Cyclodextrinpartikel
Die vorliegende Erfindung betrifft aroma- und/oder riechstoffhaltige Cyclodextrin- partikel enthaltend Celluloseether mit einer Partikelgröße im Bereich von 50 bis 1000 μm, Produkte enthaltend diese Partikel, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung in Lebensmitteln, pharmazeutischen Produkten und Bedarfsgegenständen.
Cyclodextrine sind Oligomere von Anhydroglucosebausteinen, die über alpha-1,4
Bindungen zu einem ringförmigen Molekül verknüpft sind. Je nach Anzahl der Bausteine unterscheidet man alpha- (6 Bausteine), beta- (7 Bausteine) und gamma-(8 Bausteine) Cyclodextrine. Diese werden üblicherweise durch enzymatische Verfahren aus Stärke hergestellt. Die ringförmige Struktur der Cyclodextrine ermöglicht die Bildung von Einschlusskomplexen auf molekularer Ebene. Je nach Geometrie und
Polarität der Aromastoffe lassen sich die Einschlussverbindungen mehr oder weniger vollständig bilden.
Aromastoffe sind meist flüchtige Verbindungen, die während Lagerung oder auch Verarbeitungsprozessen beispielsweise in der Lebensmittelindustrie hohe Verlustraten aufweisen, bedingt durch Verdampfen oder Oxidation. In Cyclodextrin-Kom- plexen können Aromastoffe vor diesen Verlusten geschützt werden.
Bei Aromastoffen und Riechstoffen bzw. Aromen und Riechstoffmischungen handelt es sich in der Regel um flüchtige, meist flüssige Stoffe bzw. um komplexe Mischungen dieser Stoffe. Üblich ist die Einkapselung dieser Stoffe bzw. Stoffgemische über Sprühtrocknung, bei der jedoch nur verhältnismäßig feine und unregelmäßig strukturierte Partikel erhalten werden.
Zur Herstellung von Einschlussverbindungen von Aroma- und/oder Riechstoffen mit
Cyclodextrinen sind mehrere Methoden bekannt.
Diese Methoden beinhalten die Vermischung von Cyclodextrinlösungen, -Suspensionen, oder -pasten (üblicherweise in Wasser) und den Aroma- und/oder Riechstoffen. In Abhängigkeit von der Polarität der Aroma- und/oder Riechstoffe entsteht dabei meist ein Zweiphasengemisch. Zur Beschleunigung des Verfahrens wendet man deshalb erhöhte Scherkräfte an, z.B. durch Rühren oder Kneten. Dieser Stufe schließt sich meist ein Trocknungsschritt an, wie beispielsweise eine Sprüh-, Gefrier-, oder Wirbelschichttrocknung.
Nach dem bekannten Stand der Technik entstehen bei der Trocknung durch Versprühen wässriger Aroma-Cyclodextrinkomplexe ohne weitere Zusätze sehr feine Partikel.
EP-A 392 608 beschreibt eine Methode zur Herstellung von pulverigen Cyclo- dextrinkomplexen, deren Partikelgröße unter 12, bevorzugt unter 5 μm liegt. Dabei werden Prozesse wie beispielsweise Sprühtrocknung und Gefriertrocknung verwendet.
Nachteilig ist hierbei für die Anwendung die geringe Partikelgröße. Feinteilige Cyclodextrinkomplexe lassen sich nur sehr schwer in Wasser dispergieren, die Lös- lichkeitsgeschwindigkeit ist dadurch verringert. Außerdem ist bei Einsatz von kleinen (typischerweise <10 μm) Cyclodextrinpartikeln, in Trockenmischungen, die hauptsächlich Bestandteile mit einer Partikelgröße zwischen 50 bis 500 μm enthalten, die Gefahr einer Entmischung gegeben.
Zusätzlich ist bei kleinen Partikelgrößen nachteilig, dass oft die Rieselfähigkeit herabgesetzt ist und es leicht zu Staubentwicklungen kommt.
Aus diesen Gründen ist es von Vorteil, wenn die Cyclodextrinkomplexpartikel Par- tikelgrößen von mindestens 50 μm aufweisen.
Bei der Sprühtrocknung verbleibt ein Teil der Aroma- und/oder Riechstoffe auf der Partikeloberfläche. Dieses sogenannte Oberflächenöl führt zur Herabsetzung der Oxidationsstabilität und vermindert die Rieselfähigkeit noch weiter. Wünschenswert ist ein möglichst geringer Anteil Oberflächenöl.
DE-A 31 05 666 beschreibt ein Verfahren, bei dem mit Hilfe des Zusatzes von Bindemitteln zu Cyclodextrinkomplexmischungen in einem Kneter mit anschließender Trocknung und Vermahlung Partikel mit einer Partikelgröße von 500 bis 1000 μm erzeugt werden.
Nachteilig an einem solchen Knetprozess ist ein hoher Anteil an Oberflächenöl des fertigen Granulates. Zudem ist aus Sicht der Fertigungskosten die Anwendung von mehreren Verfahrensschritten (Kneten, Trocknen, Mahlen, Sieben) nachteilig.
In EP-A 1 064 856 sind Partikel enthaltend Kohlenhydrate und/oder Polyhydroxy- verbindungen mit Größen im Bereich 100 bis 400 μm beschrieben. Das dort dargelegte mehrstufige Verfahren zur Herstellung dieser Partikel umfasst neben einer Sprühtrocknung weitere Stufen. Bei einer dieser Stufen erfolgt die Rückführung der im Verfahren gebildeten kleineren Partikel, so dass diese durch Agglomeration in den genannten Partikelgrößenbereich wachsen. Nachteilig an diesen Partikeln ist- ihre geringe Abriebstabilität und ihr Oberflächenölgehalt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, aroma- und/oder riechstoff- haltige Cyclodextrinpartikel mit einer Größe von mindestens 50 μm bereitzustellen, die den oben genannten Nachteilen des Standes der Technik abhelfen und ein möglichst einfaches Verfahren zur Herstellung solcher Partikel. Eine enge Partikelgrößenverteilung wäre zudem vorteilhaft.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher aroma- und/oder riechstoffhaltige Cyclodextrinpartikel mit einer Partikelgröße im Bereich von 50 bis 1000 μm enthaltend einen Celluloseether erhältlich durch ein einstufiges Wirbelschichtverfahren aus
einer Sprülimischung, wobei die Gas-Eintrittstemperatur bei 80 bis 180°C und die Gas- Austrittstemperatur bei 40 bis 95 °C liegt
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstel- lung von Cyclodextrinpartikeln dadurch gekennzeichnet, dass in eine einstufige Wirbelschichtvorrichtung eine wässrige Sprühmischung eingebracht wird, die mindestens ein Cyclodextrin, mindestens ein Aroma- und/oder Riechstoff und mindestens einen Celluloseether enthält.
Weiter betrifft die Erfindung Produkte enthaltend die erfmdungsgemäßen Cyclodextrinpartikel sowie die Verwendung der erfindungsgemäßen Cyclodextrinpartikel in Lebensmitteln, pharmazeutischen Produkten und Bedarfsgegenständen.
Zur Herstellung der Partikel aus der Sprühmischung können an sich bekannte Ner- fahren zur Granulation verwendet werden. Die erfindungsgemäß geeigneten Verfahren sind einstufig, d.h., dass die Sprühmischung einer einzigen Apparatur zugeführt wird und beim Verlassen der Apparatur die Herstellung beendet ist und die fertigen Cyclodextrinpartikel vorliegen. Bei dem einstufigen Verfahren entsteht, im Gegensatz zu mehrstufigen Verfahren, kein Zwischenprodukt.
Die Partikel können durch kontinuierliche Wirbelschichtsprühgranulation, beispielsweise nach EP-A 163 836 oder durch diskontinuierliche Wirbelschichtsprühgranulation, beispielsweise nach EP-A 70 719, hergestellt werden. Auch ein Verfahren, wie in der WO-A 97/16078 zur Herstellung von Aromengranulaten in einem konven- tionellen diskontinuierlich betriebenen Fließbettrotorgranulator beschrieben, kann anwendet werden.
