CN1124075C - 含有异硫氰酸烯丙酯的组合物及其用途 - Google Patents

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Abstract

抗菌组合物，含有AIT和带醛基或酮基的多元醇；抗菌组合物，含有表面活性剂和所述组成；处理微生物的方法；和蔬菜等的保鲜方法，两种方法都包括用本发明的组合物或含有上述组合物的水溶液处理象易腐品类的目的物。

Description

含有异硫氰酸烯丙酯的组合物及其用途
本发明涉及一种抗菌组合物，含有具有抗微生物作用如杀菌作用、抗菌作用和杀真菌作用的异硫氰酸烯丙酯(以后简称AIT)。该组合物是水溶性抗菌组合物，能克服使用AIT中的许多困难。而且，本发明提供了处理微生物或易腐品保鲜的方法，它包括把目的物如食物(例如腌制的蔬菜)和易腐品(如水果和蔬菜)等用该组合物或该组合物的水溶液处理。
AIT是wasabi(日本辣根)的一种成分，已知具有较高的杀菌作用、抗菌作用和杀真菌作用，并已在食品工业中普遍用作消毒剂或防腐剂。而且，还已知AIT在易腐品的保鲜上具有很高的作用(未审查的日本专利公开号166838/1987)，现在AIT用途的扩展已使它成为对食品卫生有用的一个重要的和划时代的添加剂。
使用具有较高作用的AIT作为杀菌剂或保鲜剂的已知方法，包括将AIT直接与食物等接触以获得这种效果的方法，和其中将AIT蒸腾使用(EP-A-427862)的方法。由于AIT是一种有强烈刺鼻气味的高挥发性油状液体，所以使用AIT是非常困难的。除非解决了使用AIT中的许多问题，否则扩大其应用范围将是不实际的。
在解决前面提到的问题的尝试中，现已提出了许多含AIT的组合物，在它们中有把AIT溶于油状液体中的液体组合物(EP-A-427862)，把AIT浸入多孔吸附剂中并配制成粉剂或颗粒的固体组合物(EP-A-427862)，和把AIT包封在凝胶物质中的凝胶组合物(EP-A-427862)。
由于如上描述的AIT的这些化学特性，AIT只能以非常低的浓度使用。甚至当需要把AIT溶于水中使用时也是困难的，因为AIT是一种油状物质，而且当AIT完全溶于水中时，它的溶解度最多为0.1W/W％，并且溶解进行得非常缓慢。另外AIT容易与水反应，并引起致命性的问题，即在溶解过程中由于水解而减低了它的功效。
从上述方面考虑，如果能将AIT以高浓度的溶解、分散或悬浮状态稳定地包含在水溶液中，AIT的使用范围相信会大大扩展。以通常用于采摘蔬菜保鲜的次氯酸处理为例，次氯酸有毒，用它处理过的蔬菜在处理后需要冼净。相反，AIT是一种含于日本小萝卜、白菜等中的天然无毒成分。因而，溶有AIT的水能被安全、容易地使用，甚至用于蔬菜等食品，以达到如上所述的目的却没有洗净的必要。AIT以高浓度溶于水中的含AIT组合物是非常有用的，并且具有各种各样的使用情况。但是目前对于使AIT以高浓度溶解并且在水溶液中稳定的水溶性组合物是未知的。
本发明的一个目的是提供含AIT的组合物，它已克服了在使用AIT中由于它的化学性质所带来的各种困难，并能在工业领域的各种范围里使用。
本发明的另一个目的是提供水溶解度和溶解速度较高的含AIT组合物。
本发明还有一个目的是提供通过使用上述含AIT的组合物处理作用于易腐品的微生物的方法，以及通过使用该组合物保鲜蔬菜、水果等的方法。
考虑到上面所述的各种问题，本发明人为达到前面所提到的目的进行了广泛研究，现已发现将AIT与带有醛基或酮基的多元醇结合可以获得一种抗菌组合物，该组合物具有较高的水溶特性，这种特性使AIT易于使用。而且，它们向所得到的组合物中加入表面活性剂后获得了一种高水溶性、在水中溶解速度提高并且抗菌活性没有减弱的组合物。AIT水溶解性的这种改进可以使该组合物以其本身或以溶解在溶剂(例如水)中的形式用于处理易腐品和其他食物，并达到显示抗菌活性和保鲜的目的，这种发现使本发明得以完成。
因而，本发明提供了含有AIT和带有醛基或酮基的多元醇的组合物。
本发明还提供了在所述组合物中含有表面活性剂的组合物。
