КОМПОЗИЦИИ КРАСИТЕЛЕЙ И СПОСОБЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Российский патент 2020 года по МПК C09B61/00 C09B67/42 A23L5/43 A23G3/34 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки США № 62/187,090, поданной 30 июня 2015, и предварительной заявки США № 62/279,262, поданной 15 января 2016, которые включены в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее описание - Настоящая заявка относится к композициям натурального синего красителя, которые содержат один или более ацилированных антоцианов, и к способу их использования. Композиции красителя по настоящей заявке могут содержать диацильный антоциан и (или) рН-буфер и (или) ион металла, и могут быть использованы для производства различных пищевых продуктов, содержащих кондитерские изделия в твердой оболочке.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Использование и потребность в альтернативах для синтетических пищевых красителей увеличилась вследствие возможных проблем со здоровьем и запросов потребителей. Однако, натуральные пищевые красители не были способны достигать таких же цветовых характеристик, как их синтетические аналоги, например, FD&C Blue No. 1. Отсутствие подходящего натурального синего красителя также сделали затруднительной разработку желаемого естественного зеленого красителя из комбинации натурального синего и желтого красителей.

Антоцианы известны как натуральные пищевые красители, ответственные за красную и синюю окраску фруктов и овощей. В данной области техники известно, что содержащие антоциан соки и экстракты в основном проявляют красную окраску при низких рН и смещение окраски в пурпур при повышении рН. Международная патентная публикация № WO 2014/152417 раскрывает выделение фракций антоциановых молекул из экстрактов овощей и фруктов, включающих в себя краснокочанную капусту, при выбранных рН, чтобы обеспечить цветовые характеристики, отличные от тех, которые предоставляются источниками в виде овощей или фруктов.

Как класс антоцианы охватывают большое количество разнообразных по структуре соединений, различия которых основываются на первичной структуре, типах гликозилирования и ацилирования. Антоцианы содержат антоцианидин, связанный эфирными связями с одной или более молекул сахара. Примерами молекул сахаров, обнаруживающихся в структурах антоцианов являются арабиноза, галактоза, глюкоза, рамноза, рутиноза, самбубиоза, софороза и ксилоза. В антоциане могут иметь место замещения водородом, гидроксилом и (или) метокси группами в различных положениях. Антоцианы также могут быть ацилированы там, где они могут иметь эфирные связи с молекулами сахаров во 2-, 3-, 4- и (или) 6-м положениях моносахарида.

Доступные в настоящее время композиции синего красителя, который производится из натуральных источников, не удовлетворительны для использования в пищевых продуктах. Например, показано, что натуральные композиции синего красителя нестабильны и претерпевают изменения цвета, когда включаются в пищевой продукт. Поэтому остается потребность в композиции натурального синего антоцианового красителя, которые предоставляет сходные цветовые характеристики и стабильность, как его синтетический аналог, такой как FD&C Blue No. 1.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее описание относится к композициям красителя, например, композициям синего красителя, содержащим ацилированные антоцианы, и способам получения и использования таких композиций. Конкретно, настоящее описание относится к натуральным композициям красителя, например, натуральным композициям синего красителя, содержащим, по меньшей мере, один ацилированный антоциан, например, по меньшей мере, один диацильный антоциан. Настоящее описание также относится к способам получения пищевых продуктов, содержащих натуральные композиции красителя.

В определенных вариантах осуществления представлена натуральная композиция синего красителя, содержащая фракцию натурального сока или экстракта, содержащего, по меньшей мере, один ацилированный антоциан, буферный раствор, имеющий pH от около 6,0 до около 8,0, и ион металла или его соль.

В определенных вариантах осуществления ацилированный антоциан может содержать, по меньшей мере, один диацильный антоциан. В определенных вариантах осуществления диацильный антоциан может быть одним или более из

,

и

,

и их солевых форм, и их комбинаций.

В определенных вариантах осуществления ион металла может представлять собой трехвалентный ион металла. Трехвалентный ион металла может быть выбран из группы, состоящей из Fe³⁺, Al³⁺, Ga³⁺ и их комбинации. В определенных вариантах осуществления трехвалентный ион металла может представлять собой Fe³⁺, Al³⁺ или их комбинацию. В определенных вариантах осуществления буферный раствор имеет pH от около 7,0 до около 8,0.

В определенных вариантах осуществления концентрация ацилированного антоциана может составлять от около 1 мкМ до около 200 мкМ. В определенных вариантах осуществления ион металла или его соль могут иметь концентрацию менее, чем около 10-кратной или от около 0,25 до около 0,5-кратной по сравнению с концентрацией ацилированного антоциана. В определенных вариантах осуществления ион металла или его соль могут иметь концентрацию, которая меньше или равна концентрации ацилированного антоциана.

В определенных вариантах осуществления раствор буфера включает в себя буфер, выбранный из группы, состоящей из фосфата калия, трис(гидроксиметил)-аминометана, гидроокиси натрия и их комбинаций.

Так, как это реализовано в данном документе, композиция натурального синего красителя может предоставлять цвет, имеющий значение ΔE около 12 или менее по сравнению с цветом, определенным значением L*a*b* 50 частей на миллион (ч./млн.) и 100 ч./млн. FD&C Blue No. 1 в водном растворе. В определенных вариантах осуществления значение ΔE может составлять около 11 или менее. Композиция натурального синего красителя может проявлять цветовую стабильность в течение более чем 14 дней.

В определенных вариантах осуществления получали фракцию из натурального продукта или его сока или экстракта, выбранных из группы, состоящей из краснокочанной капусты, пурпурного батата, фиолетового картофеля, редиса, черной моркови (скорцонера), фиолетовой моркови, фиолетовой кукурузы, красной кукурузы, красного лука, фиолетового брокколи, фиолетовой цветной капусты, ревеня, черной фасоли, красного латука, черного риса, баклажана, клубники, малины, клюквы, брусники, красного винограда, яблока, черной смородины, красной смородины, вишни, голубики, бузины, черники, водяники черной, ежевики, черноплодной рябины, крыжовника, асаи, нектарина, персика, сливы, апельсина-королек, синего томата, цветочных лепестков ʺHeavenly Blueʺ Morning Glory, цветочных лепестков розы ʺBetter Timesʺ и их комбинации. В конкретных вариантах осуществления фракцию получали из краснокочанной капусты.

Настоящее описание также предоставляет композицию зеленого красителя. Композиция зеленого красителя может включать в себя композицию натурального синего красителя и один или более желтых красителей. Один или более желтых красителей могут представлять собой натуральные желтые красители.

Настоящее описание также представляет пищевой продукт, содержащий композицию натурального синего красителя. В определенных вариантах осуществления пищевой продукт может представлять собой кондитерское изделие. Кондитерское изделие может также включать в себя желтый краситель. В определенных вариантах осуществления композиция натурального синего красителя может присутствовать в покрытии, нанесенном на поверхность кондитерского изделия.

В определенных вариантах осуществления натуральный синий краситель может включать в себя фракцию натурального сока или экстракта, включающего в себя, по меньшей мере, один диацильный антоциан, выбранный из группы, показанной выше, и его солевых форм, и их комбинаций, в которых диацильный антоциан имеет концентрацию от около 1 мкМ до около 200 мкМ. Натуральный синий краситель может также включать в себя буферный раствор, в котором буферный раствор имеет рН от около 7,0 до около 8,0, и ион металла, содержащий Fe³⁺ или его солевую форму, в которой ион металла имеет концентрацию от около 0,25 до около 0,5 от концентрации диацильного антоциана.

В определенных вариантах осуществления натуральный синий краситель может включать в себя фракцию натурального сока или экстракта, включающую в себя, по меньшей мере, один диацильный антоциан, выбранный из группы, показанной выше, и их солевых форм, и их комбинаций, в которых диацильный антоциан имеет концентрацию от около 1 мкМ до около 200 мкМ. Натуральный синий краситель может также включать в себя буферный раствор, в котором буферный раствор имеет pH от около 7,0 до около 8,0, и ион металла, содержащий Al³⁺ или его солевую форму, в которой ион металла имеет концентрацию меньшую или равную концентрации диацильного антоциана.

Описываемый здесь объект также включает в себя способы изготовления композиции натурального синего красителя. Например, способ изготовления композиции натурального синего красителя может включать в себя получение фракции натурального сока или экстракта, содержащего, по меньшей мере, один ацилированный антоциан из натурального продукта, разбавление ацилированного антоциана в буферном растворе, имеющем рН от около 6,0 до около 8,0, и введение иона металла или его соли в буферный раствор.

В определенных вариантах осуществления ацилированный антоциан может содержать, по меньшей мере, один диацильный антоциан. В определенных вариантах осуществления диацильный антоциан может представлять собой одну или более из следующих [структур]

,

и

,

или их солевых форм или их комбинаций.

В определенных вариантах осуществления натуральный продукт может представлять собой краснокочанную капусту. Буферный раствор может иметь рН от около 7,0 до около 8,0. Ион металла или его соль может включать в себя Fe³⁺, Al³⁺ или их комбинацию.

В определенных вариантах осуществления концентрация ацилированного антоциана может составлять от около 1 мкМ до около 200 мкМ. В определенных вариантах осуществления ион металла или его соль могут иметь концентрацию, менее чем около 10-кратной или от около 0,25 до около 0,5-кратной концентрации ацилированного антоциана. В определенных вариантах осуществления ион металла или его соль могут иметь концентрацию, которая меньше или равна концентрации ацилированного антоциана.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

ФИГ. 1 описывает комплекс Al³⁺ с дельфинидин-3-O-глюкозидом (Dpn-3-glu).

ФИГ. 2 показывает цвет черноплодной рябины (аронии) и краснокочанной капусты при рН 6 в присутствии Al³⁺ в концентрации от нуля до пятикратной концентрации общего количества антоцианов.

ФИГ. 3 показывает поглощение видимого света и λ_max 50 мкМ цианидина (Cy) с Al³⁺ при рН 6.

ФИГ. 4 показывает моноацильный и диацильный антоцианы краснокочанной капусты при pH 6 в комплексе с Al³⁺ при концентрации от нуля до 10-кратной концентрации антоцианов. Антоцианы в комплексе с ионом металла хранили в течение 28 дней при около 23°С.

ФИГ. 5 показывает λ_max и поглощение диацильных антоцианов краснокочанной капусты, рН 6, в присутствии Al³⁺ при 0-10-кратной концентрации антоцианов, хранившихся в течение 28 дней.

ФИГ. 6 показывает поглощение видимого света 50 мкМ моноацильных антоцианов краснокочанной капусты в буферах рН 5-8, в комплексе с Al³⁺ в концентрациях от нуля до 100-кратной общего количества антоцианов.

ФИГ. 7 показывает моноацильные антоцианы краснокочанной капусты с Al³⁺ в концентрациях от нуля до 100-кратной от общего количества антоцианов.

ФИГ. 8 показывает λ_max и цвет моноацильных антоцианов краснокочанной капусты с Al³⁺ в концентрациях 0-100-кратной от общего количества антоцианов.

ФИГ. 9 описывает рассчитанную ΔE экстракта краснокочанной капусты в растворе, имеющем pH от 3 до 8 с различными ионами металлов (Al³⁺, Ga³⁺, Cr³⁺ и Fe³⁺) в концентрациях, эквимолярных концентрации антоцианов в экстракте краснокочанной капусты.

ФИГ. 10 описывает рассчитанную ΔE экстракта краснокочанной капусты в растворе, имеющем рН 7 с различными ионами металлов (Al³⁺, Ga³⁺, Cr³⁺ и Fe³⁺) в концентрациях от нуля до 500-кратной к антоцианам в экстракте краснокочанной капусты.

ФИГ. 11A - 11C представляют трехмерное описание цветовых характеристик, основывающихся на рН и концентрации иона металла, для комплексов с Fe³⁺, где ФИГ. 11A представляет ΔE, ФИГ. 11B представляет цветовой оттенок, а ФИГ. 11C представляет λ_max.

ФИГ. 12 описывает поглощение антоцианов в комплексе с Fe³, при концентрациях иона металла от нуля до однократной к концентрации антоциана при рН 7.

ФИГ. 13 описывает поглощение антоцианов в комплексе с Al³⁺ при концентрации иона металла от нуля до 100-кратной к концентрации антоциана при рН 6.

ФИГ. 14A - 14C предоставляет трехмерное описание цветовых характеристик, основанных на рН и концентрации иона металла для комплексов Al³⁺, где ФИГ. 14A описывает ΔE, ФИГ. 14B описывает цветовой оттенок, а ФИГ. 14C описывает λ_max.

ФИГ. 15A - 15C описывает поглощение фракцией антоцианов после обработки Al³⁺ при концентрации иона металла от нуля до однократной к концентрации антоциана при различных рН. ФИГ. 15A описывает поглощение при рН 6; ФИГ. 15B описывает поглощение при рН 7; а ФИГ. 15C описывает поглощение при рН 8.

ФИГ. 16A - 16B представляют λ_max и поглощение, соответственно, комплекса диацильных комплексов антоцианов с Al³⁺ при рН 6, 7 и 8.

ФИГ. 17A - 17C описывают поглощение фракцией антоцианов после обработки Fe³⁺ при концентрациях иона металла от нуля до однократной концентрации антоцианов при различных рН. ФИГ. 17A описывает поглощение при рН 6; ФИГ. 17B описывает поглощение при рН 7; а ФИГ. 17C описывает поглощение при рН 8.

ФИГ. 18A - 18B представляют λ_max и поглощение, соответственно, комплекса диацильных антоцианов с Fe³⁺ при рН 6, 7 и 8.

ФИГ. 19A - 19B описывает поглощение фракцией антоцианов после обработки Al³⁺ при концентрациях иона металла от нуля до десятикратной концентрации антоциана при рН 7. ФИГ. 19A показывает поглощение в нулевой день, а ФИГ. 19B показывает поглощение на 28-й день.

ФИГ. 20A - 20B описывает λ_max и поглощение, соответственно, фракции антоцианов после обработки Al³⁺ при концентрациях иона металла от нуля до десятикратной концентрации антоциана при рН 7 после 28 дней хранения.

ФИГ. 21A - 21B отображает поглощение (при длине волны λ_max в нулевой день) комплексов с Al³⁺ при рН от 5 до 8 после 28 дней хранения. ФИГ. 21A показывает поглощение комплексами, имеющими концентрацию иона металла 0,5-кратную к концентрации антоциана, а ФИГ. 21B показывает поглощение комплексами, имеющими концентрацию иона металла в 10 раз большую, чем концентрация антоциана.

ФИГ. 22A - 22B отображает поглощение фракцией антоцианов после обработки Fe³⁺ при концентрации иона металла от нуля до десятикратной концентрации антоциана и при рН 7. ФИГ. 22A показывает поглощение в нулевой день, и ФИГ. 22B показывает поглощение на 28-й день.

ФИГ. 23A - 23B отображает λ_max и поглощение, соответственно, фракцией антоцианов после обработки Fe³⁺ при концентрациях иона металла от нуля до десятикратной по отношению к концентрации антоциана и при рН 7 после 28 дней хранения.