Vorzugsweise wird das Verfahren kontinuierlich ausgeführt. Ein kontinuierliches Verfahren ist besser für eine industrielle Produktion geeignet und weist kurze Ver- weilzeiten auf. Bei gleichem Materialdurchsatz ist der Bettinhalt bei den kontinuierlichen Verfahren der Wirbelschichtsprühgranulation niedriger als bei den diskonti-
nuierlichen Verfahren. Statt die Gesamtmenge aller Partikelkeime gleichzeitig aufwachsen zu lassen, wird bei der kontinuierlichen Wirbelschichtsprühgranulatiön nur eine kleine Menge der Partikelkeime besprüht und nach Erreichen der gewünschten Partikelgröße sofort, beispielsweise über einen Sichter, ausgetragen. Die erfmdungs- gemäß hergestellten eingekapselten aroma- und/oder riechstoffhaltigen Cyclodextrinpartikel weisen eine geringe Partikelgrößenverteilung auf; außerdem können gezielt die Partikel (Granulate) der gewünschten Größe entnommen werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das Wirbelbett eine geringe Betthöhe hat. Vorzugsweise beträgt diese 3 bis 50 cm, insbesondere bevorzugt 5 bis 20 cm.
Durch kontinuierliche Wirbelschichtsprühgranulation entstehen aus einer Sprühmischung freifließende, staubarme, körnige Partikel. Dabei erfolgen im Idealfall die Grundvorgänge Keimerzeugung, Trocknen, Formgebung und selektives Austragen der Partikel, welche die Wunschpartikelgröße erreicht haben, simultan in einer Granulierapparatur.
Das Grundprinzip der kontinuierlichen Wirbelschichtsprühgranulation (Chemie- Ingenieur-Technik, 62. Jahrgang (1990), Seiten 822 bis 834) ist in zahlreichen
Varianten realisiert worden. Zu unterscheiden sind insbesondere die Variante mit externer Keimbildung, bei denen Keime aus externen Sichtern, Mahlanlagen oder sonstigen Feststoffspeichern in das Bett dosiert werden, sowie Varianten mit interner Keimbildung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Verfahren mit interner Keimzufuhr bevorzugt. Ein solches ist z.B. in EP-A 163 836 beschrieben. Diese Granulierapparatur verfügt weiterhin über einen selbstregelnden Mechanismus zur Partikelgrößenregelung und weist daher eine minimale Verweilzeit auf.
Die Sprülimischung kann von unten, von der Seite, aber auch von oben in die Wirbelschicht gesprüht werden. Für die Abtrennung von mitgerissenen Feststoffen aus der Abluft sind zahlreiche Varianten möglich, die sich durch das Abscheideverfahren (z.B. Zyklon oder Filter) oder durch den Ort der Abtrennung (innerhalb oder außer- halb der Granulierapparatur) unterscheiden.
Schließlich werden für das Austragen der Partikel vorzugsweise Sichter verwendet, wie beispielsweise in EP-A 332 031 beschrieben. Mit den Sichtern wird erreicht, dass nur die groben Partikel die Wirbelschicht verlassen können. Die übrigen Partikel bleiben solange in der Wirbelschicht zurück, bis auch sie die Wunschpartikelgröße erreicht haben.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Partikel wird zuerst eine wässrige Sprülimischung hergestellt. Diese Sprühmischung enthält neben Wasser mindestens ein Cyclodextrin, Aroma- und/oder Riechstoffe sowie mindestens einen Celluloseether.
Aus dieser Sprühmischung werden die erfmdungsgemäßen Partikel in einem Verfahrensschritt in einer Wirbelschichtapparatur mit Partikelgrößen von größer oder gleich 50 μm erzeugt.
Erfindungsgemäße Partikel haben eine Partikelgröße von 50 μm bis 1000 μm. Bevorzugt sind Partikel mit einer Partikelgröße von 70 μm bis 500 μm, besonders bevorzugt von 100 bis 300 μm.
Die Angaben zu Partikelgrößen beziehen sich auf den Partikeldurchmesser und sind aus Verteilungssummenkurven entnommen. Diese Verteilungssummenkurven stellen die Abhängigkeit der Verteilungssumme Q3 (x) von dem Partikeldurchmesser x dar. Die Verteilungssumme Q3 (x) ist die normierte Gesamtmenge aller Partikel mit einem Durchmesser kleiner oder gleich x. Die Partikelgröße x 50,3 ist diejenige Par- tikelgröße, bei der die Verteilungssumme Q3 (x) = 0,5 beträgt. Falls nicht anders gekennzeichnet, beziehen sich die Angaben zur Partikelgröße im vorliegenden Text
auf die Partikelgröße x 50j3. Der Index 3 gibt an, dass' die Art der gemessenen Menge das Volumen ist (Ulimanns Encyklopädie der technischen Chemie, Band 2, Verfahrenstechnik I, 4. Auflage, Verlag Chemie, Weinheim, 1972, S. 24-34).
Die Partikelgrößenbestimmung über Volumenverteilung kann mittels Laserbeugung
(z.B. mit dem Master Sizer® MSS Longbench der Firma Malvern Instruments Ltd., Malvern, UK) erfolgen.
Geeignete Cyclodextrine sind alpha-, beta-, gamma- sowie substituierte Cyclo- dextrine. Vorteilhaft sind alpha-, beta-, gamma-Cyclodextrin oder deren Gemische, bevorzugt ist beta-Cyclodextrin. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Cyclodextrinanteil der Sprühmischung nur aus beta-Cyclodextrin.
Der Cyclodextrinanteil in der Sprühmischung liegt vorteilhafterweise bei 5 bis 50 Gew.-%, bevorzugt bei 10 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt bei 15 bis 30
Gew.-%.
Der Wasseranteil in der in der Sprühmischung liegt vorteilhafterweise bei 40 bis 95 Gew.-%, bevorzugt bei 50 bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt bei 60 bis 80 Gew.-%.
Der Anteil der Aroma- und/oder Riechstoffe in der Sprühmischung liegt vorteilhafterweise bei 0,0005 bis 15 Gew.-%, bevorzugt bei 0,1 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt bei 0,25 bis 5 Gew.-%.
Als Granulierhilfsmittel enthält die Sprühmischung Bindemittel in Form von Cellu- loseethern. Der Celluloseether wird bevorzugt gewählt aus der Gruppe umfassend Methylcellulose, Ethylcellulose, Propylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxy- propylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Carboxy- methylhydroxyethylcellulose und Ethylhydroxyethylcellulose, besonders bevorzugt ist Carboxymethylcellulose (CMC).
Bevorzugt ist ein Gehalt an Celluloseethem in der Sprühmischung von 0,1 bis 6 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,2 bis 2 Gew.-%. Die getrockneten Partikel enthalten bevorzugt zwischen 0,5 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 2 bis 4,5 Gew.-% an Celluloseethem.
Vorteilhaft sind Celluloseether mit einer Viskosität von 15 bis 200 000 mPas, bevorzugt solche mit einer Viskosität von 1 000 bis 50 000 mPas, besonders bevorzugt solche mit einer Viskosität von 5 000 bis 15 000 mPas. Die Viskositätsangaben beziehen sich auf eine 2 gew.-%ige Lösung in Wasser bei 20°C.
Als Messsystem diente ein Kegel-Platte-System mit einem Durchmesser von 40 mm und einem Kegelwinkel von 4°. Die Scherrate betrug 1 s"1, die Temperatur lag bei 20°C. Die Viskosität kann z.B. mit dem Rheometer CVO 120 (Fa. Bohlin Instru- ments GmbH, Pforzheim) bestimmt werden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beträgt der Aroma- und/oder Riechstoff- Anteil im fertigen Cyclodextrinpartikel 0,01 bis 30 Gew.-%, bevorzugt von 1 bis 15 Gew.-% und besonders bevorzugt von 5 10' Gew.-%.
