СПОСОБ СТЕРИЛИЗАЦИИ И КОНСЕРВИРОВАНИЯ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ И НАПИТКОВ Российский патент 2023 года по МПК A23L2/44 A23L3/3508 A23L3/3526 A23L3/3544 

Изобретение относится к смеси натамицина и микозамина и к применению указанных смесей для стерилизации и консервирования продуктов питания и напитков, а также к способу введения смесей согласно изобретению в продукты питания и напитки.

Из-за большого количества питательных веществ и различных возможностей проникновения микробов во время производства напитки и продукты питания легко могут быть заражены микроорганизмами, что в конечном итоге приводит к порче и непригодности продукта. Кроме того, микробное заражение напитков и продуктов питания представляет опасность для здоровья потребителя. Посредством применения химических консервантов предотвращается выживание или размножение микроорганизмов в продуктах питания и напитках.

Из-за увеличения объемов передвижения товаров по всему миру, все более заметно увеличивается, например, в напитках, содержание микробов, о которых производитель напитков никогда ранее не знал. Все чаще оказывается, что консервирующие средства недостаточно эффективны, и поэтому используются в очень высоких концентрациях для предотвращения размножения микроорганизмов, а также соответствующего заражения напитка. Использование высоких концентраций консервирующих средств является нежелательным с экономической точки зрения и ограничивается правовыми нормами.

Натамицин в качестве консерванта используется для обработки поверхности сыра и колбасных изделий, а в некоторых странах он также используется для консервирования йогурта, прохладительных напитков, а также вина и сидра.

Из патента США US-B 6136356 известно использование комбинации диметилдикарбоната, натамицина и отдельных сорбатов для защиты напитков и продуктов питания от образования плесени. Также указанная смесь эффективна не против всех микроорганизмов.

Действующее вещество натамицин имеет сложную структуру и относится к группе так называемых полиеновых макролидов. В молекуле также содержится так называемый микозамин, представляющий собой аминосахар. Натамицин в качестве активной субстанции показывает ограниченную стабильность в условиях окружающей среды и может распадаться на различные продукты под влиянием pH, температуры, окисления и света. В кислой среде, например в вине или безалкогольных напитках натамицин быстро разрушается в результате гидролиза. При этом высвобождается аминосахар микозамин (Brik H., 1976, The Journal of Antibiotics, VOL. XXIX NO. 6, с. 632-637).

Поэтому все еще существовала потребность в эффективной смеси для стерилизации и консервирования, с помощью которой можно было бы преодолеть недостатки предшествующего уровня техники.

Неожиданно было обнаружено, что микозамин в сочетании с натамицином обладает синергическим и улучшенным действием против микроорганизмов.

Таким образом, объектом изобретения является смесь, содержащая натамицин и микозамин в количестве > 95%масс., в пересчете на общую массу смеси.

Натамицин (CAS-номер 7681-93-8, также называемый пимарицином) представляет собой (8E,14E,16E,18E,20E)-(1R,3S,5R,7R,12R,22R,24S,25R,26S)-22-(3-амино-3,6-дидезокси-25-D-маннопиранозилокси)-1,3,26-тригидрокси-12-метил-10-оксо-6,11,28-триоксатрицикло[22.3.1.05.7]октакоза-8,14,16,18,20-пентаен-25-карбоновую кислоту.

Микозамин (CAS-номер 527-38-8) представляет собой 3-амино-3,6-дидезоксиманнозу.

Натамицин и микозамин предпочтительно содержатся в смеси в количестве > 98% масс в пересчете на общую массу смеси. Особенно предпочтительно смесь состоит из натамицина и микозамина.

Натамицин и микозамин предпочтительно содержатся в массовом соотношении 10 : 1 до 1 : 10, особенно предпочтительно от 1 : 8 до 1 : 3, и наиболее предпочтительно от 1 : 6 до 1: 3 в смеси.

Смесь согласно изобретению может быть разбавлена дополнительными добавками, такими как растворители, или также другими добавками, такими как эмульгаторы или другие подходящие пищевые добавки. Затем данная разбавленная смесь может быть добавлена в напиток или еду. В качестве растворителей могут быть использованы гидрофильные, органические и смешивающиеся с водой растворители. Смесь согласно изобретению также можно добавлять в напитки или пищевые продукты без дополнительных добавок. Предпочтительно не добавлять никаких дополнительных добавок.

