Изобретение относится к непрерывному способу растворения каротиноидов в пищевых маслах и жирах. В частности, изобретение относится к растворению каротиноидов непосредственно в масле путем нагревания суспензии в масляной среде с последующим охлаждением, предпочтительно с помощью масла, при пониженной температуре с использованием поточного процесса. Полученный масляный раствор может использоваться как таковой или применяться для поточного или периодического производства пищевых композиций, содержащих каротиноиды.
Каротиноиды широко используются в фармацевтических продуктах, нутрицевтиках, косметических, пищевых и кормовых продуктах. В тексте описания изобретения на такие продукты ссылаются в целом как на пищевые композиции. В пищевой промышленности каротиноиды используются в качестве красителей и незаменимых питательных компонентов. Одной из важных проблем является разработка каротиноидов, характеризующихся хорошей адсорбирующей способностью и биологической доступностью, поскольку рассматриваемые вещества практически нерастворимы в воде при температуре окружающей среды. Конкретными примерами веществ такого типа для аквакультур могут служить астаксантин и кантаксантин, а также каротин и зеаксантин - для птицеводства. Главным препятствием для хорошей биодоступности является низкая растворимость. Из-за плохой растворимости также не могут использоваться кристаллические формы рассматриваемых каротиноидов, которые подлежат предварительному формированию с целью их использования в качестве пищевых и питательных добавок. Специальные композиции, полученные распылительной сушкой или с использованием технологии "зернения", описанной в патенте США 2756177, и содержащие астаксантин или кантаксантин в полимерной матрице, широко используются в пищевой промышленности. Дисперсные зерна или гранулы добавляют в виде сухого порошка или могут растворять/диспергировать в воде до или после переработки в пищевые композиции.
Изобретение направлено на получение масляных растворов каротиноидов путем диспергирования каротиноидов в виде кристаллов, аморфных частиц или агрегатов или комбинаций указанных форм, в масле и растворения каротиноидов в нагретой масляной фазе с последующим охлаждением, предпочтительно с помощью масляной фазы с использованием поточного процесса. Полученная масляная каротиноидная композиция может непосредственно использоваться для приготовления пищевых и других композиций. Рассматриваемый способ не требует формирования каротиноида в виде коллоидно-диспергированного сухого порошка или мелкозернистых композиций, содержащих гидроколлоиды, вследствие чего исключаются высокие расходы на растворители и энергозатраты, связанные с регенерацией растворителей и производством порошков. Кроме этого рассматриваемый способ не требует эмульгирования нагретого каротиноидного раствора с использованием избытка водной фазы и эмульгатора, требующегося для одновременного получения эмульсии типа «масло в воде». Таким образом, изобретение обеспечивает снижение затрат на производство и доставку, в особенности для пищевой промышленности.
В патенте США 5,364,563 описывается способ получения коллоидно-дисперсных вододиспергируемых порошкообразных каротиноидных препаратов. Каротиноидную суспензию, включающую 10-50 вес.% каротиноида в высококипящем масле, приводят в непосредственный контакт с перегретым паром при повышенном давлении и температуре, после чего немедленно охлаждают и эмульгируют в водном растворе гидроколлоида с последующим распылением и сушкой масловодной эмульсии до порошкообразного состояния.
В патенте США 6,296,877 описан способ получения вододиспергируемых частиц или шариков, предусматривающий растворение, по меньшей мере, двух гидроколлоидов и каротиноида с использованием смешивающихся с водой растворителей при повышенном давлении и температуре. В этом случае каротиноид в коллоидно-дисперсной форме сразу же осаждается из молекулярно дисперсного раствора в результате быстрого смешивания и охлаждения органического растворителя и водного раствора способного к разбуханию коллоида, после чего из полученной в результате дисперсии общепринятыми способами удаляют растворитель и дисперсионную среду. Аналогично способу по патенту США 5,364,563 в рассматриваемом способе для получения коллоидно-дисперсных сыпучих картиноидных композиций необходимо использовать растворители и/или стадии регенерации.
Патент США 6,664,300 относится к получению каротиноидного раствора в высококипящем органическом растворителе с образованием каротиноидной эмульсии в результате нагревания каротиноидной суспензии в высококипящем органическом растворителе для его растворения, после чего полученный раствор быстро добавляют в водный раствор эмульгатора такого, как гидроколлоид, для эмульгирования раствора. Эмульсию сушат распылением с целью получения коллоидно-дисперсного каротиноидного порошка.
Все описанные вышке способы характеризуются необходимой стадией эмульгирования нагретого каротиноидного раствора в избытке воды в присутствии гидроколлоида и/или эмульгатора.
В отличие от вышеперечисленных способов в WO 03/102116 описываются масло-диспергируемые каротиноидные композиции, включающие липофильные полимеры/дисперсанты, которые растворяют в масле, без использования поточных и кратковременных процессов нагревания, и далее охлаждают маслом перед приготовлением рыбных пищевых и других композиций.
В изобретении описывается поточный способ и соответствующее устройство для растворения каротиноида, которые могут быть встроены в непрерывные или периодические способы производства пищевых или кормовых композиций. Рассматриваемый способ позволяет исключить приготовление и приобретение отдельных каротиноидных композиций в виде сухого порошка, предназначенных для введения в пищевые или кормовые композиции. Таким образом, становится возможным непрерывное получение масляных каротиноидных растворов с желаемой концентрацией каротиноида после охлаждения, предназначенных для переработки в рыбный корм, причем в качестве исходного материала используют предпочтительно несформированные каротиноиды. Описанные устройства для растворения и охлаждения могут быть смонтированы в автономном модуле или в виде соединенных модулей, предназначенных для приготовления больших количеств масляного каротиноидного раствора. Такой модуль особенно подходит для встраивания в существующие линии производства пищевых продуктов. Рассматриваемый процесс предпочтительно проводить при нормальных атмосферных условиях. Однако может предусматриваться проведение процесса под давлением при использовании находящихся под давлением (например, сверхкритических) жидких сред и соответствующего оборудования или их комбинаций со стадией нагревания масла.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения описывается поточный способ растворения каротиноидной композиции в высококипящей масляной фазе при температуре вплоть до точки ее кипения, в течение определенного времени пребывания в зоне нагрева, например, включающей смесительную камеру, с последующим быстрым охлаждением, предпочтительно во второй смесительной камере, с получением масляного каротиноидного раствора. Температура, требуемая для растворения каротиноида, имеет значение в интервале от температуры рассматриваемой каротиноидной суспензии до точки кипения масляной фазы. Термин «смешивание» подразумевает введение нагретого масляного раствора в охлаждающую среду или наоборот: добавление охлаждающей среды к нагретому масляному раствору.
В соответствие с изобретением описываются следующие ниже варианты его осуществления.
Способ получения масляной каротиноидной композиции, предусматривающий
i) приготовление суспензии диспергированием, по меньшей мере, одного каротиноида в физиологически приемлемой масляной фазе;
ii) поточное нагревание суспензии в течение до 30 с при температуре, максимальное значение которой может достигать точки кипения масляной фазы, для растворения суспендированного каротиноида в масляной фазе и получения нагретого масляного каротиноидного раствора и
iii) охлаждение нагретого масляного каротиноидного раствора с помощью методов, выбранных из группы, состоящей из смешивания с физиологически приемлемой масляной фазой, находящейся при более низкой температуре, чем нагретый масляный раствор, и использования теплообменника.
Изобретение относится к следующим ниже предпочтительным вариантам его осуществления.
