КОМПОЗИЦИЯ
COMPOSITION

Настоящее изобретение относится к композиции, которая обладает микробицидным или микробиостатическим действием. Предпосылки создания изобретения
Проблема защиты пищевых продуктов и предупреждения порчи пищевых продуктов в настоящее время существует во всем мире, прежде всего в связи с повышением тенденции к употреблению удобных пищевых продуктов, таких как готовые блюда, супы, соусы или легкие закуски. Порча пищевых продуктов является основной экономической проблемой для производителей пищевых продуктов. Производители пищевых продуктов должны защищать здоровье и безопасность населения, выпуская продукты, которые безопасны при их потреблении. Такие пищевые продукты должны иметь гарантированный срок годности при хранении либо в замороженном состоянии, либо при температуре окружающей среды. Потребители предпочитают высококачественные пищевые продукты, которые обладают хорошим вкусом, однако этой цели трудно достигать с использованием химических консервантов, жестких режимов нагревания и других вариантов обработки. Безопасность и защиту пищевых продуктов лучше всего обеспечивать с использованием множественной системы защиты, основанной на применении комбинированного подхода более мягкой обработки и применении натуральных консервантов. Присутствующие в пищевых продуктах микроорганизмы могут также в меньшей степени адаптироваться, и расти в пищевых продуктах, для сохранения которых использованы различные средства консервации.
Существует много проблем, связанных с безопасностью пищевых продуктов и ростом пищевых патогенов, таких как Listeria monocytogenes. Этот конкретный патоген может расти при низких температурах, которые часто используют в качестве дополнительного средства консервации. Пищевые патогены могут иногда адаптироваться к различным консервантам и условиям хранения, поэтому комбинация средств консервации может оказаться более успешной по сравнению с применением индивидуальных средств консервации.
Бактериоцины представляют собой антимикробные белки или пептиды, которые могут продуцироваться определенными бактериями, и могут уничтожать или ингибировать рост близкородственных бактерий. Наиболее важными являются бактериоцины, продуцируемые молочно-кислыми бактериями, поскольку они имеют большой потенциал в отношении консервации пищевых продуктов и контроля пищевых патогенов (Wessels и др., 1998.)
Наиболее известным бактериоцином является низин, который является единственным бактериоцином, разрешенным в настоящее время для применения в качестве пищевой добавки. Низин продуцируется при ферментации стартер-культуры молочно-кислой бактерии Lactococcus lactis subsp. lactis, и поступает в продажу в виде коммерческого продукта, представляющего собой экстракт, Nisaplin Natural Antimicrobial (фирма Danisco). Низин имеет необычно широкий для бактериоцинов спектр антимикробного действия, он обладает активностью в отношении большинства грамположительных бактерий (например, видов p.p. Bacillus, Clostridium, Listeria, молочно-кислых бактерий). В норме он не обладает эффективностью в отношении грамотрицательных бактерий, дрожжей и плесневых грибов. Низин разрешен во всем мире для применения в качестве консерванта для пищевых продуктов, однако уровни его применения и санкционированные применения в пищевых продуктах строго регулируются, варьируя от страны к стране.
В настоящее время описаны другие бактериоцины, которые потенциально можно применять в качестве консервантов для пищевых продуктов например, педиоцин, лактицин, сакацин, лактококцин, энтерокоцин, плантарицин, леукоцин. Они также обладают активностью, хотя, как правило, отличаются существенно более узким спектром активности в отношении грамположительных бактерий. Их применение в пищевых продуктах в настоящее время ограничено производством бактериоцина in situ, т.е. при росте организма-продуцента в пищевых продуктах.
α
LAE (который обозначают также как Mirenat-N, лауриновый аргинат (аргинат лауриновой кислоты), моногидрохлорид этилового эфира N-лауроил-L-аргинина и этиловый эфир лаурамида аргинина) представляет собой молекулу катионогенного поверхностно-активного вещества, химически синтезированную с использованием встречающихся в естественных условиях компонентов; лауриновой кислоты, этанола и L-аргинина. Его химическая структура представлена ниже
Установлено, что LAE обладает уникально широким спектром антимикробной активности (1), и было продемонстрировано, что он сохраняет свою активность при значениях pH 3-7. LAE является термостабильным в процессе тепловой обработки пищи и в порошкообразной форме имеет срок годности два года. Субстанция является водорастворимой, т.е. является активной в водной фазе, в которой обитает большинство микроорганизмов. LAE поступает в продажу в виде 10%-ного раствора в пропиленгликоле (пропиленгликоль имеет также статус GRAS (общепризнан безопасным)).
LAE имеет ограничения по меньшей мере, связанные с тем, что он осаждается в чаях, виноградных и яблочных фруктовых напитках, он может приводить к потере вкусовых качеств (придает горький вкус) и он подвержен ферментативному расщеплению в свежем мясе.
+
+
LAE оказывает антимикробное действие на уровне цитоплазматической мембраны, изменяя мембранный потенциал, что определяют путем оценки трансмембранного потока ионов (K и Н), и вызывая структурные изменения мембраны, что определяют с помощью электронной микроскопии и флуоресцентной микроскопии, но не приводит к полному разрушению клеток (5).
LAE оценен FDA и классифицирован как GRAS (9), и USDA разрешило его применение для обработки мяса и птицы (10) Все исследования LAE и продуктов его гидролиза позволили установить, что потребление человеком LAE при его применении в качестве консерванта для пищевых продуктов и контакт человека с LAE при его применении в качестве консерванта для косметических средств являются безопасными.
Существует все возрастающая потребность в разработке экономических, натуральных и эффективных систем консервации, которые удовлетворяли бы государственным требованиям к удобным, натуральным, безопасным, здоровым высококачественным продуктам с гарантированным сроком годности. С целью удовлетворения этой потребности можно применять в качестве консервантов для пищевых продуктов бактериоцины, такие как низин. Низин представляет собой безопасный натуральный консервант, имеющий статус GRAS. Сохраняется также потребность в обеспечении защиты от микробов с использованием бактериоцинов в более низких количествах. Таким образом, требуется создание новых бактериоцинов или новых более эффективных комбинаций бактериоцинов.
Одним из объектов настоящего изобретения является композиция, содержащая
(а) антимикробное соединение формулы
1
2
-
-
-
-
-
4
в которой R обозначает цепь жирной кислоты; R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода; n обозначает целое число от 0 до 10; X выбран из Br, I, Cl и HSO ,
(б) антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis], экстракта хмеля [Humulus lupulus L.], экстракта виноградной кожуры, экстракта виноградных косточек, экстракта Ува-Урси (экстракт толокнянки обыкновенной (медвежье ушко) Arctostaphylos uva-ursi) и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций.
Одним из объектов настоящего изобретения является способ предупреждения и/или ингибирования роста, и/или уничтожения микроорганизма в материале, заключающийся в том, что приводят в контакт материал с
(а) антимикробным соединением формулы
,
1
2
-
-
-
-
-
4
в которой R обозначает цепь жирной кислоты; R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода; n обозначает целое число от 0 до 10; X выбран из Br, I, Cl и HSO ,
(б) антимикробным продуктом, выбранным из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis], экстракта хмеля [Humulus lupulus L.], экстракта виноградной кожуры, экстракта виноградных косточек, экстракта Ува-Урси и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, экстракта чая [Camellia sinensis], экстракта хмеля [Humulus lupulus L.], экстракта виноградной кожуры, экстракта виноградных косточек, экстракта Ува-Урси и их комбинаций.
Одним из объектов настоящего изобретения является применение
(а) антимикробного соединения формулы
1
2
-
-
-
-
-
4
в которой R обозначает цепь жирной кислоты; R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода; n обозначает целое число от 0 до 10; X выбран из Br, I, Cl и HSO , и
(б) антимикробного продукта, выбранного из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis], экстракта хмеля [Humulus lupulus L.], экстракта виноградной кожуры, экстракта виноградных косточек, экстракта Ува-Урси и их комбинаций, для предупреждения и/или ингибирования роста, и/или уничтожения микроорганизма в материале. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций.
Одним из объектов настоящего изобретения является набор, предназначенный для приготовления композиции, предлагаемой в изобретении, где набор содержит (а) антимикробное соединение формулы
;
1
2
-
-
-
-
-
4
в которой R обозначает цепь жирной кислоты; R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода; n обозначает целое число от 0 до 10; X выбран из Br, I, Cl и HSO , (б) антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis], экстракта хмеля [Humulus lupulus L.], экстракта виноградной кожуры, экстракта виноградных косточек, экстракта Ува-Урси и их комбинаций; в индивидуальных упаковках или контейнерах; необязательно в сочетании с инструкциями по смешению и/или приведению в контакт, и/или применению. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций.
Одним из объектов настоящего изобретения является продукт питания, содержащий антимикробную аддитивную композицию, содержащую (а) антимикробное соединение формулы
;
1
2
-
-
-
-
-
4
в которой R обозначает цепь жирной кислоты; R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода; n обозначает целое число от 0 до 10; X выбран из Br, I, Cl и HSO ,
(б) антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis], экстракта хмеля [Humulus lupulus L.], экстракта виноградной кожуры, экстракта виноградных косточек, экстракта Ува-Урси и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций.
Одним из объектов настоящего изобретения является материал с антимикробной защитой, который представляет собой (I) материал, который подлежит защите от роста микробов, и (II) антимикробную аддитивную композицию, содержащую (а) антимикробное соединение формулы
;
1
2
-
-
-
-
-
4
в которой R обозначает цепь жирной кислоты; R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода; n обозначает целое число от 0 до 10; X выбран из Br, I, Cl и HSO ,
(б) антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis], экстракта хмеля [Humulus lupulus L.], экстракта виноградной кожуры, экстракта виноградных косточек, экстракта Ува-Урси и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций.
Другие объекты изобретения указаны в настоящем описании и в прилагаемой формуле изобретения.
Настоящее изобретение относится к обладающей синергетическим действием комбинации компонентов, предназначенной для предупреждения и/или ингибирования роста, и/или уничтожения микроорганизмов в материале, таком как продукт питания. Указанная комбинация компонентов позволяет применять более низкие уровни антимикробного продукта для обеспечения эффективного действия и предупреждения развития толерантности к антимикробному продукту. Это особенно важно в случае обработки пищевых продуктов, когда снижение дозы и/или противодействие развитию толерантности являются желательными с коммерческой точки зрения и с позиций удовлетворения установленным правилам.
Для облегчения понимания эти и другие объекты настоящего изобретения обсуждены ниже в соответствующих озаглавленных разделах. Однако данные, представленные в каждом разделе, не обязательно следует рассматривать как ограничивающие.
Предпочтительные объекты изобретения
Антимикробное соединение
Настоящее изобретение относится к антимикробному соединению формулы
;
1
2
-
-
-
-
-
4
в которой R обозначает цепь жирной кислоты; R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода; n обозначает целое число от 0 до 10; X выбран из Br, I, Cl и HSO .
1
1
1
R может обозначать линейную или разветвленную цепь жирной кислоты. R может обозначать разветвленную цепь жирной кислоты. R предпочтительно обозначает линейную цепь жирной кислоты.
1
1
1
Цепь жирной кислоты (линейная или разветвленная) R может представлять собой цепь ненасыщенной жирной кислоты или может представлять собой алкильную цепь насыщенной жирной кислоты. Предпочтительно R обозначает алкильную цепь жирной кислоты с насыщенной цепью. В одном из предпочтительных объектов изобретения R обозначает алкильную цепь жирной кислоты с линейной насыщенной цепью.
1
2
р
3
В одном из предпочтительных объектов изобретения цепь жирной кислоты/R обозначает следующую группу -С(=O)-(СН)-СН, в которой р имеет значение от 2 до 20.
В одном из предпочтительных объектов изобретения р имеет значение от 4 до 18, более предпочтительно р имеет значение от 6 до 16, более предпочтительно р имеет значение от 8 до 14, более предпочтительно р имеет значение от 8 до 12, более предпочтительно р обозначает 10.
2
2
2
R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода. В одном из предпочтительных объектов изобретения R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 8 атомов углерода, например, линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 4 атомов углерода, или линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет 1, 2 или 3 атома углерода. В наиболее предпочтительном объекте изобретения R обозначает этильный остаток.
2
2
В другом предпочтительном объекте изобретения R обозначает алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода. В другом предпочтительном объекте изобретения R обозначает линейный алкильный остаток, который имеет от 1 до 8 атомов углерода, например, линейный алкильный остаток, который имеет от 1 до 4 атомов углерода или линейный алкильный остаток, который имеет 1, 2 или 3 атома углерода.
В общей формуле
n обозначает целое число от 0 до 10. Предпочтительно n обозначает целое числе от 0 до 6, более предпочтительно n обозначает целое число от 1 до 4. В наиболее предпочтительном варианте осуществления изобретения n обозначает 3.
В общей формуле
-
-
-
-
-
-
-
4
X выбран из Br, I, Cl и HSO . Предпочтительно X обозначает Cl.
Таким образом, в одном из предпочтительных объектов изобретения соединение, предназначенное для применения согласно настоящему изобретению, имеет формулу
В наиболее предпочтительном объекте изобретения антимикробное соединение представляет собой соединение формулы
-
-
-
-
-
4
в которой X выбран из Br, I, Cl и HSO .