Смеси согласно изобретению в качестве примесей могут также содержать воду, соли и/или растворители. Указанные компоненты предпочтительно присутствуют в смеси согласно изобретению в количестве < 5% масс., особенно предпочтительно в количестве <2% масс. Особенно предпочтительно смесь согласно изобретению не содержит примесей.

Настоящее изобретение также включает применение смесей согласно изобретению для стерилизации и консервирования продуктов питания и напитков.

Предпочтительно смесь согласно изобретению применяют в количестве от 0,01 ч.н.млн (мг/л) до 2000 ч.н.млн (мг/л), особенно предпочтительно в количестве от 0,01 ч.н.млн (мг/л) до 100 ч.н.млн (мг/л) в пересчете на количество продуктов питания или напитков.

Продукты питания в рамках настоящего изобретения предпочтительно представляют собой молочные продукты, такие как сыр, йогурт, мороженое или масло, или маргарин, заправки для салатов, пюре, майонез, соусы или колбасные изделия или хлебобулочные продукты.

Под напитками предпочтительно понимают прохладительные, а также алкогольные напитки, такие как предпочтительно газированные напитки, фруктовые соки и содержащие фруктовые соки напитки, ароматизированные прохладительные напитки, такие как лимонады, чай (так называемые готовые к употреблению чайные напитки), такие как предпочтительно холодный чай и спортивные напитки, смешанные напитки из содержащего чай/фруктовый сок безалкогольного напитка, а также соответствующие концентраты, винные фруктовые напитки и обезалкоголенные вина, вина, коктейли, алкопопы, сидр и смешанные пивные напитки. Особенно предпочтительными напитками являются холодные чаи, спортивные напитки, фруктовые соки и содержащие фруктовые соки напитки, вина, коктейли, алкопопы, сидр и смешанные пивные напитки.

Предпочтительными микроорганизмами, против которых можно использовать смеси для стерилизации и консервирования согласно изобретению, являются дрожжи и плесень. Особенно предпочтительно смеси согласно изобретению активны против Aspergillus chevalieri, Aspergillus clavatus, Aspergillus flavus, Aspergillus nidulans, Aspergillus niger, Aspergillus ochraceus, Aspergillus orycae, Botrytis cinerea, Fusarium sporotrichioides, Gloeosporium album, Mucor mucedo, Penicillium chrysogenum, Penicillium digitatum, Penicillium expansum, Penicillium islandicum, Penicillium notatum, Penicillium roqueforti, Rhizopus oryzae, Candida glabrata, Candida krusei, Saccharomyces cerevisiae, Zygosaccharomyces bailii, Penicillium carneum, Trichoderma virens и Candida albicans. Наиболее предпочтительно смеси согласно изобретению эффективны против Candida albicans.

Натамицин и микозамин являются коммерчески доступными. Натамицин доступен, например, под названием Natamax® фирмы DuPont Danisco Deutschland GmbH. Микозамин, например, коммерчески доступен у фирмы BOC Science Ltd. из США.

После стерилизации продукта питания или напитка осуществляют консервирование посредством активных веществ смеси согласно изобретению.

Изобретение также включает способ стерилизации и консервирования продуктов питания и напитков, в котором смесь согласно изобретению вводят в продукты питания или напитки.

Способ согласно изобретению предпочтительно используют для стерилизации и консервирования напитков. Поэтому настоящее изобретение предпочтительно включает способ стерилизации и консервирования напитков, в котором смесь согласно изобретению вводят в напитки.

Введение смеси согласно изобретению в напитки происходит предпочтительно при температуре от 4°C до 40°C, особенно предпочтительно при температуре от 8°C до 30°C.

Напитки, в которые вводят смесь, предпочтительно имеют значение pH от 5 до 8, особенно предпочтительно значение pH от 6,5 до 7,5.

Введение смеси согласно изобретению в напитки предпочтительно осуществляют посредством автоматических дозирующих систем. При этом добавление в виде раствора производят непосредственно в поток напитка. Посредством потока также происходит перемешивание в системе труб. Добавление также можно проводить в виде твердого вещества. Если смесь согласно изобретению применяют в виде твердого вещества, ее предпочтительно растворяют в отдельном резервуаре. Затем смесь согласно изобретению перекачивают из отдельного резервуара в поток напитка или впрыскивают в сосуд с напитком.