Способ, в котором масляную каротиноидную суспензию нагревают при 100-230°С в течение менее 5 с в результате смешивания с масляной фазой, находящейся при температуре выше температуры рассматриваемой суспензии, причем нагревание масляной фазы осуществляют с использованием средств, выбранных из группы, состоящей из теплообменника, нагреваемого перегретым паром, теплообменника, нагреваемого сверхкритическими газами, теплообменника, нагреваемого с помощью электричества, тепла, генерируемого роторно-статорными смесителями, и тепла, вырабатываемого ультразвуковыми смесителями.
Способ, в котором каротиноид представляет собой его кристаллическое соединение.
Способ, в котором нагретый масляный каротиноидный раствор охлаждают с использованием методов, выбранных из группы, состоящей из поточного добавления физиологически приемлемой масляной фазы, находящейся при более низкой температуре, чем температура нагретого масляного каротиноидного раствора, периодического добавления в физиологически приемлемую масляную фазу, находящуюся при более низкой температуре, чем нагретый масляный каротиноидный раствор, и использования встроенного теплообменника.
Способ, в котором нагретый и охлажденный масляный каротиноидный раствор содержит до 20000 м.д. (миллионных долей) каротиноида и в котором охлаждение нагретого масляного каротиноидного раствора проводят в потоке путем добавления рыбьего жира.
Способ, в котором масляный каротиноидный раствор после охлаждения имеет температуру ниже 60°С, а продолжительность стадии охлаждения составляет менее 30 с.
Способ, в котором масляная каротиноидная суспензия содержит частицы практически чистого каротиноида и в котором каротиноид выбирают из группы, состоящей из синтетического и природного астаксантина, кантаксантина, бета-каротина и зеаксантина, причем 90% указанных частиц имеют диаметр менее 15 мкм.
Дополнительный вариант осуществления изобретения относится к способу приготовления питательных композиций, предусматривающему
(i) приготовление суспензии путем диспергирования, по меньшей мере, одного каротиноида в физиологически приемлемом масле;
(ii) поточное нагревание суспензии в течение до 30 с при максимальном значении температуры, соответствующем точке кипения масляной фазы, для растворения суспендированного каротиноида в масляной фазе и получения нагретого каротиноидного раствора;
(iii) охлаждение нагретого масляного каротиноидного раствора методами, выбранными из группы, состоящей из смешивания с физиологически приемлемой масляной фазой, имеющей более низкую температуру, чем нагретый масляный раствор, и использования теплообменника.
(iv) добавление охлажденного масляного каротиноидного раствора в пищевые композиции.
Другие варианты осуществления изобретения относятся к способу приготовления пищевых композиций, предусматривающему
i) приготовление суспензии путем диспергирования, по меньшей мере, одного каротиноида в физиологически приемлемом масле;
ii) поточное нагревание суспензии в течение до 30 с при максимальном значении температуры, соответствующем точке кипения масляной фазы, для растворения суспендированного каротиноида в масляной фазе и получения нагретого каротиноидного раствора;
iii) охлаждение нагретого масляного каротиноидного раствора методами, выбранными из группы, состоящей из смешивания с физиологически приемлемой масляной фазой, имеющей более низкую температуру, чем нагретый масляный раствор, и использования теплообменника.
iv) добавление охлажденного масляного каротиноидного раствора к высокопористым неорганическим носителям и
v) добавление носителей в пищевые композиции.
В изобретение также описывается масляная каротиноидная суспензия на основе частиц астаксантина, в которой астаксантин соответствует следующим критериям качества и техническим условиям:
Кроме этого в изобретение описывается масляная каротиноидная суспензия из частиц кантаксантина, в которой кантаксантин соответствует следующим ниже критериям качества и техническим условиям:
Согласно другому варианту осуществления изобретения масляная фаза, добавленная для охлаждения масляного каротиноидного раствора, может содержать до 30% эмульгированной воды.
Упомянутые выше масляные суспензии астаксантина и кантаксантина, удовлетворяющие требованиям FDA США, также могут использоваться для приготовления вододиспергируемых рецептур, описанных в США 5,364,563 и США 6,664,300.
Согласно предпочтительным вариантам осуществления изобретения масляный каротиноидный раствор добавляют в пищевой состав после охлаждения поточным или периодическим способом, причем пищевые композиции выбирают из группы, состоящей из кормовых гранул, гранулятов, таблеток, капсул и т.п. Полученный таким образом масляный раствор характеризуется более постоянным распределением молекулярно диспергированного каротиноида в масляной фазе кормовых брикетов и других пищевых композиций.
Кроме этого, масляный каротиноидный раствор может добавляться к высокопористому порошку с большой внутренней поверхностью, который дополнительно обрабатывается питательными составами, предпочтительно пищевыми композициями, или может использоваться как таковой либо преобразовываться в таблетки, капсулы и т.п. для перорального, фармацевтического или нутрицевтического применения.
Определения и термины, используемые в следующем ниже описании изобретения, имеют следующие предпочтительные значения.
Термин «наполнители» относится к материалам, используемые количества которых не обладают фармакологической активностью, причем такие материалы могут вводиться в композиции для улучшения технических характеристик, например растворимости и устойчивости каротиноидов и облегчения применения на живых организмах.
Термин «растворяющий» или «растворение» относится к получению молекулярных дисперсий или молекулярных агрегатов каротиноида, которые могут представлять собой мономеры, димеры, триммеры и т.п., и/или коллоидных дисперсий каротиноидов. Оценку степени растворения каротиноида в масляной фазе осуществляют путем фильтрации масляной фазы через фильтр с размером пор 0,45 мкм с последующим определением содержания каротиноида в фильтрате методом ЖХВР (жидкостная хроматография высокого разрешения) и сравнением полученного значения с общей концентрацией каротиноида в нефильтрованной масляной фазе.
Термин «по существу» относится к количеству, составляющему, по меньшей мере, 40 вес.%.
Термин «каротиноидная композиция» относится к коллоидно-диспергированным композициям, содержащим каротиноид совместно с наполнителями, такими как защитные гидроколлоиды или полимерные диспергенты и стабилизаторы, причем рассматриваемые композиции могут включать порошкообразные клетки и клеточные фрагменты, например микроводоросли такие, как H. Pluvialis, Chlorococcum и Phaffia rhodozyma.
Термин «корм» охватывает все типы пищи для живых организмов.
Термин «рыбный корм» относится ко всем пищевым составам, включающим белки, углеводы, масла, минералы, витамины, питательные вещества и т.п., используемым в аквакультурах для кормления рыб, особенно лососевых пород и ракообразных.
Термин «кристаллический каротиноид» относится к кристаллическим структурам соединения, включающим определенные полиморфы и псевдополиморфы.
Термин “поточный” относится к способу или процессу, представляющему собой неотъемлемую часть непрерывной последовательности операций или стадий.
Каротиноиды относятся к классу углеводородов, состоящих из восьми изопреноидных звеньев. Каротиноидный класс соединений подразделяется на две основных группы: каротины и ксантофиллы. В отличие от каротинов, являющихся чисто полиеновыми углеводородами, таких как бета-каротин или ликопен, ксантофиллы дополнительно содержат функциональные фрагменты, такие как гидроксильные, эпокси- и/или оксо-группы. Типичными представителями такой группы являются астаксантин, кантаксантин и зеаксантин.
Ксантофиллы весьма распространены в природе и встречаются в зерновых культурах (зеаксантин), зеленых бобах (лютеин), перце (капсантин), яичном желтке (лютеин), а также в ракообразных и лососевых (астаксантин). Перечисленные вещества придают характерный цвет пищевым продуктам.
Некоторые каротиноиды могут быть синтезированы в промышленном масштабе или могут быть выделены из природных источников. Рассматриваемые вещества являются важными природными антиоксидантами и красителями для пищевой и кормовой промышленности, а также могут использоваться в фармацевтической промышленности в качестве заменителей синтетических красителей.
