BE563100A

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Publication number: BE563100A
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Description

L'invention a trait à un procédé pour la préparation de compositions de caroténoïdes dispersibles dans l'eau, particulièrement de compositions de caroténoïdes sèches, stables à l'air et à 1''humidité.

Les caroténoïdes sont des pigments de couleur jaune' à rouge ; ils ont une struoture aliphatique ou alioyolique et contiennent de nombreuses doubles liaisons carbone-carbone

conjugées. De tels composés sont : lecarotène, le lycopène, la bixine, la zéaxanthine, la cryptoxanthine, la lutéine et les esters des membres de ce groupe qui contiennent des groupements hydroxyles ou carboxyles. Les caroténoïdes sont très répandus dans le.domaine animal et végétal. Ces pigments peuvent être très utiles pour colorer les denrées alimentaires, afin de rendre à ces dernières un aspect naturel. Ils sont en particulier intéressants pour remplacer les colorants artificiels.

Les caroténo'ides n'ont pu être employés que de manière limitée jusqu'ici, du fait qu'ils sont difficilement solubles ou dispersibles. Dans les matières solides, ces substances cristallisées ont la tendance de former des taches colorées; dans les préparations liquides, elles se séparent rapidement. L'utilisation de solutions de caroténotdes n'a pu résoudre le problème de la coloration des denrées alimentaires, à cause de la solubilité limitée des caroténoldes dans la plupart des solvants comestibles et à cause de leur impossibilité de se disperser dans des compositions aqueuses.

Leur insolubilité dans l'eau empêche en particulier l'utilisation des caroténoides comme colorants de denrées alimentaires à base d'eau; telles que jus de fruits, eaux minérales à base de jus de fruits ou d'aromes fruités, desserts congelés (glaces), etc., ainsi que comme colorants de denrées alimentaires sèches, pouvant être transformées en leur forme originaire avec de l'eau ou devant être préparées à l'eau avant d'être consommées, telles que mélanges secs pour pâte à gâteau (cake mix), poudres de

poudding, pâtes alimentaires et substances sèches pour la préparation de boissons, telles que poudres à limonade, etc.

Bien que les caroténoïdes soient en général liposolubles, leur solubilité à la température normale est si minime, qu'elle n'a pratiquement aucune valeur. Le caroténoïde le plus couramment employé, c.à.d. le ss-caroène, possède à la température ambiante une solubilité d'environ 0,08% dans les huiles végétales. Des solutions supersaturées de caroténdides dans des huiles comestibles, telles que les hùiles végétales liquides à la température ambiante, peuvent être obtenues par dissolution des caroténdides dans les huiles chauffées. Ces solutions sont cependant instables; normalement, le caroténdide cristallise bientôt, particulièrement en refroidissant.

L'invention a pour but de préparer des compositions sèches et stables de colorants à base de car ot énoides, pour donner une coloration uniforme aux substances séches à colorer, qu'elles soit utilisées telles quelles ou après avoir été préparées à l'eau.

Les compositions de caroténoides dispersibles dans l'eau peuvent être obtenues suivant l'invention en préparant une solution supersaturée d'un caroténoïde dans une huile comestible, en émulsifiant cette solution supersaturée dans une substance gélatineuse aqueuse et en transformant cette émulsion,de manière connue, en particules sèches.

De cette manière, on peut stabiliser la solution su- persaturée du- caroténolde dans l'huile et empêcher la cristallisa- tion du caroténoïde. Dans une mise .en oeuvre avantageuse, on émulsifie la solution huileuse chaude dans un colloïde aqueux. L'émues ion ainsi formée est alors transformée @ de manière connue en particules solides, par exemple au moyen de séchage par pulvérisation ou par pulvérisation sur une poudre réceptrice stabilisant la forme des particules et séchante.

Les caroténoldes particulièrement aptes à être utilisés dans le but fixé par l'invention sont: le carotène, @ le lycopène, la bixine, la méthyl-bixine, l'éthyl-bixine, la lutéine, la zéaxanthine et la cryptoxanthine. En variant le choix du caroténoïde, on obtient déjà tout une série de couleurs.

Au moyen de dissolutions et de mélanges appropriés, on obtient presque toute la gamme des couleurs comprises entre le jaune et le rouge. Le ss-cartène confère, par exemple; une coloration orange à jaune, située entre la couleur des orangés mûres et la couleur dorée du beurre. Les caroténoides, comme par exemple le carotène, existent sous plus d'une forme stéréoisomère, ce qui rend le choix des colorants encore plus varié.

