DD263449A1 - Verfahren zur oekonomischen und schonenden hygienisierung und auskeimungshemmung von materialien und bioprodukten - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur oekonomischen und schonenden Hygienisierung und Auskeimungshemmung von Materialien und Bioprodukten. Die Erfindung bezieht sich auf eine oekonomische und schonende Hygienisierung, Entkeimung oder Auskeimungshemmung bei der Herstellung von beispielsweise Antigenpraeparationen, Enzymen oder Lebensmitteln, der Hygienisierung von Abwaessern, Abprodukten oder Industriematerialien, bei der Auskeimungshemmung pflanzlicher Produkte oder bei der Abtoetung tierischer Systeme. - Das wird dadurch geloest, dass vor der oder direkt in die Vorstufe bzw. in die spaetere Hauptstufe fuer strahlenchemische Reaktionen unter dem Einfluss ionisierender Strahlung bei niedrigen Strahlendosen biozid/biostatisch wirkende Chemikalien in geringsten Konzentrationen zugesetzt werden oder durch im Prozess vor sich gehende chemische Umsetzungen entstehen. Gleichzeitig werden dadurch toxikologische Bedenklichkeiten beseitigt. Auch langwelliges UV-Licht oder Mikrowellen oder Ultraschall koennen reduziert zusammen mit unterdosierten Chemikalien angewandt werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur ökonomischen und schonenden Hygienisierung und Auskeimungshemmung von Materialien und Bioprodukten, das bei der Produktion von Wirkstoffen, bei der Hygienisierung von Lebensmitteln oder von Abwässern/Abprodukten oder Industriematerialien oder bei der Auskeim ;i\:|Shemmung pflanzlicher Produkte oder bei der Abtötung tierischer Systeme einsetzbar ist.
Anwendungsgebiete der Erfindung sind die biotechnologische und pharmazeutische Industrie, die Kommunalhygiene, die Lebensmittelindustrie, die Land- und Forstwirtschaft sowie Betriebe, die Syntheseprodukte herstellen.
Die Hygierisierung bzw. Entkeimung durch ionisierende Strahlung ist vielseitig beschrieben worden (DD-WP 142058, DD-WP153892, DD-WP 242636). Trotz der vielen Vorteile, die die Strahlenanwendung in den genannten Patentbeispielen bringt, ist die notwendige Strahlendosis in einer vertretbaren Zeiteinheit noch sehr hoch und damit dieser Weg der industriellen Nutzung zu kostenaufwendig, so daß eine Einführung bzw. Anwendung von Strahlenverfahren sich derzeitig nur bei einigen Technologien realisieren läßt.
Es ist das Ziel der Erfindung, eine ökonomische und schonende Hygienisierung bzw. Entkeimung oder Auskeimungshemmung multivalent bei unterschiedlichsten Materialien und Produkten bzw. in vielen Applikationsbereichen zu erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, nach dem mit ionisierender Strahlung bei niedrigen bis sehr niedrigen Strahlendosen Wirkstoffe, beispielsweise Enzyme oder Antigenpräparationen, zu hygienisieren bzw. zu entkeimen bei gleichzeitigem Erhalt der spezifischen Aktivität, bei der Entkeimung/Keimreduzierung von Lebensmitteln entsprechende Fremdkeime zu inaktivieren bei weitgehendsm Erhalt des Nährwertes und der organoleptischen Eigenschaften, bei der Hygienisierung von Abwässern/Abprodukten multivalent alle Keimgruppen zu treffen oder bei anderen industriellen Anwendung, beispielsweise in Form von verkeimten Schleifmitteln oder Folien, die vorhandenen bzw. sich entwickelnden Keime zu inaktivieren bzw. in ihrer Vermehrungsfähigkeit zu hemmen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß vor der oder direkt in die vOrstufe bzw. die spätere Hauptstufe für strahlenchemische Reaktionen unter dem Einfluß ionisierender Strahlung chemische Verbindungen mit biozider/biostatischer Wirkung zugesetzt oder durch im Prozeß vor sich gehende chemische Umsetzungen erzeugt werden, und zwar bezogen auf die chemischen Verbindungen bzw. das wirksame E'ement in Konzentrationen unter 150g/kg bzw. g/l und bei chemischen Umsetzungen unterhalb der Na>;hweisgrenze.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die S'rahlendosen dabei auf 5% bis 95% der sonst erforderlichen Dosis für Inaktivierungen/Sterilisationen/Auskeimungshemmi.'ngen gesenkt und damit die möglichen toxikologischen Bedenklichkeiten in dem Bereich über 1OkGy sowohl von der Strahlung als auch von den jeweiligen Chemikalien her beseitigt werden können.
