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Die Erfindung bezieht sich auf Zusammensetzungen, die aus
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12 C-Atomen enthaltender aliphatischer Säure und Polyol gebildete
nichtionische oberflächenaktive Monoester in Kombination mit einem phenolischen
Mikrobizid und/oder einer Seife oder einem Tensid enthalten.
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Aus der US-PS 4 002 775 ist bekannt, daß Monoester aus einer 12 Kohlenstoffatome
aufweisenden aliphatischen Fettsäure und einem Polyol überraschenderweise als nichttoxische
Mikrobizide wirksam sind. Ein solcher Monoester kann beispielsweise der Laurinsäureester
von Glycerin oder einem sonstigen Polyol sein; die Veresterung erfolgt an einer
einzigen der Hydroxylgruppen.
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Diester oder Triester sind nicht brauchbar. Dies war überraschend,
denn der frühere Stand der Technik zeigte an, daß solcherart Aktivität nicht erwartet
werden könnte, vielmehr nennenswerte mikrobizidische Aktivität nur bei Verbindungen
auf Basis von kurzkettigen Fettsäuren, zum Beispiel solchen mit weniger als 12 C-Atomen,
vorhanden sei, und einige Derivate der Säuren sogar geringere mikrobizidische Aktivität
aufwiesen als die Säuren als solche. Darüber hinaus haben Versuchsergebnisse
gezeigt,
daß dann, wenn Fettsäuren zu oberflächenaktiven Verbindungen umgesetzt werden, nur
die ionischen Derivate Aktivität haben, und die nichtionischen Derivate nicht nur
inaktiv sind, sondern darüber hinaus inaktivierend auf andere Mikrobizide in der
Zusammensetzung wirken.
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Aus der zuvor genannten US-PS 4 002 775 ist bekanntgeworden, daß die
mikrobiziden Eigenschaften von Fettsäuren und deren Derivaten in nicht gleichförmiger
Weise mit der Kettenlänge variieren, und daß die mit den Säuren erhaltenen Ergebnisse
nicht unbedingt auf die Derivate dieser Säuren übertragbar sind. Es ist auch angegeben,
daß nur die definierten Polyol-Monoester einer 12 C-Atome aufweisenden Säure besonders
wirksam als für Nahrungsmittel geeignete Mikrobizide sind.
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Man kann diese Ester in höheren Mengen in Zusammensetzungen einarbeiten;
die Zusammensetzungen bleiben nichttoxisch.
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Weiterhin ist in dieser US-Patentschrift beschrieben, daß sich die
genannten Ester in wässrigem Medium auflösen oder dispergieren lassen. Diese Eigenschaft
ist für den Einsatz in Nahrungsmittel-Zusammensetzungen besonders wichtig, denn
dabei handelt es sich häufig um auf der Grundlage von Wasser aufgebauten Systemen.
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Gebräuchliche, für Nahrungsmittelzwecke geeignete "Phenolische" Mikrobizide,
wie beispielsweise butyliertes Hydroxyanisol
(gebräuchlicherweise
als BHA bezeichnet) und 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol (gebräuchlicherweise als
BHT bezeichnet) sind wichtige Nahrungsmittel zusätze und für Nahrungsmittel zwecke
geeignete Substanzen. Die "phenolischen" Verbindungen sind in Wasser nicht nennenswert
dispergierbar (es sind lipophile Stoffe), und man setzt sie in der Regel in einem
Lipoid-Grundstoff oder -Trägerstoff den Nahrungsmittelzusammensetzungen zu.
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Dadurch wird die Einarbeitung dieser üblichen für Nahrungsmittel geeigneten
Mikrobizide in Nahrungsmittelzusammensetzungen ein sehr aufwendiger, komplizierter
Vorgang. Besonders nachteilig ist dabei, daß dann, wenn man BHA und BHT mit nichtionischen
Tensiden (die hydrophil sind) verarbeitet, um die Dispergierfähigkeit in Wasser
zu verbessern, die Tenside die genannten Verbindungen praktisch vollständig inaktivieren.
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Die in der genannten US-PS 4 002 775 beschriebenen mikrobiziden Monoester
haben, verglichen mit den gebräuchlicheren Mikrobiziden für Nahrungsmittelzwecke,
wie beispielsweise BHA und BHT, den deutlichen Vorteil, daß sie in Wasser dispergierbar
sind und sich leichter in wässrige Nahrungsmittelsysteme einarbeiten lassen. Gebräuchliche
phenolische Mikrobizide können mit gebräuchlichen nichtionischen Tensiden, die die
Dispergierbarkeit in Wasser verbessern sollen, nicht verarbeitet werden, weil dadurch
die Aktivität dieser phenolischen Mikrobizide sehr stark absinkt. Man kann sie auch
nicht mit üblichen
ionischen Tensiden zusammen verarbeiten, weil
diese für Nahrungsmittelzwecke nicht geeignet sind.
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Es ist bekannt, daß nichtionische Tenside generell desaktivierend
auf Mikrobizide wirken. Der Effekt der Unverträglichkeit von nichtionischen Tensiden
mit germizide Aktivität besitzenden phenolischen Stoffen ist von Beckett und Robinson
in "Soap, Perfumery and Cosmetics, 31:1,99 (1959) beschrieben worden.
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Unter bestimmten Bedingungen gibt es jedoch spezielle Ausnahmen.
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So berichtet Moculeski in "New Alkanolamine For Use With A Phenolic
Germicide" in CSMA Proceedings, Dezember 1960, daß ein modifiziertes Alkanolamid,
kombiniert mit Ortho-Benzylparaphenol und TSP/TSPP verbesserte Aktivität gegen S.
typhosa und S. choleraesuis hat. Auch Heald, "Useful Combinations of Anionic and
Cationic Surfactants" in American Perfumery and Aromatics, April 1960, hat beschrieben,
daß man ein nichtionisches Tensid (Alkylphenolpolyglykoläther), mindestens zu 10
%, bezogen auf Gewichtsbasis, einsetzen kann, wenn auch ein Gemisch aus kationischen
und anionischen Tensiden vorhanden ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Zusammensetzungen zur Verfügung
zu stellen, in denen übliche Mikrobizide, insbesondere phenolische Verbindungen,
mit nichtionischen Tensiden verarbeitet und dadurch die Dispergierbarkeit dieser
Mikrobizide
in Wasser erreicht ist, wobei jedoch gleichzeitig
deren mikrobizide Aktivität nicht nennenswert vermindert ist. Der Erfindung liegt
weiterhin die Aufgabe zugrunde, die mikrobizide Aktivität in solchen Zusilnmensetzungen
wenigstens zu erhalten und möglichst noch zu steigern und eine entsprechende synergistische
Wirkung zu erzielen, bei der die Aktivität der in Kombination vorhandenen Bestandteile
größer ist als die Summe der Aktivitäten der einzelnen Bestandteile für sich gesehen.
Schließlich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine solche Zusammensetzung
der zuvor angegebenen Art zu schaffen, in der noch ein dritter aktiver Bestandteil
vorhanden ist, der die Aktivität der zuvor angegebenen Zusammensetzung noch zu steigern
vermag.
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Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mikrobizide
Zusammensetzung zu schaffen, die nicht notwendig ein phenolisches Mikrobizid aufweist,
sondern tensidische Eigenschaften hat und sich infolgedessen nicht nur leicht und
einfach formulierten läßt, sondern auch noch Reinigungseigenschaften aufweist, wobei
solche nichtphenolischen Zusammensetzungen auch Nahrungsmittelqualität und möglichst
noch verbesserte Leistungsfähigkeit haben.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einer verbesserten mikrobizidischen
oder mikrobiostatischen Zusammensetzung, die erfindungsgemäß
dadurch
gekennzeichnet ist, daß darin ein mikrobizidischer Monoester aus einer 12 C-Atome
enthaltenden aliphatischen Säure und einem Polyol in Kombination mit (1) einem zusätzlichen
phenolischen Mikrobizid und/oder (2) einer Seife oder einem Tensid enthalten sind.
Die ein phenolisches Mikrobizid enthaltenden erflndungsgemäßen Zusammensetzungen
sind in Wasser dispergierbar, ohne daß das phenolische Mikrobizid inaktiviert wird;
sie haben eine höhere mikrobizide Aktivität als entweder der Monoester alleine oder
das phenolische Mikrobizid alleine. Die Tensid enthaltenden erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
haben nicht nur mikrobizidische Aktivität, sondern lassen sich darüber hinaus auch
einfach und leicht in gebräuchliche Formulierungen, zum Beispiel Shampoos, Zahnpasten
und dergleichen einarbeiten. Die Erfindung wird nachstehend am Beispiel zweier vorteilhafter
Ausführungsformen erfindungsgemäßer Zusammensetzungen erläutert. In der ersten Ausführungsform
enthalten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen aus der zuvor angegebenen US-Patentschrift
bekannte Monoester in Kombination mit einem gebräuchlichen phenolischen Mikrobizid.
