DE60305459T2

DE60305459T2 - Verfahren zur herstellung von tomatenextrakten mit einem hohen lycopengehalt

Info

Publication number: DE60305459T2
Application number: DE60305459T
Authority: DE
Inventors: Andrea Giori
Original assignee: Indena SpA
Current assignee: Indena SpA
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2023-03-18
Also published as: AU2003218777A1; CN1323610C; US7582325B2; JP4276088B2; HK1075182A1; ITMI20020632A1; KR20040101316A; PL203697B1; DE60305459D1; AU2003218777B2; RU2004128462A; KR101037271B1; ATE326865T1; WO2003079816A1; DE10246770A1; CA2480337A1; US20050153038A1; RU2304886C2; EP1487282A1; NO20044021L

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tomatenextrakten mit einem hohen Gehalt an Lycopin.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Lycopin ist ein natürliches Pigment mit intensiv roter Farbe, das besonders reichlich in Tomaten und Wassermelonen vorkommt. Aufgrund dieser Eigenschaft sowie seiner Sicherheit und vorteilhaften Wirkungen wird Lycopin vielfach in der Nahrungsmittelindustrie als färbendes Mittel, gewöhnlich in Form von Ölharz – das heißt, eine Suspension in natürlichen Lipiden – verwendet. In dieser Form werden Lycopinoxidation (kristallines Lycopin ist sehr instabil) und bakterieller Abbau höchstwahrscheinlich aufgrund der vorliegenden Lipide und natürlichen Antioxidanzien verhindert. Weiterhin wird Lycopin, dank seiner antioxidativen und chemoprotektiven Eigenschaften, als Nahrungsergänzung verwendet.
Obwohl Lycopin durch Synthese hergestellt werden kann [Karrer et al., Helv. Chim. Acta 33, 1349 (1950); Isler et al., ibid. 39, 463 (1956)], wird es gewöhnlich durch Extraktion aus Tomaten (Lycopersicum esculentum) hergestellt. Weil Lycopin nur in der kristallinen Form eine intensiv rote Farbe aufweist, sollte das Extraktionsverfahren erlauben, das Produkt in dieser Form zu erhalten.
Bis jetzt umfassen die vorgeschlagenen Verfahren (WO 95/16363 und WO 97/48287) die Trennung des Serums von der Pulpe und die Extraktion der Letzteren mit Lösungsmitteln. In WO 97/48287 werden Tomaten, vor der Pulpe-Serum-Trennung, die unter gesteuerten Bedingungen ausgeführt werden muss, Wärmebehandlung unterzogen, die Extraktion wird auch in der Wärme ausgeführt.
Obwohl diese Verfahren mit beliebigen Tomatenarten angewendet werden können, sollte der Anfangsgehalt an Lycopin vorzugsweise oberhalb 50 ppm liegen.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG IM EINZELNEN
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tomaten-Vollextrakten mit einem Lycopingehalt von 5% bis 20% und mit einem Gehalt an reduzierenden Zukkern, ausgedrückt als Glucose, von unter 1%, wobei das Verfahren die nachstehenden Schritte umfasst:

a) Vorbehandeln von frischen Tomaten, welches Waschen, dann Schneiden oder Zerkleinern umfasst;
b) Konzentrieren der zerschnittenen oder zerkleinerten Tomaten von Schritt a) in der Wärme;
c) Extrahieren des Konzentrats von Schritt b) mit Wasser-gesättigtem Essigsäureethylester;
d) Zurückwaschen des Extrakts von Schritt c) mit Wasser;
e) Konzentrieren des Extrakts zur Trockne unter vermindertem Druck.

Die Vorbehandlung wird gemäß herkömmlicher Techniken ausgeführt und ein beliebiges Verfahren, welches homogen geschnittene/zerkleinerte Tomaten bereitstellt, ist geeignet.
Die Konzentrierung (Schritt b) erfolgt durch Destillation unter vermindertem Druck bei Temperaturen im Bereich von 40 bis 70°C, vorzugsweise bei 50°C, sodass das Gewicht der zerschnittenen/zerkleinerten Tomaten 20–30% des Ausgangswertes beträgt.
Die Extraktion des Konzentrats (Schritt c) wird wiederholt mit Wasser-gesättigtem Essigsäureethylester bei einem Volumen im Bereich vom 1,0- bis 2,5-, vorzugsweise 2-fachen, des Gewichts des Konzentrats durchgeführt, um einen Lycopinfreien Rückstand zu erhalten. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform der Erfindung wird die Extraktion viermal wiederholt. Die Extraktion wird für mindestens eine Stunde bei Raumtemperatur, abgeschirmt von Licht und unter ständigem Rühren des Konzentrat-Lösungsmittel-Gemisches ausgeführt.