Comme huiles comestibles, on utilisera de préférence celles qui sont liquides à la température ambiante ou à une température légèrement plus élevée que la température ambiante, c.à.d. entre 20 et 40 , et dans lesquelles les caroténo'ides sont bien solubles à des températures élevées, c.à.d. entre

100 et 160 . On utilise avantageusement les'huiles végétales, par exemple les huiles de coco, de sésame, d'arachides, de mais, de graines de coton ou de soya. De ces huiles végétales, c'est celle de coco qui est la préférée. D'autres huiles ou graisses appropriées sont: le saindoux et la graisse de beurre..

En général, le caroténoide peut être dissous dans l'huile chaude jusqu'à une teneur de 20%. Cette solubilité varie cependant de caroténoide à caroténoïde. Par exemple, on peut obtenir des solutions à 18% de carotène. Les solutions de 7-17% donnent les meilleurs résultats.

Il est avantageux que les compositions de colorants contiennent également des agents de conservation et des anti- oxydants, tels que l'hydroxytoluène butylé, l'hydroxyanisol butylé, lepropyl-gallate, les tocophérols ou le palmitate d'ascorbyle, afin qu'elles soient encore plus stables à la chaleur, à l'air et à l'humidité. Ces substances sont ajoutées de préférence à la phase huileuse.

Comme colloïdes solubles-dans l'eau ou se gélifiant, qui sont utilisés comme phase oontinue 'de l'émulsion pour la stabilisation et la fixation de la solution de caroténoide/huile, on peut citer par exemple: la gélatine, la pectine, la gomme arabique et la polyvinyl-pyrrolidone. On ajoutera avantageusement un plastifiant à la substance gélatineuse, dans le but de rendre le produit final plus résistant aux influences mécaniques.

Des plastifiants appropriés sont, par exemple, les sucres et les alcohols de sucres, tels que la saccharose, le glucose, la s orbite, la mannite et le sucre inverti. Particulièrement avantageux est un mélange de gélatine et de sucre.

Les compositions de caroténoldes de l'invention peuvent sans autre être réparties dans des produits secs et des préparations aqueuses, sans qu'il n'y ait de cristallisation, de formation de taches ni de séparation de pigments de caroté- noïdes. Elles peuvent être utilisées comme colorants pour des denrées alimentaires devant être apprêtées à l'eau ou devant être préparées avant la consommation, telles que mélanges secs pour pâte à gâteau (cake mix), poudres de poudding, pâtes alimentaires et substances sèches pour la préparation de boissons, telles que poudre à limonade, etc.

Ainsi par exemple, un mélange sec pour pâte à gâteau pourra être coloré en jaune or par l'addition d'une composition de caroténoïde répartie de façon homogène; la préparation et la cuisson du gâteau ne lui feront pas perdre sa couleur dorée. De façon analogue, les compositions de caroténoides de l'invention permettront de colorer des denrées alimentaires à base d'eau, telles que jus de fruits, eaux minérales à base de jus de fruits ou d'arômes fruités, desserts congelés (glaces); dans ce cas, les compositions de colorants sèches sont dispersées dans le liquide aqueux. Les nouvelles compositions de caroténoides peuvent aussi être utilisées dans l'industrie pharmaceutique et cosmétique.

La préparation des compositions de caroténoides de l'invention sera encore mieux illustrée par les indications suivantes, qui se basent sur des résultats ,expérimentaux;
Un solution aqueuse de gélatine est chauffée à env. 60-100 . Elle contient environ 50% de gélatine.

Séparément, on prépare une solution saturée de carotène par dissolution de cristaux de ce pigment dans une huile comestible, telle que l'huile de coco. Ceci se fait à une température de 100 - 160 ,de préférence à 135 - 145 .

L'addition du carotène se fait avantageusement en atmosphère inerte, par exemple sous azote ou sous dioxyde de carbone.

On peut obtenir une solution de 1-18% de carotène dans la phase huileuse. La solution chaude de carotène/huile est alors émulsifiée rapidement dans la solution aqueuse de géla- tine chaude. 1 partie en poids de la solution huileuse et environ1-6 parties en poids de la solution de gélatine sont mélangées de façon homogène.

Aussitôt que la solution de caroténoïde/huile est émulsifiée complètement, on y ajoute une solution aqueuse concentrée de sucre (par exemple à 50%). La relation entre la gélatine et le sucre peut varier, mais la relation (par rapport à la substance sèche) entre le carotène/huile et la gélatine/sucre doit être maintenue dans les environs de 1-2 à 1-12. L'émulsion complète doit alors être diluée jusqu'à la viscosité idéale pour la pulvérisation, qui est

obtenue lorsque la teneur en substance sèche est d'env.

20-40%.