Methoden zur Bestimmung der Beladung und des Oberflächenöls sind aus der Literatur bekannt. Im vorliegenden Falle wurde die Bestimmung des Gehaltes an Aro a- und/oder Riechstoffen in den fertigen Cyclodextrinpartikeln zur Ermittlung der Beladung und des Oberflächenöls analog zu J. Agric. Food Chem. 1998, 46, 1494-1499 durchgeführt. Die dort beschriebenen Methoden wurden lediglich im Hinblick auf die in der Extraktion verwendeten Lösungsmittel abgewandelt. Anstatt n-Hexan wurde zur Bestimmung der Beladung Ethylacetat und zur Bestimmung des Oberflächenöl- anteils anstatt n-Hexan ein 2:1 Gemisch (Volumenanteile) von n-Pentan und Diethyl- ether verwendet. Beladung und Oberflächenölanteil werden in Gew.-% angegeben.
Beispiele für Aroma- und/oder Riechstoffe, die Bestandteil der erfindungsgemäßen Cyclodextrinpartikel sein können, finden sich z.B. in S. Arctander, Perfume and Flavor Chemicals, Vol. I und LI, Montclair, N. J., 1969, Selbstverlag oder K. Bauer, D. Garbe und H. Surburg, Common Fragrance and Flavor Materials, 4th Ed., Wiley- VCH, Weinheim 2001.
Im einzelnen seien genannt: Extrakte aus natürlichen Rohstoffen wie Etherische Öle,
Concretes, Absolues, Resine, Resinoide, Balsame, Tinkturen wie z. B. Ambratinktur;
Amyrisöl; Angelicasamenöl; Angelicawurzelöl; Anisöl; Baldrianöl; Basilikumöl; Baummoos -Absolue; Bayöl; Beifußöl; Benzoeresin; Bergamotteöl; Bienenwachs-
Absolue; Birkenteeröl; Bittermandelöl; Bohnenkrautöl; Buccoblätteröl; Cabreuvaöl;
Cadeöl; Calmusöl; Campheröl; Canangaöl; Cardamomenöl; Cascarillaöl; Cassiaöl;
Cassie-Absolue; Castoreum-absolue; Cedernblätteröl; Cedernholzöl; Cistusöl; Citro- nellöl; Citronenöl; Copaivabalsam; Copaivabalsamöl; Corianderöl; Costuswurzelöl; Cuminöl; Cypressenöl; Davanaöl; Dillkrautöl; Dillsamenöl; Eau de brouts-Absolue;
Eichenmoos-Absolue; Elemiöl; Estragonöl; Eucalyptus-citriodora-Öl; Eucalyptusöl;
Fenchelöl; Fichtennadelöl; Galbanumöl; Galbanumresin; Geraniumöl; Grapefruitöl;
Guajakholzöl; Gurjunbalsam; Gurjunbalsamöl; Helichrysum- Absolue; Helichrysum- öl; Ingweröl; Iriswurzel-Absolue; Iriswurzelöl; Jasmin-Absolue; Kalmusöl; Kamillenöl blau; Kamillenöl römisch; Karottensamenöl; Kaskarillaöl; Kiefernadelöl;
Krauseminzöl; Kümmelöl; Labdanumöl; Labdanum-Absolue; Labdanumresin;
Lavandin-Absolue; Lavandinöl ; Lavendel-Absolue; Lavendelöl; Lemongrasöl; Lieb- stocköl; Limetteöl destilliert; Limetteöl gepreßt; Linaloeöl; Litsea-cubeba-Öl;
Lorbeerblätteröl; Macisöl; Majoranöl; Mandarinenöl; Massoirindenöl; Mimosa- Absolue; Moschuskörneröl; Moschustinktur; Muskateller-Salbei-Öl; Muskatnußöl
Myrrhen- Absolue; Myrrhenöl; Myrtenöl; Nelkenblätteröl; Nelkenblütenöl; Neroliöl:
Olibanum-Absolue; Olibanumöl; Opopanaxöl; Orangenblüten-Absolue; Orangenöl;
Origanumöl; Palmarosaöl; Patchouliöl; Perillaöl; Perubalsamöl; Petersilienblätteröl;
Petersiliensamenöl; Petitgrainöl; Pfefferminzöl; Pfefferöl; Pimentöl; Pineöl; Poleyöl; Rosen-Absolue; Rosenholzöl; Rosenöl; Rosmarinöl; Salbeiöl dalmatinisch; Salbeiöl spanisch; Sandelholzöl; Selleriesamenöl; Spiklavendelöl; Sternanisöl; Styraxöl;
Tagetesöl; Tannennadelöl; Tea-tree-Öl; Terpentinöl; Thymianöl; Tolubalsam; Tonka- Absolue; Tuberosen-Absolue; Vanilleextrakt; Veilchenblätter-Absolue; Verbenaöl; Vetiveröl; Wacholderbeeröl; Weinhefenöl; Wermutöl; Wintergrünöl; Ylangöl; Ysopöl; Zibet-Absolue; Zimtblätteröl; Zimtrindenöl; sowie Fraktionen davon, bzw. daraus isolierten Inhaltsstoffen;
Einzel-Riechstoffe aus der Gruppe der Kohlenwasserstoffe, wie z. B. 3-Caren; α- Pinen; ß-Pinen; α-Terpinen; γ-Terpinen; p-Cymol; Bisabolen; Camphen; Caryophyllen; Cedren; Farnesen; Limonen; Longifolen; Myrcen; Ocimen; Valencen; (E,Z)-l,3,5-Undecatrien;
der aliphatischen Alkohole wie z. B. Hexanol; Octanol; 3-Octanol; 2,6-Dimethyl- heptanol; 2-Methylheptanol, 2-Methyloctanol; (E)-2-Hexenol; (E)- und (Z)-3-Hexe- nol; l-Octen-3-ol; Gemisch von 3,4,5,6,6-Pentamethyl-3/4-hepten-2-ol und 3,5,6,6- Tetramethyl-4-methyleneheptan-2-ol; (E,Z)-2,6-Nonadienol; 3,7-Dimethyl-7-meth- oxyoctan-2-ol; 9-Decenol; 10-Undecenol; 4-Methyl-3-decen-5-ol; der aliphatischen Aldehyde und deren l,4-Dioxacycloalken-2-one wie z. B. Hexanal; Heptanal; Octa- nal; Nonanal; Decanal; Undecanal; Dodecanal; Tridecanal; 2-Methyloctanal; 2-Methylnonanal; (E)-2-Hexenal; (Z)-4-Heptenal; 2,6-Dimethyl-5-heptenal; 10-Undecenal; (E)-4-Decenal; 2-Dodecenal; 2,6,10-Trimethyl-5,9-undecadienal;
Heptanaldiethylacetal; l,l-Dimethoxy-2,2,5-trimethyl-4-hexen; Citronellyloxyacetal- dehyd;
der aliphatischen Ketone und deren Oxime wie z.B. 2-Heptanon; 2-Octanon; 3-Octanon; 2-Nonanon; 5-Methyl-3-heptanon ; 5-Methyl-3-heptanonoxim; 2,4,4,7-
Tetramethyl-6-octen-3-on; der aliphatischen schwefelhaltigen Verbindungen wie z.B. 3-Methylthiohexanol; 3-Methylthiohexylacetat; 3-Mercaptohexanol; 3-Mercapto- hexylacetat; 3-Mercaptohexylbutyrat; 3-Acetylthiohexylacetat; l-Menthen-8-thiol;
der aliphatischen Nitrile wie z.B. 2-Nonensäurenitril; 2-Tridecensäurenitril; 2, 12-Tridecadiensäurenitril; 3,7-Dimethyl-2,6-octadiensäurenitril; 3,7-Dimethyl-6- octensäurenitril;