Die mikrobizidischen Monoester haben zwei Funktionen; sie wirken leistungssteigernd
auf die Mikrobizide und dienen als nichtdesaktivierende nichtionische tensidische
Mittel. Gemäß dem Stand der Technik war der Fachmann, wie zuvor erläutert, allgemein
der Ansicht, daß nichtionische oberflächenaktive Mittel übliche Mikrobizide desaktivieren.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform bestehen erfindungsgemäße Zusammensetzungen
aus aus der oben genannten US-Patentschrift bekannten mikrobizidischen Monoestern
in Kombination mit einer Seife oder einem synthetischen Reinigungsmittel, worin
die mikrobizidischen Eigenschaften der Monoester durch die Anwesenheit der Seife
oder des Reinigungsmittels nicht nennenswert herabgesetzt sind, obwohl eine Verminderung
generell im Stand der Technik angegeben ist.
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Vorteilhaft sind auch Kombinationen dieser beiden beschriebenen Ausführungsformen
erfindungsgemäßer Zusammensetzungen.
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In der ersten vorteilhaften Ausführungsform bestehen erfindungsgemäße
mikrobizidische oder mikrobiostatische Zusammensetzungen demgemäß aus einer wirksamen
Menge der Kombination an aktiven Bestandteilen in Form von wenigstens einem mikrobizidisch
nicht desaktivierenden nicht-ionisch oberflächenaktiven Monoester aus einer 12 C-Atome
aufweisenden aliphatischen Säure und einem Polyol und wenigstens einem phenolischen
Mikrobizid, wie im einzelnen nachstehend noch erläutert wird.
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In der zweiten bevorzugten Ausführungsform sind die erfindungsgemäßen
Zusammensetzungen mikrobizidische oder mikrobiostatische oberflächenaktive Zusammensetzungen
und enthalten als
aktive Bestandteile wenigstens einen mikrobizidischen,
nichtionisch oberflächenaktiven Monoester aus einer 12 C-Atome aufweisenden aliphatischen
Säure und einem Polyol und wenigstens eine Seife oder ein Tensid-Reinigungsmittel.
Das Tensid ist vorzugsweise ein Nahrungsmittelqualität aufweisendes Tensid, so daß
die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen auch für Nahrungs- und Futterzwecke einsatzfähige
KomposiLionen sind.
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Der ersten Ausführungsform der Erfindung liegen einige wesentliche
Erkenntnisse zugrunde. So wurde überraschend festgestellt, daß die in der genannten
US-Patentschrift beschriebenen Ester unerwartete und ungewöhnliche Eigenschaften
dahingehend aufweisen, daß sie einem Gemisch nicht-ionische Oberflächenaktivität
zu vermitteln vermögen, das bekannte Mikrobizide, wie beispielsweise "phenolische"
Verbindungen enthält, ohne daß diese Mikrobizide inaktiviert werden, wie man dies
aufgrund des Standes der Technik zu erwarten hätte. Es können also diese bekannten
Mikrobizide in erfindungsgemäßen Verbindungen mit nicht-ionischem Trägerstoff und
in Wasser dispergiert eingesetzt werden.
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Zweitens wurde überraschend gefunden, daß bei Anwesenheit dieser Ester
nicht nur die Aktivität der bekannten "Mikrobizide" erhalten bleibt, sondern daß
sogar ein synergistischer Effekt mit den bekannten und nachstehend noch im einzelnen
beschriebenen
phenolischen "Mikrobiziden" auftritt. Viele der phenolischen Mikrobizide sind von
Natur aus Mikrobizide mit Nahrungsmittelqualität; und wenn man sie erfindungsgemäß
zusammen mit den ihre Dispergierbarkeit in Wasser ermöglichenden Estern verarbeitet,
bleibt diese Nahrungsmittelqualität erhalten, auch wenn man die Substanzen in den
angegebenen Mengenverhältnissen einsetzt, bei denen der synergistische Effekt mit
dem Ester eintritt.
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Schließlich wurde erfindungsgemäß noch festgestellt, daß man die genannten
Ester und phenolischen Mikrobizide mit Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) verarbeiten
kann und dabei eine Aktivierung (verstärkte Wirkung) erreicht.
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Es ist für den Fachmann überaus überraschend und unerwartet, wenn
er erfindungsgemäß die Dispergierbarkeit bekannter phenolischer Mikrobizide in Wasser
erreicht, und dabei Inaktivierung vermeiden kann (tatsächlich in vielen Fällen sogar
ein synergistisches Ergebnis erzielt ).
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In beiden angegebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
sind die gleichen Ester vorhanden, und es handelt sich dabei um die in der zuvor
erwähnten US-Patentschrift beschriebenen Ester. Es müssen Monoester aus einer 12
C-Atome enthaltenden aliphatischen Säure und einer Polyhydroxyverbindung,
z.B.
einem Polyol, sein. Zur Anwenduny für Nahrungs- und Futterzwecke müssen die Säure
und das Polyol nicht-toxisch sein; der daraus gebildete Ester muß nicht-toxisch
sein. Anwendungsarten für Futter- und Nahrungsmittelzwecke umfassen die Einarbeitung
in Nahrungsmittel oder in Material mit "Nahrungsmittelqualität".
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Unter einem Nahrungs- oder Futtermittel versteht man ein für Tiere
und/oder Menschen Nährstoffwert besitzendes verdaubares Produkt. Unter einem für
Nahrungsmittel geeigneten Material versteht man eine nicht notwendig eßbare Substanz,
die zwar Nährwert für Tiere und/oder Menschen haben kann, aber nicht haben muß,
und die nicht als Nahrungsmittel angesehen wird, wie beispielsweise Zahnpasten,
Zahnputzpulver, Mundwasser, Pharmazeutika, Reinigungsmittel, Seifen und Kosmetika,
wie beispielsweise Gesichtscreme, Lippenstifte und dergleichen.
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Der in dem Ester vorhandene Säurerest ist der einer 12 C-Atome aufweisenden
aliphatischen Monocarbonsäure. Die Säure kann ungesättigt sein (z.B. mono- oder
polyungesättigt), aber vergleichsweise bessere Ergebnisse erhält man mit gesättigten
Säuren. Es kann sich um eine verzweigtkettige Säure handeln, aber bevorzugt ist
die Säure unverzweigt. Besonders gute Ergebnisse erhält man, wenn als Säure Laurinsäure
vorhanden ist.
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Die Polyolgruppe des Esters kann aus irgendeiner polyhydroxylierten
Verbindung bestehen, d.h. einer Verbindung mit zwei
oder mehr Hydroxylgruppen.
Beispielsweise kann ein Glykol, wie Propylenglykol, oder ein Polyalkylenglykol,
wie Polyethylenglykol oder Polypropylenglykol, oder ein Polyglycerin vorhanden sein.
Das Polyol kann auch ein Kohlenwasserstoffäther, Saccharose oder Inositol usw. sein.
Zwar haben größer dimensionierte und mehr Masse aufweisende, sperrigere Polyole
den Vorteil, daß sie die Wasserlöslichkeit erhöhen und andere erwünschten Eigenschaften
positiv beeinflussen, aber die mit solchen sperrigen Polyolen hergestellten Ester
sind generell weniger aktiv als die mit einfachen und wenig massigen Polyolen gefertigten
Ester.
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Aus diesen Gründen erhält man insgesamt hervorragende Ergebnisse,
wenn man mit einfacheren Polyolen, speziell solchen, die weniger als 8 C-Atome enthalten,
erfindungsgemäß arbeitet. Als bevorzugte Polyole lassen sich dreiwertige aliphatische
Alkohole mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise Glycerin, für die
erfindungsgemäßen Zwecke einsetzen.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung liegt dementsprechend
als Monoester eine Verbindung der Formel
worin R den Säurerest der Laurinsäure bedeutet, vor.
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Man kann den vorhandenen Ester in Zusammensetzungen mit Nahrungsmittelqualität
in weit variierenden Mengenverhältnissen an phenolischem Mikrobizid zu dem Ester
und in vielen verschiedenen Kombinationen von Nahrungsmittel/Ester verwenden. Dies
gilt insbesondere deswegen, weil die Ester keine LD50 (im gebräuchlichen Sinne dieser
Bezeichnung) haben. Die zugrunde liegenden Säuren können FDA-GRAS-Substanzen sein.
Wenn in ähnlicher Weise ein Nahrungsmittelqualität aufweisendes Polyol verwendet
wird, können die Ester sogar Nahrungs- bzw. Futtermittel sein. Allerdings wird der
vorhandene Ester im allgemeinen zu weniger als 30 Gew.%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung,
ausmachen, und speziell in einer Menge von weniger als 20 oder 15 Gew.% und insbesondere
zu 0,001 bis 2 Gew.% vorhanden sein; die Gew.%-Angaben sind dabei auf Basis des
Gewichtes an freier Fettsäure berechnet.
