啤酒花酸抗细菌组合物 【发明领域】
本发明涉及一种通过用一种组合物(它包含一种或多种安全和合适的啤酒花酸或啤酒花酸衍生物或啤酒花树脂或啤酒花树脂衍生物和一种或多种表面活性剂、表面活化剂(surface active agents)、螯合剂、抗氧化剂和/或有机酸)处理来降低食品和非食品上细菌水平或延缓其过生长的方法。更具体地说，该方法包括，使用一种组合物(它包含β啤酒花酸和一种或多种非离子表面活性剂、螯合剂、抗氧化剂和/或有机酸)作为食品或非食品的一种成分或涂布到食品或非食品表面来减少或消灭革兰氏阳性腐败菌或病原菌，特别是有害病原体单核细胞增生利斯特氏菌(Listeria monocytogenes)的菌株。发明背景
在食品和保健品安全领域已经进行了广泛的研究以开发作为食品级抗细菌剂的组合物。特别地，当发现在食品或保健品中有革兰氏阳性菌[例如，单核细胞增生利斯特氏菌、金黄色葡萄球菌(Staphlococcus aureus)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、肉毒梭菌(Clostridium botulinum)等]时，将给消费者造成很大的健康危害。此外，各种革兰氏阳性腐败菌[例如，乳杆菌(lactobacilli)、芽孢杆菌(bacilli)、链霉菌(streptomyces)如微球菌(micrococci)菌种]可能引起经过处理的食品和高湿度保健品储藏期限和吸引力的降低。病原菌和腐败菌最常出现在食品或保健品组分的表面，它们与来自环境来源污染的不希望的细菌接触。这些细菌再通过混合、粉碎、润湿作用或迁移而传播到食品的其它部分。在这些产品的处理和贮存过程中细菌就会导致腐败或传染性健康危害。将这些产品用于身体敞开的敏感部位(例如，口、皮肤、眼睛)或食品的摄食极大地增加了感染的机会。此外，其它革兰氏阳性菌(包括各种腐败菌种)有机会感染敞开的切口和伤口(用消费品处理它们通常意味着只能外用)。因此，在经营和分配过程中必须小心预防所有细菌的生长并将所有食品和保健品中的细菌减到最少。本发明公开了一个使受危害的食品和保健品中的细菌减少和失活的体系。
美国专利Nos.5,286,506和5,455,038启示，源于啤酒花(用于啤酒的生产)的酸或酸衍生物可能具有抗利斯特氏菌属(Listeria)菌种的抗细菌活性。然而，Johnson等在国际食品微生物学杂志(International Journal of Food Microbiology)，33(1996)，195～207中公开了，啤酒花酸制品和啤酒花酸衍生物在含脂肪的产品(例如，干酪、肉类、调味汁和佐料)中具有有限的抗细菌的实际效果。这可能是由于：β酸在脂肪乳中的迁移或截留，所以不能抑制已知细菌生长的乳液内水相中的细菌生长。啤酒花β酸在含脂肪酸地食品中的差活性问题将妨碍它们商用作控制利斯特氏菌或其它革兰氏阳性病原体的天然抗微生物剂。此外，啤酒花酸活性在大多数保健品中常见的油包水乳液中不可能有效。在这类体系的水相中标记啤酒花酸的能力应当是这一特性，即，显著增大它们作为含高含量的油或脂肪酸的食品或保健品中的抗微生物剂的价值。
至完成本专利申请所需的程度，所有上述引用的文献都特意并入作参考。然而，尽管有上述启示，在本领域仍需要一种方法，该方法应用天然的、一般认为是安全的(GRAS)物质来保护含脂肪的食品和保健品以抗细菌生长。更具体地说，存在一种需要，即，需要通过应用安全和合适水平的食品级抗微生物组分(例如啤酒花酸，它可以有效地分散到将要处理的产品的水相中)来更加完全而有效地减少有害的病原体。发明简述
