CN102469830A - 用于防止霉菌和酵母导致腐败的组合物和其用途以及其相关产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于防止因霉菌和酵母导致腐败的组合物，其包含至少一种选自有机酸的化合物和至少一种选自植物或果实提取物、植物或果实提取物的油相和从这些提取物或其油相衍生出的单组分物质的化合物，来作为仅有的抗真菌剂，其中有机酸选自由辛酸、肉桂酸、丙酸、丁酸、乳酸、酒石酸和富马酸及其盐构成的组。本发明进而涉及此类组合物或类似组合物用于保护食品或饲料产品免受霉菌和酵母生长影响的用途，并涉及含有此类组合物的食品或饲料产品。

Description

用于防止霉菌和酵母导致腐败的组合物和其用途以及其相关产品
技术领域
本发明涉及用于防止因霉菌和酵母导致腐败的组合物和其用途以及其相关产品。
背景技术
工业加工的食品和饲料产品需要保护免受因微生物(例如真菌和细菌)生长导致的变质。由于潮湿产品通常会经历一个干馏过程，其中食品或饲料经烹制并放置在罐或容器中以进一步消毒和蒸煮以杀死微生物，并且干燥产品因其低含湿量和水分活度而没有特别受到因微生物生长所引起的危险，对于具有中等湿度的食品和饲料有特别的问题，诸如中等湿度宠物食品具有约10至40wt％的含湿量和范围从0.60至0.90、特别是0.65至0.85的水分活度。在这些湿度水平上，产品的腐败主要与由霉菌和酵母导致的腐败相关，这些微生物往往使得产品在感官特性方面发生变质，或在某些情况下产生毒素。
因此，通常将特定的抗真菌组合物添加至这些产品。现有技术中最常使用基于山梨酸(特别是山梨酸酯)或者苯甲酸(特别是苯甲酸酯)的抗真菌组合物。然而，从现有技术中已知用于改善这些产品的保存期的其它杀菌剂。
例如EP 0 762 837 B1描述了一种用于改善易受微生物损毁产品的质量和/或稳定性维持的方法，其中，产品的表面和/或环境用抗真菌组合物处理，该抗真菌组合物包含苯甲醇和至少一种杀菌性GRAS(通常被认为是安全的，GRAS)增味剂，其中所述GRAS增味剂选自特定的醇、醛、苯酚、乙酸酯、酸、阿利辛(alicine)、萜烯、乙缩醛、多酚和精油。但是，这些组合物强制性地需要苯甲醇的存在，并且不能用作所述产品的添加剂。
EP 0 785 714 B1中描述了一种用于抗菌组合物的有机酸和二元醇的混合物。
WO 2008/007245 A2公开了一种基于至少一种天然防腐剂的用于宠物食品的防腐剂体系，其可选择地进一步包含螯合剂，该螯合剂可以是一些特定有机酸的一种。WO 2008/007245的实施例显示了这些天然防腐剂体系导致延迟脂肪因氧化而分解的作用。在这份现有技术文献中没有讨论或显示对抗微生物生长的作用。
WO 2009/063005公开了食品，所述食品包含至少一种流涎剂，优选为有机酸，和至少一种清凉剂以及可选地包含一种麻感剂，其可以是植物提取物。将所述食品设置成具有增强的口腔和精神清新感。
WO 2005/018333公开了组合物，所述组合物包含抗菌性乳酸链球菌肽和来自一种唇形科植物或优选选自迷迭香、鼠尾草、牛至、马郁兰、薄荷、香蜂草、香薄荷和百里香的提取物。
U.S.3,658,548涉及一种包含己酸或辛酸以防止霉菌生长的动物食物组合物。
WO 01/97799涉及作为抗菌剂的中等链脂肪酸，例如己酸和辛酸。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种组合物，用于有效保护食品或饲料产品，尤其中等湿度宠物食品，但不限于此，从而免受霉菌和酵母生长影响，该组合物在特别低浓度下是有效的，并且还可以对口感产生积极影响。
这个目的通过一种用于防止因霉菌和酵母所导致腐败的组合物实现，该组合物包含至少一种来自组(a)的化合物和至少一种来自组(b)的化合物，来作为仅有的抗真菌剂：