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Die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorhandenen Mikrobizide
sind vorzugsweise "phenolische" Verbindungen der folgenden allgemeinen Struktur
worin m = 0 bis 3 (insbesondere 1 bis 3) und n = 1 bis 3 (insbesondere 1 bis 2)
ist, R1 für einen Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen (insbesondere
bis zu 8 Kohlenstoffatomen
) und R2 für H oder einen Alkyl- oder
Alkenylrest mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen (insbesondere bis zu 6 Kohlenstoffatomen)
stehen, mit der Maßgabe, daß dann, wenn R2 ein H ist, n die Zahl 1 oder 2 bedeutet.
Beispiele für solche Verbindungen sind butyliertes Hydroxyanisol, z.B. 3(2)-tert.-Butyl-4-methoxy-phenol
(BHA), 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol (BHT), 3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxybenzylphenol,
2 ,6-Di-tert.-4-hexylphenol, 2,6-Di-tert.-4-octylphenol, 2,6-Di-tert.-4-decylphenol,
2,6-Di-tert.-butyl-4-ethylphenol, 2,6-Di-tert.-4-butylphenol, 2,5-Di-tert.-butylphenol,
3,5-Di-tert.-butylphenol und 4,6-Ditert.-butyl-resorcin. Speziell bevorzugt sind
phenolische Mikrobizide aus der Gruppe der Phenolverbindungen mit folgender allgemeiner
Struktur
worin R3 für einen Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen steht,
und x = 0, 1, 2 oder 3 ist, speziell eine solche Verbindung, in der R3 ein Butylrest,
speziell die tertiäre Butylgruppe ist, und besonders zweckmäßig sind solche Verbindungen
dieser Formel, die nicht-toxisch sind.
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Die phenolischen Mikrobizide können in stark unterschiedlichen Konzentrationen
in der Nahrungsmittelqualität aufweisenden Zusammensetzung vorhanden sein. Aber
schon so geringe Mengen wie
0,001 %, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Zusammensetzung, können wirksam sein, wenn die zuvor beschriebenen Ester in
den oben angegebenen Mengen anwesend sind. Jedoch hat es sich als vorteilhaft erwiesen,
das Mengenverhältnis der phenolischen Verbindung zu dem Ester zwischen etwa 1:1
bis 1:100 und insbesondere zwischen 1:10 und 1:50, auf das Gewicht bezogen, einzustellen.
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Die zuvor angegebenen Konzentrationen an phenolischer Verbindung sind
die unter normalen Verhältnissen zweckmäßigen, sofern man nicht konzentrierte Formulierungen
herstellt, die für spätere Verdünnung vorgesehen sind. Andererseits kann die Minimumkonzentration
an phenolischem Mikrobizid und Ester für eine mikrobizidisch und mikrostatisch effektive
Menge, z.B.
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einen bakteriziden oder bakteriostatischen Effekt, je nach spezieller
Anwendung unterschiedlich sein. Beispielsdeise sind die hier beschriebenen Ester
als solche wirksame Mikrobizide in Konzentrationen von weniger als hundertstel Mikromol/ml
der Zusammensetzung, wenn sie in üblichen Kulturmedien verwendet werden. Bei Benutzung
zusammen mit den phenolischen Mikrobiziden kann die Verdünnung wenigstens eine Größenordnung
größer sein.
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Bei beiden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung kann man
farbgebende Mittel, Streckmittel, Verdünnungsmittel, Füllstoffe,
Geschmackstoffe
und dergleichen mit zusetzen. Bei beiden Ausführungsformen kann die Nahrungsmittelqualität
aufweisende Zusammensetzung als Suspension, Paste, Lösung, Gallerte, Creme oder
Salbe mit oder ohne üblichen Verdickungsmitteln, wie beispielsweise Carboxymethylcellulose,
Gelatine und dergleichen, vorliegen. Man kann erfindungsgemäße Zusammensetzungen
auch in gebräuchlichen Formulierungen als Sprüh- und Verneblungsmittel fertigen.
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Erfindungsgemäße Zusammensetzungen können in den beiden beschriebenen
Ausführungsformen sowohl auf leblosen Gegenständen und Materialien, als auch bei
lebenden Tieren und Menschen für mikrobizidische oder mikrobiostatische Behandlung
eingesetzt werden. Beispielsweise kann man mit erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
solche Apparate und Gerätschaften bakterizidisch oder fungizidisch wirksam behandeln,
die für klinische Zwecke, bei der Herstellung von Pharmazeutika, bei der Fertigung
von Nahrungsmitteln, für Zahnpasta, Mundwasser, Lippenstifte, Pharmazeutika und
Nahrungsmittel, wie beispielsweise Meiereiprodukte (Milch, Eiscreme und Streichkäse),
für Fleischprodukte (fertig vorbereitetes Fleisch und Streichwurst), für Frucht-
und Gemüseprodukte (in Dosen verpackte und gefrorene Pilze, Tomaten, Pfirsiche und
dergleichen) sowie für Getreideprodukte (Brot, Gebäck, Pasta und Pasteten) eingesetzt
werden.
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Gewünschtenfalls können erfindungsgemäße Zusammensetzungen auch
für
Anwendungszwecke, in denen Nahrungsmittelqualität nicht erforderlich ist, eingesetzt
werden, beispielsweise zur bakteriziden und fungiziden Behandlung sowie gegen Protozoen
an Tierkörpern.
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Beispiel 1 Es wurden Standardlösungen von phenolischen Verbindungen
entsprechend den Angaben in Tabelle 1 zubereitet. Dazu wurden die abgewogenen Mengen
der Verbindungen zunächst in 1 bis 2 ml 95 %-igem Ethanol gelöst. Unmittelbar danach
wurde diese Lösung in 200 ml Tripticase Sojabrühe eingegossen. Die lipoiden Verbindungen,
die in Wasser und Brühe unlöslich waren, fielen in Form von sehr kleinen Kristallen
oder Tröpfchen aus. Die die Suspension enthaltenden Röhrchen wurden auf etwa 700C
erwärmt und in einem Behälter mit Ultraschallwellen behandelt; dabei werden die
lipoiden Derivate weiter solubilisiert.
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Standardlösungen (oder Suspensionen) mit 1,000/ug/ml wurden zweifach
reihenweise durch Zugabe von weiterer Brühe auf eine Konzentration von 125/ug/ml
verdünnt. Jeweils 4 ml jeder Lösung wurden dann schnell unter konstantem Rühren
in entsprechend etikettierte Glasröhrchen (16 x 125 mm) mit Schraubverschluß ein-2
gefüllt. Die Röhrchen wurden mit Dampf bei 1,05 kg/cm 15 Minuten lang sterilisiert.
Nach dem Sterilisieren wurden alle Röhrchen abgekühlt und, um die Sterilität zu
sichern, über Nacht bei 350C inkubiert.
Wenn bei einer Substanz
gefunden wurde, daß sie bei Konzentrationen von weniger als 125/ug/ml inhibierende
Aktivität hatte, wurde die Prüfung weiter fortgeführt bis zu einer Endkonzentration
von 1,5/ug/ml für jede aktive Komponente. Für diese Bewertungsbestimmung wurden
die in Tabelle 1 aufgeführten Organismen verwendet.
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Jeder Verdünnung der Testsubstanz wurde ebenso wie zu den Röhrchen,
die nur Brühe enthielten und als positive Kontrolle dienten, ein Tropfen (0,4 #
0,01 ml) einer 18 Stunden bebrüteten Kulturbrühe, die 107 und 109-Organismen/ml
enthielt, hinzugegeben. Nach der Beimpfung wurde der Inhalt jedes Röhrchens gut
gemischt, und die Röhrchen wurden bei 350C in einer aus 5 % Kohlendioxid und 95
z Sauerstoff bestehenden Atmosphäre bebrütet.
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Nach 18-stündigem Bebrüten wurde für jeden Organismus die geringste
inhibierende Konzentration (MIC) jeder Verbindung bestimmt.
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Die MIC ist definiert als die unterste Konzentration der Verbindung,
bei der unter dem Mikroskop kein Wachstum beobachtet werden konnte, wenn die Trübung
der Verdünnung der beimpften Nährbrühe mit Kontrollröhrchen verglichen wurde. In
solchen Fällen, in denen die Testverbindung selbst Trübung verursacht, so daß die
MIC nicht genau bestimmt werden kann, wurde eine 5 % von Fibrin befreites Schafsblut
enthaltende Tripticase-Sojaagarplatte mit einer Probe (0,015 ml) gut durchgerührter
Kulturbrühe
beimpft, es wurde bei 350C hebrütet und nach 18 Stunden der bakteriostatische und
bakterizide Endpunkt abgelesen. Es wurde normalerweise nur eine Ein-Röhrchendifferenz
zwischen den bakteriziden und den bakteriostatischen Konzentrationen beobachtet.