ФИГ. 24A - 24B отображает поглощение (при длине волны λ_max в нулевой день) комплексов с Fe³⁺ при рН от 5 до 8 через 28 дней хранения. ФИГ. 24A показывает поглощение комплексами, имеющими концентрацию иона металла 0,5-кратную к концентрации антоциана, а ФИГ. 24B показывает поглощение комплексами, имеющими 10-кратную концентрацию иона металла к концентрации антоциана.

ФИГ. 25A - 25B отображает λ_max и поглощение, соответственно, экстракта краснокочанной капусты, обработанного Al³⁺ и (или) Fe³⁺ при концентрации иона металла от нуля до 10-кратной к концентрации антоциана и при pH 7.

ФИГ. 26 представляет хроматограмму экстракта краснокочанной капусты, демонстрирующую пики 4-6, соответствующие диацильным антоцианам.

ФИГ. 27A - 27B отображают углы цветового тона металло-антоцианов, содержащие пики 4-6 при концентрациях иона металла от нуля до 5-кратной к концентрации антоциана и при pH 7. ФИГ. 27A представляет углы цветового тона комплексов с Al³⁺, а ФИГ. 27B представляет углы цветового тона комплексов с Fe³⁺.

ФИГ. 28A - 28B отображают углы цветового тона металло-антоцианов, содержащих пики 4-6 при концентрации иона металла от нуля до 5-кратной к концентрации антоциана при pH 8. ФИГ. 28A представляет углы цветового тона комплексов Al³⁺, а ФИГ. 28B представляет углы цветового тона комплексов Fe³⁺.

ФИГ. 29A - 29B представляет интенсивность цвета металло-антоцианов, содержащих пики 4-6 при концентрациях иона металла от нуля до 5-кратной к концентрации антоциана и при рН 7. ФИГ. 29A представляет интенсивность цвета комплексов Al³⁺, а ФИГ. 29B представляет интенсивность цвета комплексов Fe³⁺.

ФИГ. 30A - 30B отображают интенсивность цвета металло-антоцианов, содержащих пики 4-6 при концентрациях иона металла от нуля до 5-кратной к концентрации антоциана при рН 8. ФИГ. 30A представляет интенсивность цвета комплексов Al³⁺, в ФИГ. 30B представляет интенсивность цвета комплексов Fe³⁺.

ФИГ. 31A - 31B отображают λ_max пика 4 при концентрации иона металла от нуля до 5-кратной к концентрации антоциана при рН 6 после 48 часов хранения. ФИГ. 31A показывает λ_max пика 4 после обработки Al³⁺, ФИГ. 31А показывает λ_max пика 4 после обработки Fe³⁺.

ФИГ. 32A - 32F отображают λ_max пиков 4, 5 и 6 при концентрациях иона металла от нуля до 5-кратной к концентрации антоциана и при рН 7 после 48 часов хранения. ФИГ. 32A - 32C показывают λ_max пиков 4, 5 и 6, соответственно, после обработки Al³⁺. ФИГ. 32D - 32F показывают λ_max пиков 4, 5 и 6, соответственно, после обработки Fe³⁺.

ФИГ. 33A - 33F отображают λ_max пиков 4, 5 и 6 при концентрациях иона металла от нуля до 5-кратной к концентрации антоциана и при рН 8 после 48 часов хранения. ФИГ. 33A - 33C показывают λ_max пиков 4, 5 и 6, соответственно, после обработки Al³⁺. ФИГ. 33D - 33F показывают λ_max пиков 4, 5 и 6, соответственно, после обработки Fe³⁺.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Настоящее изобретение относится к композициям красителя, например, композициям синего красителя, которые содержат, по меньшей мере, один ацилированный антоциан. Композиция красителя может также включать в себя ион металла и/или буфер, имеющий конкретный pH. В определенных вариантах осуществления композиции красителя могут быть использованы в широком разнообразии пищевых продуктов. Например, но не в качестве исчерпывающего перечня, композиция красителя по данному изобретению может быть использована в покрытии твёрдых кондитерских изделий.

1. Определения

Термины, использованные в настоящем описании изобретения, в общем имеют обычные для данной области техники значения, в контексте данного изобретения и в конкретных контекстах, в которых каждый из этих терминов используется. Определенные термины обсуждены ниже или где-либо еще в данном описании изобретения, чтобы обеспечить дополнительную методическую помощь практикам в [понимании] описания композиций и способов по данному изобретению и в том, как их реализовывать и использовать.

Так, как это используется в данном документе, термины «имеющий», «включающий в себя», «содержащий» являются взаимозаменяемыми, и специалисты в данной области техники знают, что эти термины являются неограничивающими терминами.

Термин «около» или «приблизительно» означает приемлемый диапазон ошибки конкретного значения, определяемый обычным специалистом в данной области техники, что частично зависит от того, как значение измеряется или определяется, т.е. от ограничений системы измерений. Например, «около» может означать [величину] в пределах 3 или более, чем 3 величин стандартного отклонения, согласно практике в данной области техники.

Так, как это используется в данном документе, термин «ацилированный антоциан» относится к молекуле антоциана, имеющей одну или более эфирную связь с одной или более молекулами сахара во 2-, 3-, 4- и (или) 6-м положении моносахарида.

Так, как это используется в данном документе, термин «моноацильный антоциан» относится к молекуле антоциана, которая имеет одну эфирную связь с молекулой сахара в одном положении молекулы сахара.

Так, как это используется в данном документе, термин «диацильный антоциан» относится к молекуле антоциана, которая имеет одну эфирную связь с моносахаридом в двух положениях моносахарида.

Так, как это используется в данном документе, термин «одновалентный ион металла» относится к атому металла, имеющему один валентный электрон. Неограничивающие примеры одновалентных ионов металлов включают в себя Na⁺ и K⁺.

Так, как это используется в данном документе, термин «многовалентный ион металла» относится к атому металла, имеющему более, чем один валентный электрон. Неограничивающие примеры многовалентных ионов металлов включают в себя двухвалентные ионы металлов, трехвалентные ионы металлов, Cr⁺⁶, Cr⁺⁴ и Mn⁺⁴.

Так, как это используется в данном документе, термин «двухвалентный ион металла» относится к атому металла, имеющему два валентных электрона. Неограничивающие примеры двухвалентных ионов металлов включают в себя Ca²⁺, Mg²⁺, Cu²⁺ и Fe²⁺.

Так, как это используется в данном документе, термин «трехвалентный ион металла» относится к атому металла, имеющему три валентных электрона. Неограничивающие примеры трехвалентных ионов металлов включают в себя Al³⁺, Fe³⁺ и Ga³⁺.

Так, как это используется в данном документе, термин «краситель» относится к какому-либо веществу, которое придает цвет за счет поглощения или рассеивания света на различных длинах волн.

Так, как это используется в данном документе, термин «композиция красителя» относится к какой-либо композиции, которая придает цвет за счет поглощения и рассеяния света на различных длинах волн.

Так, как это используется в данном документе, термин «натуральный краситель» относится к какому-либо веществу, которое существует или продуцируется в природе или которое получают из натуральных источников. В определенных вариантах осуществления термин «натуральный краситель» относится к красителю, который содержит один или более антоцианов, полученных из натурального источника, например, овоща, растения или цветка (или цветочных лепестков).

Так, как это используется в данном документе, термин «композиция натурального красителя» относится к какой-либо композиции, которая содержит краситель, который существует или продуцируется в природе или который получают из натурального источника. В определенных вариантах осуществления, термин «композиция натурального красителя» относится к композиции красителя, которая содержит один или более антоцианов, полученных из натурального источника, например, овоща, растения или цветка (или цветочных лепестков).

Так, как это используется в данном документе, термин «синий краситель» относится к красителю, который отражает свет на длинах волн в области 450-495 нанометров и имеет максимум ультрафиолетовых (УФ)/видимых (UV/VIS) длин волн поглощения в диапазоне от 615 до 635 нанометров.

Так, как это используется в данном документе, термин «композиция синего красителя» относится к композиции красителя, которая отражает свет на длинах волн в области 450-495 нанометров и имеет максимум поглощения в UV/VIS длинах волн в диапазоне от 615 до 635 нанометров.

Так, как это используется в данном документе, термин «зеленый краситель» относится к красителю, который отражает свет на длинах волн в области 490 до 570 нанометров и имеет максимум UV/VIS длин волн поглощения в диапазоне от 380 до 420 нанометров или от 630 до 750 нанометров.

Так, как это используется в данном документе, термин «композиция зеленого красителя» относится к композиции красителя, которая отражает свет на длинах волн в области 490 до 570 нанометров и имеет максимум UV/VIS длин волн поглощения в диапазоне от 380 до 420 нанометров или от 630 до 750 нанометров.

Так, как это используется в данном документе, термин «желтый краситель» относится к красителю, который отражает свет на длинах волн в области 570-585 нанометров и имеет максимум UV/VIS длин волн поглощения в диапазоне от 420 до 430 нанометров.

Так, как это используется в данном документе, термин «композиция желтого красителя» относится к композиции красителя, которая отражает свет на длинах волн в области 570-585 нанометров и имеет максимум UV/VIS длин волн поглощения в диапазоне от 420 до 430 нанометров.

Так, как это используется в данном документе, «максимум поглощения», «лямбда max» или «λ_max» относятся к длине волны в нанометрах, на которой веществом, красителем и (или) композицией красителя поглощается максимальная фракция света.

Так, как это используется в данном документе, ʺFD&C Blue No. 1ʺ включает в себя различные названия, данные идентичному синтетическому синему красителю, Brilliant Blue FCF and European Commission E133. Лямбда максимальная FD&C Blue No. 1 составляет 630 нм.

Так, как это взаимозаменяемо используется в данному документе, термины «цвет» и «цветовые характеристики» относятся к цветовым свойствам, таким как цветовой тон, интенсивность цвета, чистота, насыщенность, интенсивность, живость [воспроизводимых цветов], оттенок, освещенность, яркость и яркость и затемненность, и параметры модельной системы цвета, использованные для описания этих свойств, такие как Commission Internationale de l'Eclairage CIE 1976 CIELAB color space L*a*b* values и CIELCH color space L*C*h° values. Цветовые модели CIELAB и CIELCH предоставляют сенсорно лучше воспринимаемые равноконтрастные цветовые пространства, чем более ранние цветовые модели. В определенных вариантах осуществления композиции красителя по данному изобретению могут быть проанализированы с помощью спектрофотометра, а значения CIELAB L*a*b* и CIELCH L*C*h° могут быть вычислены из спектральных данных, как более детально описано ниже. Значения L*a*b* и L*C*h° предоставляют средства представления цветовых характеристик и оценки величины различий между двумя цветами. Способы определения значений CIELAB и CIELCH, описываемой в данном документе композиции красителя, описаны в международных патентных публикациях №№ WO 2014/150230 и WO 2014/152417, содержание которых таким образом включено по ссылке во всей их полноте.

Так, как это используется в данном документе, «цветовой тон» или «угол цветового тона» относится к цветовому свойству, которое придает цвету его наименование, например, красный, синий или фиолетовый.

Так, как это используется в данном документе, «интенсивность цвета» представляет собой цветовое свойство, показывающее чистоту цвета. В определенных вариантах осуществления более высокая интенсивность цвета связана с большей чистотой цветового тона и меньшей разбавлением цвета белым, серым или черным.

Так, как это используется в данном документе, [термин] «оттенок» представляет собой цветовое свойство, показывающее освещенность или затемненность цвета, причем более сильный «оттенок» связан с большей яркостью.

Так, как это используется в данном документе [термин] «примешивание», например, «примешивание композиции красителя по данному изобретению к пищевому продукту», относится к способу, в котором композиция красителя по данному изобретению смешивается с или добавляется в готовый продукт или смешивается с некоторыми или всеми компонентами продукта в ходе производства продукта или некоторым комбинациям этих стадий. При использовании в контексте подмешивания термин «продукт» относится к продукту или какому-либо из его компонентов. Подмешивание может включать в себя процесс, который включает в себя добавление композиции красителя к продукту, напылению композиция красителя на продукт, покрытие продукта композицией красителя, окрашивание продукта композицией красителя, намазывание композиция красителя на продукт, инкапсулирование продукта в композицию красителя, смешивание композиции красителя с продуктом или какой-либо его комбинацией. Композиции красителя, например, таковые, которые подмешиваются в продукт, могут представлять собой жидкость, сухой порошок, спрей, пасту, суспензию или какую-либо их комбинацию.

«Фракционирование» представляет собой процесс отбора и разделения части соединения из сложной смеси антоциан-содержащих сока или экстракта овощей, фруктов или цветов. «Фракция» представляет собой продукт фракционирования. Фракции антоцианов выделяют из сока или экстракта при выбранном рН, основываясь на различиях заряда и полярности различных присутствующих в них молекул антоцианов. «Фракция натурального сока или экстракта» представляет собой продукт фракции сока или экстракта из натурального источника, например, овоща, фрукта или цветка. Фракция натурального сока или экстракта содержит смесь антоцианов, которая отличается от смеси антоцианов в антоциан-содержащем соке или экстракте, из которого фракция выделена.

Так, как это используется в данном документе, [термин] «пищевой» относится к какому-либо веществу, иону металла и (или) композиции красителя, который обладает качеством, приемлемым для использования в съедобных пищевых продуктах.

Так, как это используется в данном документе, [термин] «пищевой продукт» относится к съедобному продукту, такому как, но не ограничиваясь этим, пища человека, корм животных и фармацевтические композиции.

Так, как это используется в данном документе, [термин] «сахарный сироп» относится к жидкому материалу, содержащему, по меньшей мере, сахар и воду. В определенных вариантах осуществления сахарный сироп может включать в себя сироп, в котором сахар растворен в воде в количестве, по меньшей мере, 60% сухого сахара по весу сиропа. В определенных вариантах осуществления другие компоненты также могут присутствовать в сахарном сиропе. Например, но не для ограничения, композиция красителя по данному изобретению может присутствовать в сахарном сиропе.

Так, как это используется в данном документе, [термин] «покрывающий слой» относится к слою, полученному путем нанесения покрывающего материала, например, сахарного сиропа, на субстрат, например, пищевой продукт, который покрывают.

Так, как это используется в данном документе, [термин] «покрытие» относится к общему количеству покрывающего материала, например, один или более сахарных сиропов, нанесенных на субстрат, например, пищевой продукт, после завершения процесса покрытия. В определенных вариантах осуществления процесс покрытия может включать в себя одну или более стадий нанесения покрывающего материала, например, сахарного сиропа, содержащего одну или более композиций красителя по данному изобретению, на субстрат.

Так, как это используется в данном документе, [термин] «категория напитков» относится к напиткам, смесям напитков и концентратов, включающих в себя, но не ограничиваясь ими, готовые и в виде сухого порошка алкогольные и неалкогольные напитки. Дополнительные неограничивающие примеры напитков включают в себя газированные и негазированные напитки, например, содовую, фруктовые или овощные соки.

