DE10246770A1

DE10246770A1 - Verfahren zur Herstellung von Tomatenextrakten mit hohem Gehalt an Lycopin

Info

Publication number: DE10246770A1
Application number: DE10246770A
Authority: DE
Inventors: Andrea Giori
Original assignee: Indena SpA
Current assignee: Indena SpA
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2003-10-16
Also published as: DE60305459T2; RU2304886C2; KR101037271B1; DE60305459D1; RU2004128462A; US20050153038A1; KR20040101316A; PL203697B1; AU2003218777B2; JP2005520532A; NO20044021L; NO326876B1; EP1487282B1; PT1487282E; CA2480337C; IL164253A0; JP4276088B2; CA2480337A1; CN1642443A; ITMI20020632A1

Abstract

Ein Verfahren zur Extraktion von Lycopin aus ganzen Tomaten, wobei die Tomaten in der Wärme konzentriert und mit Wasser-gesättigtem Essigsäureethylester extrahiert werden, wird offenbart.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tomatenextrakten mit einem hohen Gehalt an Lycopin.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Lycopin ist ein natürliches Pigment mit intensiv roter Farbe, das besonders reichlich in Tomaten und Wassermelonen vorkommt. Aufgrund dieser Eigenschaft sowie seiner Sicherheit und vorteilhaften Wirkungen wird Lycopin vielfach in der Nahrungsmittelindustrie als färbendes Mittel, gewöhnlich in Form von Ölharz - das heißt, eine Suspension in natürlichen Lipiden - verwendet. In dieser Form werden Lycopinoxidation (kristallines Lycopin ist sehr instabil) und bakterieller Abbau höchstwahrscheinlich aufgrund der vorliegenden Lipide und natürlichen Antioxidanzien verhindert. Weiterhin wird Lycopin, dank seiner antioxidativen und chemoprotektiven Eigenschaften, als Nahrungsergänzung verwendet.

Obwohl Lycopin durch Synthese hergestellt werden kann [Karrer et al., Helv. Chim. Acta 33, 1349 (1950); Isler et al., ibid. 39, 463 (1956)], wird es gewöhnlich durch Extraktion aus Tomaten (Lycopersicum esculentum) erhalten. Weil Lycopin nur in der kristallinen Form eine intensiv rote Farbe aufweist, sollte das Extraktionsverfahren erlauben, das Produkt in dieser Form zu erhalten.

Bis jetzt umfassen die vorgeschlagenen Verfahren (WO 95/16363 und WO 97/48287) die Trennung des Serums von der Pulpe und die Extraktion der Letzteren mit Lösungsmitteln. In WO 97/48287 werden Tomaten, vor der Pulpe-Serum-Trennung, die unter gesteuerten Bedingungen ausgeführt werden muss, Wärmebehandlung unterzogen und die Extraktion wird auch in der Wärme ausgeführt.

Obwohl diese Verfahren mit beliebigen Tomatenarten . angewendet werden können, sollte der Anfangsgehalt an Lycopin vorzugsweise oberhalb 50 ppm liegen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG IM EINZELNEN

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tomaten-Vollextrakten mit einem Lycopingehalt von 5% bis 20% und mit einem Gehalt an reduzierenden Zuckern, ausgedrückt als Glucose, von unter 1%, umfassend die nachstehenden Schritte:

a) Vorbehandeln von frischen Tomaten, welches Waschen, dann Schneiden oder Zerkleinern umfasst;
b) Konzentrieren der zerschnittenen oder zerkleinerten Tomaten von Schritt a) in der Wärme;
c) Extrahieren des Konzentrats von Schritt b) mit Wasser-gesättigtem Essigsäureethylester;
d) Zurückwaschen des Extrakts von Schritt c) mit Wasser;
e) Konzentrieren des Extrakts zur Trockne unter vermindertem Druck.

Die Vorbehandlung wird gemäß herkömmlicher Techniken ausgeführt und ein beliebiges Verfahren, welches homogen geschnittene/zerkleinerte Tomaten bereitstellt, ist geeignet. Die Konzentrierung (Schritt b) erfolgt durch Destillation unter vermindertem Druck bei Temperaturen im Bereich von 40 bis 70°C, vorzugsweise bei 50°C, sodass das Gewicht der zerschnittenen/zerkleinerten Tomaten 20-30% des Ausgangswertes beträgt.