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Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in Tabelle 1 veranschaulicht;
gram-negative, gram-positive Bakterien und Pilze sind durch Zwischenräume voneinander
separiert. Es sei darauf hingewiesen, daß Phenol selbst, obwohl es nicht in der
Tabelle enthalten ist, ein aktives Mikrobizid ist, aber Phenol als solches ist nicht
so aktiv wie einige der Derivate. Beispielsweise ist die Aktivität von BnA beträchtlich
größer als die Aktivität von Phenol selbst. Ähnlich sind alkylierte, z.B. butylierte
Phenole stärker aktiv als BHT, während die butylierten Alkylphenole, zu denen BHT
gehört, nicht so aktiv sind. Beispielsweise hat BHT eine Aktivität die vergleichbar
derjenigen von Phenol als solchem ist. Dies wird in Tabelle 2 noch weiter verdeutlicht.
Dazu wurde das zuvor beschriebene Verfahren wiederholt, jedoch mit butylierten Alkylphenolen
unterschiedlicher Alkylkettenlänge, wie in Tabelle 2 angegeben ist. Es sei darauf
aufmerksam gemacht, daß die Kettenlänge C1 (es handelt sich um BHT) nicht ganz so
aktiv ist wie das Ethylderivat (c2), und daß die Aktivität wiederum niedriger wird,
wenn die Kettenlänge steigt. So sind beispielsweise die C4 und C10-Derivate viel
geringer aktiv. Obwohl aus der Tabelle nicht ersichtlich, hat
hat
die C1-Zusammensetzung auch gute Wirksamkeit gegen Streptococcus mutans (ATCC 10441),
der ein Zeichen bei oraler Karies ist.
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Aus den vorstehenden Ausführungen erkennt man, daß BHA repräsentativ
ist für die stärker aktiven, von der FDA zugelassenen, Nahrungsmittelqualität aufweisenden
phenolischen Mikrobizide.
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Diese Verbindung ist neben BHT auch die kommerziell wichtigste Verbindung.
Dementsprechend ist BHA eine besonders gute Ausführungsform der Erfindung und wird
daher in der nachfolgenden Illustration der den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
eigenen synergistischen Wirkung benutzt: Beispiel 2 Es wurde, wie in Beispiel 1
beschrieben, gearbeitet, jedoch mit Kombinationen von Glycerinmonolaurin (GML).
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt. Wie zuvor sind in der Tabelle
zwecks leichter Identifizierung die gram-negativen und gram-positiven Mikroorganismen
und Pilze durch Zwischenraum gegeneinander separiert. Wenn man die Resultate in
der Tabelle betrachtet, kann man erkennen, daß Glycerinmonolaurin (GML) im wesentlichen
inaktiv gegen gram-negative Organismen ist. Es läßt sich weiterhin erkennen, daß
BHA eine ziemlich niedrige Aktivität gegen die gram-negativen Organismen hat. Auch
Kombinationen des Monolaurins und BHA erweisen sich im wesentlichen inaktiv gegen
gram-negative
Organismen. Andererseits läßt sich überaus deutlich
erkennen, daß, obwohl das Monolaurin bereits eine beachtliche Aktivität gegen die
gram-positiven Organismen hat und erheblich besser aktiv ist als das BHA, die Kombination
des Monolaurins mit dem BHA sich als überraschend hoch aktiv erweist, Daraus erkennt
man, daß die Kombination des etwas besser aktiven Monolaurins mit dem weniger aktiven
BHA eine weit höhere Aktivität aufweist, als sie sowohl das Monolaurin als auch
das BHA allein hat. Dies ist ein klassischer synergistischer Effekt. Beachtlich
ist weiterhin, daß diese hohe Aktivität auch dann vorhanden ist, wenn der Gehalt
an BHA sehr niedrig (0,01 %) liegt.
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Der synergistische Effekt ist sogar noch ausgeprägter bei der Wirkung
auf Pilze. Dabei ist Monolaurin im wesentlichen inaktiv, während das BHA eine annehmbare,
jedoch nicht sonderlich hohe Aktivität zeigt. Wenn man nun das nur mäßig aktive
BHA und das im wesentlichen inaktive Monolaurin kombiniert einsetzt, ergibt dies
eine hoch wirksame synergistische Kombination. Es ist außerordentlich überraschend,
daß sich ein leicht aktives Mikrobizid (BHA) mit einem im wesentlichen inaktiven
Fungizid (Monolaurin) kombiniert zu einer hoch aktiven Zusammensetzung fertigen
läßt.
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Wie zuvor erwähnt, läßt sich die erfindungsgemäße synergistische Zusammensetzung
dadurch abändern, daß man sie durch Anwesenheit
von Ethylendiamintetraessigsäure
(EDTA) zusätzlich aktiviert. Auf das Gewicht der Kombination an vorhandenem Ester
und Mikrobizid bezogen, kann die EDTA in Mengen von 0,001 bis 5 % vorhanden sein;
normalerweise wird sie in einer Menge von 0,005 bis 3 % und speziell zu 0,01 bis
1 % eingesetzt. Der überraschende Effekt ist in den folgenden Beispielen veranschaulicht.
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Beispiel 3 Es wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, mit Kombinationen
von Glycerinmonolaurin (GML) und Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) in Form des
Calciumsalzes und in Kombination mit BHA gearbeitet. Die Ergebnisse dieser Bestimmungen
sind in Tabelle 4 veranschaulicht. Man erkennt auch hier wieder, daß die Hauptaktivität
des Glycerinmonolaurins in Zusammenhang mit den gram-positiven Organismen auftritt.
Die EDTA hat für sich gesehen keine wesentliche Aktivität, weder gegen gram-positive
noch gegen gram-negative Organismen oder Pilze, während BHA wiederum sehr geringe
Aktivität gegen die gram-positiven Organismen zeigt, jedoch annehmbare Aktivität
gegen eine ausgewählte Gruppe an gram-negativen Organismen und brauchbare Aktivität
gegen Pilze zeigt. Eine Kombination des Glycerinmonolaurins und des EDTA ergibt
demgegenüber eine sehr starke Verbesserung der Aktivität der Kombination gegen gram-positive
Organismen,
und die Kombination von Glycerinmonolaurin, EDTA und BHA zeigt ganz besonders überraschende
Ergebnisse, denn sie ist nicht nur extrem gut aktiv gegen gram-positive Orgenismen,
sondern auch extrem aktiv gegen die Pilze und einige der untersuchten gram-negativen
Organismen.
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Beispiel 4 Es wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, gearbeitet, jedoch
wurde in diesem Fall die absolute Ablesung der verschiedenen Kombinationen in 60
Minuten-Intervallen vorgenommen und diese Ablesung aufgezeichnet. Tabelle 5 enthält
die Ergebnisse dieser Untersuchungen. Man erkennt aus dieser Tabelle, daß bei dieser
Bestimmung von einer Basislinie bei 0,0 % ausgegangen wurde, bei der die ermittelte
Zahl der angewachsenen Kolonien 2,3 x 106 CFU betrug. Man erkennt weiterhin, daß
auf der Basis von 1 % Monolaurin die von 0,1 % auf 0,5 % steigende Konzentration
an BHA auf der Skala für die 60 Minuten-Ablesung einen Aktivitätsanstieg von annähernd
zwei Größenordnungen ergibt. Weiterhin erkennt man, daß der Zusatz von 1 % EDTA
zu der 0,1 % BHA-Konzentration die Aktivität um einen Faktor von nur etwa 2 erhöht.
Ähnliche Ergebnisse erkennt man beim Vergleich der Aktivitäten der 0,5 % BHA bzw.
0,5 % BHA + 1 % EDTA enthaltenden Zusammensetzungen. Obwohl also EDTA keinen aktivierenden
Einfluß auf die Kombination von Monolaurin und BHA hat, ist dies nicht so bemerkenswert
wie der Einfluß des Monolaurins auf das BHA oder umgekehrt.
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Deutlich läßt sich ein synergistisches Ergebnis auch bei Kombinationen
von Glycerinmonolaurin und EDTA ohne irgendein sonstiges Mikrobizid darin erreichen.
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Beispiel 5 Die gesteigerte Wirkung von EDTA auf GML ist in Tabelle
6 veranschaulicht. Die Bestimmungen wurden, wie in Beispiel 1 beschrieben, mit den
angegebenen Organismen durchgeführt. Bemerkenswert ist, daß, wenn die Menge an EDTA
von 0 auf 10 000 ansteigt, die Aktivität von GML stetig ansteigt. Wenn man dies
unter Berücksichtigung der praktischen Inaktivität von EDTA beurteilt und die Aktivität
von GML (Null-Menge an EDTA) mit EDTA (Null-Menge an GML) mit der Aktivität der
Kombinationen vergleicht, wird deutlich, daß EDTA tatsächlich einen stark ausgeprägten
Steigerungseffekt für GML besitzt, unabhängig davon, ob GML allein oder mit anderen
Mikrobiziden zusammen eingesetzt ist.
