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专利名称:包含精油或其衍生物的杀微生物制剂的制作方法
技术领域:
本发明涉及抑制微生物生长的制剂和方法。更详细地说,本发明涉及在易腐农产品、家庭和人类卫生等方面用于抑制微生物生长的制剂和方法,所述制剂包含精油组分或其衍生物以及稳定剂,所述的精油组分衍生物是通过将精油组分暴露在光照射之下或经氧化而得到的。
背景技术:
易腐农产品的腐烂是由微生物感染引起的。通常,这些农产品要储存足够长的时间,在储存期内,存在着有利于各种微生物的繁殖的条件,因而,极为常见的是,大部分此类农产品会受到感染。除了这种腐烂会造成显而易见的大量经济损失之外,一些这样的微生物还会产生对人类有害的毒性和致癌代谢物。
目前,主要是通过从外部施用合成杀真菌剂和/或杀细菌剂来控制易腐农产品的病原体感染。但是,这些合成化学品会在农产品中留下有毒残留物。此外,也已观察到已产生了微生物抗性株系。因此,管理部门正逐步停止使用多种这样的杀真菌剂和杀细菌剂。所述的残留毒性和停用可能性导致了开发现有防腐用合成化学品的替代品。
以下描述了几种替代品。例如,用紫外光照射农产品(Ben-Yehoshua
,S.,Rodov,V.,Kim,,S.,1992年,.,401217-1221;Rodov,V.,Ben-Yehoshua,S.,Kim,.,Shapiro,,Y.,1992年,.,117188-192),或者使农产品接触拮抗性酵母菌(Wilson,,E.,1989年,,40105-112)。但是,紫外线照射有可能对植物有毒,而使用所述拮抗性酵母菌的生物控制目前在商业上还无法得到充分的接受,这有可能是因为其对病原体的控制还不够。此外,这些方法存在着多种缺陷,一些相关的卫生主管部门还没有批准其中的一些方法。
柑橘类水果以及其他多种植物对病原体具有某种内源抗性,这是由于其植物组织内能产生抗微生物物质{Ben-Yehoshua,S.,Rodov,V.,Kim,,S.,(1992)
.,401217-1221;Ben-Yehoshua,S.,Rodov,V.,Fang,,.,(1995)-1066;Rodov,V.,Ben-Yehoshua,S.,Fang,,.,(1995)-1066}。以前已经证实这些物质包含精油组分,这些精油组分表现出了抗微生物的广谱活性。美国专利5,334,619和5,958,490描述了使用多种天然油作为防止采收后的农产品腐烂的活性剂。但是仅有极少数的精油组分具有杀微生物活性。
柠檬醛[3,7-二***-2,6-辛二烯基醛]是一种精油组分,该精油组分是在多种柑橘类水果以及一些其他植物例如柠檬草和桉树之中天然产生的。柠檬醛是属于萜系列的一种不饱和醛,由香叶醛和橙花醛的同分异构体混合物组成。由于柠檬醛具有强烈的柠檬香气及味道,其已广泛应用于食品和化妆品工业。柠檬醛作为一种安全的食品添加剂已得到公认,美国食品及药物管理局已批准将其用于食品。已证实柠檬醛具有非常有效而且广谱的抗微生物及抗真菌活性。事实上,
BenYehoshua(本耶霍舒亚)等人(1992)和Rodov等人(1995)已经证实柠檬醛是柠檬果实中最具活性的基本的抗菌化合物。
苧烯,即1-***-4-(1-***乙烯基)环己烯(也称为1,8-萜二烯)是富含精油组分的另一个例子,该化合物可从柑橘类水果的外皮腺中提取。美国专利4,379,168和5,951,992分别描述了苧烯作为杀虫剂和除害剂的用途。但是,纯态形式的该化合物抗菌活性极低。Chalchat等人(Chalchat,.,Chiron,F.,Garry,(2000),,125-134)公开了氢过氧化苧烯针对人类病原体的抗微生物活性。
Aureli等人(Aureli,P.,Costantini,,S.,1992,,55344-348)证实一些精油组分对病原菌如李斯特杆菌(Listeria)具有高抗菌活性,并建议将其用于防止李斯特杆菌对食品的感染。
已经多次尝试将柠檬醛用于控制各种农产品的腐烂。已证实柠檬醛可减少接种了曲霉属菌(Aspergillus)的以下农产品的谷物变质高水分大麦(Nandi,B.,,N.,1977年,.