现在很意外地发现了一种这样的组合物，即，它具有作为第一组分的至少一种选自下组的化合物：啤酒花酸，啤酒花酸衍生物，啤酒花树脂，和啤酒花树脂衍生物；以及作为第二组分的至少一种选自下组的化合物：食品级表面活性剂，表面活化剂，螯合剂，抗氧化剂和有机酸；所述组合物提供良好的抗细菌性能，特别是抗潜在的有害利斯特氏菌属革兰氏阳性菌，可轻易涂布于食品或基于水包油乳液的消费品。
本发明的一个实施方案包括一种抗细菌组合物，它包含：(a)第一组分，它具有至少一种选自下组的化合物：啤酒花酸，啤酒花酸衍生物，啤酒花树脂，和啤酒花树脂衍生物；以及(b)第二组分，它具有至少一种选自食品级表面活性剂和表面活化剂的化合物。特别优选的是一种组合物，它包含β啤酒花酸和食品级表面活性剂或表面作用剂(它是非离子表面活性剂、丙二醇或其混合物)。
在另一个实施方案中，本发明提供了一种减少、延缓或者甚至消灭食品中的革兰氏阳性菌、尤其是单核细胞增生利斯特氏菌的方法，该方法包括用制菌或杀菌有效量的组合物处理所述食品表面这一步骤，所述组合物包含：(a)第一组分，它具有至少一种选自下组的化合物：啤酒花酸，啤酒花酸衍生物，啤酒花树脂，和啤酒花树脂衍生物；以及(b)一种或多种食品级表面活性剂和/或表面活化剂。
本发明一个目的是提供一种处理食品以便保护以抗有害细菌的方法。
本发明的另一个目的是提供一种新型组合物，它具有比以前观察到的组合物单独的组分大得多的抗细菌性能。
本发明另一个目的是提供一种产品，该产品轻易涂布于可能对细菌降解敏感的所有食品表面。
本发明的最后一个目的是提供一种产品，该产品在脂肪或水包油乳液的分配条件下能良好地挥发作用。
本领域技术人员参照对优选实施方案的详细描述将容易明白这些和其它目的。对优选实施方案的详细描述
在对优选实施方案的描述中，为清楚起见而利用了一些术语。这样的术语旨在包括叙述的实施方案，以及为了达到相似结果的相似目的而以类似方式操作的等同技术。
本发明提供了一种新型抗细菌组合物及其在减少、延缓或全部消灭有害细菌(特别是从食品表面)的方法中的应用。
这种新型抗细菌组合物包含：(a)一种或多种啤酒花酸或啤酒花酸衍生物或啤酒花树脂或啤酒花树脂衍生物或其混合物；和(b)一种或多种食品级表面活性剂或表面活化剂或螯合剂，或抗氧化剂，或有机酸，或其混合物，优选是食品级表面活性剂或表面活化剂或其混合物。
所述新型组合物的第一组分是一种或多种啤酒花酸，或啤酒花酸衍生物，或啤酒花树脂，或啤酒花树脂衍生物，或其混合物。现已发现了，用于啤酒制造中的啤酒花的苦酸成分(特别是β酸)适用作食品中的杀菌剂。含于啤酒花中的苦味酸的最普遍组是α酸和β酸(分别称为葎草酮和蛇麻酮)。这二者都使啤酒呈苦味，但α酸比β酸苦得多。啤酒花提取物的生产者在商业上通过各种色谱法分离α酸和β酸，最近开发了一种分离这两种酸级分的方法，即，应用液态二氧化碳在超临界条件下分离。该操作的一种副产品是一种这样的产品：它包含约61wt％β酸，余下的基本上是啤酒花树脂。可用麦芽糖糊精或其它食品级载体将该副产品标准化，喷雾干燥，用作抗细菌食品组分。一种优选的β啤酒花酸组分可作为天然风味提取物(含1wt％β啤酒花酸)商购。
含于啤酒花中的α酸通常被称为葎草酮、辅葎草酮和加葎草酮，而含于啤酒花中的β酸则通常被称为蛇麻酮、辅蛇麻酮和加蛇麻酮。尤其希望已证实有抗细菌性能的啤酒花酸或啤酒花树脂的衍生物(例如，六氢辅蛇麻酮和四氢异葎草酮，如美国专利No.5,455,038中公开的)用于本发明。还认为特别希望用于本发明的是啤酒花酸或啤酒花树脂的酸盐形式的应用。
在实际操作中，加到食品中的啤酒花酸或树脂或其衍生物的量是约0.1～约50ppm(用于处理的溶液重量)，更优选约0.40～约20ppm。