Parainfluenzaviren Typ 3 werden auf permanenten Affen-Nierenzellen vermehrt. Der virushaltige Überstand der Zellkultur wird mit einem zwittarionischen Detergens (0,025% Empig';i bl· Endki.n*eniration) k-jrz vor der Bestrahlung versetzt. Durch Gammastrahlen (Kobalt-60: 2,5kGyk) werden die Viren inaktiviert. Der Hämagg! Jtinalions-Tito; (mii 0,5% Meerschweinchen-Erythrozyten), der vor der Bestrahlung 1:32 beträgt, bleibt unverändert.
Durch Zentrifugation (rnax. 2000gk) gereinigtes Pferdeserum für mikrobiologische Zwecke mit'einer Lebendkeimzahl (LkZ) von > 1,5 · 1010/ml wird in 11-Glasflaschen (mit festem Verschluß) bestrahlt (Strahlenquelle = Kobalt-60, max. Temp. 18°C, Oosisleistung/h = 8kGy).
Ergebnisse:
20 kGy = steril 10 kGy (+ Zugabe vcn l:100Cl HCHO: 20 Stunden vor der Bestrahlung bei 40C zugegeben) - steril
1OkGy = u'isteriKL:^: 1,6- 1OVmI) Kontrolle — unsteril
Ein Enzympräparat (Glycoamylase: 4450E/ml) mit einer LKZ von 2,1 108/ml wird mit (1:4000) und ohne HCHO bestrahlt (Kobait-60: 7,5kGy; 180C). Nach der Bestrahlung:
— Mit 'M,'. IO (Zugabe 1 Stunde vorher): Keine Keime nachweisbar
— Ohne HCHO: 1,7-1O3LKZATiI
Die Enzymaktivitäten nach der Bestrahlung liegen im Bereich 100 bir. 120%.
Unsterile und nicht oberflächenbehandelt«! Mikrotestplatten aus Scopyrol werden kurzzeitig mit HCHO begast und sofort in Polyethylen-Tüten verpackt. Die verpackten Testplatten werden Kobalt.-60-Gammastrahlen ausgesetzt (3 kGy). Hierbei wird Sterilität erreicht. Gleichzeitig wird auf den Platten die Bindungsfähinkoit für Antigene, Antikörper und andere Reagenzien gesteigert.
Candida utiüs (Futterhefe), gezüchtet auf Melassebasis (Zuckerrübe) und in dickbreiiger Form vorliegend, ist auf Grund ungünstiger Züchtungs- bzw. Umweltbedingungen mit 3 · 106 Salmonell a-Keimen/ml — in Nährböden als lebende Keime nachweisbar—infiziert worden. Das dickbreiige Produkt wird inChargen wie folgt bestrahlt (max. 200C): ELT-1,55kGy: 1,3 · Salrnonel!a-Keime/ml 4kGy (5 Stunden vorher Zugabe von 0,5g Schwefeldioxid/l): Salmonella-Keime nicht mehr nachweisbar.
Goldbroiler (Hähnchen) — mit Salmonelia-Keimen kontaminiert— werden in einer Lösung (0,25g Benzoesäure/I) getaucht, anschließend sofort in Polyethylen-Tüten eingeschweißt und mit 3kGy bestrahlt (Kobalt-60,120C).
Ergebnis: Keine lebenden Keime mehr nachweisbar.
Vergleiche: Kontrolle (ohne Bestrahlung) und mit 3kGy (ohne Zusatz) behandelt: Lebende Keime nachweisbar.
Klärschlamm mit Mikrobenflora (in konzentrierter Form mit > 109 Keime/ml) wird bestrahl! (Kobalt-60):
8kGy: Keimzahlreduzierung um 10Vml 4kGy (+ 0,2% Chlorkalk kurz vorder Bestrahlung): Kein Keimwachstum.
Keimfähige Kartoffelknollen werden kurzfristig besprüht (0,75g Schwefeldioxid/l). Mit dieser Behandlung sind 10 bis 12Gy ausreichend für die Verhinderung einer Auskeimung.
Zu Wasser aus Schwimmbecken wird kontinuierlich Chloramin (unter 0,25% Endkonzentration) zugesetzt. Durch Bestrahlung (Kobalt-60: Dauorleistung/h 3 bisO,5kGy, anfänglich höher, dann abfallend) wird Keimvermehrung verhindert. Der gleiche Effekt wird mit weiteren stark unterdosierten Desinfektionsmitteln erreicht.
