DE69430601T2

DE69430601T2 - Natürliche Farbstoffe

Info

Publication number: DE69430601T2
Application number: DE69430601T
Authority: DE
Inventors: Dov Hartal; Yigal Raveh
Original assignee: Lycored Natural Products Industries Ltd
Current assignee: Lycored Ltd
Priority date: 1993-01-21
Filing date: 1994-01-15
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2014-01-16
Also published as: JPH07308168A; US7883731B2; EP0608027A2; ATE217492T1; IL104473A0; PT608027E; DK0608027T3; EP0608027A3; DE69430601D1; IL104473A; ES2176219T3; JP3502138B2; EP0608027B1; US20070110857A1

Description

Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft neuartige natürliche Farbprodukte. Insbesondere betrifft die Erfindung auf Lycopin basierende Farbstoffe.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Farbstoffe werden in einer Verwendungsvielfalt, speziell in der Nahrungsmittelindustrie verwendet. Rot/Gelbfarben sind in der Nahrungsmittelindustrie am interessantesten und werden z. B. verwendet, um mit Kohlendioxid gesättigten Getränken, Suppen und einer Vielfalt an Nahrungsmittelprodukten "natürlichere" Farben zu verleihen. Unglücklicherweise gibt es in jüngster Zeit einen Mangel an natürlichen Orange/Rot-Farbstoffen, und zwar infolge der Tatsache, dass eine Reihe von synthetischen Nahrungsmittelfarben im Verdacht stehen krebserregend zu sein oder weil ihre Verwendung von Gesundheitsbehörden verboten wurde, weil man mutmaßt, sie seien gesundheitsgefährdend.
Dem Stand der Technik ist es bisher nicht gelungen, im Orange/Rot-Farbbereich praktische, vielseitige Farbstoffe aus einer natürlichen Quelle bereitzustellen. In einigen Fällen wird β-Carotin als natürlicher Farbstoff verwendet, das in der Lage ist, eine Orange/Gelb-Farbe zu verleihen und das aus natürlichen Quellen wie beispielsweise Algen extrahiert wird. Jedoch haben bekannte natürliche Materialien häufig unterschiedliche ernsthafte Nachteile. Im allgemeinen ist die Verwendung natürlicher Farbstoffe sehr teuer, da sie im Vergleich zu synthetischen Farbstoffen in ihrer Färbkraft schlechter sind. Darüber hinaus sind viele natürliche Farben vom pH-Wert abhängig und ändern ihre Farbe im Nahrungsmittel als Ergebnis der pH-Wert-Änderungen oder der Luftoxidation, und werden durch mäßige Wärme leicht zerstört.
Ein weiterer Kandidat für die Verwendung als ein Farbstoff ist Lycopin, das wie β-Carotin zur Familie der Carotinoide gehört. Lycopin hat folgende Formel:
und kann in natürlichen Quellen wie beispielsweise Tomaten und Wassermelonen gefunden werden. Obwohl Lycopin der Farbstoff ist, der diesen Früchten die leuchtend rote Farbe gibt, verliert es unglücklicherweise seine rote Farbe, wenn es daraus extrahiert wird, und wird orange/gelb, ähnlich - obwohl etwas intensiver - wie die Farbe, die man mit β-Carotin erhalten kann.
Eine solche Änderung würde in der Tat auftreten, wenn irgendeine der folgenden Erfindungen verwendet würde, um das Lycopin von den Fruchtquellen zu isolieren.
JP-A-54024940 offenbart die Herstellung eines Carotinoidenthaltenden Materials aus Tomaten oder verarbeiteten Tomatennahrungsmitteln, das hauptsächlich Lycopin umfasst, wobei das Material mit Alkali und Säure extrahiert wird. Das Carotinoidenthaltende Material wird zur Färbung von Nahrungsmitteln verwendet.
