КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПОРЧИ ПЛЕСЕНЬЮ И ДРОЖЖАМИ, ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ И СОДЕРЖАЩИЕ ЕЕ ПРОДУКТЫ
COMPOSITION FOR PREVENTING DAMAGE BY MOULD AND YEASTS, ITS APPLICATION AND PRODUCTS CONTAINING THEREOF

Настоящее изобретение относится к композициям для предотвращения порчи плесенью и дрожжами, применению и содержащим ее продуктам.
Полученные промышленным способом, прошедшие технологическую обработку пищевые и кормовые продукты защищены от порчи микроорганизмами, такими как грибки и бактерии. В то время как влажные продукты, как правило, подвергаются автоклавированию, при котором пищевой или кормовой продукт подвергают тепловой обработке и помещают в консервную банку или контейнер для дополнительной стерилизации, и тепловая обработка инактивирует микроорганизмы, сухие продукты по существу не подвергаются риску роста микроорганизмов ввиду низкого содержания влаги и низкой активности воды, в частности, существует проблема с полувлажными пищевыми и кормовыми продуктами, такими как полувлажные кормовые продукты для домашних животных с содержанием влаги в пределах от около 10 до 40 масс.% и активностью воды в пределах от 0,60 до 0,90, в частности в пределах от 0,65 до 0,85. При таком содержании влаги порча продуктов вызывается главным образом плесенями и дрожжами, и эти микроорганизмы ухудшают органолептические свойства или в некоторых случаях продуцируют токсины.
Следовательно, в такие продукты, как правило, добавляют специфические антигрибковые композиции. Главным образом в предшествующем уровне техники используют антигрибковые композиции на основе сорбиновой кислоты, в частности сорбаты, или бензойной кислоты, в частности бензоаты. Однако для продления срока годности таких продуктов из предшествующего уровня техники известны другие микробиоциды.
Например, в EP 0762837B1 описывается улучшенный способ сохранения качества и/или стабилизации скоропортящихся продуктов, где поверхности продуктов и/или среда обработаны микробиоцидной композицией, включающей бензиловый спирт и по меньшей мере один микробиоцидно активный ароматизирующий агент GRAS (признанный полностью безопасным), где указанный ароматизирующий агент GRAS выбирают из конкретных спиртов, альдегидов, фенолов, ацетатов, кислот, аллицина, терпенов, ацеталей, полифенолов и эфирных масел. Однако эти композиции в обязательном порядке требуют присутствия бензилового спирта и не используются в качестве добавок к продуктам.
В EP 0785714 B1 описываются смеси органических кислот и диолов для антимикробных композиций.
В WO 2008/007245 A2 описывается консервирующая система для кормовых продуктов для домашних животных на основе по меньшей мере одного натурального консерванта, необязательно дополнительно включающая хелатирующий агент, который может представлять одну из конкретных органических кислот. В примерах, описанных в WO 2008/007245, показано воздействие этих натуральных консервирующих систем, которое в результате задерживает окисление жира. В этом документе из предшествующего уровня техники не показано или не описывается воздействие на рост микроорганизмов.
В WO 2009/063005 описываются пищевые продукты, включающие по меньшей мере один агент, вызывающий слюноотделение, предпочтительно органическая кислота, и по меньшей мере один охлаждающий агент, необязательно наряду с агентом, вызывающим покалывание, который может представлять растительный экстракт. Пищевые продукты оказывают усиленное освежающее воздействие на ротовую полость и умственные способности.
В WO 2005/018333 описываются композиции, включающие антимикробный низин и экстракт из растения семейства Labiatae или предпочтительно выбранный из розмарина, шалфея, орегано, майорана, мяты, мелиссы, ароматических трав и тимьяна.
В US 3658548 описывается композиция кормового продукта для домашних животных, включающая капроновую или каприловую кислоту для предотвращения роста плесени.
В WO 01/97799 описываются в качестве антимикробных агентов среднецепочечные жирные кислоты, такие как капроновая и каприловая кислоты.
Следовательно, объект настоящего изобретения относится к композиции для эффективной защиты пищевых или кормовых продуктов, в частности без ограничения, полувлажных кормовых продуктов для домашних животных от роста плесеней и дрожжей, которая эффективна по существу в низкой концентрации и дополнительно может оказывать положительное воздействие на вкусовую привлекательность. Объект настоящего изобретения относится к композиции для предотвращения порчи плесенями и дрожжами, включающей наряду с антигрибковыми агентами по меньшей мере одно соединение группы (a) и по меньшей мере одно соединение группы (b):
(a) органические кислоты, выбранные из группы, состоящей из каприловой кислоты, коричной кислоты, пропионовой кислоты, масляной кислоты, молочной кислоты, винной кислоты и фумаровой кислоты и их соли;
(b) растительные или фруктовые экстракты, масляные фазы растительных или фруктовых экстрактов и моновещества, полученные из таких экстрактов или масляных фаз.