Die Extraktion des Konzentrats (Schritt c) wird wiederholt mit Wasser-gesättigtem Essigsäureethylester bei einem Volumen im Bereich vom 1,0- bis 2,5-, vorzugsweise 2-fachen, des Gewichts des Konzentrats durchgeführt, um einen Lycopinfreien Rückstand zu erhalten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Extraktion viermal wiederholt. Die Extraktion wird für mindestens eine Stunde bei Raumtemperatur, abgeschirmt von Licht und unter ständigem Rühren des Konzentrat-Lösungsmittel-Gemisches ausgeführt.

Jeder Extrakt wird mit Wasser, vorzugsweise mit der Hälfte des Volumens des für jede einzelne Extraktion verwendeten Lösungsmittels, gewaschen (Schritt d), wonach die Extrakte vereinigt, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft werden (Schritt e). Das Waschen mit Wasser ist für den Erfolg des Verfahrens zwingend; es wurde tatsächlich beobachtet, dass beim Fortlassen des Schritts, wie im Einzelnen im anschließenden Beispiel 3 erläutert, zwar eine höhere Menge des Vollextrakts erhalten wird, welche jedoch im prozentualen Lycopingehalt um etwa ein Drittel niedriger ist (ungefähr 4% anstelle 6% für Tomaten, die 50 ppm Lycopin enthalten).

Weiterhin erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren das Gewinnen von kristallinem Lycopin höherer Reinheit als 50%, aus dem Ölharz hergestellt werden kann. Für diesen Zweck werden Schritte a)-d) wie vorher beschrieben ausgeführt, wohingegen bei Schritt e) der Extrakt auf ein Endvolumen im Bereich von 0,10 bis 0,28% bezüglich des Ausgangsvolumens konzentriert wird. Der konzentrierte Extrakt wird dann für einige Stunden stehen lassen und der kristalline Lycopinniederschlag wird abfiltriert und getrocknet (Schritt f). Das erhaltene kristalline Lycopin kann gegebenenfalls in Ethanol suspendiert, dann filtriert und mit Essigsäureethylester gewaschen werden, bis zur Gewinnung der gewünschten Reinheit. Das Ölharz wird durch Zugeben von Saatöl, vorzugsweise Tomatensaatöl oder Sojabohnenöl, zu den Lycopinkristallen erhalten (Schritt g).

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt, selbst beim Anwenden von Tomaten mit niedrigem Anfangsgehalt an Lycopin, vorteilhaft gute Ausbeuten bereit, und es erlaubt, einen Vollextrakt mit hohem Lycopingehalt im Bereich von 5% bis 20% zu erhalten, welcher etwa zweimal höher ist als jener, erhalten mit dem in WO 97/48287 offenbarten Verfahren wie in dem nachstehenden Vergleichsbeispiel erläutert. Dieses Verfahren ist ebenfalls dahingehend vorteilhaft, dass der Gehalt an reduzierenden Zuckern in dem Extrakt immer unter 1%, gewöhnlich unter 0,5%, liegt.

Die Erfindung wird genauer mit Hilfe der nachstehenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Herstellung des Extrakts gemäß der Erfindung

52 kg frische Tomaten mit einem Lycopingehalt von 50 ppm werden zerschnitten und in einem Mischer homogenisiert.
Ein Teil des Wassers (34 l) wird unter vermindertem Druck (20 mbar) bei 60°C abdestilliert und verworfen, unter Gewinnung von 17,8 kg Tomatenkonzentrat.
36 l Wasser-gesättigter Essigsäureethylester werden auf das Konzentrat gegossen und das Gemisch wird 2 Stunden bei Raumtemperatur, abgeschirmt von Licht, gerührt.
Nach 2 Stunden wird der Extrakt gesammelt und der Rückstand wird erneut mit 36 l Wasser-gesättigtem Essigsäureethylester extrahiert. Das Gemisch wird 2 Stunden bei Raumtemperatur, abgeschirmt von Licht, gerührt. Der Extrakt wird filtriert und in einem Scheidetrichter mit 18 l Wasser gewaschen, welches dann entfernt wird und der Extrakt wird gesammelt.
Zwei Extraktionen und zwei wie vorstehend beschriebenen Waschungen werden wiederholt (unter Verwendung von insgesamt 144 l Lösungsmittel). Nach Filtration werden die Extrakte vereinigt und unter vermindertem Druck zur Trockne konzentriert, wobei der erhaltene Tomaten-Vollextrakt (38,9 g) einen durch HPLC gemessenen Lycopingehalt von 6,05%, Gehalt an reduzierenden Zuckern (ausgedrückt als Glucose) von 0,28%, Phospholipidgehalt von 12,97% und Gehalt an Mono- bzw. Di- Glyceriden von 24,02% aufweist.