WO-A-92 18471 offenbart ein Verfahren zum Extrahieren von Carotinoiden aus einer Carotinoid-enthaltenden natürlichen Quelle, das folgende Schritte umfasst: a) das Trennen einer natürlichen Quelle einer Carotinoid-enthaltenden flüssigen Fraktion und einer Fruchtfleischfraktion; b) das In-Kontakt-bringen der Carotinoid-enthaltenden flüssigen Fraktion mit einer wirksamen Fraktionierungsmenge an Calciumchlorid, um die flüssige Fraktion in einen Carotinoid-angereicherten festen Präzipitat- Anteil und einen an Carotinoid verarmten flüssigen Teil zu fraktionieren; und c) das Trennen des mit Carotinoid angereicherten Feststoffteils vom Carotinoid verarmten flüssigen Teil.
Im Journal of Food Science, Vol. 47, 1982, Chicago, US, S. 1853-1858, beschreiben M. C. Dale et al. die Konzentrierung von Tomatenprodukten, indem 1) die Tomaten gewaschen, aussortiert und dann in einem Dampfkessel zerhackt und auf 90ºC erhitzt werden; 2) die Haut und die Kerne aus den behandelten Tomaten entfernt werden, um für Tomatenfruchtfleisch zu sorgen; 3) das Fruchtfleisch in Tomatenserum und Tomatenfeststoffe (Tomatenfasern) zentrifugiert wird; und 4) das Tomatenserum konzentriert wird.
Die Tomatenfeststoffe aus der Zentrifugation und das konzentrierte Serum werden neu vereint, indem einfach die geeigneten Verhältnisse von jedem so zusammengerührt werden, dass man ein Tomatenkonzentrat erhält.
Es ist daher klar, dass es sehr wünschenswert wäre, einen natürlichen Farbstoff bereitzustellen, der in der Lage ist, einem Nahrungsmittel und anderen Produkten eine rote Farbe zu verleihen, und der nicht die Probleme zeigt, die den Farbstoffen aus dem Stand der Technik innewohnen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, solche neuartigen Farbstoffe bereitzustellen, die auf eine sichere Art und Weise als Farbstoffe in Nahrungsmitteln verwendet werden können.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, natürliche Farbstoffe bereitzustellen, die die Nachteile der Stoffe aus dem Stand der Technik überwinden, eine verbesserte Stabilität in Bezug auf pH-Wert-Änderungen und Wärmebehandlung zeigen, und die in einer Vielfalt an Nahrungsmitteln verwendet werden können.
Es ist noch eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Vorbereiten solcher neuartiger Farbstoffe bereitzustellen.
Es ist wiederum eine Aufgabe der Erfindung, Nahrungsmittel bereitzustellen, denen durch die Farbstoffe der Erfindung ein gewünschter Rotfarbton verliehen wurden.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der fortschreitenden Beschreibung ersichtlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist ein schematisches Flußdiagramm zweier alternativer Herstellungsverfahren, die zu den Farbstoffen führen, die für verschiedene Verwendungszwecke nützlich sind.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Materials als Farbstoff, das Lycopin enthaltende Chromoplastenpartikel umfasst, die in einem Fruchfleisch enthalten sind, wobei das Lycopin nicht aus dem Fruchtfleisch extrahiert wurde. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren für Farbstoffe unter Verwendung eines Materials, das Lycopin enthaltende Chromoplastenpartikel umfasst, die in einem Fruchfleisch enthalten sind, wobei das Lycopin nicht aus dem Fruchtfleisch extrahiert wurde.