(a)选自由辛酸、肉桂酸、丙酸、丁酸、乳酸、酒石酸、富马酸及其盐构成的组的有机酸，
(b)植物或果实提取物、植物或果实提取物的油相和从这些提取物或油相衍生出的单组分物质。
在一个实施方式中，来自组(b)的植物或果实提取物选自肉桂提取物，特别是肉桂皮或肉桂叶提取物、百里香提取物、牛至提取物、马郁兰提取物、柠檬草提取物、肉桂提取物、天竺葵提取物、葡萄柚籽提取物、蔓越橘(cranberry)提取物和越橘(bilberry)提取物。
在另一个实施方式中，来自组(b)的油相选自由肉桂油、柠檬草油、百里香油、柠檬没药油、牛至油、茶树油和丁香油组成的组。
优选地，来自组(b)的单组分物质选自由肉桂醛、香兰素及其功能等同衍生物组成的组。
在优选实施方式中，来自组(a)的有机酸是辛酸、肉桂酸、丙酸或其一种或多种盐。
进而，来自组(a)的成分和来自组(b)的成分可以是以20∶80至98.5∶1.5，优选70∶30至98.5∶1.5的质量比存在。
本发明还涉及一种组合物的用途，用于保护食品或饲料产品不受霉菌和酵母的生长的影响，该组合物包含至少一种组(a′)的化合物和至少一种如权利要求1至4所限定的组(b)的化合物，或者一定含量的如权利要求1至4所限定的组(b)的至少两种化合物，作为仅有的抗真菌剂，其中组(a′)包括直链、支链或环状的具有3至10个碳原子的一元或多元有机酸，碳原子可选择地被羟基或羰基取代。
优选的用途是用于宠物食品、人类食品、糖果产品中保护免受霉菌和酵母生长的影响，或作为用于这种目的的食品或饲料产品包装物的部分。
优选地，来自组(a′)的有机酸是选自辛酸、肉桂酸、乙酰丙酸、苹果酸、丙酸、丁酸、乳酸、酒石酸、抗坏血酸、富马酸、柠檬酸及其盐。
进而，来自组(a′)的成分和来自组(b)的成分可以是以20∶80至98.5∶1.5、优选70∶30至98.5∶1.5的质量比存在。
而且，本发明涉及食品或饲料产品，其基于所述食品或饲料产品干重具有0.01％至2.5％、优选0.1至1.2％，最优选0.25至0.9％的含量的本发明组合物。
优选地，该食品是宠物食品，最优选是具有10至40wt％的含湿量和范围从0.60至0.90的水分活度的宠物食品。
最优选地，该宠物食品具有0.65至0.85的水分活度。
具体实施方式
尽管植物或果实成分或提取物在制备人类食品和宠物食品中的许多用途是已知的，例如有益健康、风味、口感、香气、质地效果和色泽效果，但是本发明基于一项令人惊奇的研究结果，发现植物或果实组分或提取物中的某些，特别当与一种或多种有机酸组合时，存在提高耐存储性的额外优势，尤其防止特定霉菌和酵母在食品或饲料产品中生长。
在本发明的语境中，“中等湿度宠物食品”定义为具有10至40wt％的含湿量和范围从0.60至0.90的水分活度的宠物食品。
目前已经惊奇地发现当以最多大约2.5wt％的水平添加时，特别当与一种或多种有机酸组合时，某些植物或果实提取物以及自其衍生的产品或组分显示出在食品或宠物食品中特别提供对抗霉菌和酵母的保护作用。尤其，如上文具体所示的那些提取物、油和衍生自其中的组分在使用两种或多种时或它们中一种或多种与上文所提及的一种或多种有机酸一起使用时，表现出协同效应。这些协同效应的益处包括但不限于：
(1)使用较低浓度的提取物来防止霉菌/酵母生长。
(2)使针对范围更广泛的霉菌和酵母物种的防护作用最大化。
(3)通过以比原本所需显著更低的水平组合每种单独组分，积极影响食用者的感官知觉。
(4)通过以比原本所需显著更低的水平加入每种单独组分，以最小化植物或果实提取物不好的口味。
(5)通常对口感没有负面影响。
(6)通常对消化没有负面影响。
目前，证明以下组合物显示最强的协同性抗真菌作用：