В одном варианте воплощения настоящего изобретения растительный или фруктовый экстракт группы (b) выбирают из коричного экстракта, в частности коры коричного дерева или листьев коричного дерева, экстракта тимьяна, экстракта орегано, экстракта майорана, экстракта лемонграсса, экстракта кассии, экстракта герани, экстракта семян грейпфрута, экстракта клюквы и экстракта черники.
В другом варианте воплощения настоящего изобретения масляную фазу группы (b) выбирают из группы, состоящей из коричного масла, масла лемонграсса, масла тимьяна, масла лимонного мирта, масла орегано, масла чайного дерева и масла гвоздики.
Предпочтительно моновещество группы (b) выбирают из группы, состоящей из коричного альдегида, ванилина и функционального эквивалента их производных.
В предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения органическая кислота группы (a) представляет каприловую кислоту, коричную кислоту, пропионовую кислоту или одну или более их солей.
Дополнительно, компонент(ы) группы (a) и компонент(ы) группы (b) могут иметь массовое соотношение в пределах от 20:80 до 98,5:1,5, предпочтительно в пределах от 70:30 до 98,5:1,5.
Также настоящее изобретение относится к применению композиции, включающей наряду с антигрибковыми агентами, по меньшей мере одно соединение группы (a') и по меньшей мере одно соединение из группы (b), как указано в пунктах формулы изобретения 1-4, или содержащей по меньшей мере два соединения группы (b), как указанно в пунктах формулы изобретения 1-4, где группа (a') включает неразветвленные, разветвленные циклические, моно- или поливалентные органические кислоты, имеющие от 3 до 10 атомов углерода, необязательно гидрокси или оксо замещенные для защиты пищевых или кормовых продуктов от роста плесеней и дрожжей.
Предпочтительным применением является защита от роста плесеней и дрожжей кормовых продуктов для домашних животных, пищевых продуктов, кондитерских изделий или как часть упаковки для пищевого или кормового продукта для этой цели.
Предпочтительно органическую кислоту группы (a') выбирают из каприловой кислоты, коричной кислоты, левулиновой кислоты, яблочной кислоты, пропионовой кислоты, масляной кислоты, молочной кислоты, винной кислоты, аскорбиновой кислоты, фумаровой кислоты, лимонной кислоты и их солей.
Дополнительно, компонент(ы) группы (a') и компонент(ы) группы (b) могут иметь массовое соотношение в пределах от 20:80 до 98,5:1,5, предпочтительно в пределах от 70:30 до 98,5:1,5.
Дополнительно, настоящее изобретение относится к пищевому или кормовому продукту с содержанием в пределах от 0,01% до 2,5%, предпочтительно в пределах от 0,1% до 1,2%, наиболее предпочтительно в пределах от 0,25% до 0,9% композиции по настоящему изобретению по сухому веществу от пищевого или кормового продукта.
Предпочтительно пищевой продукт представляет кормовой продукт для домашних животных, наиболее предпочтительно кормовой продукт для домашних животных имеет содержание влаги в пределах от 10 до 40 масс.% и активность воды в пределах от 0,60 до 0,90.
Наиболее предпочтительно кормовой продукт по настоящему изобретению имеет активность воды в пределах от 0,65 до 0,85.
Хотя известно много применений растительных или фруктовых компонентов или экстрактов при получении пищевых или кормовых продуктов для домашних животных, например, для положительного воздействия на здоровье, вкус и аромат, вкус, аромат, воздействия на текстуру и цвет, настоящее изобретение основывается на неожиданном открытии того, что наблюдается дополнительное положительное воздействие некоторых из этих растительных или фруктовых компонентов или экстрактов, в частности при комбинировании с одной или более органическими кислотами, на улучшение устойчивости при хранении, в частности предотвращение роста плесеней и дрожжей в пищевых или кормовых продуктах.
Используемый в описании настоящей патентной заявки термин «полувлажный кормовой продукт» относится к кормовому продукту для домашних животных с содержанием влаги в пределах от 10 до 40 масс.% и активностью воды в пределах от 0,60 до 0,90.