Ксантофилы в окружающих условиях практически нерастворимы в воде и обладают очень малой растворимостью в жирах и маслах. В литературе отмечается, что ограниченная растворимость таких соединений и их высокая чувствительность к окислению препятствуют непосредственному использованию кристаллического материала, полученного синтетическим путем, для окрашивания пищевых и кормовых материалов.
Предпочтительными каротиноидами являются астаксантин и кантаксантин или их смесь, которые используются в производстве рыбного корма. В качестве кандидатов для применения в других отраслях пищевой и кормовой промышленности могут рассматриваться альтернативные каротиноиды такие, как β-каротин, ликопен, биксин, зеаксантин, криптоксантин, лютеин, β-апо-8'каротеналь, β-апо-12'каротеналь, а также сложные эфиры и другие производные перечисленных соединений. Сложные эфиры и диэфиры жирных кислот и астаксантина или кантаксантина, обладающие более высокой растворимостью в масле, могут использоваться вместо свободного каротиноидного основания. Предпочтительными примерами таких веществ могут служить диэфиры астаксантина, полученные с использованием омега-3 жирной кислоты и/или короткоцепьевой карбоновой кислоты, которые описаны в патенте США 6,709,688, содержание которого включено сюда путем ссылки.
Каротиноид может быть аморфным веществом, иметь форму Н- или J-агрегатов или присутствовать в устойчивом или метастабильном полиморфе. Качественные характеристики астаксантина и катаксантина, подходящие для изобретения, описаны в документах FDA США (Свод законов США, 21CFR73.35 и 21CFR73.75), на которую ссылаются в описании. Также могут использоваться чистые каротиноиды при условии идентификации присутствующих побочных продуктов, или принадлежности к классу каротиноидов, присутствующих в пригодных к употреблению безопасных пищевых или кормовых составах.
Могут использоваться чистые вещества или смеси из астаксантина и кантаксантина, а также их полиморфные, аморфные и агрегатные формы, содержащие до 40 вес.% функциональных полностью транс-каротиноидов. Астаксантин может содержать 60-98%, предпочтительно 80-96% транс-астаксантина и 2-40 вес.%, предпочтительно 2-35%, более предпочтительно 2-4 вес.%, по меньшей мере, одного каротиноидного производного в качестве меньшего компонента (компонентов) смеси.
Следует подчеркнуть, что сформированные каротиноидные композиции, а также астаксантин из природных источников, содержат порошкообразные клетки и клеточные фрагменты, например микроводоросли такие, как H. Pluvialis и Chlorococcum. Дрожжи, такие как Phaffia rhodozyma, а также ракообразные побочные продукты могут использоваться в качестве источника астаксантина в производстве рыбного корма по изобретению. Описанный способ обеспечивают усиленное, более согласованное и однородное растворение каротиноида из высушенных (вымораживанием или распылением) клеточных компонентов для введения в рыбный корм с получением более гомогенного продукта. Кроме этого применение поточной технологии для растворения астаксантина в масляной фазе и для производства рыбных гранул обеспечивает значительно более экономичный и промышленно осуществимый способ получения высококачественного корма с улучшенными свойствами.
Масляная композиция, предназначенная для поточного растворения по способу по изобретению, содержит 0,1-40 вес.% суспендированного астаксантина. 90% рассматриваемых частиц имеют диаметр менее 15 мкм. Для быстрого растворения при пониженных температурах средний размер частиц порошкообразного каротиноида, суспендированного в масляной фазе, должен составлять менее 15 мкм, предпочтительно 1-5 мкм. Частицы размером менее 1 мкм еще более подходят для быстрого растворения в масле. В случае более растворимых полиморфов или аморфных модификаций каротиноидов могут использоваться частицы более крупного размера. Уменьшение размера частиц может осуществляться в коллоидной шаровой мельнице, предпочтительно в результате измельчения суспензии в масляной фазе. Менее предпочтительный, однако допустимый вариант получения измельченного каротиноида заключается в размалывании, например, в коллоидной мельнице водной каротиноидной суспензии, содержащей подходящее смачивающее вещество, например фосфолипид. После удаления воды сухой порошок может быть подвергнут дополнительной обработке в результате добавления наполнителей для улучшения реологических свойств порошка и уменьшения пылеобразования и далее может непосредственно добавляться в масляную фазу и обрабатываться по изобретению. В некоторых случаях могут использоваться другие варианты такие, как размол в замороженном состоянии и сухое измельчение под воздействием воздушной струи. Согласно другим вариантам, субмикронные частицы аморфного каротиноида могут быть получены отдельно способом диспергирования расплава с использованием сверхкритических жидкостей. Если это желательно, то, несмотря на расходы, рассматриваемый метод может быть встроен в процесс по изобретению. Кроме этого, каротиноид может диспергироваться в высококипящей неводной жидкости, например в полиоле, таком как глицерин или пропиленгликоль, и измельчаться перед добавлением в масляную фазу.
Масляная фаза, в которой каротиноид растворяют в ходе нагревания, представляет собой физиологически приемлемое, съедобное масло, содержащее антиоксиданты такие, как альфа-токоферол и аскорбилпальмитат. Токоферолы такие, как альфа-токоферол, также могут использоваться в качестве масляной фазы для растворения каротиноида. Температура масляной фазы может достигать 180-230°С. Предпочтительно использовать высококипящие масла такие, как растительное или кукурузное масло, синтетические или не полностью синтетические триглицериды, выпускаемые под маркой MIGLYOLTM. Масляная фаза, используемая в процессе нагревания, может представлять собой растительное масло или рыбий жир либо их смесь. Примерами подходящих для этой цели растительных масел могут служить хлопковое масло, кунжутное масло, кокосовое или арахисовое масло, миндальное масло, кукурузное масло, рапсовое масло, оливковое масло, масло земляного ореха, подсолнечное масло, сафлоровое масло, соевое масло, косточковое абрикосовое масло, масло авокадо, масло жожобы, косточковое пальмовое масло, масло тыквы, касторовое масло, коксовое масло (сорта 76 и 110), миндальное масло для жарки, льняное масло (органическое, обычное и высоколигнановое), масла GLA (бурачник, смородина, энотера), виноградное масло, масло фундука, масло кукуи, масло макадемии, масло мамаку, пекановое масло, перилловое масло, фисташковое масло, фасолевое масло, чайное масло, масло грецкого ореха, масло пшеничных зародышей, кукурузное и рапсовое масло. Предпочтительными растительными маслами являются соевое масло (без ГМО, генетически модифицированных объектов) и льняное масло.
По мере возможности рассматриваемый способ осуществляют без использования внешнего давления. Типичные давления до 50 бар могут создаваться внутри трубопровода с использованием гидравлического и гидростатического давления с помощью насосов. Если желательно, то давление может быть повышено до 300 бар для ускорения растворения каротиноида.
Предпочтительная масляная фаза не содержит воды. Однако, в некоторых случаях, масляная фаза, используемая для нагревания каротиноидного раствора, и/или масляная фаза, в которой диспергируют каротиноид, может содержать небольшое количество, приблизительно 10-30% эмульгированной воды (эмульсия типа вода-в-масле). Наличие несмешивающейся фазы с более низкое температурой кипения, чем у масляной фазы, обеспечивает образование достаточно перегретого пара под давлением для ускорения растворения каротиноида в зоне нагрева, что позволяет использовать повышенные концентрации каротиноида. Аналогичным образом, масляная фаза, в которой растворяют каротиноид, может смешиваться с находящимися под давлением (сверхкритическими) жидкостями, например СО2, которые частично смешиваются или растворяются в масляной фазе и обеспечивают повышенную растворимость в результате понижения температуры плавления суспендированного каротиноида. Ценовые и экономические факторы являются основными показателями, которые принимаются во внимание совместно с проблемами техники безопасности при монтаже и эксплуатации оборудования и технологических компонентов, работающих при высоком давлении. Количество нагретой масляной фазы (при температуре 80-230°С), используемой для нагревания и растворения, составляет 0,1-25 частей, предпочтительно 5-10 частей от веса каротиноидной масляной суспензии.
