專利名稱：葉黃素類的穩(wěn)定水分散液及穩(wěn)定的水分散性干粉,其制備以及用途的制作方法
胡蘿卜素類化合物主要分為兩類胡蘿卜素類和葉黃素類。與純的多烯烴胡蘿卜素如β-胡蘿卜素或番茄紅素相比，葉黃素類還含有氧官能團(tuán)如羥基、環(huán)氧基和/或氧代基團(tuán)。此類的典型代表特別是蝦青素、雞油菌黃質(zhì)和玉米黃質(zhì)。
葉黃素類在自然界非常常見，并特別發(fā)現(xiàn)于玉米(玉米黃質(zhì))、綠豆(黃體素)、辣椒(辣椒黃素)、蛋黃(黃體素)并還見于甲殼綱動(dòng)物和鮭(蝦青素)中，他們賦予了這些食物的特征色。
這些多烯有些可工業(yè)合成，有些可從天然原料中分離，它們是食物和飼料工業(yè)及制藥業(yè)的重要著色劑，是制藥領(lǐng)域中合成染料的替代品。
所有葉黃素都不溶于水，而在脂肪和油中的溶解度也很低。此種有限的溶解度和對(duì)氧化的高度敏感妨礙了由合成得到的相對(duì)粗顆粒產(chǎn)物在食品和飼料著色中的直接應(yīng)用，因?yàn)榇纸Y(jié)晶形式的該物質(zhì)著色效果很差。這些不利于葉黃素實(shí)際應(yīng)用的結(jié)果特別是出現(xiàn)在水基質(zhì)中，因?yàn)槿~黃素在其中完全不溶解。
在食品的直接著色中改善的著色效果只有通過(guò)特殊制備的制劑才能達(dá)到，在該制劑中活性化合物以細(xì)顆粒的形式存在，并通過(guò)保護(hù)性膠體對(duì)其進(jìn)行防氧化保護(hù)，也可不進(jìn)行此保護(hù)。此外，這些用于飼料中的制劑給葉黃素帶來(lái)了較高的生物利用度并因此間接改善了著色效果，例如，在著色蛋黃或魚時(shí)。
為了改善著色效率并增加吸收度或生物利用度，描述了很多方法，所有這些方法的目的是降低活性化合物的晶體粒度并使其粒度小于10μm。
特別是描述于Chimia 21(1967)329，WO91/06292和WO94/19411中的一些方法，利用用膠體磨研磨的胡蘿卜素類并因此獲得了2至10μm的粒度。
此外，有一些結(jié)合乳化/噴霧干燥的方法，例如，DE-A-1211911或EP-A-0410236。
按照EP-B-0065193所述，細(xì)粉狀β-胡蘿卜素制劑通過(guò)在50至200℃將β-胡蘿卜素溶解于揮發(fā)性的與水混溶的有機(jī)溶劑中來(lái)制備，如果適宜可升高壓力，制備時(shí)間不多于10秒。通過(guò)立即快速與保護(hù)性膠體的水溶液混合，在0至50℃將β-胡蘿卜素由所得分子分散液中沉淀。在此方式中，得到桔黃色β-胡蘿卜素水溶膠。隨后將此分散液噴霧干燥得到自由流動(dòng)的干粉，該干粉可溶解于水中，形成清澈的桔黃色分散液。
但是，對(duì)于EP-B-0065193制備的葉黃素微小顆粒活性化合物分散液觀察到如下現(xiàn)象。
含葉黃素的活性化合物水分散液常是膠體不穩(wěn)定的，特別是當(dāng)它們濃縮時(shí)。由于活性化合物顆粒的絮凝作用，一些發(fā)生沉淀，一些成為霜，再想將此分散液轉(zhuǎn)變?yōu)楦煞凼遣豢赡艿摹?br> 此外，對(duì)于帶有羰基官能團(tuán)的葉黃素，用作唯一保護(hù)膠體的明膠可交聯(lián)，以致形成凝膠，該凝膠不再擴(kuò)散，這同樣不能進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)楦煞邸?br> 因?yàn)樯鲜龇椒ù嬖诘膯?wèn)題，在著色作用和生物利用度方面對(duì)含葉黃素的制劑的高要求總是不能滿足。
本發(fā)明的目的是提供一種制備葉黃素的穩(wěn)定水分散液的方法。此外，提供穩(wěn)定的粉狀葉黃素制劑，通過(guò)該制劑可獲得良好的著色作用和高的生物利用度。