В наиболее предпочтительном объекте изобретения антимикробное соединение представляет собой соединение формулы
Предпочтительно указанное соединение представляет собой указанное выше соединение LAE.
Антимикробное соединение может присутствовать в любом количестве, которое обеспечивает требуемое микробицидное или микробиостатическое действие. Это действие, как правило, должно проявляться в отношении конечного материала, в котором необходимо ингибировать рост микробов. Таким образом, когда настоящее изобретение относится к аддитивной композиции, содержащей антимикробное соединение, то оно может присутствовать в таком количестве, что когда композицию добавляют в материал, подлежащий «защите» в указанном количестве, то антимикробное соединение присутствует в подлежащем защите материале в количестве, которое обеспечивает требуемое микробицидное или микробиостатическое действие.
В одном из объектов изобретения антимикробное соединение присутствует в количестве, которое обеспечивает микробицидное или микробиостатическое действие.
В одном из объектов изобретения композиция представляет собой антимикробную аддитивную композицию. В этих и других объектах изобретения предпочтительно композиция содержит антимикробное соединение в количестве, составляющем по меньшей мере 0,5% в пересчете на композицию. Антимикробное соединение может присутствовать в количестве, составляющем по меньшей мере 1% в пересчете на композицию. Антимикробное соединение может присутствовать в количестве, составляющем по меньшей мере 2% в пересчете на композицию. Антимикробное соединение может присутствовать в количестве, составляющем по меньшей мере 5% в пересчете на композицию. Антимикробное соединение может присутствовать в количестве, составляющем по меньшей мере 10% в пересчете на композицию. Кроме того, антимикробное соединение может присутствовать в количестве, составляющем по меньшей мере 15 мас.% в пересчете на массу композиции.
Антимикробный продукт
Как указано в настоящем описании, в настоящем изобретении используют антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis], экстракта хмеля [Humulus lupulus L.], экстракта виноградной кожуры, экстракта виноградных косточек, экстракта Ува-Урси и их комбинаций. Предпочтительно применяют антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов, экстракта чая [Camellia sinensis], экстракта хмеля [Humulus lupulus L.], экстракта виноградной кожуры, экстракта виноградных косточек, экстракта Ува-Урси и их комбинаций. Предпочтительно применяют антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций. Предпочтительно применяют антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций.
Антимикробный продукт может присутствовать в любом количестве, которое необходимо для обеспечения микробицидного или микробиостатического действия. Это действие может, как правило, должно проявляться в отношении конечного материала, в котором должен ингибироваться рост микробов. Таким образом, когда настоящее изобретение относится к аддитивной композицию, содержащую антимикробный продукт, то он может присутствовать в таком количестве, что когда композицию добавляют в материал, подлежащий «защите» в указанном количестве, то антимикробный продукт присутствует в подлежащем защите материале в количестве, которое обеспечивает требуемое микробицидное или микробиостатическое действие.
В одном из объектов изобретения антимикробный продукт присутствует в количестве, которое обеспечивает микробицидное или микробиостатическое действие.
В одном из объектов изобретения композиция представляет собой антимикробную аддитивную композицию. В этих и других объектах изобретения предпочтительно композиция содержит антимикробный продукт в количестве, составляющем по меньшей мере 10% в пересчете на композицию. Антимикробный продукт может присутствовать в количестве, составляющем по меньшей мере 20% в пересчете на композицию. Антимикробный продукт может присутствовать в количестве, составляющем по меньшей мере 30% в пересчете на композицию. Антимикробный продукт может присутствовать в количестве, составляющем по меньшей мере 40% в пересчете на композицию. Антимикробный продукт может присутствовать в количестве, составляющем по меньшей мере 50% в пересчете на композицию. Антимикробный продукт может присутствовать в количестве, составляющем по меньшей мере 60% в пересчете на композицию. Антимикробный продукт может присутствовать в количестве, составляющем по меньшей мере 70% в пересчете на композицию. Кроме того, антимикробный продукт может присутствовать в количестве, составляющем по меньшей мере 80 мас.% в пересчете на композицию.
Количество антимикробного соединения и количество антимикробного продукта может зависеть от типа обработки, для которой подлежит использовать систему, микроорганизма, против которого направлено действие, и/или выбора антимикробного продукта. Количества и соотношения антимикробного соединения и антимикробного продукта представлены ниже с учетом применяемого антимикробного продукта:
- когда антимикробный продукт представляет собой лантиониновый бактериоцин (предпочтительно низин), то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 30-70 мас.% в пересчете на массу всей композиции, а антимикробное соединение присутствует в количестве 70-30 мас.% в пересчете на массу всей композиции;
- когда антимикробный продукт представляет собой лантиониновый бактериоцин (предпочтительно низин), то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 30-70 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта, а антимикробное соединение присутствует в количестве 70-30 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта;
- когда антимикробный продукт представляет собой лантиониновый бактериоцин (предпочтительно низин), то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 40-60 мас.% в пересчете на массу всей композиции, а антимикробное соединение присутствует в количестве 60-40 мас.% в пересчете на массу всей композиции;
- когда антимикробный продукт представляет собой лантиониновый бактериоцин (предпочтительно низин), то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 40-60 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта, а антимикробное соединение присутствует в количестве 60-40 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта;
- когда антимикробный продукт представляет собой лантиониновый бактериоцин (предпочтительно низин), то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве примерно 50 мас.% в пересчете на массу всей композиции, а антимикробное соединение присутствует в количестве примерно 50 мас.% в пересчете на массу всей композиции;
- когда антимикробный продукт представляет собой лантиониновый бактериоцин (предпочтительно низин), то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве примерно 50 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта, а антимикробное соединение присутствует в количестве примерно 50 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт чая, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 98-99,9 мас.% в пересчете на массу всей композиции, а антимикробное соединение присутствует в количестве 0,1-2 мас.% в пересчете на массу всей композиции;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт чая, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 98-99,9 мас.% в пересчете в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта, а антимикробное соединение присутствует в количестве 0,1-2 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт чая, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 98-99 мас.% в пересчете на массу всей композиции, а антимикробное соединение присутствует в количестве 1-2 мас.% в пересчете на массу всей композиции;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт чая, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 98-99 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта, а антимикробное соединение присутствует в количестве 1-2 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта;
- когда антимикробный продукт представляет собой макролидное антимикробное соединение (предпочтительно натамицин), то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 1-20 мас.% в пересчете на массу всей композиции, а антимикробное соединение присутствует в количестве 99-80 мас.% в пересчете на массу всей композиции;
- когда антимикробный продукт представляет собой макролидное антимикробное соединение (предпочтительно натамицин), то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 1-20 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта, а антимикробное соединение присутствует в количестве 99-80 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта;
- когда антимикробный продукт представляет собой макролидное антимикробное соединение (предпочтительно натамицин), то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 5-15 мас.% в пересчете на массу всей композиции, а антимикробное соединение присутствует в количестве 95-85 мас.%) в пересчете на массу всей композиции;
- когда антимикробный продукт представляет собой макролидное антимикробное соединение (предпочтительно натамицин), то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 5-15 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта, а антимикробное соединение присутствует в количестве 95-85 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта;
- когда антимикробный продукт представляет собой макролидное антимикробное соединение (предпочтительно натамицин), то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 8-12 мас.% в пересчете на массу всей композиции, а антимикробное соединение присутствует в количестве 92-88 мас.%) в пересчете на массу всей композиции;
- когда антимикробный продукт представляет собой макролидное антимикробное соединение (предпочтительно натамицин), то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 8-12 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта, а антимикробное соединение присутствует в количестве 92-88 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта;
- когда антимикробный продукт представляет собой макролидное антимикробное соединение (предпочтительно натамицин), то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве примерно 10 мас.% в пересчете на массу всей композиции, а антимикробное соединение присутствует в количестве примерно 90 мас.% в пересчете на массу всей композиции;
- когда антимикробный продукт представляет собой макролидное антимикробное соединение (предпочтительно натамицин), то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве примерно 10 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта, а антимикробное соединение присутствует в количестве примерно 90 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт виноградных косточек, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 98-99,9 мас.% в пересчете на массу всей композиции, а антимикробное соединение присутствует в количестве 0,1-2 мас.% в пересчете на массу всей композиции;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт виноградных косточек, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 98-99,9 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта, а антимикробное соединение присутствует в количестве 0,1-2 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт виноградных косточек, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 98-99 мас.% в пересчете на массу всей композиции, а антимикробное соединение присутствует в количестве 1-2 мас.% в пересчете на массу всей композиции;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт виноградных косточек, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 98-99 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта, а антимикробное соединение присутствует в количестве 1-2 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт виноградной кожуры, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 98-99,9 мас.% в пересчете на массу всей композиции, а антимикробное соединение присутствует в количестве 0,1-2 мас.% в пересчете на массу всей композиции;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт виноградной кожуры, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 98-99,9 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта, а антимикробное соединение присутствует в количестве 0,1-2 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт виноградной кожуры, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 98-99 мас.% в пересчете на массу всей композиции, а антимикробное соединение присутствует в количестве 1-2 мас.% в пересчете на массу всей композиции;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт виноградной кожуры, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 98-99 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта, а антимикробное соединение присутствует в количестве 1-2 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт Ува-Урси, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 98-99,9 мас.% в пересчете на массу всей композиции, а антимикробное соединение присутствует в количестве 0,1-2 мас.% в пересчете на массу всей композиции;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт Ува-Урси, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 98-99,9 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта, а антимикробное соединение присутствует в количестве 0,1-2 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт Ува-Урси, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 98-99 мас.% в пересчете на массу всей композиции, а антимикробное соединение присутствует в количестве 1-2 мас.%» в пересчете на массу всей композиции;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт Ува-Урси, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 98-99 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта, а антимикробное соединение присутствует в количестве 1-2 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт хмеля, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 30-70 мас.% в пересчете на массу всей композиции, а антимикробное соединение присутствует в количестве 70-30 мас.% в пересчете на массу всей композиции;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт хмеля, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 30-70 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта, а антимикробное соединение присутствует в количестве 70-30 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт хмеля, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 40-60 мас.% в пересчете на массу всей композиции, а антимикробное соединение присутствует в количестве 60-40 мас.% в пересчете на массу всей композиции;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт хмеля, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве 40-60 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта, а антимикробное соединение присутствует в количестве 60-40 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт хмеля, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве примерно 50 мас.% в пересчете на массу всей композиции, а антимикробное соединение присутствует в количестве примерно 50 мас.% в пересчете на массу всей композиции;
- когда антимикробный продукт представляет собой экстракт хмеля, то предпочтительно антимикробный продукт присутствует в количестве примерно 50 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта, а антимикробное соединение присутствует в количестве примерно 50 мас.% в пересчете на общее количество антимикробного соединения и антимикробного продукта.
Лантиониновый бактериоцин
В одном из объектов изобретения лантиониновый бактериоцин выбирают из низина, сакацина и их смесей. Предпочтительно лантиониновый бактериоцин представляет собой низин. Таким образом, в одном из объектов изобретения антимикробный продукт выбирают из низина, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из низина, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций.
В одном из предпочтительных объектов изобретения антимикробный продукт представляет собой по меньшей мере низин. В одном из предпочтительных объектов изобретения антимикробный продукт состоит из низина.
Низин представляет собой содержащий лантионин бактериоцин (US 5691301), полученный из Lactococcus lactis subsp. lactis (прежнее название Streptococcus-lactis) (US 5573801). В предпочтительном объекте изобретения бактериоцин, применяемый согласно настоящему изобретению, представляет собой по меньшей мере низин.
Как описано в US 5573801, низин представляет собой полипептид бактериоцина, продуцируемого молочно-кислыми бактериями Lactococcus lactis subsp. lactis (прежнее название Streptococcus lactis, группа N).
«Низин» рассматривается как общее название, относящееся к нескольким близкородственным субстанциям, которые обозначают как низиновые производные А, В, С, D и Е (De Vuyst, L. и Vandamme Е.J. Nisin, a lantibiotic produced by Lactococcus lactis subsp. lactis: properties, biosynthesis, fermentation and applications. B: Bacteriocins of lactic acid bacteria. Microbiology, Genetics and Applications; под. ред. De Vuyst и Vandamme, изд-во Blackie Academic and Professional, London, 1994). Структура и свойства низина описаны также в статье Е. Lipinska, озаглавленной «Nisin and Its Applications)), 25th Proceedings of the Easter School in Agriculture Science at the University of Nottingham, 1976, cc.103-130 (1977), указанная статья включена в настоящее описание в качестве ссылки. В 1969 г.Объединенный экспертный комитет по пищевым добавкам ФАО/ВОЗ (FAO/WHO Joint Expert Committee on Food Additives) представил спецификации, касающиеся чистоты и идентичности низина (FAO/WHO Joint Expert Committee on Food Additives, 1969, Specifications for identity and purity of some antibiotics, 12-ый доклад, WHO Technical Report Series №.430). Этот комитет на основе обширного токсикологического тестирования признал, что низин является безопасным, и он разрешен для применения в качестве консерванта. Низин зарегистрирован как пищевая добавка под номером Е234 и классифицирован как GRAS (общепризнан безопасным) (Food and Drug Administration. Nisin preparation: Affirmation of GRAS status as a direct human ingredient, Federal Regulations 53, 1988, с.11247). Международная единица активности (далее в контексте настоящего описания ME) определена как 0,001 мг международного референс-препарата низина. Nisaplin Natural Antimicrobial является брендом концентрата низина, который содержит 1 миллион ME на 1 г, который поступает в продажу от фирмы Danisco.
