DE2835387C3

DE2835387C3 - Stabiler roter Farbstoff auf Basis von Rote-Beete-Farbstoff, Verfahren zur Herstellung desselben und seine Verwendung

Info

Publication number: DE2835387C3
Application number: DE2835387A
Authority: DE
Inventors: Chee Teck Middletown N.J. Tan
Original assignee: International Flavors and Fragrances Inc
Current assignee: International Flavors and Fragrances Inc
Priority date: 1977-08-15
Filing date: 1978-08-12
Publication date: 1982-01-21
Also published as: FR2400331A1; GB2003375A; FR2400331B1; DE2835387B2; GB2003375B; US4132793A; DE2835387A1; NL7808446A

Description

Es wurde festgestellt, daß synthetische rote Farbstoffe, wie F.D. & C. Nr. 2 und F.D. & C. Nr. 40 zur Verwendung mit Nahrungsmitteln, beispielsweise Eiskrem und Maraschino-Kirschen nicht geeignet sind. Durch die Erfindung ist ein natürlicher roter Farbstoff geschaffen worden, der die gleiche Intensität und Qualität roter Farbe aufweist, wie sie bisher für synthetische rote Farbstoffe bekannt waren und der ferner eine Farbfestigkeit und -haltbarkeit sowie Leuchtkraft aufweist, die mit den bekannten synthetischen Farbstoffen vergleichbar sind.

Die Verwendung von Ascorbinsäure zum Stabilisieren roter Pflanzenfarbstoffe ist in der japanischen Patentschrift J7 7,009,741 vom 18. März 1977 (Titel: Pflanzenfarbextrakt verwendbar für Nahrungsmittel) beschrieben.

Natürliche rote Farbstoffe und Verfahren zum Extrahieren derselben aus Pflanzen sind bekannt und in folgenden Veröffentlichungen beschrieben:

1. Seiten 45, 175 und 176 des Aufsatzes »Nature's Colors; Dyes from Planis«, Grae, Macmillan Publishing Company (1974);

2. Seiten 70 und 85 des Buches »Dye Plants and Dyeing-Α Hand Book« (Spezialdruck von »Plants and Gardens«, Band 20, Nr. 3, 1964, Brooklyn Botanical Garden);

3. US-PS 2 07 271, vom 20. August 1878 (Titel: Improvement in Processes of Treating Beet Roots for the Manufacture of Sugar«);

4. US-PS 25 67 362, vom 11. September 1951 (Titel: Method of Extracting Pigments from Plants«); und

5. US-PS 27 99 588, vom 16. ]uli 1957 (Titel: »Process for the Production of Color Bodies from Fresh Vegetables«).

Wie in »Natural Coloring Matters«, Mayer, ACS Monograph, 1948, ausgeführt ist, ist das Pigment von Rotkraut (Brassica oeracea) das Anthocyanin-Derivat

2t) Rubrobrassicin. Wie in Kirk and Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 2. Ausgabe, Band 10, Seite 7 beschrieben ist, werden Anthocyanine als natürliche Farbstoffe in Lebensmitteln verwendet. Die Art und Weise der Extraktionsverfahren ist ferner in dem

_'^ri »Hayashi-Kapitel« über Anthocyanine in »The Chemistry of Flavanoid Compounds«, Geissman, The Macmilla:· Company, 1962, Seiten 252—255 beschrieben. Neuere Entwicklungen betreffend die Chemie und Stabilität von Anthocyaninen sind in einer

jo von F. J. Francis im März 1977, »American Chemical Society Symposium, New Orleans, Louisiana« veröffentlichten Schrift beschrieben.

Die US-PS 12 43 042, vom 16. Oktober 1917 offenbart die Herstellung von Farbstoffen durch Extraktion der Farbsubstanzen aus Bananenpflanzen.

Von Georgievics, »Chemistry of Dyestuffs«, Scott, Greenwood and Company, London, 1903, Seiten 361 bis 386 (Dyestuffs of Vegetable Origin) nennt verschiedene Pflanzenfarbstoffe und Verfahren zu deren Herstellung.

to Betanin, der Farbstoff der Rote Beete, hat die empirische Formel C24H26O13N2 und ist ein Betalain, das, obwohl ein roter Farbstoff, glitzernde bronze-grüne Kristalle bildet, welches zu Glukose und Betanidinhydrochlorid, CieHwOeHCI, abgebaut werden kann. Dieses ist ein amorphes, purpurfarbenes Material mit einem grünen Schimmer, das gegenüber Sauerstoff sehr empfindlich ist. Sein Aussehen ist auf Seite 232 des Mayer Monograph »Natural Coloring Matters« ACS Monograph Series, 1943 beschrieben. Seine chemische Struktur ist aus Mabry et al., Tetrahedron, 23, 3111

(1967) ersichtlich. Ferner ist die Biosynthese der Betalaine durch Dunkelblum et al., HeIv. Chem. Acta, Band 55, Fase. 2 (1972), 642 erläutert.

Außerdem ist die Verwendung von Kombinationen aus Karamelfarbe und anderen Farbstoffen in der US-PS 28 41 499, vom 1. Juli 1958 offenbart. Die US-PS 28 41499 betrifft eine Trocken-Nahrungsmittelzubereitung, die Karamelfarbe und/oder eine zulässige Farbe, beispielsweise Amaranth F.D. & C. Nr. 2, enthält und die gemischt mit Wasser ein Produkt ergibt, in dem die Farbe sorgfältig und gleichmäßig in der gesamten Masse des hydratisierten Produktes verteilt ist. Aufgabe dieser Erfindung des US-PS 28 41 499 war es, ein Verfahren zum Färben von Nahrungsmitteln zu schaffen, die als Trockenpulver vertrieben werden und die durch Zugabe von Wasser zum Verzehr zubereitet werden, wobei die Farbe vorwiegend durch Karamelfärbung verliehen wird. Das Verhältnis des Karamelfarbstoffs zu

anderen zugelassenen Farbstoffen, wie es in den Beispielen der US-PS 28 41 499 offenbart ist, beträgt etwa BG :1. Aus dieser Patentschrift ist weder eine Zubereitung noch eine Zusammensetzung ode/ ein Verfahren zur Verstärkung oder Stabilisierung oder Verbesserung ~> oder Intensivierung der roten Farbe eines natürlichen roten Farbstoffes zu entnehmen.

Gegenstand der Erfindung ist der in den vorstehenden Ansprüchen 1 bis 3 aufgezeigte stabile rote Farbstoff auf Basis von Rote-Beete-Farbstoff, das m Verfahren zur Herstellung desselben gemäß Anspruch 4 und 5 und seine Verwendung, gemäß Anspruch 6.

Isoascorbinsäure ist ein D-Erythro-hex-2-enonsäuref-lacton der Formel

CH₂OH

HOCH

13

2(1

OH

und Ascorbinsäure ist L-3-Ketoerythrohexuronsäurelacton der Formel

HO

OH

Obwohl der erfindungsgemäße stabilisierte Farbstoff eine etwas geringere anfängliche Farbintensität, verglichen mit dem gleichen Gewicht eines nicht stabilisierten Farbstoffes dieser Art aufweist, ist er wegen seiner Vorteile vorzuziehen. Die Stabilität der Farbe ist überraschenderweise und vorteilhaft verlängert und zwar gegenüber Wärme und gegenüber UV-Licht.

Bezogen auf 100 Gewichtsteile eines 68° BRIX Beetesaftkonzentrats, verwendet man vorteilhaft Äthylendiamintetraessigsäure oder eines ihrer Salze, wie Calciumdinatriumäthylendiamintetraacetat, in einer Menge von 0—20 Gewichtsteilen.