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что определенные растительные или фруктовые экстракты и продукты или компоненты, полученные из них, способны обеспечить особое защитное воздействие от плесеней и дрожжей пищевых или кормовых продуктов при добавлении в количестве вплоть до около 2,5 масс.%, в частности, при комбинировании с одной или более органическими кислотами. В частности, эти экстракты, масла и компоненты, полученные из них, как показано выше, оказывают синергетическое воздействие при использовании двух или более или при использовании одной или более указанных выше органических кислот. Преимущества этого синергетического воздействия включают без ограничения:
(1) Применение низких концентраций экстракта для предотвращения роста плесени/дрожжей.
(2) Максимальная защита от широкого ряда видов плесени и дрожжей.
(3) Положительное воздействие на сенсорное восприятие потребителя при использовании комбинации экстрактов при значительно более низкой концентрации, чем необходимо в противном случае для каждого отдельного компонента.
(4) Минимизация степени неприятного вкуса и аромата растительных или фруктовых экстрактов за счет включения их в значительно более низкой концентрации, чем необходимо в противном случае для каждого отдельного компонента.
(5) Как правило, отсутствует негативное воздействие на вкусовую привлекательность.
(6) Как правило, отсутствует негативное воздействие на перевариваемость.
В настоящее время следующие композиции продемонстрировали самое сильное синергетическое антигрибковое воздействие:
(i) яблочная кислота и/или каприловая кислота + коричный альдегид;
(ii) яблочная кислота и/или каприловая кислота + коричный альдегид и масло орегано;
(iii) яблочная кислота и/или каприловая кислота + экстракт семян грейпфрута;
(iv) яблочная кислота и/или каприловая кислота + экстракт корицы и масло тимьяна;
(v) яблочная кислота и/или каприловая кислота + масло тимьяна и масло орегано;
(vi) яблочная кислота и/или каприловая кислота и/или лимонная кислота + коричное масло и ванилин;
(vii) яблочная кислота и пропионовая кислота + ванилин и/или коричное масло;
(viii) коричный альдегид + экстракт семян грейпфрута и/или ванилин.
Предпочтительное соотношение соединения(ий) группы (a') и соединения(ий) группы (b) составляет в пределах от 95:5 до 70:30. Эти предпочтительные комбинации добавляют в пищевой или кормовой продукт в предпочтительном количестве от 0,1% до 1,2%, более предпочтительно от 0,25% до 0,9% по сухому веществу от пищевого или кормового продукта.

Вместо использования чистой органической кислоты или смеси чистых органических кислот группы (a) или группы (a') могут быть использованы продукты, содержащие такие органические кислоты, как результат ферментации. На данный момент в качестве примера можно привести полученные ферментацией порошкообразные декстрозы, такие как MicroGARD200, представляющие композиции полученных ферментацией декстрозы и мальтодекстрина. Хотя уже известна определенная эффективность таких продуктов против дрожжей и плесеней, сильное синергетическое воздействие показала комбинация по меньшей мере с одним соединением группы (b) с получением композиции по настоящему изобретению.
Экстракт может быть обеспечен в жидкой, твердой, смолистой или частично летучей форме. Они могут быть фракционированы, дистиллированы, кристаллизованы, сепарированы или очищены иным образом. Композиции могут быть применены в матрице рецептурного состава и/или покрытия, нанесенного на продукт. В целях облегчения надлежащего распределения композиции в матрице рецептурного состава и/или в покрытии могут быть использованы подходящие эмульгаторы, такие, например, как лецитин. Также способ применения композиции в матрице рецептурного состава и/или покрытия может оказать воздействие на доступность для защиты от порчи.
Поскольку некоторые компоненты группы (b) могут быть чувствительны к окислению, антиоксиданты, такие, например, как токоферолы, могут быть добавлены для улучшения стабильности антигрибковой композиции за счет улучшения устойчивости при хранении продукта.
Также следует отметить, что присутствие определенного количества хлорида натрия (NaCl) в композиции и/или в продукте может оказать положительное воздействие в целом на антигрибковое воздействие. Предпочтительные пределы содержания хлорида натрия в готовом продукте составляют в пределах от 1,0 до 2,0% по массе.
Введение некоторых из этих экстрактов также может обеспечить дополнительное положительное воздействие на пищевые или кормовые продукты помимо антигрибкового воздействия. Например, композиции также могут обеспечить антибактериальное воздействие, бактериостатическое воздействие, микостатическое воздействие, приятный аромат, вкус и аромат, цвет или текстуру или положительное воздействие на здоровье.
Хотя предпочтительно настоящее изобретение относится не только к применению антигрибкового коктейля для полувлажных кормовых продуктов для домашних животных. Предпочтительно оно также может быть использовано в охлажденных кормовых продуктах для домашних животных, в кондитерских изделиях, в пищевых продуктах или как часть антимикробной системы в упаковке для пищевого или кормового продукта.
