PL193396B1 - Zastosowanie gotowej do użycia kompozycji nierozpuszczalnego w wodzie hydrofilowego pigmentu naturalnego, gotowa do użycia dyspergowalna w wodzie kompozycja pigmentowa oraz sposoby wytwarzania takiejkompozycji - Google Patents

Abstract

1. Zastosowanie gotowej do u zycia, dyspergowalnej w wodzie kompozycji obejmuj acej dys- persj e nierozpuszczalnego w wodzie hydrofilowego pigmentu naturalnego w postaci drobinek o srednim rozmiarze maksymalnie 10 mikrometrów, które s a zdyspergowane w nieobecno sci sub- stancji powierzchniowo czynnej, w fazie wodnej zawierajacej hydrokoloid, przy czym kompozycja zawiera ponad 10% wagowych wody, do wytwarzania produktu jadalnego przez zdyspergowanie kompozycji w fazie wodnej tego produktu. 21. Gotowa do u zycia, dyspergowalna w wodzie kompozycja pigmentowa, znamienna tym, ze obejmuje dyspersj e naturalnego pigmentu, który jest nierozpuszczalny w wodzie przy pH 7 lub poni zej, ale jest rozpuszczalny w roztworach alkalicznych, i jest w postaci drobinek o srednim roz- miarze wynosz acym co najwy zej 10 mikrometrów, przy czym drobinki te s a zdyspergowane w nieobecno sci substancji powierzchniowo czynnej w fazie wodnej zawieraj acej hydrokoloid, a naturalny pigment jest wy brany z grupy obejmuj acej kompleks chelatowy metalu z karmi nem, kompleks chelatowy metalu z kurkumin a, pigment porfirynowy i norbiksyn e, przy czym gdy kompo- zycj e dodaje si e do produktu spo zywczego obejmuj acego liczne, oddzielne segmenty i tym samym jest ona zdyspergowana w obr ebie jednego lub wi ecej wybranych segmentów, wówczas kompozy- cja ta zasadniczo nie migruje z tego(tych) segmentu(ów) do innych segmentów. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie gotowej do użycia kompozycji nierozpuszczalnego w wodzie hydrofilowego pigmentu naturalnego, gotowa do u ż ycia dyspergowalna w wodzie kompozycja pigmentowa oraz sposoby wytwarzania takiej kompozycji. Kompozycje według wynalazku są wykorzystywane w procesach barwienia środków żywnościowych i produktów farmaceutycznych.

Środki barwiące stosuje się powszechnie jako dodatki przy produkcji artykułów żywnościowych i farmaceutyków. Dostępne w handlu w szerokim zakresie środki barwiące umoż liwiają, w przypadku gdy potrzebny jest określony, szczególny odcień barwy, dobranie jednego środka mającego wymaganą barwę lub mieszaniny środków barwiących, które użyte w odpowiedniej kombinacji nadają produktowi wymagane zabarwienie.

Handlowe środki barwiące mogą być substancjami syntetycznymi, które zwykle określa się mianem barwników lub barwników azowych, lub też mogą to być pigmenty pochodzenia naturalnego, na przykład w postaci materiału roślinnego zawierającego dany pigment, lub też lepiej lub gorzej oczyszczone pigmenty wyekstrahowane z roślin, zwierząt lub mikroorganizmów.

Niekiedy środki barwiące do celów spożywczych lub farmaceutycznych dostarczane są w postaci substancji syntetycznych, czyli sztucznych, mających ten sam skład chemiczny jaki mają pigmenty pochodzenia naturalnego. Ten rodzaj środków barwiących określa się również w technologii mianem środków barwiących „identycznych z naturalnymi”. Jednakże w kontekście tego wynalazku określenie „pigment naturalny” stosowane jest wyłącznie do określenia pigmentów, które pochodzą ze źródła naturalnego.

Naturalne pigmenty dopuszczalne do celów spożywczych lub farmaceutycznych mogą być rozpuszczalne w wodzie, lub też mogą być praktycznie nierozpuszczalne lub tylko nieznacznie rozpuszczalne w wodzie, przy czym obejmują one również pigmenty hydrofobowe. Rozpuszczalny w wodzie pigment naturalny jako taki może być zastosowany wyłącznie do barwienia produktu, który w trakcie lub po zakończeniu procesu wytwarzania zawiera fazę wodną. Analogicznie zastosowanie naturalnego pigmentu hydrofobowego, jako takiego, wymaga aby produkt barwiony miał fazę lipidową, w której ten pigment jest rozpuszczalny.

Z publikacji WO 91/06292 znany jest sposób wytwarzania proszkowego preparatu pigmentowego, który zawiera pigment hydrofobowy. Sposób polega na tym, że stały pigment miele się w środowisku wodnym w obecności hydrokoloidu i wytwarza się zawiesinę cząstek o średniej wielkości nie przekraczającej 10 μm, po czym zawiesinę suszy się aż do stanu proszku.

Stosowany w tym sposobie hydrokoloid ma na celu umożliwienie rozprowadzenia hydrofobowych pigmentów w fazie wodnej barwionych nimi produktów żywnościowych i farmaceutyków.

Pewne pigmenty pochodzenia naturalnego, takie jak kompleksy chelatowe metali z kwasem karminowym i kurkuminą, norbiksyną i chlorofiliną są nierozpuszczalne w wodzie przy pH obojętnym lub niższym, natomiast rozpuszczają się w środowiskach alkalicznych. W kontekście tego wynalazku określenie „hydrofilowy, nierozpuszczalny w wodzie pigment naturalny” oznacza pigmenty pochodzenia naturalnego, które na ogół są nierozpuszczalne w środowiskach wodnych przy wartościach pH obojętnego lub niższych, natomiast rozpuszczają się w środowiskach wodnych przy pH w zakresie alkalicznym. W związku z tym te hydrofilowe, nierozpuszczalne w wodzie pigmenty naturalne, które rozpuszczają się w środowiskach alkalicznych, wytrącają się z roztworu przy wartościach pH mniejszych od 7.

Może jednak zaistnieć potrzeba otrzymania odcienia zabarwienia danego szczególnego nierozpuszczalnego w wodzie hydrofilowego pigmentu naturalnego lub mieszaniny takich pigmentów w takim produkcie spożywczym lub w produkcie farmaceutycznym, w którym nie występuje faza, w której ten pigment jest łatwo rozpuszczalny, lecz na przykład faza wodna o wartości pH mniejszej niż 7. Istnieje zatem przemysłowe zapotrzebowanie na środki barwiące zawierające nierozpuszczalne w wodzie hydrofilowe pigmenty naturalne w postaci kompozycji niewrażliwych na działanie kwasów i mieszających się z wodą lub dających się rozproszyć w wodzie.

Dyspergujące w wodzie handlowe preparaty nierozpuszczalnych w wodzie naturalnych pigmentów, takich jak karmin (kwas karminowy), są dostępne na przykład z firmy Overseal Foods Ltd, Derbyshire, Anglia, jako preparaty o nazwie handlowej miChroma™. Produkty te są dostarczane jako zawiesiny w glikolu propylenowym i syropie glukozowym, przy czym producent zaznacza w karcie charakterystyki materiałowej, że produkty te plamią odzież i skórę.

PL 193 396 B1

W przemyś le farmaceutycznym i w przemyśle spożywczym stosowane są szeroko środki barwiące do barwienia powłoczek cukrowych, na przykład wyrobów cukierniczych, drażetek, tabletek, pigułek, gum i granulatów. Obecnie większość środków barwiących dostępnych do takich zastosowań opiera się na barwnikach syntetycznych, na przykład w postaci laków do celów spożywczych, które są pigmentami otrzymanymi przez wytrącenie i absorpcję barwnika na podkładzie nierozpuszczalnym lub substracie, takim jak uwodniony tlenek glinu. Kompozycje powłokowe obejmujące takie laki są dostępne w szerokim zakresie. Obecnie stosuje się powszechnie dyspersje w glikolu propylenowym do wprowadzania takich barwników do roztworów, które stosuje się do cienkowarstwowego powlekania tabletek farmaceutycznych. W aktualnym stanie techniki uważa się, że glikol propylenowy wpływa niekorzystnie zarówno na czas trwania procesu, jak i na fizyczne właściwości uzyskiwanej powłoki.

WO 92/11002 ujawnia kompozycję do stosowania przy powlekaniu tabletek i kapsułek, która składa się z cząstek sproszkowanego pigmentu oraz błonotwórczego, rozpuszczalnego lub dyspergowalnego w wodzie polimeru dopuszczalnego do celów spożywczych i około 1-30% wagowych wody. Kompozycję tę opisano jako mokrą mieszankę proszkową, którą wytwarza się przez zmieszanie suchych składników i następnie dodanie wody, którą napyla się na tę mieszaninę.

Znana powszechnie niedogodność występująca przy stosowaniu rozpuszczalnych lub dyspergowalnych w wodzie kompozycji środków barwiących związana jest z tendencją tych środków do przemieszczania się z jednego segmentu danego produktu spożywczego lub produktu farmaceutycznego do innego segmentu tego produktu, w którym zabarwienie jest niepożądane. Zjawisko to jest znane pod nazwą „puszczania barwnika” („bleeding”).