,27105-109)、稻谷(Mallick,,B.,1982年,.,32177-187)和小麦(Ghosh,,B.,1985年,.,35245-254)。Arora和Pandey(Arora,,.,1977年,-16)报道称柠檬醛、香叶醇和其他精油化合物减少了芦柑(Citrusreticulata)果实的青霉病腐烂。本发明人(Ben-Yehoshua,S.,Rodov,V,Kim,,S.,1992年,.,401217-1221)已证实,对接种了青霉菌的柠檬施用外源的柠檬醛可显著抑制它们的腐烂。
在将精油组分用于农产品的防腐的在先应用中,大部分是将精油组分以水性乳剂的形式施用于农产品。尽管通过使用所述物质达到了部分防止农产品腐烂的效果,但是在商业上,尚未将包括柠檬醛和香叶醇在内的精油组分用于易腐农产品的防腐处理。不使用这些物质的一个主要原因是当将这些物质以对微生物有效的浓度施用于易腐农产品时,会造成对农产品的损坏,因而有可能导致以后的腐烂。例如,精油会造成水果的果皮损坏和肉类变色。这种损坏有可能是严重的,并导致处理过的农产品在较短的时间后发生明显腐烂。造成其商用性不足的另一个原因是它们的不稳定性,因为
许多精油是不稳定的,而且在发挥其杀菌活性之前易于分解。
发明内容
本发明基于以下的事实食品级精油组分或者将它们暴露于光照射之下或经氧化得到的衍生物可用作稳定有效的杀微生物制剂中的活性成分,用于抑制微生物生长。在所述的制剂中,防止了所述精油组分的已知植物毒性损害,并延长了所述精油组分或其衍生物的稳定性,从而得到了一种对环境友好的杀微生物组合物。
因此,本发明的一个目的是提供一种新型的杀微生物水性制剂,该制剂包含(i)有效量的至少一种精油组分或其衍生物或它们的混合物,所述的精油衍生物是经光照射处理或经氧化得到的;以及(ii)至少一种附加的稳定剂,该稳定剂选自由10%~约50%的乙醇、乳化剂、抗氧化剂和胶囊剂组成的组。
乙醇的添加量为约10%~约50%。所述的精油组分选自单萜烃类、倍半萜烃类、氧化的萜衍生物、非萜衍生物,所述的非萜衍生物是例如醛类、醇类、酸类或酚类。在该水性杀微生物组合物中,%~约1%(v/v;体积比)。所述经光照射得到的精油衍生物的浓度是约1000μL/L~约12,000μL/L。该杀微生物组合物还可包含附加量的另一种杀生物剂,该杀生物剂的用量少到其自身不足以抑制微生物的生长。
本发明的另一目的是提供一种抑制易腐农产品中微生物的生长的方法,该方法通过施用以下所述的杀微生物水性制剂来抑制所述微生物的生长,所述的杀微生物水性制剂包含(i)有效量的至少一种精油组分或其衍生物或它们的混合物,所述的精油衍生物是经光照射处理或经氧化得到的以及(ii)至少一种附加的稳定剂,该稳定剂选自由10%~约50%的乙醇、乳化剂、抗氧化剂和胶囊剂组成的组。
乙醇的添加量为约10%~约50%。所述的精油组分选自由单萜烃类、倍半萜烃类、氧化的萜衍生物或非萜衍生物组成的组,所述的非萜衍生物是例如醛类、醇类、酸类或酚类。所述制剂还可包含少量的另一种除害剂,该除害剂的用量少到其自身不足以抑制微生物的生长。
本发明的另一目的是提供抑制家庭中微生物生长的方法,该方法是通过单独施用本发明的杀微生物水性制剂或将所述制剂与常用的洗涤剂一起施用来抑制微生物的生长。
本发明的另一目的是提供所述杀微生物制剂在人类卫生方面的应用,其中是将所述精油或其衍生物与适用的添加剂一起加入到皂条、卫生洗涤剂、盘碟洗涤剂、漱口剂、消毒用品或化妆用品中。
本发明的另一个目的是提供所述杀微生物制剂作为用于缓解或治疗由微生物引起的轻度感染的保健品以及对人体健康有利的保健品的应用。