Так, как это используется в данном документе, [термин] «категория замороженной пищи» относится к охлажденным или замороженным пищевым продуктам. Неограничивающие примеры пищевых продуктов категории замороженной пищи включают в себя мороженое, весовое мороженое, молочное мороженое одиночными порциями, шербет [сорбет] одиночными порциями, молочное мороженое в групповой таре, шербет в групповой таре, порционное мороженое, порционное молочное мороженое, десерты из мороженого, мороженое навалом, порционный шербет, замороженный йогурт, мороженое кустарной выработки, замороженная готовая еда, замороженная пицца, охлажденная пицца, замороженный суп, замороженная паста, замороженное готовое красное мясо, замороженное готовое мясо птицы, замороженная готовая рыба/морепродукты, замороженные овощи, замороженные готовые овощи, замороженные заменители мяса, замороженный картофель, замороженные хлебобулочные продукты и замороженные десерты.

Так, как это используется в данном документе, [термин] «категория закусочных пищевых продуктов» относится к какой-либо пище, которая может представлять собой легкую неформальную закуску, включающую в себя, но не ограничивающуюся сладкими и острыми закусками и закусочными палочками. Примеры закусочной пищи включают в себя, но не ограничиваются ими, фруктовые закуски, чипсы/хрустящий картофель, экструдированные закуски, тортилья/кукурузные чипсы, попкорн, сушки, орешки и другие сладкие и острые закуски. Примеры закусочных палочек включают в себя, но не ограничиваясь ими, палочки гранола/мюсли, палочки на завтрак, энергетические палочки, фруктовые палочки и другие закусочные палочки.

Так, как это используется в данном документе, [термин] «кондитерское изделие» или «сладости» относится к сладким или засахаренным пищевым продуктам. Неограничивающие примеры кондитерских изделий включают в себя торты, печенье, сладкие пироги, конфеты, шоколады, жевательные резинки, желе, мороженое, сорбеты, пудинги, джемы, желейные конфеты, приправы к салатам и другие приправы, хлопья и другую пищу на завтрак, консервированные фрукты и фруктовые соусы.

2. Ацилированные антоцианы

Настоящее изобретение относится к композициям красителя, которые содержат, по меньшей мере, один ацилированный антоциан, например, диацильный антоциан. В определенных вариантах осуществления композиция красителя представляет собой натуральную композицию красителя, в которой антоциан имеет натуральное происхождение, например, из источников [в виде] натуральных овощей, растений или цветов (или цветочных лепестков). В определенных вариантах осуществления, композиция красителя представляет собой композицию синего красителя, в которой антоциан дает синий цвет. Цветовые композиции, описанные в настоящем документе, могут содержать один или более ацилированных антоцианов, например, диацильные антоцианы, и (или) один или более ионов металлов или их соли и (или) один или более буферов.

Композиции красителя по настоящему изобретению могут быть добавлены к пищевым продуктам, например, чтобы изменить цветовые характеристики пищевого продукта. Например, но не в качестве ограничения, композиция красителя может быть использована в покрытии кондитерских изделий для получения покрытия синего цвета. В качестве альтернативы или дополнительно композиция синего красителя может быть скомбинирована с еще одним красителем, например, желтым красителем, для получения композиции красителя иного цвета, например, композиции зеленого красителя.

В определенных вариантах осуществления антоциан по настоящему изобретению, например, ацилированный антоциан, может иметь замещение водородом, гидроксильной и (или) метоксильной группами в разных положениях. Антоциан включает в себя антоцианидин с эфирной связью с одной или более молекулами сахара с образованием гликозида. Антоцианидины могут иметь общую структуру:

Например, но не в качестве ограничения, антоциан может представлять собой антоциан по Формуле I (также обозначающей в настоящем документе цианидин-3-O-глюкозид (Cy-3-glu)):

В определенных вариантах осуществления антоциан может представлять собой производное, например, гликозида цианидина, дельфинидина, аурантинидина, европинидина, пеларгонидина, мальвидина, пеонидина, петунидина, розинидина или их комбинации.

В определенных вариантах осуществления антоциан по настоящему изобретению может быть ацилирован. Например, но не в качестве ограничения, антоциан может иметь одну или более молекул с эфирной связью с молекулами сахара в 2-, 3-, 4- и (или) 6-м положениях моносахарида. В определенных вариантах осуществления антоциан по настоящему изобретению может содержать одну или более ацильных групп, т.е. быть ацилированным. В определенных вариантах осуществления ацильная группа происходит из кумаровой, феруловой, кофеиновой, синаповой, галлиевой, малоновой, уксусной, яблочной, янтарной, ванилиновой, гидроксикоричной, щавелевой кислот или их комбинаций.

В определенных вариантах осуществления ацилированный антоциан представляет собой моноацильный цианидин глюкозид, диацильный цианидин глюкозид или их смесь. В определенных вариантах осуществления антоциан по настоящему изобретению может представлять собой антоциан по Формуле I, который включает в себя одну или более ацильных групп. В определенных вариантах осуществления ацилированный антоциан может представлять собой моноацильную или диацильную формы производных цианидина, дельфинидина, аурантидина, европинидина, пеларгонидина, мальвидина, пеонидина, петунидина или розанилина, например, глюкозиды и галактозиды.

В определенных вариантах осуществления антоциан по настоящему изобретению представляет собой диацильный антоциан по Формуле II (также обозначаемый в настоящем документе как Cy-3-диглю-p-кумаровый-синаповый-5-глю):

В определенных вариантах осуществления антоциан по настоящему изобретению представляет собой диацильный антоциан по Формуле III (также обозначаемый в настоящем документе как Cy-3-диглю-p-феруловый-синаповый-5-глю):

В определенных вариантах осуществления антоциан по настоящему изобретению представляет собой диацильный антоциан по Формуле IV (также обозначаемый в настоящем документе как Cy-3-диглю-p-синаповый-сниаповый-5-глю):

Антоцианы по настоящему изобретению могут быть получены из натуральных источников и (или) их соков или экстрактов. Например, но не в качестве ограничения, антоцианы по настоящему изобретению могут быть получены из овощей (или их экстрактов или соков), таких как краснокочанная капуста, пурпурный батат, фиолетовый картофель, синий картофель, редис, черная морковь, фиолетовая морковь, фиолетовая кукуруза, красная кукуруза, красный лук, фиолетовый брокколи, красный брокколи, фиолетовая цветная капуста, ревень, черная фасоль, красный латук, черный рис, баклажан или их комбинации. В определенных вариантах осуществления антоцианы могут быть получены из фруктов (или их экстрактов или соков), таких как, но не ограничиваясь ими, клубника, малина, клюква, брусника, красный виноград, яблоко, черная смородина, красная смородина, вишня, голубика, бузина, черника, водяника черная, ежевика, черноплодная рябина, крыжовник, асаи, нектарин, персик, слива, апельсин-королек, синий томат или их комбинации. В определенных вариантах осуществления антоцианы по настоящему изобретению могут быть получены из цветочных лепестков (или их экстрактов или соки), таких как таковые ʺHeavenly Blueʺ Morning Glory, роза ʺBetter Timesʺ или их комбинации.

В определенных вариантах осуществления соки овощей, фруктов и цветочных лепестков могут быть получены путем отжима жидкости из фруктов, овощей или цветков. В определенных вариантах осуществления экстракт овощей, фруктов и цветочных лепестков может быть получен путем отмывки мацерированных фруктов, овощей или цветов растворителем (например, водой или спиртом). Соки и экстракт могут содержать антоцианы, так же, как и другие соединения, встречающиеся в природе, включая в себя, например, углеводы, кислоты, флавоноиды, ионы металлов, фенолокислоты, эфиры фенолокислот и витамины.

В определенных вариантах осуществления соки или экстракты овощей, фруктов и цветочных лепестков могут содержать переработанные соки и экстракты. Неограничивающие примеры переработанных соков и экстрактов включают в себя восстановленные соки и экстракты, дезодорированные соки и экстракты, а также соки и экстракты, подвергшиеся другим обработкам для устранения конкретных соединений или их широкого спектра.

В определенных вариантах осуществления антоциан получен из краснокочанной капусты или ее экстракта, или сока.

3. Композиции красителя

Настоящее изобретение предоставляет композиции красителя, которые содержат один или более ацилированный антоциан, например, диацильные антоцианы, описанные выше и (или) ион металла (или его солевую форму) и (или) буфер с конкретным рН. В определенных вариантах осуществления цветовая композиция по настоящему изобретению может представлять собой синюю композицию красителя, например, антоцианы, присутствующие в цветовой композиции дают синюю окраску.

В определенных вариантах осуществления одна или более из композиций красителя по настоящему изобретению может быть добавлена к пищевому продукту в количестве, достаточном для увеличения, усиления и (или) модификации цветовых характеристик пищевого продукта. Например, не ограничиваясь этим, композиция красителя по настоящему изобретению усиливает синюю цветовую характеристику пищевого продукта. В определенных вариантах осуществления композиции красителя по настоящему изобретению может быть использована для увеличения, усиления и (или) модификации цветовых характеристик пищевого продукта, таких как, но не ограничиваясь ими, шоколадные кондитерские изделия.

В определенных вариантах осуществления композиция красителя может содержать один или более ацилированных антоцианов, например, диацильные антоцианы, в концентрации около 1 мкМ до около 1 M. В определенных вариантах осуществления композиция красителя может содержать один или более ацилированных антоцианов, например, диацильные антоцианы, в концентрации около 1 мкМ до около 200 мкМ. Например, не ограничиваясь этим, антоцианы могут присутствовать в композиции красителя в концентрации от около 1 мкМ до около 150 мкМ, от около 1 мкМ до около 125 мкМ, от около 1 мкМ до около 100 мкМ, от около 1 мкМ до около 75 мкМ, от около 1 мкМ до около 50 мкМ, от около 1 мкМ до около 25 мкМ, от около 1 мкМ до около 20 мкМ, от около 1 мкМ до около 15 мкМ, от около 1 мкМ до около 10 мкМ, от около 1 мкМ до около 5 мкМ, от около 5 мкМ до около 200 мкМ, от около 10 мкМ до около 200 мкМ, от около 15 мкМ до около 200 мкМ, от около 20 мкМ до около 200 мкМ, от около 25 мкМ до около 200 мкМ, от около 50 мкМ до около 200 мкМ, от около 75 мкМ до около 200 мкМ, от около 100 мкМ до около 200 мкМ, от около 125 мкМ до около 200 мкМ, от около 150 мкМ до около 200 мкМ или от около 175 мкМ до около 200 мкМ. В определенных вариантах осуществления композиция красителя может содержать один или более антоцианов в концентрации от около 25 мкМ до около 75 мкМ. В определенных вариантах осуществления композиция красителя может содержать один или более ацилированных антоцианов, например, диацильные антоцианы, в концентрациях около 50 мкМ.

В определенных вариантах осуществления один или более антоцианов содержат около 1% до около 100% по весу общей композиции красителя. В определенных вариантах осуществления один или более антоцианов содержат около 10% до около 90% по весу композиции красителя. В определенных вариантах осуществления один или более антоцианов содержат около 20% - около 80% по весу композиции красителя. В определенных вариантах осуществления один или более антоцианов содержат от около 30% до около 70% по весу композиция красителя. В определенных вариантах осуществления один или более антоцианов содержат около 40% до около 60% по весу композиции красителя. В определенных вариантах осуществления один или более антоцианов содержат около 1% - около 20%, около 5% - около 15% или около 8% - около 12% по весу композиции красителя. В определенных вариантах осуществления один или более антоцианов содержат около 10% по весу общей композиции красителя.

В определенных вариантах осуществления композиции красителя по настоящему изобретению демонстрируют повышенную цветовую стабильность, например, повышенную стабильность синего цвета. Как показано в Примерах ниже, стабильность цветовой композиции может зависеть от ацилирования антоциана, концентрации иона металла во взаимосвязи с концентрацией антоцианов в композиции и рН буфера. Например, но не ограничиваясь этим, композиция, содержащая диацильный антоциан, ион металла и буфер, имеющий рН около 6, демонстрирует большую цветовую стабильность, чем цветовая композиция, содержащая моноацильный антоциан, ион металла и буфер, имеющий рН около 6. В определенных вариантах осуществления композиция красителя, например, композиция красителя, которая содержит диацильный антоциан, ион металла и буфер, который имеет рН в диапазоне около 7, демонстрирует большую цветовую стабильность, чем композиция, которая содержит моноацильный антоциан. В определенных вариантах осуществления композиция, содержащая диацильный антоциан, ион металла и буфер, имеющий рН около 7, демонстрирует большую цветовую стабильность, чем цветовая композиция, содержащая диацильный антоциан, ион металла и буфер, имеющий рН около 8. В определенных вариантах осуществления композиция, которая содержит ацилированный антоциан, ион металла и буфер, который имеет рН в диапазоне около 5 - около 8, демонстрирует большую цветовую стабильность, чем композиция красителя, которая включает в себя только ацилированный антоциан. В определенных вариантах осуществления композиция красителя, например, композиция красителя, которая содержит ацилированный антоциан, ион металла и буфер, который имеет рН в диапазоне около 5 - около 8, демонстрирует большую цветовую стабильность, чем композиция, которая содержит неацилированный антоциан.

В определенных вариантах осуществления композиция красителя по настоящему изобретению в растворе демонстрирует цветовую стабильность, например, цветовую стабильность синего в течение периода времени большего, чем около 1 дня, большего, чем около 2 дней, большего, чем около 3 дней, большего, чем около 4 дней, большего, чем около 5 дней, большего, чем около 6 дней, большего, чем около 7 дней, большего, чем около 8 дней, большего, чем около 9 дней, большего, чем около 10 дней, большего, чем около 11 дней, большего, чем около 12 дней, большего, чем около 13 дней, большего, чем около 14 дней, большего, чем около 15 дней, большего, чем около 16 дней, большего, чем около 17 дней, большего, чем около 18 дней, большего, чем около 19 дней, большего, чем около 20 дней, большего, чем около 21 дней, большего, чем около 22 дней, большего, чем около 23 дней, большего, чем около 24 дней, большего, чем около 25 дней, большего, чем около 26 дней, большего, чем около 27 дней или большего, чем около 28 дней.

В определенных вариантах осуществления композиция красителя по настоящему изобретению может также содержать один или более стабилизаторов для увеличения стабильности.

3,1. Ионы металлов

В определенных вариантах осуществления по настоящему изобретению композиция красителя содержит, по меньшей мере, один ацилированный антоциан, например, диацильный антоциан, как изложено выше, и, по меньшей мере, один ион металла или его солевую форму. В определенных вариантах осуществления ион металла может связываться с одной или более гидроксильными группами, представленными в молекуле антоциана (см., например, ФИГ. 1), например, для увеличения цветовой стабильности цветовой композиция и (или) усиления синего цвета в цветовой композиции.

В определенных вариантах осуществления ион металла может представлять собой катион. В определенных вариантах осуществления ион металла может быть многовалентным ионом металла, таким как, но не ограничиваясь ими, двухвалентный ион металла или трехвалентный ион металла. Неограничивающие примеры двухвалентного катиона включают в себя Mg²⁺, Ca²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Cu²⁺, Cr²⁺, Fe²⁺, Co²⁺ или Ni²⁺. В определенных вариантах осуществления металлический катион представляет собой трехвалентный катион, такой как Al³⁺, Au³⁺, Cr³⁺, Mn³⁺, Ga³⁺, Fe³⁺, Co³⁺, Ni³⁺, Ce³⁺, Sb³⁺ или Bi³⁺. В определенных вариантах осуществления ион металла представляет собой Al³⁺. В определенных вариантах осуществления ион металла представляет собой Ga³⁺. В определенных вариантах осуществления ион металла представляет сбой Fe³⁺.