Der stabilisierte Farbstoff hat eine 15—35% geringere anfängliche Farbintensität, verglichen mit dem gleichen Gewicht eines nicht stabilisierten Farbstoffes dieser Art. Aber die Lebensdauer gegenüber Wärme und UV-Licht ist wesentlich verlängert und der Färb- ■-,-, stoff damit stabilisiert.

Erfindungsgemäß kann dem stabilisierenden Rote-Beete-Farbstoff auch Karamelfarbe zugegeben werden, wobei das Endprodukt nicht nur hinsichtlich des Rotglanzes bzw. Rotschimmers verstärkt oder verbessert wi ist, sondern auch die Stabilität so erhöht ist, daß sie im wesentlichen derjenigen der bekannten synthetischen Farbstoffe entspricht.

Der Begriff »Beete« umfaßt alle verschiedenen zweijährigen Pflanzen der Gattung Chenopodium, Sorte (,5 Beta, einschließlich Rote Beete, deren Wurzel die roten, violetten und gelben natürlich auftretenden Pigmente, Ä-Cvanine und Ö-Xanthine enthält.

Die Herstellung der Rote-Beete-Farbstoffe, wie sie erfindungsgemäß verwendet werden, ist näher in folgenden Veröffentlichungen beschrieben:

1. Food Research, 25 (3) 429 (1960) (Peterson und Josalyn, »The Red Pigment of the Root of the Beet (/Ϊ-Vulgaris) as a Pyrrole Compound«);

2. journal of Food Science, Bd. 41, 78 (1976), weiter (Adams et al, »Production of a Beta Cyanine Concentrate by Fermentation of Red Beet Juice with Candida Utilis«.

Auf diese Weise hergestellte Lösungen der Farbstoffe enthalten aber zusätzlich zur Rotfärbung einen blauen oder violetten Schimmer oder Farbton, die bewirken, daß die Lösungen für eine Anzahl von Nahrungsmitteln nicht brauchbar sind. Außerdem sind solche Lösungen vom kommerziellen Standpunkt aus instabil, insbesondere wenn sie Wärme und UV-Strahlen ausgesetzt werden.

Die erfindungsgemäßen stabilisierten Farbstoffe geben in Lösung eine stabile Rotfärbung ohne den obengenannten blauen oder violetten Schimmer oder Farbton und können so für viele Zwecke verwendet werden. Sie eignen sich aber insbesondere zum Färben von Nahrungsmitteln. Synthetische Kohlenteerfarbstoffe, die offensichtlich stabiler sind als nicht stabilisierte Rote-Beete-Farbstoffe, wurden verbreitet zum Färben von Nahrungsmitteln verwendet, da sie sowohl hinsichtlich der Farbkraft als auch aus wirtschaftlichen Gründen zufriedenstellend sind. Sie eignen sich aber nicht zur Verwendung in hohen Konzentrationen in Nahrungsmitteln. Es ist daher ein Bedürfnis, Farbstoffe zu schaffen, die ausreichend stabil sind und die den Teerfarbstoffen entsprechende Farbeigenschaften aulweisen, die aber auch in ausreichenden Mengen in Nahrungsmitteln. Kaugummi und medizinischen Produkten verwendet werden können.

Die erfindungsgemäß hergestellten Farbstoffe weisen ausgezeichnete Stabilitätseigenschaften sowie ausgezeichnete Farbqualitäten bei Zugabe zu Nahrungsmitteln auf, uns sie sind billig und nicht toxisch. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können stabile Farbstoffe aus natürlich gewachsenen Rote-Beete-Pflanzen hergestellt werden, die natürliche rote Pigmente haben, deren Farbe deutlich, stabil und intensiv ist, die ferner angenehm anzusehen ist und die dem Rote.-Beete-Farbstoff üblicherweise eigenen blauen oder violetten Schimmer oder Farbtöne nicht aufweist.

Es ist allgemein bekannt, daß in gewissen Pflanzen bzw. Gemüsearten Pigmente enthalten sind, die extrahiert als Farbstoffe für andere Produkte oder Materialien, insbesondere auch für Nahrungsmittel verwendet werden können. Die bekannten, aus Pigmenten hergestellten Farbstoffe, die aus normal gewachsenen Pflanzen oder Gemüsearten, wie Rote Beete, gewonnen wurden, weisen mehrere Nachteile auf. Viele dieser Stoffe verändern ihre Farbe oder verlieren diese während der normalen Lagerzeit. Andere sind kostspielig, teilweise deswegen, weil es erforderlich ist, die Stoffe während des Herstellens zu erwärmen, um die Stabilität und die Löslichkeit der natürlich vorkommenden Pigmente zu verbessern. Andere wieder haben keine ausreichende Farbkraft, um wirtschaftlich eingesetzt werden zu können. Die erfindungsgemäßen, Betalain enthaltenden Stoffe weisen diese Nachteile nicht auf.

Natürliche Farbstoffe werden aus normal gewachsenen Pflanzen, wie Rote Beete, durch eine einfache Extraktion mit Wasser gewonnen. Das erhaltene Pro-

dukt wird üblicherweise als ein Extrakt- oder Saftkonzentrat der Pflanze bezeichnet. Je nach dem verwendeten Lösungsmittel, der Arbeitsweise bei der Extraktion und der Qualität des Rohmaterials kann der Extrakt einen größeren oder geringeren Anteil an Farbstoff, ätherischen ölen und anderen, normalerweise in der Pflanze vorhandenen Bestandteilen enthalten. Eine Eigenschaft, die verwendet wird, um die Qualität eines Extrakts anzugeben, ist eine Bewertung, die als Farbeinheiten oder Farbwert bekannt ist, ein Wert, der spektrophotometrisch durch ein Spektrophotometer oder ein einfaches Kolorimeter erhalten wird, wobei die effektive Transmission monochromatischen Lichts durch eine Flüssigkeitsprobe gemessen wird. Die effektive Durchlässigkeit monochromatischen Lichts durch eine Flüssigkeit wird so erhalten, daß die Flüssigkeit in den Lichtweg des Gerätes gebracht wird, wobei Licht der gewählten Wellenlänge durch die Flüssigkeit geschickt wird und auf eine photoempfindliche Vakuumröhre auftrifft. Das dabei auftretende elektronische Signal wird verstärkt und auf einen Anzeiger geworfen und in Prozent Durchlässigkeit oder Absorptionsvermögen ermittelt.

Für die Flüssigkeitsprobe werden analytisch 100 mg des Extrakts gewogen und in einen 100-ml-Kolben gefüllt, der dann durch Zugabe der entsprechenden Menge Lösungsmittel (wie destilliertes Wasser mit Rote-Beete-Extrakt) aufgefüllt wird. Die effektive Durchlässigkeit dieser Flüssigkeitsprobe wird dadurch ermittelt, daß Licht einer bestimmten Wellenlänge ausgewählt wird, die von der Natur des Extrakts abhängt, dessen Farbwert bestimmt werden soll (beispielsweise 535 Γημ für Beete) und das Spektrophotometer gegen eine Bezugsflüssigkeit oder eine »Blindprobe« standardisiert wird, die dem zur Bildung der Flüssigkeitsprobe verwendeten Lösungsmittel entspricht. Das Spektrophotometer wird auf 100% Durchlässigkeit für die Bezugsflüssigkeit eingestellt, und dann wird eine Messung der Flüssigkeitsprobe vorgenommen. Der so erhaltene Wert (der das Verhältnis von zwei Messungen darstellt) ist die prozentuale Durchlässigkeit der Flüssigkeit. Diese Durchlässigkeit wird in Farbwerten ausgedrückt, die im Handel als vorbestimmte Standardwerte gültig sind.