Dlatego szczególnie pożądane są takie preparaty rozpuszczalnych lub dyspergowalnych w wodzie pigmentów naturalnych, które w procesie wytwarzania nie migrują ani też nie przemieszczają się w produkcie końcowym podczas magazynowania lub czynności manipulacyjnych, ani te ż nie schodzą przy dotknięciu.

Inne problemy lub niedogodności, które występują w przypadku znanych mieszających się z wodą lub dyspergujących w wodzie naturalnych ś rodków barwią cych, obejmują sł abą odporność na działanie światła i ciepła, zmiany odcienia barwy spowodowane przez katalizator i tlen, oraz niedostateczną siłę krycia w przypadku zastosowania do powlekania. Niedogodności, które często występują przy stosowaniu znanych, dyspergowalnych w wodzie kompozycji obejmujących hydrofilowe, nierozpuszczalne w wodzie pigmenty naturalne, przy zastosowaniu tych kompozycji w środowisku kwaśnym, obejmują takie zjawiska jak wytrącanie się pigmentów, rozdzielanie oraz gromadzenie się na powierzchni i/lub zmiana odcienia barwy.

Jak widać, dyspergowalne w wodzie kompozycje barwiące, zawierające nierozpuszczalne w wodzie hydrofilowe pigmenty naturalne, które są oparte na wodnych dyspersjach tych pigmentów i nie zawierają potencjalnie niepożądanych dodatków obejmują cych substancje powierzchniowo czynne lub glikol propylenowy, które nadają się do użycia przy wytwarzaniu zarówno produktów spożywczych, jak i produktów farmaceutycznych, które są bardziej odporne na degradację, które nie migrują i które nie powodują wymienionych wyż ej niedogodnoś ci, nie są dotychczas dostę pne dla potrzeb przemysłu.

Powyższe problemy rozwiązuje kompozycja pigmentowa według niniejszego wynalazku.

Według wynalazku gotowa do bezpośredniego użycia dyspergowalna w wodzie kompozycja pigmentowa, obejmuje dyspersję nierozpuszczalnego w wodzie przy pH 7 lub poniżej, ale rozpuszczalnego w roztworach alkalicznych, hydrofilowego pigmentu naturalnego w postaci drobinek, których średni rozmiar wynosi maksymalnie 10 mikrometrów, przy czym drobinki te są zdyspergowane w nieobecności substancji powierzchniowo czynnej w fazie wodnej obejmującej hydrokoloid, a naturalny pigment jest wybrany z grupy obejmującej kompleks chelatowy metalu z karminem, kompleks chelatowy metalu z kurkuminą, pigment porfirynowy i norbiksynę, przy czym gdy kompozycję dodaje się do produktu spożywczego obejmującego liczne, oddzielne segmenty i tym samym jest ona zdyspergowana w obrębie jednego lub więcej wybranych segmentów, wówczas kompozycja ta zasadniczo nie migruje z tego(tych) segmentu(ów) do innych segmentów.

Kompozycja według wynalazku korzystnie zawiera co najmniej 5% wagowych wody. Korzystne są także kompozycje zawierające mniej niż 5% wagowych wody.

Korzystnie cząstki pigmentu w kompozycji uzyskuje się przez wytrącenie pigmentu spowodowane przez zakwaszenie alkalicznego roztworu pigmentu.

Korzystnie faza wodna kompozycji obejmuje węglowodan.

Hydrokoloid korzystnie jest wybrany spośród białka, polisacharydu i żywicy.

PL 193 396 B1

W zakres wynalazku wchodzi też zastosowanie takiej kompozycji, która zawiera ponadto 10% wagowych wody, do wytwarzania produktu spożywczego przez zdyspergowanie kompozycji w fazie wodnej tego produktu.

W zakres wynalazku wchodzi też zastosowanie kompozycji pigmentowej okreś lonej jak powyżej, ale zawierającej mniej niż 5% wagowych wody i zawierającej inny hydrokoloid niż żelatyna, gdy pigmentem jest karmin lub rozpyłowo suszona norbiksyna, do wytwarzania produktu spożywczego przez zdyspergowanie kompozycji w fazie wodnej tego produktu. Korzystnie pH fazy wodnej produktu jadalnego wynosi co najwyżej 7.

Korzystnie, produkt spożywczy wytwarzany zgodnie z zastosowaniem według wynalazku obejmuje liczne, oddzielne segmenty, a kompozycję dysperguje się w obrębie jednego lub więcej wybranych segmentów, przy czym kompozycja znajdująca się w jednym segmencie zasadniczo nie migruje do innych segmentów.

Korzystnie kompozycja do takich zastosowań zawiera pigment wybrany z grupy obejmującej pigment porfirynowy, karmin, kurkuminę i karotenoid, korzystnie w postaci cząstek uzyskanych przez wytrącenie spowodowane przez zakwaszenie alkalicznego roztworu pigmentu.

Korzystnie kompozycja w zastosowaniach według wynalazku jest w postaci pasty, żelu lub lepkiej cieczy.

Wynalazek obejmuje też zastosowanie kompozycji pigmentowej obejmującej dyspersję hydrofilowego pigmentu naturalnego, opisanej powyżej i zawierającej ponad 10% wagowych wody, do wytwarzania produktu farmaceutycznego, który korzystnie obejmuje, liczne, oddzielne segmenty i gdy kompozycja jest zdyspergowana w obrębie jednego lub więcej wybranych segmentów, zasadniczo nie migruje z tego(tych) segmentu(ów) do innych segmentów.

Wynalazek dotyczy również sposobu wytwarzania gotowej do użycia dyspergowalnej w wodzie kompozycji pigmentowej, która obejmuje dyspersję naturalnego pigmentu, który jest nierozpuszczalny w wodzie przy pH 7 lub poniżej, ale jest rozpuszczalny w roztworach alkalicznych, i jest w postaci drobinek o średnim rozmiarze wynoszącym co najwyżej 10 mikrometrów, przy czym drobinki te są zdyspergowane w nieobecności substancji powierzchniowo czynnej w fazie wodnej zawierającej hydrokoloid, a naturalny pigment jest wybrany z grupy obejmującej kompleks chalatowy metalu z karminem, kompleks chelatowy metalu z kurkuminą, pigment porfirynowy i norbiksynę, przy czym gdy kompozycję dodaje się do produktu spożywczego obejmującego liczne, oddzielne segmenty i tym samym jest ona zdyspergowana w obrębie jednego lub więcej wybranych segmentów, wówczas kompozycja ta zasadniczo nie migruje z tego(tych) segmentu(ów) do innych segmentów.

Sposób ten obejmuje wytwarzanie dyspersji nierozpuszczalnego w wodzie, hydrofilowego pigmentu naturalnego przez zmieszanie tego pigmentu w nieobecności substancji powierzchniowo czynnej z fazą wodną zawierającą hydrokoloid, z wytworzeniem dyspersji zawierającej ten pigment w postaci drobinek o średnim rozmiarze nie przekraczającym 10 mikrometrów. Gdy wytworzoną dyspersję podda się dodatkowo suszeniu, uzyskuje się kompozycję zawierającą mniej niż 5% wagowych wody. Korzystnie, stały pigment jest w postaci cząstek, które uzyskuje się przez wytrącenie pigmentu spowodowane zakwaszeniem alkalicznego roztworu pigmentu. Korzystnie, hydrokoloid stosuje się w ilości poniżej 10% wagowych w odniesieniu do pigmentu.

Wynalazek dotyczy też alternatywnego sposobu wytwarzania gotowej do użycia, dyspergowalnej w wodzie kompozycji pigmentowej. Sposób ten obejmuje etapy wytwarzania wodnego roztworu alkalicznego, zawierającego nierozpuszczalny w wodzie, hydrofilowy pigment naturalny, wytwarzania wodnej dyspersji lub roztworu hydrokoloidu i mieszania wytworzonego alkalicznego roztworu wodnego z wodną dyspersją lub roztworem hydrokoloidu, a w razie potrzeby nastawienie pH do wartości, przy której pigment wytrąca się z wytworzeniem kompozycji zawierającej ten pigment w postaci drobinek o ś rednim rozmiarze nie przekraczają cym 10 mikrometrów. Wytworzoną dyspersję drobinek pigmentu można poddać suszeniu, uzyskując kompozycję zawierającą mniej niż 5% wagowych wody.

Wynalazek dotyczy też drugiego alternatywnego sposobu wytwarzania gotowej do użycia, dyspergowalnej w wodzie kompozycji pigmentowej, który obejmuje etapy wytwarzania wodnego roztworu alkalicznego, zawierającego nierozpuszczalny w wodzie, hydrofilowy pigment naturalny, obniżenia pH do poziomu, przy którym pigment wytrąca się, w wyniku czego powstaje dyspersja pigmentu wytrąconego, wytwarzania wodnej dyspersji lub roztworu hydrokoloidu i zmieszania dyspersji zawierającej wytrącony pigment z dyspersją lub roztworem hydrokoloidu z wytworzeniem kompozycji zawierającej ten pigment w postaci drobinek, których średni rozmiar wynosi co najwyżej 10 mikrometrów. Gdy tak

PL 193 396 B1 wytworzoną kompozycję podda się etapowi suszenia, wytwarza się kompozycję zawierającą mniej niż 5% wagowych wody.