В определенных вариантах осуществления ион металла может присутствовать в композиции красителя как соль металла. Например, не ограничиваясь этим, соли металлов могут представлять собой Al₂(SO₄)₃, FeCl₃, GaCl₃, и (или) CrCl₃.

В определенных вариантах осуществления ионы металла или их солевые форму могут иметь пищевые кондиции. В определенных вариантах осуществления ион металла или его солевая форма могут быть выбраны так, чтобы быть пригодными для использования в съедобных продуктах, например, Al³⁺ или Fe³⁺.

В определенных вариантах осуществления концентрация иона металла (или его соль) в композиции красителя может составлять от около 0,01-кратной до около 100-кратной концентрации антоцианов. Например, но не ограничиваясь этим, концентрация иона металла или его солевой формы может составлять от около 0,01-кратной до около 10-кратной к концентрации антоциана. В определенных вариантах осуществления концентрация иона металла или его солевой формы может составлять от около 0,01-кратной до около 10-кратной, от около 0,01-кратной до около 8-кратной, от около 0,01-кратной до около 5-кратной, от около 0,01-кратной до около 3-кратной, от около 0,01-кратной до около 2-кратной, от около 0,01-кратной до около 1-кратной, от около 0,01-кратной до около 0,75-кратной, от около 0,01-кратной до около 0,5-кратной, от около 0,1-кратной до около 5-кратной, от около 0,1-кратной до около 2-кратной, от около 0,1-кратной до около 1-кратной, от около 0,1-кратной до около 0,75-кратной, от около 0,1-кратной до около 0,5-кратной, от около 0,25-кратной до около 5-кратной, от около 0,25-кратной до около 2-кратной, от около 0,25-кратной до около 1-кратной, от около 0,25-кратной до около 0,75-кратной, от около 0,25-кратной до около 0,5-кратной к концентрации антоциана.

В определенных вариантах осуществления концентрация иона металла или его соли в композиции красителя может составлять менее, чем около 0,5-кратной, около 0,75-кратной, около 1,0-кратной, около 1,5-кратной, около 2,0-кратной, около 2,5-кратной, около 3,0-кратной, около 3,5-кратной, около 4,0-кратной, около 4,5-кратной, около 5,0-кратной, около 5,5-кратной, около 6,0-кратной, около 7,0-кратной, около 7,5-кратной, около 8,0-кратной, около 8,5-кратной, около 9,0-кратной, около 9,5-кратной или около 10,0-кратной к концентрации антоциана. В определенных вариантах осуществления концентрация иона металла или его соли в композиции красителя может составлять от около 0,25 до около 0,75-кратной к концентрации антоциана. В определенных вариантах осуществления концентрация иона металла или его соли в композиции красителя может составлять около 0,25-кратной, около 0,5-кратной или около 0,75-кратной к концентрации антоциана. В определенных вариантах осуществления концентрация иона металла или его солевой формы в композиция красителя составляет около 1,0-кратной к концентрации антоциана. В определенных вариантах осуществления концентрация иона металла или его соли в композиции красителя может быть равна или быть меньше, чем около 1,0-кратной к концентрации антоциана (т.е. равной или меньшей, чем концентрация антоциана).

3,2. Буферы

В определенных вариантах осуществления композиция по настоящему изобретению содержит, по меньшей мере, один ацилированный антоциан, например, диацильный антоциан и буфер с конкретным рН.

В определенных вариантах осуществления композиция по настоящему изобретению содержит, по меньшей мере, один ацилированный антоциан, например, диацильный антоциан, и (или) ион металла или его соль, и (или) раствор буфера с конкретным рН.

Неограничивающие примеры буферного раствора включают в себя буферы, основанные на калии и натрии. В определенных вариантах осуществления буфер может содержать фосфат калия, трис(гидроксиметил)-аминометан, ацетат натрия, или их комбинации.

В определенных вариантах осуществления буфер имеет рН около 1,0 до около 14,0. Например, но не ограничиваясь этим, рН буфера может составлять от около 3,0 до около 11,0. В определенных вариантах осуществления для синей композиции красителя рН может составлять от около 5,0 до около 8,0 или от около 6,0 до около 8,0, или от около 7,0 до около 8,0. В определенных неограничивающих вариантах осуществления рН буфера, присутствующего в композиции красителя, например, синей композиции красителя, составляет около 6,0. В определенных вариантах осуществления рН буфера, присутствующего в композиции красителя, например, синей композиции красителя составляет около 6,5. В определенных вариантах осуществления рН буфера, присутствующего в композиции красителя, например, синей композиции красителя, составляет около 7,0. В определенных вариантах осуществления рН буфера, присутствующего в композиции красителя, например, синей композиции красителя, составляет около 7,5. В определенных вариантах осуществления рН буфера, присутствующего в композиции красителя, например, синей композиции красителя составляет около 8,0.

В определенных вариантах осуществления рН буфера зависит от концентрации иона металла в композиции красителя. Например, но не ограничиваясь этим, если композиция содержит более высокие концентрации иона металла, например, концентрация иона металла большие или равные концентрации антоцианов, рН буфера может быть ниже, чем рН, встречающийся в природе, например, рН около 6,0, чем достигается желаемый цвет. В качестве альтернативы, при более высоких рН, например, рН около 8,0, более низкие концентрации иона металла, например, концентрация иона металла, меньшая или равная концентрации антоцианов, может быть использована для достижения желаемого цвета.

3,3 Цветовые характеристики

Так, как это осуществляется по настоящему документу, могут быть определены цветовые характеристики композиции красителя по настоящему изобретению, например, композиции синего красителя. Такие цветовые характеристики могут содержать цветовой тон, интенсивность цвета, чистоту, насыщенность, интенсивность, живость [воспроизводимых цветов], оттенок, освещенность, яркость и затемненность, а также параметры модельной системы цвета, используемые для описания этих свойств, такие как Commission Internationale de l'Eclairage CIE 1976 CIELAB color space L*a*b* values и CIELCH color space L*C*h° values. Например, значения L*a*b* состоят из набора значений координат, определяемых в трехмерной прямоугольной системе координат. L* представляет собой координату величины или освещенности. L* предоставляет шкалу освещенности от черного (0 L* единиц) до белого (100 L* единиц) по вертикальной оси, a* и b* представляют собой координаты, относящиеся к цветовому тону и интенсивности цвета, a* предоставляет шкалу от зеленого (- a* единицы) до красного (+ a* единицы), с нейтральным цветом в центральной точке (0 a* единиц) на горизонтальной оси; b* предоставляет шкалу от синего (- b* единицы) до желтого (+ b* единицы), с нейтральным цветом в центральной точке (0 b* единиц) на второй горизонтальной оси, перпендикулярной первой горизонтальной оси. Три оси пересекаются, где L* имеет значение 50, а a* и b* оба равны нулю.

Значения L*C*h° состоят из набора значений координат, определенных в трехмерной цилиндрической системе координат. L* представляет собой координату значений или освещенности. L* представляет шкалу освещенности от черного (0 L* единиц) до белого (100 L* единиц) на продольной оси. h° представляет собой координату цветового тона. h° определяется как угол от 0° до 360°, меняющийся против часовой стрелки вокруг оси L*. Чистый красный имеет угол цветового тона 0°, чистый желтый имеет угол цветового тона 90°, чисты зеленый имеет угол цветового тона 180°, а чистый синий имеет угол цветового тона 270°. Координата C* представляет интенсивность цвета и определяется как радиальная дистанция от оси L*. C* предоставляет шкалу от ахроматического, т.е. нейтрального белого, серого или черного на оси L* (0 единиц C*) до большей чистоты интенсивности цвета с удалением координаты от оси L* (вплоть до 100 или более единиц C*). C* и h° могут быть рассчитаны из a* и b* с помощью Уравнений 1 и 2:

C*=(a*²+b*²)^0,5 (1)

h°=arctan(b*/a*) (2)

«Дельта E», «ΔE_ab*» или «ΔΕ» представляет собой меру величины общего цветового различия между двумя цветами, представленными в цветовом пространстве CIELAB L*a*b*. Сообщалось, что опытный в исследовании цвета наблюдатель не может обнаружить какой-либо разницы между двумя цветами, когда ΔΕ составляет около 2,3 или менее. ΔΕ двух разных цветов со значениями L*a*b*: L*₁a*₁b*₁ и L*₂a*₂b*₂ рассчитываются с помощью Уравнения 3:

(3)

Значения CIELAB L*a*b* и CIELCH L*C*h° для FD&C Blue No. 1 при семи различных концентрациях в водном растворе представлены в Таблице 1.

Таблица 1

Концентрация L* a* b* C* h° 1000 ч./млн. 10,49 15,82 -44,99 47,69 289,37 500 ч./млн. 24,07 9,80 -58,18 59,00 279,56 100 ч./млн. 52,43 -29,57 -57,38 64,55 242,74 50 ч./млн. 63,64 -43,71 -48,31 65,14 227,86 10 ч./млн. 84,25 -37,23 -23,42 43,99 212,17 5 ч./млн. 90,65 -24,40 -14,28 28,27 210,33 1 ч./млн. 97,69 -6,43 -3,57 7,36 209,02

Эти значения L*a*b* и L*C*h° для FD&C Blue No. 1 могут быть использованы как целевые значения для натурального синего красителя, представляющего собой альтернативу для FD&C Blue No. 1. Можно ожидать, что натуральные синие красители, имеющие значения L*a*b*, умещающиеся в ΔΕ 2,3 или менее от этих целевых значений, дадут цветовые характеристики, настолько схожие с таковыми, предоставляемыми FD&C Blue No. 1, что человеческий глаз не сможет обнаружить отличия цвета, даваемого натуральным красителем по сравнению с синтетическим. В то же время, натуральные синие красители, имеющие значения L*a*b*, выходящие за пределы ΔΕ 2,3 также могут быть использованы в качестве натуральных заменителей для FD&C Blue No. 1. Чем ближе значения L*a*b* натурального синего красителя к целевым значениям синтетического (т.е. дающие меньшие значения ΔΕ), тем лучшей заменой для FD&C Blue No. 1 в пищевом применении является натуральный синий краситель.

Могут быть получены математические модели представления цветовых характеристик, предоставляемых FD&C Blue No. 1 в какой-либо концентрации в цветовых пространствах L*a*b* и L*C*h°. Например, цветовые характеристики могут быть представлены сегментированной линейной моделью, объединяющей данные L*a*b* или L*C*h° из Табл. 1. Линия (L), соединяющая две точки (P₁ и P₂), представляющие две разные концентрации FD&C Blue No. 1 в пространстве L*a*b*, может быть рассчитана с помощью нижеследующего Уравнения 4:

L={P₁₊t * (P₂ - P₁} (4)

в котором P₁ представляет собой (L*₁, a*₁, b*₁); P₂ представляет собой (L*₂, a*₂, b*₂); а t представляет собой какое-либо действительное число.

Следовательно, сегментированная линейная модель для FD&C Blue No. 1 в цветовом пространстве L*a*b* может быть интерполирована, основываясь на значениях L*a*b* для точек семи различных концентраций использованием Уравнения 4 следующим образом.

Для концентраций между 500 и 1000 ч./млн., 0 < t < 1:

L*=10,49+13,58 * t

a*=15,82+-6,02 * t

b*=-44,99+-13,19 * t

Для концентраций между 100 и 500 ч./млн., 0 < t < 1:

L*=24,07+28,36 * t

a*=9,80+-39,37 * t

b*=-58,18+0,80 * t

Для концентраций между 50 и 100 ч./млн., 0 < t < 1:

L*=52,43+11,21 * t

a*=-29,57+-14,14 * t

b*=-57,38+9,07 * t

Для концентраций между 10 и 50 ч./млн., 0 < t < 1:

L*=63,64+20,61 * t

a*=-43,71+6,48 * t

b*=-48,31+24,89 * t

Для концентраций между 5 и 10 ч./млн., 0 < t <1:

L*=84,25+6,40 * t

a*=-37,23+12,83 * t

b*=-23,42+9,14 * t

Для концентраций между 1 и 5 ч./млн., 0 < t < 1:

L*=90,65+7,04 * t

a*=-24,40+17,97 * t

b*=-14,28+10,71 * t

Кроме того, цвета, имеющие значения L*a*b* и умещающиеся в специфический диапазон ΔΕ модели для FD&C Blue No. 1, могут быть математически смоделированы в цветовом пространстве L*a*b*. Выбор конкретного значения ΔΕ, например, 15, по отношению к FD&C Blue No. 1 и нанесение этого ΔΕ в цветовое пространство L*a*b* дает трубообразную структуру вокруг сегментированной линейной модели FD&C Blue No. 1.

Чтобы определить, попадает ли точка (X₀) в специфическое значение ΔΕ цветовом пространстве L*a*b* для модели FD&C Blue No. 1, должна быть рассчитана минимальная дистанция, d_min, между точкой и моделью (представленная сегментом линии X₁ - X₂). Для расчета d_min может быть использовано Уравнение 5:

(5)

в котором x обозначает векторное произведение двух векторов, а вертикальные линии означают модуль векторного выражения.

Если значение d_min меньше выбранного значения ΔΕ или равно ему, тогда точка в цветовом пространстве L*a*b* окажется в пределах специфического значения ΔΕ из модели для FD&C Blue No. 1.

Композиции красителя, описанные в настоящем документе, включают в себя натуральные композиции синего красителя, содержащие фракцию диацильных антоцианов из натурального продукта, причем композиция красителя может предоставлять цветовые характеристики, имеющие значение ΔΕ 12 или менее по сравнению с цветовыми характеристиками, определенными сегментированной линией, определенной по значениям L*a*b* для 50 ч./млн. и 100 ч./млн. FD&C Blue No. 1 в водном растворе. В других вариантах осуществления значение ΔΕ может составлять менее, чем 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4 или 3. Композиция красителя может также измеряться по сравнению с множеством сегментированных линий, определенных по различным концентрациям FD&C Blue No. 1 в водном растворе, например, 1 ч./млн. и 5 ч./млн., 5 ч./млн. и 10 ч./млн., 10 ч./млн. и 50 ч./млн., 100 ч./млн. и 500 ч./млн., 500 ч./млн. и 1000 ч./млн. или иным комбинациям, выбранным из них. В то же время, если значение ΔΕ используется для описания композиции красителя, только одна сегментированная линия требуется для определения композиции красителя.

4. Пищевые продукты

Композиция красителя по настоящему изобретению может быть использована в широком разнообразии пищевых продуктов. Неограничивающие пример подходящих пищевых продуктов содержать шоколады, композиции жевательной резинки, твердые и мягкие кондитерские изделия, молочные продукты, пищевые продукты, относящиеся к категории напитков, включая в себя продукты в виде соков и безалкогольных напитков, пищевые продукты категории замороженной пищи, включая в себя замороженные молочные продукты, фармацевтические препараты и пищевые категории, описанные в настоящем документе.

