Область техники
Настоящее изобретение относится к применению эмульсии, включающей противомикробное эфирное масло для улучшения противомикробного действия эфирного масла в водной композиции. Объекты настоящего изобретения относятся к способам улучшения противомикробного действия эфирного масла и к композициям, включающим указанную эмульсию.
Уровень техники
Микробиологическая обсемененность пищевых продуктов может представлять существенный риск для здоровья потребителей. Это может привести, например, к тяжелым желудочно-кишечным расстройствам, а также предполагается, что оно вызывает «летний грипп», сопровождаемый недомоганием, рвотой, диарей и лихорадкой. Вредные микроорганизмы могут также содержать или выделять сильные яды, что может привести к опасному отравлению, например, отравлению мясом, которое вызывает ботулизм. В некоторых случаях, микроорганизм также может быть канцерогенным, например, из-за микотоксинов определенных плесеней.
Такую порчу пищевых продуктов или отравление продуктами питания обычно предотвращают, применяя комбинацию различных барьеров безопасности для пищевых продуктов (так называемая мультибарьерная система), таких как временное нагревание пищевого продукта, снижение в нем активности воды, хранение и распространение пищевых продуктов в охлажденном состоянии, добавление химических консервантов к продуктам и т.п., что приводит к ингибированию или полному уничтожению нежелательных микроорганизмов, таких как определенные бактерии, дрожжи и плесени.
При этом порча пищевых продуктов под действием дрожжей и плесеней представляет собой серьезную проблему для пищевой промышленности, и их рост предотвращают, главным образом, с помощью химических средств, таких как сорбиновая, пропионовая и бензойная кислоты, или их соответствующие соли. Сообщали и о том, что некоторые штаммы дрожжей Saccharomyces cerevisiae обладают множественной устойчивостью, как к физической обработке, так и к химическим консервантам.
Кроме того, химические консерванты, которые законодательно утверждены и широко используются, все же могут быть вредны для некоторых потребителей. Например, бензойная кислота и сорбиновая кислота могут вызывать аллергии, в тоже время сульфит, сернистая кислота и диоксид серы могут оказывать дополнительные вредные воздействия. Кроме того, определенные химические консерванты также могут высвобождать канцерогенные соединения при нагревании.
Следовательно, снижение таких химических консервантов и солей в пищевых продуктах было определено в качестве важной потребности потребителя.
Таким образом, существует тенденция к поиску безвредных альтернатив, которые могли бы быть применены в пищевых продуктах. Среди них, специи и/или экстракты из различных растений или фруктов доказали свою эффективность в качестве противомикробных средств. Например, Weiss J. et al. в работах в Journal of Food Protection, Vol.68, №12, 2005, p.2559-2566 и в Journal of Food Protection, vol.68, №7, 2005, p.1359-1366 описали противомикробное действие компонентов эфирного масла.
Следовательно, применение эфирного масла в качестве противомикробного средства в пищевом продукте может быть дружественной потребителю альтернативой применению химических консервантов.
Однако, эфирные масла в большинстве случаев гидрофобны, т.е. не смешиваются с водой, и не могут быть легко солюбилизированы или диспергированы в пищевых системах на водной основе. Следовательно, эфирные масла необходимо солюбилизировать или инкапсулировать с помощью носителя или системы для доставки, для того, чтобы сделать их пригодными для применения в пищевых системах на водной основе.
В WO 2008/017580 предлагают способы усовершенствования микробиологической безопасности и стабильности продуктов питания путем применения пищевых мицелл, в которые инкапсулируют противомикробные средства. В особенности, для солюбилизации эфирных масел было раскрыто применение мицелл полиоксиэтиленсорбитан моноолеата (Admul T 80 K). Испытания выявили ингибирование таких микроорганизмов как, например, Lactobacillus buchneri, E. coli. Salmonella spp., Staphylococcus и Listeria под действием таких солюбилизированных эфирных масел.
WO 2003/028451 раскрывает микробиоцидные водные композиции, включающие эффективное количество эфирного масла вместе со стабилизатором, эмульгатором или инкапсулирующим средством. Таким образом, для получения желаемого эффекта необходимо создать относительно высокие концентрации эфирных масел в водной композиции. Однако, существует еще и сильное воздействие на вкус и обоняние, возникающее от таких эфирных масел, которое может ощущаться в конечном водном продукте, таком, например, как пищевой продукт.
WO 2008/028278 раскрывает антибактериальное покрытие, включающее противомикробные масла и гидрофильный полимер. Что касается приведенных выше документов, то по-прежнему для получения желаемого эффекта требуются относительно высокие концентрации эфирных масел. По-прежнему существует сильное воздействие на вкус и обоняние, возникающее от таких эфирных масел, которое может ощущаться в конечном продукте, таком, например, как пищевой продукт.
J.F. Ayala-Zavala et al., 2008, в J. Incl Phenom Macrocycl Chem, vol.60, p.359-368, и J.F. Ayala-Zavala et al., 2008, в Journal of Food Science, Vol.73, Issue 4, p.R41-R47, сообщили о том, что в качестве носителей для доставки противомикробных соединений, таких как противомикробные эфирные масла, могут быть применены циклодекстрины. В этом случае, противомикробное эфирное масло образует комплекс с циклодекстринами благодаря амфипатической природе молекулы. Раскрытое возможное применение заключается в сохранении свежесрезанных фруктов и овощей.