Поточный процесс или его части могут осуществляться в атмосфере инертного газа или под давлением в зоне нагрева для дополнительной минимизации окислительной деградации. Использованием сверхкритических жидкостей, например СО2, способствует понижению температуры плавления каротиноида. Инертный газ, который может представлять собой перегретый газ, или находящаяся под давлением (сверхкритическая) жидкость также могут использоваться для повышения давления в зоне нагрева, что способствует более быстрому растворению каротиноида при пониженных температурах и повышению его растворимости при высоких концентрациях. Газовая фаза также может представлять собой перегретый пар, образующийся из небольших количеств воды, эмульгированной в нагретой масляной фазе, находящейся при повышенном давлении, при проходе через зону нагрева.
Основная масса масла для охлаждения и/или разбавления горячего раствора до температуры ниже 60°С поддерживается при температуре 30-60°С или ниже. Предпочтительно, чтобы такая фаза не содержала воды. Однако масло может содержать небольшое количество воды или включать воду, обычно присутствующую в сырых природных (рыбьих) жирах. Содержание воды в масле может составлять 10-30 вес.% или более. Такое количество является небольшим по сравнению с количеством используемого масла, причем имеется в виду, что основное количество воды присутствует в водомасляной системе, а не в водном растворе эмульгатора. Предпочтительное масло представляет собой природное масло или частично гидролизованный природный растительный или рыбий триглицерид, включающий моно, диглицериды и триглицериды или их комбинации, которые способны легко абсорбироваться. Рассматриваемая фаза также может представлять собой синтетическое или полусинтетическое масло. Примерами подходящих рыбьих жиров могут служить специальные жиры морских рыб, например, жир Норвежский трески (3000А/100D, 2500A/250D) c содержанием омега 3-кислот - 30%(18% ЕРА/12% DHA), 50%(30% ЕРА/20% DHA), бесхолестериновое, высокоактивное DHA, рыбий жир тунца и пеламиды, масло рыбьей печени, масло печени палтуса, масло печени акулы, сквален, сквалан, лососевое масло, масло печени полосатого тунца, селедочное масло, масло мойвы, масло менхадена.
Предпочтительно использовать рабий жир, производимый Egersund Sildoljefabrikk под торговым названием NorseECOil и NORSlamOil, или смеси рыбьих и растительных масел от других производителей рыбьих жиров.
Количество каротиноида в масляном растворе, выходящем из теплообменника после охлаждения или добавления масляной фазы при пониженной температуре, составляет 50-20000 м.д. (миллионных долей), предпочтительно 100-5000 м.д., более предпочтительно 200-1000 м.д. Соответственно количество масляной фазы для охлаждения нагретого каротиноидного раствора будет зависеть от таких факторов, как природа каротиноида, тип масляной фазы и температура растворения, желательная конечная концентрация каротиноида в охлажденном растворе.
Масляный раствор, полученный способом по изобретению, может быть собран в контейнерах для приготовления пищевых или кормовых композиций. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения устройство для растворения, представляющее собой другой аспект изобретения, встроено в технологическую линию для производства рыбьего корма. В том случае, когда каротиноид представляет собой астаксантин, температура и условия нагрева регулируются таким образом, чтобы конверсия транс-изомера в цис-астаксантин в растворе не превышала 50% и предпочтительно составляла менее 30% от общего количества изомеров. Возможное количество дополнительных побочных продуктов таких, как астацен, семиастацен и С-25 альдегид, не должно превышать 10%, предпочтительно 5% от общего веса астаксантина.
Количество масляного каротиноидного раствора, содержащего астаксантин, добавленного в пищевой состав, может составлять 1-50 вес.%. Предпочтительное количество добавленного масляного раствора составляет 10-30 вес.%. Количество каротиноида, растворенного в масляном растворе, может составлять 10-300 м.д., предпочтительно 30-100 м.д.
Согласно способу изобретения производство питательных композиций и пищи не требует использования рецептур, диспергируемых в холодной воде. Производственный процесс является гибким и обеспечивает поточное регулирование количества астаксантина, растворенного в масляной фазе. Кроме этого, рассматриваемый процесс обеспечивает химический и физический мониторинг астаксантина перед добавлением в кормовые брикеты. В рассматриваемом случае удается избежать сложных ферментативных предварительных обработок рецептур, диспергируемых в холодной воде, для выделения астаксантина из рецептур согласно ЕР 0839004.
Масляный раствор, содержащий каротиноид, может непосредственно добавляться в цветные пищевые продукты на жировой основе (например, в смесь маргарина с бета-каротином) или в пищевые композиции из домашней птицы и рыб. Полученный охлажденный масляный раствор может эмульгироваться водой перед добавлением в пищу для облегчения грануляции, экструзии и таблетирования. Вода может быть удалена при последующей обработке или сушке рыбьего корма. Добавление масляного раствора в рыбий корм может осуществляться до, после или в ходе экструзии твердого пищевого состава с использованием пониженного, атмосферного или повышенного давления. Масляная композиция может быть подвергнута необязательной фильтрации пред добавлением в кормовые брикеты для удаления нерастворенного материала. С другой стороны, масляный каротиноидный раствор может быть переработан в твердые композиции в результате добавления к высокопористым неорганическим матрицам или носителям, причем следует учитывать, что некоторые носители способны абсорбировать масло в количестве, пятикратно превосходящем их собственный вес, без потери свойств порошка. Примерами высокопористых (100-500 м2/г) неорганических носителей являются Zeopharm® и Neusilin®. Полученные мелкозернистые твердые композиции могут добавляться в кормовые или пищевые компоненты и перерабатываться в формы, удобные для применения. Кроме этого они могут использоваться сами по себе в качестве пероральных и питательных композиций. Предпочтительные высокопористые неорганические носители, используемые в способе изобретения, включают такие неорганические соединения, как вторичный кислый фосфат кальция и алюмометасиликат магния, выпускаемые под торговыми марками Fujicalin®, типы SG и S, а также NeusilinTM, соответственно. Препараты Fujicalin®, типы SG и S, отвечают следующим типичным параметрам: средний размер пор 7 нм, средний размер частиц около 110 мкм, удельный объем около 2 мл/г, удельная поверхность по методу ВЕТ 30-40 м2/г, масло- и водоабсорбционная емкость около 0,8 мл/г. NeusilinTM реализуется в виде сортов S1, SG1, UFL12, US2, FH2, FL1, FL2, S2, SG2, NFL2N и NS2N. Особенно предпочтительными сортами являются S1, SG1, US2 и UFL2. Наиболее предпочтительным носителем для многих применений является сорт US2. Другими подходящими подложками являются Zeopharm®600 (осажденный, аморфный силикат кальция) с площадью поверхности 300 м2/г и маслоабсорбционной емкостью, по меньшей мере, 450 мл/100 г, Hubersorb®250NF (осажденный, аморфный силикат кальция) с абсорбционной емкостью 250-300 мл/100 г, а также Zeopharm®80 (осажденный аморфный оксид кремния) с площадью поверхности 140 м2/г и маслоабсорбционной емкостью 185-215 мл/100 г. Аморфные материалы такого типа обычно характеризуются удельной поверхностью 100-300 м2/г, маслоабсорбционной емкостью 1,3-4,5 мл/г, средним размером частиц 1-14 мкм, и удельным объемом 2,1-12 мл/г. Однако могут также использоваться другие органические или неорганические пористые материалы при условии, что они не оказывают отрицательного влияния на каротиноид и обладают сравнительно большими значениями площадей внутренней поверхности. Количество используемого носителя зависит от удельной площади поверхности, доступной для связывания раствора или дисперсии каротиноида внутри каналов, а также от таких свойств, как вязкость используемого раствора.