L'émulsion du caroténoïde peut alors être transformée en particules sèches. Ceci se fait par répartition de l'émulsion en fines gouttelettes, par exemple en pulvérisant au moyen d'un atomiseur rotatif, et collection des gouttelettes dans une masse de poudre réceptrice. Les gouttelettes restent ainsi séparées les unes des autres, jusqu'à ce que leur forme soit assez stable pour empêcher qu'elles ne s'unissent lorsqu'elles se touchent. La @ poudre réceptrice, dans laquelle les gouttelettes d'émulsion sont atomisées, consiste avantageusenent en amidon ou en amidon modifié chimiquement, essentielle- ment insoluble dans l'eau froide, ne se modifiant ni chimiquement ni physiquement dans l'eau, coulant librement et possédant certaines qualités d'adsorption et d'absorption envers l'eau.

Il est important que l'humidité de la poudre réceptrice soit moindre que 8%, ce qui peut être obtenu en séchant l'amidon commercial ou l'amidon modifié chimiquement. Une poudre réceptrice préférée est l'ester d'amidon décrit dans le brevet américain- No. 2,613,206. On l'obtient dans le commerce sous le nom de "Dry-Flo", produit fabriqué par la National Starch Products Inc., New York, N.Y. Les particules de l'émulsion se solidifient dans la poudre réceptrice et peuvent être

séparées de cette dernière par tamisage. Les petites perles de carotène ainsi formées peuvent, le cas échéant, être séchées davantage dans une étuve.

D'autre part, l'émulsion susdite peut également être transformée en la composition de colorants au moyen de séchage par atomisat@
Pour ce faire, l'émulsion est pulvérisée en fines gouttelettes ou en brouillard, par.exemple au moyen d'un atomiseur, dans une chambre où règne une température d'env. 60-90 . Les gouttelettes tombent alors dans la chambre et deviennent solides. Le produit peut alors être prélevé au bas de la chambre.

Exemple 1
1,20 g d'hydroxytoluène butylé et 0,12 g d'hydroxy- anisol sont dissous dans 93,0 g d.'huile de coco. La solution uileuse est chauffée à 140-145 sous atmosphère d'azote. 7,0 g de cis--carotène sont alors dissous dans cette huile chaude.

La solution est remuée, maintenue pendant env. 2 minutes à 140 , puis refroidie à env. 70-75 . La solution huileuse est émulsifiée dans 100 g d'une solution aqueuse de gélatine à 50%, que l'on maintient à une température de 65-75 . On ajoute à cette émulsion 250,0 g de sucrose sous la,f orme d'une solution aqueuse à 50% et on remue le mélange pendant encore quelques instants.

@suite, on y verse de l'eau jusqu'à ce que la viscosité néces- ire pour l'atomisation soit atteinte.

L'émulsion est pulvérisée au moyen d'un atomiseur rotatif .dans une chambre fermée. L'émulsion, forcer à travers 1'atomiseur par..la pesanteur, est ainsi transformée =en fines gouttelettes, qui tombent sur une couche de "Dry-FlO" (amidon modifié chimiquement) en mouvement au bas de la chambre. Les particules, qui sont rassemblées dans le "Dry-Flo", y restent jusqu'au lendemain et en sont séparées par tamisage. Ensuite, les particules rougeâtres sont séchées encore une fois jusqu'au lendemain dans une étuve à circulation d'air, à une température d'env. 56 .

On répète ce procédé, cette fois-ci en remplaçant ;L'huile de coco par la même quantité de saindoux ou de graisse de beurre. On obtient ainsi des particules sèches contenant du carotène, semblables à celle obtenues ci-avant.

Les compositions de l'invention peuvent être utilisées comme suit:
On ajoute une préparation colorante à base d'huile de, coco contenant 0,2 g de carotène à 1 litre d'une boisson à base de citronnelle, qui présente alors une coloration jaune-orange.

La boisson est pasteurisée de manière usuelle et mise en boîtes à conserve. Après l'ouverture des boîtes, la boisson a encore toujours la même couleur et:La même teneur en carotène.

Une préparation colorante à base d'huile de coco contenant 135 mg de carotène est mélangée avec 257,2 g d'un mélange sec pour pâte à gâteau de couleur blanche. Le mélange

est trituré et transformé de manière usuelle en pâte, que l'on cuit ensuite. La coloration dorée uniforme survit à l'opération de cuisson, et le gâteau présente la même coloration dorée.

Exemple 2
0,85 g d'hydroxytoluène butylé et 0,085 g d'hydroxyani- sol butylé sont dissous dans 70 g d'huile de coco et la solution est chauffée à 140 . En remuant et sous atmosphère de dioxyde de carbone, on ajoute à cette solution 5,2 g de cis--carotène. La température est maintenue à 140 pendant environ 2 minutes, puis la solution est refroidie jusqu'à la température ambiante, toujours sous atmosphère de dioxyde de carbone. La solution de carotène/huile est alors bien mélangée avec 300 g de gomme arabique dans un mort ier. En remuant bien, on ajoute petit à petit 150 cc d'eau, jusqu'à ce qu'une émulsion se forme. Ensuite, on ajoute encore 550 cc d'eau et on mélange bien le tout au moyen d'un mélangeur de ménage à haute vitesse de rotation.