并且，本发明也提供了处理微生物的方法，它包括用含该组合物的水溶液处理易腐品等。
而且，本发明提供了保鲜蔬菜等的方法，它包括用本发明的组合物处理它们。
图1是表明含AIT的抗菌组合物在水中的溶解度的图。
用于本发明的AIT可以是天然的或合成的。例如，它可以是含AIT的挥发油，例如wasabi或芥子的提取物或粗纯化物。用于本发明的AIT不局限于只含有100％AIT的单一活性成分的制剂，也可以是含AIT的任何组合物。尽管如此，天然AIT是食物所需的。合成AIT的方法不局限于任一特殊规定，但是通常使用烯丙基碘或烯丙基溴和硫氰酸钠在乙醇中进行反应的方法。
用于本发明的多元醇是在一个分子中含有2个或更多个羟基、优选含2个羟基的醇。较好的例子包括二元醇类(例如丙二醇和丙二醇的藻酸酯)，和带有醛基或酮基的多元醇，即糖，例如单糖(如葡萄糖、山梨糖醇)、二糖(如乳糖、蔗糖、麦芽糖)和多糖(如玉米淀粉、化学处理的淀粉)。在这些糖中，优选的是麦芽糖。优选的例子也包括羰基已被还原的链式结构的多元醇，并且最好是甘露糖醇。
用于本发明的表面活性剂，较好的是HLB为1到20的任意一种，并且可按照使用目的任意选择。较好的表面活性剂是HLB为7到16的那些。例如，可使用脂肪酸甘油酯、脱水山梨糖醇脂肪酸酯和脂肪酸蔗糖酯等。这里的脂肪酸是指通常称作脂肪酸的那些，包括直链或支链的，可以是饱和的或不饱和的。
本发明组合物中多元醇对AIT的比例为每份AIT比1～100份、优选5-20份，更优选6-12份多元醇(按重量计)。
以组合物的全部份数为100计，本发明组合物中通常所含表面活性剂的比例为0.01～20份、优选为0.1～10份、更优选为1-5份(按重量计)，并且在组合物中通常为每份AIT比0.05～1份、优选0.1～0.5份表面活性剂(按重量计)。
本发明的含AIT的组合物可以配制成流体、粉剂、颗粒剂或片剂等，从使用角度考虑最好制成粉剂。
制备粉末状组合物可以将适量的粉末状多元醇如麦芽糖加到AIT中，或者是加到AIT与表面活性剂的混合物中，并且混合完全制备粉末状组合物。也可以加入其他合适的添加剂如赋形剂、粘合剂和崩解剂制备成粉末、颗粒或片剂等形式的制剂。
可以将适当量的多元醇加入AIT或AIT与表面活性剂的混合物中，然后缓慢加入溶剂(如水)中溶解制备液体组合物。通过改变表面活性剂和溶剂的用量，能够制备成溶液、乳液或洗剂。
本发明的抗菌组合物对需氧菌和厌氧菌具有杀菌作用、抑菌作用和抗菌作用，还对霉菌具有杀真菌作用和抑真菌作用，并且适宜用作各种物质(包括面临由于有害微生物的生长和增殖引起的问题的食物)的抗微生物剂。本发明的组合物还对推迟新鲜蔬菜等的变质有效，并适宜用作保鲜剂。
本发明组合物抗菌作用的目的微生物的例子有真菌(如蓝霉菌、黑霉菌和面包酵母)和细菌(如葡萄球菌、大肠杆菌和伤寒杆菌)。
用本发明的抗菌组合物处理的对象是任何产生微生物的物质，包括例如易腐品如叶用蔬菜(例如白菜、菠菜)、花菜类(例如花茎甘蓝)、果菜类(例如西红柿、黄瓜)、海藻(例如昆布)和开花的植物；加工的食品象糖果点心、配菜及腌制食品；工业用油象润滑油和切割油；和家常商品如香。
本发明通过用本发明的组合物处理的方法能防止发霉和细菌生长，这又能使易腐品等的腐烂延迟，并防止食品过分发酵等。为达到这个目的，仅需把本发明的组合物或含有该组合物的水与处理目的物接触，例如，用含该组合物的水洗涤目的物如易腐品、仅仅将这种水溶液喷到目的物如易腐品上或者把该组合物加到目的物上处理。
用于洗涤的水中AIT的浓度一般为0.001-0.1W/W％、优选0.005-0.05W/W％、更优选0.01～0.02W/W％，用于喷雾的水溶液中AIT的浓度一般为0.01～5W/W％、优选0.1～2W/W％、更优选0.5～1W/W％。
洗涤目的物以处理微生物的方法不过是将目的物浸泡在含抗菌组合物的水中0.5～10分钟、优选5分钟左右。优选的方法是将目的物放在含有抗菌组合物的水中，这种水是循环的或充气的。处理温度一般较低，优选1-10℃。
用这种方法处理过的食品不用冲洗，就能食用。