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Beispiel 6 Es wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, gearbeitet, jedoch
wurden die in Tabelle 7 angegebenen prozentualen Mengenverhältnisse untersucht.
Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in Form der 60 Minuten-Ablesung angegeben.
Ausgegangen
wurde von dem Basiswert (0,0 % für alle genannten Bestandteile)
von 2,2 x 106 CFU. Bei diesem Versuch steig durch Zugabe von 1 % BHT und 1 % EDTA
die Wirksamkeit, ausgedrückt als 60 Minuten-Ablesung, nicht nennenswert an, im Gegensatz
zu dem MIC-Wert in den anderen Untersuchungen. Wenn jedoch BHA in der Zusammensetzung
enthalten ist, und zwar entweder mit EDTA oder ohne EDTA oder mit BHT und EDTA,
dann nahm die Aktivität auf weniger als 1000 (die Bestimmungsgrenze in diesem System
lag bei 1000 Organismen) zu.
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Es läßt sich aus den oben diskutierten Daten leicht erkennen, daß
Monolaurin eine wirksame Trägersubstanz für bekannte Mikrobizide ist. Diese Trägersubstanz
ist nichtionisch, und im Gegensatz zu der Erfahrung aus dem Stand der Technik kann
man mit dieser nichtionischen Verbindung das Mikrobizid emulgieren und/oder in Wasser
dispergieren, ohne daß es inaktiv wird.
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Darüber hinaus wurde mit phenolischen Mikrobiziden ein synergistischer
Effekt mit dem Monolaurin festgestellt. Dieser Effekt variiert je nach der Art des
phenolischen Mikrobizids, und die Kombination mit BHA ist überraschend stark effektiv.
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Weniger aktiv als BHA ist das andere wichtige handelsübliche phenolische
Mikrobizid, das BHT, jedoch wird auch dessen Wirkung durch die Anwesenheit von Monolaurin
recht erheblich verstärkt. Die vorliegende Erfindung gibt dem Fachmann damit einen
weiten Spielraum für die Zusammenverarbeitung bekannter Mikrobizide mit nichtionischen
oberflächenaktiven Trägerstoffen,
wobei in manchen Fällen eine
synergistische Wirkung dabei auftritt. Wie zuvor erläutert, sind nur die Monoester,
das Monolaurin, wirksam, nicht aber Di-, Tri- und Polyester. Im Handel erhältliche
Ester sind üblicherweise Gemische aus Mono-, Di-, Tri- und Polyester. Diese handelsüblichen
Ester können für die Zwecke der vorliegenden Erfindung nicht eingesetzt werden.
Es sollte in jedem Fall der Anteil an Monolaurinester wenigstens 80 % des verwendeten
Estergemisches ausmachen. Anderenfalls würde der desaktivierende Einfluß der als
Verunreinigungen vorhandenen Di-, Tri- und Polyester oder sonstiger von Estern der
Laurinsäure verschiedener Ester die Vorteile des in einer solchen Kombination vorliegenden
Monolaurins überdecken. Der eingesetzte Monoester sollte dementsprechend eine mindestens
80 %-ige Reinheit haben.
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Für die meisten Mikrobizide gilt weiterhin, daß der pH-Wert von Bedeutung
für deren Aktivität ist. Erfindungsgemäße Zusammensetzungen sollten bei pH-Werten
zwischen etwa 4 und 10, vorzugsweise zwischen 5 und 8 verwendet werden. Zu diesem
Zweck könne in erfindungsgemäßen Zusammensetzungen Puffer und dergleichen vorhanden
sein. Als Puffersubstanzen können beispielsweise übliche Puffersalze verwendet werden.
Puffersalze können sogar dann mit eingesetzt werden, wenn EDTA in der Zusammensetzung
vorhanden ist, weil im Gegensatz zu der Lehre des Standes der Technik EDTA nicht
einfach ein Mittel ist, mit dem einige anderenfalls störend wirkende Salze
komplexgebunden
wird, sondern eine eine Wirkungssteigerung und einen synergistischen Effekt mit
dem Monolaurin und phenolischen Mikrobiziden bewirkende Verbindung darstellt. Demzufolge
ist es nicht erforderlich, auf die Mitverwendung von Puffersalzen zu verzichten,
wie dies aus dem Stand der Technik für EDTA enthaltende ähnliche Zusammensetzungen
zu erwarten gewesen wäre.
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Die Einstellung des pH-Wertes wird zweckmäßig mit Milchsäure oder
Sorbinsäure vorgenommen, da diese Substanzen die mikrobizide Aktivität noch weiter
verstärken.
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Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können zu vielfältig verschiedenen
Endprodukten formuliert werden. Man kann Nahrungsmittel und Stoffe von Nahrungsmittelqualität
formulieren; man kann auch Materialien mit anderer als Nahrungsmittelqualität formulieren.
Infolge der extrem hohen mikrobiziden Aktivität der synergistischen Zusammensetzungen
sind solche Konibinationen besonders wirksam als antibakterielle Scheuermittel oder
dergleichen. In den nachfolgenden Beispielen werden Formulierungen für Endprodukte
veranschaulicht.
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Beispiel 7 Ein chirurgisches Reinigungspulver wurde wie folgt zubereitet:
10 Teile Glycerinmonolaurinester, 1 Teil BHA und 1 Teil EDTA wurden auf eine Temperatur
von etwa 50 bis 700C erhitzt. Aus dem Gemisch bildete sich eine Schmelze. Zu dieser
Schmelze wurden
100 Teile auf 50 bis 700C erhitztes Wasser gegeben.
Nach dem Rühren ließ man das Gemisch in einem Eisbad stufenweise abkühlen, so daß
mikrokristalline Teilchen in für die Bildung einer relativ stabilen Suspension geeigneter
Teilchengröße ausgebildet wurden. Das Reinigungsmittel ist leicht auf die Hände
aufzubringen und fühlt sich etwa so an wie ein Emolliens. Es ist nicht rauh oder
unangenehm. Wenn es, wie in Beispiel 1 beschrieben, geprüft wurde, wies das Reinigungsmittel
eine hohe Aktivität gegen die in Tabelle 3 aufgeführten gram-positiven und gram-negativen
Organismen auf, und es hatte eine effektive Tötungszeit von 5 Minuten. Darüber hinaus
konnte diese erfindungsgemäße Zusammensetzung gegen Klebsiella BT-101-76 mit Erfolg
eingesetzt werden.
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Beispiel 8 Ein für Krankenhäuser geeignetes Babywaschmittel wurde
in der gleichen Weise wie das chirurgische Pulver gemäß Beispiel 7 zubereitet, jedoch
wurden zusätzlich 5 % Milchsäure beigegeben.
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Die 60 Minuten-Ablesung für dieses Babywaschmittel betrug 6,4 x 104.
Durch den Zusatz der Milchsäure konnte der antimikrobielle Effekt verbessert und
zusätzlich eine Weichmachwirkung für die Babywäsche erreicht werden.
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Beispiel 9 Ein Zitzen-Tauchbad wurde, wie in Beispiel 7 beschrieben,
zubereitet mit dem Unterschied, daß 70 Teile heißes Wasser verwendet wurden. Nach
dem Abkühlen auf Zimmertemperatur wurden 30 Teile Isopropanol zugesetzt und eine
alkoholische Lösung hergestellt. Diese Zusammensetzung war wirksam sowohl gegen
gram-positive als auch gegen gram-negative Organismen und hatte eine Abtötungszeit
von 5 Minuten. Dieses Zitzen-Tauchmittel war sehr wirksam zur Bekämpfung von Mastitis
bei Kühen.
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Beispiel 10 Es wurden drei in üblicher Weise formulierte Mundwässer
zubereitet. Die Mundwässer wurden mittels eines modifizierten Phenolkoeffizienttests
geprüft. Daneben wurden die gleichen Formulierungen zubereitet, jedoch unter Zusatz
von entweder 0,5 % oder 0,1 % des Glycerinmonolaurinesters und entweder 0,01 % oder
0,05 % BHA.
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Das als erstes geprüfte Mundwasser war ein 5 % Alkohol, Zinkchlorid,
Methanol und übliche aromatische Zusätze enthaltendes rotes Mundwasser.
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Ein zweites Mundwasser wurde mit 15 % Alkohol, Cetylpyridiniumchlorid,
Pfefferminzöl, Borsäure und Methanol als blaues Mundwasser zubereitet.
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18-1/2 % Alkohol und Cetylpyridiniumchlorid wurden für ein grünes
Mundwasser verwendet.
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Das rote, blaue und grüne Mundwasser waren in üblicher Weise hergestellte
und handelsüblich vertriebene Mundwässer.
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Bei Prüfung gegen Staph aurelus No. 43 mittels des modifizierten Phenolkoeffizienttests
hatte jedes der roten, blauen und grünen Mundwässer einen Ableswert für die Anzahl
der erkennbar Organismen von 1,44 x 106 bzw. 1,85 x 104 bzw.