Низин является признанным и востребованным пищевым консервантом с длинной историей, касающейся безопасности, эффективности при применении в пищевых продуктах. Опубликовано несколько обзоров, касающихся низина, например, Hurst 1981; 1983; Delves-Broughton, 1990; De Vuyst и Vandamme, 1994; Thomas и др., 2000; Thomas и Delves-Broughton, 2001). Низин описан свыше 50 лет назад и первым поступающим в продажу препаратом, созданным в 1953 г., был Nisaplin. Для низина характерно несколько особенностей, которые делают его особенно пригодным в качестве пищевой добавки. Он прошел обширное токсикологическое тестирование, которое продемонстрировало его безопасность. Он является термостойким, стабильным в кислых условиях и обладает эффективностью в отношении широкого спектра грамположительных бактерий. Он, как правило, не обладает эффективностью в отношении грамотрицательных бактерий, дрожжей и плесневых грибов, но описана его активность в отношении грамотрицательных бактерий и дрожжей в присутствии хелатирующих агентов (PCT/US 8902625. WO 89/12399). Низин является эффективным консервантом в пастеризованных и подвергнутых тепловой обработке пищевых продуктах (например, плавленый сыр, сыр, пастеризованное молоко, молочные десерты, крем, сыр маскарпоне (молодой мягкий сыр с добавлением сметаны или сливок) и другие молочные продукты, пудинги, такие как пудинг из крупки из твердой пшеницы, тапиоки и др., пастеризованная яичная масса, пастеризованные картофельные продукты, соевые продукты, небольшие высокие оладьи, маленькие оладьи, овсяные печенья, подвергнутые технологической обработке мясные продукты, напитки, супы, соусы, готовые блюда, затаренные в металлическую тару пищевые продукты, овощные напитки) и низко кислотные пищевые продукты, такие как заправка для салатов, соусы, майонез, пиво, вино и другие напитки.
Макролидные антимикробные соединения
В предпочтительном объекте изобретения антимикробный продукт содержит по меньшей мере макролидное антимикробное соединение. В предпочтительном объекте изобретения антимикробный продукт состоит из макролидного антимикробного соединения.
В предпочтительном объекте изобретения макролидное антимикробное соединение представляет собой по меньшей мере натамицин. В одном из предпочтительных объектов изобретения макролидное антимикробное соединение представляет собой натамицин.
Натамицин представляет собой полиеновый макролидный натуральный противогрибковый агент, который продуцируется в процессе ферментации бактерии Streptomyces natalensis. Натамицин (прежнее название пимарицин) обладает очень высокой эффективностью и избирательным механизмом действия в отношении очень широкого спектра обычных вызывающих порчу пищевых продуктов дрожжей и плесневых грибов, при этом ингибирование большинства штаммов происходит при концентрации натамицина 1-15 част./млн.
Натамицин разрешен для применения в качестве пищевого консерванта и его широко применяют в мире, прежде всего для поверхностной обработки сыра и высушенных ферментированных колбас. Он обладает несколькими преимуществами в качестве пищевого консерванта, такими как широкий спектр активности, эффективность при низких концентрациях, отсутствие к нему устойчивости и активность в широком диапазоне значений pH. Нейтральные водные суспензии натамицина являются достаточно стабильными, но натамицин обладает плохой стабильностью в кислых или щелочных средах, в присутствии света, оксидантов и тяжелых металлов. Например, натамицин можно применять в пастеризованном фруктовом соке для предупреждения порчи, вызываемой термостойкими плесневыми грибами, такими как Byssochlamys. Однако кислое значение pH сока стимулирует расщепление натамицина в процессе пастеризации, а также при хранении, если сок не хранят в холодильнике. Натамицин расщепляется также при обработке нагреванием при высоких температурах, таких, которые имеют место при выпекании хлебобулочных изделий в печи.
При экстремальных значениях pH, таких как значение pH ниже 4 или выше 10, натамицин быстро инактивируется с образованием различных типов продуктов расщепления. Кислотный гидролиз натамицина приводит к высвобождению неактивного аминосахара микозамина. Кроме того, реакции расщепления приводят к формированию димеров преимущественно с триеновой, а не с тетраеновой группой. Нагревание при низких значениях pH может приводить также к декарбоксилированию агликона. Щелочной гидролиз приводит к омылению лактона. Продукты как кислотного расщепления (апонатамицин, агликоновый димер и микозамин), так и щелочного расщепления или расщепления под воздействием УФ, являются даже более безопасными, чем натамицин в токсикологических тестах, но не обладают биологической активностью.
Экстракт чая
Как указано в настоящем описании, антимикробный продукт может содержать или представлять собой экстракт чая [Camellia sinensis]. Специалисту в данной области должно быть очевидно, что в контексте настоящего описания при всех ссылках на экстракт чая подразумевается экстракт из растения вида Camellia sinensis.
Специалисту в данной области должно быть очевидно, что под понятием «экстракт» или «экстракты» подразумевается любой компонент растения, который можно выделять из целого растения.
В предпочтительном объекте изобретения под понятием «экстракт» или «экстракты» чая подразумевается экстракт листьев растения или компонент, который можно выделять из листа целого растения.
В предпочтительном объекте изобретения антимикробный продукт представляет собой по меньшей мере экстракт чая. В одном из предпочтительных объектов изобретения антимикробный продукт состоит из экстракта чая.
В предпочтительном объекте изобретения экстракт чая представляет собой полифенол чая.
Предпочтительно экстракт чая представляет собой катехин. В наиболее предпочтительном объекте изобретения экстракт чая представляет собой соединение, выбранное из группы, включающей
и их смеси. Специалисту в данной области должно быть очевидно, что указанные выше соединения, которые в идеальном варианте выделяют из чайного растения, можно получать синтетическими путями. Таким образом, одним из объектов изобретения является композиция, предлагаемая в настоящем изобретении или предназначенная для применения согласно настоящему изобретению, которая содержит (а) антимикробное соединение формулы
1
2
-
-
-
-
-
4
в которой R обозначает цепь жирной кислоты; R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода; n обозначает целое число от 0 до 10; X выбран из Br, I, Cl и HSO ,
(б) антимикробный продукт, выбранный из
(I) лантиониновых бактериоцинов,
(II) макролидных антимикробных соединений,
(III) соединений, выбранных из группы, включающей
и их смеси; и
(IV) их комбинаций.
Еще одним объектом изобретения является композиция, предлагаемая в настоящем изобретении или предназначенная для применения согласно настоящему изобретению, которая содержит (а) антимикробное соединение формулы
1
2
-
-
-
-
-
4
в которой R обозначает цепь жирной кислоты; R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода; n обозначает целое число от 0 до 10; X выбран из Br, I, Cl и HSO ,
(б) антимикробный продукт, выбранный из
(I) лантиониновых бактериоцинов,
(II) соединений, выбранных из группы, включающей
и их смеси; и
(III) их комбинаций.
Экстракт хмеля
Как указано в настоящем описании, антимикробный продукт может содержать или представлять собой экстракт хмеля [Humulus lupulus L.]. Специалисту в данной области должно быть очевидно, что в контексте настоящего описания при всех ссылках на экстракт хмеля подразумевается экстракт из растения вида Humulus lupulus L.
Специалисту в данной области должно быть очевидно, что под понятием «экстракт» или «экстракты» подразумевается любой компонент растения, который можно выделять из целого растения.
В предпочтительном объекте изобретения антимикробный продукт представляет собой по меньшей мере экстракт хмеля. В одном из предпочтительных объектов изобретения антимикробный продукт состоит из экстракта хмеля.
В одном из предпочтительных объектов изобретения экстракт хмеля представляет собой альфа-кислоту хмеля (гумулон), бета-кислоты хмеля (лупулон), их производное или их смесь. Производные альфа-кислот хмеля (гумулоны) и бета-кислот хмеля (лупулоны) включают транс-гумупои, цис-гумулон, н-гумулон, транс-изогумулон, транс-изогумулон, транс-Rho-изогумулон, транс-тетрагидроизогумулон и транс-гексагидроизогумулон.
Структуры и пути синтеза этих производных представлены ниже.
<img file="00000012.tif" he="34" wi="39" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000013.tif" he="34" wi="39" img-content="undefined" img-format="tif" />
(1) бета-кислота
(2) альфа-кислота
лупулон
R=CH<sub>2</sub>CH(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>
гумулон
колупулон
CH(СН<sub>3</sub>)<sub>2</sub>
когумулон
адлупулон
CH(СН<sub>3</sub>)<sub>2</sub>СН<sub>2</sub>СН<sub>3</sub>
адгумулон
В одном из предпочтительных объектов изобретения экстракт хмеля представляет собой альфа-кислоту хмеля (гумулон), бета-кислоту хмеля (лупулон), транс-гумулон, цис-гумулон, н-гумулон, транс-изогумулон, цис-изогумулон, транс-Rho-изогумулон, транс-тетрагидроизогумулон и транс-гексагидроизогумулон или их смеси.
В начале 20 века Brown и Clubb впервые описали антисептические свойства хмеля. Наиболее важным компонентом хмеля, полученным из женского цветка растения хмеля Humulus lupulus L., являются так называемые горькие кислоты хмеля, которые обусловливают характерный горький вкус и устойчивость к воздействию микроорганизмов. Затем альфа-кислоты хмеля (гумулоны) и бета-кислоты хмеля (лупулоны), компоненты эфирных горьких смол хмеля, были идентифицированы в качестве соединений, обладающих выраженным антимикробным действием прежде всего в отношении грамположительных бактерий.
Экстракт виноградной кожуры
Как указано в настоящем описании, антимикробный продукт может содержать или представлять собой экстракт виноградной кожуры. Специалисту в данной области должно быть очевидно, что в контексте настоящего описания при всех ссылках на виноград подразумевается плод растений рода Vitis.
Специалисту в данной области должно быть очевидно, что под понятием «экстракт» или «экстракты» подразумевается любой компонент виноградной кожуры, который можно выделять из всей виноградной кожуры.
В одном из предпочтительных объектов изобретения антимикробный продукт представляет собой по меньшей мере экстракт виноградной кожуры. В одном из предпочтительных объектов изобретения антимикробный продукт состоит из экстракта виноградной кожуры.
Экстракт виноградных косточек
Как указано в настоящем описании, антимикробный продукт может содержать или представлять собой экстракт виноградных косточек. Специалисту в данной области должно быть очевидно, что в контексте настоящего описания при всех ссылках на виноград подразумевается плод растений рода Vitis.
Специалисту в данной области должно быть очевидно, что под понятием «экстракт» или «экстракты» подразумевается любой компонент виноградных косточек, который можно выделять из всей виноградной косточки.
В одном из предпочтительных объектов изобретения антимикробный продукт представляет собой по меньшей мере экстракт виноградных косточек. В одном из предпочтительных объектов изобретения антимикробный продукт состоит из экстракта виноградных косточек.
Экстракт винограда
Как должно быть очевидно специалисту в данной области, при создании настоящего изобретения установлено, что согласно изобретению можно использовать важные части винограда. Так, в широком смысле любая ссылка в настоящем описании на экстракт виноградных косточек или экстракт виноградной кожуры может рассматриваться как экстракт винограда. Под экстрактом винограда подразумевается экстракт плода растений рода Vitis. Специалисту в данной области должно быть очевидно, что под понятием «экстракт» или «экстракты» подразумевается любой компонент винограда, который можно выделять из всего винограда.
В одном из предпочтительных объектов изобретения антимикробный продукт представляет собой по меньшей мере экстракт винограда. В одном из предпочтительных объектов изобретения антимикробный продукт состоит из экстракта винограда.