我們發(fā)現(xiàn)通過(guò)制備葉黃素的穩(wěn)定水分散液或穩(wěn)定的水分散性干粉的方法，本發(fā)明可達(dá)到此目的，該方法包括a)在與水混溶的有機(jī)溶劑中或在水和與水混溶有機(jī)溶劑的混合物中，在高于30℃，制備至少一種葉黃素的分子分散液，其中加或不加乳化劑和/或食用油；b)將此溶液與保護(hù)性膠體混合物的水溶液混合，b1)其中所述混合物含有至少一種低分子量保護(hù)性膠體組分和至少一種高分子量保護(hù)性膠體組分，其平均分子量差至少為10000；b2)將所述溶劑組分轉(zhuǎn)移至水相并以微分散相形成葉黃素的疏水相；c)如果適當(dāng)，為了制備水分散性干粉，使所得分散液不含所述溶劑和水，并在包衣物質(zhì)存在或不存在下干燥。
本發(fā)明還涉及穩(wěn)定的、含葉黃素的、在冷水中可分散的干粉，該干粉可特別好地用于給食品和飼料以及藥物給藥形式著色。
本發(fā)明的制劑一般以如下方式制備將葉黃素(一種或多種)，加或不加乳化劑和/或食用油，溶解于與水混溶的有機(jī)溶劑中，溫度優(yōu)選50至240℃，特別是100至200℃，特別優(yōu)選140至180℃，如果適當(dāng)可加壓。
因?yàn)楦邷刈饔每山档退璧漠悩?gòu)體高全反式比例，故葉黃素(一種或多種)溶解非?？欤绨疵胗?jì)算，為0.1至10秒，特別優(yōu)選不超過(guò)1秒。為了快速制備此分子分散液，使用高壓，例如20巴至80巴，優(yōu)選30至60巴是有利的。
將所得分子分散液立即與冷卻的或不冷卻的保護(hù)膠體的水溶液混合，優(yōu)選以保持混合溫度為約35℃至80℃方式進(jìn)行。
在此過(guò)程中，該溶劑組分轉(zhuǎn)移至水相并以微分散相形成葉黃素(一種或多種)的疏水相。
考慮到對(duì)方法和儀器的更詳細(xì)的說(shuō)明，將EP-B-0065193引入作為參考。
令人驚奇的是，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，如果不同于在至今描述的制劑方法中那樣而在一種或多種分子分散溶解的葉黃素的上述沉淀時(shí)首先使用至少一種低分子量組分的水保護(hù)性膠體分散液，然后再使用至少一種高分子量組分的另一種水保護(hù)性膠體分散液，低和高分子量聚合物的平均分子量至少差10000，優(yōu)選至少差30000，則可得到膠體穩(wěn)定的且無(wú)交聯(lián)的微顆?；钚曰衔锓稚⒁?。
但是，還可以將兩步沉淀在至少一種低分子量組分和至少一種高分子量組分的混合物中一步進(jìn)行，所述兩組分平均分子量至少差10000，優(yōu)選至少差30000。
所用保護(hù)性膠體為來(lái)自下列物質(zhì)的低或高分子量組分，例如，明膠、魚明膠、淀粉、糊精、植物蛋白、果膠、阿拉伯膠、酪蛋白或酪蛋白酸鹽或這些的混合物，此含蛋白的保護(hù)性膠體，特別是非凝膠低分子量蛋白水解物和高分子量凝膠化明膠，是優(yōu)選的。但是，也可使用聚(乙烯醇)、聚乙烯基吡咯烷酮、甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素和藻酸鹽。低分子量保護(hù)性膠體組分的平均分子量(Mw)優(yōu)選為10000至50000，特別是15000至30000，而高分子量組分的平均分子量?jī)?yōu)選大于60000。低分子量保護(hù)性膠體組分的重量比例為5至95％優(yōu)選20至80％，特別優(yōu)選30至60％。為了增加最終產(chǎn)品的機(jī)械穩(wěn)定性，將膠體與軟化劑如糖或糖醇如蔗糖、葡萄糖、乳糖、轉(zhuǎn)化糖、山梨醇、甘露醇或甘油混合是有利的。
此保護(hù)性膠體和軟化劑與葉黃素溶液的比例，一般的選擇方式應(yīng)使最終所得產(chǎn)品含0.5至20％(重量)，優(yōu)選10％(重量)的葉黃素，10至50％(重量)保護(hù)性膠體，20至70％(重量)軟化劑，所有比例是基于粉末的干重，其中加或不加小量的穩(wěn)定劑。