Jeder Extrakt wird mit Wasser, vorzugsweise mit der Hälfte des Volumens des für jede einzelne Extraktion verwendeten Lösungsmittels, gewaschen (Schritt d), wonach die Extrakte vereinigt, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft werden (Schritt e). Das Waschen mit Wasser ist für den Erfolg des Verfahrens zwingend; es wurde tatsächlich beobachtet, dass beim Fortlassen des Schritts, wie im Einzelnen im anschließenden Beispiel 3 erläutert, zwar eine höhere Menge des Vollextrakts erhalten wird, welche jedoch im prozentualen Lycopingehalt um etwa ein Drittel niedriger ist (ungefähr 4% anstelle 6% für Tomaten, die 50 ppm Lycopin enthalten).
Weiterhin erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren das Gewinnen von kristallinem Lycopin höherer Reinheit als 50%, aus dem das Ölharz hergestellt werden kann. Für diesen Zweck werden Schritte a)-d) wie vorher beschrieben ausgeführt, wohingegen bei Schritt e) der Extrakt auf ein Endvolumen im Bereich von 0,10 bis 0,28% bezüglich des Ausgangsvolumens konzentriert wird. Der konzentrierte Extrakt wird dann für einige Stunden stehen lassen und der kristalline Lycopinniederschlag wird abfiltriert und getrocknet (Schritt f). Das erhaltene kristalline Lycopin kann gegebenenfalls in Ethanol suspendiert, dann filtriert und mit Essigsäureethylester gewaschen werden, bis zur Gewinnung der gewünschten Reinheit. Das Ölharz wird durch Zugeben von Saatöl, vorzugsweise Tomatensaatöl oder Sojabohnenöl, zu den Lycopinkristallen erhalten (Schritt g).
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt, selbst beim Anwenden von Tomaten mit niedrigem Anfangsgehalt an Lycopin, vorteilhaft gute Ausbeuten bereit, und es erlaubt, einen Vollextrakt mit hohem Lycopingehalt im Bereich von 5% bis 20 zu erhalten, welcher etwa zweimal höher ist als jener, er halten mit dem in WO 97/48287 offenbarten Verfahren wie in dem nachstehenden Vergleichsbeispiel erläutert. Dieses Verfahren ist ebenfalls dahingehend vorteilhaft, dass der Gehalt an reduzierenden Zuckern in dem Extrakt immer unter 1%, gewöhnlich unter 0,5%, liegt.
Die Erfindung wird genauer mit Hilfe der nachstehenden Beispiele erläutert.
Beispiel 1
Herstellung des Extrakts gemäß der Erfindung
52 kg frische Tomaten mit einem Lycopingehalt von 50 ppm werden zerschnitten und in einem Mischer homogenisiert. Ein Teil des Wassers (34 l) wird unter vermindertem Druck (20 mbar) bei 60°C abdestilliert und verworfen, unter Gewinnung von 17,8 kg Tomatenkonzentrat.
36 l Wasser-gesättigter Essigsäureethylester werden auf das Konzentrat gegossen und das Gemisch wird 2 Stunden bei Raumtemperatur, abgeschirmt von Licht, gerührt.
Nach 2 Stunden wird der Extrakt gesammelt und der Rückstand wird erneut mit 36 l Wasser-gesättigtem Essigsäureethylester extrahiert. Das Gemisch wird 2 Stunden bei Raumtemperatur, abgeschirmt von Licht, gerührt. Der Extrakt wird filtriert und in einem Scheidetrichter mit 18 l Wasser gewaschen, welches dann entfernt wird, und der Extrakt wird gesammelt.
Zwei Extraktionen und zwei wie vorstehend beschriebene Waschungen werden wiederholt (unter Verwendung von insgesamt 144 l Lösungsmittel). Nach Filtration werden die Extrakte vereinigt und unter vermindertem Druck zur Trockne konzentriert, wobei der erhaltene Tomaten-Vollextrakt (38,9 g) einen durch HPLC gemessenen Lycopingehalt von 6,05%, einen Gehalt an reduzierenden Zuckern (ausgedrückt als Glucose) von 0,28%, einen Phospholipidgehalt von 12,97% und einen Gehalt an Mono-, Di-Glyceriden von 24,02% aufweist.