Таким образом, в широком смысле изобретение относится к - композиции, которая содержит
(а) антимикробное соединение формулы
,
1
2
-
-
-
-
-
4
в которой R обозначает цепь жирной кислоты; R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода; n обозначает целое число от 0 до 10; X выбран из Br, I, Cl и HSO ,
(б) антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis], экстракта хмеля [Humulus lupulus L.], экстракта винограда, экстракта Ува-Урси и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций;
- способу предупреждения и/или ингибирования роста, и/или уничтожения микроорганизма в материале, заключающемуся в том, что приводят в контакт материал с (а) антимикробным соединением формулы
1
2
-
-
-
-
-
4
в которой R обозначает цепь жирной кислоты; R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода; n обозначает целое число от 0 до 10; X выбран из Br, I, Cl и HSO ; (6) антимикробным продуктом, выбранным из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis], экстракта хмеля [Humulus lupulus L.], экстракта винограда, экстракта Ува-Урси и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, экстракта чая [Camellia sinensis], экстракта хмеля [Humulus lupulus L.], экстракта винограда, экстракта Ува-Урси и их комбинаций;
- применению (а) антимикробного соединения формулы
1
2
-
-
-
-
-
4
в которой R обозначает цепь жирной кислоты; R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода; n обозначает целое число от 0 до 10; X выбран из Br, I, Cl и HSO , (б) антимикробного продукта, выбранного из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis], экстракта хмеля [Humulus lupulus L.], экстракта винограда, экстракта Ува-Урси и их комбинаций; для предупреждения и/или ингибирования роста, и/или уничтожения микроорганизма в материале. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций; - набору, предназначенному для приготовления композиции, предлагаемой в изобретении, где набор содержит: (а) антимикробное соединение формулы
1
2
-
-
-
-
-
4
в которой R обозначает цепь жирной кислоты; R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода; n обозначает целое число от 0 до 10; X выбран из Br, I, Cl и HSO , (б) антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis], экстракта хмеля [Humulus lupulus L.], экстракта винограда, экстракта Ува-Урси и их комбинаций; в индивидуальных упаковках или контейнерах; необязательно в сочетании с инструкциями по смешению и/или приведению в контакт, и/или применению. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций;
- продукту питания, содержащему антимикробную аддитивную композицию, содержащую (а) антимикробное соединение формулы
;
1
2
-
-
-
-
-
4
в которой R обозначает цепь жирной кислоты; R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода; n обозначает целое число от 0 до 10; X выбран из Br, I, Cl и HSO , (б) антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis], экстракта хмеля [Humulus lupulus L.], экстракта винограда, экстракта Ува-Урси и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций;
- материалу с антимикробной защитой, который представляет собой (I) материал, который подлежит защите от роста микробов, и (II) антимикробную аддитивную композицию, содержащую (а) антимикробное соединение формулы
;
1
2
-
-
-
-
-
4
в которой R обозначает цепь жирной кислоты; R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода; n обозначает целое число от 0 до 10; X выбран из Br, I, Cl и HSO , (б) антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis], экстракта хмеля [Humulus lupulus L.], экстракта винограда, экстракта Ува-Урси и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций. Экстракт Ува-Урси
Как указано в настоящем описании, антимикробный продукт может содержать или представлять собой экстракт Ува-Урси. Специалисту в данной области должно быть очевидно, что в контексте настоящего описания при всех ссылках на экстракт Ува-Урси подразумевается экстракт растения вида Arctostaphylos uva-ursi.
Специалисту в данной области должно быть очевидно, что растение вида Arctostaphylos uva-ursi относится к роду Arctostaphylos. Другие виды рода Arctostaphylos могут также обладать активностью, требуемой согласно настоящему изобретению. Так, в контексте изобретения в широком смысле при всех ссылках на экстракт Ува-Урси подразумевается экстракт растения рода Arctostaphylos.
Специалисту в данной области должно быть очевидно, что под понятием «экстракт» или «экстракты» подразумевается любой компонент растения, который можно выделять из целого растения.
Специалисту в данной области должно быть очевидно, что под понятием «экстракт» или «экстракты» Ува-Урси подразумевается любой компонент, который можно выделять из листа целого растения.
В предпочтительном объекте изобретения антимикробный продукт представляет собой по меньшей мере экстракт Ува-Урси. В одном из предпочтительных объектов изобретения антимикробный продукт состоит из экстракта Ува-Урси.
Одним из предпочтительных объектов настоящего изобретения является композиция, содержащая
(a) ,
(б) низин.
Одним из предпочтительных объектов настоящего изобретения является композиция, содержащая
(a) ,
(б) натамицин.
Одним из предпочтительных объектов настоящего изобретения является композиция, содержащая
(a) ,
б) соединение, выбранное из группы, включающей
и их смеси.
Одним из предпочтительных объектов настоящего изобретения является композиция, содержащая
(a)
(б) экстракт хмеля [Humulus lupulus L.].
Одним из предпочтительных объектов настоящего изобретения является композиция, содержащая
(a)
(б) экстракт виноградной кожуры.
Одним из предпочтительных объектов настоящего изобретения является композиция, содержащая
(a) ,
(б) экстракт виноградных косточек.
Одним из предпочтительных объектов настоящего изобретения является композиция, содержащая
(a) ,
(б) экстракт Ува-Урси.
Микроорганизмы
В контексте настоящего изобретения подразумевается, что понятие «антимикробный» означает наличие бактерицидного и/или бактериостатического, и/или фунтицидного, и/или фунгистатического, и/или вируцидного действия.
Под понятием «бактерицидное действие» подразумевается способность уничтожать бактериальные клетки.
Под понятием «бактериостатическое действие» подразумевается способность ингибировать рост бактерий, т.е. ингибировать рост бактериальных клеток.
Под понятием «фунгицидное действие» подразумевается способность уничтожать грибные клетки.
Под понятием «фунгистатическое действие» подразумевается способность ингибировать рост грибов, т.е. ингибировать рост грибных клеток.
Под понятием «вируцидное действие» подразумевается способность инактивировать вирус.
Понятие «микробные клетки» означает клетки бактерий или грибов, а понятие» микроорганизм» означает гриб (включая дрожжи) или бактерию.
В контексте настоящего изобретения подразумевается, что понятие «ингибирование роста микробных клеток» означает, что клетки находятся в состоянии отсутствия роста, т.е. они не могут размножаться.
Как указано выше, согласно настоящему изобретению можно предупреждать и/или ингибировать рост, и/или уничтожать микроорганизм в материале. Это может предусматривать замедление или прекращение роста микроорганизма, такого как бактерии, или уничтожение микроорганизма при контакте с композицией, предлагаемой в настоящем изобретении.
В одном из объектов изобретения антимикробное соединение и/или антимикробный продукт присутствуют в количестве, которое обеспечивает микробицидное или микробиостатическое действие.
В одном из объектов изобретения антимикробное соединение и антимикробный продукт присутствуют в количестве, которое обеспечивает микробицидное или микробиостатическое действие.
В одном из объектов изобретения антимикробное соединение и антимикробный продукт присутствуют в количестве, которое обеспечивает синергетическое микробицидное или микробиостатическое действие.
В одном из объектов изобретения антимикробное соединение и антимикробный продукт присутствуют в количестве, которое обеспечивает синергетическое микробицидное действие.
В предпочтительном объекте изобретения микробицидное или микробиостатическое действие означает бактерицидное или бактериостатическое действие.
Предпочтительным является бактерицидное или бактериостатическое действие в отношении грамположительных бактерий и грамотрицательных бактерий. Предпочтительным является бактерицидное или бактериостатическое действие в отношении грамположительных бактерий.
В предпочтительном объекте изобретения бактерицидное или бактериостатическое действие направлено против организма, выбранного из видов p.Bacillus, видов p.Clostridium, видов p.Listeria и видов p.Brochotrix.
В предпочтительном объекте изобретения бактерицидное или бактериостатическое действие направлено против организма, выбранного из грамположительных бактерий, с которыми ассоциирована(ы) порча пищевых продуктов или переносимые с пищей болезни, включая виды p.Bacillus, Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Listeria species, Listeria monocytogenes, молочно-кислые бактерии, вызывающие порчу продуктов молочно-кислые бактерии, Lactobacillus species, Staphylococcus aureus, виды p.Clostridium, С.sporogenes, С.tyrobutyricum.
В предпочтительном объекте изобретения бактерицидное или бактериостатическое действие веществ, предлагаемых в изобретении, в сочетании с хелатирующим агентом направлено против организма, выбранного из микроорганизмов, с которыми ассоциирована(ы) порча пищевых продуктов или переносимые с пищей болезни, включая дрожжи, плесневые грибы и грамотрицательные бактерии, такие как Escherichia coli, виды p.Salmonella и виды p.Pseudomonas.
В предпочтительном объекте изобретения бактерицидное или бактериостатическое действие направлено против организма, выбранного из Bacillus cereus 204, В. cereus Campden, В. cereus NCTC2599, В. subtilis Campden, штамма Clostridium sporogenes Campden, штамма Clostridium sporogenes 1.221, Clostridium sporogenes NCIMB1793, Listeria monocytogenes 272, L. monocytogenes NCTC12426, L. monocytogenes S23, Lactobacillus sake 272, Escherichia coli S15, E.coli CRA 109, Salmonella typhimurium S29, Pseudomonas fluorescens 3756.
В предпочтительном объекте изобретения бактерицидное или бактериостатическое действие направлено против Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes или их комбинаций.
В предпочтительном объекте изобретения бактерицидное или бактериостатическое действие направлено против Staphylococcus aureus.
В предпочтительном объекте изобретения бактерицидное или бактериостатическое действие направлено против Listeria monocytogenes.
Продукты питания
С помощью композиции, способа и применения, предлагаемых в настоящем изобретении, можно предупреждать и/или ингибировать рост, и/или уничтожать микроорганизм в любом материале. Однако в свете проблем, ассоциированных с порчей и загрязнением продуктов питания, и в свете конкретной эффективности композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, в продуктах питания, предпочтительно композиция представляет собой продукт питания или ее можно добавлять в продукт питания. Специалисту в данной области должно быть очевидно, что когда композиция, предлагаемая в настоящем изобретении, представляет собой продукт питания, то основные компоненты (а) антимикробное соединение и (б) антимикробный продукт могут уже присутствовать в продукте питания. Для этой цели можно использовать один или несколько путей. Например, их можно добавлять в форме композиции, которая содержит антимикробное соединение и антимикробный продукт. Два компонента можно добавлять в продукт питания последовательно. В одном из дополнительных объектов изобретения один или несколько компонентов могут образовываться in situ в продукте питания. Например, антимикробный продукт (такой как низин) может образовываться in situ в продукте питания в результате ферментации стартер-культуры молочно-кислой бактерии Lactococcus lactis subsp. lactis.
Настоящее изобретение может предусматривать также применение антимикробной композиции, указанной в настоящем описании, в пищевых и/или кормовых ферментативных композициях и изобретение может относиться к пищевым и/или кормовым композициям, которые содержат антимикробную композицию, указанную в настоящем описании. Указанные композиции могут содержать один или несколько дополнительных пищевых ингредиентов или добавок. При приготовлении антимикробной композиции, предлагаемой в изобретении, в виде пищевой и/или кормовой композиции композицию можно стабилизировать с целью пролонгированного хранения (в соответствующих условиях) перед применением для приготовления пищи и/или корма. Кроме того, антимикробная композиция, предлагаемая в настоящем изобретении, содержит антимикробные средства в форме, пригодной для безопасного применения для приготовления продуктов питания и/или кормов, или ингредиенты, предназначенные для применения для приготовления пищи и/или корма. Указанные композиции могут находиться в любой форме, такой как жидкая, полужидкая, кристаллическая форма, в форме солей или твердой/гранулированной форме.
В одном из объектов изобретения композиция, предлагаемая в настоящем изобретении, представляет собой антимикробную аддитивную композицию, пригодную для добавления к продукту питания.
Одним из объектов настоящего изобретения является продукт питания, содержащий антимикробную аддитивную композицию, содержащую (а) антимикробное соединение формулы
1
2
-
-
-
-
-
4
в которой R обозначает цепь жирной кислоты; R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода; n обозначает целое число от 0 до 10; X выбран из Br, I, Cl и HSO , (б) антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis], и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций.
Согласно настоящему изобретению можно защищать целый ряд продуктов питания. Типичными продуктами питания являются сырое мясо, подвергнутое тепловой обработке мясо, сырые птицепродукты, подвергнутые тепловой обработке птицепродукты, сырые морепродукты, подвергнутые тепловой обработке морепродукты, готовые блюда, соусы для пасты, пастеризованные супы, майонез, заправки для салатов, эмульсии типа масло-в-воде, маргарины, пасты с низким содержанием жира, эмульсии типа вода-в-масле, молочные продукты, сырные пасты, плавленый сыр, молочные десерты, молоко с вкусовыми наполнителями, крем, кисло-молочные продукты, сыры, масло, продукты на основе сгущенного молока, смеси для приготовления мороженого, соевые продукты, пастеризованная яичная масса, хлебобулочные изделия, кондитерские изделия, фруктовые продукты и пищевые продукты на жировой основе или имеющие содержащие воду наполнители.
Понятие «продукт питания» в контексте настоящего описания относится к субстанции, которая пригодна для потребления человеком и/или животным.
Предпочтительно «продукт питания» в контексте настоящего описания может означать продукт питания в форме, пригодной для потребления. Однако в альтернативном или дополнительном варианте понятие «продукт питания» в контексте настоящего описания может означать один или несколько пищевых материалов, которые применяют для приготовления продукта питания. Например, понятие «продукт питания» включает как выпеченные изделия, полученные из теста, так и тесто, применяемое для приготовления указанных выпеченных изделий.