Проблема с применением как полиоксиэтиленсорбитановых мицелл, так и циклодекстриновых комплексов с эфирным маслом в пищевом продукте заключается в относительно высоких концентрациях эфирных масел, которые требуются для того, чтобы иметь удовлетворительный, эффективный уровень противомикробной активности в конечном пищевом продукте. В следствие, возникает относительно сильное воздействие на вкус и обоняние, исходящее от эфирного масла, которое может ощущаться в конечном продукте. Это не может быть приемлемым для большого ассортимента продуктов, где хотелось бы применить противомикробную активность таких эфирных масел, однако, не затрагивая при этом нормальный вкусовой профиль продукта per se. Кроме того, производственные затраты можно было бы сохранять на низком уровне, если предоставить решение для ограничения количества таких дорогостоящих эфирных масел, необходимых для получения такого же противомикробного защитного эффекта в пищевом продукте.
Следовательно, в пищевой промышленности существует необходимость найти альтернативу, улучшенное решение для эффективного достижения эффекта противомикробных эфирных масел пищевых продуктах на водной основе, не влияя на присущий указанным продуктам профиль вкус и запах per se, для снижения количества эфирных масел, которые необходимо применить для снижения затрат на такие противомикробные применения, и, наконец, для обнаружения решения, которое отвечает предпочтениям потребителей, например, в отношении выбора и применения ингредиентов.
Задача настоящего изобретения заключается в решении, позволяющем более эффективно применять эфирные масла с точки зрения их противомикробной активности в водных композициях, и позволяющем преодолевать, по меньшей мере, некоторые из описанных выше недостатков, в особенности, таких как снижение присущего эфирным маслам воздействия на вкус и запах в водной композиции, например, в пищевой композиции.
Задача настоящего изобретения достигается с помощью объектов независимых пунктов формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения дополнительно развивают идею настоящего изобретения.
Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает в первом аспекте новое применение эмульсии, включающей противомикробное эфирное масло, аравийскую камедь и воду для обеспечения противомикробного эффекта в водной композиции.
Во втором аспекте, изобретение относится к способу усовершенствования противомикробного действия противомикробного эфирного масла, включающему следующие стадии: i) эмульгирование эфирного масла с аравийской камедью и водой для формирования эмульсии; и ii) добавление эмульсии к водной композиции и получение в результате эфирного масла в водной композиции в конечной концентрации, равной 0,08 масс.% или меньше, предпочтительно, равной 0,06 масс.% или меньше, более предпочтительно, равной 0,04 масс.% или меньше.
В третьем аспекте, изобретение относится к альтернативному способу усовершенствования противомикробного действия противомикробного эфирного масла, включающему следующие стадии: i) добавление эфирного масла и аравийской камеди к водной композиции и получение в результате эфирного масла в водной композиции в конечной концентрации, равной 0,08 масс.% или меньше, предпочтительно, равной 0,06 масс.% или меньше, более предпочтительно, равной 0,04 масс.% или меньше; и ii) перемешивание водной композиции для эмульгирования эфирного масла с аравийской камедью.
Еще один аспект изобретения представляет собой водную композицию, включающую эмульсию противомикробного эфирного масла, аравийскую камедь и воду, в котором эфирное масло присутствует в концентрации, равной 0,08 масс.% или меньше, предпочтительно, равной 0,06 масс.% или меньше, более предпочтительно, равной 0,04 масс.% или меньше, от водной композиции.
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что применение эмульсии, включающей эфирное масло с аравийской камедью, значительно улучшает противомикробный эффект эфирного масла в водной системе по сравнению с известными применениями предшествующего уровня техники, например, применением с полисорбатом PS80 или циклодекстринами. Например, противомикробная ингибиторная активность против вызывающих порчу продуктов дрожжей была улучшена в 10 раз и более по сравнению с известными в настоящее время применениями эфирного масла с мицеллами PS80. Это позволяет i) с одной стороны значительно улучшить безопасность пищевых продуктов в отношении микробного обсеменения, при условии, что эфирное масло применяют в тех же концентрациях, как в применениях предшествующего уровня техники, или ii) заново создать барьеры безопасности пищевых продуктов в мультибарьерных системах таким образом, чтобы уменьшить, например, применение искусственных консервантов, которые меньше желаемы, и по-прежнему сохранять полную безопасность конечного пищевого продукта в отношении микробов, или iii) значительно снизить количество эфирного масла, необходимого для применения, и по-прежнему сохранять полную безопасность конечного пищевого продукта в отношении микробов, и таким образом, снизить воздействие эфирного масла на вкус и запах в конечном продукте, и снизить издержки производства.
Краткое описание чертежей
Фигура 1: Воздействие носителя для доставки на эффект эфирного масла (ЕО), оказываемый на рост дрожжей в бульоне с экстрактом из солода (МЕВ) при pH 5. В качестве контроля показан, рост дрожжей в чистом МЕВ при pH 5.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение относится к применению эмульсии, включающей противомикробное эфирное масло, аравийскую камедь и воду, для усовершенствования противомикробного действия эфирного масла в водной композиции, такой, например, как пищевой продукт или косметическое изделие на водной основе.
В этом контексте «усовершенствование» означает обладающий лучшим противомикробным эффектом, чем эфирное масло per se, обеспеченное в совместимой с водой форме, например, как раскрыто в предшествующем уровне техники или для полисорбата PS80, или для циклодекстринов в качестве носителей. Улучшенный противомикробный эффект относится как к снижению количества эфирного масла, необходимого для ингибирования роста такого же числа нежелательных микроорганизмов, так и к такому же количеству эфирного масла, которое способно ингибировать рост большего числа таких микроорганизмов, по сравнению с решениями для носителя в предшествующем уровне техники.
Следовательно, преимущество применения такой эмульсии, как раскрыта в этом документе, заключается или в том, что может быть снижено количество эфирного масла, например, в мультибарьерной системе безопасности, или в том, что эффект будет улучшен, поскольку существует возможность снизить, например, применение искусственных консервантов. К тому же, качество конечного продукта может быть усовершенствовано, нежелательные вкус и запах могут быть устранены или снижены, и производственные затраты могут быть снижены.