Gotowe do bezpośredniego użycia kompozycje według wynalazku obejmują lub są oparte na dyspersji nierozpuszczalnego w wodzie, hydrofilowego pigmentu naturalnego. Użyte tu określenie „nierozpuszczalny w wodzie, hydrofilowy” oznacza, że w ilościach tu stosowanych pigment jest nierozpuszczalny lub tylko bardzo nieznacznie rozpuszczalny w środowiskach wodnych przy wartościach pH obojętnych lub niższych lub przy wartościach pH do około 9, natomiast rozpuszczalny w środowisku wodnym alkalicznym tak, że w środowiskach wodnych o pH obojętnym lub niższym pigment ten będzie występował jako oddzielna faza.

W kontekś cie tego wynalazku okreś lenie „substancja powierzchniowo czynna” stosowane jest wymiennie z określeniem „surfaktant” i obejmuje związki, które określa się ogólnym mianem związków powierzchniowo czynnych anionowych, kationowych, niejonowych, amfoterycznych i obojnaczych. Przegląd takich powierzchniowo czynnych substancji podany jest na przykład przez I. Smitha, Blackie Academic & Professional 1991, str. 169-201. W użytym tu znaczeniu określenie „substancja powierzchniowo czynna” nie obejmuje hydrokoloidów, jak o tym wspomniano niżej. Należy rozumieć, że wyrażenie „w nieobecności substancji powierzchniowo czynnej” nie wyklucza obecności środka powierzchniowo czynnego użytego w ilościach tak nieznacznych, że w zasadzie nie nadaje on aktywności powierzchniowej.

Pigmentem naturalnym może być każda nierozpuszczalna w wodzie, hydrofilowa substancja barwiąca pochodzenia naturalnego, dopuszczalna do celów spożywczych lub farmaceutycznych. Pigment może być użyty w zasadniczo czystej postaci, albo też może być zawarty w materiale, w którym występuje on w sposób naturalny, takim jak materiał roślinny lub zwierzęcy, ewentualnie w połączeniu z nośnikiem dopuszczalnym do celów spożywczych i/lub farmaceutycznych. Najszerzej stosowane zdefiniowane tu pigmenty naturalne obejmują nierozpuszczalne w wodzie, hydrofilowe karotenoidy, takie jak na przykład norbiksyna, kompleks chelatowy metalu z kurkuminą, pigmenty porfirynowe obejmujące chlorofilinę oraz karmin.

Karotenoidy, które zawierają żółte, pomarańczowe lub czerwone barwniki są szeroko rozpowszechnione w naturze, a ich ważnymi źródłami są rośliny obejmujące trawy, krzewy oriany, gatunki cytrusowe, pieprz czerwony (turecki) (Capsicum annum), kwiaty szafranu siewnego (Crocus sativus), kwiaty nagietka lekarskiego, algi morskie, drożdże i niektóre zwierzęta. W tym wynalazku są użyteczne karotenoidy lub ich pochodne, które są nierozpuszczalne w wodzie i hydrofilowe.

Dalszą ważną klasą pigmentów naturalnych są pigmenty chininoidowe, z których najszerzej stosowanym jest karmin koszenilowy, który wydobywa się przez ekstrakcję wodą z owadów koszenili (Coccus cacti). Zwykle z ekstraktu wytrąca się go jako nierozpuszczalny lak glinowy znany pod nazwą karminu koszenilowego, który jest rozpuszczalny w wodnych środowiskach alkalicznych, natomiast nieznacznie rozpuszczalny w środowiskach wodnych o wartościach pH niższych od 9.

Dalsze nierozpuszczalne w wodzie, hydrofilowe pigmenty naturalne, które mają zastosowanie w niniejszym wynalazku obejmują kurkuminę , która stanowi podstawowy pigment kurkumy, barwny wyciąg oleożywicy z rośliny kurkumy (Curcuma) oraz nierozpuszczalne w wodzie hydrofilowe pigmenty porfirynowe, takie jak chlorofilina, oparte zasadniczo na rozpuszczalnych w wodzie solach, pochodnych feoforbidu a lub b.

W kompozycjach według wynalazku te naturalne pigmenty występują w postaci drobinek, których średni rozmiar wynosi co najwyżej 10 mikrometrów. Korzystnie pigment taki stosowany jest w postaci drobinek, których ś redni rozmiar wynosi co najwyżej 5 mikrometrów, korzystnie najwyżej 2 mikrometrów, a jeszcze korzystniej najwyżej 1 mikrometr, na przykład najwyżej 0,1 mikrometra lub najwyżej 0,01 mikrometra. Uważa się, że zdolność pigmentu nadawania atrakcyjnego odcienia barwnego i nadania efektywnego zabarwienia, na przykład, gdy kompozycja jest stosowana w kompozycjach powlekających, rośnie wraz ze zmniejszeniem się rozmiarów drobinek pigmentu. Intensywność barwy, odcień barwy i stopień przezroczystości można regulować przez dobór odpowiedniego rozmiaru drobinek.

Jak wspomniano, drobinki zawierające pigment naturalny są rozproszone w fazie wodnej obejmującej hydrokoloid, przy czym dyspersję wytwarza się bez dodatku substancji powierzchniowo czynnych, takich jak środek emulgujący lub surfaktant. Hydrokoloidy odpowiednie do celów niniejszego wynalazku obejmują białka zwierzęce lub roślinne, takie jak żelatyna, które można wydobyć ze ssaków lub ryb, białka mleka lub soji, wycieki takie jak guma arabska, guma tragakantowa i inne gumy, takie jak guma guarowa, guma z chleba świętojańskiego lub guma ksantanowa, agar-agar, alginiany,

PL 193 396 B1 karagen, furceleran, pektyna, mąki zbożowe i skrobie, pochodne skrobi, celuloza mikrokrystaliczna, pochodne celulozy, takie jak karboksymetyloceluloza, dekstran i syntetyczne hydrokoloidy obejmujące przykładowo poliwinylopirolidon. Obecnie korzystne hydrokoloidy obejmują żelatynę i gumę arabską. Hydrokoloid może być również mieszaniną hydrokoloidów.

Uważa się, że hydrokoloid działa jak koloid ochronny, który zapobiega skupianiu się drobinek pigmentu oraz zapewnia zwilżalność i aktywność dyspergującą.

Hydrokoloid jest stosowany korzystnie w ilościach w zakresie 1-90% wagowych na wagę naturalnego pigmentu, takim jak 2-80% wagowych. W korzystnych wykonaniach wynalazku ilość hydrokoloidu mieści się w zakresie 3-60% wagowych, takim jak 5-50% wagowych, przy czym ilość hydrokoloidu może być na przykład mniejsza niż 10% wagowych na wagę pigmentu naturalnego. W innych korzystnych wykonaniach wynalazku ilość hydrokoloidu wynosi więcej niż 100% wagowych na wagę naturalnego pigmentu, to jest stosunek pigmentu do hydrokoloidu może wynosić od 1:1 do 1:10000, na przykład mieścić się w zakresie od 1:10 do 1:5000 lub od 1:100 do 1:1000.

Ilość pigmentu można również obliczać w odniesieniu do kompozycji. Zatem ilość hydrokoloidu mieści się korzystnie w zakresie 1-50% wagowych w przeliczeniu na kompozycję, korzystnie w zakresie 5-40% wagowych, jak na przykład w zakresie 10-25% wagowych.

Według wynalazku kompozycja zawiera korzystnie co najmniej 5% wagowych wody, tak jak na przykład ponad 10% wagowych. Jedną z zalet takiej kompozycji jest możliwość dostarczenia kompozycji o zawartościach wody mieszczących się w szerokim zakresie, dzięki czemu kompozycja może być dostosowana do szczególnych życzeń odbiorcy. Kompozycja zawierająca co najmniej 5% wagowych wody i mająca niską zawartość wody ma postać proszku lub lepkiej pasty. W zależności od rodzaju użytego naturalnego pigmentu kompozycja o zawartości wody w zakresie 5-40% wagowych ma z reguły postać proszku, pasty, żelu lub lepkiej cieczy. Przy wzroście zawartości wody powyż ej tego zakresu konsystencja kompozycji odznacza się stale malejącą lepkością i kompozycja przechodzi w ciecz. Z punktu widzenia użytkownika wydaje się , że stężona kompozycja o konsystencji pasty jest korzystna, ponieważ jest łatwa do transportu i magazynowania, a ponadto w takim koncentracie naturalny pigment jest dobrze chroniony przed działaniem światła i utlenieniem. Stężoną kompozycję według wynalazku, o początkowej zawartości wody co najmniej 5% wagowych można rozcieńczać wodą aż do uzyskania pożądanego stężenia pigmentu.

W innych korzystnych wykonaniach wynalazku kompozycje zawierają mniej niż 5% wagowych wody, z ograniczeniem, że jeśli pigmentem jest karmin lub rozpyłowo suszona norbiksyna nie należy stosować żelatyny jako hydrokoloidu.