Beispiel 2

50 kg frische Tomaten mit einem Lycopingehalt von 150 ppm werden zerschnitten und in einem Mischer homogenisiert.
Ein Teil des Wassers (31 l) wird unter vermindertem Druck (20 mbar) bei 60°C abdestilliert und verworfen, unter Gewinnung von 18,8 kg Tomatenkonzentrat.
40 l Wasser-gesättigter Essigsäureethylester werden auf das Konzentrat gegossen und das Gemisch wird 2 Stunden bei Raumtemperatur, abgeschirmt von Licht, gerührt.
Nach 2 Stunden wird der Extrakt gesammelt und der Rückstand wird wiederum mit 40 l Wasser-gesättigtem Essigsäureethylester extrahiert. Das Gemisch wird 2 Stunden bei Raumtemperatur, abgeschirmt von Licht, gerührt. Der Extrakt wird filtriert und in einem Scheidetrichter mit 20 l Wasser gewaschen, welches dann entfernt wird und der Extrakt wird gesammelt.
Die zwei Extraktionen und die zwei wie vorstehend beschriebenen Waschungen wurden wiederholt (unter Verwendung von insgesamt 160 l Lösungsmittel). Nach Filtration werden die Extrakte vereinigt und unter vermindertem Druck zur Trockne konzentriert, wobei der erhaltene Tomaten-Vollextrakt (37,2 g) einen durch HPLC gemessenen Lycopingehalt von 17,8%, einen Gehalt an reduzierenden Zuckern (ausgedrückt als Glucose) von 0,31% aufweist.

Beispiel 3

Herstellung des Extrakts ohne Zurückwaschen mit Wasser

Tomaten, die zu der gleichen Charge wie in Beispiel 1 gehören, mit einem Lycopingehalt von 50 ppm, werden verwendet.
4,5 kg Tomaten werden zerschnitten und in einem Mischer homogenisiert, dann werden 3,3 l Wasser unter vermindertem Druck (20 mbar) bei 60°C abdestilliert.
Das erhaltene Konzentrat (1,17 kg) wird 4-mal mit jeweils 2,3 l Essigsäureethylester (9,2 l Lösungsmittel insgesamt) unter Rühren jedes Mal für 2 Stunden bei Raumtemperatur und unter Abschirmen von Licht extrahiert.
Die Extrakte werden vereinigt, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne konzentriert. Der erhaltene Vollextrakt (5,09 g) hat einen durch HPLC gemessenen Lycopingehalt von 4%, Gehalt an reduzierenden Zuckern (ausgedrückt als Glucose) von 4,46%, Phospholipidgehalt von 16,51% und einen Gehalt an Mono- bzw. Di-Glyceriden von 14,47%.

Beispiel 4

Herstellung des Ölharzes in Tomatenöl

Dem Verfahren von Beispiel 1 wird gefolgt, jedoch durch Konzentrieren der vereinigten Extrakte auf 200 ml Endvolumen. Der konzentrierte Extrakt wird über Nacht, abgeschirmt von Licht, stehen lassen unter Gewinnung von dunkelroten Kristallnadeln, welche unter Vakuum, abgeschirmt von Luft, filtriert, mit Essigsäureethylester gewaschen und unter Vakuum bei 50°C getrocknet werden, unter Gewinnung von 4,23 g kristallinem Lycopin mit 51%iger Reinheit.
Das kristalline Lycopin wird mit 6,75 g Tomatensaatöl (erhalten durch Hexanextraktion) versetzt und das Gemisch wird heftig gerührt, unter Gewinnung von 10,7 g eines flüssigen, homogenen, dunkelroten Produkts mit 19,8% Lycopingehalt.

Beispiel 5

Herstellung des Ölharzes in Sojabohnenöl

Dem Verfahren von Beispiel 1 wird gefolgt, jedoch durch Konzentrieren der vereinigten Extrakte auf ein Endvolumen von 200 ml. Der konzentrierte Extrakt wird über Nacht, abgeschirmt von Licht, stehen lassen unter Gewinnung von dunkelroten Kristallnadeln, welche unter Vakuum, abgeschirmt von Luft, filtriert, mit Essigsäureethylester gewaschen und unter Vakuum bei 50°C getrocknet werden, unter Gewinnung von 4,23 g kristallinem Lycopin mit 51%iger Reinheit.
Das kristalline Lycopin wird mit 6,75 g Sojabohnenöl (erhalten durch Hexanextraktion) versetzt und das Gemisch wird heftig gerührt, unter Gewinnung von 10,7 g eines flüssigen, homogenen, dunkelroten Produkts mit 19,8% Lycopingehalt.