進(jìn)行本發(fā)明可使用的葉黃素類是已知的天然可得或合成的此類化合物的代表，它們可用作著色工具，如蝦青素、玉米黃質(zhì)、雞油菌黃質(zhì)、辣椒黃素和黃體素。
為了增加此活性化合物對(duì)氧化的穩(wěn)定性，有利的是加入穩(wěn)定劑如α-生育酚、叔丁基化羥基甲苯、叔丁基化羥基茴香醚、抗壞血酸或乙氧喹?？蓪⑺鼈兗尤胨嗷蛉軇┫啵莾?yōu)選將它們與著色劑一起在溶劑相中溶解，其中加或不加乳化劑。可使用的乳化劑為，例如，棕櫚酸抗壞血酸酯、聚甘油脂肪酸酯、脫水山梨醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯或卵磷脂，其基于葉黃素(一種或多種)的濃度為0至200％(重量)，優(yōu)選10至150％(重量)，特別優(yōu)選20至80％(重量)。
在一些情況中，在溶劑相中溶解其它生理可接受的油如芝麻油、玉米油、棉籽油、豆油或花生油以及中鏈植物脂肪酸的酯也是有利的，它們基于葉黃素(一種或多種)的濃度為0至500％(重量)，優(yōu)選10至300％(重量)，特別優(yōu)選20至100％(重量)，該油然后與水相混合時(shí)以極細(xì)形式與活性化合物及所述添加劑一起沉淀出。
根據(jù)所用保護(hù)性膠體的類型和用量，得到深色粘稠液體?？梢酝ㄟ^(guò)例如用與水不混溶的溶解萃取或根據(jù)沸點(diǎn)以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式，如通過(guò)蒸餾，如果適當(dāng)可在減壓條件下進(jìn)行，而將溶劑除去。在此情況下，已證明將使用異丙醇時(shí)得到的共沸物不用除去水而直接用作溶劑是有利并可能的。但是，優(yōu)選在除去水的同時(shí)通過(guò)噴霧干燥或噴霧制粒將溶劑分離。
得到用保護(hù)性膠體包封的穩(wěn)定干粉，該膠體含有至少一種低分子量組分和至少一種高分子量組分，其平均分子量差至少為10000。當(dāng)使用水溶性膠體時(shí)，此干粉可再溶解于水中，使活性化合物均勻地極細(xì)分布，其中此化合物的粒度小于1μm。在光化學(xué)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)中，這樣得到的活性化合物的水溶膠，盡管分布極細(xì)，但是其穩(wěn)定性超乎尋常。
用X射線衍射圖譜鑒定，在葉黃素水分散液和由其制備的干粉制劑中，存在的活性化合物有70至100％的無(wú)定型含量。此外，葉黃素全反式異構(gòu)體的含量至少50％。
本發(fā)明的制劑極其適于作食品和飼料的著色劑。在飼料行業(yè)使用的典型領(lǐng)域是，例如，在水產(chǎn)養(yǎng)殖中給魚著色，及給蛋黃著色和在家禽背部焙烤皮膚。
實(shí)施例舉例說(shuō)明了本發(fā)明。
實(shí)施例1在可加熱的容器中，在30℃將40g蝦青素和15.4g花生油懸浮于12.3g乙氧喹在288g異丙醇/水(88/12，w/w)中。將此懸浮液在混合室中在混合溫度為170℃與587g異丙醇/水(88/12，w/w)混合，其保留時(shí)間為0.2秒。所述保留時(shí)間后，將所得分子分散蝦青素溶液立即進(jìn)入另一個(gè)混合室，其中混合角度為90°，通過(guò)高壓泵加入11340g明膠水溶液，其pH調(diào)節(jié)到了9，其中除含有84g明膠A(100 Bloom，Mw＝94000)外，還含有42g Gelita Sol P(Mw＝21000)和92g蔗糖，蝦青素在45℃以膠體分散體形式沉淀出，其平均粒度為166nm。
然后，將此分散液濃縮并用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂闪鲃?dòng)的干粉，其平均粒度為237nm。將此干粉再溶解于水中，形成清澈的紅色分散液，此再分散液的顏色強(qiáng)度比原分散液的只降低了約10％。