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2 x 102. Dagegen war, wenn BHA zusammen mit dem Monoester vorhanden
war, die Anzahl an Organismen in jedem Fall Null, mit Ausnahme des roten Mundwassers,
das 0,5 % an Ester und 0,01 % an BHA enthielt. Für dieses Mundwasser wurde die Anzahl
an Organismen mit s 50 bestimmt. Die Anzahl an Organismen wurde als 120 Minuten-Wert
ermittelt.
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Beispiel 11 Ein in üblicher Weise formulierter dermatologischer inerter
Trägerstoff wurde mit dem Monolaurinester von Glycerin und einmal mit 0,1 % EDTA
und zum anderen mit 5 % (z.B. 0,5 bis 20 %) Milchsäure zubereitet. Es wurde ein
Stasis-Test durchgeführt. Bei diesem Test wurde der Vorderarm des Testsubjekts 24
Stunden lang mit einer Saran (Warenzeichen)-Binde umwickelt gehalten, und danach
wurde de Dichte an Aeroben je cm2 bestimmt.
Die Ergebnisse sind
nachstehend in Form des geometrischen Mittelwertes aus 5 Tests angegeben. In vergleichbarer
Weise wurde ein Cidal-Test durchgeführt. Dabei wurde wiederum der Vorderarm des
Testsubjektes mit einer Saran (Warenzeichen)-Binde umwickelt, jedoch in diesem Fall
48 Stunden lang, damit sich die Flora ausdehnen konnte. Danach wurden die Testmittel
auf das Testsubjekt aufgebracht und 24 Stunden lang verschlossen gehalten. Die Mittelwerte
für 5 Testsubjekte sind ebenfalls nachstehend angegeben. Bei beiden Versuche wurde
zusätzlich ein Kontrolltest mit dem inerten dermatologischen Träger durchgeführt.
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Kontroll- 1 % Ester 1 % Ester 1 % Ester test 0,1 % EDTA 0,1 % EDTA
5,0 % Milchsäure Stasis 562 000 278 000 870 000 314 Cidal 873 000 218 000 181 000
79 Beispiel 12 Es wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, die Wirksamkeit verschiedener
Mikrobizide mit Nahrungsmittelqualität mit Monoestern mittels einer Agar-Verdünnungsmethode
verglichen. Die hervorragenden Ergebnisse sind aus Tabelle 8 zu ersehen.
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Tabelle 1 MIC-Werte (µg/ml) für verschiedene phenolische Derivate
3,5-Di-tert.- 3(2)-tert.-4,6-Di- butyl-2,6- Butylhy-2,5-Di-tert.- 3,5-Di-tert.-
tert.-butyl- dihydroxy- droxyanisol Verbindung butylphenol butylphenol resorcinol
benzoesäure (BHA) Organismen Escherichia coli <1.000 <1.000 <1.000 <1.000
<1.000 Pseudomonas aeruginosa <1.000 <1.000 <1.000 <1.000 <1.000
Streptococcus mutans 7,80 15,60 7,80 31,25 62,50 Streptococcus agalactiae 15,60
31,25 15,60 15,60 125 Streptococcus aureus 62,50 31,25 15,60 31,25 125 Corynebacterium
sp. 7,80 15,60 7,80 15,60 62,50 Nocardia asteroides 7,80 15,60 7,80 15,60 125 Candida
albicans <1.000 62,50 62,50 500 125 Saccharomyces cerevisiae 61,50 62,50 15,60
500 125 untersuchte Verdünnungen: 1.000 500 250 125 62,50 31,25 15,60 7,80 4,00
Tabelle
2 MIC-Werte (µg/ml) für verschiedene phenolische Derivate
| Kettenlänge % |
| BHT |
| Organismen C1 C2 C4 C6 C8 C10 |
| Escherichia coli NI NI** NI NI NI NI |
| Pseudomonas aeruginosa NI NI NI NI NI NI |
| Streptococcus faecalis (Gruppe D) NI 2.500 NI NI NI NI |
| Streptococcus pyogenes 1.000 1.000 5.000 NI NI NI |
| Streptococcus aureus NI 5.000 NI NI NI NI |
| Corynebacterium sp. 100 1.000 1.000 5.000 5.000 5.000 |
| Nocardia asteroides 1,000 500 500 5.000 5.000 5.000 |
| Candida albicans NI NI NI NI NI NI |
| Saccharomyces cerevisiae NI NI NI NI NI NI |
** höchste geprüfte Verdünnung: 5.000 µg/ml
Tabelle 3 MIC-Werte
(/ug/ml) für Glycerin-monolaurin und BHA
| Verbindung GML plus |
| GML HIIA HlA(0,01%) |
| Organismen |
| Escherichia coli >1.000 50 >1.000 |
| Pseudomonas aeruyinosa >1.000 >1.000 >1.000 |
| Streptococcus Inritnns 31,25 62,50 <7,80 |
| Streptococcus ayalactiae 15,GO 62,50 <7,80 |
| Staphylococcus aureus 31,25 125 <7,80 |
| Nocardia asteroides 15,60 62,50 <7,80 |
| Candida alicans >1.000 125 <7,80 |
| Saccharomyces cerevisiae >1.000 L 125125 <7,80 |
Tabelle 4 MIC-Werte (µg/ml) für Glycerin-monolaurin, Ethylendiamintetraessigsäure
(EDTA)
| GML plus |
| Verbindung EDTA GML plus EDTA (0,05%) |
| plus BHA |
| GML (N2Ca-Salz) BHA EDTA (0,05%) (0,1%) |
| Organismen |
| Escherichia coli >1.000 >1.000 500 >1.000 <7,80 |
| Pseudomonas aeruginosa >1.000 >1.000 >1.000 >1.000
>1.000 |
| Streptococcus mutans 31,25 500 62,50 <7,80 <7,80 |
| Streptococcus agalactiae 31,25 >1.000 62,50 15,60 <7,80 |
| Streptococcus aureus 31,25 >1.000 125 15,60 <7,80 |
| Nocardia asteroides 7,80 1.000 62,50 <7,80 <7,80 |
| Candida albicans >1.000 >1.000 125 500 <7,80 |
| Saccharomyces cerevisiae 1.000 >1.000 125 31,25 <7,80 |
Tabelle 5 Effekt von Monolaurin und BHA-Konzentrationen auf bakterizide
Eigenschaften
| CFU-Wert (ge- |
| Prozent Prozent Prozent bildete Einzel- |
| Monilaurin # BHA # EDTA (Na2) # kolonien) nach |
| 60 Minuten |
| 0,0 # 0,0 # 0,0 # 2,3 x 1036 |
| 1,0 0,5 1,0 <1,0 x 105 |
| 1,0 # 0,1 # 1,0 # 1,7 x 10 |
| 1,0 # 0,5 # @@@ # 1,0 x 10 |
| 1,0 0,1 --- 3,6 x lO |
Tabelle 6 Wirkung von EDTA auf MIC von GML (µg/ml)EDTA Organismen
0 125 250 500 1.000 5.000 10.000 EDTA Escherichia coli >10.000 >10.000 >10.000
>10.000 >10.000 >10.000 >10.000 >10.000 Pseudomonas aeru- >10.000
>10.000 >10.000 >10.000 >10.000 100 <10 5.000 ginosa >10.000 >10.000
>10.000 >10.000 >10.000 100 <10 5.000 Streptococcus faecalis (Gruppe
D) >10.000 >10.000 >10.000 >10.000 1.000 <10 <10 5.000 Streptococcus
1.000 1.000 1.000 500 100 <10 <10 5.000 aureus Streptococcus pyogenes <10
<10 <10 <10 <10 <10 <10 1.000 Corynebacterium sp. <10 <10
<10 <10 <10 <10 <10 1.000 Nocardia asteroides <10 <10 <10
<10 <10 <10 <10 500 Candida albicans >10.000 500 500 100 100 100
100 5.000 Saccharomyces cerevisiae 1.000 500 100 100 <10 <10 <10 1.000
Tabelle
7 Monolaurin, BHA und BHT als ein antimikrobielles Mittel
| Prozent Prozent Prozent Prozent CFU-Wert nach |
| Monolaurin BHA BHT EDTA 60 Minuten |
| 0,0 0,0 0,0 0,0 2,2 x 106 |
| 1,0 # 1,0 # --- # 1,0 # <1,0 x 105 |
| 1,0 # --- # 1,0 # 1,0 # 9,5 x 103 |
| 1,0 1,0 --- --- <1,0 x i03 |
| 1,0 --- --- --- 9,7 x 107 |
| 1,0 0,5 0,5 1,0 <1,0 x 103 |
Tabelle 8 MIC-Werte (µg/ml) für verschiedene Nahrungsmittelqualität
aufweisende Mikrobizide, bestimmt mittels der Agar-Verdünnungsmethode
| Test- Asper- |
| Organismen Staphylococcus Bacillus Escherichia Pseudomonas
gillus Candida |
| Test- aureus subtilis coli aeruginosa niger albicans |
| materialien |
| Natriumsalz von |
| Palmitoleinsäure 15,60 500 >1.000 >1.000 >1.000 >1.000 |
| Glycerin-1- |
| monolaurin 39 39 >2.500 >2.000 >2.500 >2.500 |
| Sorbinsäure 1.000 1.000 1.000 2.000 1.000 1.000 |
| Phenol 1.250-2.500 1.250 2.500 1.250 1.250 1.250-2.500 |
| Thimerosal 0,78 0,39 1,60 6,30-12,50 0,10 0,10,20 |
| Methylparaben 5.000 5.000 2.500 5.000 2.500 2.500 |
| Propylparaben 2.500 2.500 5.000 >10.000 2.500 2.500 |
Wie zuvor erwähnt, liegen bei der zweiten Ausführungsform erfindungsgemäßer
Zusammensetzungen die Ester kombiniert mit einer Seife oder einem Tensid-Waschmittel
vor. Es können für die erfindungsgemäßen Zwecke beliebige oberflächenaktive Seifen,
einschließlich der Alkali- und Aminseifen verwendet werden. So lassen sich beispielsweise
übliche Natrium- oder Kaliumseifen von Fettsäuren, mit C12 - bis C18-Kettenlängen,
verwenden. Es kann sich um geradkettige oder verzweigtkettige, gesättigte oder ungesättigte
Verbindungen handeln. Seifen dieser Art sind bekannt; eine nähere Beschreibung erübrigt
sich hier.
