CN1068704A - 干燥全粒谷物的游霉素处理方法 - Google Patents

Abstract

多烯类抗菌素，特别是游霉素，用于抑制真菌的 生长及相应霉菌毒素的感染，保护贮存的干燥全粒谷 物类产品。

Description

本发明涉及用游霉素（natamycin）处理干燥全粒谷物来控制和/或抑制酵母菌、霉菌及其它真菌生长的方法。

在受到最少的微生物侵袭及最少伴生毒素生成的条件下贮存干燥全粒谷物一直是人们所希望的。由于真菌具有侵袭谷物的高倾向性及某些真菌将产生霉菌毒素的毒性特性，它对谷物侵袭的影响尤其麻烦。可能最常见的产生霉菌毒素的侵袭谷物的微生物是霉菌;特别是镰刀菌，青霉菌和曲霉菌。

虽然采用地仓存贮能对霉菌毒素的生成有所抑制，但这种方法对于谷物或青料的长期贮存问题并没有完全解决。例如，常用的青贮法是将含水量高的饲料贮存起来，这种高湿饲料的发酵将增加它的酸度，有利于控制（但不是抑制）大量细菌毒素的形成。（即由某些真菌通过新陈代谢作用释放的细菌毒素）。发酵也有它不利的一面，即它降低了贮存饲料的营养价值。

在地仓中贮存青料通常不采用以抗菌素来抑制微生物生长的方法，因为在高湿环境地仓贮存的条件下，延长贮存时间需要用高浓度的抗菌素处理。

人们很早以前就认识到对全粒谷物贮存前进行干燥是必要的，因为它可以防止在高湿谷物中微生物立即而有效的侵袭。然而，仅仅依靠干燥的方法并不能对全粒谷物提供象两次收获期之间这么长时间的保护作用。

现在普遍接受的防止存贮中谷物腐败的方法是用丙酸处理。丙酸按每吨谷物1-5磅的比例喷洒。这种处理方法并不完全成功，特别是对于长期贮存的情况。因为丙酸是挥发性的，易于蒸发，并且它对操作设备有腐蚀，特别是对泵有损害作用，除非这种泵是用昂贵的抗腐蚀金属制成。更重要的是，丙酸对某些损害贮存中谷物的霉菌、酵母菌或真菌没有效果。

游霉素很早就被人们认识到是一种有效的抗真菌剂。属于多烯类抗真菌剂的一种。这类化学物质的特征是有一个碳原子形成的大环内酯环，通过内酯化作用闭环，并有一系列共轭双键。它可以根据双键数目的多少及是否含有由糖苷联结起来的糖类结构来分类。游霉素这种物质是分子量约为666的四烯类化合物，实验式通常写为C₃₃H₄₇NO₁₃，结构中包括糖苷键联结起来的糖类部分，即海藻糖胺。游霉素的等电点为pH6.5，见有烯醇式和酮式两种结构型式。

本发明的目的是提供一种贮存干燥全粒谷物的改进方法，特别是提供了一种用多烯类物质来处理谷物以减少真菌侵袭所发生损坏的方法。

虽然本发明的重点在使用游霉素处理干燥全粒谷物的方法，但对于能对贮存中干燥的全粒谷物真菌毒素沾污有所控制和/或减少的多烯类化合物的使用均包括在内。

本发明涉到一种使用多烯类抗菌剂，特别是游霉素来控制和/或阻止真菌侵袭的方法，这种方法同时也控制和/或阻止由真菌释放的霉菌毒素对干燥全粒谷物的侵袭。使用本发明提供的方法可以使干燥全粒谷物在基本不被真菌侵袭情况下贮存一段较长的时间，该多烯类物质可用任何方式喷洒或混合在干燥全粒谷物中，只要它能使多烯类物质有效地保护全粒谷物即可。

本发明涉及到用少量的多烯类抗菌剂（如游霉素）处理干燥全粒谷物的方法。多烯类物质抑制真菌、霉菌及酵母菌等侵蚀及可能造成的霉菌毒素的沾染。同时本发明提供了一种长期贮存谷物并改善最终出仓谷物质量的一种方法（如出仓的谷物基本未受到真菌的沾染）。

在涉及到本发明的专业名词中，多烯类抗菌素是指一种或几种由几类链霉菌发酵产生的对真菌具有特殊抑制作用的抗菌素以及相应的衍生物，如盐类、酯类等。同时游霉素的对真菌毒素沾染能起控制或阻碍作用的其它药用衍生物也包括在其中。本发明使用最佳的多烯类物质是游霉素。因为能在无害剂量使用的前题下提供长期抗菌作用，并且对于长期贮存也是经济的。

“生物有效量”是指足够量的多烯类抗菌素使之在足够长的时间内维持对贮存谷物抗菌的作用，即在整个贮存期内对真菌、霉菌及酵母菌的生长及真菌毒素的沾染有控制作用。

“谷物”指的是一种或几种在较长时间内干燥贮存的谷类物质。贮存时间可能是从收获到春天再播种。或从这一次收获至下一次收获（即一个生产阶段），特别是用于人的食品和动物饲料的单子叶植物的果实如谷物，种子等，包括玉米，爆玉米，燕麦，大麦，稻，黑麦，小麦，草籽，Canola和向日葵籽，大豆等。