Schleif-und Kühlemulsionen (z.B. für die Herstellung von Maschinen-Einzelteilen) werden bestrah't (Kobalt-60:1 bisökGy) und gleichzeitig HCHO (in einer Endkonzentration bis 1:1000) zugetropft. Dadurch wird eine Keimvermehrung verhindert.
Inaktivierung von Maui-und Klauenseuche-Viren: Eine Virussuspension wird bei 10000 g ca. 25 min zentrifugiert. Der Überstand wird gewonnen und mit 1:8000 HCHO versetzt. Die Bestrahlung erfolgt mit 8 kGy (Kobalt-60), wobei die Viren inaktiviert werden. Eine Weiterverarbeitung zu einer MKS Adsorbat-Vakzine kann angeschlossen werdon.
-4- 282
Ein Gemisch von Klebsiella pneumoniae, Haemophilus influenzae, Pseudomonas aeruginosa, Escheiichia coli sowie ein aktueller Streptococcus-Stamm und ein Diplococcus pneumoniae-Stamin wird auf eine Konzentration zwischen 1-2 χ 10a bis 1-2 x 1010Keime/ml — zu gleichen Teilen untereinander gemischt — gebracht. Diese Mischung wird mit HCHO (1:12000K) versetzt. — HCHO liegt hier unter der Nachwoisgrenze. — Anschließend wird bestrahlt: a) mit Kobalt-60 (9kGy) oder b) mit Mikrowellen unter Kühlung (12s, 2450MHz, 1,5kW Leistungsabgabe). Es tritt Inaktivierung ein. Entweder vor odor nach der Inaktivierung können die Membranantigene noch gespalten werden — in Abhängigkeit von der Applitkation. Das kann u.a. auch durch Enzyme geschehen.—Das erhaltene Gemisch kann sowohl in Form von Aerosol oder als Flüssigkeit oder Lyophilisat oder in magensaftresistenter Form gegen die Auslösung akuter und chronischer Infekte des Atemtraktes verabreicht werden.
Claims (8)
1. Verfahren zur ökonomischen und schonenden Hygienisierung und Auckeimungshornnuing von Materialien und ßioprodukten, gekennzeichnet dadurch, daß bei Anwendung ionisierender Strahlung auf Materialien bzw. Produkte, die störende lebende bzw. aktive Keime enthalten, oder auf lebende Systeme allgemein die Energieabsorption, die Energieübertragung und schließlich die Energieauswirkung durch Zugabe geringer Mengen von chemischen Verbindungen mit keintötender oder das Wachstum bzw. die Vermehrung hemmender Wirkung, beispielsweise spezielle Sauerstoff- und Halogenabspalter, Alkohole, Adehyde, bes. mehrwertige, zum Teil auch in Kombination mit weiteren Wirkvermittlern wie Emulgatoren und Tensiden oder kapillaraktiven Stoffen oder durch Verbindungen, die im Prozeß durch chemische Umsetzungen oder durch Katalysatoren, zum Beispiel Enzyme, entstehen, ggf. auch in Anwesenheit oder in Verbindung mit Radiolyseprodukten des Wassers, wobei die Verbindungen gleichzeitig auch chemisch part eil oder total, zum Teil unter Erzeugung neuer Wirkungseigenschaften, umgesetzt werden kö.men aktiviert werden und gleichzeitig ein übersteigerter synergistischer Effekt eintritt und durch diese gezielten Chemikalienzusätze, die unmittelbar vor oder bis 100 Stunden vor der Vorstufe oder direkt in die Vor-/Kauptstufe für Strahlen-chemische Reaktionen vorgenommen werden, die Strahlendosen so minimiert. werden können, daß im Falle der gezielten Produktion von Wirkstoffen, beispielsweise von mikrobiellen Enzymen, diese in ihrer Aktivität erhalten werden können i::id trotzdem eine Entkeimung bzw. Keimzahlreduzierung erreicht werden kann oder bei der S iygienisierung von Lebensmitteln trotzdem Fremdkeime, z. B. Salmonelle.n, inaktiviert werden bei Erhalt des Nährwertes und der organoleptischen Eigenschaften oder bei Abwässern/Abprodukten trotaJem multivalent alle Keimgruppen beim Entkeimungseffekt inaktiviert wurden oder bei anderen industriellen Anwendungen, beispielsweise in Form von verkeimten Schleifmitteln in der Industrie oder bei Spezialfolien, trotzdem alle vorhandenen Keime inaktiviert bzw. in ihrer Vermehrungsfähigkeit stark gehemmt werden oder im Falle der Bestrahlung pflanzlicher Systeme, z. B. keimfähiger Kartoffeln, trotzdem eine Auskeimungshemmung herbeigeführt werden kann oder im Falle tierischer Systeme, z. B. Anobien, trotzdem eine totale Abtötung erreicht und gleichzeitig die toxikologische Bedenklichkeit durch die Strahlung und durch die Chemikalienzugabe beseitigt werden.