Diese Methode zur Bestimmung der Farbwerte von Extrakten kann auch zur Bestimmung von Farbwerten der fertigen Farblösungen gemäß der Erfindung verwendet werden.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein Farbstoff durch Mischen folgender Bestandteile hergestellt werden: 1) etwa 2.5 bis 15 Gew.-°/o einer natürlichen Karameitarbe. 2) etwa 85 bis 97.5 Gew.-% Rote-Beete-Farbstoff. der von etwa 55 bis 77 Gew.-% lösbare Feststoffe und den Rest Wasser enthält, und 3) ein Stabilisator, der Verbindungen gemäß Anspruch 1 Absatz b) und c) und, wahlweise, Äthylendiamintetraessigsäure oder eines ihrer Salze, wie Calciumdinatriumäthylendiamintetraacetat in einer Menge von etwa 4 bis 8% (der gesamte Stabilisator auf Trockenbasis) enthält

Nachdem der Farbstoff in flüssiger Form hergestellt ist kann er mit einer oder mehreren Sprühtrocken-Hilfen, wie Gummiarabikum und Maldodextrine, kombiniert oder die Lösung kann durch bekannte Koazervattechniken in eßbare Stoffe unter Verwendung von Gelatine eingekapselt werden. Das erhaltene sprühgetrocknete Produkt kann dann zu dem Nahrungsmittel, zu Kaugummi oder medizinischen Produkten zugegeben oder die erhaltene Flüssigkeit kann zusammen mit anderen Stoffen, wie Würz-Hilfsstoffen dem Nahrungsmittel, dem Kaugummi oder den medizinischen Produkten zugemischt werden.

DieStandardinethoden.durchdiedieerfindungsgernäßen Farbstoffe mit denjenigen des Standes der Technik verglichen werden, sind insbesondere in »Food Colorimetry: Theory and Application« von Francis and Clydesdale, AVl Publishing Company, Inc. (1975) beschrieben.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Bei Durchführung dieser Versuche ist es nicht kritisch, weiche Lösungen zuerst hergestellt werden.

Die folgende Tabelle gibt die Symbole und Abkürzungen an, wie sie in den Beispielen verwendet werden:

Symbol/ \bkürzung	Beschreibung
„ SHMP	Natriumhexametaphosphai
TSPP	Tetranatriumpyrophosphat
SAPP	saures Natriumpyrophosphat
Na₂EDTA	Dinatriumäthylendiamintetra-
	essigsäure
EDTA	Äthylendiamintetraessigsäure
CaNa₂EDTA	Calcium-dinatriumsalz der
	Äthyiendiamintetraessigsäure
Il ι ι ι ι	dunkelrote Farbe
+ + +	rote Farbe
+ +	rosa Farbe
+	hellorange, rosa Farbe
_	gelbe Farbe

Beispiel 1

Es wurden 500 kg gemahlene Rote Beete mit 500 kg Wasser extrahiert. Nach Abtrennen der flüssigen von der festen Phase wurden die wäßrigen Extrakte auf ungefähr 50 kg konzentriert.

Dann wurden 687 g Rote-Beete-Extrakt (Feststoffgehalt 68%) innig mit 34,35 g einer handelsüblichen Karamelfarbe (als »Caramel MD« bezeichnet) gemischt. Außerdem wurden 120 Gewichtsteile Ascorbinsäure und 120 Gewichtsteile Natriumhexametaphosphat und 50 g Äthylendiamintetraessigsäure zugegeben. Das erhaltene Gemisch wurde zu 2000 g Wasser und 1100 g Gummiarabikum gegeben. Nach dem Homogenisieren wurde das gesamte Gemisch auf einem Atomisator sprühgetrocknet (EiniaBtemperaiur 193"C und AusiaB-temperatur 82° C). wobei ein Pulver erhalten wurde, dessen rote Farbqualität der Farbqualität der roten Farbe F.D. & C Nr. 2 entsprach. In der flüssigen Phase wurde kein blauer oder violetter Farbton oder Schimmer festgestellt Das Endprodukt wies eine Stabilität gegenüber Wärme und UV-Licht auf, die im wesentlichen der Stabilität der roten Farbe F.D.&C Nr. 2 äquivalent war.

Im wesentlichen identische Ergebnisse wurden erzielt wenn »Caramel MD« durch eine der folgenden Karamelfarben ersetzt wurde:

a) B&C 145 Karamelfarbe (Färbekraft K₀₅₆ (0,1% Lösung Absorptionsvermögen/cm bei 560 ηιμ) 0,242, Farbton Index, 4,79; spezifisches Gewicht bei 15°C, 13182; Prozent Trockensubstanz, 63,5; pH-

Wert 3,2) — hergestellt von Sethness Products Company of 444 Lake Shore Drive, Chicago, Illinois 60 611;

b) Hi säurefest 150 Karamelfarbe (Färbekraft, K₀.5b (0,1% Lösung Absorptionsvermögen/cm bei ■-> 560 ιημ) 0,162, Farbton Index, 4,47; spezifisches Gewicht bei 15°C, 1,3242; pH-Wert 2,9; Prozent Trockensubstanz 66,4), hergestellt von Sethness Products Company;

c) Säurefest 100 Karamelfarbe (Färbekraft, K₀₅₆ (0,1% Lösung Absorptionsvermögen/cm bei 560 Γημ) 0,109, Farbton Index, 4.63; spezifisches Gewicht bei 15⁰C, 1,3182; pH-Wert, 2,9; Prozent Trockensubstanz, 63,5), hergestellt durch Sethness Products Company. r>

Es können auch andere Karamelfarbstoffe verwendet werden, beispielsweise solche die in Peck, »Caramel Color/Its Properties And Its Uses« der »Foot Engineering«, März 1955, McGraw-Hill. Publishing Company, New York, Ν.Ύ. beschrieben sind.

Beispiel 2 (Anwendung)

Das flüssige Gemisch aus Beispiel 1 wurde in einer Menge von 3 g/Liter zu Milch und entsprechend zu 2> Yoghurt gegeben. Verglichen mit einer Zugabe von

Tabelle 1

normalem Beete-Extrakt — ohne Zugabe von Karamel — zeigt es sich, daß die Farbe des Nahrungsmittels, das den Farbstoff mit Karamel enthält, intensiver rot ist.