(i)苹果酸和/或辛酸+肉桂醛
(ii)苹果酸和/或辛酸+肉桂醛和牛至油
(iii)苹果酸和/或辛酸+葡萄柚籽提取物
(iv)苹果酸和/或辛酸+肉桂提取物和百里香油
(v)苹果酸和/或辛酸+百里香油和牛至油
(vi)苹果酸和/或辛酸和/或柠檬酸+肉桂油和香兰素
(vii)苹果酸和丙酸+香兰素和/或肉桂油
(viii)肉桂醛+葡萄柚籽提取物和/或香兰素
组(a)或组(a’)的化合物与组(b)的化合物的优选比例处于95∶5至70∶30的范围内。将这些优选的组合基于食品和饲料产品的干重以0.1至1.2％、更优选0.25％至0.9％的优选量添加至食品或饲料产品。
代替使用来自组(a)或组(a’)的纯有机酸或纯有机酸的混合物，可以使用含有因发酵产生的此类有机酸的产品。目前考虑的例子是发酵的葡萄糖粉末，例如
Figure BDA0000134277270000051
200，它是培养的葡萄糖和麦芽糊精的组合物。尽管已知此类产品对抗酵母和霉菌的一定有效性，但与组(b)的至少一种化合物组合以形成本发明组合物再度显示强烈的协同效应。
可以以液态、固态、树脂状或部分挥发性形式提供所述提取物。它们可以被分馏、蒸馏、结晶、分离或以其它方式纯化。所述组合物可以在配方基质中和/或在施加至所述产品的涂层中应用。为了促进该组合物在配方基质中和/或涂层中的适当分布，可以使用合适的乳化剂，如卵磷脂。另外，将该组合物应用至配方基质中和/或涂层中的工艺可能对防止腐败的有效程度产生影响。
由于组(b)一些组分可能对氧化敏感，故可以添加诸如维生素E的抗氧化剂以提高抗真菌组合物在产品的整个保存期内的稳定性。
还应注意的是，在组合物和/或产品中特定量的氯化钠(NaCl)的存在能有利于整体抗真菌性能。氯化钠在成品中的优选范围是以重量计在1.0和2.0％之间。
除抗真菌作用以外，含有这些提取物中的一些还可以在食品和饲料产品中提供额外益处。例如，所述组合物还可以提供抗菌作用、抑菌作用、抑真菌作用、愉悦的香气、风味、色泽或质地或有益健康。
尽管是优选的，但是本发明并不仅涉及抗真菌混合物在中湿度宠物食品中的用途。相反，它还能够用于冷藏的宠物食品体系中、人类的糖果体系中、人类食品中，或作为食品或饲料产品包装物中的抗真菌体系的一部分。
根据所选择的特定组分，所述组合物的常见浓度中的组分的比例会不同。尽管本领域技术人员基于如本文实施例中所描述的那些内容可以容易地确定各自的量和比例，但是下文给出特定组分在成品中含量的优选范围：
在该抗菌混合物可能对产品的口感产生负面影响的情况下，如从现有技术中已知的，可以添加适口成分/风味成分或掩蔽体系。
实施例
用于接种的菌株混合物
拜耳接合酵母(Zygosaccharomyces baillii)
酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)
鲁氏酵母(Zygosaccharomyces rouxii)
黑曲霉(Aspergillus niger)
桔灰青霉(Penicillium aurantogriseum)
节担菌(Wallemia SEBI)
匍匐散囊菌原变种(Eurotium repens)
小蜡叶散囊菌(Eurotium herbariorum)
方法
在试验之前，将酵母在麦芽提取物培养液(MEB，Oxoid，CM0057)中于25℃培育72小时。将黑曲霉和桔灰青霉在麦芽提取琼脂(MEA，Lab M，Lab 37)的预浇平板和琼脂斜面上在25℃培育1星期。将匍匐散囊菌原变种在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA，Oxoid CM0139)的预浇平板和琼脂斜面上在25℃培育1星期。将节担菌和小蜡叶散囊菌在麦芽汁琼脂(WA，Oxoid，CM0247)的预浇平板和琼脂斜面上在25℃培育1星期。