Эмульсия настоящего изобретения включает аравийскую камедь. Авторы изобретения обнаружили, что аравийская камедь, в особенности, хорошо подходит для применения в эмульсиях с противомикробными эфирными маслами для цели изобретения. С одной стороны, аравийская камедь действительно хорошо эмульгирует данные масла и обеспечивает стабильные эмульсии в концентрациях, допустимых для использования в пищевых и косметических приложениях. С другой стороны, эмульсии с аравийской камедью таковы, что они позволяют эфирным маслам сохранять и оказывать свое противомикробное влияние против нежелательных микроорганизмов эффективным образом.
Предпочтительно, массовое соотношение эфирного масла к аравийской камеди для эмульсии как для заявленного применения равно от примерно 1:0,5 до 1:50, предпочтительно, от примерно 1:0,5 до 1:1. Это обеспечивает хорошую растворимость и эффективное противомикробное применение эфирного масла в водной композиции.
Хороший противомикробный эффект может быть достигнут в водной композиции, в которой эфирное масло присутствует в концентрации, равной примерно 0,15 масс.% или меньше, предпочтительно равной примерно 0,1 масс.% или меньше, более предпочтительно равной примерно 0,08 масс.%, 0,06 масс.%, 0,04 масс.% или меньше от общей композиции. Это позволяет значительно снизить количество эфирного масла, применяемого в таких применениях, где такие масла обычно применяют в концентрациях, равных примерно 1,0 масс.% для достижения такого же противомикробного эффекта. Это позволяет снизить затраты на производства продуктов питания. Кроме того, это решение обеспечивает также то преимущество, что в таких пищевых продуктах, с меньшим суммарным количеством эфирных масел, воздействие указанных масел на вкус и/или обоняние при потреблении конечного пищевого продукта значительно снижено, что может быть высоко оценено потребителем.
Эфирное масло, которое предполагается применять в эмульсии изобретения, может представлять собой масло из растительного материала, которое выбирают из группы, состоящей из орегано (душица), чеснока, имбиря, розы, горчицы, корицы, розмарина, апельсина, грейпфрута, лайма, лимона, лемонграсса, гвоздики, листа гвоздичного дерева, ванили, ванилина, мяты, чайного куста, чабреца, виноградного семени, кинзы, лайма, кориандра, шалфея, эвкалипта, лаванды, оливы, листья оливкового дерева, аниса, базилика, душистого перца, укропа, герани, эвкалипта, анисового семени, камфары, сосновой коры, лука, зеленого чая, апельсина, травы белой полыни (artemisia herba-alba), укропа, цитруса, майорана, шалфея, базилика эвгенольного, тимьяна обыкновенного, лимонной травы, имбиря аптечного, монодоры (monodora myristica) и куркумы длинной или их комбинации. Авторы изобретения обнаружили, что для достижения наилучших результатов, эфирное масло, предпочтительно, представляет собой эфирное масло, которое выбирают из группы, состоящей из масла орегано (origanum, душицы), масла чеснока, имбирного масла, коричного масла, лаймового масла, лимонного масла, лемонграссового масла, масла листьев гвоздики и цитрусового масла, или их комбинации.
В качестве эмульсии эфирного масла для применения изобретения, может быть выбрана эмульсия с самоформирующейся структурой, такая как ISAMULSION. Название ISAMULSION относится к эмульсии со специфической природой масляных капель, в которой такие масляные капли существуют в микрометровом диапазоне и демонстрируют наноразмерную внутреннюю структуризацию. Определение и иллюстрация для ISAMULSION обеспечены в WO 2005/110370. Преимущество применения таких самоформирующихся структур заключается в более контролируемой доставке и в высвобождении эфирного масла из эмульсии в конечном продукте.
Эмульсия изобретения может быть применена в водной композиции, которая представляет собой, например, напиток или пищевой продукт. Предпочтительно, напитки представляют собой продукты, которые выбирают из группы, состоящей из бутилированных напитков на водной основе, молочных напитков и чайных напитков. Пищевые продукты, предпочтительно, представляют собой продукты, которые выбирают из группы, состоящей из соусов, маринадов, дрессингов, приправы, улучшителей вкуса, супов, десертов и продуктов на основе мороженого. Однако также может быть предусмотрено применение эмульсии изобретения в пищевых добавках и продуктах питания, специально разработанных для животных.
Эмульсия может быть применена в соусе на водной основе, который может быть применен в качестве средства для придания вкуса, например, блюдам азиатской кухни, включающим, например, воду, специи, соли, овощи и/или мясо. Если включить 0,05 масс.% лемонграссового эфирного масла, эмульгированного с аравийской камедью в массовом соотношении, равном 1:1, то полученный соус будет более устойчив к микробиологическому заражению при длительном хранении. Это было проверено и испытано в различных тестах с бактериальным обсеменением продуктов, в которые были внесены дрожжи, вызывающие порчу пищевых продуктов, и тестирование проводили в течение нескольких недель.
Дополнительное воплощение изобретения представляет собой способ усовершенствования противомикробного действия противомикробного эфирного масла, включающий следующие стадии: i) эмульгирование эфирного масла с аравийской камедью и водой для формирования эмульсии; и ii) добавление указанной эмульсии к водной композиции и получение в результате эфирного масла в водной композиции в конечной концентрации, равной 0,08 масс.% или меньше, предпочтительно равной 0,06 масс.% или меньше, более предпочтительно равной 0,04 масс.% или меньше. Это позволяет получать эмульсию независимо, например, от географического местоположения или времени для конечного продукта, и дозировать ее соответствующим образом и сообразно указанному конечному продукту.