Der Farbstoff der Erfindung umfasst als farb-verleihendes Mittel Chromoplastenpartikel, die kristallines Lycopin enthalten. In der Natur auftretende Chromoplasten in Lycopinreichen Früchten enthalten Lycopin in kristalliner Form und in variierender Konzentration. Die Lycopinkristalle sind in Chromoplastenpartikeln eingeschlossen, die nach der Verarbeitung in der natürlichen unlöslichen Fraktion der Frucht dispergiert sind. Solche Chromoplasten sind kleine natürliche Doppelmembrankapseln. Ohne dass die Erfinder eine besondere Theorie daraus machen wollen, ist es ihre Überzeugung, dass dadurch, dass das Lycopin in der Kristallform gehalten wird, die Aufrechterhaltung ihrer intensiven roten Farbe gefördert wird, weil der kristalline Aufbau des Lycopins darin bewahrt wird und offensichtlich durch die Extraktion zerstört oder auf andere Weise verändert wird. Jedoch ist eine teilweise Durchbrechung einer Fraktion des Chromoplasten zulässig und schädigt im allgemeinen nicht die Farbstoffe der Erfindung. Folglich behält der erfindungsgemäße Farbstoff, verglichen mit der Extraktion der Pigmente, die gemäß dem Stand der Technik durchgeführt wird, eine hohe Färbekraft im roten Farbbereich.
Es sollte angemerkt sein, dass, obwohl es im Stand der Technik keine spezifische Lehre für die Verwendung von Lycopinextrakten aus Tomaten oder ähnlichen Früchten zu Färbungszwecken gibt, es im Stand der Technik gebräuchlich ist, Pigmente aus natürlichen Quellen zur Verwendung als Aroma oder Farbstoffe zu extrahieren, wie es mit β-Carotin oder Chlorophyll gemacht wird. Nirgends im Stand der Technik kann jedoch eine Lehre darüber gefunden werden, dass Chromoplastenpartikel, die kristallines Carotinoid wie beispielsweise Lycopin enthalten, direkt und ohne Extraktion als Farbstoff verwendet werden können, und auch nicht, dass ein solches Material eine höhere Färbekraft und einen tieferen Rotfarbton bewahren wird.
Es sollte weiterhin angemerkt werden, dass Lycopin einen wichtigen Teil seiner Färbekraft im roten Farbbereich verliert, wenn es aus dem Chromoplasten, der es enthält, extrahiert wird. Zusätzlich wurde herausgefunden, dass die Chromoplastenpartikel, die kristallines Lycopin enthalten, gegenüber den Auswirkungen von Hitze und Oxidation einigermaßen unempfindlich sind, welche hingegen auf reines Lycopin stark und nachteilig wirken.
Ein weiterer allgemeiner Vorteil des Farbstoffs gemäß der Erfindung liegt darin, dass er sich leicht im Wasser auflöst. Wie es von den Fachleuten auf dem Gebiet anerkannt werden wird, ist dies ein wesentliches Merkmal für einen der Nahrungsmittelindustrie gewidmeten Farbstoff, da die meisten Nahrungsmittel auf Wasser basieren.
Der Lycopin enthaltende Chromoplast kann aus mehreren Quellen gewonnen werden, und es gibt keine Einschränkung in Bezug auf seine Quelle. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden jedoch die das kristalline Lycopin enthaltenden Chromoplastenpartikel aus Tomaten gewonnen, und im wesentlichen wird in der anschließenden Beschreibung auf Tomaten als repräsentative Quelle Bezug genommen, wobei es selbstverständlich ist, dass sich die hinsichtlich der Tomaten gemachten Feststellungen mutatis mutandis auch auf andere Quellen anwenden lassen. Darüber hinaus ist die Verwendung der Materialien der Erfindung als Farbstoffe nicht auf Nahrungsmittel beschränkt, und sie können für irgendwelche anderen Zwecke, z. B. in kosmetischen Präparaten wie Lidschatten, Make up, Lippenstiften, usw. verwendet werden.