优选的新型组合物的第二组分包括一种或多种食品级表面活性剂或表面活化剂。“表面活化剂”这一术语也包括通常称为保护性胶体的物质。
所使用的表面活性剂优选是有高亲水/亲油平衡(HLB)值的食品级乳化剂。这样的值应在约10～约16的范围内。合适的乳化剂优选也已被批准用于食品中，由于本发明的很多用途属于食品和药物工业。优选的是，所述乳化剂选自下组物质：聚氧乙烯脱水山梨糖醇酯、脱水山梨糖醇酯、单酸甘油酯、二酸甘油酯、卵磷酯、聚甘油、硬脂酰-2-乳酸钠(sodium stearoy1-2-lactylate)、硬脂酰-2-乳酸(steary1-2-lactylicacid)、聚羟基硬脂酸酯、乙酰化单甘油酯及其混合物。脱水山梨糖醇酯和聚氧乙烯脱水山梨糖醇酯是乳化剂优选的选择。以上所列出的只是作为本发明期望的任何食品级表面活性剂的应用的代表性列举。
特别优选的可商购的表面活性剂包括：吐温-80，ICI AmericasInc.关于聚氧乙烯山梨糖醇酯的商标；吐温-20，ICI Americas Inc.关于聚氧乙烯脱水山梨糖醇单月桂酸酯的商标；以及Triton X-100，Union Carbide Chemicals and Plastics Co.Inc.关于辛基酚环氧乙烷缩合物的商标。
当将表面活性剂与啤酒花酸或树脂或者啤酒花酸或树脂衍生物组合应用时，它的添加量占处理组合物的约0.1～10％、更优选0.5～5％。
也可选定除表面活性剂以外的食品级表面活化剂。这包括但不限于：多元醇，例如，聚乙二醇，更特别是聚丙二醇，以及其它含多羟基的化合物，例如，甘油、山梨糖醇、甘露糖醇、肌醇等。还特别考虑了保护性胶体(例如聚乙烯醇)在本文的应用。
当将除表面活性剂以外的表面活化剂与啤酒花酸或啤酒花酸衍生物组合应用时，它的添加量占处理组合物的约0.1～20％，更优选占0.5～10％。
还特别期望啤酒花酸或啤酒花酸衍生物与表面活性剂和除表面活性剂以外的表面活化剂二者组合属于本发明的范围。
本发明组合物的第二组分可包含一种螯合剂；优选是一种选自下组的物质：柠檬酸盐、乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA)、乙二胺四乙酸钙(CaEDTA)、乙二醇-二(β-氨基乙基醚)-四乙酸(EGTA)及其混合物。最优选的螯合剂包括柠檬酸钠。
本发明组合物的第二组分也可包含一种抗氧化剂；优选是一种选自下组的物质：丁基化羟基苯甲醚、丁化羟基甲苯、一叔丁基氢醌(TBHQ)、棓酸丙酯抗坏血酸、生育酚及其混合物。最优选的抗氧化剂包括丁基化羟基苯甲醚。
本发明组合物的第二组分还可包含有机酸；优选是一种选自下组的物质：乙酸、乳酸、丙酸、苯甲酸、山梨酸和它们的盐。
在发明的组合物中可存在的其它添加剂包括但不局限于下列物质：其它抗细菌剂、天然的或合成的调味剂、油和/或香料、染料和/或着色剂、维生素、矿物质、营养品、酶、粘合剂(瓜耳胶和黄原胶)等。这些物质的添加不是本发明成功的关键所在，而且应当认为它们的添加属于技术人员的能力范围。
本发明的抗微生物组合物可用于对细菌生长或降解敏感的任何食品或高湿度保健品。典型的食品包括但不局限于水果和蔬菜(包括衍生的产品)，谷物和谷物衍生的产品，乳制品，熟肉，家禽和海产品。在特别优选的实施方案中，所述组合物用于肉类、家禽和/或海产品、家用食物替代物、汤类、熟食色拉(deli salads)、加工的干酪、豆腐、饮料、或其它即食食品。典型的保健应用包括但不局限于：含水分的化妆品、口腔保健品、护肤品、护发品、眼保健品、女性卫生用品、液体皂、洗发剂和洗涤剂。