Обычная концентрация композиции варьирует по соотношению компонентов в зависимости от конкретных выбранных компонентов. Хотя специалист в области техники, к которой относится настоящее изобретение, легко может определить соответствующие количества и соотношения на основе таковых, например, как описанные в примерах, предпочтительные пределы содержания в готовом продукте конкретных компонентов приведены ниже:
Коричное масло 0,05-0,5 масс.%
Коричный альдегид 0,005-0,04 масс.%
Экстракт семян грейпфрута 0,01-0,05 масс.%
Ванилин 0,01-0,1 масс.%
Каприловая кислота/каприлат натрия 0,01-0,60 масс.%
Коричная кислота 0,005-0,04 масс.%
Яблочная кислота 0,1-1,0 масс.%
В случае, когда антигрибковый коктейль может оказать негативное воздействие на вкусовую привлекательность продукта, могут быть добавлены, как известно из предшествующего уровня техники, палатанты/придающие вкус и аромат ингредиенты или маскирующая система.
ПРИМЕРЫ
Коктейль из штаммов, используемый для инокуляции:
Zygosaccharomyces baillii
Saccharomyces cerevisiae
Zygosaccharomyces rouxii
Aspergillus niger
Penicillium aurantogriseum
Wallemia sebi
Eurotium repens
Eurotium herbariorum
СПОСОБ
Перед проведением тестов дрожжи выращивают на солодово-пептонном бульоне (MEB, Oxoid, CM0057) при температуре 25°C в течение 72 часов. Aspergillus niger и Penicillium aurantogriseum выращивают в чашках Петри на предварительно разлитом солодово-пептонном агаре и скошенном солодово-пептонном агаре (MEA, Lab M, Lab 37) при температуре 25°C в течение 1 недели. Eurotium repens выращивают в чашках Петри на предварительно разлитом картофельном агаре с декстрозой и скошенном картофельном агаре с декстрозой (PDA, Oxoid CM0139) при температуре 25°C в течение 1 недели. Wallemia sebi и Eurotium herbariorum выращивают в чашках Петри на предварительно разлитом сусло-агаре и скошенном сусло-агаре (WA, Oxoid, CM0247) при температуре 25°C в течение 1 недели.
В день тестирования с поверхности агара в чашках Петри и скошенного агара собирают плесень, добавляя стерильную дистиллированную воду, и счищают поверхностный рост в воду. Уровни дрожжей и плесени в разбавителях определяют микроскопически при использовании счетной камеры.
7
5
Дрожжи и плесени разводят и смешивают вместе как коктейль до достижения уровня около 10 колониеобразующих единиц (КОЕ) на грамм. 0,1 мл коктейля добавляют в бульоны до достижения конечного уровня 10 КОЕ/мл.
ПОЛУЧЕНИЕ БУЛЬОНОВ
Отдельные бульоны получают следующим образом:
Бульон с Aw 0,75
1 литр MEB добавляют до 1440 г глицерином. pH регулируют до 6,31 и бульоны дозируют по 10 мл. Первоначальные исследования показали, что, если pH отрегулирован до 6,0 автоклавированием, конечный pH составляет 5,9. Следовательно, бульон регулируют для достижения максимально близко заданного pH 6,0 после автоклавирования.
В процессе автоклавирования pH составляет 6,18 и с Aw 0,71. Было установлено, что добавление 0,5 мл стерильной воды повысит Aw до 0,75. Следовательно, в бульоны добавляют 0,4 мл стерильной дистиллированной воды и 0,1 мл инокулята с получением в результате 0,5 мл.
Бульон с Aw 0,85
1 литр MEB добавляют до 700 г глицерином. pH регулируют до 6,32 и бульоны дозируют по 10 мл.
В процессе автоклавирования pH составляет 6,31 и с Aw 0,82. Было установлено, что добавление 0,3 мл стерильной воды повысит Aw до 0,85. Следовательно, в бульоны добавляют 0,2 мл стерильной дистиллированной воды 0,1 мл инокулята с получением в результате 0,3 мл.
Композиции антигрибковых коктейлей, используемых для добавления в бульоны, приведены в Таблице 1.
В Таблице 2 приведены результаты антигрибковых коктейлей на бульонной модели, где NG означает, что не наблюдается видимый рост через 90 дней при температуре 25°C, и NT означает «не тестируют».