Beispiel 6

Herstellung von 95% reinem Lycopin

Dem Verfahren von Beispiel 1 wird gefolgt, jedoch durch Konzentrieren der vereinigten Extrakte auf ein Endvolumen von 200 ml. Der konzentrierte Extrakt wird, unter Abschirmung von Licht, über Nacht stehen lassen, unter Gewinnung von dunkelroten Kristallnadeln, welche unter Vakuum, untet Abschirmen von Luft, filtriert werden. Der Feststoff wird in 80 ml Essigsäureethylester suspendiert und unter Rühren für 20 Minuten auf 45°C erhitzt. Das Gemisch wird dann auf Raumtemperatur abkühlen lassen und unter Vakuum, unter Abschirmen von Luft, filtriert. Der Feststoff wird in 200 ml Ethanol suspendiert und unter Rühren für 10 Minuten auf 45°C erhitzt, dann heiß unter Vakuum und Abschirmen von Luft filtriert. Dieses Verfahren wird ein weiteres Mal wiederholt. Anschließend wird der Feststoff auf dem Filter mit 40 ml kaltem Essigsäureethylester gewaschen, dann unter Vakuum bei 50°C getrocknet, unter Gewinnung von 2,05 g kristallinem Lycopin mit 95%iger Reinheit.

Vergleichsbeispiel

Extraktion gemäß dem in WO 95/16363 beschriebenen Verfahren

Tomaten, die zur gleichen Charge wie in Beispiel 1 gehören, mit einem Lycopingehalt von 50 ppm, werden verwendet.
5,14 kg Tomaten werden zerschnitten und in einem Mischer homogenisiert, dann bei 3000 U/min für 15 Minuten zentrifugiert, um Serum aus der unlöslichen Fraktion abzutrennen (1,315 kg), welches 4-mal mit jeweils 2,65 l Essigsäureethylester (10,6 l des gesamten Lösungsmittels) extrahiert wird; jede Extraktion erfolgt während 2 Stunden, unter Rühren, bei einer Temperatur von 60°C und unter Abschirmen von Licht.
Die Extrakte werden vereinigt und unter vermindertem Druck zur Trockne konzentriert. Der erhaltene Tomaten- Vollextrakt (6,07 g) hat einen durch HPLC gemessenen Lycopingehalt von 3,5%, Gehalt an reduzierenden Zuckern (ausgedrückt als Glucose) von 8,74%, einen Gehalt an Phospholipiden von 35,57% und Gehalt an Mono- bzw. Di-Glyceriden von 12,44%.

Claims

1) Verfahren zur Herstellung von Tomaten-Vollextrakten mit einem Lycopingehalt von 5% bis 20% und mit einem Gehalt an reduzierenden Zuckern, ausgedrückt als Glucose, von unter 1%, umfassend die nachstehenden Schritte:

a) Vorbehandeln von frischen Tomaten, welches Waschen, dann Schneiden oder Zerkleinern umfasst;

b) Konzentrieren der zerschnittenen oder zerkleinerten Tomaten von Schritt a) in der Wärme;

c) Extrahieren des Konzentrats von Schritt b) mit Wasser gesättigtem Essigsäureethylester;

d) Zurückwaschen des Extrakts von Schritt c) mit Wasser;

e) Konzentrieren des Extrakts zur Trockne unter vermindertem Druck.

2) Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Konzentrierung des Extrakts gemäß Schritt e) zu einem Endvolumen im Bereich von 0,10 bis 0,28% bezüglich des Ausgangsvolumens ausgeführt wird, weiterhin umfassend die nachstehenden Schritte:

a) Filtrieren und Trocknen des aus dem Konzentrat ausgefallenen Lycopins; und gegebenenfalls Suspendieren von Lycopin in Ethanol, dann Filtrieren und Waschen mit Essigsäureethylester, bis die gewünschte Reinheit erhalten wird;

b) Zugeben von Saatöl zu Lycopin aus Schritt f).

3) Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Saatöl Tomatensaatöl ist.

4) Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Saatöl Sojabohnenöl ist.

5) Tomaten-Vollextrakte mit einem Lycopingehalt von 5% bis 20% und mit einem Gehalt an reduzierenden Zuckern, ausgedrückt als Glucose, unter 1%, erhältlich mit dem Verfahren von Anspruch 1.

6) Kristallines Lycopin mit einer Reinheit höher als 50%, erhältlich gemäß dem Verfahren von Ansprüch 2-f).

7) Kristallines Lycopin mit einer Reinheit höher als 90%, erhältlich gemäß dem Verfahren von Anspruch 2-f).

8) Ölharze, enthaltend Lycopin von Anspruch 7), erhältlich mit dem Verfahren von einem der Ansprüche 2-4.