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IP Ingredients, Teil 11: Farben im Lebensmittel- und Getränkesektor – eine patentrechtliche Perspektive
April 2024
Wie das Sprichwort sagt: „Das Auge isst mit“. Das visuelle Erscheinungsbild, insbesondere die Farbe, eines Lebensmittels oder Getränks ist eines der ersten Dinge, die ein Verbraucher bewertet und anhand dieser Informationen entscheidet, ob ein Produkt gut genug aussieht, um es zu kosten oder zu kaufen.
Studien haben gezeigt, dass die Farbe einen erheblichen Einfluss auf die Fähigkeit der Menschen hat, Lebensmittel und Getränke zu erkennen, wobei ungefärbte oder fehlgefärbte Produkte seltener richtig erkannt werden als angemessen gefärbte Produkte. Wir assoziieren bestimmte Farben in bestimmten Lebensmitteln oft als Hinweis darauf, dass das Lebensmittel verdorben ist (z. B. deutet grünes Brot auf Schimmel hin). Ein Produkt, das die „falsche“ Farbe hat, kann daher die Verbraucher davon abhalten, es zu probieren. Tatsächlich kann die Farbe eines Lebensmittels oder Getränks die psychologische Geschmackserwartung eines Menschen stark beeinflussen. Daher kann die Farbe der visuellste Aspekt eines Lebensmittels oder Getränks sein und ist daher eine entscheidende Komponente bei der Entwicklung neuer Produkte.
Das Hinzufügen von Farben zu Lebensmitteln wird schon seit Jahrhunderten praktiziert und reicht bis zu den alten Ägyptern zurück. Im Jahr 1856 entwickelte und patentierte William Henry Perkin einen der ersten synthetischen Farbstoffe, Mauvein, der zunächst zum Färben von Kleidung verwendet wurde. Der Farbstoff wurde zwar auch als Lebensmittelfarbstoff zugelassen, erwies sich aber später als giftig!
Heute sind Farbstoffe nach wie vor ein wichtiger Bestandteil der Lebensmittel- und Getränkeindustrie – einigen Schätzungen zufolge wird der weltweite Markt für Lebensmittelfarben bis 2028 ein Volumen von 6 Mrd. USD erreichen. Doch wie bei anderen Lebensmittel- und Getränkezutaten machen sich die Verbraucher zunehmend Sorgen über die langfristigen gesundheitlichen Auswirkungen synthetischer Lebensmittelfarben, die Umweltauswirkungen von Zusatzstoffen und ihrer Herstellung sowie über ethische Fragen im Zusammenhang mit einigen Lebensmittelfarben wie Karmin, das aus zerkleinerten Insekten gewonnen wird. Gleichzeitig sind die Lebensmittelhersteller zunehmend bestrebt, Produkte zu entwickeln, die ins Auge fallen und sich von der Konkurrenz abheben, während sie ihre visuellen Eigenschaften während der Lagerung und im Regal beibehalten.
Wie reagieren also die Hersteller von Lebensmittelfarbstoffen auf diese Herausforderungen? Um die allerneuesten Innovationen auf diesem Gebiet zu finden, haben wir die Patentliteratur auf kürzlich veröffentlichte Anmeldungen zu Lebensmittelfarben und deren Herstellung hin untersucht.
Zu den wichtigsten Akteuren, die in diesem Bereich Patentanmeldungen eingereicht haben, gehören Givaudan, Chr Hansen Natural Colours, Oterra, Mars, das japanische Unternehmen Fancl Corp, die Chenguang Biotech Group mit Sitz in China und das dänische Start-up-Unternehmen Chromologics. Was die Arten von Technologien anbelangt, auf die sich diese Patentanmelder konzentrieren, so ergaben unsere Recherchen die folgenden Haupttrends:
(1) Verbesserte Stabilität
Eine der größten Herausforderungen für die Entwickler von Lebensmittelfarben besteht darin, einen Farbstoff zu finden, der während der Herstellung des Endprodukts und im Regal stabil bleibt.
Phycocyanin, ein natürlicher blauer Farbstoff, der aus Spirulina (dem Cyanobakterium Arthrospira platensis) gewonnen wird, ist aufgrund seiner antioxidativen und entzündungshemmenden Eigenschaften von besonderem Interesse. Phycocyanin ist jedoch empfindlich gegenüber pH-Wert, Temperatur und Licht, was zu Verfärbungen führt und seine Verwendung in bestimmten Produkten einschränkt. Givaudan versucht, dieses Problem zu lösen, indem es Phycocyanin mit bestimmten wasserlöslichen Proteinen oder Peptiden kombiniert, die beispielsweise aus Kartoffeln, Bohnen und Nüssen gewonnen werden, wie in der internationalen Patentanmeldung WO2023052343 beschrieben.
Weitere Zusammensetzungen zur Stabilisierung von Phycocyaninen sind Gegenstand von Patentanmeldungen, die von Chr Hanson Natural Colours (jetzt Oterra) eingereicht wurden. EP3975750 beschreibt eine Zusammensetzung, in der das Phycocyanin durch ein Polyphenol, das als Komplexbildner wirkt, und ein Verkapselungsmittel stabilisiert wird. Eine Folgeanmeldung EP4072313 konzentriert sich auf die spezifische Kombination von Phycocyanin mit Glycerin und modifizierter Stärke.