Предпочтительным объектом настоящего изобретения является продукт питания, как он указан выше, где продукт питания выбирают из одного или нескольких следующих продуктов: яйца, продукты на основе яиц, включая (но, не ограничиваясь только ими) майонез, заправки для салатов, соусы, мороженое, яичный порошок, модифицированный яичный желток и изготовленные из него продукты; выпеченные изделия, включая хлеб, торты, продукты из сдобного теста, слоеного теста, взбитого теста, круглые пышки, пончики, бисквиты, крекеры и печенья; кондитерские изделия, включая шоколад, конфеты, карамели, халву, гумми (разновидность конфет), включая не содержащие сахара и содержащие сахар сладкие гумми, пористые гумми, мягкие пористые гумми, жевательную резинку и пудинги; замороженные продукты, включая шербет, предпочтительно замороженные молочные продукты, включая мороженое и молочное мороженое; молочные продукты, включая сыр, масла, молоко, кофейное мороженое, взбитые сливки, крем, молочные напитки и йогурты; муссы, взвитое мороженое на основе растительного масла, мясные продукты, включая подвергнутые технологической обработке мясные продукты; съедобные масла и жиры, аэрированные и неаэрированные взбитые продукты, эмульсии типа масло-в-воде, эмульсии типа вода-в-масле, маргарин, шортенинг (жиро-масляная масса) и пасты, включая пасты с низким и очень низким содержанием жира; заправки, майонез, составы для соусирования, соусы на кремовой основе, супы на кремовой основе, напитки, пряные эмульсии и соусы.
Продукт питания согласно настоящему изобретению может представлять собой «деликатесы», включая торты, мучные кондитерские изделия, кондитерские изделия, шоколад, фадж (молочные конфеты со свойствами помады) и т.п.
Согласно одному из объектов изобретения продукт питания согласно настоящему изобретению может представлять собой полуфабрикат из теста или выпеченный продукт, такой как хлеб, жареный продукт, легкую закуску, торты, пирожки, шоколадные печенья, печенья, лентовидные макаронные изделия, компоненты легкой закуски, такие как крекеры, крекеры из пшеничной муки, соленые баранки (колечки с кунжутом) и картофельные чипсы и пасту.
Согласно другому объекту изобретения продукт питания согласно настоящему изобретению может представлять собой пищевой продукт растительного происхождения, такой как мука, предварительно приготовленные смеси, масла, жиры, какао-масло, забеливатель для кофе, заправки для салатов, маргарин, пасты, арахисовое масло, шортенинги, мороженое, кулинарный жир.
Согласно другому объекту изобретения продукт питания согласно настоящему изобретению может представлять собой молочный продукт, включая масло, молоко, крем, сыр, такой как натуральный, плавленый сыр и имитации сыров в различных формах (включая нарезанные узкими полосками, в виде блока, нарезанные ломтиками или натертые), сливочный сыр, мороженое, замороженные десерты, йогурт, питьевые йогурты, жир масла, безводный молочный жир, другие молочные продукты. Согласно изобретению фермент может повышать стабильность жиров в молочных продуктах.
Согласно другому объекту изобретения продукт питания согласно настоящему изобретению может представлять собой пищевой продукт, содержащий ингредиенты животного происхождения, такие как рыба, морепродукты, подвергнутые технологической обработке мясные продукты, колбасы, ветчина, кулинарный жир, шортенинги.
Согласно другому объекту изобретения продукт питания согласно настоящему изобретению может представлять собой напиток фруктовый, смешанный фруктовый, овощной, пиво или вино.
Согласно другому объекту изобретения продукт питания согласно настоящему изобретению может представлять собой корм для животных. Предпочтительно корм для животных может представлять собой корм для домашней птицы.
В одном из объектов изобретения предпочтительно продукт питания выбирают из одного или нескольких следующих продуктов: яйца, продукты на основе яиц, включая майонез, заправки для салатов, соусы, мороженое, яичный порошок, модифицированный яичный желток и изготовленные из него продукты.
Предпочтительно согласно настоящему изобретению продукт питания представляет собой содержащий воду продукт питания. Предпочтительно продукт питания может включать 10-99% воды, предпочтительно 14-99%, предпочтительно 18-99% воды, предпочтительно 20-99%), предпочтительно 40-99%), предпочтительно 50-99%, предпочтительно 70-99%, предпочтительно 75-99%.
Антимикробную композицию можно вносить в продукт питания путем погружения или наносить на поверхность продукта питания либо путем распыления композиции на поверхность пищевого продукта, либо путем внесения композиции в отливку или покрытие или съедобные пленки.
Согласно следующему объекту изобретения композицию можно смешивать с продуктом питания.
Настоящее изобретение можно применять для защиты любого материла от роста или пролиферации микробов, однако настоящее изобретение не ограничено применением в продуктах питания. Таким образом, следующим объектом настоящего изобретения является материал с антимикробной защитой, который представляет собой (I) материал, который подлежит защите от роста микробов, и (II) антимикробную аддитивную композицию, содержащую (а) антимикробное соединение формулы
;
1
2
-
-
-
-
-
4
в которой R обозначает цепь жирной кислоты; R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет от 1 до 12 атомов углерода; n обозначает целое число от 0 до 10; X выбран из Br, I, Cl и HSO , (б) антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций.
Материал с антимикробной защитой можно выбирать из любого приемлемого материала или поверхности. Материал с антимикробной защитой можно выбирать из краски, адгезива, водного материала и воды.
Материал с антимикробной защитой может иметь твердую поверхность. Понятие «твердая поверхность» в контексте настоящего описания относится к любой поверхности, которая в основном не проницаема для микроорганизмов. Примерами твердых поверхностей являются поверхности из металла, например, нержавеющей стали, пластика, резины, пиломатериала, стекла, дерева, бумаги, текстиля, бетона, камня, мрамора, гипса и керамических материалов, на которые необязательно может быть нанесено покрытие, например, с помощью краски, эмали и т.п. Твердая поверхность может представлять собой также технологическое оборудование, например, стояк водяного охлаждения, осмотическую мембрану, установку для обработки воды, оборудование молочного завода, установку для обработки пищевых продуктов, установку для химического или фармацевтического процесса.
Продукт питания или материал с антимикробной защитой может содержать антимикробное соединение в количестве не более 2000 част./млн в пересчете на композицию. Например, продукт питания или материал с антимикробной защитой может содержать
- антимикробное соединение в количестве не более 1000 част./млн в пересчете на композицию или
- антимикробное соединение в количестве не более 500 част./млн в пересчете на композицию, или
- антимикробное соединение в количестве не выше 200 част./млн в пересчете на композицию, или
- антимикробное соединение в количестве не выше 100 част./млн в пересчете на композицию;
- экстракт чая в количестве не выше 20000 част./млн в пересчете на композицию;
- лантиониновый бактериоцин в количестве не выше 500 част./млн в пересчете на композицию;
- низин в количестве не выше 500 част./млн в пересчете на композицию;
- экстракт хмеля [Humulus lupulus L.] в количестве не выше 1000 част./млн в пересчете на композицию;
- экстракт хмеля [Humulus lupulus L.] в количестве не выше 500 част./млн в пересчете на композицию;
- экстракт хмеля [Humulus lupulus L.] в количестве не выше 50 част./млн в пересчете на композицию;
- экстракт виноградной кожуры в количестве не выше 5000 част./млн в пересчете на композицию;
- экстракт виноградной кожуры в количестве не выше 2500 част./млн в пересчете на композицию;
- экстракт виноградных косточек в количестве не выше ??? част./млн в пересчете на композицию;
- экстракт виноградных косточек в количестве не выше 2500 част./млн в пересчете на композицию;
- экстракт Ува-Урси [Arctostaphylos uva-ursi] в количестве не выше 5000 част./млн в пересчете на композицию;
- экстракт Ува-Урси [Arctostaphylos uva-ursi] в количестве не выше 2500 част./млн в пересчете на композицию.
В частности, продукт питания или материал с антимикробной защитой может содержать
- соединение
в количестве не выше 200 част./млн в пересчете на композицию и/или
- антимикробный продукт в количестве не выше 20000 част./млн в пересчете на композицию,
- антимикробный продукт в количестве не выше 10000 част./млн в пересчете на композицию,
- антимикробный продукт в количестве не выше 5000 част./млн в пересчете на композицию,
- антимикробный продукт в количестве не выше 2000 част./млн в пересчете на композицию,
- антимикробный продукт в количестве не выше 500 част./млн в пересчете на композицию,
- антимикробный продукт в количестве не выше 100 част./млн в пересчете на композицию,
- экстракт чая в количестве не выше 20000 част./млн в пересчете на композицию,
- низин в количестве не выше 500 част./млн в пересчете на композицию,
- макролидное антимикробное соединение в количестве не выше 100 част./млн в пересчете на композицию.
Дополнительные компоненты
Композиция, предлагаемая в настоящем изобретении, или композиция, которую можно применять согласно настоящему изобретению, может содержать один или несколько дополнительных компонентов. Однако в некоторых объектах изобретения предназначенная для защиты композиция, предлагаемая в настоящем изобретении (которую можно применять для добавления в продукт питания), не содержит дополнительных компонентов или не содержит дополнительных компонентов, которые фактически воздействуют на свойства композиции.
В предпочтительном объекте изобретения композиция дополнительно содержит эмульгатор. Предпочтительно эмульгатор выбирают из сложных эфиров полиоксиэтиленсорбитана (Е432-Е436), которые известны также как полисорбаты (например, Твин 80, Твин 20), моноглицеридов, диглицеридов, эфиров уксусной кислоты и моно- и диглицеридов, эфиров винной кислоты и моно- и диглицеридов и эфиров лимонной кислоты и моно- и диглицеридов.
В одном из дополнительных объектов изобретения композиция содержит также хелатор. Предпочтительно хелатор выбирают из ЭДТК, лимонной кислоты, монофосфатов, дифосфатов, трифосфатов и полифосфатов.
Другие приемлемые хелаторы описаны в US 5573801 и представляют собой карбоновые кислоты, поликарбоновые кислоты, аминокислоты и фосфаты. В частности, можно применять указанные ниже соединения и их соли, такие как:
уксусная кислота, аденин, адипиновая кислота, АДФ, аланин, бета-аланин, альбумин, аргинин, аскорбиновая кислота, аспарагин, аспарагиновая кислота, АТФ, бензойная кислота, н-масляная кислота, казеин, цитраконовая кислота, лимонная кислота, цистеин, дегидрауксусная кислота, десферри-феррихризин, десферри-феррихром, десферри-ферриоксамин Е, 3,4-дигидроксибензойная кислота, диэтилентриаминпентауксусная кислота (ДТПК), диметилглиоксим, 0,0-диметилпурпурогаллин, ЭДТК, муравьиная кислота, фумаровая кислота, глобулин, глюконовая кислота, глутаминовая кислота, глутаровая кислота, глицин, гликолевая кислота, глицилглицин, глицилсаркозин, гуанозин, гистамин, гистидин, 3-гидроксифлавон, инозин, трифосфат инозина, не содержащий железа феррихром, изовалериановая кислота, итаконовая кислота, койевая кислота, молочная кислота, лейцин, лизин, малеиновая кислота, яблочная кислота, метионин, метилсалицилат, нитрилотриуксусная кислота (НТК), орнитин, ортофосфат, щавелевая кислота, оксистеарин, бета-фенилаланин, фосфорная кислота, фитат, пимелиновая кислота, пивалиновая кислота, полифосфат, пролин, пропионовая кислота, пурин, пирофосфат, пировиноградная кислота, рибофлавин, салицилальдегид, салициловая кислота, саркозин, серии, сорбит, янтарная кислота, винная кислота, тетраметафосфат, тиосульфат, треонин, триметафосфат, трифосфат, триптофан, уридиндифосфат, уридинтрифосфат, н-валериановая кислота, валин и ксантозин.
Многие из вышеперечисленных секвестирующих агентов можно применять для технологической обработки пищевых продуктов в виде солей, которые, как правило, представляют собой соли щелочных металлов или щелочноземельных металлов, такие как соли натрия, калия или кальция или четвертичного аммония. Секвестирующие соединения с несколькими валентностями может оказаться целесообразно применять для регулирования значения pH или для избирательной интродукции или извлечения ионов металлов, например, в системе для нанесения покрытия на пищевой продукт. Дополнительную информацию о хелаторах можно почерпнуть в CRC Handbook of Food Additives, под ред. Т.Е. Furia, 2-ое изд., 1972, сс.271-294, изд-во Chemical Rubber Co., и Encyclopaedia of Food Science, под ред. M.S. Peterson и A.M. Johnson, изд-во AVI Publishing Company, Inc., 1978, cc.694-699, обе указанные статьи включены в настоящее описание в качестве ссылки.
Понятие «хелатор» означает органические или неорганические соединения, которые могут формировать координированные комплексы с металлами. Кроме того, понятие «хелатор» в контексте настоящего описания относится к капсулирующим молекулы соединениям, таким как циклодекстрин. Хелатор может быть неорганическим или органическим, но предпочтительно является органическим.
Предпочтительные хелаторы не обладают токсичностью для млекопитающих, к ним относятся аминополикарбоновые кислоты и их соли, такие как этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТК) или ее соли (прежде всего ди- и тринатриевые соли), и гидроксикарбоновые кислоты и их соли, такие как лимонная кислота. Однако согласно настоящему изобретению можно применять также хелаторы, которые представляют собой гидрокарбоновую кислоту, отличную от лимонной кислоты и цитрата, такие как уксусная кислота, муравьиная кислота, молочная кислота, винная кислота и их соли.