-
In gleicher Weise können in erfindungsgemäßen Zusammensetzungen übliche
oberflächenaktive Tenside benutzt werden.
-
Man kann anionische, nichtionische oder kationische Tenside verwenden.
Geeignete Tenside sind die üblichen sulfonierten Tenside der Formeln R-S03-M, R-C6H4-S03-M
und R-O-S03-M, worin R für aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen
und M für ein Alkali oder Erdalkali stehen.
-
Auch hier kann es sich bei R um einen geradkettigen oder verzweigtkettigen
Kohlenwasserstoff handeln, der gesättigt oder ungesättigt sein kann; bevorzugt ist
ein geradkettiger ungesättigter Fettsäurerest. Man kann das sulfonierte Tensid beliebig
in Form eines Alkali- oder Erdalkalisalzes einsetzen; im allgemeinen werden die
Natrium- oder Kaliumverbindungen
benutzt, da diese die Wasserlöslichkeit
erheblich verbessern.
-
Das eingesetzte Tensid kann alternativ auch eines der üblichen Salze
eines C12- bis C20-Alkylamins oder ein entsprechendes quaternäres Ammoniumsalz sein.
Diese Klasse der Tenside ist aus dem Stand der Technik bekannt, so daß auf eine
detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann. Für die erfindungsgemäßen Zwecke
bevorzugt sind bekannte Tenside der als Polyethylenglykolester einer aliphatischen
Säure mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen definierten Art. Diese relativ langkettigen
Glykolester haben ähnliche physikalische Eigenschaften wie die in den erfindungsgemäßen
Zusammensetzungen enthaltenen Polyolester und sind mit diesen verträglich.
-
Diese Verbindungen sind hinsichtlich ihres dermatologischen Verhaltens
relativ inert. Eine ähnliche Klasse brauchbarer Verbindungen sind die Äther von
Alkoholen mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und alkylierten Phenolen oder Naphtholen
(und deren sulfonierten Derivaten). Allerdings neigen die alkylierten Phenole zu
einer größeren dermatologischen Empfindlichkeit als die zuvor genannten Verbindungen.
-
Nichtsdestoweniger kann man sie benutzen, speziell in niedrigeren
Konzentrationen.
-
Bevorzugt setzt man Tenside mit relativ niedriger dermatologischer
Empfindlichkeit und möglichst mit Nahrungsmittelqualität
ein.
Die damit gefertigten erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können dann wahlweise
zur Anwendung bei Tieren, Vögeln und Menschen entweder örtlich oder oral eingeführt
benutzt werden. Besonders bevorzugte Tenside sind beispielsweise Propylenglykolmonostearat,
Glycerylmonostearat, Glycerinoleostearat, Sorbitanmonolaurat, Sorbitanmonopalmitat,
Sorbitanmonostearat, Sorbitanmonoleat, Terpenfettsäuresalzkomplex, Fettalkoholnatriumsulfat,
Diglykollaurat, Diglykololeat, Diglykolstearat und Polyoxyethylensorbitanmonolaurate
oder -palmitate oder -stearate oder -oleate.
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Wenn Tenside der vorgenannten Art vorhanden sind, können erfindungsgemäße
Zusammensetzungen in eine Form zur Verwendung als Zahnpasta, Shampoo, Gesichtscreme,
Seife, Waschmittel, Emulsionen, Suspensionen, Mundwässer, Geschirrspülmittel, Waschmaschinenwaschmittel,
medizinische oder andere Reinigungspulverzusammensetzungen und dermatologische Zusammensetzungen
gebracht werden.
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Die oben genannten phenolischen Mikrobizide können auch in den Ester/Seife-Tensidzusammensetzungen
verwendet und in den angegebenen generellen Mengen dazu eingesetzt werden. Wenn
man Zusammensetzungen mit phenolischen Mikrobiziden für Anwendungszwecke vorsieht,
bei denen Lebensmittelqualität
für die Produkte erforderlich ist,
müssen auch die Seifen und Tenside dieser Qualitätsforderung entsprechen. Demzufolge
sind dafür nichtionische und nichttoxische Seifen und Tenside bevorzugt.
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Die Menge, in der der Ester (und eventuell vorhandene sonstige Mikrobizide)
für mikrobizidische oder mikrobiostatische Aktivität angewendet wird, ist nicht
kritisch; sie wird für praktische Zwecke gemäß der Endanwendungsform ausgewählt.
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Die Konzentration an Ester sollte wenigstens 0,01 Mikromole je Milliliter
(berechnet als freie Säure) der den Ester enthaltenden Zusammensetzung, Nahrungsmittelzubereitung
oder -umhüllung ausmachen. Dadurch schafft man wenigstens mikrobiostatische Bedingungen.
Da die Verbindungen nichttoxisch sind, gibt es für deren Einsatz bei üblichen Anwendungsformen
keinen oberen Grenzwert.
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Das Mengenverhältnis des Esters zu der Seife oder dem Tensid kann
je nach Wunsch variieren. Da der Ester die ganz besondere Eigenschaft hat, daß seine
mikrobizidische Aktivität in Anwesenheit bekannter Seifen und Tenside nicht vermindert
wird, kann das Mengenverhältnis von Seife oder Tensid zu dem Ester sehr sehr groß
werden. Ähnlich kann, da die Aktivität des Esters in Anwesenheit der Seife oder
des Tensids erhalten bleibt, die Menge an Ester in der Seife oder dem
Tensid
sehr sehr gering sein. Das Gewichtsverhältnis von Ester zu Seife oder Tensid kann
dementsprechend zwischen 0,01:100 bis 100:0,01 liegen; es bleibt in jedem Fall die
Doppelfunktion, mikrobizidische Aktivität und Reinigungswirkung, erhalten. Im allgemeinen
werden Gewichtsverhältnisse zwischen 1:100 und 100:1, und besonders vorteilhaft
zwischen 10:100 und 100:10 vorgesehen.
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Erfindungsgemäße Zusammensetzungen können durch Kombination, das heißt
einfach durch Vermischen der Bestandteile gefertigt werden, da die Bestandteile
generell gesagt vollständig verträglich sind. Dies gilt besonders dann, wenn die
Zusammensetzung die zuvor beschriebenen bevorzugt anzuwendenden Ester und Seifen
oder Tenside enthält. Wenn jedoch ein phenolisches Mikrobizid mit vorhanden ist,
werden die oberflächenaktiven Zusammensetzungen bequemer durch Erhitzen des Monoesters,
Tensids oder Seife und des phenolischen Mikrobizids auf etwa 50 bis 700C und Bildung
einer Schmelze zubereitet. Der Schmelze wird zwecks Einstellung der gewünschten
Konzentrationen auf etwa die gleiche Temperatur erhitztes Wasser zugegeben. Nach
dem Einrühren wird das heiße Gemisch langsam abgekühlt, und es resultiert eine relativ
stabile Suspension, Lösung oder Emulsion, je nach dem, welche speziellen Bestandteile
verwendet worden sind.
-
Man kann solchen Zubereitungen auch zusätzlich Verdünnungsmittel,
wie
beispielsweise Alkohole, zum Beispiel Ethanol, Isopropylalkohol und dergleichen,
beigeben.