(2) Durch Fermentation hergestellte Farben
Die Verwendung der Fermentation für die Herstellung von Lebensmittelfarben hat mehrere Vorteile, u. a. die geringeren Rohstoffkosten, die einfache Maßstabsvergrößerung, die höheren Erträge und die geringeren Umweltauswirkungen im Vergleich zu synthetischen Verfahren sowie die Tatsache, dass es keine saisonalen Schwankungen wie bei pflanzlichen Farbstoffen gibt.
Zahlreiche Unternehmen machen sich diese Vorteile der Fermentation zunutze. Eines dieser Unternehmen, das dänische Start-up-Unternehmen Chromologics, hat eine Reihe von Patenten angemeldet (z. B. EP4176069), die sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Atrorosin-Lebensmittelfarbstoffs aus Fermentationsbrühe beziehen. Atrorosine wurden 2019 als eine neue Klasse roter Pigmente entdeckt, die von dem Fadenpilz Talaromyces atrotoseus produziert werden. Atrotosine sollen die Probleme lösen, die mit den bestehenden natürlichen roten Lebensmittelfarbstoffen wie Betanin (Rote Bete, E162), das eine schlechte Temperaturstabilität aufweist, und Karmin (Cochenille, E120) verbunden sind, das aus Insekten gewonnen wird und daher für koschere, halale und vegane Lebensmittel nicht geeignet ist.
Ebenfalls auf rote Pigmente abzielend, wurden der Technischen Universität Dänemark (DTU) Patente für eine neue Klasse natürlicher roter Azaphilon-Pigmente und deren Herstellung durch den Pilz Aspergillus cavernicola erteilt (siehe z. B. das erteilte europäische Patent EP3909954B1). Diese bieten eine Alternative zur Herstellung von Pigmenten mit dem Pilz Monascus, der einen Pigmentcocktail produziert, der in seiner Zusammensetzung variieren kann und möglicherweise Mykotoxine enthält.
Die Reinigung von Phycocyaninen, die durch Fermentation von Mikroalgen hergestellt werden, ist Gegenstand einer Reihe von Anmeldungen, die von Fermentalg eingereicht wurden, darunter die europäische Anmeldung EP3908121A1. Das erfindungsgemäße Verfahren soll das Problem der Reinigung von Phycocyaninen in industriellem Maßstab lösen und gleichzeitig den Einsatz aggressiver Chemikalien vermeiden, den Restzuckergehalt reduzieren und die Eigenschaften des Farbstoffs bewahren.
(3) Fleischmimetika
Neben der Entwicklung von Produkten, die den Geschmack und die Textur von Fleisch haben, besteht eine weitere Herausforderung für die Hersteller von Fleischmimetika darin, die Farbe von Fleisch nachzubilden – nicht nur die Farbe von rohem oder gekochtem Fleisch, sondern von beiden. Erfindungen im Zusammenhang mit Lebensmittelfarbstoffen, die beim Erhitzen einen Farbwechsel von rosa oder rot zu braun vollziehen, sind Gegenstand einer Reihe von kürzlich eingereichten Patentanmeldungen.
So beschreibt die internationale Patentanmeldung WO2023232931 (Givaudan) eine färbende Zusammensetzung, die Lutein (ein Carotinoid), Eisen und gegebenenfalls Chlorophyll enthält. Neben der Farbgebung soll die Zusammensetzung für einen „fleischigen“ Geruch und Geschmack sorgen und beim Erhitzen auf höhere Temperaturen über einen längeren Zeitraum, wie bei gekochtem Fleisch, eine karamellisierte Geschmacksnote hervorrufen.
Ein weiteres Beispiel, das von dem australischen Unternehmen V2 Foods entwickelt und unter dem Markennamen „RepliHue“ auf den Markt gebracht wurde, ist in der internationalen Patentanmeldung WO2021195708 beschrieben. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bestimmte Phycobiliproteine, insbesondere Phycoerythrin, eine ähnliche Farbveränderung bewirken wie beim Kochen von Tierfleisch.
Im Mittelpunkt all dieser Schlüsselthemen und der meisten anderen Erfindungen, die wir bei unserer Patentrecherche identifiziert haben, steht die Konzentration auf natürliche Lebensmittelfarben, da die Verbraucher zunehmend auf Lebensmittel achten, die eine saubere Kennzeichnung aufweisen und die Umwelt weniger belasten.
Klar ist auch, dass es trotz der jahrhundertelangen Entwicklung in der Lebensmittelfarbentechnologie nicht an Innovationen mangelt, da die Unternehmen sich den ständigen Herausforderungen stellen, die ihnen von Lebensmittelherstellern und Verbrauchern gleichermaßen gestellt werden.
Bei Fragen zu diesem Thema wenden Sie sich bitte an die Autorin, Jennifer Bailey, unter [email protected].