Dobór odpowiedniej ilości naturalnego pigmentu w kompozycji według wynalazku zależy od rodzaju konkretnego pigmentu i szczególnego zamierzonego zastosowania tej kompozycji, w związku z czym zawartość pigmentu brana jest pod uwagę w szerokim zakresie wartoś ci jak 0,5-90% wagowych w przeliczeniu na wagę dyspersji, z tym, że przewiduje się też możliwość użycia zawartości przekraczającej ten zakres. W korzystnych realizacjach wynalazku, ilość pigmentu zawarta jest w zakresie 1-50% wagowych, a bardziej korzystnie w zakresie 5-40% wagowych. W przeliczeniu na fazę zdyspergowaną użyteczna ilość pigmentu zawarta jest w zakresie 10 do 30% wagowych, włącznie z zawartością około 20% wagowych w przeliczeniu na wagę dyspersji.

W szczególnych wykonaniach wynalazku pigment wystę puje w postaci drobinek pigmentu wytwarzanych przez wytrącenie, spowodowane przez zakwaszenie alkalicznego roztworu pigmentu.

Według wynalazku faza wodna kompozycji może obejmować jako dalszy składnik węglowodan lub alkoholocukier, lub mieszaninę tych substancji. Węglowodan korzystnie wybiera się z grupy obejmującej monosacharydy, disacharydy lub oligosacharydy, których przykładami są glukoza, laktoza, fruktoza, sacharoza. Alkoholocukier może być wybrany z grupy obejmującej np. sorbit, mannit, dulcyt i adonit. Ilość alkoholocukru zawarta jest korzystnie w zakresie 0-95% wagowych w przeliczeniu na wagę dyspersji, takim jak 5-50% wagowych włącznie z 10-30% wagowych.

W uż ytecznych wykonaniach, kompozycja według wynalazku jest kompozycją powł okową obejmującą powyższą dyspersję nierozpuszczalnego w wodzie, hydrofilowego pigmentu naturalnego i co najmniej jednego jeszcze skł adnika, który normalnie stosowany jest w kompozycji do wytwarzania barwnych powłok, np. na tabletkach, drażetkach, pigułkach lub kapsułkach. Te dalsze składniki można wybrać spośród dodatkowych cukrów aby uzyskać syrop, środków uplastyczniających, takich jak glikol propylenowy, żywic pokrywających cienką warstwą, środków stabilizujących, dodatkowych środków barwiących, takich jak CaCO3 lub ditlenek tytanu, lub niższych alkoholi. Kompozycja może być także

PL 193 396 B1 kompozycją przeznaczoną do celów dekoracyjnych, np. kompozycja wybłyszczająca lub kompozycja do napisów.

Jak wspomniano, kompozycja według wynalazku jest użyteczna jako środek barwiący dla produktów spożywczych. Każdy środek spożywczy zawierający fazę wodną, w której kompozycja daje się dyspergować, może być zabarwiany. Liczne produkty spożywcze zawierają fazę wodną o pH niższym od 7; w wielu przypadkach takie środowisko kwaśne czyni pigment jako taki nietrwałym, pigment wykazuje tendencję do wytrącania się, co prowadzi do zmiany odcienia barwy. Takie zjawiska obserwuje się np. w produktach typu zakwaszonych produktów mlecznych. Kompozycje według wynalazku są szczególnie użyteczne w kwaśnych środkach spożywczych, ponieważ są odporne na działanie kwasów i nie ulegają wytrąceniu.

W innym uż ytecznym wykonaniu wynalazku kompozycja jest przydatna do barwienia ciekłych produktów jadalnych, obejmujących napoje bezalkoholowe, napoje gazowane i produkty mleczne.

Interesującym zastosowaniem kompozycji według wynalazku jest zabarwianie produktów jadalnych otrzymywanych metodą wytłaczania, jak np. jadalna osłonka dla wyrobu żywnościowego, takiego jak produkt wędliniarski. Typowym przykładem takich osłonek są osłonki kolagenowe stosowane jako „skórki” na kiełbasy. Do mieszaniny wodnej, która ma być wytłaczana lub wylewana dodaje się odpowiednią ilość kompozycji barwiącej, tak że w powstającej osłonce jadalnej zawarte są pigmenty barwne. Stwierdzono, że w przeciwieństwie do znanych środków barwiących żywność, pigmenty naturalne wprowadzane do wytłaczanych w powyższy sposób osłonek jadalnych, nie wykazują tendencji do migrowania do będących z nimi w kontakcie produktów żywnościowych, a zwłaszcza pigmenty takie nie ulegają uwolnieniu do wody w trakcie gotowania produktu.

Inne przykłady produktów wytłaczanych, w których kompozycje pigmentowe według wynalazku znajdują praktyczne zastosowanie, obejmują zbożowe płatki śniadaniowe, ciast(k)a, chleb, kanapki, słodycze, chlebki, chrupki, preparowane ziarna zbóż. Fakt, że kompozycje nie zawierają żadnych lipidów ani substancji powierzchniowo czynnych okazał się szczególnie użyteczny przy wytwarzaniu produktów ekspandowanych, otrzymywanych w procesach wytłaczania, ponieważ w procesach tych w obecnoś ci lipidów i/lub substancji powierzchniowo czynnych dodanych do mieszaniny wyt ł aczanej ekspansja jest słabsza.

Dalszym korzystnym zastosowaniem kompozycji jest barwienie wyrobów cukierniczych, obejmujących przykładowo cukierki, kwaśne dropsy i galaretki, ponieważ pigmenty zawarte w kompozycjach według wynalazku są odporne na działanie kwasów.

Niektóre produkty spożywcze, jak np. napoje bezalkoholowe, soki, zupy i sosy są wytwarzane wstępnie jako produkty ciekłe, które następnie poddaje się odwodnieniu w celu otrzymania produktu suchego, trwałego podczas magazynowania, o typowej zawartości wody co najwyżej 10% wagowych. Kompozycje według wynalazku są także użyteczne do zabarwiania tych produktów w taki sposób, że zabarwianie ich po ponownym uwodnieniu pozwala otrzymać w zasadzie tę samą moc i odcień barwy, jakie miały wyjściowe ciekłe produkty żywnościowe.

Jak wspomniano, w przemyśle spożywczym występują problemy związane z faktem, że środki barwiące stosowane w produktach żywnościowych wykazują tendencję do migrowania w obrębie produktu jadalnego lub do otoczenia tego produktu. W technologii zjawisko to określa się mianem „puszczania barwnika”. Zjawisko to jest szczególnie kłopotliwe w przypadku produktów żywnościowych, które zawierają liczne oddzielne segmenty lub warstwy, przy czym środek barwiący nie jest dodawany do wszystkich segmentów lecz tylko do jednego lub kilku wybranych segmentów. Tak więc, w przemyśle spożywczym wysoce pożądane są środki barwiące, które w takich produktach nie migrują. Stwierdzono, że pigmenty zawarte w kompozycjach według wynalazku utrzymują się w sposób trwały w obrę bie segmentu(ów), do których został y wprowadzone i nie przemieszczają się do są siednich niezabarwionych segmentów.

Typowym przykładem produktów żywnościowych uwarstwionych lub segmentowanych są desery, które ewentualnie mogą być zakwaszone, obejmujące co najmniej jedną warstwę nadzienia owocowego, do którego wprowadzono środek barwiący oraz jedną lub więcej warstw innych składników, również zawierających fazę wodną, do której nie dodano środka barwiącego. Innym przykładem takiego produktu jest ciast(k)o warstwowe. Przemieszczanie się środka barwiącego do warstw niebarwionych powoduje, że produkty uwarstwione przyjmują wysoce niepożądany wygląd. Jak pokażą podane niżej przykłady, kompozycje według wynalazku mogą być zastosowane w takich produktach bez występowania efektów „puszczania barwnika”. Dalszym jeszcze przykładem produktu, w którym korzyst8

PL 193 396 B1 ne jest uniknięcie migracji pigmentów, jest śniadaniowy produkt zbożowy przeznaczony do spożywania wraz z mlekiem.

Wyeliminowanie przemieszczania się pigmentów ma również zasadnicze znaczenie w przypadku produktów jadalnych obejmujących powierzchniową warstwę dekoracyjną, w której rozproszony jest środek barwiący. Migracja użytego pigmentu z warstwy dekoracyjnej do warstwy podłoża jest zdecydowanie niepożądana. Typowymi przykładami produktów dekorowanych na powierzchni są produkty mięsne, takie jak surimi i inne delikatesy, na które można nakładać dekorację np. w postaci żelu na bazie wody, barwionego kompozycją pigmentową w momencie gdy jest ciekły, a następnie nakładanego na produkt i pozostawionego do zastygnięcia. Innymi przykładami produktów dekorowanych na powierzchni są wyroby piekarnicze mające polewę cukrową (lukier) na powierzchni lub zabarwione elementy dekoracyjne. Wprowadzone do takich warstw lub elementów dekoracyjnych pigmenty zawarte w kompozycjach według wynalazku nie migrują z tych warstw lub elementów.