将含有该抗菌组合物的水喷到处理目的物上的方法是一种简单且容易实施的方法，例如，即使当商品陈列在商店中时，也可以使用。
喷雾方法包括例如，把含有抗菌组合物的水注入一个合适的喷雾器中，然后将其喷到目的物上。
特别是，对腌制食品等使用本发明组合物可以防止发霉和细菌生长，因而产生了防腐作用。
腌制食品有例如那些用盐腌制的食品、日本酒曲、米酒糟、酱油或醋。把本发明的组合物在适当的阶段加入腌制的调料液中来停止发酵，从而得到适当发酵的腌制食品。这就是说，腌制食品被细菌过分发酵能被抑制，并且能达到贮存稳定性和理想的抑制由于腌制食品发酵引起的在味道、色泽和气味上改变。这是本发明处理微生物的具体方案之一。
使用加有本发明组合物的调料液能够制成用盐轻微腌制的蔬菜和其他腌制食品。在加入轻度腌制的调料液的本发明组合物中，AIT的浓度相对于调料液来说一般为0.001～0.1w/w％、优选为0.005-0.03w/w％、更优选为0.01-0.02w/w％。
当用本发明组合物对蔬菜等进行处理以保鲜时，保鲜作用被认为是AIT具有的乙烯抑制作用造成的。为达到这个目的，按所述抗微生物的处理方法进行同样的处理。
用本发明组合物进行处理保鲜的对象包括蔬菜、水果和插花。蔬菜包括叶用菜如洋白菜、莴苣和波菜；花菜类如花茎甘蓝；和果菜类如西红柿和黄瓜。插花包括例如麋香石竹、百合花、玫瑰和卡特米兰。
下面用说明性实施例对本发明进行详细描述，而不限制本发明。
实施例1
通过用带有醛基或酮基的多元醇中的麦芽糖包裹AIT得到具有下列配方的固体组合物。
麦芽糖                    99-70份(按重量计)
AIT                       1-30份(按重量计)
                          100份(按重量计)
实施例2
通过将AIT与麦芽糖和一种带有醛基或酮基的多无醇的混合物混合，制得组合物。麦芽糖                     69-40份(按重量计)乳糖                       1-30份(按重量计)AIT                        1-30份(按重量计)
                          100份(按重量计)实施例3
把AIT加入二元醇中，制得组合物。
丙二醇                 70-99份(按重量计)
AIT                    1-30份(按重量计)
                       100份(按重量计)
实施例4
把AIT加到丙二醇与另一种二元醇的混合物中，制得组合物。
丙二醇                 69-40份(按重量计)
丙二醇藻酸酯           1-30份(按重量计)
AIT                    1-30份(按重量计)
                       100份(按重量计)
实施例5
向实施1中制得的组合物中加入一种HLB值为1-20的表面活性剂，得到组合物。
麦芽糖                 98-70份(按重量计)
AIT                    1-30份(按重量计)
脂肪酸甘油酯           1-10份(按重量计)
                       101份(按重量计)实施例6
向实施例3中制得的组合物中加入一种HLB值为1-20的表面活性剂，得到组合物。
丙二醇                    98-70份(按重量计)
AIT                       1-30份(按重量计)
脂肪酸甘油酯              1-10份(按重量计)
                          101份(按重量计)
实施例7
把HLB值为1-20的一种表面活性剂加入含AIT和甘露糖醇的组合物中，制得组合物。
甘露糖醇                  99-87份(按重量计)
AIT                       1-17份(按重量计)