Способ по изобретению не исключает возможного использования коллоидно-диспергируемых сформированных каротиноидов в виде гранул и таблеток вместо предпочтительного, несформированного мелкодисперсного кристаллического или аморфного производного каротиноида для приготовления масляных композиций на основе каротиноидов. Хотя описанный способ относится к переработке каротиноидов, особенно астаксантина и кантаксантина, зеаксантина и бета-каротина, специалист сможет применить описанный способ к другим соединениям, которые могут использоваться совместно с каротиноидами, обладающим аналогичными физическими и химическими свойствами, при незначительных стандартных изменениях технологических условий при добавлении в питательные композиции. Примерами таких соединений могут служить функциональные липофильные соединения такие, как ситостерин, ситостанол и их производные, коэнзим Q10, а также такие соединения, как жирорастворимые витамины, особенно витамин А и его производные.
Рассматриваемый способ обеспечивает удобную переработку как индивидуальных каротиноидов, так и их комбинаций. Для облегчения обработки может добавляться один или несколько компонентов или наполнителей, причем необязательные компоненты и наполнители могут представлять собой стабилизаторы, высококипящие масла и воски, диспергирующие присадки, полимеры, защитные коллоиды, консерванты, реологические добавки, мембранные липиды, катионные, анионные и неионогенные ПАВ.
Каротиноид может физически смешиваться с наполнителями для улучшения текучести порошкообразного материала перед его добавлением в масло.
Следует иметь в виду, что способ по изобретению представляет собой новый непрерывный способ приготовления раствора по меньшей мере одного каротиноида в масляной фазе с помощью поточного или периодического процесса. Описанный способ не ограничивается использованием несформированных, достаточно чистых кристаллических веществ. Для этой цели также могут использоваться коллоидно-диспергированные рецептуры, полученные согласно, например, патентам США 5,364,563, 6,296,877 и WO 03/102116, на содержание которых ссылаются в настоящем документе.
На чертеже представлена блок-схема устройства для поточного нагревания и смешивания с последующим охлаждением масляной фазой при пониженной температуре с получением масляного каротиноидного раствора.
Способ
Описание способа приводится со ссылкой на блок-схему устройства на чертеже, пригодного для осуществления процесса по изобретению. Обычно условия осуществления рассматриваемого способа не требуют работы под давлением, однако повышенное давление может создаваться при совместном использовании жидкой среды, например находящейся под давлением (сверхкритической) СО2, и масляной фазы или при наличии в последней небольшого количества воды. Расположение и конфигурация камер поточного нагревания и охлаждения, теплообменников, трубопроводов и емкостей, компонентов высокого давления, предохранительных клапанов, температурных датчиков и т.п., расположенных на входе и выходе из зоны нагрева, может быть организовано таким образом, чтобы обеспечить наиболее подходящую интеграцию с установленными или новыми линиями производства пищевых продуктов.
В сосуд 4 загружают суспензию по меньшей мере одного каротиноида со средним диаметром частиц 1-5 мкм в выбранной масляной фазе или подходящей жидкой среде, с концентрацией 0,1-40% от веса смеси, с добавкой стабилизаторов или без них. Сосуд 1 содержит высококипящее масло без суспендированного каротиноида. Каротиноидная суспензия может быть приготовлена суспендированием мелкодисперсного каротиноида или каротиноидной композиции и последующим поточным измельчением в содержимом сосуда 4 или прямым впрыском (инжекцией) в смесительную камеру 6. Большое количество каротиноидной суспензии также может быть приготовлено заранее и может храниться в течение нескольких месяцев до последующего растворения согласно способу изобретения.
Согласно одному из вариантов масляную фазу из сосуда 1, после прохождения потока через теплообменник 3, в котором масло нагревают до температуры кипения или ниже, подают с помощью насоса 2 в смесительную камеру 6. Желаемая температура, давление и другие технические характеристики масляного потока такие, как его расход, могут быть обеспечены в результате продувки и уравновешивания рециркулированным маслом. Каротиноидную суспензию, которую поддерживают при температуре 100°С в сосуде 4, смешивают с потоком нагретого масла в смесительной камере 6, при подаче под прямым углом или по касательной с помощью насоса 5. Для перекачивания суспензии также может использоваться сжатый газ. Соотношение компонентов в зоне нагрева может определяться заранее путем регулирования коэффициента подачи насоса 2 с учетом типа масла, целевой температуры, достигаемой после прохождения через смесительную камеру 6 при желательном времени пребывания в ней. Растворение каротиноида в нагретой масляной фазе происходит в точке кипения масла или при более низкой температуре, которая может составлять 50-300°С. Время контакта при растворении может быть пролонгировано в результате увеличения времени пребывания в зоне нагрева. Это достигается уменьшением расхода жидкости через смесительный насос 5 или увеличением длины нагревательного трубопровода 7 (необязательно термостатируемого или изолированного) для поддерживания желаемой температуры при проходе через зону нагрева. Зона нагрева, изображенная на чертеже, состоит из смесительной камеры 6 и изолированного трубопровода 7. Время пребывания в зоне нагрева, при котором поддерживается желаемая температура, может составлять до 30 с.
С другой стороны, размер смесительной камеры 6 таков, что он обеспечивает эффективное формирование всей зоны нагрева, и при выбранном значении интенсивности подачи насосом 2 время пребывания суспензии внутри смесительной камеры может составлять до 30 с, предпочтительно менее 5 с.
Время прохода через зону нагрева, при котором осуществляется смешивание и растворение, предпочтительно составляет 0,1-30 с при температуре масляной фазы 50-230°С, предпочтительно 0,1-10 с при 100-230°С. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, каротиноид растворяют в масляной фазе как можно быстрее, за 1-5 с при температуре 120-180°С, необязательно под давлением, в результате чего минимизируется деградация и изомеризация каротиноида и обеспечивается его целевая концентрация. Допустимо значительное растворение частиц каротиноида и в том случае, когда масляный раствор после обработки имеет температуру ниже 60°С, количество каротиноида в растворе составляет, по меньшей мере, 50 вес.% от общего содержания каротиноида в масле.
Для уменьшения степени изомеризации стадию нагревания можно осуществлять постепенно или постадийно. Если устойчивость каротиноида не ухудшается, то каротиноидная суспензия может предварительно нагреваться в сосуде до прохождения через зону нагрева. Внутри зоны суспензия нагревается до температуры ниже точки плавления каротиноида в течение 10 с, предпочтительно 5 с, предпочтительно в результате смешивания с масляной фазой нагретой до температуры 80-120°С. Далее суспензию подвергают кратковременному нагреву в дополнительной секции, температура которой может быть выше точки плавления каротиноида и даже выше температуры кипения масляной фазы: 120-300°С в течение менее 5 с. Предпочтительное нагревание суспензии осуществляют при 120-180°С в течение 0,1-2 с. Кратковременное нагревание называют «мгновенным нагревом».