Beispiel 2
50 kg frische Tomaten mit einem Lycopingehalt von 150 ppm werden zerschnitten und in einem Mischer homogenisiert.
Ein Teil des Wassers (31 l) wird unter vermindertem Druck (20 mbar) bei 60°C abdestilliert und verworfen, unter Gewinnung von 18,8 kg Tomatenkonzentrat.
40 l Wasser-gesättigter Essigsäureethylester werden auf das Konzentrat gegossen und das Gemisch wird 2 Stunden bei Raumtemperatur, abgeschirmt von Licht, gerührt.
Nach 2 Stunden wird der Extrakt gesammelt und der Rückstand wird wiederum mit 40 l Wasser-gesättigtem Essigsäureethylester extrahiert. Das Gemisch wird 2 Stunden bei Raumtemperatur, abgeschirmt von Licht, gerührt. Der Extrakt wird filtriert und in einem Scheidetrichter mit 20 l Wasser gewaschen, welches dann entfernt wird, und der Extrakt wird gesammelt.
Die zwei Extraktionen und die zwei wie vorstehend beschriebenen Waschungen wurden wiederholt (unter Verwendung von insgesamt 160 l Lösungsmittel). Nach Filtration werden die Extrakte vereinigt und unter vermindertem Druck zur Trockne konzentriert, wobei der erhaltene Tomaten-Vollextrakt (37,2 g) einen durch HPLC gemessenen Lycopingehalt von 17,8 und einen Gehalt an reduzierenden Zuckern (ausgedrückt als Glucose) von 0,31% aufweist.
Beispiel 3
Herstellung des Extrakts ohne Zurückwaschen mit Wasser
Tomaten, die zu der gleichen Charge wie in Beispiel 1 gehören, mit einem Lycopingehalt von 50 ppm, werden verwendet.
4,5 kg Tomaten werden zerschnitten und in einem Mischer homogenisiert, dann werden 3,3 l Wasser unter vermindertem Druck (20 mbar) bei 60°C abdestilliert.
Das erhaltene Konzentrat (1,17 kg) wird 4-mal mit jeweils 2,3 l (9,2 l Lösungsmittel insgesamt) unter Rühren je des Mal für 2 Stunden bei Raumtemperatur und unter Abschirmen von Licht extrahiert.
Die Extrakte werden vereinigt, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne konzentriert. Der erhaltene Vollextrakt (5,09 g) hat einen durch HPLC gemessenen Lycopingehalt von 4%, einen Gehalt an reduzierenden Zuckern (ausgedrückt als Glucose) von 4,46%, einen Phospholipidgehalt von 16,51% und einen Gehalt an Mono-, Di-Glyceriden von 14,47%.
Beispiel 4
Herstellung des Ölharzes in Tomatenöl
Dem Verfahren von Beispiel 1 wird gefolgt, jedoch durch Konzentrieren der vereinigten Extrakte auf 200 ml Endvolumen. Der konzentrierte Extrakt wird über Nacht, abgeschirmt von Licht, stehen lassen unter Gewinnung von dunkelroten Kristallnadeln, welche unter Vakuum, abgeschirmt von Luft, filtriert, mit Essigsäureethylester gewaschen und unter Vakuum bei 50°C getrocknet werden, unter Gewinnung von 4,23 g kristallinem Lycopin mit 51 %iger Reinheit.
Das kristalline Lycopin wird mit 6,75 g Tomatensaatöl (erhalten durch Hexanextraktion) versetzt und das Gemisch wird heftig gerührt, unter Gewinnung von 10,7 g eines flüssigen, homogenen, dunkelroten Produkts mit 19,8% Lycopingehalt.
Beispiel 5
Herstellung des Ölharzes in Sojabohnenöl
Dem Verfahren von Beispiel 1 wird gefolgt, jedoch durch Konzentrieren der vereinigten Extrakte auf ein Endvolumen von 200 ml. Der konzentrierte Extrakt wird über Nacht, abgeschirmt von Licht, stehen lassen unter Gewinnung von dunkelroten Kristallnadeln, welche unter Vakuum, abgeschirmt von Luft, filtriert, mit Essigsäureethylester gewaschen und unter Vakuum bei 50°C getrocknet werden, unter Gewinnung von 4,23 g kristallinem Lycopin mit 51 %iger Reinheit.