Szczególnym rodzajem przeznaczonych do spożycia wielowarstwowych produktów są drażetki, w których na rdzeń składnika jadalnego nakłada się jedną lub więcej warstw powlekających, składających się zazwyczaj z cukru. Przykładami takich rdzeni, które się powleka, są guma do żucia, granulki cukrowe, tabletki cukrowe i czekolada. Z reguły barwienie takich rdzeni jadalnych przeprowadza się w jednym lub kilku etapach procesu na panwiach, na których rdzenie pokrywa się syropem cukrowym zawierającym środek barwiący. Normalnie dla uzyskania zadowalającego pokrycia kolorem nieodzowne jest zastosowanie kilku warstw pokrywających. W przypadku znanych środków barwiących opartych na lakach, rozpuszczalnych w wodzie lub dyspergowalnych, często wymagane jest użycie 20 lub więcej warstw powlekających. Stwierdzono, że kompozycje według wynalazku nadają się bardzo dobrze do użycia w takich powłokach, i że przy zastosowaniu mniej niż 20 warstw, np. 2-15 warstw, można uzyskać drażetki o zadowalającym zabarwieniu. Ponadto stwierdzono, że naturalne pigmenty zawarte w tych kompozycjach, zastosowanych w powłokach kryjących, nie barwią palców przy dotykaniu ani tkanki śluzowej przy konsumpcji drażetek.

Wysoce atrakcyjną cechą kompozycji według wynalazku jest ich użyteczność jako środków barwiących przy wytwarzaniu środków farmaceutycznych. Na przykład, kompozycje mogą być stosowane do barwienia środków farmaceutycznych obejmujących liczne oddzielne segmenty, zasadniczo w ten sam sposób i z wykorzystaniem tych samych zalet jak opisano wyż ej dla segmentowanych produktów spożywczych. W szczególności kompozycje według wynalazku są użyteczne do zabarwiania kompozycji do konwencjonalnego powlekania warstwowego tabletek, pigułek lub granulek zawierających substancje farmaceutycznie aktywne.

Do takich celów powlekania dyspergowalną w wodzie kompozycję według wynalazku wprowadza się zwykle do zawiesiny syropu cukrowego, np. przy użyciu sacharozy. Zawartość substancji stałej w takim syropie do powlekania mieści się zwykle w zakresie 60-80% wagowych. Ilość kompozycji zawierającej naturalne pigmenty, dodawanej do syropu powlekającego mieści się na ogół w zakresie (1/2)-50% wagowych w przeliczeniu na wagę syropu. Zabarwiona w ten sposób mieszanina powlekająca może dodatkowo zawierać jeszcze inne składniki, takie jak środki stabilizujące, konserwujące, modyfikujące lepkość oraz plastyfikatory.

Rdzenie farmaceutyczne powleka się wielokrotnie przy zastosowaniu konwencjonalnego procesu prowadzonego w panwiach, przy czym liczba wymaganych kolejnych powlekań zależy od rodzaju użytego pigmentu i pożądanego wyglądu produktu końcowego. Natomiast przy użyciu kompozycji według wynalazku atrakcyjne zabarwienie uzyskuje się już przy nałożeniu stosunkowo niewielu warstw powlekających. Normalnie potrzeba mniej niż 20 warstw, w większości przypadków wystarcza 5-15 warstw.

Oprócz powyższych zastosowań kompozycje te uważa się za użyteczne również do barwienia ciekłych produktów farmaceutycznych, takich jak roztwory, zawiesiny lub dyspersje zawierające fazę wodną.

Jak wspomniano wyżej, w jednym aspekcie niniejszy wynalazek dostarcza pierwszą metodę wytwarzania gotowych do użycia dyspergowalnych w wodzie kompozycji pigmentowych według wynalazku.

W pierwszym etapie tej metody sporządza się dyspersję nierozpuszczalnego w wodzie, hydrofilowego pigmentu naturalnego przez wmieszanie tego pigmentu do fazy wodnej. Ten etap mieszania przeprowadza się bez dodatku substancji powierzchniowo czynnych, takich jak emulgatory, jednak w obecności hydrokoloidu uż ytego w ilości i rodzaju jak podano wyżej. Jak również wspomniano, wyPL 193 396 B1 nalazek niniejszy dotyczy pierwszej i drugiej, alternatywnej metody wytwarzania gotowych do użycia dyspergowalnych w wodzie kompozycji pigmentowych według wynalazku.

W powyższych metodach etapy mieszania można przeprowadzać przy zastosowaniu każdej znanej w technologii techniki mieszania lub blendowania. Po etapie mieszania można ewentualnie wykonać rozdrabnianie w celu uzyskania oddzielnych drobinek pigmentu, których rozmiar wynosi co najwyżej 10 mikrometrów. Może się jednak okazać korzystne kontynuowanie procesu rozdrabniania aż do uzyskania pigmentu w postaci drobinek, których średni rozmiar wynosi co najwyżej 5 mikrometrów, korzystnie najwyżej 2 mikrometry, a jeszcze korzystniej najwyżej 1 mikrometr. Może się również okazać korzystne prowadzenie procesu rozdrabniania aż do uzyskania drobinek o średnich rozmiarach co najwyżej 0,1 mikrometra, takich jak najwyżej 0,01 mikrometra.

Etap rozdrabniania można powtórzyć raz lub więcej razy aż do uzyskania drobinek o wymaganym rozmiarze.

Stosowalne techniki rozdrabniania obejmują mielenie i homogenizację, jak to opisano w przytoczonych niżej przykładach.

W korzystnych realizacjach wynalazku pigment występuje w postaci cząstek wytworzonych przez wytrącenie pigmentu spowodowane przez zakwaszenie alkalicznego roztworu pigmentu.

W korzystnych wykonaniach metod wedł ug wynalazku ilość hydrokoloidu wynosi mniej niż 10% w przeliczeniu na wagę pigmentu.

W razie potrzeby operacje dyspergowania pigmentu można przeprowadzać stosując co najmniej dwa etapy, przy czym dodatkową ilość hydrokoloidu można wprowadzić w drugim i/lub dowolnym następnym etapie.

Sposoby według wynalazku mogą również obejmować wytwarzanie dyspersji pigmentowej, w której stosuje się mieszaninę dwu lub wię cej nierozpuszczalnych w wodzie, hydrofilowych pigmentów naturalnych. W ten sposób, stosując kombinację dwu lub więcej pigmentów o różnych barwach można uzyskać kompozycje pigmentowe o szczególnie atrakcyjnym odcieniu kolorystycznym.

Jak wspomniano, sposoby według wynalazku mogą obejmować dodanie węglowodanu do fazy wodnej przed lub po etapie mieszania lub rozdrabniania, lub też mogą one obejmować dodanie co najmniej jednego dodatkowego składnika do dyspersji nierozpuszczalnego w wodzie, hydrofilowego pigmentu naturalnego. Takie dodatkowe składniki mogą być wybrane np. spośród przeciwutleniaczy, środków stabilizujących, plastyfikatorów, środków modyfikujących lepkość, alkoholi, żywic i środków konserwujących.

W użytecznych wykonaniach wynalazku metody powyższe obejmują jeszcze dodatkowy etap suszenia w celu uzyskania kompozycji zawierającej mniej niż 5% wagowych wody, przy ograniczeniu, że nie należy stosować żelatyny jak hydrokoloidu jeśli użytym pigmentem jest karmin lub norbiksyna suszona rozpyłowo.

Kompozycje nieproszkowe według wynalazku mają następujące zalety:

- stosowanie tych środków nie stwarza problemów z pyleniem, które występuje w przypadku użycia produktów proszkowych,

- w przeciwieństwie do produktów proszkowych są one łatwiej dyspergowalne w układach wodnych,

- wytwarzanie ich nie wymaga zastosowania węzła suszenia, co powoduje, że koszty wytwarzania są niższe i że pigmenty nie ulegają degradacji pod wpływem ciepła i tlenu,

- odznaczają się większą łatwoś cią dozowania,

- mogą być dostarczane z taką zawartoś cią wody i o takiej konsystencji, która jest dostosowana do konkretnego przypadku zastosowania, na przykład mogą obejmować zakres konsystencji od skoncentrowanych past do produktów o niskiej lepkości.

Kompozycje według wynalazku:

- nie stwarzają problemów zwią zanych z migracją pigmentu,

- nie zawierają dodatków niepożądanych,

- nie wytrącają się, nie rozdzielają się i nie gromadzą się na powierzchni i/lub nie zmieniają koloru przy niskich wartościach pH, co określa się w technologii jako „odporność na działanie kwasów”,

- umożliwiają kontrolowane nadawanie pożądanego zmę tnienia lub refleksu świetlnego mediom, które z natury są klarowne.

Następujące przykłady ilustrują niniejszy wynalazek lecz nie ograniczają go.

P r z y k ł a d I. Otrzymywanie kompozycji na bazie karminu. Do 17,3 kg wody zdemineralizowanej o temperaturze około 65°C wprowadzono powoli 7,9 kg żelatyny (w przeliczeniu na suchą masę) i mieszano aż do całkowitego rozpuszczenia się żelatyny. Następnie dodano 14,2 kg sacharozy

PL 193 396 B1 mieszając aż do całkowitego rozpuszczenia się cukru. Do powyższego roztworu dodano 10,5 kg proszku laku karminowego (o zawartości 50-52% karminu), mieszając roztwór przy użyciu mieszadła mechanicznego aż do uzyskania jednorodnej mieszaniny.