4,1. Кондитерские изделия

В определенных вариантах осуществления композиция красителя по излагаемому здесь объекту изобретения может быть включена в кондитерское изделие. Неограничивающие примеры кондитерских изделий включают в себя торты, печенье, сладкие пироги, конфеты, шоколады, жевательные резинки, желе, мороженое, шербеты, пудинги, джемы, желейные конфеты, приправы к салатам и другие приправы, хлопья и другую пищу на завтрак, консервированные фрукты и фруктовые соусы.

В определенных вариантах осуществления композиция красителя по настоящему изобретению может быть включена в кондитерские изделия путем подмешивания композиции красителя в кондитерское изделие, например, твердое или мягкое кондитерское изделие. Например, но не ограничиваясь этим, настоящее изобретение предоставляет способы для усиления или модулирования синего цвета съедобного продукта, которые содержат (a) предоставление, по меньшей мере, одного пищевого продукта или его предшественника и (b) комбинирование пищевого продукта или его предшественника с одной или более композиций синего красителя, сообщаемых в настоящем документе, так, чтобы образовался модифицированный съедобный пищевой продукт. Дополнительно, способы могут быть использованы для усиления или модулирования зеленого цвета съедобного продукта путем (a) предоставления, по меньшей мере, одного пищевого продукта или его предшественника и (b) комбинирования пищевого продукта или его предшественника с одной или более зеленых композиций красителя, например, синей композицией красителя и желтой композицией красителя, так, чтобы образовался модифицированный съедобный пищевой продукт.

В определенных вариантах осуществления определенное количество композиции красителя по настоящему изобретению может быть включено в кондитерское изделие. Количество композиции красителя, которое используется, может зависеть от множества факторов, включающих в себя, но не ограничивающихся ими, тип используемого объемообразующего агента или носителя, способ введения, рабочую концентрацию, тип используемого красителя и желаемую интенсивность цвета. В определенных вариантах осуществления по настоящему изобретению композиция красителя подмешивается в кондитерское изделие, в котором композиция красителя присутствует в количестве от около 0,0001 до около 10% вес/вес (w/w), или от около 0,001 до около 8% w/w, или от около 0,01 до около 6% w/w, или от около 0,025 до около 4% w/w, или от около 0,05 до около 2% w/w, или от около 0,075 до около 1% w/w, или от около 0,1 до около 0,5% w/w, и величин между ними.

В определенных вариантах осуществления, композиция красителя по настоящему изобретению может быть включена в кондитерское изделие типа драже, которое может содержать сердцевину и слой гранулированного сахара. Неограничивающие примеры типов сердцевин в кондитерских изделиях типа драже могут содержать натуральный центр (например, миндаль, лесной орех или арахис) или «кондитерский» центр (например, карамель, помадка или шоколад). Сердцевины затем могут быть покрыты шоколадом с последовательными слоями сахаров или других веществ, таких как полиолы, камеди и натуральные полимеры, которые также могут содержать одну или более цветных композиций по настоящему изобретению. В определенных вариантах осуществления настоящее изобретение предоставляет кондитерские изделия, которые покрыты синей цветовой композицией, описанной в настоящем документе.

В определенных вариантах осуществления способы производства композиций типа драже могут содержать множество нанесенных слоев, например, между около 5 и около 30, путем проведения последовательных фаз нанесения и высушивания, например, в противне. В процессе твердой накатки многократные нанесения высоко концентрированного сахарного сиропа могут быть использованы для создания неокрашенной части сахарного покрытия на сердцевине съедобного продукта. За этим может следовать многократное нанесение концентрированного сахарного сиропа, содержащего композицию красителя по настоящему изобретению. В определенных вариантах осуществления процесс твердой накатки содержит повторное нанесение тонких слоев покрывающего раствора или композиции на перемешанную массу сердцевин и высушивание каждого из слоев покрывающего раствора или композиции, в ходе которых сахар в покрытии кристаллизуется между нанесением слоев. Дополнительные неограничивающие примеры способов производства кондитерских изделий с твердой накаткой представлены в международных патентных публикациях №№ WO 2014/150438 и WO 2014/152417, описания которых включены в данный документ по ссылке.

Если покрытие должно быть окрашено, композиция красителя по настоящему изобретению может быть добавлена к покрывающему раствору на поздних стадиях процесса покрытия. Например, но не ограничиваясь этим, композиция красителя может представлять собой композицию натурального синего красителя, содержащую ацилированный антоциан, ион металла или его солевую форму и буфер, имеющий рН около 6 - около 8. Для кондитерских изделий с твердой накаткой, которая следует за нанесением множества слоев неокрашенного сахарного сиропа, чтобы создать сахарное покрытие, множество нанесений сахарного сиропа, содержащего композицию красителя, описанного в настоящем документе, используется для получения цветового покрытия. В определенных вариантах осуществления цветовое покрытие может потребовать 30 или более нанесений цветного покрывающего раствора для достижения желаемого цвета.

В определенных вариантах осуществления, когда композиция красителя включена в один или более сахарных сиропов, используемых для покрытия твердой накаткой, покрытие твердой накаткой имеет видимый цвет, предоставляемый композицией красителя. Кондитерское изделие с твердой накаткой, содержащее сердцевину съедобного продукта, покрытую таким же покрытием твердой накаткой, также имеет видимый цвет, предоставляемый композицией красителя. В определенных вариантах осуществления покрытие твердой накаткой имеет синий цвет, а кондитерское изделие с твердой накаткой, покрытое таким же покрытием твердой накаткой, имеет синий цвет. Синий цвет может быть обеспечен, по меньшей мере, частично, синей композицией красителя, описанного в настоящем документе, включенного в покрытие.

В определенных вариантах осуществления покрытие твердой накаткой имеет зеленый цвет, и кондитерское изделие с покрытием твердой накаткой с таким же покрытием твердой накаткой имеет зеленый цвет. В определенных вариантах осуществления зеленый цвет может быть предоставлен комбинацией синей композиции красителя, представленной в настоящем документе, и натурального желтого красителя, включенного в покрытие. Примеры натуральных желтых красителей могут содержать, но не ограничиваясь ими, куркуминоиды (например, из куркумы), каротиноиды (например, из шафрана и гака (Момордика кохинхинская)), аннато (например, из ашиота) и их комбинации. В определенных вариантах осуществления натуральный желтый краситель происходит из куркумы.

В определенных вариантах осуществления настоящее изобретение предоставляет съедобные продукты в форме кондитерского изделия с твердым покрытием, содержащее центральную сердцевину и, по меньшей мере, один покрывающий слой, который содержит композицию красителя, представленную в настоящем документе, и кристаллизованный сахар. Например, но не ограничиваясь этим, настоящее изобретение предоставляет кондитерское изделие с твердой накаткой, которое содержит (a) съедобную сердцевину и (b) покрытие твердой накаткой, которое содержит множество покрывающих слоев, причем, по меньшей мере, один из покрывающих слоев содержит цветную композицию по настоящему изобретению. Например, но не ограничиваясь этим, съедобная сердцевина может содержать шоколад.

5. Способы приготовления

5,1. Фракционирование антоцианов

В определенных вариантах осуществления антоцианы по настоящему изобретению могут быть получены из натуральных источников таких, как, но не ограничиваясь этим, овощи, фрукты, и цветы, как изложено выше.

В определенных вариантах осуществления антоцианы могут присутствовать во фракции, экстрагированной из натурального источника, такого как овощ, фрукт или цветок, или их сок или экстракт. Например, антоцианы могут присутствовать во фракции сока или экстракта из натурального источника. Фракция может содержать один или более диацильных антоцианов.

В определенных вариантах осуществления фракция может происходить из натурального источника с использованием какого-либо подходящего способа, известного специалистам в данной области техники. Например, но не ограничиваясь этим, фракция, например, содержащая диацильный антоциан, может быть очищена из натурального источника с помощью твердофазной экстракции. В определенных вариантах осуществления фракция может быть очищена из натурального источника с использованием полупрепаративной жидкостной хроматографии высокого разрешения (HPLC). В определенных вариантах осуществления фракция по настоящему изобретению может быть очищена способом дифференциального рН. Дополнительные способы очистки можно найти в международной патентной публикации № WO 2014/152417, изложение которой, таким образом, включено по ссылке во всей ее полноте.

В определенных вариантах осуществления натуральный источник может быть фракционирован на основе степени ацилирования антоцианов. Например, одна или более фракций могут соответствовать степени ацилирования антоцианов в натуральном источнике. Например, фракционирование может давать первую фракцию, содержащую антоцианы, имеющие одну степень ацилирования, например, моноацильные антоцианы, а вторую фракцию - содержащую антоцианы имеющие другую степень ацилирования, например, диацильные антоцианы.

5,2. Выделение антоцианов

В определенных вариантах осуществления фракция антоцианов может быть также очищена так, что один или более видов антоцианов выделяются из других антоцианов. Например, фракция может содержать два или более, или три или более различных антоцианов, например, диацильные антоцианы, которые могут быть далее отделены друг от друга.

В определенных вариантах осуществления ацилированный антоциан, например, диацильный антоциан, может быть далее выделен с использованием полупрепаративной жидкостной хроматографии высокого разрешения (HPLC). Дополнительно или в качестве альтернативы антоциан, например, диацильный антоциан, может быть также выделен с использованием твердофазной экстракции. В определенных вариантах осуществления чистота ацилированного антоциана, например, диацильного антоциана по настоящему изобретению, может быть оценена аналитической жидкостной хроматографией высокого разрешения.

5,3. Приготовление композиции красителя

В определенных вариантах осуществления композиции красителя по настоящему изобретению может быть изготовлена из одного или более антоцианов, очищенных из натурального источника, как изложено выше.

В определенных вариантах осуществления композиции красителя, например, композиции синего красителя, по настоящему изобретению может быть очищена путем разбавления фракции, содержащей, по меньшей мере, один ацилированный антоциан, например, по меньшей мере, один диацильный антоцианы, в буферном растворе и подмешивания соли металла. Например, но не ограничиваясь этим, ацилированный антоциан, например, диацильный антоциан, может быть разбавлен до концентрации около 50 мкМ в буферном растворе, чтобы получить разбавленную композицию антоциана. В определенных вариантах осуществления буферный раствор может иметь рН от около 6,0 до около 8,0. В определенных вариантах осуществления раствор соли металла как источник ионов металла, может быть добавлен к разбавленной композиции антоциана. В определенных вариантах осуществления соль металла может быть добавлена к разбавленной композиции антоциана в концентрациях от около 0,01-кратной до около 100-кратной к концентрации антоциана для изготовления композиции красителя.

Цветные композиции по настоящему изобретению могут быть изготовлены и использованы в любой форме. Например, но не ограничиваясь этим, цветная композиция по настоящему изобретению может быть жидкостью, кристаллами, пастой, суспензией или порошком.

ПРИМЕРЫ

Описываемый в настоящем документе объект изобретения лучше понятен с помощью ссылки на нижеследующие Примеры, которые предоставлены как иллюстративные для данного изобретения и не должны считаться ограничивающими каким-либо образом сферу данного изобретения.

ПРИМЕР 1 - МЕТАЛЛО-АНТОЦИАНОВЫЕ КОМПЛЕКСЫ

Использование и потребность в альтернативах синтетическим пищевым красителям выросли вследствие возможных проблем со здоровьем и запросами потребителей. Антоцианы известны как натуральные пищевые красители, ответственные за красные и синие окраски фруктов и овощей. В кислых условиях, обычных для пищи, антоцианы (ACNs) выглядят красно-пурпурными; однако, самосборка, совместная пигментация и комплексообразование с металлом может расширить этот цветовой диапазон до сине-пурпурного. Ионы металла (M+) могут замещать ионы водорода в гидроксильных группах кольца B, преобразуя [придающие] красный цвет катионы в хиноидные анионы (см., например, ФИГ. 1).

Этот Пример показывает, какой эффект рН и образование комплексов с ионами металла имеет на цвет, формируемый соединениями ацилированного антоциана.

Материалы и способы

Производные цианидина (Cy) были очищены из черноплодной рябины и краснокочанной капусты с помощью твердофазной экстракции на смоле C18 с этилацетатом и метанолом, как описано ранее (Rodriguez et al., 2001). Фракции антоцианов (ACN), обогащенные моноацильными и диацильными [ACN], были выделены из краснокочанной капусты путем полупрепаративной жидкостной хроматографии высокого разрешения (HPLC). Был проведен количественный анализ мономерных ACN с помощью способа дифференциального рН и [они] были разбавлены до концентрации 50 мкМ в буферах в диапазоне рН 5-8. В каждый образец добавляли соли Cr³⁺, Al³⁺, Ga³⁺ или Fe³⁺ в концентрациях от 1-кратной до 100-кратной к концентрации ACN. Каждый образец оценивали по световой спектроскопии в ультрафиолетовом и видимом свете на пропускание и рассчитывали цветовые значения CIE-Lab.

Результаты

Эффект ацилирования комплексов Al³⁺-антоциан. Как показано на ФИГ. 2, ацилирование антоцианов было определено как важное для разработки привлекательных синих красителей, сходных с таковыми синтетическими синими красками для пищи. Диацильный цианидин (Cy) из краснокочанной капусты давал более привлекательный синий цвет, чем неацилированный цианидин из черноплодной рябины (ФИГ. 2). Батохромный сдвиг был наибольшим у Cy > диацил-Cy > моноацил Cy, но λ_max осталась большей у ацилированного Cy (ФИГ. 3). При усилении ацилирования λ_max была наибольшей и наблюдаемый цвет становился все более синим. При соотношении ACN:Al³⁺ 1:1 и батохромный, и гиперхромный сдвиги различались в зависимости от рН (5-8) и были наибольшими у Cy (8-54 нм; 0,14-0,83, соответственно), за которым следовал диацильный Cy (12-30 нм; 0,04-0,58), за которым следовал моноацильный Cy (2-31 нм; -0,04-0,36) (ФИГ. 4). λ_max увеличивалась вместе с рН и находилась в диапазоне от 567-624 нм для диацильного Cy, что больше, чем 552-604 нм для моноацильного Cy и 548-568 нм для Cy.

При соотношении ACN:M³⁺ 1:1 наибольшие батохромный и гиперхромный сдвиги имели место у неацилированного цианидина (-1-62 нм) > диацильного цианидина (-3-42 нм) > моноацильного цианидина (11-47 нм). λ_max этих образцов была наивысшей у диацильного цианидина > моноацильного цианидина > цианидина и повышалась с увеличением рН с развитием более синего цвета. Наибольшие батохромные сдвиги были вызваны Fe³⁺ (-1-62 нм) ≈ Ga³⁺ (-3-61 нм) > Al³⁺ (-2 -54 нм), но наибольшее изменение поглощения было вызвано Al³⁺ или Ga³⁺.