Das kristalline Lycopin wird mit 6,75 g Sojabohnenöl (erhalten durch Hexanextraktion) versetzt und das Gemisch wird heftig gerührt, unter Gewinnung von 10,7 g eines flüssigen, homogenen, dunkelroten Produkts mit 19,8% Lycopingehalt.
Beispiel 6
Herstellung von 95% reinem Lycopin
Dem Verfahren von Beispiel 1 wird gefolgt, jedoch durch Konzentrieren der vereinigten Extrakte auf ein Endvolumen von 200 ml. Der konzentrierte Extrakt wird, unter Abschirmung von Licht, über Nacht stehen lassen, unter Gewinnung von dunkelroten Kristallnadeln, welche unter Vakuum, unter Abschirmen von Luft, filtriert werden. Der Feststoff wird in 80 ml Essigsäureethylester suspendiert und unter Rühren für 20 Minuten auf 45°C erhitzt. Das Gemisch wird dann auf Raumtemperatur abkühlen lassen und unter Vakuum, unter Abschirmen von Luft, filtriert. Der Feststoff wird in 200 ml Ethanol suspendiert und unter Rühren für 10 Minuten auf 45°C erhitzt, dann heiß unter Vakuum und Abschirmen von Luft filtriert. Dieses Verfahren wird ein weiteres Mal wiederholt. Anschließend wird der Feststoff auf dem Filter mit 40 ml kaltem Essigsäureethylester gewaschen, dann unter Vakuum bei 50°C getrocknet, unter Gewinnung von 2,05 g kristallinem Lycopin mit 95 %iger Reinheit.
Vergleichsbeispiel
Extraktion gemäß dem in WO 95/16363 beschriebenen Verfahren
Tomaten, die zur gleichen Charge wie in Beispiel 1 gehören, mit einem Lycopingehalt von 50 ppm, werden verwendet.
5,14 kg Tomaten werden zerschnitten und in einem Mischer homogenisiert, dann bei 3000 U/min für 15 Minuten zentrifugiert, um Serum aus der unlöslichen Fraktion abzutrennen (1,315 kg), welches 4-mal mit jeweils 2,65 l Essigsäureethy fester (10,6 l des gesamten Lösungsmittels) extrahiert wird; jede Extraktion erfolgt während 2 Stunden, unter Rühren, bei einer Temperatur von 60°C und unter Abschirmen von Licht.
Die Extrakte werden vereinigt und unter vermindertem Druck zur Trockne konzentriert. Der erhaltene Tomaten-Vollextrakt (6,07 g) hat einen durch HPLC gemessenen Lycopingehalt von 3,5%, einen Gehalt an reduzierenden Zuckern (ausgedrückt als Glucose) von 8,74%, einen Gehalt an Phospholipiden von 35,57% und einen Gehalt an Mono-, Di-Glyceriden von 12,44%.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Tomatenganzextrakten mit einem Lycopingehalt von 5% bis 20% und einem Gehalt an reduzierenden Zuckern, ausgedrückt als Glucose, unter 1%, umfassend die nachstehenden Schritte: a) Vorbehandeln von frischen Tomaten, das Waschen, dann Schneiden oder Zerkleinern umfasst; b) Konzentrieren der geschnittenen oder zerkleinerten Tomaten von Schritt a) in der Wärme; c) Extrahieren des Konzentrats von Schritt b) mit Wasser-gesättigtem Essigsäureethylester; d) Zurückwaschen des Extrakts von Schritt c) mit Wasser; e) Konzentrieren des Extrakts zur Trockne unter vermindertem Druck.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Konzentrierung des Extrakts gemäß Schritt e) bis zu einem Endvolumen im Bereich von 0,10 bis 0,28%, bezogen auf das Ausgangsvolumen, ausgeführt wird, weiterhin umfassend die nachstehenden Schritte: f) Filtrieren und Trocknen des aus dem Konzentrat ausgefällten Lycopins und gegebenenfalls Suspendieren von Lycopin in Ethanol oder Essigsäureethylester, dann Filtrieren und Waschen mit Essigsäureethylester bis man die gewünschte Reinheit erhalten hat; g) Zusetzen von Saatöl zu Lycopin von Schritt f).
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Saatöl Tomatensaatöl ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Saatöl Sojaöl ist.
Tomatenganzextrakte mit einem Lycopingehalt von 5% bis 20% und mit einem Gehalt an reduzierenden Zuckern, ausgedrückt als Glucose, unter 1%, erhältlich mit dem Verfahren von Anspruch 1.