L'émulsion est alors pulvérisée dans un sécheur par atomisation étroit selon Bowen(température de la chambre 77-83 , ceci à une vitesse de 20-25 cc par minute. La substance récoltée au fond du sécheur se présente sous la forme d'une fine poudre de couleur orange.

Exemple 3
1,2 g d'hydroxytoluène butylé et 0,12 g d'hydroxyanisol butylé sont dissous dans 93 g d'huile de coco et lasolution est chauffée à 140-150 En remuant et sous atmosphère de @ioxyde de carbone, on ajoute cette solution 7 g de méthyl-bixine (ester diméthylique de nor-bixine); la température est maintenue à 140 pendant env. 3 minutes. Ensuite, on refroidit la solution huileuse à env. 100-110 et on l'émulsifie dans 225 g d'une solution aqueuse de gélatine à 50%.

Lorsque l'émulsification est terminée, on ajoute 112,5 g de sucrose sous forme d'une solution aqueuse à 50% et on continue d'émulsifier. La viscosité nécessaire pour l'atomisation est obtenue par l'addition d'eau, et l'émulsion est atomisée, comme dans l'exemple 1, sur une couche de "Dry-Flo" en mouvement.

Exemple 4
Une composition colorante de lycopène est obtenue lorsqu'on procède suivant l'exemple 3 avec les ingrédients- suivants : 7 g de lycopène, 1,2 g d'hydroxytoluène butylé, 0,12 g d'hydroxyanisol butylé, 93 g d'huile de coco, 300 g d'une solution aqueuse de gélatine à 50% et 150 g de sucrose sous forme d'une solution aqueuse à 50%.

Claims

Revendications EMI13.1 1. Procédé pour la préparaÉio9 dcômpositions de caoténoïdes dispersibles dans l'eau, caractérisé par le fait que l'on prépare une solution supersaturée d'un caroténoïde dans une huile comestible, que l'on émulsifie cette solution dans une substance gélatineuse 'aqueuse et que,l'on transforme cette émulsion de façon connue en particules.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on dissout un caroténo'ide dans de l'huile jusqu'à une teneur de 1-20% et que l'émulsion préparée contient 1 partie en poids de solution carotène/huile pour 1-6 parties en poids de substance aqueuse gélatineuse.

3. Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on utilise,comme huile, une huile végétale et, comme substance aqueuse gélatineuse, de la gélatine et du sucre.

4. Procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on atomise l'émulsion contenant de la gélatine et du sucre, et que l'on recueille les gouttelettes dans une poudre à caractère d'amidon pour les solidifier et les sécher. <Desc/Clms Page number 14>

5. Procédé suivant les revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'on utilise le carotène comme caroténoïde.

6. Procédé suivant les revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'on utilise le lycopène comme caroténoide.

7. Procédé suivant les revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que l'on utilise la bixine comme caroténoïde.

8. Procédé suivant les revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'on utilise la méthyl-bixine comme caroténoïde 9. Une composition de caroténoides dispersible dans l'eau, caractérisée par le fait qu'elle contient une solution supersaturée d'un $caroténoïde dans une huile comestible, solution qui est dispersée dans une substance gélifiante soluble dans l'eau et qui se présente sous la forme de particules sèches.

10.-Une composition de caroténoïde dispersible dans l'eau suivant la revendication 9, caractérisée par le fait que la phase huileuse contient 1-20% d'un caroténo'ide et que la dispersion consiste essentiellement en 1 partie en poids de solution caroténoïde/huile pour 2-12 parties en <Desc/Clms Page number 15> poids de substance gélifiante soluble dans l'eau.

11. Une composition de caroténoïdes dispersible dans l'eau suivant les revendications 9-10, caractérisée par le fait qu'elle contient, comme huile comestible, une huile végétale et, comme substance gélifiante soluble dans l'eau, de la gélatine et du sucre.

12. Une composition de caroténoides dispersible dans l'eau suivant les revendications 9-11, caractérisée par le fait qu'elle contient du carotène comme caroténoïde.

13. Une composition de caroténoïdes dispersible dans l'eau suivant les revendications 9-11, caractérisée par le fait qu'elle contient du lycopène comme caroténoïde.

14. Une composition de caroténoides dispersible dans l'eau suivant les revendications 9-11, caractérisée par le fait qu'elle contient de la bixine comme caroténdide.

15. Une composition de caroténoides dispersible dans l'eau suivant les revendications 9-11, caractérisée par le fait qu'elle contient de la méthyl-bixine comme caroténoïde.