Растворение масляной фазы может проводиться более эффективно при пониженных температурах в результате интеграции или параллельного использования перегретых (сверхкритических) газов и/или гомогенизатора высокой мощности, выбранного из смесителей такого типа, как ротор-статорный диспергатор, ультразвуковой дезинтегратор и гомогенизатор высокого давления, без конкретных ограничений включающий микрофлюидизатор. Цель заключается в как можно более быстром и кратковременном измельчении и растворении супендированного каротиноида при температурах около температуры его плавления при минимальном разрушении и изомеризации. Кроме этого, каротиноидную суспензию можно нагревать без разбавления или добавления масляной фазы в смесительную камеру путем прокачивания масляной суспензии через теплообменник, в котором осуществляется быстрый нагрев до температуры даже выше точки кипения масляной фазы. Подвод энергии для растворения каротиноида может осуществляться непосредственно с использованием теплообменника, нагреваемого электричеством или косвенно нагреваемого средой, без конкретных ограничений включающей перегретый пар или находящиеся под давлением сверхкритические газы.
После пропускания через зону нагрева горячий масляный раствор в течение 30 с поточно охлаждают в смесительной камере, которая обозначена как камера охлаждения 10, до температуры около 60°С или ниже в результате добавления охлажденной масляной фазы или масляной фазы, находящейся при окружающей температуре, причем масляную фазу перекачивают с помощью насоса 9 из сосуда для масляной фазы, в котором температура поддерживается на уровне ниже температуры нагретого каротиноидного раствора. Предпочтительное охлаждение проводят в течение менее 30 с. Выходной трубопровод из холодильной камеры может дополнительно охлаждаться или замораживаться с помощью теплообменника, в котором используется внешняя среда, например вода, жидкий азот или сжиженный газ, особенно в том случае, если количества масляной фазы, добавленной для охлаждения, недостаточно для охлаждения разбавленного раствора масляной фазы до температуры ниже 60°С. Количество масляной фазы, добавленной для охлаждения, составляет 1-500 м.д. от веса нагретого каротиноидного раствора, предпочтительно 2-50 м.д. в зависимости от способа охлаждения и целевой концентрации каротиноида в конечном растворе. Масляный каротиноидный раствор после охлаждения имеет температуру ниже 60°С, предпочтительно 30-50°С, более предпочтительно ниже 30°С.
Горячий масляный раствор, выходящий из зоны нагревания, также может быть подвернут быстрому охлаждению в результате его добавления при интенсивном перемешивании в сосуд, содержащий измеренное количество масляной фазы, имеющей температуру ниже 60°С или еще ниже, в сосуде для проведения периодического процесса. Рассматриваемый сосуд может быть подвергнут дополнительному охлаждению с помощью криостата. В любом случае охлаждение следует проводить в течение короткого периода времени, предпочтительно составляющего менее 30 с.
Соответствующие устройства для поточного контроля такие, как манометры и запорные вентили, регулирующие температуру, давление, расходы и направление, могут быть установлены в технологической линии для контроля последовательных стадий нагревания и охлаждения. Конструкция, изображенная на чертеже, является типичным примером, иллюстрирующим изобретение. Область изобретения охватывает возможные различные конфигурации и расположения компонентов, а также их дизайн.
Модуль растворения, включающий смесительные камеры и теплообменники для нагревания и охлаждения, может быть приспособлен для приготовления желаемого количества масляного каротиноидного раствора с концентрацией основного вещества 50-20000 м.д. Производительность может быть повышена или уменьшена путем выбора соответствующей конструкции и размеров смесительных камер, диаметра отверстий и давления с учетом требуемого расхода масляной каротиноидной суспензии и мощности теплообменников. Могут применяться смесительные камеры, в которых используются статические смесители или смесительные форсунки (например, насадочные форсунки). При конструировании теплообменника для нагревания масляной фазы в смесительной камере до 50-300°С учитывается пористость и площадь поверхности нагрева, количество, температура и давление пропускаемой суспензии, а также тип теплообменной среды. Модуль растворения, питаемый от теплообменника с энергопотреблением в 1 кВт, может использоваться для приготовления, по меньшей мере, 60-180 л/час масляного каротиноидного раствора, содержащего 250 м.д. астаксантина, предназначенного для периодического добавления в рыбий корм из резервуара, причем такой модуль может быть встроен в процесс производства пищи. Производительность рассматриваемого модуля может варьироваться таким образом, чтобы получать большие количества раствора, содержащего более высокие или меньшие концентрации каротиноида.
Следующие ниже примеры иллюстрируют изобретение, не ограничивая его область. Альтернативные варианты осуществления изобретения могут быть легко реализованы на практике в результате изменения концентрации каротиноида, источника энергии и/или температуры и условий обработки в рамках, охватываемых областью изобретения.
Пример 1
100 г кристаллического материала, содержащего 80%(+/-2%) синтетического полностью транс-астаксантина и 20% побочных продуктов, включающих цис-астаксантин, С-25 альдегид-астаксантин, астацин и полу-астацин, добавляли в соевое масло с использованием прецизионно сконструированного Silverson поточного роторно-статорного смесителя, работающего при условиях, обеспечивающих концентрацию астаксантина 3000 м.д. Встроенный смеситель был соединен с теплообменником для нагревания масла. Под действием тепла, выработанного роторным статором, масло может быть нагрето до температуры 180-230°С за 10 с. Полученный масляный раствор астаксантина немедленно перемешивали в статическом смесителе (Sulzer AG, Winterthur, CH) с 10-кратным избытком рыбьего жира Manhedan, нагретого до 40°С. Полученный масляный раствор анализировали для определения степени растворения астаксантина и использовали для производства рыбьего корма.
Пример 2
Со ссылкой на чертеж.
Кристаллический (чистота 98%), синтетический астаксантин при комнатной температуре диспергировали в 4% (вес./вес.) соевом масле, содержащем 4% (вес./вес.) альфа-токоферола, и подвергали измельчению в шариковой коллоидной мельнице при 70°С для получения дисперсии со следующими размерными характеристиками частиц (измеренными лазерной дифракционной спектроскопией): d 10: 1,0 мкм, d 50: 2,5 мкм, d 90: 6 мкм. Суспензия может быть приготовлена отдельно и может храниться в резервуаре, предназначенном для приготовления масляного раствора астаксантина с использованием способа по изобретению.
Суспензию разбавляли при комнатной температуре соевым маслом до достижения 1,5% (вес./вес., 15000 м.д.) концентрации астаксантина и 1,5% содержания альфа-токоферола. Один литр полученной суспензии при 23°С переносили в сосуд 4, осторожно перемешивали и прокачивали перемешивающим насосом 5 со скоростью 1 кг/час через смесительную камеру 6, в которой суспензию астаксантина перемешивали и нагревали с соевым маслом, дозируемым из сосуда 1 с помощью насоса 2 со скоростью 9 кг/час, предварительно нагретым до 172°С в ходе пропускания через теплообменник 3, в результате чего смесь суспензии астаксантина и предварительного нагретого масла, взятых в соотношении 1:9 (вес./вес.), при 150°С содержала 1500 м.д. астаксантина. Полученная смесь пропускалась через изолированную трубку 7 со временем прохода 1 с (при 150°С) в результате создания потока объединенным действием насоса 2 и смесительного насоса 5, соединенных с объемом изолированного трубопровода для растворения астаксантина. Полученный раствор немедленно перемешивали и охлаждали в охладительной камере 10 с 50 кг/ч рыбьего жира, имеющего температуру 23°С, подаваемого с помощью насоса 9 из масляного сосуда 8 с получением масляной композиции астаксантина, содержащей 250 м.д. астаксантина, которую собирали в резервуаре.