Beispiel 3

Die Absorptionsfähigkeit von stabilisiertem Rote-Beete-Saft, Karamelfarbe und Gemischen von stabilisiertem Beete-Saft und Karamel bei 535 Nanometer (nm) wurde wie im folgenden beschrieben gemessen. Es wurde mit einem Beckman-Gitter-Spektrophotometer (Modell DB-G), einem Raster-Spektrophotometer, bei einer Wellenlänge von 400—700 nm gearbeitet, also im Bereich von Glühlicht-Durchlässigkeit. Das Beete-Saftkonzentrat wurde wie folgt stabilisiert; 22 Gewichtsteile Ascorbinsäure wurden mit 20 Gewichtsteilen Tetranatriumpyrophosphat und 20 Gewichtsteilen Natriumhexametaphosphat gemischt und das erhaltene Gemisch zu 100 Gewichtsteilen 68° BRIX Beete-Saft zugegeben. Dieses stabilisierte Konzentrat wurde in 68% löslichen Feststoffen, pH-Wert 4,30 verwendet und Zitronensäure zugegeben. Die Karamelfarbe ist säurefest 75, hergestellt von Sethness Products Company.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt:

Gemisch & Verdünnung

pH-Wert

Gemisch »A«: 1 g Karamelfarbe flüssig und
9 g Beete-Saftkonzentrat verdünnt mit
destilliertem Wasser auf 1,0 g/l

Gemisch »B«: 9 g Beete-Saftkonzentrat
verdünnt mit destilliertem Wasser auf 0,9 g/l

Gemisch »C«: 1 g Karamelfarbe,

verdünnt mit destilliertem Wasser auf 0,1 g/l

Gemisch »D«: 10 g Beete-Saftkonzentrat,
verdünnt mit destilliertem Wasser auf 1,10 g/l Absorptionsvermögen bei
AT 535
Nanometer

Qualilätserscheinung

4,30

4,32 3,39 4,32 0,485

0,455
0,048
0.530

eine rote Farbe aber violetter Farbton nicht vorhanden

eine rote Farbe mit violettem Farbton

eine gelbe Farbe

eine rote Farbe mit einem violetten Farbton

Fi g. 13 ist eine graphische Darstellung des Absorptionsvermögens gegen Wellenlänge für das Gemisch »A«. Fig. 14 zeigt die Kurven für die Gemische »B« und »C« und F i g. 15 die Kurve für das Gemisch »D«.

Das Rote-Beete-Saftkonzentrat war hergestellt von Takasago Perfumery Co.. Liu., Tokyo, japan. Es haue folgende Eigenschaften:

Rote-Beete-Saftkonzentrat

1. Aussehen:

Purpurrote oder dunkelrote Lösung

2. Geschmack und Würze:

kein Nachgeschmack und keine Nachwürze, ausgenommen diejenigen Eigenschaften, die von Rote-Beete-Saft herrühren

3. Farbwert:

nicht weniger als E-Wert 5,5

Gewicht genau 100 mg der Probe und verdünnt auf 100 ml mit destilliertem Wasser

Messung —log T Wert der hergestellten Lösung als ein Bezug bei der Wellenlänge von 532 m in 10 mm Lichtbahn-Zellen

60

65 berechnet £]"'„ unter Verwendung folgender Gleichung

E-Wert (E] .J = _{Gewicht der Probe (g)}

4. Farbton:

zeigt den gesamten Bereich des sichtbaren Spektrums Absorptionsvermögen durch Spektrophotometer zur Bestimmung des Farbwertes und auch für die Beobachtung des Farbtons das sichtbare Spektrum der wäßrigen Lösung dieser Probe zeigt max. oder etwa 532 m und gibt nahezu keinen Peak um 480 m

5. BRIX:

nicht weniger als 70°

6. Schwermetalle:

weniger als 10 ppm (al Pb)

7. Arsen:

weniger als 2 ppm (als As₂O₃)

8. Künstliche Farben:

keine

9. Bakterien:

gesamte lebensfähige Zellen — weniger als 3000/g Schimmel und Hefen, negativ
Kolibazillus, negativ

10. Fremdstoffe:

nicht enthalten

11. Andere Substanzen:

irgendwelche Substanzen, die für die menschliche Gesundheit schädlich sind, sollen nicht enthalten sein

Die Beispiele zeigen gegenüber Wärme und UV-Licht Stabilität, wenn Stabilisatoren verwendet werden.

Beispiel 4 (Vergleich)

Stabilisierung von Beete-Farbe unter Verwendung
von Ascorbinsäure

Zu 100 ml einer Beete-Farbstofflösung, die 0,67 g Beete-Saftkonzentrat enthielt (68° Brix, 0,7% Betanin), wurde 0,1 g Ascorbinsäure zugegeben. Zur Prüfung der Wärmestabilität wurden 15 ml der Beete-Farbstofflösungen in Teströhrchen (18 χ 150 mm) gegeben und in einem Wasserbad 20 Minuten auf 93°C erwärmt. Das Farbabsorptionsvermögen der erwärmten Lösungen wurden bei 535 nm gemessen, wobei ein Bausch & Lomb Spectronic 20 Spektrophotometer verwendet wurde. Die Farbstoffspeicherung der erwärmten Lösung wurde mit folgender Formel berechnet:

Die Farbspeicherung in einer Kontrollösung ohne Additiv und der Testlösungen nach 20minütigcm Erwärmen auf 93°C war folgende:

Kontrolle
Ascorbinsäure 0,1%

pH-Wert

4,66
3,80

% Farbspeicherung

20%
54,7%

% Farbspeicherung -

Absorptionsvermögen
der wärmebehandelien

Probe

Absorptionsvermögen

der ursprünglichen

Lösung

x 100

Beispiel 5

Vergleich der farbstabilisierenden Wirkung von

Natriumhexametaphosphat.Tetranatriumpyrophosphat und saurem Natriumpyrophosphat

0,1 g jeweils von Natriumhexametaphosphat, Tetranatriumpyrophosphat und saurem Natriumpyrophosphat wurden getrennt zu einer Beeie-Farblösung gegeben, die 0,67 g Beete-Saftkonzentrat (68° Brix, 0.7% Betanin) enthielt. Diese Lösungen in Teslröhrchen (jeweils 15 ml) wurden in einem Wasserbad bei 99° ± 1°C 5, 10, 15 und 20 Minuten erwärmt. Danach wurden die Röhrchen sofort in Eiswasser gekühlt. Das Absorptionsvermögen der erwärmten Lösungen wurde bei 535 mm in einem Spectronic-20-Spektrophotometer gemessen. Das Tetranatriumpyrophcsphat ergab eine Lösung mit einem pH-Wert von 8,88. Die pH-Werte der erwärmten wurde auf 4,3 bis 4,5 durch Zugabc von Zitronensäurepulver eingestellt.

Für den Licht-Stabilitätstest wurde ein anderer Satz dieser Serie von Lösungen verwendet. Die Teströhrchen wurden einem Kurzwellen-UV-Licht in einer Entfernung von 7 cm von der Lichtquelle aufgesetzt.

Die Farbspeicherungsergebnisse dieser Versuche waren folgende:

% Speicherung von Beete-Farbe

Kontrolle SHMP TSPP

pH-Wert

4,61 532 8,8a

SAPP

4,55

Zeit des	100	100
Erwärmens (Min.)	32,8	68,6
O	15,3	44,8
5	10,1	27,5
10	7,7	13,1
15
20	+ + + +	+ +
UV-Belichtung	+	+ +
0		I
6
9

100

26,0

14,8

11,5

9,6

100

36,5

16,4

10,1

7,4

Die Ergebnisse zeigen, wenn ein Polyphosphat selbst verwendet wurde. Natriumhexametaphosphat ist ein wirksamerer Beete-Farb-Stabilisator als Tetranatriumpyrophosphat oder saures Natriumpyrophosphat