In vielen Fällen, vor allem wenn das zu färbende Nahrungsmittel nicht mit der Quelle des Farbstoffs in Zusammenhang steht, machen es die darin vorgefundenen natürlichen Aromen für den Gebrauch ungeeignet. Wenn zum Beispiel ein süßes Fruchtdessert gefärbt wird, sind Tomatenaromen stark unerwünscht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird daher der Farbstoff vor einer solchen Verwendung mit Wasser ausgewaschen, um die Aromen zu entfernen. Da die Farbstoffe der Erfindung feste, wasserunlösliche Materialien sind, führt das Auswaschen nicht durch Verschleppung von Pigment zu einer Reduktion des Gesamtgehalts, wie es in Zusammenhang mit wasserlöslichen Materialien erfolgen würde. Zusätzlich werden im Verfahren der Erfindung keine Lösungsmittel oder anderen Chemikalien benutzt, weshalb während der Herstellung des Farbkonzentrats der Erfindung zu keiner Zeit ein fremdes und/oder möglicherweise gefährliches Material verwendet wird.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass es möglich ist, verschiedene Färbekraftgrade in den festen Farbstoffen der Erfindung bereitzustellen, indem sie angefangen bei einem unterschiedlichen Pigmentgehalt in den Früchten produziert werden. Das Züchten von Tomaten, die einen hohen Pigmentgehalt enthalten, liegt z. B. in den Fähigkeiten des Routiniers, und verschiedene Sorten, die verschiedene Lycopingehalte enthalten, können durch per se bekannte Mittel entwickelt werden, die hier nicht erörtert werden. Anstatt der regulären Tomaten, die etwa 50-70 ppm Lycopin enthalten, können z. B. Tomaten mit 200 ppm Lycopin oder mehr entwickelt werden. Darüber hinaus machen es die genetischen Technologien möglich, Tomatensorten zu erzeugen, die einen erhöhten Lycopingehalt haben. Wie den Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich, ist es besonders ratsam, in der Lage zu sein, eine hohe Färbekraft in kleinen Mengen Farbstoff zu konzentrieren, was von der Erfindung erreicht wird, indem die Chromoplasten konzentriert werden, die einen hohen Gehalt an Lycopin enthalten. Solchermaßen erhält man gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung den Farbstoff der Erfindung aus einer Tomatensorte mit hohem · Lycopingehalt.
Der Farbstoff der Erfindung kann für den Gebrauch in unterschiedlichen Formen bereitgestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird er in dehydrierter Form bereitgestellt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird er gefroren bereitgestellt oder durch ein anderes Mittel, z. B. durch Pasteurisieren, konserviert.
Die Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung eines Materials als Farbstoff, das als Farb-verleihendes Mittel Chromoplastenpartikel umfasst, die kristallines Lycopin enthalten, das durch ein Verfahren erhalten wird, das folgende Schritte umfasst:
a) das Auswählen und Vorbehandeln von Tomaten durch Waschen oder ein ähnliches Verfahren;
b) das Zerteilen der Tomaten;
c) das Entfernen der Kerne und Abfallmaterialien; und
d) das Rückgewinnen des nicht löslichen Materials aus dem Tomatenserum.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren weiterhin, dass das nicht-lösliche Material mit Wasser gewaschen wird, um wasserlösliche Aromen zu beseitigen.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst weiterhin die Größen-Reduzierung des nicht löslichen Materials, um die Färbekraft des Materials durch die einheitlichere Dispergierung im Endprodukt besser zu nutzen, womit ein besseres und einheitlicher gefärbtes Produkt erhalten wird.
Wenn das resultierende Material über einen ziemlich langen Zeitraum gelagert werden soll ist es erwünscht, das unlösliche Material zu verarbeiten, um seinen Abbau durch mikrobiellen Verderb zu vermeiden. Dies kann auf viele im Stand der Technik bekannte Arten, z. B. durch keimfreies Verpacken, Einfrieren, Konservieren in Dosen oder Wasserentzug alleine oder mit dem Zusatz von geeigneten Nahrungskonservierungsmitteln, durchgeführt werden.