Как отмечалось выше, понятие «хелатор» определяют и применяют в контексте настоящего описания в качестве синонима секвестирующего агента и к ним относят также капсулирующие молекулы соединения, такие как циклодекстрин. Циклодекстрины представляют собой циклические углеводные молекулы, которые содержат шесть, семь или восемь глюкозных мономеров, организованных в виде колец, имеющих форму пончика, которые обозначают как альфа-, бета- или гамма-циклодекстрин соответственно. В контексте настоящего описания понятие циклодекстрин относится как немодифицированным, так и к модифицированным мономерам и полимерам циклодекстрина. Капсулирующие молекулы агенты на основе циклодекстрина поступают в продажу от фирмы American Maize-Products of Hammond, Ind. Циклодекстрин описан также в главе 11, озаглавленной «Industrial Applications of Cyclodextrin», J. Szejtli, cc.1984, 331-390 в: Inclusion Compounds, т.III, изд-во Academic Press, указанная глава включена в настоящее описание в качестве ссылки.
Предпочтительно хелатор повышает антимикробную активность и/или расширяет спектр антимикробного действия бактериоцина. Более предпочтительно хелатор повышает антимикробную активность и/или расширяет спектр антимикробного действия бактериоцина в отношении грамотрицательных бактерий и микроорганизмов.
В предпочтительном объекте изобретения композиция содержит также литический фермент. Предпочтительно литический фермент представляет собой лизоцим.
Способ
Как указано в настоящем описании, одним из объектов настоящего изобретения является способ предупреждения и/или ингибирования роста, и/или уничтожения микроорганизма в материале, заключающийся в том, что приводят в контакт материал с (а) антимикробным соединением формулы
,
1
в которой R обозначает цепь жирной кислоты;
2
R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет
от 1 до 12 атомов углерода;
n обозначает целое число от 0 до 10;
-
-
-
-
-
4
X выбирают из Br, I, Cl и HSO ,
(б) антимикробным продуктом, выбранным из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций. Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций.
Как указано в настоящем описании, одним из объектов настоящего изобретения является применение
(а) антимикробного соединения формулы
,
1
в которой R обозначает цепь жирной кислоты;
2
R обозначает линейный или разветвленный алкильный остаток, который имеет
от 1 до 12 атомов углерода;
n обозначает целое число от 0 до 10;
-
-
-
-
-
4
X выбирают из Br, I, Cl и HSO , и
(б) антимикробного продукта, выбранного из лантиониновых бактериоцинов, макролидных антимикробных соединений, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций, для предупреждения и/или ингибирования роста, и/или уничтожения микроорганизма в материале,
Предпочтительно антимикробный продукт выбирают из лантиониновых бактериоцинов, экстракта чая [Camellia sinensis] и их комбинаций.
В одном из объектов изобретения антимикробное соединение и антимикробный продукт добавляют к материалу одновременно друг с другом.
В одном из объектов изобретения антимикробное соединение и антимикробный продукт добавляют к материалу последовательно.
Таким образом, одним из объектов настоящего изобретения является предназначенная для предохранения от порчи (консервирования)/защиты композиция, которую можно добавлять к широкому разнообразию материалов, таких как пищевые системы, а другим объектом изобретения является комбинация двух различных продуктов, которые можно добавлять последовательно к материалам, таким как пищевые продукты.
В одном из объектов изобретения к материалу добавляют экстракт.
В одном из объектов изобретения к материалу добавляют бактериоцин.
В одном из объектов изобретения антимикробный продукт образуется in situ в материале. Предпочтительно бактериоцин представляет собой низин, бактериоцин может образовываться in situ в продукте питания в результате ферментации стартер-культуры молочно-кислой бактерии Lactococcus lactis subsp. lactis.
Другие расширенные объекты настоящего изобретения описаны ниже:
При создании изобретения было установлено, что при использовании комбинаций экстракта чая и антимикробного продукта, выбранного из лантиониновых бактериоцинов и макролидных антимикробных соединений, может иметь место синергизм.
Следующим объектом настоящего изобретения является композиция, которая содержит
(а) антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов и макролидных антимикробных соединений, предпочтительно по меньшей мере лантиониновый бактериоцин,
(б) экстракт чая [Camellia sinensis]. Предпочтительные объекты, представленные в настоящем описании касательно антимикробного продукта, выбранного из лантиониновых бактериоцинов и макролидных антимикробных соединений, и представленные в настоящем описании касательно экстракта чая, в равной степени относятся и к рассматриваемому объекту изобретения.
Следующим объектом настоящего изобретения является способ предупреждения и/или ингибирования роста, и/или уничтожения микроорганизма в материале, заключающийся в том, что материал приводят в контакт с
(а) антимикробным продуктом, выбранным из лантиониновых бактериоцинов и макролидных антимикробных соединений, предпочтительно по меньшей мере с лантиониновым бактериоцином,
(б) экстрактом чая [Camellia sinensis]. Предпочтительные объекты, представленные в настоящем описании касательно антимикробного продукта, выбранного из лантиониновых бактериоцинов и макролидных антимикробных соединений, и представленные в настоящем описании касательно экстракта чая, в равной степени относятся и к рассматриваемому объекту изобретения.
Следующим объектом настоящего изобретения является применение
(а) антимикробного продукта, выбранного из лантиониновых бактериоцинов и макролидных антимикробных соединений, предпочтительно по меньшей лантионинового бактериоцина, и
(б) экстракта чая [Camellia sinensis];
для предупреждения и/или ингибирования роста, и/или уничтожения микроорганизма в материале. Предпочтительные объекты, представленные в настоящем описании касательно антимикробного продукта, выбранного из лантиониновых бактериоцинов и макролидных антимикробных соединений, и представленные в настоящем описании касательно экстракта чая, в равной степени относятся и к рассматриваемому объекту изобретения.
Следующим объектом настоящего изобретения является набор, предназначенный для приготовления композиции, включающей (а) антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов и макролидных антимикробных соединений и (б) экстракта чая [Camellia sinensis], где набор содержит
(а) антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов и макролидных антимикробных соединений, предпочтительно по меньшей мере лантиониновый бактериоцин, и
(б) экстракт чая [Camellia sinensis];
в индивидуальных упаковках или контейнерах; необязательно в сочетании с инструкциями по смешению и/или приведению в контакт, и/или применению. Предпочтительные объекты, представленные в настоящем описании касательно антимикробного продукта, выбранного из лантиониновых бактериоцинов и макролидных антимикробных соединений, и представленные в настоящем описании касательно экстракта чая, в равной степени относятся и к рассматриваемому объекту изобретения.
Следующим объектом настоящего изобретения является продукт питания, содержащий антимикробную аддитивную композицию, содержащую (а) антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов и макролидных антимикробных соединений, предпочтительно по меньшей мере лантиониновый бактериоцин, и (б) экстракт чая [Camellia sinensis]. Предпочтительные объекты, представленные в настоящем описании касательно антимикробного продукта, выбранного из лантиониновых бактериоцинов и макролидных антимикробных соединений, и представленные в настоящем описании касательно экстракта чая, в равной степени относятся и к рассматриваемому объекту изобретения.
Следующим объектом изобретения является материал с антимикробной защитой, который представляет собой (I) материал, который подлежит защите от роста микробов, и (II) антимикробную аддитивную композицию, содержащую (а) антимикробный продукт, выбранный из лантиониновых бактериоцинов и макролидных антимикробных соединений, предпочтительно по меньшей мере лантиониновый бактериоцин, и (б) экстракт чая [Camellia sinensis]. Предпочтительные объекты, представленные в настоящем описании касательно антимикробного продукта, выбранного из лантиониновых бактериоцинов и макролидных антимикробных соединений, и представленные в настоящем описании касательно экстракта чая, в равной степени относятся и к рассматриваемому объекту изобретения.
Ниже настоящее изобретение описано более подробно с помощью прилагаемых чертежей, которые даны только в качестве примера.
На чертежах показано:
на фиг.1 - график;
на фиг.2 - график;
на фиг.3 - график;
на фиг.4 - график;
на фиг.5 - фотография агаровых пластин;
на фиг.6 - график;
на фиг.7 - график;
на фиг.8 - график; и
на фиг.9 - график.
Ниже настоящее изобретение описано более подробно с помощью приведенных ниже примеров.
Примеры
Методы определения минимальной подавляющей концентрации
2
3
4
3
620
620
Метод определения минимальной подавляющей концентрации (МПК) представлял собой разработанный для полуавтоматической системы оценки анализ, который осуществляли в 96-луночных планшетах с использованием жидкой среды и проводили согласно описанному ранее методу (7). Оценивали предполагаемую антимикробную субстанцию (AM) с точки зрения ее эффективности в отношении подавления роста набора индикаторных штаммов (таблица 2), используя широкий диапазон концентраций, для получения которых применяли /-кратные серийные разведения, начиная с 4,3-166 част./млн LAE (действующее вещество). После культивирования в течения ночи по 3 мл каждого штамма вносили в одну лунку, используя примерную плотность инокуляции 10-10 клеток/лунку. Применяли такие среды как CASO, MRS и YM (приложение 1). Штаммы инкубировали при 20°С, 25°С, 37°С и в аэробных/анаэробных условиях в зависимости от предпочтительных условий для конкретного штамма (приложение 1). В нулевой момент времени после добавления AM оценивали оптическую плотность (ОП) бактериальной культуры при 620 нм, а затем вновь оценивали ОП через 24 ч. Повышение значения ОП через 24 ч сравнивали с образцом, применяемым для контроля роста, для оценки того, обладает ли субстанция бактериостатическим действием, приводит к увеличению продолжительности лаг-фазы или не обладает никакой активностью, а также для определения значения МПК. МПК определяли как наименьшую концентрацию AM, которая может заметно ингибировать рост. Принимали, что субстанция обладает бактериостатическим действием, если рост, определяемый по значению ОП через 24 ч, был ниже или равен 20% относительно роста в контроле. Принимали, что субстанция обладает способностью увеличивать продолжительность лаг-фазы, если рост, определяемый по значению ОП через 24 ч, был ниже или равен 75% относительно роста в контроле. МБК (минимальная бактерицидная концентрация) (бактерицидное действие) определяли как наименьшую концентрацию AM, при которой у обработанного штамма не обнаружено роста при его переносе в пригодные свежие среды (CASO для бактерий, YM для дрожжей и плесневых грибов).
Для решения вопроса о том, обладает ли пропиленгликоль, который применяли в качестве растворителя для LAE, антимикробной активностью, определяли значения МПК для штаммов DCS 561, DCS 561 sp, DCS630, DCS 489, DCS 490, DCS 17, DCS 613, DCS 497, DCS 499, DCS 567, DCS 566, DCS 603 и HI 18 (таблица 2) с помощью описанного выше анализа. Использовали /3-кратные серийные разведения с 1,2 до 100 част./млн пропиленгликоля.
В приведенной ниже таблице представлены источники штаммов, указанных в настоящем описании
Методы определения фракционной подавляющей концентрации
А
А/Б
А
коэффициент
А
Б
коэффициент
Метод определения фракционной подавляющей концентрации (ФПК) также представляет собой анализ, который осуществляли в 96-луночных планшетах с использованием жидкой среды, применяя систему титрования методом «шахматной доски» (7, 8), используя по одному планшету для каждого штамма и наборы концентраций. Диапазоны концентраций антимикробных субстанций, применяемых для индивидуальных штаммов, перечислены в таблице 1. Среды для культивирования представлены в приложении 1. Значение ОП при 620 нм определяли в нулевой момент времени (в момент добавления штамма) и после 24-часового периода инкубации. Затем рассчитывали фракционные подавляющие концентрации (ФПК=МПК/МПК) для определения наличия синергетического, антагонистического или аддитивного действия комбинации двух субстанций. Строили график, который называют изоболограммой, для ФПК для каждой из двух субстанций относительно друг друга. Если точки расположены ниже линии y=х, то имеет место синергетическое действие, если точки расположены выше указанной линии, то имеет место антагонистическое действие, и если точки находятся на линии y=х, то имеет место аддитивное действие. Кроме того, затем рассчитывали ФПК-коэффициент следующим образом: ФПК=ФПК+ФПК, если ФПК ниже 1, то имеет место синергизм, если он выше 1, то имеет место антагонизм, если он равен 1, то имеет место аддитивное действие.
ФПК, определенные для LAE в комбинации с нисаплином и натамаксом, для указанных штаммов, представлены в таблице 1А и 1Б.