在试验当日，通过添加无菌蒸馏水和将表面生长物刮取到水中，从琼脂板和斜面培养基的表面收获霉菌。使用血球计数器以显微镜法测定稀释液中酵母和霉菌的水平。
将酵母和霉菌稀释并混合在一起作为混合物，以达到每克大约107菌落形成单位(cfu)的水平。添加0.1ml该混合物至培养液将达到105cfu/ml的最终水平。
培养液的制备
如下制备各自的培养液：
Aw 0.75的培养液
将1升MEB添加至1440g甘油。调整pH至6.31，并将培养液分成10ml的量。初步的研究已经表明，如果pH在高压灭菌前调整到6.0，则所得到的pH为5.9。因此，调整培养液以在高压灭菌后实现尽可能地接近于所需的pH6.0。
高压灭菌后，测量pH为6.18，并且Aw为0.71。确立了添加0.5ml无菌蒸馏水将提高Aw到0.75。因此，由于培养液将以0.1ml接种物接种，故将0.4ml无菌蒸馏水添加至培养液，从而产生的总量0.5ml。
Aw 0.85的培养液
将1升MEB添加至700g甘油中。调整pH至6.32，并将培养液分成10ml的量。
高压灭菌后，测量pH为6.31，并且Aw为0.82。确立了添加0.3ml无菌蒸馏水将提高Aw到0.85。因此，由于培养液将以0.1ml接种物接种，故将0.2ml无菌蒸馏水添加至培养液，从而产生的总量0.3ml。
表1中显示了用于添加至培养液的抗真菌混合物的组成。
表2显示抗真菌混合物在培养液模式体系中的生长结果，其中NG表示在25℃上90天后没有可观察到的生长，NT表示“没有测试”。
表1根据本发明的抑真菌混合物的组成
Figure BDA0000134277270000081
表2生长结果
Figure BDA0000134277270000082
这些试验结果明确显示对应的组合物在水分活度0.75和水分活度0.85下的高抗真菌作用。
获得了宠物食品上的初步结果。可从表3见到施加至宠物食品的各种抗真菌混合物的总浓度。
表3宠物食品上的抗真菌混合物的总浓度
 混合物   产品上混合物的总浓度
 实施例1   0.10wt％
 实施例2   0.05wt％
 实施例3   0.07wt％
 实施例4   0.06wt％
 实施例5   0.55wt％
 实施例6   0.53wt％
 实施例7   0.03wt％
在稳定性试验和喂养试验中，证明已经对其施加本发明抗真菌混合物的宠物食品显示出优异的耐存储性，并且显示非常好的宠物口感，而对消化没有任何负面影响。
进行了进一步的试验来确立本发明抗真菌混合物的协同活性。这些试验基于最低抑菌浓度(MIC)的确定。
将具有YG培养液作为基体的细菌培养板用于试验。试验样品用黑曲霉DSMZ 737的孢子悬浮液接种，并在30℃孵化3天。目标孢子计数为大约105个孢子/ml。将腔中没有可观察性菌丝体生长情况下有效成分的浓度定义为最低抑菌浓度(MIC)。此外，以显微检查方式和在YGC板上的培养证实结果。
为了溶解不同的混合物，如适宜，使用如下介质之一：蒸馏水、蒸馏水+0.5％Tween 80、蒸馏水+0.4％卵磷脂。
在第一系列试验中，试验了肉桂醛、百里香油和苹果酸或辛酸的混合物。确定单独的肉桂醛的MIC为200ppm，确定单独的百里香油的MIC为400ppm，确定单独的辛酸的MIC为2000ppm，并且对于单独的苹果酸，没有MIC，因为这种物质没有显示任何抑制特性。
100ppm肉桂醛和200ppm百里香油的混合物和50ppm肉桂醛和300ppm百里香油的混合物没有显示任何抑制作用，但是当添加2250ppm苹果酸和/或600ppm辛酸时，所述混合物在试验条件下显示清晰的抑制作用，表明所述抗真菌组合物的协同效应。