der aliphatischen Carbonsäuren und deren Ester wie z.B. (E)- und (Z)-3-Hexenylfor- miat; Ethylacetoacetat; Isoamylacetat; Hexylacetat; 3,5,5-Trimethylhexylacetat; 3- Methyl-2-butenylacetat; (E)-2-Hexenylacetat; (E)- und (Z)-3-Hexenylacetat; Octyl- acetat; 3-Octylacetat; l-Octen-3-ylacetat; Ethylbutyrat; Butylbutyrat, ; Isoamylbuty- rat; Hexylbutyrat; (E)- und (Z)-3-Hexenylisobutyrat; Hexylcrotonat; Ethylisovale- rianat; Ethyl-2-methylpentanoat; Ethylhexanoat; AUylhexanoat; Ethylheptanoat;
Allylheptanoat; Ethyloctanoat; Ethyl-(E,Z)-2,4-decadienoat; 'Methyl-2-octinat; Methyl-2-noninat; Allyl-2-isoamyloxyacetat; Methyl-3,7-dimethyl-2,6-octadienoat;
der acyclischen Terpenalkohole wie z.B. Citronellol; Geraniol; Nerol; Linalool; Lavadulol; Nerolidol; Farnesol; Tetrahydrolinalool; Tetrahydrogeraniol;
2,6-Dimethyl-7-octen-2-ol; 2,6-Dimethyloctan-2-ol; 2-Methyl-6-methylen-7-octen-2- ol; 2,6-Dimethyl-5,7-octadien-2-ol; 2,6-Dimethyl-3,5-octadien-2-ol; 3,7-Dimethyl- 4,6-octadien-3-ol; 3,7-Dimethyl-l,5,7-octatrien-3-ol 2,6-Dimethyl-2,5,7-octatrien-l- ol; sowie deren Formiate, Acetate, Propionate, Isobutyrate, Butyrate, Isovalerianate, Pentanoate, Hexanoate, Crotonate, Tiglinate, 3-Methyl-2-butenoate;
der acyclischen Terpenaldehyde und -ketone wie z.B. Geranial; Neral; Citronellal; 7-Hydroxy-3 ,7-dimethyloctanal; 7-Methoxy-3 ,7-dimethyloctanal; 2,6,10-Trimethyl- 9-undecenal; Geranylaceton; sowie die Dimethyl- und Diethylacetale von Geranial, Neral, 7-Hydroxy-3,7-dimethyloctanal;
der cyclischen Terpenalkohole wie z.B. Menthol; Isopulegol; alpha-Terpineol; Ter- pinenol-4; Menthan-8-ol; Menthan-1-ol; Menthan-7-ol; Borneol; Isoborneol; Lina- looloxid; Nopol; Cedrol; Ambrinol; Vetiveröl; Guajol; sowie deren Formiate, Ace- täte, Propionate, Isobutyrate, Butyrate, Isovalerianate, Pentanoate, Hexanoate, Crotonate, Tiglinate, 3-Methyl-2-butenoate;
der cyclischen Terpenaldehyde und -ketone wie z.B. Menthon; Isomenthon; 8-Mer- captomenthan-3-on; Carvon; Campher; Fenchon; alpha-Ionon; beta-Ionon; alpha-n- Methylionon; beta-n-Methylionon; alpha-Isomethylionon; beta-Isomethylionon; alpha-Iron; alpha-Damascon; beta-Damascon; beta-Damascenon; delta-Damascon; gamma-Damascon; 1 -(2,4,4-Trimethyl-2-cyclohexen- 1 -yl)-2-buten- 1 -on; l,3,4,6,7,8a-Hexahydro-l,l,5,5-tetramethyl-2H-2,4a-methanonaphthalen-8(5H)-on; Nootkaton; Dihydronootkaton; alpha-Sinensal; beta-Sinensal; Acetyliertes Cedern- holzöl (Methylcedrylketon);
der cyclischen Alkohole wie z.B. 4-tert.-Butylcyclohexanol; 3,3,5-Trimethylcyclo- hexanol; 3-Isocamphylcyclohexanol; 2,6,9-Trimethyl-Z2,Z5,E9-cyclododecatrien-l- ol; 2-Isobutyl-4-methyltetrahydro-2H-pyran-4-ol;
der cycloahphatischen Alkohole wie z.B. alpha,3,3-Trimethylcyclohexylmethanol;
2-Methyl-4-(2,2,3-trimethyl-3-cyclopent-l-yl)butanol; 2-Methyl-4-(2,2,3-trimethyl-3- cyclopent- 1 -yl)-2-buten- 1 -ol; 2-Ethyl-4-(2,2,3-trimethyl-3-cycloρent-l -yl)-2-buten- 1 - ol; 3-Methyl-5-(2,2,3-trimethyl-3-cyclopent-l -yl)-pentan-2-ol; 3-Methyl-5-(2,2,3- trimethyl-3-cyclopent-l-yl)-4-penten-2-ol; 3,3-Dimethyl-5-(2,2,3-trimethyl-3-cyclo- ρent-l-yl)-4-penten-2-ol; l-(2,2,6-Trimethylcyclohexyι)pentan-3-ol; l-(2,2,6-Trime- thylcyclohexyl)hexan-3-ol;
der cyclischen und cycloahphatischen Ether wie z.B. Cineol; Cedrylmethylether; Cyclododecylmethylether; (Ethoxymethoxy)cyclododecan; alpha-Cedrenepoxid; 3a,6,6,9a-Tetramethyldodecahydronaphtho[2,l-b]furan; 3a-Ethyl-6,6,9a-trimethyl- dodecahydronaphtho[2,l-b]furan; l,5,9-Trimethyl-13-oxabicyclo[10.1.0]trideca-4,8- dien; Rosenoxid; 2-(2,4-Dimethyl-3-cyclohexen-l-yl)-5-methyl-5-(l-methylpropyl)- 1,3-dioxan;
der cyclischen Ketone wie z.B. 4-tert.-Butylcyclohexanon; 2,2,5-Trimethyl-5-pentyl- cyclopentanon; 2-Heptylcyclopentanon; 2-Pentylcyclopentanon; 2-Hydroxy-3-
methyl-2-cyclopenten- 1 -on; 3-Methyl-cis-2-penten- 1 -yl-2-cyclopenten- 1 -on;
3-Methyl-2-pentyl-2-cyclopenten- 1 -on; 3-Methyl-4-cyclopentadecenon; 3-Methyl-5- cyclopentadecenon; 3-Methylcyclopentadecanon; 4-(l-Ethoxyvinyl)-3, 3,5,5 -tetra- methylcyclohexanon; 4-tert.-Pentylcyclohexanon; 5-Cyclohexadecen-l-on; - 6,7- Dihydro-1 , 1 ,2,3 ,3-pentamethyl-4(5H)-indanon; 5-Cyclohexadecen- 1 -on;
8-Cyclohexadecen-l-on; 9-Cycloheptadecen-l-on; Cyclopentadecanon;
der cycloaliphatischen Aldehyde wie z.B. 2,4-Dimethyl-3-cyclohexencarbaldehyd; 2-
Methyl-4-(2,2,6-trimethyl-cyclohexen-l-yl)-2-butenal; 4-(4-Hydroxy-4-methylpen- tyl)-3-cyclohexencarbaldehyd; 4-(4-Methyl-3-penten-l-yl)-3-cyclohexencarbaldehyd;
der cycloaliphatischen Ketone wie z. B. l-(3,3-Dimethylcyclohexyl)-4-penten-l-on; 1 -(5,5-Dimethyl- 1 -cyclohexen- 1 -yl)-4-penten-l -on; 2,3 ,8,8-Tetramethyl- l,2,3,4,5,6,7,8-octahydro-2-naphtalenylmethylketon; Methyl-2,6,10-trimethyl-2,5,9- cyclododecatrienylketon; tert.-Butyl-(2,4-dimethyl-3-cyclohexen-l-yl)keton;
der Ester cyclischer Alkohole wie z.B. 2-tert-Butylcyclohexylacetat; 4-tert Butyl- cyclohexylacetat; 2-tert-Pentylcyclohexylacetat; 4-tert-Pentylcyclohexylacetat; Deca- hydro-2-naphthylacetat; 3 -Pentyltetrahydro-2H-pyran-4-ylacetat; Decahydro- 2,5,5,8a-tetramethyl-2-naphthylacetat; 4,7-Methano-3a,4,5,6,7,7a-hexahydro-5, bzw.