Das Verfahren wird schematisch in Fig. 1 gezeigt, wobei zwei alternative Wege beispielhaft gezeigt werden, wobei diese Verfahren lediglich darstellend sind, deren Beispiele nicht als Einschränkung der Erfindung ausgelegt werden sollen. Zu Beginn werden die Tomaten gewaschen, zerteilt und gesiebt, um Kerne, die Haut und andere Abfallmaterialien zu entfernen, wobei ein Farbkonzentrat und das Serum übrig bleiben, welches lösliche Tomatenfeststoffe enthält. Das Serum, das in diesem Verfahren ein Nebenerzeugnis ist, wird durch Zentrifugation abgetrennt. Das verbliebene Farbkonzentrat kann nach einem der zwei gezeigten Schemata verarbeitet werden.
Weg 1 sorgt für die Verkleinerung der Partikel im Farbkonzentrat, z. B. in einer Kolloidmühle, und das entstandene feine Material wird an ein weiter unten erläutertes Verpackungsstadium geschickt.
Weg 2 schließt das Entfernen der wasserlöslichen Aromastoffe ein. Das Farbkonzentrat wird mit Wasser gewaschen, und das entstandene nasse Material zentrifugiert, verkleinert, konserviert und verpackt.
Das Verpacken beinhaltet die Verarbeitung, um das Schlechtwerden zu verhindern und um dem Farbstoff eine geeignete Haltbarkeit zu verleihen. Dies kann auf vielfache im Stand der Technik bekannte Weise erreicht werden, welche hier nicht detailliert erörtert wird. Zum Beispiel kann das Material sterilisiert, gefroren, getrocknet oder verpackt oder in Dosen verpackt werden. Geeignete Nahrungskonservierungsmittel können ebenfalls verwendet werden.
Ebenfalls durch die Erfindung umfasst ist ein Nahrungsmittel, das einen Farbstoff gemäß der Erfindung enthält.
Eine besonders wichtige Ausführungsform der Erfindung betrifft das Färben der Tomatenprodukte. Wie dem Fachmann auf dem Gebiet ersichtlich sein wird, variiert die Farbe der Tomaten, die den Fabriken erhältlich sind, die z. B. Ketchup- oder Tomatenkonzentrate erzeugen, je nach Tomatentyp, der Jahreszeit, dem Reifegrad, usw. Jedoch ist es ein Bedürfnis der Nahrungsmittelindustrie, dass die Farbe des Endprodukts konstant gehalten wird, so dass vom selben Versorger dieselbe Ketchupfarbe geliefert wird. Da es verboten ist, zu solchen Tomatenerzeugnissen synthetische Farbstoffe hinzuzufügen, und sie nur Materialien enthalten dürfen, die aus den Tomaten stammen, ist die Standardisierung der Produktfarbe häufig unmöglich, und die Farbe schwankt in einem weiten Bereich. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird dieses Problem gelöst, indem kristallines Lycopin enthaltende Chromoplastenpartikel als Farbstoff verwendet werden.
Solchermaßen ist die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Tomatenerzeugnissen mit einer zufriedenstellenden und einheitlichen Farbe ausgerichtet, wobei das Verfahren das Hinzufügen einer Farbstoffmenge des Produkts gemäß der Erfindung umfasst, das man aus der Verarbeitung der Tomaten erhält und das ausreicht, um die gewünschte Farbe zu erhalten. Wie den Fachleuten auf dem Gebiet verständlich sein wird, können in einem gegebenen Produkt verschiedene Rotfarbtöne erhalten werden, die durch kolorimetrische Messungen bestimmt werden können. Diese kolorimetrischen Verfahren sowie das Gerät für ihre Durchführung sind dem Stand der Technik gut bekannt und werden daher um der Kürze willen hierin nicht detailliert erörtert. Jedoch ist es klar, dass der genaue gewünschte Rotfarbton in jedem Fall bestimmt werden kann und durch die Hinzugabe der Farbstoffe der Erfindung erhalten werden kann.

