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Oral verabreichbare Zusammensetzung
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Gegenstand der Erfindung ist eine oral verabreichbare Zusammensetzung
und synergistische Kombination von Brenztraubensäure (Pyruvic acid) oder deren Salzen
mit Benzoesäue, p-Hydroxybenzoesäureestern, Sorbinsäure, Salizylsäure, Ameisensäure
und/oder deren Derivaten als Konservierungsmittel. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung
dient als antimikrobielles Mittel, insbesondere zum Konservieren von Lebensmitteln
tierischen und pflanzlichen Ursprungs sowie von Mitteln und Gegenständen des täglichen
Bedarfs gegenüber einem Verderb durch Mikroorganismen.
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Es ist bereits bekannt, daß Konservierungsmittel, wie Benzoesäure
und ihre Salze, z.B. Natrium-, Kalium- und Kalziumsalze, p-Chlorbenzoesäure ("Benzoesäure"),
para-Hydroxybenzoe-Methylester, para-Hydroxybenzoesäure-Äethylester, para-Hydroxybenzoesäure-Propylester,
para-Hydroxybenzoes äure-Butyl ester und deren Natriumverbin dungen ("PHB-Ester"),
Sorbinsäure und ihre Salze, z.B. Natrium-, Kalium- und Kalziumsalze ("Sorbinsäure"),
Ameisensäure und deren Salze, insbesondere Natrium-, Kalium- und Kalziumsalz ("Ameisensäure")
und Salizylsäure und ihre Derivate ("Salizylsäure") antimikrobielle Verbindungen
mit guter Wirksamkeit darstellen. Sie üben auf den tierischen und menschlichen Organismus
jedoch auch schädigende Wirkungen aus. Bei Verwendung solcher antimikrobieller Substanzen
ist es daher wünschenswert, durch Einsatz möglichst geringer Konzentrationen die
bekannten nachteiligen pharmakologischen Eigenschaften der Substanzen entweder auszuschalten
oder auf ein vertretbares Maß zu reduzieren, zumal, wie im Fall der Salizylsäure
und ihrer Derivate, sehr hohe Konzentrationen angewandt werden müssen, um die gewünschte
konservierende Wirkung zu erzielen. Die Ausschaltung der nachteiligen Einflüsse
war bislang jedoch im gewünschtem Maß nicht möglich.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die nachteiligen
pharmakologischen Eigenschaften dieser antimikrobiellen Substanzen auf Basis von
"Sorbinsäure", "Salizylsäure", Benzoesäure, p-Hydroxybenzoesäureestern", "Ameisensäure"
und/oder deren Derivaten in Lebensmitteln sowie Mitteln des täglichen Bedarfs erheblich
zu senken, ohne daß eine Einbuße ihrer antimikrobielle Wirksamkeit stattfindet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Patentansprüche gelöst.
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Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann für alle diejenigen Zwecke
eingesetzt werden, für welche die an sich bekannten Konservierungsmittel allein
Verwendung finden.
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Beispielsweise für Getränke, Nahrungs- und Genußmittel, diätetische
Nahrungsmittel, für Produkte und Gegenstände des täglichen Bedarfs und zwar während
des Lagerns oder während ihrer Verarbeitung. Unter dem Begriff "Mittel des täglichen
Bedarfs" fallen insbesondere Kosmetika, Pharmazeutika, unabhängig davon, ob sie
als Fertigprodukte oder als Rohstoffe vorliegen.
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Bekanntlich können mit Hilfe der bekannten Konservierungsverfahren
durch Einschränkung oder völliges Verhindern des mikrobiellen Wachstums die Veränderungen
der zu konservierenden Produkt gezielt beeinflußt werden.
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Die Konservierung erfolgt dabei mit chemischen Methoden (durch Zugabe
mikrobiocider Stoffe zu dem zu konservierenden Gut) oder mit physikalischen Methoden.
Auswahl und Anwendung dieser Methoden bestimmen die Haltbarkeit des Mittels des
täglichen Bedarfs, die Veränderung der sensorischen Qualitätsmerkmale, des Nährwerts,
des Einsatzbereichs und vor allem die Verhinderung gesundheitsschädigender Auswirkungen.
