔틴의, 특히 음료, 식품 및 약학적 조성물을 위한 착색제로서의 용도.
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