脂肪酸甘油酯              1-3份(按重量计)
                          105份(按重量计)实施例8
组合物，含有实施例1、3、5和6中制得的组合物之一以及脂肪和油。
实施例1，3，5或6的组合物       1-50份(按重量计)
椰子油                         99-50份(按重量计)
                               100份(按重量计)
可以将实施例1、2、5和7所述的组合物放入由铝和合成树脂制成的薄膜制造的有三或四个密封边的包装中，并且可以适当使用。
可以将实施例3、4和6中所述的组合物放入上述由铝和合成树脂制成的薄膜制造的有三或四个密封边的包装中，或者放入带有刻度的液体瓶如滴瓶中，并且可以适当使用。
制得半固体状的实施例8所述的组合物，把它放入有三或四个密封边的包装中、可分批使用组合物的层压管或铝管中或者可计算适当量该组合物的明胶制成的胶囊中。
实施例9
用其中溶有含AIT的抗菌组合物的水洗涤对采摘蔬菜的保鲜和抵抗微生物作用1.方法
把实施例5中制得的组合物加到水槽中溶解，得到含0.01％或0.1％ AIT的水溶液(重量百分比，以下相同)。用每种溶液各浸泡一颗采摘的洋白菜(200g)5分钟。取出洋白菜，抖出水，在10℃正常湿度下贮存。观察洋白菜变为棕色、变软(可见的现象)以及味道的变化，并在刚处理后、3天后、5天后和10天后进行相互比较。用不含AIT的水处理采摘的白菜作为对照。根据下面给出的步骤计算细菌总数。
把无菌磷酸盐缓冲的盐水(90ml)加入10g蔬菜样品中，并用匀化器制备初始液体样品。从初始溶液样品制备10倍系列稀释溶液。从每种稀释过的溶液中无菌取出1ml样品，把它接种到琼脂培养基上制备倾注平板。固化后，在37℃培养24小时，计算生长的菌落数。总菌计数使用的是标准琼脂培养基(由日本Nissui Seiyaku生产的)。2.结果
表1中总结出了结果。
                                 表1
          用其中溶有含AIT的抗菌组合物的水洗涤对采摘的蔬菜的
                           保鲜和抗微生物作用
处理组的AIT浓度   刚处理后         3天后          5天后    10天后
  总板计数  表观  总板计数    表观  总板计数     表观
  0％ 1.3×106   -  1.6×108   淡棕色  2.8×108   棕色腐烂
  0.01％ 2.0×106   -  1.1×106     -  8.9×107     -
  0.1％ 5.0×105   -  4.3×104     -  3.4×106   变软
注：-表示没有改变
对照存活的细胞数明显地显示出AIT的抗微生物作用，并且这种作用随着处理浓度的增加而显著。用低浓度AIT(0.01％)处理的那些在表观上保持新鲜，并且表明存活细胞数10-102数量级小于那些对照组，因而证明AIT组合物在保鲜和抗微生物方面是有效的。
实施例10
用其中溶有含AIT的抗菌组合物的水喷洒对采摘的蔬菜的保鲜和抗微生物作用1.方法
把实施例5的组合物(麦芽糖∶脂肪酸甘油脂(HLB10)∶AIT＝88∶2∶10按重量计)溶于水中制得AIT最终浓度为0.01％的水溶液。溶解烯丙基芥子油制备具有0.01％、0.02％或0.04％最终AIT浓度的不含醇或表面活性剂的水溶液作为比较组。每个样品的处理条件在表2中作了总结。
                    表2
样品(处理组) 使用的试剂   AIT含量(V/V％)
对照处理组1处理组2处理组3处理组4     无烯丙基芥子油烯丙基芥子油烯丙基芥子油本发明组合物*     00.010.020.040.01
注*本发明组合物；麦芽糖∶脂肪酸甘油酯(HLB10)∶AIT＝88∶2∶10(按重量计)