为了选择性地降低食品表面的革兰氏阳性菌的水平，可将所述新型组合物涂布于食品表面。实际上，组合物既可直接也可间接涂布于食品表面，例如，首先将组合物涂到包装材料或薄膜包衣上，随后使包装材料或包衣与食品表面紧密接触。“食品表面”这一术语的应用定义为包括任何被处理的食品内表面或外表面。
本发明的组合物最容易与混合食品或保健品中的其它成分共混，但应当也可通过下列方法有效地处理固体食品表面，即，通过漂洗、喷洒、包装材料，或者通过涂布到这类产品的内部(例如，通过注射)。在其它实施方案中，所述组合物可呈醋渍汁、滚面包屑、调味涂油(seasoning rub)、糖衣、着色混合物等应用，关键准则是所述抗微生物组合物可到达受细菌降解的表面。在其它实施方案中，可使所述组合物间接与食品表面接触，即，通过将组合物涂到食品包装上，随后用包装材料包覆食品表面。最佳用量取决于被处理的特定食品的组成和将组合物涂到食品表面的方法，不过，可通过简单的试验确定。
本发明的组合物可有效地抗革兰氏阳性菌，它们包括但不局限于下列细菌：利斯特氏菌属细菌(例如，单核细胞增生利斯特氏菌，葡萄球菌属细菌(例如，金黄色葡萄球菌，梭菌属(Clostridia)细菌，芽孢杆菌属细菌，微球菌属，链球菌(streptococci)属，或其它乳酸菌。在一定条件下，本发明组合物的应用使细菌水平降低到通过标准富集技术检测不到的水平。
将通过如下非限制性实施例进一步描述本发明。实施例1
β啤酒花酸(BHA)和一种非离子表面活性剂抗单核细胞增生利斯特氏菌的活性
如表1所示，在30℃下胰胨豆胨培养液(pH 6.0)中进行了48小时的两组试验以显示含BHA和表面活性剂吐温-80(聚氧乙烯山梨糖醇酯)的杀菌体系的效果。将不存在吐温-80的BHA的试验作为对比以显示单独的BHA抗单核细胞增生利斯特氏菌的效果。存在吐温-80的BHA的试验表明了这种组合物抗单核细胞增生利斯特氏菌的意外增强的杀菌活性。表1示出，在0.125ppm BHA和2％吐温-80的浓度下，杀菌体系减少310g的靶细菌，而关于相同浓度不存在吐温-80的BHA观察到小于1log的减少。在更高BHA浓度下，BHA与吐温-80组合实际上消除细菌水平到少于10个/ml。因此，BHA与吐温-80的组合物阐明了比单独的BHA大20倍的协同活性。
表1
CFU/ml
BHA制品* 存在2％的吐温-80 不存在吐温-80
ppm
0 2.2×10e8 2.1×10e8
250(0.125) 1.5×10e4 3.3×10e7
500(0.25) 20 5.4×10e6
1000(0.5) ＜10 4.6×10e6
5000(2.5) ＜10 1.7×10e6*所用BHA是一种包含约5000ppm纯β啤酒花酸的粗萃取制品。
实施例2
BHA和一种水活性降低剂抗单核细胞增生利斯特氏菌的活性
如表2所示，在30℃下胰胨豆胨培养液(pH 6.0)中进行了48小时的两组试验以显示含BHA和丙二醇(一种水活性降低剂)的杀菌体系的效果。将不存在丙二醇的BHA的试验作为对比以显示单独的BHA抗单核细胞增生利斯特氏菌的效果。存在丙二醇的BHA的试验表明了这种组合物抗单核细胞增生利斯特氏菌的意外增强的杀菌活性。表2示出，在0.125ppm BHA和8％丙二醇的浓度下，杀菌体系减少2.5log的靶细菌，而关于相同浓度不存在丙二醇的BHA观察到小于1log的减少。在更高BHA浓度下，BHA与丙二醇组合实际上消灭了所述细菌(即，所述组合减小水平到少于10个/ml)。因此，BHA与丙二醇的组合物阐明了比单独的BHA大20倍的协同活性增强。