Mieszaninę rozdrabniano stosując odpowiednie urządzenie aż do uzyskania trwałej dyspersji pigmentu. Rozdrobniony produkt podgrzano, łagodnie mieszając, do około 75°C i utrzymywano w tej temperaturze przez około 10 minut. Zawartość wody w otrzymanej kompozycji wyniosła około 35% wagowych; zawartość pigmentu wynosiła około 10% wagowych.

Instrukcja robocza 1.

Wytwarzanie kompozycji na bazie karminu przy zastosowaniu gumy arabskiej jako hydrokoloidu.

Kompozycję taką wytwarza się przy zastosowaniu zasadniczo tej samej metody i składników jak opisano w przykładzie I, z tym że w miejsce 7,9 kg żelatyny dodaje się 10,5 kg gumy arabskiej (w przeliczeniu na suchą masę) a ilość cukru zmniejsza się do 11,6 kg.

P r z y k ł a d II. Wytwarzanie kompozycji na bazie karminu z zastosowaniem dwuetapowego dyspergowania karminu. Do 16,0 kg wody zdemineralizowanej o temperaturze około 65°C dodano powoli 1,0 kg żelatyny (w przeliczeniu na suchą masę) i mieszano aż do całkowitego rozpuszczenia się żelatyny. Następnie dodano 15,5 kg sacharozy i mieszano aż do całkowitego rozpuszczenia się cukru. Do powyższej mieszaniny dodano 10,5 kg karminu i mieszaninę mieszano przy użyciu mieszalnika mechanicznego. Mieszanie kontynuowano aż do uzyskania jednorodnej mieszaniny. Mieszaninę rozdrobniono przy użyciu odpowiedniego młyna aż do uzyskania trwałej dyspersji pigmentu. Zmielony produkt podgrzano, łagodnie mieszając, do około 70°C, po czym dodano 7,0 kg żelatyny, którą rozpuszczono mieszając. Temperaturę utrzymywano przez około 10 minut na podanym wyżej poziomie. Zawartość wody w otrzymanej kompozycji wyniosła około 32% wagowych.

P r z y k ł a d III. Wytwarzanie kompozycji na bazie norbiksyny. Dla sporządzenia roztworu żelatyna-cukier dodano 2,0 kg żelatyny (w przeliczeniu na suchą masę) do 4,4 kg wody zdemineralizowanej o temperaturze około 65°C i mieszano aż do całkowitego rozpuszczenia się żelatyny. Następnie dodano 3,6 kg sacharozy i mieszano aż do całkowitego rozpuszczenia się cukru. Do 9,6 kg powyższej mieszaniny dodano 0,39 kg pigmentu A-1400-WS (4,8-procentowy alkaliczno-wodny roztwór oriany), mieszając przy użyciu mieszalnika mechanicznego. Mieszanie kontynuowano aż do momentu uzyskania całkowicie jednorodnej mieszaniny. Mieszanina miała pH około 5,6. Zawartość wody w uzyskanej kompozycji wyniosła około 46% wagowych.

P r z y k ł a d IV. Wytwarzanie kompozycji na bazie chlorofiliny. Sproszkowaną chlorofilinę w ilości 100 g rozpuszczono w 300 g zdemineralizowanej wody, po czym dodano 25 g kwasu cytrynowego aby obniżyć pH roztworu do wartości 4,5. Następnie dodano 150 g żelatyny (w przeliczeniu na suchą masę) i 425 g sacharozy, które rozpuszczano podnosząc temperaturę środowiska do około 65°C i mieszając aż do uzyskania całkowicie jednorodnej mieszaniny.

Mieszaninę rozcierano aż do uzyskania wymaganego rozmiaru drobinek pigmentu. Roztarty produkt ogrzewano, łagodnie mieszając, do około 75°C i utrzymywano w tej temperaturze przez około 10 minut. Zawartość wody w otrzymanej kompozycji pigmentowej wyniosła około 30% wagowych.

P r z y k ł a d V. Porównawcze studium migracji w kwaśnym deserze zabarwionym kompozycją pigmentową według wynalazku i środkami barwiącymi użytymi dla porównania. Roztarte na miazgę jabłka zmieszano z niżej podaną ilością środków barwiących a następnie otrzymaną mieszaniną napełniono do połowy 25-mililitrowe pojemniki szklane; górną połowę dopełniono jogurtem. Pojemniki trzymano w temperaturze 5°C i badano migrację barwnika do warstwy jogurtu po upływie 4, 7, 11 i 28 dni.

Środek barwiący, użyty jako materiał do porównań, stanowił produkt firmy Chr. Hansen A/S, H:>rsholm, Dania. Zbadano następujące środki (dawki: gramy środka barwiącego/gram miazgi jabłecznej):

- CO-820-WS-AP: kwas karminowy rozpuszczony w glikolu propylenowym, kwasie cytrynowym i wodzie (0,150),

- kompozycja na bazie karminu z przykładu I (0,052).

PL 193 396 B1

T a b e l a 5.1.

Migracja (w cm) kompozycji badanych i środków barwiących użytych dla porównania

	Dni
4	7	11
Kompozycja karminowa, dla porównania	1	1,8	1,8
Kompozycja karminowa, testowana	0	0	0

Powyższe wyniki dowodzą wyraźnie, że w przypadku kompozycji według wynalazku zawierającej naturalne pigmenty migracja nie wystąpiła, natomiast w przypadku kompozycji porównawczej, zawierającej odpowiednie pigmenty w roztworze, migracja wystąpiła w znacznym stopniu.

P r z y k ł a d VI. Powlekanie wyrobów cukierniczych przy użyciu syropów zawierających kompozycje na bazie naturalnych pigmentów. Syrop powlekający sporządzono przez zmieszanie 3,5 kg sacharozy z 1,5 kg wody i ogrzanie mieszaniny do 80°C z ustawicznym mieszaniem przy użyciu mieszadła śmigłowego. Syrop schłodzono do temperatury 50°C, po czym dodano 270 g kompozycji według wynalazku, zawierającej naturalne pigmenty w ilości około 5%. W ten sposób sporządzono zabarwiony syrop powlekający, zawierający kompozycję pigmentową na bazie karminu. Stężenie naturalnego pigmentu w syropie wynosiło około 0,4% w przeliczeniu na suchą masę syropu.

Do zbadania zdolności barwiącej syropów powlekających użyto 4-5 kg rdzeni cukierniczych o ś rednicy 17 mm z powłoką cukrową zawierającą TiO2.

W doświadczeniu uzyskano zadowalające zabarwienie powstałych drażetek, stosując zaledwie 3-4 warstwy barwiącego syropu, natomiast mocne i ciemne zabarwienie otrzymano po nałożeniu 10 warstw powłoki.

Doświadczenie to wykazało, że kompozycja naturalnego pigmentu uległa bardzo dobremu zdyspergowaniu bez użycia mieszalnika wysokoobrotowego.

Zdolność barwienia była wysoka w tym sensie, że zadowalające zabarwienie uzyskiwano już po nałożeniu 3-4 warstw bez stosowania gumy arabskiej jako dodatku, która jest często używana jako składnik syropów powlekających dla zwiększenia przyczepności środka barwiącego. Przy spożyciu zabarwionych drażetek nie stwierdzono zabarwiania zębów, ust lub rąk.

P r z y k ł a d VII. Zachowanie się kompozycji karminowej (Test-Carmine) wedł ug wynalazku przy niskim pH. Znane środki barwiące, zawierające lak karminowy są niedogodne w tym sensie, że nie nadają się do zastosowania w produktach kwaśnych ponieważ przy niskich wartościach pH lak ulega dysocjacji na wolny kwas karminowy, co powoduje zmianę barwy z czerwieni karminowej na czerwień pomarańczową. Dodatkowo degradacja laku spowodowana niską wartością pH może prowadzić do wytrącenia się chelatów kwasu karminowego.

Z tego wzglę du produkt Test-Carmine poddano badaniom na ewentualną odporność na dział anie kwasu wprowadzając go do środowiska napoju bezalkoholowego w sposób opisany poniżej. Na wstępie sporządzono koncentrat napoju bezalkoholowego o następującym składzie:

Sacharoza 430,0 g

Benzoesan sodu, do celów spożywczych 0,7 g Sól potasowa kwasu sorbowego, do celów spożywczych 0,9 g

Kwas askorbinowy 0,1 g Jednowodny kwas cytrynowy, do celów spożywczych 8,6 g

Woda zdemineralizowana uzupełniono do 1000,0 g

Następnie koncentrat rozcieńczono wodą zdemineralizowaną w stosunku 1:4, uzyskując środowisko napoju o wartości pH = 3,0 ± 0,2. Do tego środowiska rozcieńczonego napoju bezalkoholowego dodano w formie próbki testowej 200 ppm kompozycji pigmentowej wytworzonej w przykładzie I. Jako materiały porównawcze zastosowano równoważne stężenia pigmentu we wspomnianym już środku barwiącym CO-820-WS-AP (przykład V), który zawierał kwas karminowy w glikolu propylenowym i kwas cytrynowy oraz CC-500-WS, tj. alkalicznego roztworu karminu.