Beispiel 6

Vergleich der Farbstabilisierungswirkung von

Natriumhexametaphosphat und Tetranatriumpyro-

phosphat in Kombination mit Ascorbinsäure und EDTA

Zu 100 ml einer Beete-Farblösung, die 0,67 g Beete-Saftkonzentrat (68° Brix, 0,7 Betanin) enthielt, wurden folgende Zusätze getrennt zugegeben:

b0

65

1. Kontrolle

2. 0,1 g Ascorbinsäure, 0.1 g
Na₂EDTA, 0,1 g Tetranatriumpyrophosphat

3. 0,1 g Ascorbinsäure, 0,1 g
Na₂EDTA, 0,1 g Natriumhexametaphosphat

4. 0,1 g Ascorbinsäure, 0,1 g
EDTA-Säure. 0,1 g Tetranatriumpyrophosphat

pH-Wert 4,58
pH-Wert 6,1

pH-Wert 4,0
pH-Wert 4,8

Diese Lösungen wurden auf Wärmestabilität wie in Beispiel 5 getestet. Für den Lichtstabilitätstest wurde ein anderer Satz Teströhrchen verwendet, von denen jedes 15 ml der Testlösungen enthielt, einschließlich eine Kontrolle. Die Teströhrchen wurden 4 cm weg vor eine Fluoreszenz-Lichtquelle bei Zimmertemperatur (21 bis 25°C) gegeben. Die Wärme vom Licht verur-

sachte einen Anstieg der Lösungsteinperatur um etwa 3°C. Die Lichtquelle bestand aus zwei 15-Watt-Lampen. Es ist eine Lichtquelle, wie sie gewöhnlich zur Photopolymerisation von Gelsäuren verwendet wird. Die Farbe der Lösungen wurde visuell jeden Tag geprüft.

Die Ergebnisse dieser Versuche sind folgende:

	Prozent Speicherung	der Beete-Farbe	0.1% Ascorbinsäure	0,1% Ascorbinsäure
	Kontrolle	0,1% Ascorbinsäure	0,1% Na₁EDTA	0,1% Na.EDTA
		0,1% Na.EDTA	0.1% TSPP	0,1% TSPP
		0.1% TSPP
	pH-Wert		4.03	4.80
	4,58	6.10
Zeit der Erwärmung
(Min.)			100	100
0	100	100	85.1	82.8
5	36,4	63,2	76,9	75.2
10	13,5	49,6	74,4	72,9
15	8,9	41,5	71,3	71,2
20	8,0	38,3
Belichtung			+ + + +	+ + + +
OTage	+ + + +	+ + + +	+ + + t-	+ + + +
3 Tage	+ +	+ + + +	+ +	+
7 Tage	—	+

Diese Ergebnisse zeigen, daß Natriumhexametaphosphat eine bessere stabilisierende Wirkung hat als Tetranatriumpyrophosphat. Tetranatriumpyrophosphat ist wirksam, wenn der pH-Wert der Lösung durch Äthylendiamintetraessigsäure gesenkt wird.

Beispiel 7

Vergleich der Farbstabilisierungswirkung von

Dinatriumäthylendiamintetraessigsäure und Calciumdinatriumäthylendiamintetraessigsäure in Verbindung mit Ascorbinsäure und Natriumhexamctaphosphat

Zu 100 ml einer Beete-Farblösung, die 0,67 g Beete-Saftkonzentrat (68° Brix, 0.7% Betanin) enthielt, wurden folgende Zusätze getrennt zugegeben:

1. Kontrolle, keine Zusätze pH-Wert = 4.76

2. 0.1 g Na₂EDTA. 0.1% Ascorbin- pH-Wert =4.07 säure,

0,1 g Natriumhexametaphosphat

3.0,IgCaNa₂EDTA, pH-Wert = 4,72

0,1% Ascorbinsäure,
0,1 g Natriumhexametaphosphat

Die Farbspeicherung in den Beete-Farblösungen war nach der Wärmebehandlung folgende:

Zeit der
Erwärmung

(Min.)

Prozent Farbspeicherung der Beete-Farbe

Nr. 1
Kontrolle

Nr. 2
(Na₂EDTA)

Nr. 3 (CaNa₂EDTA)

100
27,1

100
802

100 78,5

Zeit der
Erwärmung

(Min.)

Pro/en Farbspeichcriing der Beeie-1 arhe

Nr. j

Nr. :
Konirolle

14,8
8,5
7,4

Nr. 2
(Na₂KDTA)

71.7
64,7
62.3

71.5
66.2
65.1

Schlußfolgerung: Na₂EDTA und CaNa₂EDTA haben etwa die gleiche stabilisierende Wirkung auf Beete- -r. Farbe.

Beispiel 8

Vergleich der Farbstabilisierungswirkung von SHMP. TSPP und SAPP in Verbindung mit Ascorbinsäure und -.ο CaNa₂EDTA

Zu 100 ml einer Beete-Farblösung, die 0.67 g Beete-Saftkonzentrat (68° Brix, 0.7 Betanin) enthielt, wurden folgende Zusätze getrennt zugegeben:

1. Kontrolle, keine Zusätze pH-Wert = 4.63

2. 0,1 g SHMP, 0,1 g Ascorbinsäure, pH-Wert = 4.02 0.003 g CaNa₂EDTA

g CaNa₂EDTA

0,1 g TSPP, 0,1 g Ascorbinsäure, pH-Wert = 6.62 0,003 g CaNa₂EDTA

0,1 g SAPP, 0.1 g Ascorbinsäure, pH-Wert =
0,003 g CaNA₂EDTA

Diese Lösungen wurden erwärmt und. wie oben beschrieben. Licht ausgesetzt. Die Farbspeicherungen in den Lösunsen waren nnrh drr Rphnnrlliina IV₁Ut,»nri.>

	Prozent Speicherung	der Beete-Farbe	Nr. 3	Nr. 4
	Nr. 1	Nr. 2	(TSPP)	(SAPP)
	Kontrolle	(SHMP)
Zeit der
Erwärmung (Min.)			100	100
O	100	100	46,0	79.4
5	30.9	79,0	33.6	71,0
10	16.0	70.6	25.8	63,0
15	10,1	65.6	21,4	54,3
20	8.3	57.0
Belichtung			+ -t- + +	+ + + +
OTage	+ + + +	+ + + +	+	+
6 Tage	+	+ +

Die Ergebnisse zeigen, daß Ascorbinsäure mit EDTA bzw. SHMP die wirksamste Stabilisierung ergibt. Danach folgt SAPP und zum Schluß TSPP.

Beispiel 9 (Vergleich)

Wirkung von Zitronensäure auf die Stabilität der Beete-Farbe

Um die Wirkung der Zitronensäure auf EJecte-Farbe /u untersuchen, wurden unterschiedliche Mengen Zitronensäure zu einer Getränkeprobe zugegeben, die 0.12% Zucker und 0.06% Natriumbenzoat enthielt. Die Konzentration der Beete-Farbe betrug 10 g Beete-Saftkonzentrat (68^ Brix. 0.7% Betanin) pro 1500 ml. Die Testlösungen und eine Kontroilösung wurden erwärmt und wie weiter oben beschrieben ist behandelt.

Die Ergebnisse der Farbspeicherung in diesen Lösungen sind folgende:

Zeit
der

tin* ärmung

(Min.)

40

Prozent Speicherung der Becte-Farbc

°/o Zitronensäure

Kontrolle 0.017 0.05 0.1

pH-Wert

4.74 4.46

4.07

3.71

0.2

3.26

100 100

36.9 30,0

20,3 15.2

100 12.6 10,6

100 100

8.2 /.0

6,8 5,6

Zeit	Prozent Speicherung	der Beete-Farbe	0.1	0.2
Fruar- mung	"■'" Zitronensäure Kontrolle 0.017	0.05
(Min.)	pH-W.-rt		3.71	3.26
	4.74 4.4b	4.07	6,3 6,3	5.4 5.1
15 20	12.7 11.2 9.9 8.6	8,2 8,2

Diese Ergebnisse zeigen, daß Zitronensäure eine negative Wirkung auf die Beete-Farbstabilität gegenüber Wärme ausübt.