把每种水溶液都喷在花茎甘蓝和海藻上。此后，把花茎甘蓝和海藻放入25μm厚的CCP保藏袋中，并在4-10℃贮存10天然后在室温贮存10天。处理后马上开始，观察蔬菜和海藻的表观变化(色泽变到棕色并发软-腐烂)一定时间(10天，20天)。用不含AIT的水处理过的花茎甘蔗和海藻作为对照。2.结果
表3和表4分别总结了花茎甘蓝(颜色变化)和海藻(腐烂程度)在这段时间的表观变化。
                表3
        花茎甘蓝情况的结果
  样品     表观变化(色泽)
刚处理后  10天后  20天后
对照处理组1处理组2处理组3处理组4    -----   -----     +++-++-
注：-：无变化，+：观察到变黄，++：观察到大面积变黄
                    表4
             海藻情况的结果
    样品         表观变化(腐烂)
刚处理后  10天后  20天后
对照处理组1处理组2处理组3处理组4    -----     ±±---     ++++±±±
注：一：无变化，±：轻度腐烂，++：相当腐烂
就花茎甘蓝(表3)而论，在冷处存放10天中没有观察到变化。但是，在室温存放10多天，对照和处理组1和3的颜色都变黄，它们变黄的程度是：处理组1＜对照＝处理组3。处理组2和4的新鲜程度很少显示出因分解引起的变化。
就海藻(表4)而论，处理组2-4与对照比较在新鲜程度上表现出抑制了由分解引起的变化，因而，说明可以保鲜。
实施例11
含AIT的抗菌组合物对腌制食品的作用1.方法
把实施例5制得的组合物(麦芽糖∶脂肪酸甘油酯(HLB10)∶AIT＝88∶2∶10按重量计)加入含氯化钠和谷氨酸钠的溶液中，制备表5中所示的5种水溶液。
                   表5  调料组合物
样品  所加组合物的量(W/W％)          调料配方(W/W％)
  AIT含量     NaCl  谷氨酸钠
对照处理组5处理组6处理组7处理组8     00.0250.050.10.2   0.00.00250.0050.010.02     22222     0.10.10.10.10.1
按照黄瓜和水溶液1∶1的重量比把黄瓜放在5％氯化钠水溶液中室温预腌制5-6小时。然后取出黄瓜，在表6所示的含有一种组合物的调料液中腌制(调料液∶黄瓜＝1∶1 W/W)，在20℃贮存以观察这段时间的表观变化。结果在表6中总结。
                                  表6
                   在调料液中腌制的这段时间过程的变化
  样品 调料液中AIT的浓度(％测量)                调料液的混浊 黄瓜表观3天后
刚处理后   1天后    2天后   3天后
对照处理组5处理组6处理组7处理组8     00.0020.0030.0090.026    -----     ±----     ++++-±-    +++++++- 部分棕色无变化无变化无变化无变化
注：-：无混浊  ±：略微混浊  +：混浊  ++：相当混浊2.结果
在调料液中加入AIT导致腌制食品保鲜，并且，这种作用随AIT液度的增加(0.002-0.026％)而更加显著。
实施例12
用含AIT的抗菌组合物保存腌制好的黄瓜
把20g用减少量的盐腌制好的黄瓜放入大约100ml的玻璃Schale中，并往其中加入0、0.1、0.2、0.5或1.0ml通过溶解实施例5的组合物制成的最终AIT浓度为0.1％的AIT水溶液，每只黄瓜分别存放在5、10、20或30℃。肉眼观察真菌的生长。表7表明了从存放开始25天期间真菌生长所需的天数。在表中，-表示无真菌生长。
          表7  真菌生长所用天数
所加AIT溶液(ml)     已过天数(天)
30℃    20℃    10℃    5℃
    00.10.20.51.0   7      7       13     1715      11      -      --      18      -      --      -       -      --      -       -      -