Альтернативно, изобретение также относится к способу усовершенствования противомикробного действия противомикробного эфирного масла, включающему следующие стадии: i) добавление эфирного масла и аравийской камеди к водной композиции и получение в результате эфирного масла в водной композиции в конечной концентрации, равной 0,08 масс.% или меньше, предпочтительно равной 0,06 масс.% или меньше, более предпочтительно равной 0,04 масс.% или меньше; и ii) перемешивание водной композиции с целью эмульгирования эфирного масла с аравийской камедью. Эта альтернатива имеет то преимущество, что эмульсия изобретения может быть получена непосредственно in situ в применении продукта, и для получения эмульсия изобретения не требуется отдельного технологического оборудования. Следовательно, с точки зрения экономики эта альтернатива представляет собой более эффективное решение.
Массовое соотношение эфирного масла к аравийской камеди в эмульсиях, полученных вышеописанным способами, находится в диапазоне примерно от 1:0,5 до 1:50, предпочтительно, примерно от 1:0,5 до 1:1. Авторы изобретения обнаружили, что такие эмульсии между эфирным маслом и аравийской камедью, сформированные в диапазоне примерно от 1:0,5 до 1:50, представляют собой стабильные эмульсии и могут быть успешно применены в применениях пищевых продуктов. Если массовое отношение находится ниже примерно 1:0,5, то эмульсии могут быть менее стабильны, в том смысле, что при длительном хранении не все эфирные масла сохраняются в эмульгированном с аравийской камедью состоянии. Эфирное масло снова начинает отделяться. С другой стороны, если массовое отношение находится выше 1:50, то эмульсии имеют тенденцию не реализовать всю предоставленную аравийскую камедь. Аравийскую камедь обеспечивают в избытке, и производственные затраты могут быть снижены за счет снижения избытка аравийской камеди.
Дополнительное воплощение изобретения представляет собой водную композицию, включающую эмульсию противомикробного эфирного масла, аравийскую камедь и воду, в котором эфирное масло присутствует в концентрации, равной 0,08 масс.% или меньше, предпочтительно равной 0,06 масс.% или меньше, более предпочтительно равной 0,04 масс.% или меньше, от водной композиции. Водная композиция может представлять собой пищевой продукт на водной основе или напиток, такой как бутилированная вода, напиток на водной основе, молочный напиток и чайный напиток, соус на водной основе, маринад или дрессинг, приправу, улучшитель вкуса, сухой суповой концентрат или жидкий суп, десерт или мороженое. Обычно, такая водная композиция представляет собой композицию, чувствительную к порче под действием микроорганизмов, таких как плесени, дрожжи и/или бактерии.
Продукт изобретения на водной основе имеет то преимущество, что его порча нежелательными микроорганизмами снижена или устранена в результате противомикробной активности эфирного масла (эфирных масел), без того, чтобы рассматриваемый продукт имел сильный вкус и издавал сильный запах эфирного масла или масла, примененного в приложении. В то же время, другие барьеры безопасности, такие как, например, тепловая обработка или добавление химических консервантов, снижают с целью усовершенствования качества конечного продукта без ущерба для общей безопасности пищевых продуктов в отношении микробного обсеменения. Затраты на производство также могут быть снижены.
Композиция изобретения включает эмульсии эфирного масла и аравийскую камедь в массовом соотношении в диапазоне примерно от 1:0,5 до 1:50, предпочтительно, примерно от 1:0,5 до 1:1.
Одна из композиций изобретения представляет собой соус на водной основе, маринад, отделку, приправу или средство для придания вкуса, включающие специи, усилители аромата, соли, масло, гидроколлоиды, овощи и примерно 10 масс.% эмульсии эфирного масла из любого из следующего: лемонграсс, лист гвоздичного дерева, орегано, чеснок, имбирь, корица, лайм, лимон, или из цитрусового масла, с аравийской камедью, и в которой концентрация эфирного масла равна 0,06 масс.% от массы конечного продукта или меньше. Предпочтительно, композиция дополнительно включает мясо или рыбу.
Специалистам в этой области техники понятно, что они могут свободно комбинировать все признаки настоящего изобретения, раскрытые в этом документе. В особенности, признаки, описанные для применения настоящего изобретения, могут быть скомбинированы со способами и композицией настоящего изобретения и наоборот. Кроме того, могут быть скомбинированы признаки, описанные для различных воплощений настоящего изобретения.
Дополнительные преимущества и признаки настоящего изобретения станут понятны из фигуры, таблицы и примеров.
Пример 1
Приготовление растворов и материалов:
- Бульон с экстрактом из солода (MEB) получают, добавляя 20 г сухого бульона с солодовым экстрактом (от компании «Oxoid», Великобритания) к 1 литру воды «Millipore», хорошо перемешивают, распределяют по контейнерам (50 и 100 мл бутылки с завинчивающимися крышками и 200 и 500 мл лабораторных стаканов) и стерилизуют с помощью автоклавирования при 115°C в течение 10 минут.
- Эфирное масло (EO), примененное в последующих примерах, - это ЕО из орегано (эфирное масло из Origanum A882), приобретенное у компании «Givaudan», Швейцария.
- сформированные в MEB мицеллы полисорбата 80 (Polysorbate 80 (93781), «Fluka»), солюбилизированного в EO из орегано, получали следующим образом.
Полисорбат диспергировали в МЕВ в количестве 5 масс.%. Добавляли 1 масс.% EO по каплям и диспергировали при перемешивании с помощью магнитной мешалки. Затем дисперсию пропускали через гомогенизатор высокого давления (1 раз при 500 барах) и доводили pH до 5 при перемешивании на магнитной мешалке. После этого, дисперсию оставляли на ночь при комнатной температуре.