Эффект pH на комплексы Al³⁺-антоциан. Увеличение рН образцов приводило к увеличению λ_max (цветовые тона становились более синими) и уменьшению батохромного сдвига, вызванного ионом металла (M³⁺). При повышении рН образцов требовались более низкие концентрации M³⁺ ([M³⁺]) для эффекта усиления синей окраски (ФИГ. 6-8). Гипсохромные эффекты имели место при большой [M³⁺] при увеличении рН, а поглощение увеличивалось при комплексообразовании с [M³⁺]. Преципитация имела место при увеличении рН и [M³⁺].

Эффект рН на другие комплексы [M⁺³]-Антоциан. λ_max образцов также зависит от структуры M³⁺. Повышенная электронная плотность M³⁺ способствует большими батохромными сдвигами и λ_max. Наибольшие батохромные сдвиги были вызваны Fe³⁺ (-1-62 нм) ≈ Ga³⁺ (-3-61 нм) > Al³⁺ (-2-54 нм) при λ_max наибольшей у ACN-Fe³⁺ > Ga³⁺ > Al³⁺. Наибольшее изменение поглощения было вызвано Al³⁺ или Ga³⁺.

Стабильность. При повышении степени ацилирования было обнаружено, что пигменты демонстрируют более интенсивный цвет в течение более длительного периода времени. Комплексообразование антоцианов с металлами не только позволяет развитие синих окрасок антоцианами при более низких рН, чем встречающиеся в естественных условиях, но также предоставляет благоприятные эффекты на стабильность цвета этих пигментов. Хотя λ_max и поглощение снижаются со временем, стабильность цвета антоциана повышается в присутствии M³⁺ (ФИГ. 4). Как показано на ФИГ. 4, при рН 6,0 стабильность цвета антоциана увеличивается при увеличении [M³⁺]. При рН 6,0 наивысшая интенсивность цвета поддерживалась при [M³⁺] ≥ 5× [ACN] (ФИГ. 5). Интересно, что преципитаты антоциан-M³⁺ демонстрируют большую стабильность, чем пигменты в растворе.

Заключение

pH среды, ион металла и структура антоциана влияли на комплексы антоциан-M³⁺. В присутствии M³⁺ образцы антоциана претерпевают батохромный и гиперхромный сдвиги в поглощении, становясь более синими и более интенсивно окрашенными. Было обнаружено, что ацилирование антоцианов важно для развития синих окрасок, сходных с синтетическими аналогами. Хотя наибольшие батохромный и гиперхромный сдвиги имеют место у неацилированного цианидина > диацильного цианидина > моноацильного цианидина, диацильные цианидины неизменно создавали более выраженные синие окраски, чем либо неацилированные, либо моноацильные цианидины. Повышение рН с уровня 5-8 вело к развитию более синих окрасок, поскольку λ_max увеличивалась вместе с рН, уменьшая количество M³⁺, необходимого для достижения синих окрасок. λ_max ACN-M⁺³ была наибольшей у диацильного цианидина > моноацильного цианидина > цианидина. Повышенная степень ацилирования и присутствие M³⁺ улучшало срок хранения пигмента в показателях интенсивности и формирования желаемого цвета. Пигменты, основанные на комплексах антоциан-M³⁺, разработанные в настоящем Примере, продемонстрировали желаемые цветовые оттенки с повышенной стабильностью, которые могут действовать как альтернативы синтетическим синим красителям.

ПРИМЕР 2 - ЭФФЕКТЫ СТЕПЕНИ И СТРУКТУРЫ АЦИЛИРОВАНИЯ

Антоцианы (ACN) представляют собой разнообразный класс натуральных пигментов, которые дают красно-пурпурно-синие цветовые оттенки в природе. Условия рН многих пищевых продуктов ведут к тому, что ACN обычно выглядят красно-пурпурными. Однако, при комплексообразовании с ионом металла и молекулярной совместной пигментацией, ACN может проявлять сине-пурпурные цвета.

Этот Пример показывает эффект степени и структуры ацилирования, как межмолекулярного совместного пигментирования, на спектральный ответ и стабильность металло-антоциановых комплексов.

Материалы и способы

Неацилированное, моноацильное и диацильное производные цианидина (Cy) были выделены из пищевых источников с помощью полупрепаративной жидкостной хроматографии высокого разрешения (HPLC). Мономерный ACN был разбавлен до концентрации 50 мкМ в буферах в диапазоне рН 6 и 7. В каждый образец соли Al³⁺ или Fe³⁺ были добавлены в 1-кратной - 5-кратной к ACN концентрациях. Каждый образец оценивали световой спектроскопией в ультрафиолетовом-видимом свете на пропускание (380-700 нм), и рассчитывали цветовые значения CIE-Lab в ходе темнового хранения в условиях окружающей среды (48 часов).

Результаты

pH. При рН 6 и эквимолярных соотношениях Al³⁺ λ_max (нм) тестируемых образцов получен следующий [ряд]: Cy, моноацилированный малоновой кислотой (563 нм) < тригликозилированный Cy (576 нм) < моноацилированный гидроксикоричными кислотами (синаповой (579 нм) < кумаровой (580 нм) < феруловой (583 нм)) < диацильный Cy (синаповый-синаповый (596 нм) > феруловый-синаповый (609 нм) > p-кумаровый-синаповый (610 нм)). Сходные паттерны, касающиеся λ_max наблюдались при рН 7, а также при батохромных сдвигах, вызванных комплексообразованием с металлом.

Комплекса [M⁺³]-Антоциан. С металлами (Al³⁺ или Fe³⁺) все ACN становятся более пурпурными и синими. Диацильный Cy проявляет наиболее синюю окраску. При рН 7 все ACN демонстрируют синие цветовые оттенки (негативные a* и b* значения), за исключением Cy, имеющего алифатическое ацилирование, которое выражается как a*=1,0 и b*=-16,4.

Стабильность. Было обнаружено, что деградация комплексов ACN-металл следует кинетике 1-го порядка. Стабильность пигмента улучшалась с увеличением доли ионов металла и степенью ацилирования. При рН 7 время полужизни (час) комплексов Al³⁺ (5× [ACN]) составляло следующий [ряд]: диацильный Cy (p-кумаровый-синаповый (149,1 ч) > феруловый-синаповый (40,2 ч) ≈ синаповый-синаповый (41,0 ч)) > моноацилированный (малоновый (62,4 ч) > феруловый (52,9 ч) > синаповый (31,9 ч) > p-кумаровый (22,5 ч)).

Заключение

Комплексообразование с металлом вызывает изменение цвета ACN в сторону более пурпурных и синих цветовых оттенков. Стабильность этих встречающихся в природе пигментов также увеличивается, удовлетворяя текущие потребности в альтернативах синтетическим красителям.

Литература

Yoshida K, Mihoko M, Kondo T. 2009. Blue flower color development by anthocyanins: from chemical structure to cell physiology. Nat Prod Rep 26(7):857-964.

Takeda K, Yamashita T, Takahashi A, Timberlake CF. 1990. Stable blue complexes of anthocyanin-aluminum-3-p-coumaroyl- or 3-caffeoyl-quinic acid involved in the blueing of Hydrangea flower. Phytochemistry 29(4):1089-91.

Schreiber HD, Swink AM, Godsey TD. 2010. The chemical mechanism for Al3+ complexing with delphinidin: A model for the bluing of hydrangea sepals. J Inorg Biochem 104: 732-9.

Bayer E, Egeter H, Fink A, Nether K, Wegman K. 1966. Complex Formation and Flower Color. Angew Chem Interna Edit 5(9):797-8.

Buchweitz M, Carle R, Kammerer DR. 2012. Bathochromic and stabilizing effects of sugar beet pectin and an isolated pectic fraction on antocyanins exhibiting pyrogallol and catechol moieties. J Food Chem 135:3010-9.

Rodriguez-Saona LE, Wrolstad RE. 2001. Extraction, Isolation, and Purification of Anthocyaninc. In Handbook Food Anal Chem. Ed RE Wrolstad, SJ Schwartz. NY, USA: John Wiley and Sons, Inc. 7-18.

Giusti, MM; Wrolstad, RE. 2005. Characterization and measurement of anthocyanins by UV-visible spectroscopy. In Handbook Food Anal Chem. Ed RE Wrolstad, SJ Schwartz. NY, USA: John Wiley and Sons, Inc. 19-31.

ПРИМЕР 3 - МЕТАЛЛО-АНТОЦИАНОВЫЕ КОМПЛЕКСЫ С ЭКСТРАКТОМ КРАСНОКОЧАННОЙ КАПУСТЫ

Известно, что антоцианы присутствуют в экстракте краснокочанной капусты, который может быть использован для получения натуральных красителей от красного до сине-пурпурного. Как описано выше, ионы металлов (M+) могут замещать ионы водорода в гидроксильных группах В-кольца антоциана, преобразуя катионы красной окраски в хиноидные анионы (см., например, ФИГ. 1).

Этот Пример показывает, какой эффект рН и образования комплексов с ионами металлов имеют на цвет, формируемый антоциановыми соединениями по сравнению с FD&C Blue No. 1.

Материалы и способы

Экстракт краснокочанной капусты был разбавлен до концентрации антоциана 50 мкМ в буферном растворе в диапазоне рН от 3 до 8. Для растворов, имеющих рН от 3 до 6, использовали буферный раствор ацетата натрия. Для растворов, имеющих рН от 7 до 8, использовали буферный раствор Трис(гидроксиметил)-аминометана.

Четыре различных соли металлов добавляли к растворам в различных концентрациях: Al₂(SO₄)₃, FeCl₃, GaCl₃ и CrCl₃. Соотношение между концентрацией антоциана и концентрацией иона металла (т.е. Al³⁺, Fe³⁺, Ga³⁺ или Cr³⁺) находилось в диапазоне 1:0 до 1:500.

Значения CIELAB L*a*b* и CIELCH L*C*h° для растворов были рассчитаны исходя из спектральных данных, полученных с помощью спектрофотометра Konica Minolta Spectrophotometer CM-3500d, работающего в режиме пропускания с CIE Standard Illuminant D65 и 10° углом наблюдения. Значения ΔE, описанные в настоящем Примере, сравнены с FD&C Blue No. 1 в водном растворе в концентрации 5 ч./млн. - 10 ч./млн., и рассчитаны с помощью способов, описанных выше.

Результаты

pH. В целом, было обнаружено, что повышение рН от 3 до 8 снижает ΔE при всех ионах металлов. рН от около 6 до около 8 дает наиболее низкие ΔE, причем рН 7 или 8 дают особенно низкие значения ΔE. При рН 7 и эквимолярном соотношении между концентрацией антоциана и концентрацией иона металла ΔE тестируемых образцов составляла следующий [ряд]: Ga³⁺ (10,25) < Al³⁺ (10,82) < Fe³⁺ (11,08) < Cr³⁺ (13,53). При рН 8 и эквимолярном соотношении ΔE тестируемых образцов составляла следующий [ряд]: Al³⁺ (9,16) < Ga³⁺ (9,18) < Fe³⁺ (9,71) < Cr³⁺ (9,99). Эти данные показаны на ФИГ. 9 вместе со значениями ΔE для растворов, имеющих рН от 3 до 6 и эквимолярное соотношение.

[M³⁺]. Было обнаружено, что, в целом, более низкая концентрация ионов металла снижает ΔE. Как показано на ФИГ. 10, ΔE снижалась, когда концентрация ионов металла ([M³⁺]) была ниже относительно концентрации антоцианов ([ACN]), особенно для Ga³⁺, Fe³⁺ и Al³⁺. Далее, при таких низких концентрациях, Ga³⁺, Fe³⁺ и Al³⁺ имели улучшенные значения ΔE по сравнению с Cr³⁺.

Заключение

Цветовые характеристики антоцианов могут быть сдвинуты в сторону более пурпурного и синего цветового оттенка путем выбора конкретного иона металла, повышения рН или снижения концентрации иона металла. Трехвалентные ионы металлов, такие как Ga³⁺, Fe³⁺ и Al³⁺ могут быть использованы в металло-антоциановом комплексе, например, при рН от около 6 до около 8, для достижения цветовых характеристик, сходных с FD&C Blue No. 1.

ПРИМЕР 4 - МЕТАЛЛО-АНТОЦИАНОВЫЕ КОМПЛЕКСЫ ПРИ ФРАКЦИОНИРОВАНИИ ЭКСТРАКТА КРАСНОКОЧАННОЙ КАПУСТЫ

Как описано выше в Примере 2, было обнаружено, что антоцианы, имеющие диацильную структуру, дают желаемые синие цветовые характеристики.

Этот Пример показывает, какой эффект рН и образование комплексов с ионами металла имеет на цвет, образуемый таким диацильным антоцианом по сравнению с FD&C Blue No. 1.

Материалы и способы

Концентрированный экстракт краснокочанной капусты (с концентрацией антоциана ≥150 мг Сy-3-глю/л) был фракционирован, основываясь на структуре антоциана. Использовали систему Shimadzu LC (фирма Shimadzu Corporation, Токио, Япония), состоящую из автодозатора Prominence SIL-20A и детектора с фотодиодной матрицей SPD-M20A (PDA). Колоночный термостат и автодозатор работали при комнатной температуре. Использовали колонку Sun Fire Prep C18 OBD 5 μМ (19×100 мм, фирма Waters Corp., MA, США). Были установлены следующие условия хроматографии: скорость потока 12 мл/мин; подвижная фаза A представляла собой 4,5% муравьиную кислоту в воде квалификации для жидкостной хроматомасс-спектрометрии (LCMS); [фаза] B представляла собой ацетонитрил LCMS; градиент 0-15 мин, 9-25% B; 15-20 min, 25-100% B; 20-25 мин, 100% B. Объем инъекции составлял 2000 мкл.

Две фракции (первая с λ_max около 520 нм, а вторая с λ_max около 530 нм), каждая содержащая три пика, собирали поочередно. Процедуру выполняли вручную. Фракции, содержащие пики на 520 нм и 530 нм, собирали между 11,50-12,50 мин и 12,82-13,86 мин, соответственно. Спектральные данные и элюцию** пиков контролировали на [длине волны] 520 нм с использованием программного обеспечения LC.

Фракции разбавляли до концентрации антоциана 50 мкМ в буферном растворе с рН в диапазоне от 6 до 8. Для рН 6 использовали буфер из ацетата натрия. Для рН 7 или 8 использовали буфер из фосфата калия. Фракции образовывали комплексы с Fe³⁺ в концентрациях от нуля («контроль») до однократной («эквимолярной» или «1x») концентрации антоциана. Фракции также образовывали комплексы с Al³⁺ в концентрациях от нуля («контроль») до 100-кратной («100x») концентрации антоциана. Значения CIELAB L*a*b* и CIELCH L*C*h° для растворов были рассчитаны, как описано в связи с Примером 3. Значения ΔE, описанные в этом Примере, сравнимы с таковыми FD&C Blue No. 1 в водном растворе в концентрации от 50 ч./млн. до 100 ч./млн., и рассчитанным с помощью способов, описанных выше.