在第二系列试验中，试验了牛至油、百里香油和苹果酸或辛酸的混合物。确定单独的牛至油的MIC为400ppm。
300ppm百里香和100ppm牛至油的混合物、百里香油和牛至油各自200ppm的混合物和100ppm百里香油和300ppm牛至油的混合物没有显示任何抑制作用，但是，添加2250ppm苹果酸和/或600ppm辛酸导致试验条件下清晰的抑制作用，从而在这种情况下也显示协同效应。
上述说明书和权利要求中所公开的技术特征，无论是单独还是以其任何组合，均是以各种形式实现本发明的实质特征。

Claims (14)

1.一种用于防止因霉菌和酵母导致腐败的组合物，包括至少一种组(a)的化合物和至少一种组(b)的化合物作为仅有的抗真菌剂：
(a)选自由辛酸、肉桂酸、丙酸、丁酸、乳酸、酒石酸和富马酸及其盐构成的组的有机酸，
(b)植物或果实提取物、植物或果实提取物的油相和从这些提取物或油相衍生出的单组分物质。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，组(b)的植物或果实提取物选自肉桂提取物，特别是肉桂皮或肉桂叶的提取物、百里香提取物、牛至提取物、马郁兰提取物、柠檬草提取物、肉桂提取物、天竺葵提取物、葡萄柚籽提取物、蔓越橘提取物和越橘提取物。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中，组(b)的油相选自由肉桂油、柠檬草油、百里香油、柠檬没药油、牛至油、茶树油和丁香油组成的组。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中，组(b)的单组分物质选自由肉桂醛、香兰素及其功能等同衍生物组成的组。
5.根据上述任一项权利要求所述的组合物，其中，组(a)的有机酸是辛酸、肉桂酸、丙酸或它们一种或多种盐。
6.根据上述任一项权利要求所述的组合物，其中，组(a)的组分和组(b)的组分以20∶80至98.5∶1.5、优选地70∶30至98.5∶1.5的质量比存在。
7.一种组合物在保护食品或饲料产品不受霉菌和酵母生长影响中的用途，所述组合物包括组(a′)的至少一种化合物和根据权利要求1至4所限定的组(b)的至少一种化合物，或者包括根据权利要求1至4所限定的组(b)的至少两种化合物，作为仅有的抗真菌剂，其中组(a′)包括直链、支链、环状的具有3至10个碳原子的一元或多元有机酸，碳原子可选择性地被羟基或羰基取代。
8.根据权利要求7所述的用途，用于保护宠物食品、人类食品、糖果产品不受霉菌和酵母生长的影响，或作为用于相同目的食品或饲料产品包装的部分。
9.根据权利要求7或8所述的用途，其中，组(a′)的有机酸选自辛酸、肉桂酸、乙酰丙酸、苹果酸、丙酸、丁酸、乳酸、酒石酸、抗坏血酸、富马酸、柠檬酸及其盐。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的用途，其中，组(a′)的组分和组(b)的组分以20∶80至98.5∶1.5、优选70∶30至98.5∶1.5的质量比存在。
11.一种食品或饲料产品，基于所述食品或饲料产品干重具有0.01％至2.5％，优选0.1至1.2％，最优选0.25至0.9％含量的权利要求1至6中任一项所述的组合物或在权利要求7至10中所限定的组合物。
12.根据权利要求11所述的食品，其中，所述食品是宠物食品。
13.根据权利要求12所述的宠物食品，其具有10至40wt％的含湿量和范围从0.60至0.90的水分活度。
14.根据权利要求13所述的宠物食品，其具有0.65至0.85的水分活度。
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