- EO из орегано, инкапсулированное в альфа- или гамма-циклодекстрин (пищевой циклодекстрин «Cavamax W8» от компании «Wacker Fine Chemical», США), получали следующим образом.
Циклодекстрин диспергировали в MEB в количестве 5 масс.% в стерильной бутылке. Добавляли 1 масс.% EO по каплям при перемешивании с помощью магнитной мешалки. pH доводили до 5 при перемешивании с помощью магнитной мешалки и после этого оставляли на ночь при комнатной температуре.
- Стабилизированную эмульсию аравийской камеди в EO из орегано (аравийская камедь «Eficacia XE-01» от компании «Colloïdes Naturels International», Франция) получали следующим образом.
Аравийскую камедь диспергировали в МЕВ в количестве 1 масс.% в стерильной бутылке при перемешивании с помощью магнитной мешалки. Добавляли ЕО до 1 масс.% и диспергировали с помощью гомогенизатора в течение 1-ой минуты. Затем дисперсию пропускали через гомогенизатор высокого давления (1 раз при 500 барах) и pH доводили до 5 при перемешивании с помощью магнитной мешалки. После этого, дисперсию оставили оседать в течение ночи при комнатной температуре.
- ISAmulsion, содержащую EO из орегано, получали следующим образом.
Ненасыщенный моноглицерид (Dimodan U, «Danisco», США) нагревали до 60°C и затем смешивали с EO в отношении 1:1 при 60°C при перемешивании с помощью магнитной мешалки. Независимо, аравийскую камедь диспергировали в количестве 2 масс.% в MEB в стерильной бутылке при перемешивании с помощью магнитной мешалки. Раствор нагревали до 80°C. Жирную фазу эмульсии моноглицерид-EO добавляли к раствору и получали в конечном растворе 1 масс.% EO. Раствор гомогенизировали в течение 2-х минут и затем пропускали через гомогенизатор высокого давления (3 раза при 450 барах). pH доводили до 5 при перемешивании с помощью магнитной мешалки и дисперсию оставляли на ночь при комнатной температуре.
Тест на микробиологическое обсеменение:
Одну колонию стандартного штамма пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae), свежевыращенную на чашке с агаром, применяли для посева в пробирку с 10 мл MEB. Культуру выращивали в течение ночи при 30°C до стационарной фазы и после этого разводили в свежем МЕВ до концентрации, равной примерно 106 КОЕ/мл. Затем, 0,5 мл разведенной культуры дрожжей применяли для того, что инокулировать каждую в 50 мл среды МЕВ, включавшей 1 масс.% EO с различными носителями, такими как описаны выше. Культуры осторожно перемешивали и инкубировали при 25°C для исследования. Негативный контроль, без EO, был включен.
На день 0, 1, 3 и 6 после запуска теста на обсеменение, из разных культур отбирали аликвоты, разводили и выращивали на чашках с агаром для определения числа оставшихся жизнеспособных дрожжевых клеток. Результаты отложены на графике, представленном на фигуре 1.
Фигура 1 показывает, что противомикробный эффект EO был наилучшим, если эмульсию стабилизировали с аравийской камедью, при сравнении с системой доставки, в которой EO был солюбилизирован в PS80, или в которой применяли циклодекстрин. Фактически, наблюдали, что рост дрожжей был заингибирован сразу после инокуляции эмульсии EO в аравийской камеди и больше не детектировался. При применении технологии ISAMULSION, рост дрожжей был также резко снижен и больше не детектировался через 3 дня. Применение PS80 и циклодекстрина было явно намного менее эффективным.
Пример 2
Тест на микробиологическое обсеменение по примеру 1 повторяли таким же образом, но на этот раз применяли различные разведения системы доставки EO в свежем MEB. Таким образом, была определена минимальная концентрация EO, необходимая для полного ингибирования роста инокулированных дрожжевых клеток через 6 дней инкубации при 25°C. Результаты представлены в таблице 1.
Видно, что самый низкий уровень EO, необходимый для ингибирования роста дрожжевых клеток в данных условиях, наблюдали с EO, эмульгированным с аравийской камедью. Второй наилучший результат был достигнут при применении технологии ISAMULSION с включением аравийской камеди. Результаты показали, что эмульсия EO с аравийской камедью примерно в 50 раз более эффективна по своей противомикробной активности, чем EO с мицеллами полисорбата 80, и примерно 10 раз более эффективна, чем раствор с инкапсуляцией в альфа-циклодекстрине.
Эффективность системы ЕО аравийская камедь также была протестирована при pH 3 и pH 8. В основном, были получены те же самые результаты. Следовательно, эффект усовершенствования противомикробного эффекта эмульсии EO с аравийской камедью не зависит от pH среды. Аналогичным образом, эффективность данной системы была протестирована также при различной ионной силе в диапазоне от 0 до 0,4 моль/л NaCl, при этом не наблюдали какого-либо негативного воздействия на противомикробные свойства.
Пример 3
Противомикробную эффективность эмульсии ЕО с аравийской камедью исследовали в свежих и состаренных образцах устричного соуса.