Beispiel 10 (Vergleich)

Verwendung von Ascorbinsäure zum Stabilisieren der Beete-Farbe in einem Modell-Getränk

Das Probegeträink enthielt 9,12% Zucker, 0,017% Zitronensäure und 0,06% Natriumbenzoat und wurde mit Beete-Saftkonzentrat (68° Brix, 0,7% Betanin) in einer Menge von 10 g/1500 ml gefärbt.

Zu diesem gefärbten Getränk wurde Ascorbinsäure in folgenden Mengen zugegeben (%) 0.01, 0,02. 0,03, 0,05, 0,1,0,2 und 0,4. Diese Lösungen wurden in Teströhrchen (18 χ 150 mm) jeweils in einer Menge von 15 ml gefüllt und in einem auf konstanter Temperatur gehaltenen Wasserbad von 99°±1°C 5, 10, 15 und 20 Minuten erwärmt. Danach wurden die Röhrchen sofort in Eiswasser gekühlt. Zur gleichen Zeil wurde eine Kontrolllösung, die keine Ascorbinsäure enthielt, erwärmt. Die Farbspeicherung dieser Lösungen war folgende:

Prozent Speicherung der Beete-Farbe

Prozent Ascorbinsäure

Kontrolle 0,01 0,02

pH-Wert

4,5 4.37 4,31

0,03 4,24 0,05
5,10

0,1

4.03

0.2

3,82

Zeit der
Erwärmung
(Min.)
0
5
10
15
20

100

29,1

15,8

9,5

7,2

100
62,5
55,3
50,5
44,7

100 63,0 56,8 51,4 46.3

100 62,2 55,3 51,4 45,0 100
63,7
54,4
48,9
43,0

100
64,2
56,2
49,3
43,6

100
63,2
54,0
48,0
42,6

100
51,7 43,9 37.8 33,3

Um die Stabilität gegenüber Belichtung zu prüfen, wurden jeweils 15 ml Kontrollösung und Testlösungen in Teströhrchen (18 χ 150 mm) gegeben und 6 cm weg von einem Fluoreszenzlicht bei Zimmertemperatur (22—25° C) angeordnet. Die Lichtquelle enthielt zwei 15-Watt-Lampen, wie sie üblicherweise bei der Photopolymerisation von Gelsäulen verwendet wird. Die Farbe einer jeden Lösung wurde visuell jeden Tag überprüft

Belichtung

Farbe der Beete-Lösungen

Ascorbinsäure

Kontrolle 0,05%

0,1%

0,2%

0,4%

Anfang + + + + + + + +

3 Tage + + + + + + +

4 Tage + + + +
8 Tage

11 Tage
Anmerkung:
+ + + + = dunkelrot.
+ -r + = rot.
+ + = rosa.
+ = hellorange, rosa.
- = gelb.

Die Ergebnisse zeigen, daß Ascorbinsäure in einer Menge von 0,01 bis 0,4% stabilisierend auf die Beete-Farbe wirkt. Bei 0,4% ist die Wirkung nicht so gut wie bei niedrigeren Konzentrationen. Bei dieser Konzentration (0,4%) ist der pH-Wert des Systems auf 3,50 gesenkt, ein Wert, der unter dem optimalen Stabilitätsbereich (pH-Wert 4 bis 5) der Beete-Farbe liegt. Dies kann einer der Gründe sein, daß bei hohen Konzentrationen Ascorbinsäure nicht so wirksam ist.

Beispiel 11 (Vergleich)

Stabilisierung von Beete-Farbe unter Verwendung von Äthylendiamintetraessigsäure

Es wurde eine Getränkeprobe wie in Beispiel 10 hergestellt. Zu der Lösung wurde Calciumdinatrium EDTA jeweils in einer Menge von 0,003% und 0,005% zugegeben und die Lösungen erwärmt und belichtet, und zwar in der gleichen Weise wie oben beschrieben. Die Ergebnisse sind folgende:

Prozent Farbspeicherung
Kontrolle CaNa₂EDTA

0,003% 0,005%

pH-Wert
4,50 4,49 4,51

Zeit der

Erwärmung

(Min.)

0 100 100 100

5 33,5 40,9 39,5

Prozent Farbspeicherung	CaNa₂EDTA	0.005%
Kontrolle	0.003%
		4.51
pH-Wert	4.49
4.50

25

Zeit der ^j(l Erwärmung (Min.)

10 14,7 23,0 21,2

15 10,8 13,9 14,4

20 9,0 11,0 10,1

Belichtung

8 Tage + +

Die Ergebnisse zeigen, daß CaNa₂EDTA selbst keine besonderen Stabilisierungseigenschaften aufweist, wenn es in der zulässigen Menge von 0,003% in Kohlensäuregetränken verwendet wird.

4 ■) Beispiel 12 (Vergleich)

Stabilisierung der Beete-Farbe unter Verwendung von Natriumhexametaphosphat

50 Es wurde eine Getränkeprobe unter Verwendung von Natriumhexametaphosphat entsprechend Beispiel 10 hergestellt. Das Natriumhexametaphosphat wurde jeweils in Mengen von 0,05%, 0,1% und 0,2% zuge-■)5 geben und die Lösungen, wie oben beschrieben erwärmt und belichtet. Die Ergebnisse sind folgende:

Prozent Farbspeicherung

Natriumhexametaphosphat

Kontrolle 0,05%

pH-Wert

4,60 4.71

0,1%
4.73

0,2%
5.05

Zeit der

Erwärmung (Min.)
0 100

5 30.6

100 46,5 100
48,3

100
48,3

Fortsetzung

Prozent Farbspeicherung	0,05%	0,1%	0.2%
Natriumhexametaphosphat
Konirolle	4,71	4.73	5.05
pH-Wert	26,7	29,1	29,9
4,60	16,8	19,4	18,8
17,7	11,9	13,0	13,3
12,0
9,8

Zeit der Erwärmung (Min.)

10 15 20

Belichtung OTage 9 Tage

Die Ergebnisse zeigen, daß die Zugabe von Natriumhexameta-phosphat die Geschwindigkeit des Farbabbaus im frühen Stadium der Wärmebehandlung verringert. Eine höhere Konzentration zeigt eine etwas bessere Stabilisierungswirkung, aber es besteht kein großer Unterschied zwischen 0,1% und 0,2%. Bei 0,2% Natriumhexametaphosphat beträgt der pH-Wert des Getränkes über 5,00, der für diese Getränkeart nicht erwünscht ist.

Beispiel 13

Verwendung der Oberflächenansprech-Methode zur Optimierung der Kombination von Ascorbinsäure,

Natriumhexameta-phosphat und Äthylendiamintetraessigsäure für die Stabilisierung von Beete-Farbe

Zunächst wurde die Oberflächenansprechmethode verwendet, um das Experimentmuster festzusetzen. Das Experimentiermuster ist abgeleitet vom Computerprogramm RSM (Response Surface Methodology) der Compu-Serv Co. Es wurden folgende kontrollierte Faktoren und Grenzen verwendet, um das Experimentiermuster zu erhalten:

Faktor 1 Ascorbinsäure
Faktor 2 Natriumhexametaphosphat
Faktor 3 CaNa₂EDTA

0,000% bis 0,200% 0,000% bis 0,200%

0,000% bis 0,004% Die zu messenden Charakteristiken sind:

Charakteristik 1
Charakteristik 2

Farbspeicherung — Wärme Farbspeicherung — Licht

2t) mierte Kombination von Faktor (Ascorbinsäure, Natriumhexametaphosphat und CaNa₂EDTA) und Oberflächenansprech-Konturpunkte sind unten und in Beilagen gezeigt.