Beispiel 1

Tomaten, die 120 ppm Lycopin enthalten, wurden durch Vor- Waschen, Zerteilen und Sieben, zentrifugale Trennung und Größen- Reduzierung behandelt, um ein endgültiges Farbkonzentrat zu liefern, das 1000 ppm Lycopin enthält.
200 Ml Leitungswasser wurden in einen Becher gegeben und 20 gr des oben erhaltenen Farbkonzentrats hinzugegeben. Das Gemisch wurde durch eine Kolloidmühle geführt, um eine dauerhafte Verteilung zu erzeugen, die in Farbe, Erscheinung und Konsistenz Tomatensaft ähnelt. Das Produkt hatte einen leichten Tomatengeschmack.
Die Festigkeit der Suspension ähnelte der des Tomatensafts.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass das Farbkonzentrat einmal mit einem gleichen Wasseranteil ausgewaschen und zentrifugiert wurde, bevor es der Größen- Reduzierung unterzogen wurde. Nach der Verteilung im Wasser erhielt man eine sozusagen von Tomatengeschmack freie ähnliche stabile rote Flüssigkeit.

Beispiel 3

Der in Beispiel 1 erhaltene Farbstoff wurde anstatt zu Leitungswasser zu einem Tomatenkonzentrat, zu Ketchup und Pizzasauce hinzugegeben, deren Farbe auf nicht zufriedenstellende Weise hell war. In allen Fällen verbesserte eine Hinzugabe kleiner Mengen (unter 10%) des Konzentrat- Farbstoffs der Erfindung beträchtlich die Farbe des Produkts und verschob sie in Richtung rote Farbe.
Die gesamte obige Beschreibung wurde zum Zwecke der Illustrierung gegeben.

Claims

1. Verwendung eines Materials als Farbstoff, das als das farbgebende Mittel Chromoplastenpartikel umfasst, die kristallines Lycopin enthalten.

2. Die Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material durch ein Verfahren erhalten wird, das folgende Schritte umfasst:

(a) Auswählen und Vorbehandeln von Tomaten, indem sie gewaschen werden;

(b) Zerteilen der Tomaten;

(c) Aussieben von Kernen und anderen Abfallkomponenten aus den zerteilten Tomaten;

(d) Trennen der zerteilten und ausgesiebten Tomaten durch Zentrifugation in eine Serumfraktion, die lösliche Feststoffe der Frucht enthält, und eine Fruchtfleischfraktion, die die Chromoplastenpartikel enthält;

(e) Rückgewinnung und Größenreduktion der Fruchtfleischfraktion.

3. Die Verwendung gemäß Anspruch 2, worin die rückgewonnene Fruchtfleischfraktion, die die Chromoplastenpartikel enthält, mit Wasser gewaschen wird, um wasserlösliche Geschmacksstoffe zu entfernen, und vor der Größenreduktion durch Zentrifugation vom Waschwasser abgetrennt wird.

4. Die Verwendung gemäß Anspruch 1, worin die Chromoplastenpartikel von Tomaten abgeleitet sind.

5. Die Verwendung gemäß Anspruch 3, worin die Tomate eine Tomatenvarietät mit hohem Lycopingehalt ist.

6. Die Verwendung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Fruchtfleischfraktion, die die Chromoplastenpartikel enthält, weiter verarbeitet wird, um deren Abbau zu verhindern.

7. Die Verwendung gemäß Anspruch 5, worin diese Weiterverarbeitung entweder steriles Abpacken, Einfrieren, Eindosen oder Trocknen alleine oder mit dem Zusatz von geeigneten Nahrungskonservierungsstoffen umfasst.

8. Die Verwendung gemäß Anspruch 7, worin das Material in dehydrierter Form vorliegt.

9. Die Verwendung gemäß Anspruch 7, worin das Material in gefrorener Form vorliegt.

10. Verfahren zum Färben eines Nahrungs- oder kosmetischen Produktes unter Verwendung eines Farbstoffes eines Materials, das als das farbgebende Mittel Chromoplastenpartikel umfasst, die kristallines Lycopin enthalten.

11. Das Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material durch ein Verfahren erhalten wird, das folgende Schritte umfasst:

(a) Auswählen und Vorbehandeln von Tomaten, indem sie gewaschen werden;

(b) Zerteilen der Tomaten;

(e) Rückgewinnung und Größenreduktion der Fruchtfleischfraktion.

12. Das Verfahren gemäß Anspruch 9, worin das Produkt ein Tomatenprodukt ist.

13. Das Verfahren gemäß Anspruch 9, worin das Produkt ein Nahrungsprodukt ist.