Протестированный свежий устричный соус (OS) представлял собой серийно производимый компанией MAGGI продукт «Устричный соус» из Сингапура. Исходно OS пастеризовали в соответствии со стандартными процедурами. После охлаждения, образцы разделили на 3 группы: A) группа негативного контроля, в которой добавляли только 5% стерилизованной воды; B) группа позитивного контроля, в которой добавляли сорбат калия (KS) до конечной концентрации, равной 0,10 масс.%; и группа C), в которой добавляли эмульсию чесночного EO с аравийской камедью (в соотношении по массе 1:1) до конечной концентрации ЕО, равной 0,12 масс.%. Сорбат калия (Е202) широко применяются в качестве пищевого консерванта, и в этом эксперименте он служил в качестве позитивного контроля. Чесночное EO было от компании «Synthite Industries». Оно было эмульгировано с аравийской камедью таким же образом, как EO из орегано в примере 1.
Три образца OS хранили (т.е. состарили) при 30°C и относительной влажности са. 65%.
Тесты на микробиологическое обсеменение проводили непосредственно после получения образца OS, обозначенного как 0 месяц, и затем после 3-х и 6-ти месяцев хранения, соответственно. Тесты на обсеменение проводили таким же способом, как описано в примере 1. Однако, вместо Saccharomyces cerevisiae, примененных в качестве культуры, вызывающей порчу продуктов, применяли индивидуальные культуры Aspergillus niger, Penicillium nalgiovense и Eurotium amstelodami.
Результаты показали, что:
i) не наблюдали вызывающего порчу продукта роста для всех образцов, в которые не инокулировали один из штаммов плесени;
ii) наблюдали видимый чрезмерный рост в образцах группы A), в которые инокулировали один из штаммов плесени;
iii) не наблюдали детектируемого роста какого-либо из штаммов плесени в образцах группы B) и C) по прошествии от одной недели после старта теста на обсеменение до, по меньшей мере, 4-х недели после старта. Это было верно для всех образцов OS, в возрасте от 0 до 6 месяцев.
Можно сделать вывод о том, что противомикробная эффективность эмульсии чесночного ЕО с аравийской камедью в устричном соусе сохраняется, по меньшей мере, в течение 6-ти месяцев хранения и может защищать устричный соус от порчи под действием плесени. Результаты дополнительно показывают, что 0,12 масс.% эмульсии чесночного ЕО с аравийской камедью достаточно, чтобы заменить 0,10 масс.% KS, который представляет собой общепризнанный пищевой консервант. Следовательно, такие эмульсии ЕО с аравийской камедью могут служить в качестве природной альтернативы химическим консервантам в пищевых продуктах.
Пример 4
С помощью традиционного способа нагревания с непосредственной инжекцией пара получали устричный соус MAGGI (MOS) с эмульсией чесночное EO/W (эфирное масло/вода) в двух разных дозировках, что приводило к конечной концентрации ЕО в конечном продукте, равной 0,06 масс.% и 0,12 масс.%. Также применяя аналогичный способ, получали MOS, содержащий воду с сорбатом калия (KS) и без него, которые служили в качестве экспериментальных контролей. После это все продукты подвергали заражению, применяя дрожжи и плесени в качестве микроорганизмов для обсеменения.
Материалы:
В исследованиях применяли следующие сырьевые материалы: чесночное EO от компании «Synthite Industries», аравийская камедь от компании «Colloides Naturels Industries», и сырьевой материал для получения MOS от компании «Nestle», предприятие в Петалинг-Джая.
Чашки с питательной средой, такой как агар с бенгальским розовым и хлорамфениколом (RBC), картофельный агар с декстрозой (PDA), солодово-пептонный агар (MEA) и бульон с солодовым экстрактом (MEB) получали в соответствии с инструкциями производителя. Разбавитель (триптон-соль, 0,1%), агар для определения количества микроорганизмов (PCA), агар для определения количества микроорганизмов (PCA) с циклогексимидом и питательную среду дихлоран-глицериновый агар (DG18) приобретали у компании «Biomedia Laboratories».
Для тестов на обсеменение (CT) применяли следующие целевые микроорганизмы: Zygosaccharomyces bailii (дрожжи), Aspergillus niger (плесень), Penicillium nalgiovense (плесень) и Eurotium amstelodami (плесень).
Способ получения MOS:
Ингредиенты для получения MOS перемешивали в резервуаре до гомогенного состояния и затем закачивали в паровой инжектор для смешивания с паром. После этого, смесь пастеризуют, продукт собирают и, применяют для тестов на обсеменение (CT). Аналогичный способ применяли для каждого испытания, но с разными концентрациями противомикробных средств.
Получение плесени для CT:
Первичная культура плесени (споры плесени, суспендированные в разбавителе (триптон-соль, 0,1%)) была возобновлена на чашках RBA с помощью 3-точечной инокуляции. Инокулированные чашки RBA инкубировали при 30°C в течение 36-ти часов или пока колонии не начинали образовывать споры. Споры затем асептически пересевали на чашки PDA для массового сбора спор. Инокулированные чашки PDA затем инкубировали при 30°C в течение 36-ти часов или пока колонии не начинали образовывать споры. Затем, споры асептически собирали с помощью стерильных ватных тампонов и суспендировали в стерильном разбавителе (триптон-соль, 0,1%). Суспензии анализировали, подсчитывая споры плесени на чашках DG18, а также на микробное обсеменение на PCA с циклогексимидом, путем распределения 0,1-0,5 мл суспензии по чашкам с агаром, соответственно. Перед тем как начать тест на обсеменение, суспензии, инокулированные спорами плесени, асептически разводили стерильным разбавителем (триптон-соль, 0,1%) до требуемой концентрации, так чтобы уровень инокуляции в продукте был равен 2-3 log колониеобразующих единиц (КОЕ) плесени на 1 грамм продукта.