對(duì)比實(shí)施例在可加熱的容器中，在30℃將40g蝦青素和15.4g花生油懸浮于12.3g乙氧喹在288g異丙醇/水(88/12，w/w)中。將此懸浮液在混合室中在混合溫度為170℃與548g異丙醇/水(88/12，w/w)混合，其保留時(shí)間為0.2秒。所述保留時(shí)間后，將所得分子分散蝦青素溶液立即進(jìn)入另一個(gè)混合室，其中混合角度為90°，通過(guò)高壓泵加入11280g明膠水溶液，其pH調(diào)節(jié)到了9，其中除含有126g明膠A(100 Bloom，Mw＝94000)外，還含有91g蔗糖，蝦青素在45℃以膠體分散體形式沉淀出，其平均粒度為232nm。
此分散液濃縮的同時(shí)，活性化合物顆粒絮凝出，其顏色強(qiáng)度降低到了起始值的60％。通過(guò)動(dòng)力光分散方法，測(cè)量平均粒度為370nm。通過(guò)與實(shí)施例1類似的方法制備的干粉僅僅可部分再分散。
權(quán)利要求
1.制備葉黃素類的穩(wěn)定水分散液或穩(wěn)定的水分散性干粉的方法，該方法包括a)在與水混溶的有機(jī)溶劑中或在水和與水混溶的有機(jī)溶劑的混合物中，在高于30℃，制備至少一種葉黃素的分子分散液，其中加或不加乳化劑和/或食用油；b)將此溶液與保護(hù)性膠體的混合物的水溶液混合，b1)其中所述混合物含有至少一種低分子量保護(hù)性膠體組分和至少一種高分子量保護(hù)性膠體組分，其平均分子量差至少為10000；b2)將溶劑組分轉(zhuǎn)移至水相并以微分散相形成葉黃素的疏水相；c)如果適當(dāng)，為了制備水分散性干粉，使所得分散液不含所述溶劑和水，并在包衣物質(zhì)存在或不存在下干燥。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中所用保護(hù)性膠體是低分子量非凝膠化蛋白水解物和較高分子量凝膠明膠的混合物。
3.權(quán)利要求1和2所述的方法，其中低分子量保護(hù)性膠體組份的比例為占保護(hù)性膠體總重量的5至95％。
4.權(quán)利要求1至3所述的方法，其中葉黃素的分子分散液分兩步與含保護(hù)性膠體的水相混合，首先葉黃素的分子分散液只與低分子量保護(hù)性膠體組份混合，然后與高分子量保護(hù)性膠體組份混合。
5.如權(quán)利要求1至4所要求保護(hù)的那樣可得到的穩(wěn)定的葉黃素水分散液。
6.權(quán)利要求5所述的穩(wěn)定的葉黃素水分散液，其中存在的活性化合物有70至100％的無(wú)定型含量。
7.權(quán)利要求5和6的穩(wěn)定的葉黃素水分散液，其中存在的活性化合物中全反式異構(gòu)體含量至少為50％。
8.一種穩(wěn)定的水分散性葉黃素干粉，其被保護(hù)性膠體包封，該膠體含有至少一種低分子量組份和至少一種高分子量組份，它們的平均分子量差至少10000。
9.權(quán)利要求5至8所要求保護(hù)的穩(wěn)定的葉黃素水分散液和/或穩(wěn)定的水分散性葉黃素干粉作為食物、藥物和/或動(dòng)物飼料的添加劑的用途。
全文摘要
葉黃素的穩(wěn)定的水分散液或穩(wěn)定的水分散性干粉的制備，其中包括a)在與水混溶的有機(jī)溶劑中或在水和與水混溶的有機(jī)溶劑的混合物中，在高于30℃，制備至少一種葉黃素的分子分散液，其中加或不加乳化劑和/或食用油；b)將此溶液與保護(hù)性膠體的混合物的水溶液混合，b
文檔編號(hào)C09B67/00GK1239977SQ97180481
公開日1999年12月29日 申請(qǐng)日期1997年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月12日
發(fā)明者H·奧維特, H·波恩, E·呂德克 申請(qǐng)人:Basf公司