“全粒谷物”是指谷物没有受到损伤或开裂的状况，即它的外壳无损伤地包含着谷物内核。所以全粒谷物包括象玉米这类在它的生长基体上的谷物，例如玉米棒，和/或单粒谷物。然而，全粒谷物不包括象动物饲料这样的谷物（如家禽饲料），因为它的保护外壳已经被压碎或打开。

“贮存”是指将干燥的全粒谷物贮存1至2个星期或几个月或长时间的一种方法。可能是存贮在大型粮仓，米仓或袋中等。本发明的一个重要方面就是用这种贮存方法能使贮存中的谷物完全维持开始的状况而不致受到微生物的沾染或有明显改变。

“干燥”是指将谷物用日光或加热的方法使原来物料中含30%重量比的水份下降到15%或以下，通常约7%。

“无毒”是指本发明中使用的对谷物进行有效生物保护的多烯类或其它物质的浓度。“无毒”这个概念将不可接受量的来自该多烯类物质的毒性化学物质或真菌沾染产生的霉菌毒素排除在外。

多烯类物质（如游霉素）在每吨仅仅使用约5克到至少约50克的范围内产生生物效果，在这种剂量下使用既能防止真菌的侵扰又能保证被保护的将要被人或动物食用的食物（如动物饲料）无毒。游霉素的使用浓度可在约5.5ppm至至少约55ppm（以待处理干谷物的重量为基准）之间是无毒和生物有效的，使贮存物保护两个月或更长时间免受细菌的侵袭和（或）细菌毒素的沾染，然而最有效抗菌效果的用量取决于特定的存贮条件。如果贮存条件对于真菌的新陈代谢活动有利，就需要使用相对大量一些的多烯类物质。温暖，湿润，中性pH值，含氧并含有可代谢物质的环境下就需要大剂量的多烯类物质来对抗真菌的侵袭。用于阻止真菌生长和（或）其毒素沾染方面所用多烯类抗菌素的量比用于处理已有的真菌大量发作的量要少，故最好在干燥后立即对贮存物进行处理。

此外，真菌常常对全粒谷物的缺陷进行侵袭，因为它使得真菌进入内核（如含有使真菌生长的糖类和淀粉的内核）。例如，谷物在干燥或运输过程中被损伤导致细菌易于侵袭，特别是干燥的全粒谷物可含有或产生外壳上的裂缝更允许真菌的进入。另外，即使外壳未被破坏，谷物的结点部分也容易被损害从而受到真菌的侵袭，如果贮存的谷物大量受到真菌侵袭，就有必要对整仓谷物进行处理了（例如，真菌及其毒素的存在将导致整仓谷物废弃无用）。

多烯类最有效的形态是结晶态，但任何形态在抗真菌方面都是有效的。本发明使用的多烯类物质是一种或多种水合物（如一水合物及三水合物）。三水合物的稳定性较好，故它在本发明的某些方面更为有利。

在本发明中，具有本身基本不溶于水特性的多烯类物质游霉素是合用的。它的某些无毒的生物活性等效的衍生物也可以是溶于水。游霉素和/或其生物活性等效的衍生物能以很方便的方法施于被贮存谷物上以使之对真菌沾染有充分的生物有效性。例如，多烯类物质可以以气雾剂，雾剂，粒雾剂，粉剂，水性悬浊液，溶液等形态来施用，例用以喷洒，掺和或涂覆的方法施于谷物上。要防止把干燥的谷物弄湿（过湿将提高侵袭性真菌的生长速率）。通常在谷物送入贮仓（如大型谷仓，粮仓，袋等）时将多烯类物质施于被贮物上。要注意多烯类物质在被贮物中的分布（如均匀分布）并在贮存期间保持在全体谷物上。

本发明的一个方面是多烯类物质与一种无毒的液体配成悬浮液，然后施于干燥的全粒谷物。只有对该多烯类物质没有溶解能力的液体才能用作配制悬浮液的液体载体。然而，某些能溶于该无毒载体液体中的多烯类物质的生物活性或药理活性等效的衍生物可以单独使用或与游霉素一起用于实施本发明。载体液体包括下列溶剂中的至少一种：醇类如甲醇，水等。除该无毒溶剂载体外，悬浊液中还包括无毒的湿润剂或表面活性剂。因为无毒的湿润剂能使多烯类物质更容易附着于谷粒或穿入干燥全粒谷物的缺陷中，故它可提高多烯类物质的使用效果。

本发明的另一方面是将多烯类物质粉碎或碾磨以增加它的表面积。表面积的增加可以提高使用效果并有利于该多烯物质在被贮物中的均匀、彻底的分散（例如，游霉素相对较小的颗粒能直接而又容易地添加在贮存的干燥全粒谷物中）。