Смесь согласно изобретению особенно эффективно действует против микроорганизмов, в частности, против дрожжей и плесени. Неожиданно было обнаружено, что антимикробное действие особенно эффективно в заявленных диапазонах, и смесь проявляет синергетический эффект. В результате этого продукты питания и напитки можно стерилизовать и консервировать особенно эффективно и экономически выгодно.

Примеры

Пример 1:

Среда для выращивания (RPMI-1640 полученная согласно руководству CLSI M27-A3 (CLSI = Институт клинических и лабораторных стандартов)) была заселена 1000 КОЕ/мл (КОЕ = колониеобразующие единицы) микроорганизмами, и была исследована смесь натамицина и микозамина на эффективность по сравнению с отдельными веществами. Через одну неделю часть среды для выращивания исследовали на присутствие микроорганизмов, и посредством этих экспериментов определяли MПК (минимальную подавляющую концентрацию).

Отдельные испытываемые вещества; Натамицин, микозамин Испытуемый микроорганизм Candida albicans Субстрат: Среда для выращивания Количество микроорганизмов на мл субстрата: 1000 КОЕ/мл

Таблица 1: Активное вещество (по отдельности) МПК (мг/л) через одну неделю Натамицин 1 мг/л Микозамин 32 мг/л Смесь активных веществ МПК (мг/л) через одну неделю Синергетический индекс Натамицин
Микозамин
(массовое соотношение
1 : 4) 2,5 мг/л SI = 0,56

Пример 2:

Среда для выращивания (RPMI-1640 полученная согласно руководству CLSI M27-A3 (CLSI = Институт клинических и лабораторных стандартов)) была заселена 1000 КОЕ/мл микроорганизмами, и была исследована смесь натамицина и микозамина на эффективность по сравнению с отдельными веществами. Через одну неделю часть среды исследовали на присутствие микроорганизмов, и посредством этих экспериментов определяли MПК (минимальную подавляющую концентрацию).

Отдельные испытываемые вещества; Натамицин, микозамин Испытуемый микроорганизм Candida glabrata Субстрат: Среда для выращивания Количество микроорганизмов на мл субстрата: 1000 КОЕ/мл

Таблица 2: Активное вещество (по отдельности) МПК (мг/л) через одну неделю Натамицин 1 мг/л Микозамин 0,5 мг/л Смесь активных веществ МПК (мг/л) через одну неделю Синергетический индекс Натамицин
Микозамин
(массовое соотношение
4 : 1) 0,625 мг/л SI = 0,75

Пример 3:

Среда для выращивания (RPMI-1640 полученная согласно руководству CLSI M27-A3 (CLSI = Институт клинических и лабораторных стандартов)) была заселена 1000 КОЕ/мл микроорганизмами, и была исследована смесь натамицина и микозамина на эффективность по сравнению с отдельными веществами. Через одну неделю часть среды исследовали на присутствие микроорганизмов, и посредством этих экспериментов определяли MПК (минимальную подавляющую концентрацию).

Отдельные испытываемые вещества; Натамицин, микозамин Испытуемый микроорганизм Candida krusei Субстрат: Среда для выращивания Количество микроорганизмов на мл субстрата: 1000 КОЕ/мл

Таблица 3: Активное вещество (по отдельности) МПК (мг/л) через одну неделю Натамицин 2 мг/л Микозамин 2 мг/л Смесь активных веществ МПК (мг/л) через одну неделю Синергетический индекс Натамицин
Микозамин
(массовое соотношение
2 : 1) 1,5 мг/л SI = 0,75

Пример 4:

Напиток (холодный чай, негазированный) был заселен указанными ниже микроорганизмами в каждом случае по 250 КОЕ/мл, и была исследована смесь натамицина и микозамина на эффективность в сравнении с отдельными веществами. Через одну неделю часть среды исследовали на присутствие микроорганизмов, и посредством этих экспериментов определяли MПК (минимальную подавляющую концентрацию).

Отдельные испытываемые вещества; Натамицин, микозамин Испытуемый микроорганизм Смесь из Saccharomyces cerevisiae, Zygosaccharomyces bailii, Penicillium carneum и Trichoderma virens Субстрат: Холодный чай, негазированный Количество микроорганизмов на мл субстрата: по 250 КОЕ/мл каждого указанного выше испытуемого микроорганизма

Таблица 4: Активное вещество (по отдельности) МПК (мг/л) через одну неделю Натамицин 4 мг/л Микозамин 0,75 мг/л Смесь активных веществ МПК (мг/л) через одну неделю Синергетический индекс Натамицин
Микозамин
(массовое соотношение
8 : 1) 2,25 мг/л SI = 0,83

Согласно описанным в публикации Kull, F.C. и др; Mixtures of quarternary ammonium compounds and long-chain fatty acids as antifungal agents, Applied Microbiology, 9, 538-541, 1961 методам определяли синергизм.