Получение дрожжей для CT:
Первичную культуру дрожжей возобновляли на МЕВ. Бульоны с инокулятом инкубировали при 30°C в течение 48-72 часов при постоянном перемешивании путем вращения сосуда. Бульонные культуры дополнительно выращивали в МЕВ и инкубировали аналогичным образом при 30°C в течение 48-72 часов при постоянном перемешивании путем вращения сосуда. Затем конечные бульонные культуры анализировали на общее количество дрожжей на чашке с MEA, а также на микробное обсеменение на PCA, путем распределения 0,1-0,5 мл суспензии по чашкам с агаром, соответственно. Перед тем как начать тест на обсеменение, бульон, инокулированный дрожжами, асептически разводили стерильным разбавителем (триптон-соль, 0,1%) до требуемой концентрации, так чтобы уровень инокуляции в продукте был равен 2-3 log КОЕ дрожжей на 1 грамм.
Тесты на обсеменение:
Тест на обсеменение с плесенью проводили в соответствии со следующими стадиями: 1) Добавить 100 г MOS в 250-милилитровую стерильную бутылку Schott с завинчивающейся крышкой; 2) Добавить от 0,1 до 2 мл инокулята плесени (A. niger/P. nalgiovence/E. amstelodami) до требуемой концентрации инокулята, равной 102-103 КОЕ/г MOS в 100 г MOS и встряхнуть для того, чтобы хорошо перемешать; 3) Залить 35 г инокулированного MOS на чашку Петри. Выполнить это в двух повторностях; 4) Перенести с помощью пипетки 1 г инокулированного MOS из бутылки Schott в 9 мл стерильных разбавителей (триптон-соль, 0,1%) и перемешать с помощью вортекса. Выполнить это в двух повторностях; 5) Распределить 0,1-0,5 мл инокулированного разбавителя (триптон-соль, 0,1%) по чашкам DG18 в соответствующих разведениях способом равномерного распределения по поверхности чашки. Инкубировать чашки с агаром при 25°C в течение 5-ти дней для подсчета исходного количества плесени; 6) Инкубировать инокулированный MOS на чашках Петри при 30°C в течение недели. Проконтролировать рост плесени путем визуального наблюдения через одну неделю. Проводить данный контроль роста плесени в течение 4-х недель; 7) Контрольный образец получают, повторяя стадии 3-6, не применяя инокулята. Контрольный образец наносят на чашки PCA с циклогексимидом.
Тест на обсеменение дрожжами проводили в соответствии со следующими стадиями: 1) Добавить 100 г MOS в 250-милилитровую стерильную бутылку Schott с завинчивающейся крышкой; 2) Добавить от 0,1 до 2 мл инокулята дрожжей (Z. bailii) до требуемой концентрации инокулята, равной от 102 до 103 КОЕ/г MOS в 100 г MOS и встряхнуть для того, чтобы хорошо перемешать; 3) Залить 35 г инокулированного MOS в два 150-милилитровых стерильных одноразовых полипропиленовых контейнера с завинчивающейся крышкой; 4) Перенести с помощью пипетки 1 г инокулированного MOS в 9 мл стерильного разбавителя (триптон-соль, 0,1%) и перемешать с помощью вортекса. Выполнить это в двух повторностях; 5) Распределить 0,1-0,5 мл инокулированного разбавителя (триптон-соль, 0,1%) по MEA в соответствующих разведениях способом равномерного распределения по поверхности чашки. Инкубировать чашки при 30°C в течение 3-х дней для подсчета исходного количества дрожжей; 6) Инкубировать инокулированный MOS в 150-милилитровых контейнерах при 30°C в течение недели; 7) Через одну неделю, повторить стадии 4-6 для еженедельного контроля характера роста Z. bailii в MOS. Проводить данный контроль роста в течение 4-х недель; 8) Контрольный образец получают, повторяя стадии 3-7, не применяя какого-либо инокулята.
Результаты:
Результаты показаны в таблице 2. Для всех неинокулированных контрольных образцов рост не зарегистрировали, что указывает на хорошую среду хранения. Все образцы были устойчивы в отношении роста дрожжей. Однако, в отсутствии какого-либо противомикробного средства, MOS был подвержен порче под действием плесени. Напротив, рост плесени не обнаружили в образцах, содержащих или K.S, или эмульсии чесночное EO/вода, демонстрируя, что эмульсии чесночное ЕО/вода настолько же эффективно защищают MOS, как и KS. Кроме того, результаты показывают, что 0,06 масс.% масла чеснока в форме эмульсии ЕО/вода было достаточно, чтобы заменить противомикробную активность 0,10% KS. Следовательно, чесночное EO/вода может служить естественной альтернативой химическим консервантам при крупносерийном производстве устричных соусов.
Пример 5
Противомикробную эффективность эмульсии листа гвоздичного дерева ЕО/вода в соусе Абалон MAGGI (MAS) с концентрацией масла листьев гвоздики в конечных продуктах, равной 0,06 масс.% и 0,15 масс.%, контролировали в течение его срока хранения, равного 12-ти месяцам. Как описано ранее в примере 4, в качестве образца позитивного и негативного контроля служили сорбат калия (KS) и вода (без противомикробного средства).
Материалы и методы:
Масло листья гвоздичного дерева было от компании «Synthite Industries»; сырьевые материалы для получения MAS были от компании «Nestle», предприятие в Петалинг-Джая. Все прочие материалы были такими же, как описано в примере 4.
Способ получения MAS был аналогичен способу получения MOS в эксперименте 4. Получение культур микроорганизмов, а также проведение тестов на обсеменение было идентично описанным также в эксперименте 4.