6-indenylacetat; 4,7-Methano-3a,4,5,6,7,7a-hexahydro-5, bzw. 6-indenylpropionat; 4,7-Methano-3a,4,5,6,7,7a-hexahydro-5, bzw. 6-indenylisobutyrat; 4,7-Methanoocta- hydro-5, bzw. 6-indenylacetat;
der Ester cycloaliphatischer Carbonsäuren wie z. B. Allyl-3-cyclohexylpropionat;
Allylcyclohexyloxyacetat; Methyldihydrojasmonat; Methyljasmonat; Methyl-2- hexyl-3-oxocyclopentancarboxylat; Ethyl-2-ethyl-6,6-dimethyl-2-cyclohexencarb- oxylat; Ethyl-2,3,6,6-tetramethyl-2-cyclohexencarboxylat; Ethyl-2-methyl-l,3-dioxo- lan-2-acetat;
der aromatischen Kohlenwasserstoffe wie z. B. Styrol und Diphenylmethan;
der arahphatischen Alkohole wie z.B. Benzylalkohol; 1-Phenylethylalkohol; 2-Phenylethylalkohol; 3-Phenylpropanol; 2-Phenylpropanol; 2-Phenoxyethanol; 2,2-Dimethyl-3-phenylpropanol; 2,2-Dimethyl-3-(3-methylphenyl)propanol; 1,1-Di- methyl-2-phenylethylalkohol; l,l-Dimethyl-3-phenylpropanol; l-Ethyl-l-methyl-3- phenylpropanol; 2-Methyl-5-phenylpentanol; 3-Methyl-5-phenylpentanol; 3-Phenyl- 2-propen-l-ol; 4-Methoxybenzylalkohol; l-(4-Isopropylphenyl)ethanol;
der Ester von arahphatischen Alkoholen und aliphatischen Carbonsäuren wie z.B.; Benzylacetat; Benzylpropionat; Benzylisobutyrat; Benzylisovalerianat;
2-Phenylethylacetat; 2-Phenylethylpropionat; 2-Phenylethylisobutyrat; 2-Phenyl- ethylisovalerianat; 1-Phenylethylacetat; alpha-Trichlormethylbenzylacetat; alpha,al- pha-Dimethylphenylethylacetat; alpha,alpha-Dimethylphenylethylbutyrat; Cinnamyl- acetat; 2-Phenoxyethylisobutyrat; 4-Methoxybenzylacetat; der arahphatischen Ether wie z.B. 2-Phenylethylmethylether; 2-Phenylethylisoamylether; 2-Phenylethyl-l- ethoxyethylether; Phenylacetaldehyddimethylacetal; Phenylacetaldehyddiethylacetal; Hydratropaaldehyddimethylacetal; Phenylacetaldehydglycerinacetal; 2,4,6-Trimethyl- 4-phenyl- 1 ,3-dioxane; 4,4a,5,9b-Tetrahydroindeno[ 1 ,2-d]-m-dioxin; 4,4a,5,9b-Tetra- hydro-2,4-dimethylindeno[l,2-d]-m-dioxin;
der aromatischen und arahphatischen Aldehyde wie z. B. Benzaldehyd; Phenylace- taldehyd; 3-Phenylpropanal; Hydratropaaldehyd; 4-Methylbenzaldehyd; 4-Me- thylphenylacetaldehyd; 3 -(4-Ethylphenyl)-2,2-dimethylpropanal; 2-Methyl-3 -(4- isopropylphenyl)propanal; 2-Methyl-3-(4-tert.-butylphenyl)propanal; 3-(4-tert.-Butyl- phenyl)propanal; Zimtaldehyd; alpha-Butylzimtaldehyd; alpha-Amylzimtaldehyd; alpha-Hexylzimtaldehyd; 3-Methyl-5-phenylpentanal; 4-Methoxybenzaldehyd; 4- Hydroxy-3 -methoxybenzaldehyd; 4-Hydroxy-3 -ethoxybenzaldehyd; 3 ,4-Methylen- dioxybenzaldehyd; 3 ,4-Dimethoxybenzaldehyd; 2-Methyl-3-(4-methoxyphenyl)pro- panal; 2-Methyl-3 -(4-methylendioxyphenyl)propanal;
der aromatischen und arahphatischen Ketone wie z.B. Acetophenon; 4-Methylace- tophenon; 4-Methoxyacetophenon; 4-tert.-Butyl-2,6-dimethylacetophenon; 4-Phenyl- 2-butanon; 4-(4-Hydroxyphenyl)-2-butanon; l-(2-Naphthalenyl)ethanon; Benzophe- non; 1,1,2,3 ,3,6-Hexamethyl-5-indanylmethylketon; 6-tert.-Butyl- 1 , 1 -dimethyl-4-in- danylmethylketon; 1 -[2,3-dihydro- 1 , 1 ,2,6-tetramethyl-3-(l -methylethyl)- lH-5-inde- nyl]ethanon; 5',6',7',8£-Tetrahydro-3',5',5',6',8',8'-hexamethyl-2-acetonaphthon;
der aromatischen und arahphatischen Carbonsäuren und deren Ester wie z.B. Ben- zoesäure; Phenylessigsäure; Methylbenzoat; Ethylbenzoat; Hexylbenzoat; Benzyl- benzoat; Methylphenylacetat; Ethylphenylacetat; Geranylphenylacetat; Phenylethyl- phenylacetat; Methylcmnmat; Ethylcinnamat; Benzylcinnamat; Phenylethylcinnamat; Cinnamylcinnamat; Allylphenoxyacetat; Methylsalicylat; Isoamylsalicylat; Hexyl- salicylat; Cyclohexylsalicylat; Cis-3-Hexenylsalicylat; Benzylsalicylat; Phenylethyl- salicylat; Methyl-2,4-dihydroxy-3,6-dimethylbenzoat; Ethyl-3-phenylglycidat; Ethyl- 3-methyl-3-phenylglycidat;
der stickstoffhaltigen aromatischen Verbindungen wie z.B. 2,4,6-Trinitro-l,3-dime- thyl-5-tert.-butylbenzol; 3,5-Dinitro-2,6-dimethyl-4-tert.-butylacetophenon; Zimt- säurenitril; 5-Phenyl-3-methyl-2-pentensäurenitril; 5-Phenyl-3-methylpentansäure- nitril; Methylanthranilat; Methy-N-methylanthranilat; Schiff sehe Basen von Methyl- anthranilat mit 7-Hydroxy-3,7-dimethyloctanal, 2-Methyl-3-(4-tert.-butylphe- nyl)propanal oder 2,4-Dimethyl-3-cyclohexencarbaldehyd; 6-Isopropylchinolin; 6- Isobutylchinolin; 6-sec-Butylchinolin; Indol; Skatol; 2-Methoxy-3-isopropyιpyrazm; 2-Isobutyl-3 -methoxypyrazin;
der Phenole, Phenylether und Phenylester wie z.B. Estragol; Anethol; Eugenol; Eugenylmethylether; Isoeugenol; Isoeugenylmethylether; Thymol; Carvacrol; Diphe- nylether; beta-Naphthylmethylether; beta-Naphthylethylether; beta-Naphthylisobu- tylether; 1,4-Dimethoxybenzol; Eugenylacetat; 2-Methoxy-4-methylphenol; 2-Eth- oxy-5-(l-propenyl)phenol; p-Kresylphenylacetat;
der heterocyclischen Verbindungen wie z.B. 2,5-Dimethyl-4-hydroxy-2H-furan-3-on; 2-Ethyl-4-hydroxy-5-methyl-2H-furan-3-on; 3-Hydroxy-2-methyl-4H-pyran-4-on; 2-Ethyl-3-hydroxy-4H-pyran-4-on;
der Lactone wie z.B. 1,4-Octanolid; 3 -Methyl- 1,4-octanolid; 1,4-Nonanolid; 1,4-
Decanolid; 8-Decen-l,4-olid; 1,4-Undecanolid; 1,4-Dodecanolid; 1,5-Decanolid; 1,5-Dodecanolid; 1,15-Pentadecanolid; eis- und trans-ll-Pentadecen-l,15-olid; cis- und trans-12-Pentadecen-l,15-olid; 1,16-Hexadecanolid; 9-Hexadecen-l,16-olid; 10-Oxa-l,16-hexadecanolid; 1 l-Oxa-l,16-hexadecanolid; 12-Oxa-l,16-hexade- canolid; Ethylen-l,12-dodecandioat; Ethylen-l,13-tridecandioat; Cumarin;
2,3-Dihydrocumarin; Octahydrocumarin.
Beispiele für Aromastoffe, die Bestandteil der Cyclodextrinpartikel sein können, sind neben allen o.g. Stoffen vor allem folgende Stoffklassen: Ahphatische Ester (gesättigt und ungesättigt) z.B. Ethylbutyrat, Allylcapronat; aromatische Ester z.B.