Po dodaniu kompozycji na bazie karminu, Test-Carmine, oraz środka barwiącego użytego dla celów porównawczych stwierdzono, że odcień barwy napoju bezalkoholowego z Test-Carmine był karminowo-czerwony, natomiast napój bezalkoholowy z produktem porównawczym CO-820-WS-AP był pomarańczowy, a ponadto wytrącił się produkt porównawczy CC-500-WS. W próbce napoju zawie12

PL 193 396 B1 rającego Test-Carmine nie zaobserwowano wytrącania się kwasu karminowego. Po upływie 50 dni próbka z Test-Carmine nadal zachowywała odcień karminowo-czerwony.

Stwierdzono również, że dodatek kompozycji Test-Carmine spowodował wystąpienie efektownego zmętnienia (które nie było wynikiem wytrącenia się) napoju bezalkoholowego, w przeciwieństwie do próbki porównawczej, która zachowała przezroczystość.

P r z y k ł a d VIII. Zachowanie się kompozycji pigmentowych w napojach bezalkoholowych. Do rozcieńczonego środowiska napoju bezalkoholowego, o-trzymanego w przykładzie VII dodano w formie próbek testowych 10% wagowych kompozycji na bazie karminu (Test-Carmine) i na bazie chlorofiliny (Test-Chlorophyllin) z przykładów I i IV, odpowiednio. Jako próbki porównawcze wprowadzono do środowiska napoju bezalkoholowego następujące środki barwiące, zawierające odpowiednie pigmenty:

- CC-500-WS, 5-procentowy karmin w roztworze alkalicznym.

- C-10000-WS-AP, chlorofilina w polisorbacie i glikolu propylenowym.

Zmierzono wartości L*a*b* stosując przyrząd Minolta Tristimulus CT-210 wyposażony w lampę D65 i kiuwetę o długości drogi świetlnej 1 cm. Pomiary przeprowadzono po rozpuszczeniu/zdyspergowaniu środków barwiących i po przechowywaniu przez 8 tygodni, odpowiednio na świetle i w ciemności. Symbol ΔΕ wyraża różnicę parametrów barwy. Rezultaty zestawiono w poniższej tabeli:

T a b e l a 8.1.

Wygląd środowiska napoju bezalkoholowego i parametry barwy po magazynowaniu i wystawieniu na działanie światła

	Wygląd	Parametry barwy
początkowy	po 1 tygo-	ΔΞ	Δ kąta odcienia	warunki testu
Test-Carmine	mętny	mętny	21		światło dzienne, 8 tygodni
CC-500WS	przezroczysty	osad	60		1,5 godziny w przyrządzie
Test- Chlorophyllin	mętny	mętny	2,8	2,6	Suntester CPS
C-10000-WS- AP	przezroczysty	mętny/osad	6,4	12,1	lampa Xenon, 600 W/m2

Wyniki powyższe dowodzą, że kompozycje według wynalazku odznaczają się wysoką stabilnością w porównaniu ze środkami barwiącymi użytymi jako materiały odniesienia. Ponadto dyspergowalne w wodzie kompozycje według wynalazku nadają środowisku napoju bezalkoholowego wygląd mętny, natomiast próbki napojów bezalkoholowych porównawczych pozostały przezroczyste. Mętność napoju bezalkoholowego stanowi wysoce pożądaną cechę zabarwionego napoju bezalkoholowego.

P r z y k ł a d IX. Zachowanie się kompozycji na bazie norbiksyny według wynalazku (TestNorbixin) przy niskich wartościach pH. Około 1 ml kompozycji na bazie norbiksyny otrzymanej w przykładzie III i materiał porównawczy A-320-WS (1,1-procentowy wodno-alkaliczny roztwór oriany) dodano odpowiednio do 100 ml wody zdemineralizowanej i wyżej przedstawionego środowiska napoju bezalkoholowego. Zaobserwowano co następuje:

T a b e l a 9.1.

Zachowanie się kompozycji na bazie norbiksyny w napoju bezalkoholowym i w zdemineralizowanej wodzie

	Woda zdemineralizowana	Napój bezalkoholowy
Test-Norbixin A-320-WS	roztwór mętny klarowny roztwór pomarańczowo-żółty	klarowny roztwór żółto-pomarańczowy osad

Cztery próbki przechowywano w ciemności, w temperaturze pokojowej, przez 15 miesięcy. Kompozycja porównawcza nie uległa zmianie w roztworze napoju bezalkoholowego, natomiast w wodzie zdemineralizowanej kompozycja porównawcza straciła swoje zabarwienie. Kompozycja testowana Test-Norbixin nie uległa zmianie ani w środowisku napoju bezalkoholowego, ani w środowisku zdemineralizowanej wody.

PL 193 396 B1

Powyższe dane dowodzą, że przy zastosowaniu kompozycji według wynalazku można także otrzymać roztwory przezroczyste przy kwaśnym pH, i że roztwory te są trwałe w środowisku kwaśnym.

P r z y k ł a d X. Zachowanie się chlorofiliny (Test-Chlorophillin) w skoncentrowanym napoju bezalkoholowym. Do skoncentrowanego napoju bezalkoholowego opisanego w przykładzie VII, dodano w charakterze środka barwiącego 200 ppm kompozycji na bazie chlorofiliny, opisanej w przykładzie IV. Próbkę porównawczą zabarwiano przy użyciu wyżej opisanego środka barwiącego C-10000-WSAP o tym samym stężeniu chlorofiliny.

Następujące wyniki otrzymano po 1 i 4 tygodniach magazynowania:

T a b e l a 10.1.

Wygląd stężonego napoju bezalkoholowego

Środek barwiący	1 tydzień	4 tygodnie
Test-Chlorophyllin	pierścień nie tworzy się	pierścień nie tworzy się
C-10000-WS-AP	pierścień tworzy się	pierścień tworzy się

Wyniki powyższe dowodzą, że pod względem tworzenia się pierścienia kompozycje według wynalazku są jakościowo lepsze od równoważnych kompozycji rozpuszczalnych w wodzie.

Claims (36)

1. Zastosowanie gotowej do uż ycia, dyspergowalnej w wodzie kompozycji obejmującej dyspersję nierozpuszczalnego w wodzie hydrofilowego pigmentu naturalnego w postaci drobinek o średnim rozmiarze maksymalnie 10 mikrometrów, które są zdyspergowane w nieobecności substancji powierzchniowo czynnej, w fazie wodnej zawierającej hydrokoloid, przy czym kompozycja zawiera ponad 10% wagowych wody, do wytwarzania produktu jadalnego przez zdyspergowanie kompozycji w fazie wodnej tego produktu.

2. Zastosowanie kompozycji według zastrz. 1, znamienne tym, ż e pH fazy wodnej produktu jadalnego wynosi co najwyżej 7.

3. Zastosowanie wedł ug zastrz. 1, znamienne tym, ż e jadalny produkt obejmuje liczne, oddzielne segmenty, a kompozycję dysperguje się w obrębie jednego lub więcej wybranych segmentów, przy czym kompozycja znajdująca się w jednym segmencie zasadniczo nie migruje do innych segmentów.

4. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, ż e w kompozycji dyspergowalnej w wodzie naturalnym pigmentem jest pigment, który zasadniczo jest nierozpuszczalny w środowiskach wodnych przy pH bliskim obojętnego lub niższym, lecz rozpuszczalny w środowiskach wodnych o pH w zakresie zasadowym.

5. Zastosowanie wedł ug zastrz. 4, znamienne tym, ż e pigment jest wybrany z grupy obejmującej pigment porfirynowy, karmin, kurkuminę i karotenoid.

6. Zastosowanie wedł ug zastrz. 5, znamienne tym, ż e pigment jest w postaci czą stek, uzyskanych przez wytrącenie pigmentu spowodowane przez zakwaszenie alkalicznego roztworu pigmentu.

7. Zastosowanie wedł ug zastrz. 1, znamienne tym, ż e faza wodna dyspergowalnej w wodzie kompozycji obejmuje węglowodan.

8. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, ż e hydrokoloid jest wybrany z grupy obejmującej białko, polisacharyd i żywicę.

9. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że dyspergowalna w wodzie kompozycja jest w postaci pasty, żelu lub lepkiej cieczy.

10. Zastosowanie dyspergowalnej w wodzie kompozycji pigmentowej obejmującej dyspersję nierozpuszczalnego w wodzie hydrofilowego pigmentu naturalnego w postaci drobinek o średnim rozmiarze maksymalnie 10 mikrometrów, które są zdyspergowane w nieobecności substancji powierzchniowo czynnej w fazie wodnej zawierającej hydrokoloid, a kompozycja zawiera mniej niż 5% wagowych wody, przy ograniczeniu, że jeśli zastosowanym pigmentem jest karmin lub rozpyłowo suszona norbiksyna, wówczas hydrokoloidem nie jest żelatyna, która to kompozycja, gdy jest dodawana do produktu spożywczego obejmującego, liczne, oddzielne segmenty i tym samym jest zdyspergowana w obrębie jednego lub więcej wybranych segmentów, zasadniczo nie migruje z tego(tych) segmen14

PL 193 396 B1 tu(ów) do innych segmentów, do wytwarzania produktu spożywczego przez zdyspergowanie kompozycji w fazie wodnej tego produktu.

11. Zastosowanie kompozycji według zastrz. 10, znamienne tym, że pH fazy wodnej produktu spożywczego wynosi co najwyżej 7.