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Die erfindungsgemäße Methode für die praktische Anwendung der erfindungsgemäßen
Zusammensetzungen besteht einfach darin, die Zusammensetzungen auf ein Material,
ein Tier, einen Vogel oder Menschen, wie zuvor beschrieben, in mikrobizidisch oder
mikrobiostatisch wirksamen Mengen aufzubringen. Dabei ist weder besondere Vorsicht
erforderlich, noch ein spezielles Verfahren nötig. Danach werden erfindungsgemäße
Zusammensetzungen in Art normaler Seifen oder synthetischer Reinigungsmittel, zum
Beispiel durch Mischen mit Wasser und Verarbeiten zu einem Schaum oder einer Scheuerpulversuspension
und anschließendem Abspülen und dergleichen verwendet. Ebenso werden mit erfindungsgemäßen
Zusammensetzungen formulierte Zahnpasta, Shampoo, Gesichtscremes, Geschirrspülmittel,
Waschmittel und dergleichen wie übliche Zusammensetzungen benutzt. Dermatologische
Zusammensetzungen werden ebenfalls in konventioneller Art, zum Beispiel durch Aufbringen
auf die Haut, Einmassieren und trockene oder nasse Entfernung von überschüssigem
Material von der Haut verarbeitet.
-
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sollten wenigstens nichttoxisch
sein. In der vorliegenden Beschreibung und den
Ansprüchen ist der
Ausdruck "nichttoxisch" dahingehend zu verstehen, daß die Zusammensetzungen wenigstens
bei Kontakt mit der menschlichen Haut sicher sind.
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Die Seife oder das Tensid sind vorzugsweise, jedoch nicht unbedingt
notwendig, wasserlöslich. Wenn beispielsweise als Ester der Monolaurinester von
Glycerin vorhanden ist, wirkt auch dieser Ester als oberflächenaktives Mittel, und
dann kann man wasserunlösliche Seife oder Tensid einsetzen.
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Formulierungen mit einem Alkohol, zum Beispiel Isopropylalkohol, in
einer Menge von etwa 35 Gew.% oder mehr ergeben eine klare und stabile Suspension
mit Monolaurin/butyliertem Hydroxyanisol/EDTA (Natrium oder Natrium/Kalium) in Verhältnissen
von etwa 10:1:1. Diese Zusammensetzung hat hohe antimikrobielle Aktivität. Wenn
6 bis 10 % eines nichtionischen Tensids mit vorhanden sind, erstarrt die Zusammensetzung
bei so niedrigen Temperaturen wie 4 0C. Vorteilhaft ist es, Sorbitallaurat zu verwenden,
da damit ein bevorzugtes Verhältnis von hydrophilen Verbindungen zu lipophilen Verbindungen
von etwa 8,6 erreicht wird.
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Vorteilhaft ist es, wenn erfindungsgemäße Zusammensetzungen einen
pH-Wert von 8,5 oder weniger, speziell einen pH-Wert von 8,0 oder weniger haben.
Der besonders bevorzugte pH-Bereich liegt zwischen 4 und 7,5; das Optimum liegt
zwischen
etwa 5,0 und 7,0. Diese pH-Bereiche lassen sich durch
entsprechend ausgewählte Monoester, Seifen, Tensiden und, sofern verwendet, weiteren
Mikrobiziden einstellen. Jedoch kann man die Einstellung der pH-Bereiche auch mittels
Puffersystemen vornehmen. Es sind viele Systeme bekannt, mit denen sich die Pufferwirkung
durch übliche Ioneneffekte und dergleichen erreichen läßt. Es ist daher nicht erforderlich,
solche Puffersysteme hier im einzelnen zu beschreiben.
-
Die erfindungsgemäße Zusammensetzungen enthaltenden Seifen oder Tenside
können auch noch Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) oder deren Alkali- oder Erdalkalisalze
enthalten, wie beispielsweise die Natrium-, Kalium- oder Calciumsalze oder Gemische
dieser Salze, wie zuvor im Zusammenhang mit der phenolischen Verbindung beschrieben,
enthalten. Die phenolischen Mikrobizide können dadurch in ihrer Wirkung noch verstärkt
werden. Es ist möglich, große Mengen einzusetzen, zum Beispiel bia zu 5 oder sogar
10 % der Zusammensetzung, jedoch werden die verstärkten Ergebnisse uneingeschränkt
auch mit Mengen von 1 % und weniger erreicht, und für Benutzungszwecke, in denen
Nahrungsmittelqualität gefordert wird, sind geringe Mengen speziell bevorzugt. Eine
untere Grenze für die Zusatzmenge besteht naturgemäß nicht.
-
Diese Ausführungsform der Erfindung ist in den nachfolgenden Beispielen
veranschaulicht. Alle Teile und Prozentangaben
sind in diesen ebenso
wie in den vorstehenden Beispielen auf Gewicht bezogen zu verstehen, sofern nichts
anderes gesagt ist. Auch in den vorangegangenen Beispielen sind die Prozentgehalte,
Gewichte und Verhältnismengen usw. auf die für den endgültigen Verbrauch formulierte
Zusammensetzung bezogen. Wenn Vorratszusammensetzungen, die noch verdünnt, vermischt
oder dem Endverbrauch angepaßt oder dergleichen werden, herzustellen sind, müssen
die entsprechend abgeänderten Prozentgehalte, Gewichte und Verhältnismengen und
dergleichen dafür eingesetzt werden.
-
Beispiel 13 Durch Vermischen von Glycerinmonolaurin (90 % alpha),
BHT und Na2EDTA (Natriumethylendiamintetraessigsäure) mit einer Tallöl/Coconatriumseife
in einer solchen Zusammensetzung, daß darin 3 % Monolaurin, 1 % BHT und 1 % Na2EDTA
vorhanden sind, wurde eine Seifenzusammensetzung zubereitet. Plattenauszählung auf
Tripticase Sojabrühe (TSA-Platten) wurde mit steigenden 10-fach-Verdünnungen vorgenommen.
Die Anzahl der gebildeten Einzelkolonien (CFU) je ml wurde für jede Verdünnung nach
15, 30, 60 und 120 Minuten Einwirkungszeit bestimmt. Daneben wurde ein Kontrollversuch
mit der Seife durchgeführt. Der CFU/ml-Wert lag für die Kontrolluntersuchungen im
Bereich von 1,49 x 106 nach 15 Minuten bis 1,77 x 106 nach 120 Minuten. Die CFU/ml-Werte
für die Testuntersuchungen
lagen im Bereich von 1,19 x 106 nach
15 Minuten bis 2,23 x 105 nach 120 Minuten, wobei die meisten Untersuchungen Werte
im Bereich von annähernd 1,0 x 106 für 15 Minuten bis 2,45 x 10 für 120 Minuten
ergaben. Andere ähnliche Untersuchungen brachten so niedrige CFU/ml-Werte wie 1,00
x 105 nach 60 Minuten.
-
Beispiel 14 Glycerinmonolaurin wurde mit durchschnittlich 3,4 Molen
Ethylenoxid zu einem üblichen Tensid der allgemeinen Formel
worin R2 für ein Wasserstoffatom oder eine C2-OH-Gruppe steht und x 1 bis 6 bedeutet,
oxethyliert. Diese Verbindung wird nachstehend als oxethyliertes Monolaurin bezeichnet.
-
Es wurden die folgenden Formulierungen hergestellt und gegen Staphylococcus
aureus Nr. 43 geprüft: Proben- % oxethyliertes 2 % Glycerinbezeichnung Monolaurin
% BHA EDTA monolaurin A 1,0 1,0 -B 1,0 1,0 1,0 C 10,0 1,0 -D 10,0 1,0 1,0 E 1,0
1,0 1,0 10,0 F 1,0 - -G 10,0 - -H (H20-Kontrolle)
Die Formulierungen
wurden durch Erhitzen des Monoglycerinmonolaurins und/oder BHA und EDTA auf 600C,
Erhitzen des oxethylierten Monolaurins auf 600C, Vermischen und Abkühlen in einem
Eisbad zubereitet.
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Es wurden die Phenolkoeffizienten bestimmt und dabei folgende Ergebnisse
erhalten: Probenbezeichnung CFU/ml bei den angegebenen Bebrütungszeiten 15 Min 30
Min 60 Min. 120 Min A 9,5x10 1,64x104 4,20x103 1,70x103 B 3,32x105 6,00x104 6,20x103
<10² C 1,35x106 6,80x105 8,40x105 7,40x105 D 1,13x106 7,00x105 7,30x105 6,70x105
E 1,90x104 <10² 0 0 F 1,54x106 1,17x106 1,12x106 1,12x106 G 1,46x106 9,50x105
1,13x106 9,60x105 H 1,33x10 1t39x10 1,39x106 1,37x10 Wie ersichtlich, haben die
Proben F und G, die nur oxethyliertes Monolaurin (EM) enthalten, keine ausreichende
inhibierende Wirkung (im Vergleich zu der Kontrollprobe mit Wasser). Selbst wenn
in der Probe das bekanntermaßen gut wirksame BHA mit oder ohne Zusatz von EDTA vorhanden
ist (Proben A, C, B und D), sind die Ergebnisse deutlich weniger gut als mit dem
Glycerinmonolaurin (vergleiche Probe E).