Benzylacetat, Methylsalicylat; organische ahphatische Säuren (gesättigt und ungesättigt) z.B. Buttersäure, Essigsäure, Capronsäure; organische aromatische Säuren; ahphatische Alkohole (gesättigt und ungesättigt) z . Ethanol, Propylenglykol, Octe- nol, 3-Ocetenol, cis-3-Hexenol; cyclische Alkohole z.B. Menthol; aromatische Alko- hole z.B. Benzylalkohol; ahphatische Aldehyde (gesättigt und ungesättigt) z.B. Ace- taldehyd, Nonadienal; aromatische Aldehyde z.B. Benzaldehyd; Ketone z.B. Men- thon; cyclische Ether z.B. 4-Hydroxy-5-methyliuranon; aromatische Ether z.B. p- Methoxybenzaldehyd, Guajacol; Phenolether z.B. Methoxyvinylphenol; Acetale z.B. Acetaldehyddiethylacetal; Lactone z.B. gamma-Decalacton; Terpene z.B. Limonen, Linalool, Terpinen, Terpineol, Citral (Geranial und Neral); schwefelhaltige Verbindungen z.B. Dimethylsulfid, Methylthiol, Ethylthiol, Allylisothiocyanat, Methyl- furanthiol, Difurfuryldisulfid oder Pyrazine z.B. Methyipyrazin, Acetylpyrazin.
Die erfmdungsgemäßen Cyclodextrinpartikel eignen sich auf Grund des sehr gerin- gen Anteils an Oberflächenöl in besonderem Maße zur Einkapselung von sehr geruchsintensiven, leicht flüchtigen, leicht oxidierbaren, schwer dosierbaren, schwer
handhabbaren und/oder reizenden Stoffen. In diesem Zusammenliang seien beispielsweise Acetaldehyd, Allylisothiocyanat, Limonen, cis-3-Hexenol, Citral, Methylethylpyrazin oder auch Methylthiol genannt.
Die erfindungsgemäßen Cyclodextrinpartikel können darüber hinaus ernährungsphysiologisch wirksame Stoffe oder Stoffgemische enthalten (Nutraceuticals). Es seien beispielsweise genannt Panthenol, Pantothensäure, essentielle Fettsäuren, Vitamin A und Derivate, Carotine, Vitamin C (Ascorbinsäure), Vitamin E (Tocophe- rol) und Derivate, Vitamine der B- und D-Reihe wie Vitamin B6 (Nicotinamid), Vitamin Bj , Vitamin Dls Vitamin D3, Vitamin F, Folsäure, Biotin, Aminosäuren,
Verbindungen der Elemente Magnesium, Silicium, Phosphor, Galcium, Mangan, Eisen oder Kupfer, Coenzym Q10, ungesättigte Fettsäuren, ω -3 -Fettsäuren, mehrfach ungesättigte Fettsäuren, γ-Linolensäure, Ölsäure, Eicosapentaensäure, Docosa- hexaensäure und deren Derivate, Bisabolol, Chloramphenicol, Coffein, Capsaicin, Prostaglandine, Thymol, Campher, Extrakte oder andere Produkte pflanzlicher und tierischer Herkunft, z. B. Nachtkerzenöl, Borretschöl oder Johannisbeerkernöl, Fischöle, Lebertran, Ceramide und Ceramid-ähnliche Verbindungen. Pflanzenextrakte wie z. B. Arnika, Aloe, Bartflechte, Efeu, Brennessel, Ginseng, Henna, Kamille, Ringelblume, Rosmarin, Salbei, Schachtelhalm oder Thymian. Öle wie Aprikosenkernöl, Avocadoöl, Babassuöl, Baumwollsamenöl, Borretschöl, Distelöl,
Erdnussöl, Gamma-Oryzanol, Hagebuttenkernöl, Hanföl, Haselnussöl, Johannisbeer- samenöl, Jojobaöl, Kirschkernöl, Lachsöl, Leinöl, Maiskeimöl, Makadamianussöl, Mandelöl, Nachtkerzenöl, Nerzöl, Olivenöl, Pekannussöl, Pfirsichkernöl, Pistazien- kernöl, Rapsöl, Reiskeimöl, Rizinusöl, Safloröl, Sesamöl, Sojaöl, Sonnenblumennöl, Teebaumöl, Traubenkernöl oder Weizenkeimöl.
Es ist selbstverständlich möglich, dass die erfmdungsgemäßen Cyclodextrinpartikel noch weitere Stoffe, wie z.B. Emulgatoren, Farbstoffe, Antioxidantien, Stabilisatoren, UV-Filter, Vitamine und andere in der Lebensmittel-, Körperpflege-, Pharma- oder Riechstoffindustrie üblichen Inhaltsstoffe enthalten können.
Die Herstellung der Sprühmischung kann beispielsweise erfolgen wie in EP-A 1 084 625 dargelegt oder wie im Folgenden beschrieben.
Zuerst wird ein Komplex aus Cyclodextrin und dem Aromastoff geformt. Dazu müssen Cyclodextrin und Aroma zumindest teilweise in Lösung gebracht werden. Als Lösungsmittel wird hierbei Wasser mit einer Temperatur von 10°C bis 90°C, bevorzugt von 40°C bis 70°C, besonders bevorzugt zwischen 50 bis 60°C eingesetzt. Bei Aromastoffen mit besonders niedrigem Siedepunkt oder hoher Temperaturempfindlichkeit werden Temperaturen von 15 bis 30°C bevorzugt.
In Abhängigkeit der Polarität der Aroma- und/oder Riechstoffe entsteht dabei meist ein 2- Phasengemisch. Zur Beschleunigung des Verfahrens werden erfindungsgemäß Scherkräfte eingebracht. Das Einbringen der Scherkräfte kann beispielsweise durch Rühren bzw. Dispergieren erfolgen, wozu sich unter anderem Rotor-Stator- Disper- gierwerkzeuge oder Hochdruck-Homogenisatoren eignen.
Die Verschiebung des Gleichgewichtes in Richtung des Aroma- und/oder Riechstoff- Cyclodextrinkomplexes erfordert Zeit. Erfindungsgemäß lässt man den Ansatz nach dem Einwirken der Scherkräfte vorteilhafterweise 0,2 bis 24 Stunden unter Abküh- lung auf 4 bis 25°C, bevorzugt 8 bis 16 Stunden unter Abkühlung auf 4 bis 7°C, ruhen.
Bei empfindlichen Aroma- und/oder Riechstoffen wird die Ruhezeit bevorzugt auf 15 bis 30 min bei 4 bis 7 °C verkürzt.
Der Zusatz des Celluloseethers zur Sprühmischung kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt erfolgen. Dies kann vor der Komplexbildung, während der Komplexbildung, nach der Komplexbildung aber vor der Kühllagerung, während der Kühllagerung oder nach der Kühllagerung sein. Es ist auch möglich, den Celluloseether mit dem Cyclodextrinpulver zu mischen und erst dann das Wasser hinzuzufügen. Die
Gesamtmenge des Celluloseethers kann auch in mehrere Teilmengen aufgeteilt, d.h. portioniert, werden und zu beliebigen Zeitpunkten hinzugefügt werden.
Bei der Herstellung der Sprühmischung kann der Zusatz der Einsatzstoffe in belie- biger Reihenfolge erfolgen. Beispielsweise können Cyclodextrin und Celluloseether gemischt, anschließend Wasser hinzugefügt und intensiv gerührt bzw. dispergiert werden. Anschließend werden Aroma-/ und oder Riechstoffe hinzugefügt und die Mischung intensiv gerührt bzw. dispergiert und kühl gelagert. Eine alternative Reihenfolge beinhaltet erst das intensive Mischen von Wasser, Celluloseether und Aroma-/ und oder Riechstoffen sowie die anschließende Zugabe und die
Dispergierung von Cyclodextrin. In einer weiteren beispielhaften Variante kann Cyclodextrin in Wasser gegeben und intensiv gerührt werden. Das Aroma wird hinzugefügt und dispergiert. Nach der folgenden Kühllagerung wird der Celluloseether hinzugefügt und durch Rühren bzw. Dispergieren verteilt.