I. Im Getränk kann eine maximale Wärmestabilität

2Ί erreicht werden, um eine 56,37% Farbspeicherung nach 20minütigem Erwärmen auf 99° ± 1 °C zu erhalten, wenn folgende Kombination von Additiven im Getränk verwendet wird:

Das Experimentiermustei besteht aus einer Serie von 15 Versuchen, wie unten beschrieben.

Bei dieser Versuchsreihe wurde ein Modellgetränk verwendet, das 9,12% Zucker, 0,017% Zitronensäure, 0,06% Natriumbenzoat und eine Zugabe von Beete-Farbe, bestand, wobei die Farbe in einer Menge von 2 g pro 1500 ml Getränk in Form von Beete-Saftkonzentrat (68° Brix, 0,7% Betanin) zugegeben wurde. Das oben beschriebene Verfahren wurde zur Feststellung der Wärmestabilität verwendet. Die Prüfung der Lichteinwirkung erfolgte ebenfalls wie oben beschrieben, mit der Ausnahme, daß die tatsächlichen Ablesungen des Farbabsorptionsvermögens bei 535 nm nach 7 Tagen der Belichtung vorgenommen wurden.

Die Ergebnisse dieser Versuchsreihe wurden durch die charakteristische Optimierungsphase der Oberflächenansprech-Methodologie analysiert. Die opti-

Ascorbinsäure

SHMP

EDTA

0,1485% 0,1307% 0,0%

Diese optimale Kombination gibt unter den verwendeten Versuchsbedingungen auch eine Farbspeicherung von 20,93%. Die folgende Tabelle zeigt den Vergleich von Farbspeicherung in der Kontrollösung und einer Versuchsprobe mit der optimalen Kombination von Zusätzen, wobei beide Proben der gleichen Behandlung unterworfen wurden:

Kontrolllösung

Mit opti- Verbessemalen rung
Mengen an der
Zusätzen Stabilität

Wärmestabilität
Lichtstabilität

8,7%
2,5%

56,37% 20,93%

650% 840%

Für praktische Zwecke wird die optimale Kombination von Zusätzen in Beziehung zum Beete-Saftkonzentrat (68° Brix) wie folgt berechnet:
Beete-Saftkonzentrat (68° Brix) 100 Gewichtsteile
Ascorbinsäure 22,5 Gewichtsteile

Natriumhexametaphosphat 19,8 Gewichtsteile

Das bei den Versuchen verwendete Beete-Saftkonzentrat enthielt etwa 0,7% Betanin. Wenn der Betaningehalt anders ist, wird das Verhältnis entsprechend geändert.

II. Basiert auf die Lichtspeicherungsdaten der vorliegenden Versuche gibt RSM einen anderen Satz optimaler Kombination von Zusätzen die eine maximale Lichtstabilität von 24,13% unter den vorliegenden Versuchsbedingungen ergeben. Die optimierte Kombination ist folgende:

Ascorbinsäure

SHMP

CaNa₂EDTA

0,1730
0,1386
0,0022

Diese optimale Kombination für Lichtstabilität ergibt eine Wärmestabilität von 45,51% Farbspeicherung. Die folgende Tabelle veranschaulicht den Vergleich von Farbspeicherung einer Versuchsprobe mit obengenannten optimalen Zusätzen und einer Kontroilösung, die beide den gleichen Versuchsbed:;igungen unterworfen wurden:

Kontroll- Mit opti- Verbessc-

lösung maler rung

Menge an der

Zusätzen Stabilität

II)

Lichtstabilität
Wärmestabilität

2,5
8,7

24,13
45,51

970%
620%

Berechnet in bezug auf das Beete-Saftkonzentrat sind die Mengenverhältnisse von Zusätzen zu Saftkonzentrai folgende:

Beete-Saftkonzentrat
(68° Brix)
Ascorbinsäure
SHMF
CaNa₂EDTA

100 Gewichtsteile

26,2 Gewichtsteile

21,0 Gewichtsteile

0,3 Gewichtsteile

Beete-Farbstabilisa tion

Eine maximale Lichtstabilisierung von 24,13 kann erzielt werden, wenn die Grenzen der unten genannten Bereiche eingehalten werden. Die Spalte »Werte bei maximaler ...« enthält Faktorzahlen, die erforderten sind, um das gewünschte Optimum, sowie Charakteristik, zu erhalten, Werte, die die Faktorzahlen ergeben.

	Untere	Werte bei	Obere j-
	Grenze	maximaler	Grenze
		Licht-Slab.
Faktoren:
Ascorbinsäure	0,0	0,1730	0.02000
SHMP	0,0	0,1386	0,2000 ⁴"
EDTA	0,0	0,002202	0,004000
Charakteristiken
Wärme-Stab.	N/A	45,51	N/A
Licht-Stab.	N/A	24,13	N/A

Die Optimierung rührte von folgenden ursprünglichen Faktor-Festsetzungen her:

Beete-rarbstabilisierung

Eine maximale Wärmestabilisierung von 56,37 kann erreicht werden, wenn die Werte in den untengenann'en Bereichen eingehalten werden, wobei die Bedeutung wie oben beschrieben ist.

Untere Wert bei Obere

Grenze maximaler Grenze

Wärme-Stab.

Faktoren

Ascorbinsäure 0,0 0,01485

SHMP 0,0 0,1307

EDTA 0,0 0,0

Charakteristiken

Wärme-Stab. N/A 56,87

Licht-Stab. N/A 20,93

0.02000

0,2000

0,004000

N/A
N/A

Die Optimierung rührt von folgenden ursprünglichen Faktorfeststellungen her:

Ascorbinsäure

EDTA

0.01000

0,1000

0.002000

Beispiel 14 (Vergleich)

Verwendung von lsoascorbinsäure. Natriumascorbat und Natriumisoascorbat anstelle von Ascorbinsäure bei den optimalen Bedingungen der Zusätze zur

Stabilisierung der Beete-Farbe

Isoascorbinsäu'e (Erythorbinsäure), Natriunascorbai und Natriumisodscorbat (Natriumerythorbat) wurden anstelle von Ascorbinsäure bei der optimalen Kombination von Zusätzen verwendet, um die Beete-Farbe zu stabilisieren. Es wurde ein Getränk verwendet, wie es in Beispiel 10 beschrieben ist.