为了理解本发明以及了解如何在实践中实施本发明,以下将通过非限制性实施例并参考附图来描述优选实施方案。在本发明的附图中图1表示的是通过将经日晒的苧烯、苧烯或柠檬醛注射到成熟绿柠檬的白色内皮中或通过释放成熟绿柠檬的油腺的内含物来诱使成熟绿柠檬产生东喘宁。
图2表示的是柠檬的果实成熟度对成熟的绿柠檬果和黄柠檬果中产生植物抗***的影响。
图3表示的是接种了青霉菌的葡萄柚在柠檬醛制剂和香叶醇制剂中浸渍处理后的腐烂速度。
图4比较了接种了青霉菌的柠檬经过不同处理后的腐烂速度,其中的一个柠檬试样经过以下物质的处理用25%乙醇、amif72(丙二醇溶液,其中含20%丁羟茴醚(BHA)、6%没食子酸丙酯和4%柠檬酸)、β-环糊精(β-CD)和聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯
(Tween20;吐温20)稳定化的柠檬醛(Ci)水性乳剂,对另一相同种类的柠檬试样进行处理时采用了5000ppm的吐温20但没有使用乙醇。
图5表示的是接种了青霉菌的柠檬的腐烂速度,其中采用包含辛基-苯基聚醚醇(TritonX100)和丁羟茴醚(BHA)的柠檬醛水性乳剂对接种了青霉菌的柠檬进行了处理。
图6比较了接种了青霉菌的柠檬经过不同处理后的腐烂速度,其中将包含聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯(吐温20)和丁羟茴醚(BHA)的柠檬醛水性乳剂与加有抑霉唑(imazalil)的乳剂的处理结果进行了比较。(抑霉唑是一种杀真菌剂,常用于水果和蔬菜的采收后保护)图7比较了接种了青霉菌的柠檬经过不同处理后的腐烂速度,其中将包含绿柠檬外皮的二***甲烷粗提物(CRU)的25%乙醇水性乳剂与含1000ppm抑霉唑的溶液以及25%乙醇溶液的处理效果进行了比较。
图8表示的是接种了青霉菌的柠檬经过不同处理后的腐烂速度,其中,这些柠檬经过各种复合制剂的25%乙醇水性溶液的处理,所述复合制剂包含柠檬醛、1-辛醇和使用前已日晒4小时的柠檬外皮的二***甲烷粗提物,该粗提物以25%乙醇为溶剂。
图9表示的是接种了青霉菌的柠檬的腐烂速度,该柠檬经过含5000ppm苧烯的25%乙醇溶液处理,该苧烯已作日晒3小时处理。该图比较了浸渍时间长短以及浸渍次数的影响。
图10表示的是接种了青霉菌的柠檬的腐烂速度,该柠檬经过2500ppm苧烯的水性溶液的处理,该苧烯在使用前用紫外线照射3小时,然后溶于25%乙醇。我们比较了用该溶液作1分钟浸渍处理(3UVL)和在同一溶液中连续三次1分钟浸渍处理(3UVL3)的结果,其中后者每次浸渍之间相隔1小时。将这些处理结果与在水中或在25%乙醇中浸渍的结果进行比较。
图11表示的是氢过氧化苧烯对接种了指状青霉菌(Penicilliumdigitatum)的柠檬果实腐烂百分率的影响,该氢过氧化苧烯是用玫瑰红(RoseBengal)进行光氧化而制得的。
图12表示的是氢过氧化苧烯对接种了指状青霉菌的柠檬果实的腐烂情况的影响,该氢过氧化苧烯是用钼酸盐催化剂制得的。
图13表示的是除去玫瑰红催化剂以及吐温20的剂量对由氢过氧化苧烯处理的柠檬果实的植物毒性的影响。
图14表示的是柠檬醛制剂对金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)细胞的生长情况的影响。
图15表示的是柠檬醛和经日晒处理的苧烯对白色念珠菌(Candidaalbicans)细胞的生长情况的影响。
具体实施例方式
如上所述,本发明提供了一种对环境友好的杀微生物制剂,该制剂可有效地防止农产品的腐烂,还可用于家庭、人类卫生以及作为保健性组合物。所述的水性的杀微生物制剂包含以下物质作为活性成分的至少一种精油组分或其衍生物,或