Результаты:
Результаты показаны в таблице 3. Для всех неинакулированных контрольных образцов рост не зарегистрировали, что указывает на хорошую среду хранения. MAS (с водой, т.е. в отсутствии противомикробного средства) был подвержен порче, как видно по росту дрожжей и плесени. Напротив, рост дрожжей и плесени не обнаружили в образцах содержащая или KS, или эмульсию листьев гвоздичного дерева EO/вода, демонстрируя что, эмульсия листьев гвоздичного дерева EO/вода была настолько же эффективной для защиты MAS, как KS, вплоть до периода, длительностью 12-ти месяцев. Следовательно, результаты показывают, что 0,06 масс.% масла листьев гвоздики в форме эмульсии EO/вода было достаточно, чтобы заменить противомикробную активность 0,10% KS.
Изобретение относится к применению эмульсии, полученной из противомикробного эфирного масла, аравийской камеди и воды, к способам улучшения противомикробного действия противомикробного эфирного масла и к водной композиции, включающей эмульсию из противомикробного эфирного масла, аравийской камеди и воды. Эмульсия предусматривает присутствие эфирного масла в концентрации, равной 0,08 мас.% или меньше. Способ включает следующие стадии: эмульгирование эфирного масла с аравийской камедью и водой для формирования эмульсии; добавление эмульсии к водной композиции и получение в результате эфирного масла в водной композиции в конечной концентрации, равной 0,08 мас.% или меньше. Другой вариант способа предусматривает добавление эфирного масла и аравийской камеди к водной композиции и получение в результате эфирного масла в водной композиции в конечной концентрации, равной 0,08 мас.% или меньше, и перемешивание водной композиции для эмульгирования эфирного масла с аравийской камедью. Водная композиция представляет собой напиток, пищевой продукт, биологически активную добавку к пище или корм для животных. Изобретение направлено на эффективное обеспечение антибактериального эффекта эфирного масла, при этом применение антибактериального эфирного масла в составе эмульсии не затрагивает присущий вкус и профиль запаха водного пищевого продукта. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл., 5 пр.
1. Применение эмульсии, полученной из противомикробного эфирного масла, аравийской камеди и воды, в которой эфирное масло присутствует в концентрации, равной 0,08 мас. % или меньше, для обеспечения противомикробного действия в водной композиции, представляющей собой напиток, пищевой продукт, биологически активную добавку к пище или корм для животных.
2. Применение по п. 1, где эфирное масло присутствует в концентрации, равной 0,06 мас. % или меньше, предпочтительно, равной 0,04 мас. % или меньше от массы водной композиции.
3. Способ улучшения противомикробного действия противомикробного эфирного масла, включающий следующие стадии: i) эмульгирование эфирного масла с аравийской камедью и водой для формирования эмульсии; и ii) добавление эмульсии к водной композиции и получение в результате эфирного масла в водной композиции в конечной концентрации, равной 0,08 мас. % или меньше.
4. Способ по п. 3, в котором эфирное масло присутствует в концентрации, равной 0,06 мас. % или меньше, предпочтительно, равной 0,04 мас. % или меньше от массы водной композиции.
5. Способ улучшения противомикробного действия противомикробного эфирного масла, включающий следующие стадии: i) добавления эфирного масла и аравийской камеди к водной композиции и получение в результате эфирного масла в водной композиции в конечной концентрации, равной 0,08 мас. % или меньше; и ii) перемешивание водной композиции для эмульгирования эфирного масла с аравийской камедью.
6. Способ по п. 5, в котором эфирное масло присутствует в концентрации, равной 0,06 мас. % или меньше, предпочтительно, равной 0,04 мас. % или меньше от массы водной композиции.
7. Способ по любому из пп. 3-6, в котором массовое соотношение эфирного масла к аравийской камеди равно от 1:0,5 до 1:50, предпочтительно от 1:0,5 до 1:1.
8. Водная композиция, представляющая собой напиток, пищевой продукт или биологически активную добавку к пище, включающая эмульсию из противомикробного эфирного масла, аравийской камеди и воды, в которой эфирное масло присутствует в концентрации, равной 0,08 мас. % или меньше от массы водной композиции.
9. Водная композиция, представляющая собой корм для животных, включающая эмульсию из противомикробного эфирного масла, аравийской камеди и воды, в которой эфирное масло присутствует в концентрации, равной 0,08 мас. % или меньше от массы водной композиции.
10. Водная композиция по п. 8 или 9, в которой эфирное масло присутствует в концентрации, равной 0,06 мас. % или меньше, предпочтительно, равной 0,04 масс. % или меньше от массы водной композиции.
11. Композиция по п. 8 или 9, в которой массовое соотношение эфирного масла к аравийской камеди равно от 1:0,5 до 1:50, предпочтительно от 1:0,5 до 1:1.
12. Композиция по п. 8 или 9, в котором эфирное масло выбрано из группы, состоящей из масла орегано (душица), чесночного масла, имбирного масла, коричного масла, лаймового масла, лимонного масла, лемонграссового масла, масла листьев гвоздики и цитрусового масла или их комбинации.
13. Композиция по п. 8, которая представляет собой пищевой продукт из числа: соус на водной основе, маринад, дрессинг, приправа, средство для придания вкуса, суп, десерт или мороженое.
| WO 03028451 A2, 10.04.2003 | |||
| WO 2007060174 A1, 31.05.2007 | |||
| WO 2008028278 A1, 13.08.2008 | |||
| ЖИДКИЕ ДИСПЕРСИОННЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИИ, ИХ ПОЛУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ | 2000 |
|
RU2233150C2 |
| ИНКАПСУЛИРОВАННЫЕ ЭФИРНЫЕ МАСЛА | 2004 |
|
RU2347608C2 |
| КОМПОЗИЦИЯ НА МЯСНОЙ ОСНОВЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ ДЕТЕЙ РАННЕГО ВОЗРАСТА | 2004 |
|
RU2277357C1 |