Согласно другому варианту, смесь суспензии астаксантина и предварительно нагретого масла в соотношении 1:9 (вес./вес.) (содержащую 1500 м.д. астаксантина) при 150°С охлаждали без разбавления в результате пропускания через теплообменник, охлажденный жидким азотом или водой, с получением композиции, содержащей 1500 м.д. астакснтина, имеющей температуру 20°С, которую собирали в резервуар. Определение содержания астаксанитина методом ЖХВР (жидкостная хроматография высокого разрешения) после фильтрации композиции с содержанием астаксантина 1500 или 250 м.д. через фильтр с размером пор 0,45 мкм показало, что астаксантин находится в полностью растворенном состоянии и содержит 75% полностью транс-астаксантина, 25% цис-изомеров и не содержит других продуктов деградации. Масляный раствор астаксантина может быть подвергнут дополнительной обработке в результате смешивания с рыбьими кормовыми гранулами.
Пример 3
Следуя методике Примера 2, практически чистый, кристаллический, синтетический астаксантин из Примера 1 диспергировали с использованием 10% (вес./вес.) соевого масла, содержащего 10% (вес./вес.) альфа-токоферола, при комнатной температуре. Полученную суспензию измельчали в коллоидной шаровой мельнице при 700С с получением дисперсии со следующими характеристиками размерного распределения частиц: 4,9%>5 мкм, 95,1% частиц с размером 2,7-1 мкм (фракционированная фильтрация с последующим определением содержания астаксантина методом ЖХВР). Суспензию охлаждали до комнатной температуры и разбавляли соевым маслом до концентрации астаксантина 1,5% (вес./вес.) и 1,5% содержания альфа-токоферола. Один литр суспензии при температуре 23°С переносили в сосуд 4, осторожно перемешивали и прокачивали перемешивающим насосом 5 со скоростью 1 кг/час через смесительную камеру 6, в которой суспензию астаксантина смешивали и нагревали с соевым маслом, подаваемым из сосуда 1 с помощью насоса 2, работающего со скоростью 9 кг/час, предварительно нагретым до 148°С в ходе пропускания через теплообменник 3, в результате чего температура смеси (содержащей 1500 м.д. астаксантина), состоящей из суспензии астаксантина и предварительно нагретого масла, взятых в соотношении 1:9 (вес./вес.), доводилась до 126°С для растворения астаксантина. Полученную смесь в течение 1 с прокачивали через изолированную трубку, после чего смешивали и охлаждали в смесительной камере 10 с рыбьим жиром, подаваемым со скоростью 50 кг/час при 23°С из масляной емкости с помощью насоса 9, с получением масляной композиции, содержащей 250 м.д. астаксантина, которую собирали в контейнере.
Определение содержания астаксанитина методом ЖХВР (жидкостная хроматография высокого разрешения) после фильтрации композиции с содержанием астаксантина 250 м.д. через фильтр с размером пор 0,45 мкм показало, что астаксантин находится в полностью растворенном состоянии и содержит 12% цис-изомеров.
Масляный раствор дополнительно обрабатывали путем разбавления рыбьим жиром до концентрации 250 м.д. при смешивании с рыбьими кормовыми гранулами, содержащими 30 вес.% масла, в результате чего содержание астаксантина в гранулах составило 83 м.д.
Пример 4
Поток масляного раствора астксантина, полученного по методике Примера 3, подавали в потоке в экструдер для приготовления кормовых гранул.
Пример 5
Способом, аналогичным описанному в Примере 2, кристаллический кантаксантин, представляющий собой достаточно чистое вещество (92,5%), использовали вместо астаксантина.
Пример 6
Способом, аналогичным описанному в Примере 2, кристаллический астаксантин, выделенный из природных источников, использовали вместо синтетического астаксантина.
Пример 7
Способом, аналогичным описанному в Примере 1, 10% суспензию Haematococcus pluvialis, содержащую 1% астаксантина, разбавляли соевым маслом для получения суспензии, содержащей 3000 м.д. астаксантина, и дополнительно обрабатывали при условиях согласно Примеру 1 для получения масляного каротиноидного раствора.
Пример 8
Вместо суспензии H. Pluvialis согласно Примеру 7 могут использоваться Phaffia rhodozyma клетки или их фрагменты, содержащие астаксантин.
Пример 9
Масляный раствор из Примера 3, содержащий 250 м.д. астаксантина (1 кг), при перемешивании добавляли к 200 г алюмосиликата магния (Neusilin). Полученный сухой порошок (1,2 кг) добавляли к 2,8 кг рыбьих кормовых гранул, используя способ сухого смешивания. Рыбьи гранулы, полученные способом сухого прессования или экструзии, содержали 25 вес./вес.% масла и 63 м.д. астаксантина.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АСТАКСАНТИНА ПУТЕМ ФЕРМЕНТАЦИИ | 2011 |
|
RU2593951C2 |
| СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ ЦВЕТА МЯСА ЛОСОСЯ | 2007 |
|
RU2413429C2 |
| Диспергируемая в воде красящая композиция | 2017 |
|
RU2761942C2 |
| ВЫДЕЛЕНИЕ КАРОТИНОИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ | 2001 |
|
RU2256651C2 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРОТИНОИДНОГО КОМПЛЕКСА ИЗ МОРСКИХ ЗВЕЗД | 2011 |
|
RU2469732C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИИ ЛЮТЕИНА, КОМПОЗИЦИИ, ИХ ПРИМЕНЕНИЕ | 2002 |
|
RU2303028C2 |
| СПОСОБ ФЕРМЕНТАТИВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ КАРОТИНОИДОВ | 2009 |
|
RU2461628C1 |
| ПРОДУКТЫ КАРОТИНОИДОЛИПИДНЫЙ, ПРОТЕИНСОДЕРЖАЩЕЙ ФРАКЦИЙ МОРСКОГО ОГУРЦА И СПОСОБЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ | 1999 |
|
RU2234928C2 |
| СТАБИЛИЗАЦИЯ ПИГМЕНТОВ, ПОЛИНЕНАСЫЩЕННЫХ ЖИРОВ И КОНЦЕНТРАТОВ, СОДЕРЖАШИХ ЖИР | 2000 |
|
RU2235122C2 |
| СПОСОБ ЭКСТРАКЦИИ ЛИПИДОВ (ВАРИАНТЫ), ЭКСТРАКТ ЛИПИДОВ КРИЛЯ И ПОЛНАЯ ЛИПИДНАЯ ФРАКЦИЯ (ВАРИАНТЫ) | 1999 |
|
RU2236441C2 |
Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ предусматривает приготовление суспензии путем диспергирования по меньшей мере одного каротиноида в физиологически приемлемой масляной фазе, поточное нагревание суспензии в течение до 30 с при температуре, не превышающей температуру кипения масла, и охлаждение нагретого масляного каротиноидного раствора методами, выбранными из группы, состоящей из смешивания с физиологически приемлемой масляной фазой, находящейся при температуре ниже температуры нагретого масляного раствора, и использования теплообменника для получения охлажденного масляного каротиноидного раствора. Масляная каротиноидная суспензия содержит частицы каротиноида, выбранного из группы, состоящей из астаксантина и кантаксантина. При этом каротиноиды имеют определенные характеристики. Способ получения пищевых композиций предусматривает приготовление масляного каротиноидного раствора и добавление его к пищевым композициям. Способ получения пищевой композиции предусматривает приготовление каротиноидного раствора вышеописанным способом, добавление охлажденного масляного каротиноидного раствора к высокопористым неорганическим носителям и добавление носителей к пищевым композициям, выбранным из группы, состоящей из кормовых брикетов и кормовых гранул, кормовых таблеток и капсул. Изобретение позволяет обеспечить более экономичный, эффективный и экологически приемлемый способ добавления нутриентов и красителей в пищевые композиции. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
1. Способ получения масляного каротиноидного раствора, включающий:
i) приготовление суспензии путем диспергирования по меньшей мере одного каротиноида в физиологически приемлемой масляной фазе;
ii) поточное нагревание суспензии в течение до 30 с при температуре, не превышающей температуру кипения масла, для растворения суспендированного каротиноида в масляной фазе и получения нагретого масляного каротиноидного раствора; и
iii) охлаждение нагретого масляного каротиноидного раствора методами, выбранными из группы, состоящей из смешивания с физиологически приемлемой масляной фазой, находящейся при температуре ниже температуры нагретого масляного раствора, и использования теплообменника для получения охлажденного масляного каротиноидного раствора,
причем на стадии ii) суспензию нагревают путем разбавления предварительно нагретой масляной фазой и/или на стадии iii) нагретый масляный каротиноидный раствор охлаждают путем разбавления масляной фазой, находящейся при температуре ниже температуры нагретого масляного каротиноидного раствора.