Die Granulation erfolgt bevorzugt in einer Granulierapparatur wie in EP-A 163 836 beschrieben. Die Temperatur der Sprühmischung wird derart gewählt, dass sich der Aroma- bzw. Riechstoff-Cyclodextrinkomplex nicht zersetzt. Die Temperatur liegt üblicherweise zwischen 5 und 70°C, bevorzugt zwischen 10 und 40°C und besonders bevorzugt zwischen 20 und 30°C.
Als Fluidisiergas können beispielsweise Luft, Stickstoff, Argon oder auch Kohlendioxid verwendet werden, bevorzugt sind Luft und Stickstoff. Die Gas-Eintritts- und Gas- Austrittstemperaturen des Fluidisiergases sind der jeweiligen Sprühmischung anzupassen. Die Gas-Eintrittstemperaturen liegen bei 80 bis 180°C, bevorzugt bei 100 bis 140°C und besonders bevorzugt zwischen 120 und 130°C. Die Gas-Austrittstemperaturen liegen bei 40 bis 95 °C, bevorzugt bei 45 bis 70°C, besonders bevorzugt bei 50 bis 60°C.
Die erfindungsgemäßen Cyclodextrinpartikel können in einer Vielzahl von Produkten eingesetzt werden. In Nahrungs- und Genussmitteln können diese beispielsweise in Süßwaren wie z.B. Lutschbonbons, Kaugummis, Erfrischungsdragees, Komprimate, Hartkaramellen, Konfekt und Schokolade, Backwaren wie Kuchen, Waffeln und Kekse, Snacks, Instant-Mahlzeiten sowie anderen histant-Produkten (Suppen,
Saucen, Getränkepulver und -granulate, Teebeutel, Würzmischungen) eingesetzt werden. Die Cyclodextrinpartikel eignen sich besonders für erhitzte, hocherhitzte, warmgehaltene, sterilisierte oder pasteurisierte Lebensmittel, wie beispielsweise Cateringessen, frittierte Lebensmittel, Chips, aromatisierte Panaden, Fertiggerichte, Mikrowellengerichte sowie Obst- und Gemüsekonserven.
Pharmazeutische Produkte können beispielsweise Lutschtabletten, Hals- oder Hustenbonbons, pharmazeutische Pulver oder Granulate sein.
Bedarfsgegenstände können beispielsweise Körperpflegeprodukte, Haushaltsprodukte, Tabakwaren (z.B. Zigaretten), Kosmetikprodukte, Wasch- und Reinigungsmittel, Raumerfrischer, Textilien oder geruchsabsorbierende Mittel (z.B. Katzenstreu) sein.
Körperpflegeprodukte können beispielsweise Mundpflegeprodukte wie Zahnpasten,
Zahngele, Zahncremes, Zahnpflegekaugummis und Mundwässer sein.
Folgende Beispiele erläutern die Erfindung:
Sofern nicht anders angegeben beziehen sich alle Angaben auf das Gewicht.
Unter Retention (Angabe in Gew.-%) wird im vorliegenden Fall das gewichtsbezogene Verhältnis der Menge an Aroma- und/oder Riechstoffen im fertigen Partikel zu der in die Sprühmischung eingesetzten Menge an Aroma- und/oder Riechstoffen ver- standen.
Beispiele
Beispiel 1: Limonen- Cyclodextrinpartikel
Rezeptur:
13143 g Trinkwasser
4000 g beta-Cyclodextrin (Kieptose® beta-Cyclodextrin, Fa. Roquette) 431 g d-Limonen
133 g Carboxymethylcellulose (CMC) (Walocel CRT 10000 GA der Firma Wolff Walsrode); Viskosität der 2 %igen Lösung bei 20°C, 1 s"1 : 10000 mPas
Das Wasser wurde auf 25°C erwärmt, das Cyclodextrin hinzugefügt und der Ansatz für 3 Minuten mit einem Ultra Turrax T50 DPX gemischt. Das d-Limonen wird hinzugefügt und der Ansatz weitere 15 min dispergiert.
Nachdem die Mischung 6 Stunden bei 6°C gelagert, wurde, wurde die Carboxymethylcellulose hinzugefügt und mit Hilfe des Ultra Turrax T50 DPX homogenisiert. Danach ruhte der Ansatz für weitere 15 Stunden bei 20°C und wurde anschließend der Wirbelschichtgranulationsapparatur zugeführt.
In einer Granulierapparatur des in EP-A 163 836 beschriebenen Typs (mit den folgenden Merkmalen: Durchmesser Anströmboden: 225 mm, Sprühdüse: Zweistoffdüse; Sichtender Austrag: Zick-Zack-Sichter; Filter: internes Schlauchfilter) wurde die oben beschrieben Sprühmischung granuliert. Die Temperatur der Mischung lag bei 35°C. Zur Fluidisierung des Bettinhaltes wurde Luft in einer Menge von 60 kg/h eingeblasen. Die Eintrittstemperatur des Fluidisiergases lag bei 120°C. Die Temperatur des Austrittsgases lag bei 55°C. Als Sichtgas wurde Luft in einer Menge von 1,5 kg/h mit einer Temperatur von 34°C zugeführt. Die Granulierleistung betrug ca. 420 g/h. Es wurde ein frei fließendes Granulat mit einer mittleren Partikelgröße von 131,7 μm und einer Schüttdichte von 470 g/1 erhalten. Die Granulate wiesen eine glatte Oberfläche und eine sphärische, weitgehend kugelförmige Geometrie auf.
Aufgrund des konstanten Druckverlustes des Filters und des ebenfalls konstant bleibenden Bettinhalts ist von stationären Bedingungen hinsichtlich des Granulationsprozesses auszugehen.
- Beladung : 7,7 %
Retention : 79,2 % Oberflächenöl : 0,03 %
Partikelgrößenverteilung (mittels Laserbeugung; Gerät: Malvern Master Sizer®MSS Longbench) : Q3 (x) = 0,l: x = 75 μm
Q3 (x) = 0,5: x= 132 μm . Q3 (x) = 0,9: x= 196 μm Schüttdichte : 470 g/1
Beispiel 2: Limonen-Partikel 2
6385 g Trinkwasser 2000 g beta-Cyclodextrin 215,5 g d-Limonen 78 g Carboxymethylcellulose (CMC), Tylose® C 6000 Gl von Firma Clariant
Viskosität der 2 %igen Lösung bei 20°C, 1 s"1 mPas: 6000mPas
Das Wasser wurde auf 50°C erwärmt, das Cyclodextrin hinzugefügt und der Ansatz für 3 Minuten mit einem Ultra Turrax T50 DPX gemischt. Das d-Limonen wurde hinzugefügt und der Ansatz weitere 15 min dispergiert.
Nachdem die Mischung 30 Minuten bei 20°C gelagert, wurde, wurde die Carboxymethylcellulose hinzugefügt und mit Hilfe des Ultra Turrax-Mischers homogenisiert.
Danach ruhte der Ansatz für weitere 15 Stunden bei 6°C und (Lagerung) wurde anschließend der Wirbelschichtgranulationsapparatur aus Beispiel 1 zugeführt. Die
Eintrittstemperatur des Fluidisiergases lag bei 125°C. Die Temperatur des Austrittsgases lag bei 49°C. Die Granulierleistung betrug ca. 570 g/h. Es wurde ein frei fließendes Granulat mit einer mittlere Partikelgröße von 165,8 μm und einer Schüttdichte von 460 g/1 erhalten. Die Cyclodextrinpartikel wiesen eine glatte Oberfläche und eine sphärische, weitgehend kugelförmige Geometrie auf.