人们惊奇地发现，如果谷物贮存在一个一般的黑暗而又干燥的环境中，贮存保护期的长短与处理的浓度无关。例如，将干燥的全粒谷物贮存在黑暗及干燥的环境中，施用一定量的游霉素使保护期约为2个月，那么，在更长的时间内不增加游霉素的量也可达到同样的保护效果（如从上一次收成到这次收成期间）。又例如，对于准备在黑暗及干燥环境中贮存至少两星期的谷物，如果无需防止真菌侵袭，则施于其上的包括游霉素、无毒载体及湿润剂的悬浊液可望得到减少而依然有效。当然，这些是以在贮存环境中游霉素具有化学稳定性为前题的。

在本发明的某些方面，将多烯类物质与其它物质和/或其它处理方法联合使用将是有益的。例如上面讨论的多烯类物质的悬浊液可包括其它物质，从而可以对干燥谷物同时进行多项处理。更重要的是，用多烯类物质处理干燥全粒谷物并不妨碍其后加工工序或终产品（例如，用本发明提供的方法处理后的贮存物可以取出并再加工成片状粉末，谷粉等）。

虽然并不拘泥于任何理论或解释，相信多烯类物质对真菌有有效的抑制作用而对细菌无效。有一种解释认为关键可能是真菌（不是细菌）在细胞膜上含有麦角固醇。

通常情况下如果环境合适并且没有接触游霉素，真菌将得到生长。多烯类物质作用的理论机制是真菌、霉菌或酵母菌等细胞膜中的麦角固醇与多烯类物质分子结合在一起。这种与麦角固醇的复合作用是建立在麦角固醇与多烯类物质中和作用的基础上的。这种在多烯类物质与真菌细胞膜之间生成的复合物能改变真菌细胞膜的渗透性，因为大分子的多烯物质产生增长的表面压将诱导细胞膜中麦角固醇分子重新取向，从而改变了细胞的渗透性并造成渗透突变。这种渗透压突变如果不能停止，也足以扰乱真菌的新陈代谢活动（例如：多烯类物质能造成真菌生长、孢子生成等等的不规则性）。

本发明的一个重要方面是极少量的多烯类物质（如游霉素）能有效地阻止霉菌毒素对贮存中的干燥全粒谷物的过度沾染。对于用于作为食物特别是诸如粮食等作为人类食物的产品，有一点尤其重要，即所用的多烯类物质应对人和/或动物的食用无害。本发明所涉及的多烯类物质对人及动物都无害。通常被动物（如牛、家禽、猪等）食用的任一种多烯类物质都不保留在动物的肉产品中。结果是，动物吃了含有该多烯物质的饲料，人去吃那些动物的肉是无害的。相反，受到真菌侵袭的动物在其肉产品中可能含有真菌和（或）毒素，这些真菌和（或）毒素将对食用了这些动物肉产品的人类造成危害;应用本发明的方法来阻止（或控制）动物受到真菌的侵袭是很有必要的（例如：用多烯类物质处理最终作为动物饲料的干燥全粒谷物能有效地阻止或控制动物及人类受真菌的影响）。因此，本发明的一个方面是通过对用于动物饲料的干燥全粒谷物进行处理，以控制和/或防止真菌的侵袭，以达到食用它的动物的肉类产品中也不含真菌、其毒素和/或抗真菌剂。

虽然本发明的某些方面及某些具体问题已得到详细论述，本领域技术人员很容易明白本发明还包括许多已举例之外的组合、等效方案和变通方案。

Claims (13)

1、一种使谷物实质上免受真菌沾染的方法，包括：用干燥的方法将全粒谷物的湿含量降至低于约15%，再用生物有效量的一种无毒的多烯类抗菌剂处理所述干燥谷物。

2、权利要求1的方法，其中多烯类抗菌剂包括游霉素。

3、权利要求2的方法，其中游霉素的用量以谷物重量为基准计，由约5.5ppm到至少约55ppm。

4、权利要求2的方法，其中的谷物包括以下的至少一种：大豆，玉米，燕麦，大麦，草籽，小麦，黑麦，稻谷及葵花籽。

5、权利要求1的方法，其中处理方法包括将该多烯类物质掺和在干燥全粒谷物中。

6、权利要求5的方法，其中在与全粒谷物掺和前要将该多烯类物质碾成粉末。

7、权利要求1的方法，其中的处理方法包括将该多烯类物质喷洒在全粒谷物上。

8、权利要求7的方法，其中还包括喷洒由该多烯类物质及无毒液体载体组成的悬浊液。

9、权利要求8的方法，其中所述的悬浊液还包括湿润剂。

10、一种贮存稳定的谷物产品，包括全粒谷物及一种多烯类抗菌剂。

11、权利要求10的产品，其中多烯类抗菌剂包括游霉素。

12、权利要求11的产品，其中游霉素的用量以谷物的重量为基准计，由约5.5ppm到至少约55ppm。

13、权利要求10的产品，其中所述干燥全粒谷物包括以下的至少一种：大豆，玉米，燕麦，小麦，草籽，小麦，黑麦及稻谷。