Таблица 1А:
Штаммы и диапазон концентраций, применяемых для определения ФПК в сочетании с нисаплином
Штаммы
Диапазон изученных концентраций LAE
Диапазон изученных концентраций нисаплина
Bacillus licheniformis DCS 561
0-50 част./млн (2/3-кратное серийное разведение)
0, 50, 90, 130, 170, 210, 250 част./млн
Listeria monocytogenes DCS 489
0, 50, 90, 130, 170, 210, 250 част./млн
Brochothrix thermosphacta DCS 780
0, 50, 90, 130, 170, 210, 250 част./млн
Clostridium sporogenes (sp) DCS 541
0, 50, 90, 130, 170, 210, 250 част./млн
Escherichia coli DCS 497
0, 250, 450, 650, 850, 1050, 1250 част./млн
Salmonella typhimurium DCS 218
0, 250, 450, 650, 850, 1050, 1250 част./млн
Clostridium sporogenes (sp) DCS 812
0, 31, 63, 125, 250, 375, 500 част./млн
Lactobacillus sakei DCS 608
0, 3, 5, 11, 21, 32, 43 част./млн
Таблица 1Б:
Штаммы и диапазон концентраций, применяемых для определения ФПК в сочетании с натамаксом
Штаммы
Диапазон изученных концентраций LAE
Диапазон изученных концентраций натамакса
Saccharomyces cerevisiae DCS 599
0-50 част./млн или 0-150 част./млн (2/3-кратное серийное разведение)
Zygosaccharomyces bailii DCS 538
Rhodotorula mucilaginosa H116
0, 0,625, 1,25, 2,5, 5, 7,5 и 10 част./млн
Rhodotorula glutinis DCS 606
Pichia anomala DCS 603
и
Kluyveromyces marxianus H118
Candida tropicalis DCS 604
0, 8, 12, 16, 20, 24, 30 част./млн
Debaromyces hansenii DCS 605
Penicillium commune DCS 539
Aspergillus parasiticus DCS 709
Результаты
Определение МПК
Из таблицы 2 и фиг.1 видно, что LAE обладает очень широким спектром ингибирующей активности, что характеризуется низкими значениями МПК для всего набора изученных грамположительных и грамотрицательных бактерий и дрожжей, и плесневых грибов. Значения МПК для LAE составляли от 4,3 до 73,8 част./млн, что сопоставимо со значениями МПК для низина. Кроме того, видно, что для большинства штаммов за исключением видов p.Lactobacillus значение МБК очень близко к значению МПК, это означает, что действие LAE по своему типу является немедленно летальным. Кроме того, примерно при МПК для всех видов выявлено действие, приводящее к увеличению продолжительности лаг-фазы.
Антимикробную активность растворителя для LAE, который в продукте Mirenat-N представляет собой пропиленгликоль, оценивали в отношении более узкого спектра как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий и дрожжей, и плесневых грибов. У пропиленгликоля не выявлено никакой антимикробной активности.
Результаты определения ФПК в сочетании с низином
Таблица 3:
Bacillus licheniformis DCS 561
Нисаплин част./млн
LAE част./млн
ФПК<sub>нисаплин</sub>
ФПК<sub>LAE</sub>
ФПК<sub>коэффициент</sub>
250
0
1,00
0,00
1
210
9,9
0,84
0,20
1
130
14,8
0,52
0,30
0,8
50
22,2
0,20
0,44
0,6
Из таблицы 3 и фиг.2 видно, что при определенных комбинациях концентраций существует синергетическое действие между низином и лауриновым аргинатом при воздействии на грамположительный штамм Bacillus licheniformis.
Таблица 4:
Listeria monocytogenes DCS 489
Нисаплин част./млн
LAE част./млн
ФПК<sub>нисаплин</sub>
ФПК<sub>LAE</sub>
ФПК<sub>коэффициент</sub>
250
0
1,00
0,00
1,00
210
1
0,84
0,02
0,86
170
4
0,68
0,04
0,72
130
5
0,52
0,09
0,61
90
15
0,36
0,30
0,66
50
22
0,20
0,44
0,64
0
50
0,00
1,00
1,00
Из таблицы 4 и фиг.3 видно, что существует выраженное синергетическое действие низина и лауринового аргината при воздействии на Listeria monocytogenes.
Таблица 5:
Brochothrix thermosphacta DCS 780
Нисаплин част./млн
LAE част./млн
ФПК<sub>нисаплин</sub>
ФПК<sub>LAE</sub>
ФПК<sub>коэффициент</sub>
210
0
1,00
0,00
1,00
90
22
0,43
0,44
0,87
50
33
0,24
0,67
0,90
Из таблицы 5 и фиг.4 видно, что имеет место тенденция к проявлению синергизма между нисаплином и LAE в отношении Brochothrix thermosphacta, но более вероятно обнаруженное действие является аддитивным.
Исследование проводили также с использованием штаммов Clostridium sporogenes (споры) DCS 541 и DSC 812 и при этом обнаружена тенденция к проявлению аддитивного действия (результаты не представлены).
Результаты определения ФПК в сочетании с натамицином
Использовали штаммы (дрожжи и плесневые грибы), перечисленные в таблице 1Б, для оценки комбинированного действия LAE и натамицина.
LAE
Mirenat-N представляет собой 10 мас.% раствор хлорида этилового эфира лаурамида аргинина (структура показано ниже) в пропиленгликоле.
Экстракты чая
Экспериментальный раздел
Таблица 6:
Перечень образцов
Обозначение продукта
Описание продукта
Фирма (для контакта)
Изученный диапазон концентраций [част/млн)
Название продукта
Название растения
Физические характеристики
Цвет
Лот/партия
МПК/МБК
10000
1500
ФПК
GT2
Camellia
Тонкоизмельченный
Е050580-2
Danisco
x
sinensis
порошок
TGP95-SK
(Guardian™)
GT3
экстракт
Е050580-3
x
чая
TGP80-SK
GT5
экстракт
Е050580-5
x
чая
TGP95-SK
А78
полифенолы
Светло-
612061
Taiyo powe
x
x
чая в
желтый
экстракте
чая (30%)
А79
полифенолы
Светло-
506133
x
x
чая в
желтый
экстракте
чая (90%)
А111
полифенолы
EUSA
x
x
x
чая в
Colors
экстракте
чая (80%)
Спектр ингибирования / анализ методом точечного нанесения на агар
Полифенолы чая растворяли или диспергировали до гомогенного состояния в питательном агаре до конечной концентрации 1% и 0,15%. По 3 мкл выращенной в течение ночи суспензий бактериальных клеток точечно наносили (с дублированием) на поверхность агара. Планшеты инкубировали в течение 48 ч при 37°С или 25°С. Наличие или отсутствие роста индивидуального штамма свидетельствует о ингибирующей активности натурального экстракта.
Метод определения минимальной подавляющей концентрации
2
3
4
3
Метод определения минимальной подавляющей концентрации (МПК) представляет собой разработанный для автоматической системы оценки анализ, который осуществляли в 96-луночных планшетах с использованием жидкой среды. Оценивали исследуемые растительные экстракты с точки зрения их эффективности в отношении подавления роста набора индикаторных штаммов (таблица 8), используя широкий диапазон концентраций (60-3333 част./млн), для получения которых применяли /-кратные серийные разведения. После культивирования в течения ночи по 3 мл каждый штамм вносили в одну лунку, используя плотность инокуляции, составлявшую примерно 10-10 клеток/лунку. Применяли такие среды как CASO, MRS и YM (приложение 2). Штаммы инкубировали при 20°С, 25°С, 37°С и в аэробных/анаэробных условиях в зависимости от предпочтительных условий для конкретного штамма (приложение 2).
620
620
В момент времени 0 после добавления растительного экстракта оценивали оптическую плотность (ОП) бактериальной культуры при 620 нм, а затем вновь оценивали ОП через 24 ч. Повышение значения ОП через 24 ч сравнивали с образцом, применяемым для контроля роста, для оценки обладает ли субстанция бактериостатическим действием, приводит ли к увеличению продолжительности лаг-фазы или не обладает никакой активностью, а также для определения значения МПК. МПК определяли как наименьшую концентрацию антимикробной субстанции, которая может заметно подавлять рост. Принимали, что субстанция обладает бактериостатическим действием, если рост, определяемый по значению ОП через 24 ч, был ниже или равен 20% относительно роста в контроле. Принимали, что субстанция обладает способностью увеличивать продолжительность лаг-фазы, если рост, определяемый по значению ОП через 24 ч, был ниже или равен 75% относительно роста в контроле.
После инкубации и проведения оценки (завершение определения МПК) определяли МБК (минимальная бактерицидная концентрация). Содержимое планшета, в котором определяли МПК (МПК-планшет) размножали в свежей среде, т.е. осуществляли дополнительную инкубацию в оптимальных для роста условиях.
Диапазон изученных концентраций образцов экстрактов чая:
2222 [част./млн]
1481
988
658
439
293
195
130
87
58
39
Методы определения фракционной подавляющей концентрации
Метод определения фракционной подавляющей концентрации (ФПК) также представлял собой анализ, который осуществляли в 96-луночных планшетах с использованием жидкой среды, применяя систему титрования методом «шахматной доски», используя по одному планшету для каждого штамма и серии концентраций. Диапазоны концентраций антимикробных субстанций, применяемых для индивидуальных штаммов, перечислены в таблице 7. Среды для культивирования представлены в приложении 2.
А
А/Б
А
Значение ОП при 620 нм определяли сначала в нулевой момент времени и после 24-часового периода инкубации. Сильное влияние тестируемой субстанции на оптическую плотность не позволяло непосредственно применять значения ОП для анализа ингибирующей активности. Поэтому, определяли значение ОП в t=0 ч и после 24-часовой инкубации содержимое этого планшета размножали в новом тест-планшете, содержащем среды для культивирования. Клон инкубировали в течение 24 ч и определяли оптическую плотность в качестве конечного показателя. Затем рассчитывали фракционные подавляющие концентрации (ФПК=МПК/МПК) для определения наличия синергетического, антагонистического или аддитивного действия комбинации двух субстанций. Определяли ФПК для Mirenat-N (LAE) в комбинации с А79 для 6 штаммов, представленных в таблице 7.
Строили график, который называют изоболограммой, для ФПК для каждой из двух субстанций относительно друг друга. Если точки расположены ниже линии y=х, то имеет место синергетическое действие, если точки расположены выше указанной линии, то имеет место антагонистическое действие, и если точки находятся на линии y=х, то имеет место аддитивное действие.
Результаты
Спектр ингибирующего действия, определенный методом точечного нанесения на агар
На фиг.6а-6д проиллюстрированы полученные результаты оценки ингибирующей активности индивидуальных растительных экстрактов (с повышенным содержанием общих полифенолов) в концентрациях 1 и 0,15% (мас./об.). Считается, что имеет место «ингибирование», когда индикаторный штамм не растет на агаровой пластинке, содержащей антимикробную субстанцию. Считается, что имеет место «подавление роста», если обнаружено заметное, но неполное ингибирование по сравнению с контрольной пластинкой. Считается, что имеет место «отсутствие ингибирования» в тех случаях, когда рост штамма сопоставим на контрольной и опытной пластинке (см. также фиг.5).
При использовании А78 и A111 в концентрации 1% обнаружен широкий спектр ингибирующей активности при анализе на грамположительных микроорганизмах. Применение веществ в более низкой концентрации (0,15%) во всех трех случаях приводило к потере активности.
В этом опыте продемонстрировано, что А79, который характеризуется наиболее высокой концентрацией общих полифенолов (90%), представлял собой экстракт чая, обладающий наиболее высокой антимикробной активностью. Профили, представленные на фиг.66, 6 г и 6д, свидетельствуют о наличии прямой корреляции между содержанием полифенолов и антимикробной активностью.
У А78, А79 и A111 не выявлено способности контролировать рост грамотрицательных бактерий или ингибировать дрожжи и плесневые грибы. Анализ минимальной подавляющей концентрации
А) Экстракты чая
Из таблицы 8 и фиг.7 видно, что три различных изученных экстракта чая имели близкие друг к другу значения МПК, находящиеся в пределах от 700 част./млн до 2200 част./млн. GT5 обладал наименее выраженной ингибирующей активностью. По сравнению с концентрациями Nisaplin, которые необходимы для достижения ингибирования роста, экстракты чая оказались минимум в 3 раза менее эффективными в отношении Listeria innocua и вплоть до 50 раз менее эффективными в отношении Lactobacillus curvatus. Аналогичные результаты получены при сравнении экстракта чая и экстракта розмарина.
Б) Полифенолы чая
Для полифенолов чая A111 и трех экстрактов чая обнаружены сопоставимые значения МПК в отношении тест-организма штамма DCS 561. Концентрации, необходимые для ингибирования Listeria innocua (DCS 17) оказались примерно в 1,5 раза более высокими при применении A111 по сравнению с экстрактами. Однако следует отметить, что значения МБК оказались сопоставимыми со значениями МПК, что могло приводить к указанным различиям (модификации методов, а также различные места проведения анализов приводят к различным схемам эксперимента и следовательно к определению МПК для экстрактов зеленого чая и определению МБК для полифенолов зеленого чая).
Подавляющая концентрация в отношении вызывающих порчу бактерий, таких как изученные штаммы Lactobacillus, вплоть до 10 раз превышает концентрацию в отношении Bacillus spp.
Проведенный в жидкой среде анализ ингибирования подтвердил, что растительные экстракты не обладали способностью ингибировать рост грамотрицательных бактерий. Не изучалась активность в отношении дрожжей и плесневых грибов.
Комбинаторный анализ
Для изучения возможности создания новых смесей с натуральными растительными экстрактами и другими антимикробными субстанциями осуществляли серию экспериментов по определению ФПК, в которых смешивали в различных концентрациях LAE или Nisaplin с полифенолами чая (А79). Эти результаты представлены в таблице 10.