Результаты

Ионы металла Fe³⁺. Таблицы 2-4, приведенные ниже, показывают эффект на ΔE, цветовой оттенок (h°) и λ_max, соответственно, для металло-антоциановых комплексов с Fe³⁺ и диацильными антоцианами при различных значениях рН и концентрациях. Эти данные также представлены в трех измерениях на ФИГ. 11A - 11C. Чистый синий [цвет] имеет угол цветового тона 270, а FD&C Blue No. 1 в растворе имеет угол цветового тона от около 210 до около 230. Дополнительно, FD&C Blue No. 1 имеет λ_max 630 нм, а идеальная композиция натурального синего красителя имеет сходную λ_max.

Таблица 2. ΔE для комплексов Fe³⁺ с диацильными антоцианами.

Концентрация ([Fe³⁺]: [ACN]) рН Контроль 0,25x 0,5x 0,75x 1x 6 45,3 31,2 30,9 33,4 34,5 6,5 40,6 29,1 27,2 28,5 29,5 7 35,9 27,0 23,6 23,6 24,5 7,5 25,6 19,2 17,8 18,4 19,7 8 15,3 11,4 11,9 13,3 14,9

Таблица 3. Цветовой оттенок для комплекса Fe³⁺ с диацильными антоцианами.

Концентрация ([Fe³⁺]: [ACN]) pH Контроль 0,25x 0,5x 0,75x 1x 6 292 262 246 239 239 6,5 287 259 243 236 236 7 281 256 239 233 234 7,5 267 244 236 234 234 8 253 233 233 235 235

Таблица 4. λ_max комплекса Fe³⁺ с диацильными антоцианами.

Концентрация ([Fe³⁺]: [ACN]) рН Контроль 0,25x 0,5x 0,75x 1x 6 583 605 626 629 628 6,5 583 608 624 629 629 7 583 610 621 629 630 7,5 598 618 627 633 634 8 613 625 632 636 637

В целом, было обнаружено, что увеличение pH от 6 до 8 снижает ΔE для комплекса Fe³⁺ с антоцианами. Растворы, имеющие рН 8, имеют наиболее низкие ΔE во всех концентрациях.

Было обнаружено, что более низкая концентрация ионов металла, в целом, снижает ΔE, в зависимости от рН. Например, для Fe³⁺ при рН 8, относительная ΔE тестированных образцов составляла следующий ряд: 0,25x < 0,5x < 0,75x < 1x < контроль.

Далее, было обнаружено, что дополнительные ионы металла Fe³⁺ в различных концентрациях создают батохромный и гиперхромный сдвиги в поглощении, приводящие к более синему и более интенсивному цвету по сравнению с контролем (ФИГ. 12).

Ионы металла Al³⁺. Таблицы 5-7 ниже показывают эффекты металло-антоциановых комплексов Al³⁺ и диацильных антоцианов при различных значениях рН и концентрациях на ΔE, цветовой оттенок (h°) и λ_max, соответственно. Эти данные также представлены в трех измерениях на ФИГ. 14A - 14C.

Таблица 5. ΔE для комплекса Al³⁺ с диацильными антоцианами.

Концентрация ([Al³⁺]: [ACN]) рН Контроль 0,5x 1x 5x 10x 50x 100x 6 50,8 28,6 27,9 28,6 29,2 30,3 30,8 6,5 39,2 20,0 19,8 21,2 21,5 25,4 26,6 7 27,6 11,4 11,7 13,8 13,8 20,4 22,4 7,5 21,5 11,4 11,8 13,5 14,3 17,6 26,6 8 15,3 11,4 11,9 13,3 14,9 14,9 30,8

Таблица 6. Цветовой оттенок для комплекса Al³⁺ с диацильными антоцианами.

Концентрация ([Al³⁺]: [ACN]) рН Контроль 0,5x 1x 5x 10x 50x 100x 6 294 267 271 275 276 279 281 6,5 288 254 257 261 261 268 270 7 282,5 242 243 247 247 257 259 7,5 268 237 238 241 241 246 249 8 253 233 233 235 235 235 238

Таблица 7. λ_max для комплекса Al³⁺ с диацильными антоцианами.

Концентрация ([Al³⁺]: [ACN]) pH Контроль 0,5x 1x 5x 10x 50x 100x 6 578 605 605 601 599 594 591 6,5 589 614 616 607 604 599 597 7 599 622 626 613 608 603 602 7,5 606 624 626 618 615 607 605 8 612 626 625 622 621 610 607

В целом, было обнаружено, что повышение рН от 6 до 8 уменьшает ΔE для комплексов Al³⁺ с антоцианами. Растворы, имеющие рН 8 имени наиболее низкие ΔE и для ионов металла и для всех концентраций.

Было обнаружено, что более низкая концентрация ионов металла, в целом, снижает ΔE в зависимости от рН. Например, для Al³⁺ при рН 8 ΔE тестируемых образцов была следующей: 0,5x < 1x < 5x < 10x ≈ 50x < контроль.

Далее, было обнаружено, что дополнительные ионы металла Al³⁺ в различных концентрациях создают батохромный и гиперхромный сдвиги по поглощению, приводящие к более синему и более интенсивному цвету относительно контроля (ФИГ. 13).

Заключение

Путем регулирования рН и концентрации ионов металла в зависимости от [вида] иона металла, цветовые характеристики фракции диацильного антоциана могут развиваться в синий или сине-пурпурный цвет и достигать цветовых характеристик, сходных с FD&C Blue No. 1. Например, было обнаружено, что повышение рН до 8 уменьшает ΔE для комплексов и Fe³⁺, и Al³⁺. Далее, было обнаружено, что ΔE улучшается при низких концентрациях ионов металла, например, менее, чем 1-кратных для комплексов Fe³⁺ и менее, чем 10-кратных для комплексов Al³⁺. Действительно, лучшие синие цвета развивались путем повышения рН при поддержании низкой концентрации ионов металла концентрация, например, 0,5-кратной или менее.

ПРИМЕР 5 - ЦВЕТ МЕТАЛЛО-АНТОЦИАНОВЫХ КОМПЛЕКСОВ ПРИ НИЗКИХ КОНЦЕНТРАЦИЯХ ИОНОВ МЕТАЛЛА

Как показано выше, более низкие концентрации ионов металла в металло-антоциановых комплексах приводят к более синим цветовым характеристикам (см., например, Пример 4).

Этот Пример также рассматривает эффект рН и концентрации ионов металла на цвет, формируемый антоциановыми соединениями.

Материалы и способы

Концентрированный экстракт краснокочанной капусты был фракционирован на основе структуры антоциана с помощью способов, описанных в Примере 4.

Фракция, содержащая диацильные антоцианы, имеет композицию, как показано в Таблице 8 ниже:

Таблица 8

ACN Молекулярный вес (MW) % поверхности хроматограммы HPLC Поглощение [ACN] (мг/л) Cy-3-диG-5-G+p-кумаровая и феруловая 1160 14,1 0,034 94,14 Cy-3-диG-5-G+синаповая и феруловая 1185 21,1 0,05 160,47 Cy-3-диG-5-G+синаповая и синаповая 1220 53,4 0,13 496,42 Другие антоцианы (за исключением Cy-3-диG-5-G) 809 11,4 0,03 35,73 Всего 100% 0,24 786,76

Фракцию разбавляли до концентрации антоциана 50 мкМ в растворе буфера с рН в диапазоне 6-8. Для рН 6 использовали буфер - 0,5 M ацетат натрия. Для рН 7 или 8 использовали буфер 1 M трис(гидроксиметил)-аминометан. Фракция образовывала комплекс с Fe³⁺ (т.е. солью FeCl₃) или Al³⁺ (т.е. солью Al₂(SO₄)₃) в концентрациях от 0,25-кратной («1:0,25x») до однократной («1:1x») к концентрации антоциана. Спектрометрия в видимой области спектра была использована для определения поглощения и λ_max каждого образца.

Результаты

Al³⁺. Увеличивающийся гиперхромный и батохромный сдвиг наблюдался при увеличении концентрации Al³⁺ при кислом рН 6 (ФИГ. 15A). В то же время гиперхромный и батохромный эффекты были приблизительно равными у разных концентраций Al³⁺ при рН 7 и 8 (ФИГ. 15B - 15C). Было обнаружено, что при каждом рН λ_max и поглощение существенно не варьируют между низкими концентрациями Al³⁺ (ФИГ. 16A - 16B). Все образцы выглядели синими.

Fe³⁺. Повышенное поглощение наблюдалось при повышенном рН (ФИГ. 17C). Гиперхромный сдвиг наблюдался при повышении концентрации Fe³⁺, особенно при рН 8 (ФИГ. 17A-17C). При каждом рН λ_max увеличивалась до концентрации Fe³⁺ 0,75-кратной к концентрации антоциана (ФИГ. 18A). Для рН 6 и 7 поглощение увеличивалось до 0,75-кратной концентрации Fe³⁺ к концентрации антоциана, но демонстрировало небольшое изменение при рН 8 (ФИГ. 18B). Все образцы выглядели синими. В целом, комплексы Fe³⁺ имели большие батохромные сдвиги, чем комплексы с Al³⁺, имея λ_max около 630-636 нм по сравнению с 623-625 нм. Поглощение было сходным для обоих ионов металлов при соответствующих рН.

Заключение

Ион металла и его концентрация могут влиять на цветовые характеристики фракции диацильного антоциана, и, включая в себя низкие концентрации ионов металла могут приводить к различным сдвигам спектральных данных.***

ПРИМЕР 6 - СТАБИЛЬНОСТЬ МЕТАЛЛО-АНТОЦИАНОВЫХ КОМПЛЕКСОВ ПРИ НИЗКИХ КОНЦЕНТРАЦИЯХ ИОНОВ МЕТАЛЛА

Как показано выше, низкие концентрации иона металла в металло-антоциановых комплексах приводят к [формированию] более синих цветовых характеристик (см., например, Примеры 4 и 5). Этот Пример представляет стабильность таких металло-антоциановых комплексов.

Материалы и способы

Концентрированный экстракт краснокочанной капусты был фракционирован на основе структуры антоциана с помощью способов, описанных в Примере 4. Фракции были разбавлены до концентрации антоциана 50 мкМ в буферном растворе в диапазоне рН от 5 до 8. Для pH 5 или 6 использовали буфер 0,5 M ацетат натрия. Для рН 7 или 8 использовали 1 M Трис(гидроксиметил)-аминометановый буфер. Фракции образовывали комплексы с Fe³⁺ (т.е. солью FeCl₃) или Al³⁺ (т.е. солью Al₂(SO₄)₃) при концентрациях от нулевой («1:0» или «контроль») до десятикратной («1:10») к концентрации антоциана. Образцы по 2 мл хранили в темной комнате при температуре 23,4 °C +/- 2,1 в течение всего 28 дней. Спектрометрия в видимой области света была использована для определения поглощения и λ_max каждого образца в различных точках времени.

Результаты

Al³⁺. При рН 7 поглощение существенно уменьшалось в течение 28-дневного периода при всех концентрациях ионов металла (ФИГ. 19A - 19B). В то же время было обнаружено, что повышение концентрации Al³⁺ повышает стабильность, а присутствие Al³⁺ улучшает стабильность по сравнению с контролем (ФИГ. 20A - 20B). Наиболее высокое поглощение поддерживалось при пятикратных концентрациях Al³⁺ к концентрации антоциана и выше (ФИГ. 20B), хотя преципитаты также наблюдались в этих образцах в течение 28-дневного периода. Со временем λ_max также уменьшалась во всех образцах (ФИГ. 20A). Также было обнаружено, что рН влияет на стабильность комплексов с Al³⁺, обеспечивая при рН 7 наибольшую стабильность (т.е. минимальное изменение в поглощении), которому уступает рН 6 (ФИГ. 21A - 21B).

Fe³⁺. Для комплексов Fe³⁺ при рН 7 поглощение существенно уменьшалось в течение 28-дневного периода для всех концентраций ионов металла (ФИГ. 22A - 22B). Было обнаружено, что повышение концентрации Fe³⁺ увеличивает стабильность, а присутствие Fe³⁺ улучшает стабильность по сравнению с контролем (ФИГ. 23A - 23B). Со временем λ_max, в целом, уменьшается во всех образцах (ФИГ. 23A), хотя это снижение меньше при более высоких концентрациях ионов металла. Оттенки синего становились очевидно менее привлекательными со временем. Наибольшее поглощение поддерживалось при концентрациях Fe³⁺, десятикратных к концентрации антоциана и выше (ФИГ. 23B), хотя преципитаты также наблюдались в образцах, имеющих пятикратную концентрацию Fe³⁺ или выше в течение 28-дневного периода. Сходным образом было обнаружено, что рН влияет на стабильность комплексов Fe³⁺, обеспечивая наибольшую стабильность при рН 6 или 7 (т.е. минимальные изменения в поглощении) (ФИГ. 24A - 24B).

Заключение

Комплексы с Al³⁺, в целом, имеют лучшую цветовую стабильность во времени, чем комплексы с Fe³⁺. Независимо от этого, ион металла может улучшить стабильность фракции диацильного антоциана во времени, причем большие концентрации ионов металла улучшают цветовую стабильность.

ПРИМЕР 7 - АФФИННОСТЬ ДИАЦИЛЬНЫХ АНТОЦИАНОВ К ИОНАМ МЕТАЛЛОВ Al³⁺ И Fe³⁺

Как показано выше, ионы металлов Al³⁺ и Fe³⁺ могут улучшить цветовые характеристики и цветовую стабильность фракций антоцианов (см., например, Примеры 4-6). Этот Пример предоставляет [данные] об аффинности диацильных антоцианов к таким ионам металлов.

Материалы и способы

Экстракт краснокочанной капусты разбавляли до концентрации антоциана 50 мкМ в растворе буфера с рН 7 с помощью 1 M Трис(гидроксиметил)-аминометанового буфера. Экстракт образовывал комплексы с Fe³⁺ или Al³⁺ в концентрациях от нулевой («1:0» или «контроль») до пятикратной («1:5») концентрации антоциана. В некоторые образцы сначала добавляли Al³⁺, а затем уравновешивали их в течение около 45 минут. Затем, добавляли Fe³⁺ в той же концентрации и уравновешивали в течение около 45 минут. Для других образцов процедура была обратной (т.е. Fe³⁺ добавляли первыми). Дополнительно в некоторые образцы Al³⁺ и Fe³⁺ добавляли одновременно в той же концентрации.

Спектрометрия в видимой области свете была использована для определения поглощения и λ_max каждого образца. Спектральные данные получали на [длинах волн] 380-700 нм.

Результаты

Антоцианы в экстракте краснокочанной капусты, в целом, имели более сильную аффинность к Al³⁺ по сравнению с Fe³⁺. Например, отсутствовали существенные изменения λ_max в образце, содержащем Al³⁺, до («Al») и после (ʺAl(1)+Fe(2)ʺ) добавления Fe³⁺ (ФИГ. 25A). В то же время, имело место уменьшение λ_max в образце, содержащем Fe³⁺, до («Fe») и после добавления Al³⁺ («Fe(1)+Al(2)») (ФИГ. 25A). Добавление Al³⁺ и Fe³⁺ одновременно («Al & Fe») существенно не влияло на λ_max. Поглощение уменьшалось при добавлении второго иона металла, независимо от того, какой был добавлен первым (ФИГ. 25B).