Die Zusätze waren Kombinationen aus Erythorbinsäure und SHMP, Natriumascorbat und SHMP, und Natriumerythorbat und SHMP. Es wurden folgende Konzentrationen verwendet:

Ascorbinsäure (oder andere)
SHMP

0,1485%
0,1319%

Die Untersuchungen der Wärme- und Lichtstabilität

Tabelle

Ascorbinsäure	Zeit der Er	0,1000	Ascorbin	wuiucii wie υ	Nairium-	iDeii uurcngeiur
SHMP	wärmung (Min.)	0,1000	säure	IUCiI uescnni	ascorbat	in der folger
EDTA	0	0,002000		Ίΐι Die Ergebnisse sind
	5	Prozent Farbspeicherung	3,57	angegeben:	4,21
	10	Kontroll-				Natrium-
	15	lösung		Erythorbin		Erythorbat
	20	pH-Wert	100	säure	100
		3,62	67,7		69,5	4,24
		60,0	3,58	63.7
		49,6		58,7
100	43,5		49,5	100
16,3	100	69,8
13,3	68,7	63,3
11,6	61,2	57,7
8,5	53,0	49,7
43,3

Die Ergebnisse zeigen, daß Natriumascorbat, lsoascorbinsäure (Erythorbinsäure) und Natriumisoascorbat (Natriumerylhorbat) alle anstelle von Ascorbinsäure verwendet werden können, um die Beete-Farbe mit etwa dem gleichen Grad an Wirksamkeit zu stabilisieren.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen: Es zeigt

F i g. 1 eine programmierte Ansprechoberfläche für Lichtstabilisierung für das System Äthylendiamintetraessigsäure/Natriumhexametaphosphat/Ascorbinsäure/ Rote Beete-Farbe gemäß Beispiel 14;

Fig. 2 eine ebensolche Oberfläche für Lichtstabilisierung ebenfalls für das System gemäß Beispiel 14;

F i g. 3 eine ebensolche Oberfläche für Lichtstabilisierung ebenfalls für das System gemäß Beispiel 14;

Fig. 4 eine ebensolche Oberfläche für Lichtstabilisierung für das gleiche System (20 Minuten Erwärmung), gemäß Beispiel 14;

Fig. 5 eine ebensolche Oberfläche für Lichtstabilisierung für das gleiche System (20 Minuten Erwärmung), gemäß Beispiel 14;

Fig. 6 eine ebensolche Oberfläche für Lichtstabilisierung für das gleiche System (20 Minuten Erwärmung), gemäß Beispiel 14;

F i g. 7 ein Vergleichskurvenpaar von Farbspeicherung gegenüber Zeit der Erwärmung (Minuten) von Rote Beete-Farbstoff ohne Stabilisator gegenüber Rote Beete-Farbstoff mit 0,1% Ascorbinsäure als Stabilisator;

F i g. 8 Vergleichskurven von Farbspeicherung gegenüber Zeit der Erwärmung (Minuten) von Rote Beete-Farbstoff ohne Stabilisator gegenüber Rote Beete-Farbstoff mit entweder Nairiumhexamctaphosphat. Tetranatriumpyrophosphat oder saures Natriumpyrophosphat (0,1% in Lösung);

Fig.9 Vergleichskurven von stabilisiertem Rote Beete-Farbstoff gegenüber nicht stabilisiertem Rote Beete-Farbstoff (Farbspeicherung gegen Zeit der Erwärmung), wobei der stabilisierte Farbstoff entweder Calciumdinatriumäthylendiamintetraacetat oder Dinatriumäthylendiamintetraacetat enthielt;

Fig. 10 Vergleichskurven von Farbspeicherung gegenüber Zeit der Erwärmung für nicht stabilisierten Rote Beete-Farbstoff mit stabilisiertem Rote Beete-Farbstoff, der 0.1% Calciumdinatriumäthylendiamintetraaceiat. 0.1% Natriumhexametaphosphat und 0.1% Ascorbinsäure, bzw. 0.1% Dinatriumäthylendiamintetraacetat. 0.1% Natriumhexametaphosphat und 0.1% Ascorbinsäure enthielt:

Fig. 11 einen Vergleich von drei (3) stabilisierten Rote-Beete-Farbstoffsystemen und einem nicht stabilisierten Rote-Beete-Farbstoffsystem, Farbspeicherung gegen Zeit der Erwärmung. Die Systeme waren:

(A) 0,1% Natriumhexametaphosphat,

0,1% Dinatriumäthylendiamintetraacetat und
0,1% Ascorbinsäure;

(B) 0.1% Trinatriumpyrophosphat,

0,1% Äthylendiamintetraessigsäure und
0,1% Ascorbinsäure;

(C) 0,1% Trinatriumpyrophosphat,

0,1% Dinatriumäthylendiamintetraacetat und
0,1% Ascorbinsäure;

Fig. 12 einen Vergleich von vier (4) Kurven der Farbspeicherung gegen Zeit der Erwärmung, wobei drei (3) Kurven stabilisierte Systeme und die vierte Kurve ein nicht stabilisiertes Farbstoffsystem darstellen. Die drei stabilisierten Systeme bestanden aus:

(A) 0,003% Calciumdinatriumäthylendiamintetra-

acetat,

0,10% Natriumhexametaphosphat,
0,10% Ascorbinsäure;

(B) 0,003% Calciumdinatriumälhylendiamintetra-

acetat,

0,10% saures Natriumpyrophosphat,
0,10% Ascorbinsäure;

(C) 0,003% Calciumdinatriumäthylendiamintetra-

acetat,

^i(l 0,10% Trinatriumpyrophosphat,

0,10% Ascorbinsäure;

Fig. 13 eine Kurve Absorptionsvermögen gegen

Wellenlängen in nm (Nanometer) für das Gemisch »A«

j-, (Ig Karamelfarbe und 9g stabilisiertes Rote-Beete-Saftkonzentrat verdünnt auf 1,0 g pro Liter) gemäß Tabelle 1 aus Beispiel 4;

Fig. 14 eine Kurve Absorptionsvermögen gegen Wellenlänge in nm (Nanometer) für das Gemisch »B« 4i) (9 g stabilisiertes Rote-Beete-Saftkonzentrat, verdünnt auf 0,9 g pro Liter) und Gemisch »C« (1 g Karamelfarbe verdünnt auf 0.1 g pro Liter) in Tabelle 1 aus Beispiel 4 und

Fig. 15 eine Kurve Absorptionsvermögen gegen 4j Wellenlänge in nm (Nanometer) für das Gemisch »D« (10 g stabilisiertes Rote-Beete-Saftkonzentrat, verdünnt auf 1,0 g pro Liter) in Tabelle 1 aus Beispiel 4.

Die Verwertung der Erfindung kann durch gesetzliche Bestimmungen, insbesondere durch das Lebens- -,0 mittelgesetz, beschränkt sein.

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stabiler roter Farbstoff auf Basis von Rote-Beete-Farbstoff und einer stabilisierenden Verbindung auf Basis von Ascorbinsäure,
dadurchgekennzeichnet, daß er aus

a) Rote-Beete-Extrakt,

b) Ascorbinsäure, Natriumascorbat oder Isoascorbinsäure (auf 100 Gewichtsteüe eines 68° Brix Rote-Beete-Extrakts 15 bis 30 Gewichtsteüe Komponente b)) und

c) Natriumhexametaphosphat (auf 100 Gewichtsteüe eines 68° Brix Rote-Beete-Extrakts 10 bis 30 Gewichtsteüe Komponente c))

besteht

2. Farbstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich zur weiteren Stabilisierung

d) Äthylendiamintetraessigsäure oder eines ihrer Salze enthält.

I, dadurch gekenn-

3. Farbstoff nach Anspruch
zeichnet, daß er zusätzlich

e) einen Karamelfarbstoff enthält.

4. Verfahren zur Herstellung eines trockenen Farbstoffs gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die vorgenannten Komponenten a) bis c) und gegebenenfalls d) und gegebenenfalls e) mit Gummiarabikum vermengt und das entstandene Gemisch sprühtrocknet.

5. Verfahren zur Herstellung des trockenen Farbstoffes gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die vorgenannten Komponenten a) bis c) und gegebenenfalls d) und gegebenenfalls e) mit Gelatine vermenge und das entstandene Gemisch koazerviert und hierbei die Farbstoffteilchen einkapselt.

6. Verwendung eines Farbstoffes gemäß Anspruch 1 bis 3 zum Färben von farblosen Nahrungsmitteln.