表2
CFU/ml
BHA制品* 含8％丙二醇(PG) 不存在PG
ppm
0 2.2×10e8 2.1×10e8
250(0.125) 7.8×10e5 3.3×10e7
500(0.25) 8.1×10e4 5.4×10e6
1000(0.5) 1000 4.6×10e6
5000(2.5) ＜10 1.7×10e6*所用BHA是一种包含约5000ppm纯β啤酒花酸的粗萃取制品。实施例3
β啤酒花酸(BHA)和一种螯合剂抗单核细胞增生利斯特氏菌的协同作用
如表3所示，在30℃下胰胨豆胨培养液(pH 6.0)中进行了48小时的两组试验以显示含BHA制品和一种螯合剂(柠檬酸钠)的杀菌体系的效果。将不存在柠檬酸钠的BHA的试验作为对比以显示单独的BHA抗单核细胞增生利斯特氏菌的效果。存在螯合剂的BHA的试验表明了这种组合物抗单核细胞增生利斯特氏菌的意外增强的杀菌活性。表1示出，在50ppm BHA制品和0.5％柠檬酸钠的浓度下，杀菌体系引起靶细菌的6log减少，而关于相同浓度的BHA制品观察到小于4log的减少。因此，BHA制品与螯合剂的组合物阐明了抗单核细胞增生利斯特氏菌的协同效果。
表3
CFU/ml
BHA制品* 含0.5％的柠檬酸钠 不存在柠檬酸钠
0 2.0×10e8 2.1×10e8
50ppm 40 6×10e4*β啤酒花酸制品含约0.97％纯的β啤酒花酸。
实施例4
β啤酒花酸(BHA)和抗氧化剂抗单核细胞增生利斯特氏菌的协同作用
如表4所示，在30℃下胰胨豆胨培养液(pH 6.0)中进行了48小时的两组试验以显示含BHA制品和丁基化羟基苯甲醚(一种抗氧化剂)的杀菌体系的效果。将不存在抗氧化剂的BHA的试验作为对比以显示单独的BHA抗单核细胞增生利斯特氏菌的效果。存在丁基化羟基苯甲醚的BHA制品的试验表明了这种组合物抗单核细胞增生利斯特氏菌的意外增强的杀菌活性。表2示出，在50ppm BHA制品和100ppm丁基化羟基苯甲醚的浓度下，杀菌组合物引起靶细菌的6log减少，而关于相同浓度的不存在丁基化羟基苯甲醚的BHA制品观察到小于4log的减少。因此，BHA制品与抗氧化剂的组合物阐明了抗单核细胞增生利斯特氏菌的协同效果。
表4
CFU/mlBHA制品* 含100ppm的丁基化羟基苯甲醚 不存在丁基化羟基苯甲醚0 1.2×10e8 2.1×10e850ppm 50 6×10e4
*β啤酒花酸制品含约0.97％纯的β啤酒花酸。
实施例5
β啤酒花酸(BHA)和有机酸抗单核细胞增生利斯特氏菌的协同作用。
如表5所示，在30℃下胰胨豆胨培养液(pH 6.0)中进行了48小时的两组试验以显示含BHA制品和有机酸(乙酸、丙酸和乳酸)的杀菌体系的效果。将BHA制品的试验作为抗单核细胞增生利斯特氏菌的协同效果的对比。存在有机酸的BHA制品的试验表明了这种组合物抗单核细胞增生利斯特氏菌的增强的杀菌活性。表3示出，在50ppm BHA制品和500ppm有机酸的浓度下，杀菌组合物引起靶细菌的3log减少，而关于相同浓度的单独BHA制品观察到小于4log的减少。因此，BHA制品与有机酸的组合物阐明了抗单核细胞增生利斯特氏菌的协同效果。
表5
CFU/mlBHA制品* 存在500ppm有机酸 不存在有机酸
乙酸 丙酸 乳酸0 1.2×10e8 1.4×10e8 2.0×10e8 2.1×10e850ppm 1.5×10e3 2.0×10e3 4.2×10e3 6×10e4
*β啤酒花酸制品含约0.97％纯的β啤酒花酸。
已参照其优选的实施方案描述了本发明，应懂得，可进行修饰和更改而不偏离附后权利要求书的范围。