<b>Таблица 1</b><b>Композиция антигрибковых коктейлей по настоящему изобретению</b>
Антигрибковый коктейль
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример 4
Пример 5
Пример 6
Пример 7
Относи-тельная концен-трация в %
Относи-тельная концен-трация в %
Относи-тельная концен-трация в %
Относи-тельная концен-трация в %
Относи-тельная концен-трация в %
Относи-тельная концен-трация в %
Относи-тельная концен-трация в %
Каприловая кислота
80
40
85,7
7,3
2,8
Яблочная кислота
90,9
94,4
Коричный альдегид
20
14,3
33,3
1,8
2,8
33,3
Экстракт семян грейпфрута
60
66,7
Ванилин
66,7
<b>Таблица 2</b><b>Результаты роста</b>
Коктейли
Время наблюдения роста
Пример 1
Aw 0,75
Aw 0,85
Пример 2
NG
NG
Пример 3
NG
NG
Пример 4
NG
NT
Пример 5
NG
NG
Пример 6
NG
NG
Пример 7
NG
NG
Пример 8
NG
NT
Результаты теста ясно указывают на сильное антигрибковое воздействие соответствующих композиций в обоих случаях как с активностью воды 0,75, так и с активностью воды 0,85.
Получены предварительные результаты на кормовых продуктах для домашних животных. Общая концентрация различных антигрибковых коктейлей, примененных в кормовом продукте для домашних животных приведена в Таблице 3.
<b>Таблица 3</b><b>Общая концентрация антигрибковых коктейлей в кормовом продукте для домашних животных</b>
Коктейли
Общая концентрация коктейля в продукте
Пример 1
0,10 масс.%
Пример 2
0,05 масс.%
Пример 3
0,07 масс.%
Пример 4
0,06 масс.%
Пример 5
0,55 масс.%
Пример 6
0,53 масс.%
Пример 7
0,03 масс.%
Тесты на стабильность и тесты на скармливание продемонстрировали, что кормовые продукты для домашних животных, в которые добавлены антигрибковые коктейли по настоящему изобретению, демонстрируют превосходную устойчивость при хранении наряду с очень хорошей вкусовой привлекательностью для домашних животных без оказания негативного воздействия на перевариваемость.
Для оценки синергетического воздействия антигрибковых коктейлей по настоящему изобретению проводят дополнительные тесты. Эти тесты основываются на определении минимальной ингибирующей концентрации (MIC).
5
Для тестов в качестве основы используют чашки Петри с культурами клеток с YG бульоном. Тестируемые образцы инокулируют конидиальной суспензией Aspergillus niger DSMZ 737 и инкубируют в течение 3 дней при температуре 30°C. Целевое количество спор составляет около 10 спор. Определяют минимальную ингибирующую концентрацию (MIC) активного ингредиента при неопределяемом визуально росте мицелия в полости. Дополнительно результаты подтверждают микроскопически и в культуре YGC на чашках Петри.
Для растворения различных смесей используют одну из следующих подходящих сред: дистиллированная вода; дистиллированная вода + 0,5% Tween 80; дистиллированная вода + 0,4% лецитина.
В первой серии тестов тестируют смеси коричного альдегида, масла тимьяна и яблочной или каприловой кислоты. MIC только одного коричного альдегида составляет 200 частей на миллион, MIC только одного масла тимьяна составляет 400 частей на миллион, MIC только одной каприловой кислоты составляет 200 частей на миллион, а для одной только яблочной кислоты MIC отсутствует, поскольку это вещество не продемонстрировало каких-либо ингибирующих свойств.
Смесь 100 частей на миллион коричного альдегида и 200 частей на миллион масла тимьяна и смесь 50 частей на миллион коричного альдегида и 300 частей на миллион масла тимьяна не продемонстрировали ингибирования. Однако при добавлении 2250 частей на миллион яблочной кислоты и/или 600 частей на миллион каприловой кислоты смеси демонстрируют явное ингибирование в условиях теста, что указывает на синергетическое воздействие антигрибковых коктейлей.
Во второй серии тестов тестируют смеси масла орегано, масла тимьяна и яблочной кислоты или каприловой кислоты. MIC только одного масла орегано составляет 400 частей на миллион.
Смесь 300 частей на миллион масла тимьяна и 100 частей на миллион масла орегано, смесь 200 частей на миллион каждого из масла тимьяна и масла орегано и смесь 100 частей на миллион масла тимьяна и 300 частей на миллион масла орегано не продемонстрировали какого-либо ингибирующего воздействия. Однако добавление 2250 частей на миллион яблочной кислоты и/или 600 частей на миллион каприловой кислоты приводит к явному ингибированию в условиях теста, таким образом, также в этом случае наблюдается синергетическое воздействие.
Признаки, приведенные в указанном выше описании и в пунктах формулы изобретения, могут быть материалом для реализации настоящего изобретения в различных его формах, как отдельно, так и в любой их комбинации.