12. Zastosowanie według zastrz. 10, znamienne tym, że spożywczy produkt obejmuje liczne, oddzielne segmenty, a kompozycję dysperguje się w obrębie jednego lub więcej wybranych segmentów, przy czym kompozycja znajdująca się w jednym segmencie zasadniczo nie migruje do innych segmentów.

13. Zastosowanie według zastrz. 10, znamienne tym, że w kompozycji dyspergowalnej w wodzie naturalnym pigmentem jest pigment, który zasadniczo jest nierozpuszczalny w środowiskach wodnych przy pH bliskim obojętnego lub niższym, lecz rozpuszczalny w środowiskach wodnych o pH w zakresie zasadowym.

14. Zastosowanie według zastrz. 13, znamienne tym, że pigment jest wybrany z grupy obejmującej pigment porfirynowy, karmin, kurkuminę i karotenoid.

15. Zastosowanie według zastrz. 14, znamienne tym, że pigment jest w postaci cząstek, uzyskanych przez wytrącenie pigmentu spowodowane przez zakwaszenie alkalicznego roztworu pigmentu.

16. Zastosowanie według zastrz. 10, znamienne tym, że faza wodna dyspergowalnej w wodzie kompozycji obejmuje węglowodan.

17. Zastosowanie według zastrz. 10, znamienne tym, że hydrokoloid jest wybrany z grupy obejmującej białko, polisacharyd i żywicę.

18. Zastosowanie według zastrz. 10, znamienne tym, że dyspergowalna w wodzie kompozycja jest w postaci pasty, żelu lub lepkiej cieczy.

19. Zastosowanie gotowej do użycia, dyspergowalnej w wodzie kompozycji obejmującej dyspersję nierozpuszczalnego w wodzie hydrofilowego pigmentu naturalnego w postaci drobinek o średnim rozmiarze maksymalnie 10 mikrometrów, które są zdyspergowane w nieobecności substancji powierzchniowo czynnej, w fazie wodnej zawierającej hydrokoloid, a kompozycja zawiera ponad 10% wagowych wody, do wytwarzania produktu farmaceutycznego.

20. Zastosowanie według zastrz. 19, znamienne tym, że produkt farmaceutyczny obejmuje, liczne, oddzielne segmenty i gdy kompozycja jest zdyspergowana w obrębie jednego lub więcej wybranych segmentów, zasadniczo nie migruje z tego(tych) segmentu(ów) do innych segmentów.

21. Gotowa do użycia, dyspergowalna w wodzie kompozycja pigmentowa, znamienna tym, że obejmuje dyspersję naturalnego pigmentu, który jest nierozpuszczalny w wodzie przy pH 7 lub poniżej, ale jest rozpuszczalny w roztworach alkalicznych, i jest w postaci drobinek o średnim rozmiarze wynoszącym co najwyżej 10 mikrometrów, przy czym drobinki te są zdyspergowane w nieobecności substancji powierzchniowo czynnej w fazie wodnej zawierającej hydrokoloid, a naturalny pigment jest wy brany z grupy obejmującej kompleks chelatowy metalu z karmi nem, kompleks chelatowy metalu z kurkuminą , pigment porfirynowy i norbiksynę , przy czym gdy kompozycję dodaje się do produktu spożywczego obejmującego liczne, oddzielne segmenty i tym samym jest ona zdyspergowana w obrę bie jednego lub wię cej wybranych segmentów, wówczas kompozycja ta zasadniczo nie migruje z tego(tych) segmentu(ów) do innych segmentów.

22. Kompozycja według zastrz. 21, znamienna tym, że zawiera co najmniej 5% wagowych wody.

23. Kompozycja według zastrz. 21, znamienna tym, że zawiera mniej niż 5% wagowych wody.

24. Kompozycja według zastrz. 21, znamienna tym, że pigment jest w postaci cząstek, które uzyskuje się przez wytrącenie pigmentu spowodowane przez zakwaszenie alkalicznego roztworu pigmentu.

25. Kompozycja według zastrz. 21, znamienna tym, że faza wodna obejmuje węglowodan.

26. Kompozycja według zastrz. 21, znamienna tym, że hydrokoloid jest wybrany spośród białka, polisacharydu i żywicy.

27. Sposób wytwarzania gotowej do użycia dyspergowalnej w wodzie kompozycji pigmentowej określonej w zastrz. 21, znamienny tym, że obejmuje wytwarzanie dyspersji nierozpuszczalnego w wodzie, hydrofilowego pigmentu naturalnego, przez zmieszanie tego pigmentu w nieobecnoś ci substancji powierzchniowo czynnej z fazą wodną, zawierającą hydrokoloid, z wytworzeniem dyspersji obejmującej pigment w postaci drobinek o średnim rozmiarze co najwyżej 10 mikrometrów.

28. Sposób według zastrz. 27, znamienny tym, że obejmuje ponadto etap suszenia dyspersji, z wytworzeniem kompozycji zawierają cej mniej niż 5% wagowych wody.

PL 193 396 B1

29. Sposób według zastrz. 27 lub 28, znamienny tym, że stały pigment jest w postaci cząstek, które uzyskuje się przez wytrącenie pigmentu spowodowane zakwaszeniem alkalicznego roztworu pigmentu.

30. Sposób według zastrz. 27 lub 28, znamienny tym, że hydrokoloid stosuje się w ilości poniżej 10% wagowych w odniesieniu do pigmentu.

31. Sposób według zastrz. 27 lub 28, znamienny tym, że obejmuje ponadto etap dodawania dodatkowej ilości hydrokoloidu.

32. Sposób według zastrz. 27 lub 28, znamienny tym, że do fazy wodnej dodaje się węglowodanu.

33. Sposób wytwarzania gotowej do użytku, dyspergowalnej w wodzie kompozycji pigmentowej określonej w zastrz. 22, znamienny tym, że obejmuje etapy:

i) wytworzenie alkalicznego roztworu wodnego zawierającego nierozpuszczalny w wodzie, hydrofilowy pigment naturalny, ii) wytworzenie wodnej dyspersji lub roztworu hydrokoloidu, iii) zmieszanie alkalicznego roztworu wodnego z wodną dyspersją lub roztworem hydrokoloidu, oraz iv) w razie potrzeby, doprowadzenie pH do wartości, przy której pigment się wytrąca, z wytworzeniem kompozycji zawierającej pigment w formie dyspersji drobinek pigmentu o średnim rozmiarze co najwyżej 10 mikrometrów.

34. Sposób wytwarzania gotowej do użytku, dyspergowalnej w wodzie kompozycji pigmentowej określonej w zastrz. 23, znamienny tym, że obejmuje etapy:

i) wytworzenie alkalicznego roztworu wodnego zawierającego nierozpuszczalny w wodzie, hydrofilowy pigment naturalny, ii) wytworzenie wodnej dyspersji lub roztworu hydrokoloidu, iii) zmieszanie alkalicznego roztworu wodnego z wodną dyspersją lub roztworem hydrokoloidu, oraz iv) w razie potrzeby, doprowadzenie pH do wartości, przy której pigment się wytrąca, z wytworzeniem kompozycji zawierającej pigment w formie dyspersji drobinek pigmentu o średnim rozmiarze co najwyżej 10 mikrometrów, oraz

v) etap suszenia kompozycji drobinek pigmentu, z wytworzeniem kompozycji zawierającej mniej niż 5% wagowych wody.

35. Sposób wytwarzania gotowej do użytku, dyspergowalnej w wodzie kompozycji pigmentowej określonej w zastrz. 22, znamienny tym, że obejmuje etapy:

i) wytworzenie alkalicznego roztworu wodnego zawierającego nierozpuszczalny w wodzie, hydrofilowy pigment naturalny, a następnie obniżenie pH do wartości powodującej wytrącenie się pigmentu i otrzymanie dyspersji wytrąconego pigmentu, ii) wytworzenie wodnej dyspersji lub roztworu hydrokoloidu, iii) zmieszanie dyspersji obejmującej wytrącony pigment z etapu (i) z dyspersją lub roztworem hydrokoloidu z etapu (ii), z wytworzeniem kompozycji zawierającej pigment w postaci dyspersji drobinek pigmentu o średnim rozmiarze co najwyżej 10 mikrometrów.

36. Sposób wytwarzania gotowej do użytku, dyspergowalnej w wodzie kompozycji pigmentowej określonej w zastrz. 23, znamienny tym, że obejmuje etapy:

i) wytworzenie alkalicznego roztworu wodnego zawierającego nierozpuszczalny w wodzie, hydrofilowy pigment naturalny, a następnie obniżenie pH do wartości powodującej wytrącenie się pigmentu i otrzymanie dyspersji wytrąconego pigmentu, ii) wytworzenie wodnej dyspersji lub roztworu hydrokoloidu, iii) zmieszanie dyspersji obejmującej wytrącony pigment z etapu (i) z dyspersją lub roztworem hydrokoloidu z etapu (ii), z wytworzeniem kompozycji zawierającej pigment w postaci dyspersji drobinek pigmentu o średnim rozmiarze co najwyżej 10 mikrometrów, oraz iv) etap suszenia kompozycji drobinek pigmentu, z wytworzeniem kompozycji zawierającej mniej niż 5% wagowych wody.