Beladung : 8,4 % Retention : 86,4 % Oberflächenöl : 0,04 % - Partikelgrößenverteilung (Laserbeugung) :
I
Q3 (x) - 0,l: x = 89 μm '
Q3 (x) = 0,5: x= 166 μm Q3 (x) = 0,9; x= 272 μm Schüttdichte : 460 g/1
Beispiel 3: Pfefferminzaroma-Partikel
6385 g Trinkwasser 2000 g beta-Cyclodextrin 215,5 g Pfefferminzaroma
62 g Carboxymethylcellulose (CMC), (Walocel CRT 10000 GA der Firma Wolff Walsrode); Viskosität der 2 %igen Lösung bei 20°C, 1 s"1: 10000 mPas
Das Wasser wurde auf 50°C erwärmt, das Cyclodextrin hinzugefügt und der Ansatz für 3 Minuten mit einem Ultra Turrax T50 DPX gemischt. Nach Zugabe des Pfefferminzaromas wurde der Ansatz weitere 15 min mit dem Ultra Turrax T50 DPX durchmischt. CMC wurde hinzugefügt und mit dem Ultra Turrax aufgelöst.
Die Lagerung und weitere Herstellung erfolgt analog zu Beispiel 2, die Granulier- leistung lag bei 600 g/h. Es wurde ein frei fließendes Granulat erhalten.
Beladung : 8,8 % Retention : 87 %
Partikelgrößenverteilung (mittels Laserbeugung; Gerät: Malvern Master Sizer®MSS Longbench) : Q3 (x) = 0,l: x = 103 μm
Q3 (x) = 0,5: x= 182 μm
Q3 (x) = 0,9: x = 296 μm
Oberflächenöl : 0,03 % - Schüttdichte : 400 g/1
Beispiel 4: Rindaroma-Partikel
6385 g Trinkwasser 2000 g beta-Cyclodextrin
200 g Rindfleischaroma
95 g Methylcellulose (MC), Methocel® A4M FG, Dow Chemical Company Viskosität der 2 %igen Lösung bei 20°C, 1 s"1 mPas: 4000mPas
Nach Zugabe des Cyclodextrins in Wasser (10°C) wurde der Ansatz für 3 Minuten mit einem Ultra Turrax T50 DPX gemischt. Das Rindfleischaroma wurde hinzugefügt und der Ansatz weitere 40 Minuten dispergiert. Nachdem die Mischung 30 Minuten bei 20°C ruhte, wurde die Methylcellulose hinzugefügt und mit dem Ultra Turrax-Mischer homogenisiert.
Die Lagerung und weitere Herstellung erfolgte analog zu Beispiel 1.
Beispiele 5-14
Zusammensetzungen von Sprühmischungen, die Angaben beziehen sich auf Einsatzmengen in Gramm.
Beispiel 15: Vergleich
In Tabelle 1 werden die Vorteile hinsichtlich Oxidatiόnsstabilität, Rieselfähigkeit und Redispergierbarkeit der erfinduήgsgemäß hergestellten Partikel gegenüber Partikeln, die nach dem Stand der Technik hergestellt wurden, deutlich. Die bessere Oxi- dationsstabilität ist durch den geringen Anteil an Oberflächenöl bedingt.
Tabelle 1:
Die Rieselfälligkeit wurde gemäß DTN ISO 4324 bestimmt. Ein Schüttwinkel <30° bedeutet eine sehr gute Fließfähigkeit, ein Schüttwinkel zwischen 30° und 40°
bedeutet eine freie Fließ fähigkeit und Schüttwinkel >45° bedeuten eine schlechte Fließfähigkeit (siehe auch Uhlemann, Möhrl: Wirbelschichtsprühgranulation, Springer- Verlag Berlin, 2000, S. 169).
Die Oxidationsempfindlichkeit wurde nach Lagerzeiten von einem Tag bzw. 180
Tagen (Lagerungstemperatur 20°C) bewertet. Jeweils 100 g Proben wurden in eine 250 ml Plastikflasche gefüllt und dicht mit einem Deckel verschlossen. Nach der jeweiligen Lagerzeit wurden die Flaschen geöffhet und geruchlich bewertet. Die Bewertung erfolgte auf einer Skala von 0 (kein Oxidationsgeruch) bis 5 (starker Oxi- dationsgeruch). Nach einem Tag waren alle Partikel der Tabelle 1 noch in geruchlich einwandfreiem Zustand.
Die Redispergierbarkeit wurde folgendermaßen überprüft: In ein Becherglas wurden 20 ml Wasser (20°C) und 200 mg des jeweiligen Partikels gegeben und mit einem Magnetrührer 1 Minute bei 200 min"1 gerührt. . Die Bewertung erfolgte auf einer
Skala von 0 (sehr schlechte Redispergierbarkeit) bis 5 (vollständige Redispergierbarkeit). Sehr schlechte Redispergierbarkeit lag vor, wenn nach dem Rühren nicht alle Partikel mit Wasser benetzt waren, sich große Agglomerate gebildet hatten und/oder nach einer Standzeit von 1 Minute viele Partikel auf den Boden gesunken waren.
Beispiel 16: Kaugummi mit Pfefferminzgeschmack
In ein Kaugummi (B) wurden 2 Gew.-% an Pfefferminzaroma-Cyclodextrinartikeln aus Beispiel 3 (entsprechend 0,18 Gew.-% Aroma) und 1,12 Gew.-% Pfefferminz- aroma in flüssiger Form eingearbeitet. Zum Vergleich wurde ein Kaugummi (A) hergestellt, das 1,30 Gew.-% Pfefferminzaroma in flüssiger Form enthielt. Sensorische Zeit-Intensitäts-Studien mit einer geschulten Prüfergruppe (12 Personen) zeigten insgesamt eine signifikant höhere Geschmacksintensität bei Kaugummi (B) mit Pfefferminzaroma-Partikeln. Nach 15 Minuten war bei der die Pfefferminz- aroma-Cyclodextrinartikel enthaltenden Probe die Aromaintensität doppelt so hoch.
10 15
X = Kaudauer in Minuten
Y = Pfefferminzaroma-Intensität
A = Kaugummi mit flüssigen Pfefferminzaroma
B = Kaugummi mit flüssigen Pfefferminzaroma + Pfefferminzaroma-Partikel
Die Pfefferminzaroma-Intensität wurde auf eine Skala von 0 (kein Pfefferminzaroma) bis 10 (sehr starkes Pfefferminzaroma) bewertet.
Beispiel 17 : Waffel
Die Limonen-Cyclodextrinartikel aus Beispiel 2 wurden zu 1,2 Gew.-% (entsprechend 0,1 Gew.-% Aroma) in einen Waffelteig bestehend aus Mehl, Wasser, Zucker, Lecithin, Salz und Erdnussöl gegeben. Es wurden Waffeln bei einer Temperatur von 200°C für 1 Minute ausgebacken. Zum Vergleich wurde flüssiges Limonen mit gleicher Konzentration in einen Teig derselben Zusammensetzung eingearbeitet. Die sensorische Evaluierung frischer Ware (1 Tag alt) ergab eine höhere Aromaintensität bei den Waffeln mit Limonen-Cyclodextrinartikeln. Analytisch konnte die sensorische Bewertung bestätigt werden, wie in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2:
Die sensorische Bewertung der Aromaintensität der Limonen-Note und des Off-Fla- vors erfolgte nach 4-monatiger Lagerung bei 20°C, auf einer Skala von 0 (nicht wahrnehmbar) bis 5 (sehr stark).
Unter Retention (Angabe in %) wird im vorliegenden Fall das gewichtsbezogene
Verhältnis der Menge an Limonen in der Waffel zu der eingesetzten Menge Limonen verstanden.
Beispiel 18: Instantsuppe
Zu einer Pulvermischung enthaltend Salz, Stärke, Gewürzpulver, Fettpulver und getrocknetes Gemüse wurden zur Unterstützung der frischen Grünnote cis-3-Hexe- nol-Cyclodextrinpartikel, die analog zu Beispiel 1 hergestellt wurden, zugegeben.
Durch die eingestellte Partikelgröße von 100 bis 200 μm sind folgende Vorteile während des Mischverfahrens gegeben: Staubfreiheit, geringe Gefahr der Entmischung, gute Rieselfähigkeit.
Während der Lagerurig ist cis-3-Hexenol irh Cyclodextrinkomplex vor Oxidation gut geschützt, insbesondere auf Grund des geringen Anteils an Oberflächenöl der
Partikel nach erfindungsgemäßer Herstellung.
Beim Aufgießen der Instant-Suppenmischung mit 80°C heißem Wasser löst sich der Komplex innerhalb von wenigen Sekunden auf.