У Mirenat-N при его применении в сочетании с полифенолом чая А79 обнаружен одинаковый уровень активности в отношении различных групп изученных микроорганизмов. Как и ожидалось, грамположительные бактерии оказались более чувствительными к действию смеси, чем грамотрицательные микроорганизмы и дрожжи соответственно, о чем свидетельствовали боле низкие значения МПК индивидуальных соединений, представленные в таблице 10.
Синергизм обнаружен между LAE и А79 в отношении таких тест-организмов, как Listeria monocytogenes (фиг.9а) и Staphylococcus aureus (фиг.9б). Для комбинации Mirenat-N и А79 (фиг.9в/9г) обнаружено аддитивное действие в отношении двух тестируемых грамотрицательных бактерий Salmonella typhimurium и Escherichia coli.
При использовании комбинации LAE и А79 в отношении дрожжей Saccharomyces cerevisae и Kluyveromyces marxianus взаимодействие не обнаружено.
Проведенный комбинаторный анализ A111 и Nisaplin выявил аддитивное действие при оценке в отношении Listeria monocytogenes и Clostridium sporogenes. Такое же действие выявлено при применении смеси Nisaplin/A79. Никакого благоприятного взаимодействия не выявлено для индикаторных штаммов Escherichia coli и Salmonella typhimurium. Ни Nisaplin, ни экстракты при их индивидуальном применении, ни изученная комбинация не обладали способностью ингибировать рост грамотрицательных бактерий. Комбинация Nisaplin с полифенолами чая не повышала антимикробную активность индивидуальных соединений в отношении Staphylococcus aureus.
Особенности взаимодействия LAE с А79 представлены для Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Salmonella typhimurium и Escherichia coli в виде изоболограмм ФПК на фиг.9а-9г. Степень обнаруженного синергизма или антагонизма описывается кривой, отклоняющейся от линии, соответствующей теоретическому аддитивному действию (ниже: синергизм; выше: антагонизм).
Экстракты хмеля, виноградных косточек, виноградной кожуры и Ува-Урси
Экспериментальный раздел
Консервирующую способность различных растительных экстрактов оценивали путем определения МПК с помощью метода микроразведений бульоном в отношении бактериальных и грибных микроорганизмов. Из трав и пряностей, которые по официальному признанию можно применять в качестве ингредиентов пищи, только у небольшой части продемонстрирована выраженная антимикробная активность. Во многих случаях концентрации антимикробных соединений в травах и пряностях являются слишком низкими, чтобы можно было их эффективно применять без побочных действий на сенсорные характеристики пищевого продукта.
Исследуемые штаммы
Коллекцию тест-организмов (см. приложение 2), включая штаммы бактерий как грамположительных (споры и вегетативные формы), так и грамотрицательных, а также штаммы грибов применяли для оценки антимикробных свойств опытных образцов. Выбирали штаммы, которые представлены несколькими большими группами. Все изученные виды, кроме Clostridia spp., относились к аэробным видам.
Растительные материалы
Растительные экстракты, которые использовали в этом эксперименте, получали из коммерческих источников (таблица 11). Все образцы хранили при комнатной температуре в темноте до проведения исследования.
Многие растительные экстракты не смешивались с водными буферами, применяемыми для анализов бактерицидного действия. Следует отметить, что в процессе получения суспензии некоторые экстракты разделялись медленнее других. Постоянное встряхивание до применения в качестве части процесса приготовления образца для суспендирования нерастворимых в воде ингредиентов было выбрано в качестве простого метода, почти соответствующему той процедуре, которую может выполнять процессор без дополнительного оборудования. Суспензии растительных экстрактов часто придавали средам выраженное окрашивание.
Таблица 11:
Изученные растительные экстракты
Обозначение продукта
Название продукта
Название растения
Цвет
Применение
Фирма
Функциональная активность
Продукты
Экстракт хмеля
AI05
NOVA (5% хмелевая кислота, тетрагидроизогумулон)
Humulus lupulus (Cannabaceae)
Желтый
Снижает образование летучих кислот, антимикробное действие
Напиток
Femto technologies
А106
Лупулит (30% экстракты
Humulus lupulus
Желтый
Антимикробное
Напиток
Femto
Обозначение продукта
Название продукта
Название растения
Цвет
Применение
Фирма
Функциональная активность
Продукты
хмеля)
(Cannabaceae)
действие
technologies
Экстракт плодов
А81
Ува-Урси 20%
Arctostaphylos uva ursi (Ericaceae)
Коричневый
Nutrafur
Экстракт винограда
А70
Grap' Active White Н (косточки белового винограда (80%))
Vitis vtnifera (Vitaceae)
Светло-коричневый
Антиоксидат
Молочный продукт, фрукты, диетический продукт
Ferco
А73
Grap' Active Seed М (экстракт виноградных косточек (90%))
Vitis vimfera (Vitaceae)
Рыжевато-коричневый
Антиоксидат
Молочный продукт, фрукты, диетический продукт
Ferco
А68
Grap' Active Red Н (кожура красного винограда (80%))
Vitis vimfera (Vitaceae)
Темный розовато-лиловый
Антиоксидат, краситель
Молочный продукт, фрукты, диетический продукт
Ferco
Результаты и их обсуждение Антимикробная активность
С помощью предварительного скрининга получали качественные результаты ('+' - ингибирование, '(+)' - подавление роста и '-' отсутствие ингибирования), которые обобщены в таблице 14. Для большинства растительных экстрактов обнаружена хорошая антибактериальная активность в отношении грамположительных бактерий. Не было выявлено ингибирование штаммов бактерий, принадлежащих к группе грамотрицательных бактерий, но присутствие растительных экстрактов оказывало на некоторые из них определенное воздействие.
Учитывая перспективную антимикробную активность в отношении грамположительных бактерий, осуществляли анализ МПК с использованием диапазона концентраций от 5 до 2000 част./млн для экстрактов хмеля и от 260 до 10000 част./млн для экстрактов винограда и экстракта Ува-Урси.
Значения МПК для экстрактов хмеля составляли от 5 до 60 част./млн для обоих экстрактов хмеля, а А105 (тетрагидроизогумулон) оказался несколько более эффективным, чем А106 (изогумулон) в отношении некоторых молочнокислых бактерий и штаммов Listeria. Установленные значения МПК оказались ниже по сравнению с МПК для Nisaplin, что свидетельствует о перспективности применения экстрактов хмеля в качестве натуральных антимикробных субстанций.
Экстракты, полученные из виноградных косточек, которые являются побочными продуктами при производстве вина и сока, содержат большие количества мономерных фенольных соединений и димерных, тримерных и тетрамерных процианидинов и, как известно, оказывают ряд благоприятных воздействий на здоровье человека при их применении в качестве натуральных антиоксидатов. Сравнение экстрактов из виноградных косточек (А73/А70) и виноградной кожуры (А68) продемонстрировало более выраженную ингибирующую активность экстрактов виноградных косточек. Корреляция между содержанием полифенолов и ингибирующей активностью продемонстрирована для А73 и А70. Более высокое содержание полифенолов в А73 приводило к некоторому повышению ингибирующей активности.
Установленная при создании изобретения антибактериальная активность растительных экстрактов согласуется в целом с результатами, полученным в проведенных ранее исследованиях. Для всех штаммов бактерий продемонстрирована определенная чувствительность к изученным растительным экстрактам. Это определено методом точечного нанесения на агар при использовании различных растительных экстрактов в концентрации <10000 част./млн (экстракт хмеля «NOVA» (А105); экстракт хмеля «Lupulite» (А106), экстракт виноградной кожуры (А68); экстракты виноградных косточек (А70 и А73) и экстракт Ува-Урси (А81)). Установлено, что экстракты хмеля обладали очень широким спектром ингибирующей активности, что характеризовалось низкими значениями МПК в отношении сего набора изученных грамположительных бактерий. Значения МПК для обоих изученных экстрактов хмеля составляли от 5 до 60 част./млн, а А105 (тетрагидроизогумулон) оказался несколько более эффективным, чем А106 (изогумулон) в отношении некоторых молочно-кислых бактерий и штаммов Listeria. Установленные значения МПК оказались ниже по сравнению с МПК для Nisaplin, что свидетельствует о перспективности применения экстрактов хмеля в качестве натуральных антимикробных субстанций.
Сравнение экстрактов из виноградных косточек (А73/А70) и виноградной кожуры (А68) продемонстрировало более выраженную ингибирующую активность экстрактов виноградных косточек. Корреляция между содержанием полифенолов и ингибирующей активностью продемонстрирована для А73 и А70. Более высокое содержание полифенолов в А73 приводило к некоторому повышению ингибирующей активности. Исследование растительных экстрактов в качестве натуральных соединений, обладающих способностью ингибировать пищевые и вызывающие порчу пищи патогены, индивидуально и в сочетании с другими антимикробными субстанциями, продемонстрировало с помощью нескольких комбинаторных анализов, например, наличие аддитивного действия в отношении Listeria monocytogenes и Staphylococcus aureus при объединении экстрактов хмеля с LAE. Тенденция к синергизму выявлена для смесей экстракта виноградной кожуры (А68) и виноградных косточек (А73) и экстрактов Ува-Урси (А81) соответственно при оценке в отношении Listeria monocytogenes.
Комбинаторный анализ
Для решения вопроса о возможности получать новые смеси натуральных растительных экстрактов и Mirenat-N (А 15) (в контексте настоящего описания обозначен как LAE), осуществляли серию экспериментов по определению ФПК, в которых оценивали эффективность комбинаций взятых в различных концентрациях экстрактов хмеля (А105; А106), экстрактов винограда (А68, А70; А73) и экстракта Ува-Урси (А81) (таблица 13) в отношении соответствующих индикаторных штаммов. Для LAE ранее продемонстрирован уникально широкий диапазон антимикробной активности, и установлено, что он сохранял свою активность при значениях pH от 3 до 7.
Результаты представлены в таблице 14.
3
4
А
А/Б
А
Метод определения фракционной подавляющей концентрации (ФПК) представляет собой анализ, который осуществляют в 96-луночных планшетах с использованием жидкой среды, применяя систему титрования методом «шахматной доски», который позволяет располагать различные концентрации каждой антимикробной субстанции вдоль различных осей (используя по одному планшету для каждого штамма и наборы концентраций). Значение ОП при 620 нм определяли в нулевой момент времени (в момент добавления штамма из расчета 10-10 КОЕ/мл)) и после 24-часового периода инкубации. Из-за сильного влияния экстрактов на среды содержимое планшета размножали в свежих средах (CASO-бульон; pH 6,0) и дополнительно инкубировали (24 ч). Затем рассчитывали фракционные подавляющие концентрации (ФПК=МПК/МПК) для определения наличия взаимодействия (синергетического, антагонистического или аддитивного) при совместном применении двух субстанций.
коэффициент
коэффициент
А
Б
коэффициент
Затем рассчитывали ФПК следующим образом: ФПК=ФПК+ФПК. Если коэффициент составляет от 0 до 0,9, то имеет место синергизм. Если значения ФПК находятся между 0,9 и 1,1, то имеет место аддитивное действие. Считается, что может иметь место антагонизм, если ФПК выше 1,1.
Для комбинации LAE и экстрактов хмеля (А105; А106) обнаружено аддитивное действие в отношении грамположительного тест-организма.
Тенденция к наличию синергизма выявлена для смесей экстракта виноградной кожуры (А68) и виноградных косточек (А73) при оценке в отношении Listeria monocytogenes. При применении комбинации LAE с другим экстрактом виноградных косточек А70 обнаружено аддитивное антимикробное действие индивидуальных компонентов. Различное поведение двух экстрактов виноградных косточек могло коррелировать с различным содержанием полифенолов в экстрактах.
Кроме того, благоприятное взаимодействие обнаружено для смеси LAE с Ува-Урси (А81) при оценке в отношении грамположительных индикаторных штаммов.
Заключение
Убедительно продемонстрированы антибактериальные свойства растительных экстрактов. Указанная активность позволяет предположить возможность их применения в качестве химиотерапевтических агентов, консервантов для пищевых продуктов и дезинфектантов. Изученные растительные продукты, вероятно, обладают эффективностью в отношении широкого спектра микроорганизмов, как патогенных, так и непатогенных. Наиболее выраженная антимикробная активность, о чем свидетельствуют низкие значения МПК, обнаружена для экстрактов хмеля.
Выявленные между LAE и некоторыми растительными экстрактами взаимодействия позволяют применять оба соединения в меньших количествах при их использовании с целью консервации пищевых продуктов.
Приложение 2
Все публикации, упомянутые выше в описании, включены в него в качестве ссылки. Различные модификации и вариации описанных методов и системы, предлагаемой в изобретении, которые не направлены на отклонение от объема и сущности изобретения, должны быть очевидны специалистам в данной области. Хотя изобретение описано со ссылкой на конкретные предпочтительные варианты осуществления, должно быть очевидно, что заявленная формула изобретения не должна быть ограничена указанными конкретными вариантами осуществления изобретения. Фактически подразумевается, что различные модификации указанных путей осуществления изобретения, которые очевидны специалистам в области химии, биологии, науке о пищевых продуктах или в родственных областях, подпадают под объем приведенной ниже формулы изобретения.