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Λ. Verfahren nach den Punkten 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß im Inaktivierungs-, Sterilisationsbzw. Auskeirhung&hemmungsprozeß zusammen mit der ionisierenden Strahlung die Konzentration der chemischen Verbindungen bzw. der Substanzen bzw. des wirksamen Elements bei Konzentrationen zwischen 150g/kg bzw, g/l bis unter 0,0001 g/kg bzw. g/l oder auf Grund der chemischen Umsetzung unterhalb der Nachweisgrenze liegt und die Strahlendosis auf 5 bis 95% der sonst üblichen Dosis zur Inaktivierung/Sterilisation/Auskeimungshemmung reduziert wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in Abhängigkeit von den entsprechenden Anwendungen bzw. Maßnahmen Verbindungen bzw. Mittel mit algiziden, amöbizidcn, askariziden, bakteriziden/bakteriostatischen, fungiziden/fungistatischen, gametoziden, germiziden, helminthiziden, herbiziden, imagoziden, Insektiziden, larviziden, molluskoziden, rnykoziden/ mykostatischen, nematiziden, oviziden, parasitiziden, pestiziden, protoziden, rodentiziden, schizontoziden, sporiziden, toxoplasmiziden, trypanoziden, vermiziden, viruziden/vii ostatischen oder zytoziden/zytostatischen Wirkungen eingesetzt werden.
3. Verfahren nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß für Hygienisierungszwecke vorrangig beispielsweise Aldehyde bzw. Gemische von Aldehyden, alkalische Stoffe, Alkohole, Halogenverbindungen, Lactone, Metallverbindungen, Oxidantien, Epoxide, Phenole und Xylenole bzw. Derivate oder Gemische, quartemäre Ammoniumverbindungen bzw. Gemische oder Tenside allgemein bzw. die eiwähnten Substanzen in Gemischen untereinander eingesetzt werden oder für langfristige Konservierungs- bzw.
Lagerungsbelange vorrangig beispielsweise Ameisensäure sowie ihre Natrium-, Kalium- und Calciumverbindungen, Benzoesäure sowio ihre Natrium-, Kalium- und Calciumverbindungen, para-Hydroxybenoesäure-ethylester, para-Hydroxybenzoesäure-npropylester und para-Hydroxybenzoesäure-methylesttr sowie deren Natriumverbindungen, Propionsäure sowie ihre Natrium-, Kalium- und Calciumverbindungen, Sorbinsäure sowie ihre Natrium-, Kalium- und Calciumverbindungen, Calciumacetat, Schwefeldioxid sowie schweflige Säure, Natriumsulfit, Calciumsulfit, Natrium- und Kaliumhydrogunsulfit, Natrium- und Kaliumdisulfit, Sorboylpalmitat, oligodynamisch wirksames Silber, Hexamethylentetramin und für die entsprechenden Mittelzubereitungen Calciumcarbonat, Citronensäure, Ethanol, Essigsäure, Glyzerol, Kaliumcarbonat, Natriumchlorid, Milchsäure, Natriumhydrogencarbonat, Natriumcarbonat, Weinsäure bzw. in Gemischen untereinander verwendet werden.
5. Verfahren nach den Punkten 1 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß ais Strahlen Gamma- oder Elektronenstrahlen eingesetzt werden.
6. Verfahren nach den Punkten 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß neben einer wäßrigen Phase auch in lyophilisiertem bzw. tiefgefrorenem, trockenem oder gasförmigem Zustand oder in Kombination gearbeitet wird.
7. Verfahren nach den Punkten 1,2,3,4 und 6, gekennzeichnet dadurch, daß beispielsweise auch langwelliges UV-Licht oder Mikrowellen oder Ultraschall in reduzierter Anwendung zusammen mit unterdosierten chemischen Verbindungen bzw. Elementen genutzt werden.
8. Verfahren nach den Punkten 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß vorhandene oder gebildete (Strahlen-)Schutzstoffe inaktiviert werden, so daß die synergistische Wirkung voll zur Geltung kommt.
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