При этом применяли следующие соотношения:

QA/Qa + QB/Qb = SI

Qa = концентрация вещества A, которая представляет собой МПК

Qb = концентрация вещества B, которая представляет собой МПК

QA = концентрация вещества A в концентрации A/B, которая предотвращает размножение микробов

QB = концентрация вещества B в концентрации A/B, которая предотвращает размножение микробов

SI - синергетический индекс

SI = 1 означает аддитивность

SI > 1 означает антагонизм

SI < 1 означает синергизм

Изобретение относится к пищевой и консервирующей промышленности. Антимикробная смесь содержит натамицин и микозамин в количестве более 95% масс. в пересчете на общую массу смеси и в массовом соотношении от 1:10 до 10:1. Антимикробную смесь применяют для стерилизации и консервирования продуктов питания или напитков. Предлагаемая антимикробная смесь обеспечивает высокую степень стерилизации и консервирования продуктов питания или напитков в отношении микроорганизмов Aspergillus chevalieri, Aspergillus clavatus, Aspergillus flavus, Aspergillus nidulans, Aspergillus niger, Aspergillus ochraceus, Aspergillus orycae, Botrytis cinerea, Fusarium sporotrichioides, Gloeosporium album, Mucor mucedo, Penicillium chrysogenum, Penicillium digitatum, Penicillium expansum, Penicillium islandicum, Penicillium notatum, Penicillium roqueforti, Rhizopus oryzae, Candida glabrata, Candida krusei, Saccharomyces cerevisiae, Zygosaccharomyces bailii, Penicillium carneum, Trichoderma virens и Candida albicans при невысоких концентрациях. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 табл., 4 пр.

1. Антимикробная смесь, содержащая натамицин и микозамин в количестве более 95% масс. в пересчете на общую массу смеси и в массовом соотношении от 1:10 до 10:1.

2. Антимикробная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что натамицин и микозамин содержатся в смеси в количестве более 98% масс. в пересчете на общую массу смеси.

3. Антимикробная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что натамицин и микозамин содержатся в смеси в массовом соотношении от 1:8 до 1:3.

4. Антимикробная смесь по одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что натамицин и микозамин содержатся в смеси в массовом соотношении от 1:6 до 1:3.

5. Применение антимикробной смеси по одному из пп. 1-4 для стерилизации и консервирования продуктов питания или напитков.

6. Применение по п. 5, отличающееся тем, что смесь по п. 1 используют в количестве от 0,01 до 100 мг/л в пересчете на количество подлежащего обработке напитка или продукта питания.

7. Применение по п. 5, отличающееся тем, что в качестве напитков обрабатывают прохладительные напитки, а также алкогольные напитки, такие как, в частности, холодные чаи, спортивные напитки, фруктовые соки и содержащие фруктовый сок напитки, вина, коктейли, алкопопы, сидр и смешанные пивные напитки.

8. Применение по одному из пп. 5-7, отличающееся тем, что стерилизацию и консервирование проводят против микроорганизмов Aspergillus chevalieri, Aspergillus clavatus, Aspergillus flavus, Aspergillus nidulans, Aspergillus niger, Aspergillus ochraceus, Aspergillus orycae, Botrytis cinerea, Fusarium sporotrichioides, Gloeosporium album, Mucor mucedo, Penicillium chrysogenum, Penicillium digitatum, Penicillium expansum, Penicillium islandicum, Penicillium notatum, Penicillium roqueforti, Rhizopus oryzae, Candida glabrata, Candida krusei, Saccharomyces cerevisiae, Zygosaccharomyces bailii, Penicillium carneum, Trichoderma virens и Candida albicans.

9. Способ стерилизации и консервирования напитков или продуктов питания, отличающийся тем, что антимикробную смесь по п. 1 вводят в напитки или продукты питания.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что стерилизуют и консервируют напитки.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что введение осуществляют посредством добавления с помощью автоматической системы дозирования.

12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что введение смеси осуществляют при температуре от 4 до 40°С.

13. Способ по одному из пп. 10-12, отличающийся тем, что напитки имеют значение рН от 5 до 8.