试验例1
含AIT的抗菌组合物的水溶解度1.实验方法
把实施例5的组合物(麦芽糖∶脂肪酸甘油酯(HLB10)∶AIT＝88∶2∶10按重量计)加到水中溶解，制备不同AIT浓度的水溶液。然后，把溶液以3000rpm的转速离心5分钟，用高效液相定量测定水中AIT的含量。把AIT液体浓缩物溶解在水中作为对照。2.结果
发现单一的AIT在水中最高仅能溶解约0.1W/W％，过量的AIT分离并漂浮在水上。含1-10％脂肪酸甘油酯的实施例5的组合物表明水溶解度增加，这与加入脂肪酸甘油酯的量是成比例的，至少可高达0.3W/W％溶解度，这样，AIT便能均匀稳定地溶解在水中。图1显示了结果。
试验例2
含AIT的抗菌组合物在水中的溶解速度1.实验材料
a)本发明组合物
麦芽糖∶脂肪酸甘油酯(HLB10)∶AIT＝88∶2∶10
b)市售AIT保用剂2.实验方法
向装在30升丙烯酸水箱中的水中加入每个实验材料，使AIT浓度达到0.1W/W％，边搅拌边通过肉眼观察测量制得均匀溶液所需的时间。结果示于表8中。3.结果
表8
刚加入后 5分钟后  10分钟后  15分钟后 20分钟后 30分钟后
AIT试剂   油滴(大) 油滴(小)     同     同     同   均匀
本发明的组合物   粉* 均匀     同     同     同    同
本发明组合物刚加入水箱后显示出该组合物粉末的沉降(*见表)，在搅拌下该组合物完全扩散到水箱中，5分钟内溶解均匀。
而对照的AIT试剂，沉积的AIT油滴腐蚀了丙烯酸水箱。比较之下，本发明组合物不会引起腐蚀，因为它已迅速溶在水中。
总上所述，借助含AIT和带有醛基或酮基的多元醇的组合物克服了AIT使用中的困难，并有效地扩大了AIT的使用范围。而且，给组合物中加入表面活性剂提高了它在水中的溶解速度和溶解度，因而作为水溶性组合物扩大了它的用途。
使用本发明组合物来处理微生物或保鲜的方法是本发明组合物各种用途中的一例，在例如从装运易腐品等的发货台到消费者手中这段期间，给易腐品等容易而有效地使用这种方法能发挥抗微生物和保鲜的作用。

Claims (12)

1.抗菌组合物，按重量计，含有1份异硫氰酸烯丙酯、1-100份在1个分子中带2或更多个羟基并任选带有醛基或酮基的多元醇，以及0.05-1份HLB为1-20的表面活性剂。
2.根据权利要求1的抗菌组合物，其中在1个分子中带2或更多个羟基并任选带有醛基或酮基的多元醇选自由麦芽糖、乳糖、甘露糖醇、丙二醇和丙二醇藻酸酯。
3.处理微生物的方法，包括用权利要求1或2的组合物处理目的物。
4.根据权利要求3的处理微生物的方法，包括用含所述组合物的水洗涤目的物；把含所述组合物的水喷在目的物上；或者把所述组合物或含有所述组合物的水加到目的物上。
5.根据权利要求3或4的处理微生物的方法，当该方法是洗涤时，其中含所述组合物的水中异硫氰酸烯丙酯的浓度为0.001-0.1W/W％。
6.根据权利要求3或4的处理微生物的方法，当该方法是喷雾时，其中含所述组合物的水中异硫氰酸烯丙酯的浓度为0.001-0.1W/W％。
7.根据权利要求3-6中任一项的处理微生物的方法，其中处理的目的物是易腐品。
8.根据权利要求3-6中任一项的处理微生物的方法，其中所处理的目的物是腌制食品。
9.根据权利要求8的处理微生物的方法，其中把腌制食品腌制在含0.001-0.1W/W％浓度异硫氰酸烯丙酯的调料液中。
10.蔬菜、水果和插花的保鲜方法，包括用权利要求1或2的组合物处理它们。
11.根据权利要求10的蔬菜、水果和插花的保鲜方法，包括用含所述组合物的水洗涤它们；把含所述组合物的水喷到它们上面；或者把所述组合物或含所述组合物的水加到其上。
12.权利要求10或11的蔬菜、水果和插花的保鲜方法，其中含所述组合物的水中异硫氰酸烯丙酯的浓度为0.001-0.1W/W％。
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