Заключение

Металло-антоциановые комплексы могут быть сформированы между диацильными антоцианами и Al³⁺ и (или) Fe³⁺ для улучшения цветовых характеристик и цветовой стабильности, и присутствующие в экстракте краснокочанной капусты антоцианов, в целом, имеет большую аффинность к Al³⁺ по сравнению с Fe³⁺.

ПРИМЕР 8 - КОМПЛЕКСЫ ВЫДЕЛЕННЫХ ДИАЦИЛЬНЫХ АНТОЦИАНОВ С ИОНАМИ МЕТАЛЛОВ Al³⁺ И Fe³⁺

Как показано выше, ионы металлов Al³⁺ и Fe³⁺ могут улучшать цветовые характеристики и цветовую стабильность фракций антоцианов (см., например, Примеры 4-6). Далее, было обнаружено, что диацильные антоцианы улучшают цветовые характеристики и стабильность по сравнению с другими антоцианами (см., например, Пример 2). Этот Пример предоставляет цветовые характеристики и цветовую стабильность выделенного диацильного антоциана, происходящего из экстракта краснокочанной капусты, при образовании комплексов с ионами металлов Al³⁺ и Fe³⁺.

Материалы и способы

Концентрированный экстракт краснокочанной капусты был фракционирован, основываясь на структуре антоциана с помощью способов, описанных в Примере 4. Затем, каждый диацильный антоциан («пик») во фракции был выделен с помощью полупрепаративной HPLC. Как показано на ФИГ. 26, каждая фракция включает в себя три пика, каждый из которых соответствует отличному ацилированному антоциану. Индивидуальные пики, соответствующие диацильным антоцианам (пики 4-6 на ФИГ. 26), были получены с помощью обращенно-фазовой HPLC на колонке Phenomenex Luna PFP с размером частиц 5 мкМ, размером пор 100 Å и размером колонки 250 × 21,2 мм. Скорость потока составляла 10,0 мл/мин в течение времени регистрации хроматограммы - 50 мин. Растворителями были: Фаза A: 4,5% муравьиной кислоты в воде; Фаза B: ацетонитрил. Бинарный градиент для растворителя был следующим: B: 0 мин: 15% B, 0-30 мин - 15-30% B. Композиция фракции, содержащей три пика диацильных антоцианов, показана в Таблице 9 ниже. Как показано в Таблице 9, фракция первично включает в себя диацильные антоцианы Cy-3-диG-5-G+кумаровая&синаповая [кислоты] («пик 4»), Cy-3-диG-5-G+синаповая&феруловая [кислоты] («пик 5»), и Cy-3-диG-5-G+синаповая&синаповая [кислоты] («пик 6»), но также включает в себя небольшое количество других антоцианов.

Таблица 9

ACN MW % поверхности хроматограммы HPLC Поглощение [ACN] (мг/л) Cy-3-диG-5-G+кумаровая&синаповая 1160 18,5 0,11 300,3 Cy-3-диG-5-G+синаповая&феруловая 1185 25,4 0,15 469,9 Cy-3-diG-5-G+синаповая&синаповая 1220 48,8 0,28 1103,9 Другие антоцианы (исключая Cy-3-диG-5-G) 809 7,4 0,04 56,3 Всего 100% 0,58 1930,3

Образцы были разбавлены до концентрации антоцианов 50 мкМ в растворе буфера с рН в диапазоне от 6 до 8. Для рН 6, использовали буфер 0,5 M ацетата натрия. Для рН 7 или 8 использовали 1 M Трис(гидроксиметил)-аминометановый буфер. Фракции образовывали комплексы с Fe³⁺ или Al³⁺ в концентрациях от нулевой («1:0» или «контроль») до десятикратной («1:10») концентрации антоциана. Образцы 2 мл хранили в темной комнате при температуре около 23 °C в течение 48 часов.

Спектроскопия в видимом свете была использована для определения поглощения и λ_max каждого образца. Спектральные данные были получены на [длинах волн] 250-700 нм при контроле элюции антоциана на [длине волны] 520 нм. Значения CIELAB L*a*b* и CIELCH L*C*h° для растворов были рассчитаны, как описано в связи с Примером 3.

Результаты

Цветовой оттенок. Каждый из выделенных диацильных антоцианов демонстрировал углы цветового тона, сходные с FD&C Blue No. 1 (т.е. от около 210 до около 230), при образовании комплексов с Al³⁺ или Fe³⁺. При рН 7 и с Al³⁺ пик 6 имел больший угол цветового тона, чем пик 5, который имел больший угол цветового тона, чем пик 4 (ФИГ. 27A). Такой же паттерн зависимости от концентрации ионов металла наблюдался для Fe³⁺ (ФИГ. 27B). При рН 8 и с Al³⁺ или Fe³⁺, пик 5 имел больший угол цветового тона, чем пик 6, который имел больший угол цветового тона, чем пик 4 (ФИГ. 28A-28B).

Интенсивность цвета. При рН 7 и с Fe³⁺ пик 4 имел большую интенсивность цвета, чем пик 5, который имел больший угол цветового тона, чем пик 6 (ФИГ. 29B). С Al³⁺ интенсивность цвета пиков 5 и 6 была по существу сходной (ФИГ. 29A). При рН 8 и с Al³⁺ или Fe³⁺ пик 4 имел большую интенсивность цвета, чем пик 6, который имел большую интенсивность цвета, чем пик 5 (ФИГ. 30A - 30B).

Батохромный ответ. Таблицы 10 и 11 ниже предоставляют λ_max пиков 4-6 при разных уровнях рН, так же, как и батохромные сдвиги при образовании комплексов с Al³⁺ и Fe³⁺, соответственно. λ_max (контроль) представляет собой λ_max пиков 4-6 при этих уровнях рН, когда они не образуют комплексов с ионом металла. При рН 7 батохромный сдвиг был наибольшим для пика 5. При рН 8 и с Al³⁺ батохромный сдвиг был наибольшим для пика 4. Далее, образцы с Fe³⁺ в целом имели больший батохромный сдвиг, чем таковой с Al³⁺.

Таблица 10 (комплексы Al³⁺)

рН Пик λ_max (контроль) λ_max (обработка) Батохромный сдвиг (нм) [ACN]: [Al³⁺] 6 4 555,3 617,0 61,7 1:0,25 7 4 625,0 625,0 0,0 1:0,25 7 5 623,0 624,0 1,0 1:5 7 6 618,7 619,0 0,3 1:1 8 4 612,7 627,0 14,3 1:0,5 8 5 623,0 625,0 2,0 1:5 8 6 620,7 622,3 1,6 1:5

Таблица 11 (Fe³⁺ chelates)

рН Пик λ_max (контроль) λ_max (обработка) Батохромный сдвиг (нм) [ACN]: [Fe³⁺] 6 4 555,3 640,3 85,0 1:0,5 7 4 625,0 629,3 4,3 1:0,5 7 5 623,0 635,7 12,7 1:0,5 7 6 618,7 629,0 10,3 1:1 8 4 612,7 627,0 14,3 1:0,5 8 5 623,0 640,7 17,7 1:1 8 6 620,7 636,3 15,6 1:1

Гиперхромный ответ. Таблицы 12 и 13 ниже показывают гиперхромный сдвиг, измеренный как процент увеличения поглощения, при рН 7 и 8, соответственно. Пик 4 в целом имел больший гиперхромный сдвиг, чем пики 5 или 6. Далее, образцы с Fe³⁺ в целом имели больший гиперхромный сдвиг, чем таковые с Al³⁺.

Таблица 12 (рН 7)

Комплексы Al³⁺ Комплексы Fe³⁺ ACN:M+ Пик4 Пик 5 Пик 6 Пик 4 Пик 5 Пик 6 1:0,25 8,9 -3,2 2,8 2,2 -7,2 -6,1 1:0,5 8,9 -2,3 3,3 0,9 -7,0 -5,5 1:1 6,9 -2,8 4,2 0,1 -15,4 -7,1 1:5 5,7 -1,9 3,0 -6,7 -9,6 -6,8

Таблица 13 (pH 8)

Комплексы Al³⁺ Комплексы Fe³⁺ ACN:M+ Пик4 Пик 5 Пик 6 Пик 4 Пик 5 Пик 6 1:0,25 4,6 -0,3 -0,2 -3,8 -3,6 -9,2 1:0,5 5,0 -1,4 0,6 -1,1 -7,2 -12,7 1:1 3,0 -2,9 -0,2 -3,7 -9,2 -14,7 1:5 -3,0 -3,6 -2,1 -8,5 -13,0 -19,8

Стабильность. Цветовую стабильность образцов наблюдали в течение 48 часов. Для пика 4 при рН 6 λ_max снижалась в этот период времени у комплексов и Al³⁺, и Fe³⁺ (ФИГ. 31A - 31B). Дополнительно, стабильность отслеживали для пиков 4, 5 и 6 при рН 7 для комплексов и Al³⁺, и Fe³⁺ (ФИГ. 32A - 32F). Пик 4 в целом имел наилучшую стабильность (т.е. минимальное снижение λ_max), за которым следовали пик 6 и пик 5 с обоими ионами металлов. Сходным образом, при рН 8 пик 4 также в целом имел наилучшую стабильность (ФИГ. 33A - 33F).

Заключение

Металло-антоциановые комплексы с выделенными диацильными антоцианами предоставляют натуральные композиции синего красителя, имеющие желаемые цветовые характеристики и цветовую стабильность.

Хотя публикуемый в настоящем документе объект изобретения и его преимущества были описаны в деталях, следует понимать, что различные изменения, замены и модификации могут быть сделаны в настоящем документе, не выходя за пределы духа и сферы изобретения, определяемой прилагаемой формулой изобретения. Далее, объем данной заявки не направлен на то, чтобы быть ограниченным конкретными вариантами осуществления процесса, машин, производства, композиции предмета, средств, способов и стадий, описанных в спецификации. Как легко оценить обычному специалисту в данной области техники по изложению в настоящем документе объекта изобретения, процессов, машин, производства, композиций предмета, средств, способов или стадий, существующих в настоящее время или тех, которые будут разработаны позже, которые выполняют по существу те же самые функции или достигают по существу того же результата, что и соответствующие варианты осуществления, описанные в настоящем документе, могут быть использованы по изложенному в настоящем документе объекту изобретения. Соответственно, прилагаемая формула изобретения направлена на то, чтобы включать в свою сферу такие процессы, машины, производство, композиции предмета, средства, способы или стадии.

В настоящем документе процитированы патенты, публикации патентных заявок описания продукта и протоколы, описание которых включено в данный документ по ссылке во всей их полноте для любых целей.

Изобретение относится к натуральным синим красителям из растительных продуктов, которые могут быть использованы в пищевой и других отраслях промышленности. Композиция натурального синего красителя содержит: a) фракцию натурального сока или экстракта, включающего ацилированный антоциан, содержащий диацильный антоциан; b) буферный раствор с рН от 6,0 до 8,0 и c) ион металла, предпочтительно трехвалентный, или его соль. Композиции красителя предоставляет стабильный синий краситель, на основе которого в сочетании с натуральным желтым красителем предложен зеленый краситель для пищевых продуктов. Описывается также способ получения указанной композиции синего красителя. Изобретение обеспечивает натуральные синие красители с повышенной стабильностью цвета и желаемыми его характеристиками. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 33 ил., 13 табл.

1. Композиция натурального синего красителя, содержащая:

a) фракцию натурального сока или экстракта, содержащего по меньшей мере один ацилированный антоциан;

b) буферный раствор, причем буферный раствор имеет рН от 6,0 до 8,0; и

c) ион металла или его соль, где ацилированный антоциан содержит по меньшей мере один диацильный антоциан; и где ион металла или его соль имеет концентрацию, меньшую или равную концентрации ацилированного антоциана в композиции красителя.

2. Композиция натурального синего красителя по п. 1, где диацильный антоциан содержит соединение, выбранное из группы, состоящей из

,

,

,

и их солевых форм, и их комбинаций.

3. Композиция натурального синего красителя по любому из предшествующих пунктов, где ион металла представляет собой трехвалентный ион металла, где трехвалентный ион металла предпочтительно выбран из группы, состоящей из Fe³⁺, Al³⁺, Ga³⁺ и их комбинаций; например, где трехвалентный ион металла представляет собой Fe³⁺, Al³⁺ или их комбинацию.

4. Композиция натурального синего красителя по любому из предшествующих пунктов, где pH составляет от 7,0 до 8,0.

5. Композиция натурального синего красителя по любому из предшествующих пунктов, где ацилированный антоциан имеет концентрацию от 1 мкМ до 200 мкМ в композиции красителя.

6. Композиция натурального синего красителя по п. 1, где ион металла или его соль имеет концентрацию от 0,25 до 0,5-кратной к концентрации ацилированного антоциана.

7. Композиция натурального синего красителя по любому из предшествующих пунктов, где буферный раствор содержит буфер, выбранный из группы, состоящей из фосфата калия, трис(гидроксиметил)-аминометана, гидроокиси натрия и их комбинаций.

8. Композиция натурального синего красителя по любому из предшествующих пунктов, где фракция получена из натурального продукта или его экстракта или сока, выбранных из группы, состоящей из краснокочанной капусты, пурпурного батата, фиолетового картофеля, синего картофеля, редиса, черной моркови (скорцонера), фиолетовой моркови, фиолетовой кукурузы, красной кукурузы, красного лука, фиолетового брокколи, фиолетовой цветной капусты, ревеня, черной фасоли, красного латука, черного риса, баклажана, клубники, малины, клюквы, брусники, красного винограда, яблока, черной смородины, красной смородины, вишни, голубики, бузины, черники, водяники черной, ежевики, черноплодной рябины, крыжовника, асаи, нектарина, персика, сливы, апельсина-королек, синего томата, лепестков цветков ʺHeavenly Blueʺ Morning Glory, лепестков цветков розы ʺBetter-Timesʺ и их комбинаций; например, где фракция получена из краснокочанной капусты.

9. Композиция зеленого красителя, содержащая композицию натурального синего красителя по любому из предшествующих пунктов и один или более желтых красителей; например, где желтый краситель представляет собой натуральный желтый краситель.

10. Пищевой продукт, содержащий композицию натурального синего красителя по п. 1.

11. Композиция натурального синего красителя по п. 1, где композиция натурального синего красителя присутствует в покрытии, нанесенном на поверхность кондитерского изделия.

12. Способ получения композиции натурального синего красителя, включающий:

a) получение фракции натурального сока или экстракта, содержащего по меньшей мере один ацилированный антоциан из натурального продукта;

b) разбавление ацилированного антоциана в буферном растворе, имеющем рН от 6,0 до 8,0; и

c) подмешивание иона металла или его соли в буферный раствор;

где ацилированный антоциан содержит по меньшей мере один диацильный антоциан; и где ион металла или его соль имеет концентрацию, меньшую или равную концентрации ацилированного антоциана в композиции красителя.

13. Способ по п. 12, где диацильный антоциан содержит соединение, выбранное из группы, состоящей из

,

,

,

и их комбинаций.

14. Способ по п. 12, где натуральный продукт содержит краснокочанную капусту.

15. Способ по п. 12, где буферный раствор имеет рН от 7,0 до 8,0.