2. Способ по п.1, в котором масляную каротиноидную суспензию нагревают при 100-300°С в течение менее 5 с путем смешивания с масляной фазой, имеющей более высокую температуру, чем температура суспензии, причем нагревание масляной фазы осуществляют с использованием устройств, выбранных из группы, состоящей из теплообменника, нагреваемого перегретым паром, теплообменника, нагреваемого сверхкритическими газами, теплообменника, нагреваемого электричеством, теплом, генерируемым ротор-статорными смесителями, и теплом, генерируемым ультразвуковыми смесителями.
3. Способ по п.1, в котором каротиноид представляет собой кристаллическое каротиноидное соединение.
4. Способ по п.1, в котором нагретый масляный каротиноидный раствор охлаждают методами, выбранными из группы, состоящей из поточного смешивания с физиологически приемлемой масляной фазой, находящейся при более низкой температуре, чем температура нагретого масляного каротиноидного раствора, периодического смешивания с физиологически приемлемой масляной фазой, находящейся при более низкой температуре, чем температура нагретого масляного каротиноидного раствора, и использования поточного теплообменника.
5. Способ по п.1, в котором масляная фаза, добавленная для охлаждения масляного каротиноидного раствора, содержит до 30% эмульгированной воды.
6. Способ по п.1, в котором нагретый и охлажденный масляный раствор содержит до 20000 м.д. каротиноида, причем охлаждение нагретого каротиноидного раствора осуществляют поточным образом путем добавления рыбьего жира.
7. Способ по п.1, в котором масляный каротиноидный раствор после охлаждения имеет температуру ниже 60°С, причем стадию охлаждения проводят за период менее 30 с.
8. Способ по п.1, в котором масляная каротиноидная суспензия содержит по существу чистые каротиноидные частицы, а каротиноид выбирают из группы, состоящей из синтетического и природного астаксантина, кантаксантина, бета-каротина и зеаксантина, причем 90% рассматриваемых частиц имеют диаметр менее 15 мкм.
9. Способ по п.1, в котором каротиноид является диэфиром астаксантина с омега-3 жирной кислотой и/или карбоновой кислотой.
10. Способ по п.1, в котором каротиноид включает частицы каротиноида, выбранного из группы, состоящей из астаксантина, кантаксантина и их комбинации.
11. Способ по п.1, в котором суспензия, полученная на стадии i), является масляной каротиноидной суспензией по п.15.
12. Способ по п.1, который осуществляют в модуле растворения, содержащем смесительные камеры и теплообменники для нагревания или охлаждения.
13. Способ по п.1, который осуществляют в модуле растворения, содержащем по меньшей мере смесительную камеру для смешивания суспензии с высококипящим маслом без суспендированного каротиноида, или по меньшей мере одну смесительную камеру для смешивания нагретого масляного каротиноидного раствора с масляной фазой, находящейся при температуре ниже температуры нагретого масляного каротиноидного раствора.
14. Способ по п.1, который осуществляют в модуле растворения, содержащем по меньшей мере теплообменник для нагревания суспензии или ее смеси с высококипящим маслом, или по меньшей мере теплообменник для охлаждения нагретого масляного каротиноидного раствора или его смеси масляной фазой, находящейся при температуре ниже температуры нагретого масляного каротиноидного раствора.
15. Масляная каротиноидная суспензия, содержащая частицы каротиноида, выбранного из группы, состоящей из астаксантина и кантаксантина, причем
астаксантин имеет следующие характеристики: твердое физическое состояние, прозрачный 0,05%-ный раствор в хлороформе с полным растворением астаксантина, длина волны абсорбционного максимума 484-493 нм (раствора в хлороформе), не более 0,1% остатка после сгорания, не более 4% общего содержания каротиноидов, отличных от астаксантина, не более 5 м.д. (миллионных долей) свинца, не более 2 м.д. мышьяка, не более 1 м.д. ртути, не более 10 м.д. тяжелых металлов, содержание основного вещества по меньшей мере 96%, и
кантаксантин имеет следующие характеристики: твердое физическое состояние, прозрачный 1%-ный раствор в хлороформе с полным растворением кантаксантина, температурный интервал плавления (разложение) 207-212 °С, не более 0,2% потерь при сушке, не более 0,2% остатка после сгорания, не более 5% общего содержания каротиноидов, отличных от транс-кантаксантина, не более 10 м.д. свинца, не более 3 м.д. мышьяка, не более 1 м.д. ртути и содержание основного вещества не менее 96%.
16. Способ получения пищевых композиций, предусматривающий приготовление масляного каротиноидного раствора способом по п.1 и добавление масляного каротиноидного раствора к пищевым композициям.
17. Способ по п.16, в котором масляный каротиноидный раствор поточно или периодически добавляют к пищевой композиции после охлаждения.
18. Способ по п.16 или 17, в котором пищевые композиции выбирают из группы, состоящей из кормовых брикетов и кормовых гранул, кормовых таблеток и капсул.
19. Способ по п.16, в котором до введения в пищевую композицию масляную каротиноидную композицию объединяют высокопористым неорганическим носителем.
20. Способ по п.19, в котором высокопористый неорганический носитель имеет внутреннюю поверхность в интервале 30-500 м2/г.
21. Способ получения пищевой композиции, предусматривающий
i) приготовление суспензии путем диспергирования, по меньшей мере, одного каротиноида в физиологически приемлемой масляной фазе;
ii) поточное нагревание суспензии в течение до 30 с при температуре, не превышающей температуру кипения масла, для растворения суспендированного каротиноида в указанной масляной фазе и получения нагретого масляного каротиноидного раствора; и
iii) охлаждение нагретого масляного каротиноидного раствора методами, выбранными из группы, состоящей из смешивания с физиологически приемлемой масляной фазой, имеющей температуру ниже температуры нагретого масляного раствора, и использования теплообменника для получения охлажденного масляного каротиноидного раствора;
iv) добавление охлажденного масляного каротиноидного раствора к высокопористым неорганическим носителям; и
v) добавление носителей к пищевым композициям, выбранным из группы, состоящей из кормовых брикетов и кормовых гранул, кормовых таблеток и капсул,
причем на стадии ii) суспензию нагревают путем разбавления предварительно нагретой масляной фазой и/или на стадии iii) нагретый масляный каротиноидный раствор охлаждают путем разбавления масляной фазой, находящейся при температуре ниже температуры нагретого масляного каротиноидного раствора.
22. Способ по п.21, в котором высокопористый неорганический носитель имеет внутреннюю поверхность в интервале 30-500 м2/г.
| US 2861891 А, 25.11.1958 | |||
| US 5364563 А, 15.11.1994 | |||
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕТА-КАРОТИНСОДЕРЖАЩЕЙ ЭМУЛЬСИИ | 2001 |
|
RU2221455C2 |