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Das Spektrum der für die Konservierung von Lebensmitteln, Genußmitteln,
Getränken, pharmazeutischen und kosmetischen Erzeugnissen verwendeten Stoffe hat
sich seit längerer Zeit wenig verändert, da die Forderung nach neuen Verbindungen
mit breitem Wirkungsspektrum, welche für Säugetiere
nur eine geringe
Toxizität aufweisen, schwer zu erfüllen ist. Um so größer war das Bestreben, die
bisher bekannten Methoden und Mittel für die Konservierung hinsichtlich ihrer Verträglichkeit
und Verarbeitung im Rahmen der gesetzlichen Bestimmungen zu optimieren. Da wasser-,
eiweiß-und kohlenhydrathaltige Mittel nicht für unbegrenzte Zeit haltbar sind, ist
die Konservierung darauf abgestellt, deren Haltbarkeit wenigstens für bestimmte
Zeiträume unter üblichen Außenbedingungen zu gewährleisten. Es muß daher die Lebensmittelhaltbarmachung
in engem Zusammenhang mit der Beurteilung der Konservierung vom nahrungsmittelchemischen,
vom pharmakologischen und hygienischen Standpunkt gesehen werden. Vor der Verwendung
eines neuen Konservierungsstoffes ist es daher notwendig, die Erfordernisse zu prüfen
und die gesundheitliche Unbedenklichkeit nachzuweisen.
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Systematische pharmakologische Untersuchungen haben dabei in den letzten
Jahren zu bemerkenswerten Feststellungen geführt. So sind toxische Wirkungen erst
dadurch entdeckt worden, daß der Konservierungsstoff am wachsenden Tier verabreicht
wurde. Andere Konservierungsmittel sind erst im Stoffwechselversuch als stoffwechselschädigend
erkannt worden (Borsäure). Manche Konservierungsstoffe bleiben nach ihrer Verabreichung
im Körper, so daß bei Zuführung weiterer Mengen an Konservierungsstoffen eine Anhäufung
(Kumulation) nachgewiesen werden konnte (Borsäure). Ferner ist bei der Auswahl eines
Konservierungsstoffes in Betracht zu ziehen, daß neben diesem noch andere Konservierungsstoffe
mit der täglichen Nahrung aufgenommen werden können, so daß es dann ggf. zu einem
Potenzierungseffekt kommen kann, wodurch gesteigerte oder besonders gesundheitliche
Schäden beim Verbraucher entstehen können. Stoffe der aromatischen Reihe entfalten
ferner örtliche Reizwirkungen, z.B. auf die Zellen der Magenschleimhaut (Salizylsäure),
was zu Übelkeit, Erbrechen, Magenblutungen und sonstigen Störungen im Magen-Darmtrakt
führen kann.
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Lbnmittcl können neben den Konservierungsmitteln zuzusätzlich Spuren
von Schädlingsbekämpfungsmitteln enthalten, wobei ein additiver Effekt des Konservierungsmittels
mit dem Schädlingsbekämpfungsmittel in negativer Hinsicht auftreten kann. Ferner
gilt es auch, einen evtl. auftretenden kumulierenden Mechanismus biocider Substanzen
zu berücksichtigen. In allen Fällen kann es auf längere Sicht zu Organschäden kommen.
Der Einfluß solcher chronischer Belastungen durch biocide Chemikalien auf den Gesundheitszustand
großer Bevölkerungsschichten läßt sich kaum vollständig erfassen, da die Aufnahme
von Schadstoffen gewöhnlich unbemerkt bleibt und selbst bei deren Erfassung sich
die Krankheitssymptome von jenen, seit langem bekannter, allgemein verbreiteter
Erkrankungen, wie beispielsweise Magen-Darmstörungen kaum unterscheiden.
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Aus der großen Anzahl chemischer Stoffe, die das Wachstum von Mikroorganismen
hemmen und als Konservierungsmittel allgemein Verwendung finden, sind insbesondere
"Benzoesäure", "p-Hydroxybenzoesäureester", "Salizylsäure", "Sorbinsäure" und "Ameisensäure"
zu nennen.
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Die Benzoesäure ist eine mäßig starke Säure, die in Wasser schwer
(etwa 3 %), in Alkohol und Äther aber leicht löslich, mit Wasserdampf flüchtig und
lichtempfindlich ist. Ihre Alkalisalze reagieren neutral und sind in Wasser leicht
löslich. Bemerkenswert ist ihre Lipoidlöslichkeit.
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Sie dient vornehmlich zur Konservierung von Fettprodukten, Obsterzeugnissen,
Gemüseprodukten sowie von Fischereierzeugnissen und von Eiprodukten. Sie wirkt einerseits
auf die Zellwand und hemmt auf der anderen Seite die Enzyme des Citratcyclus (alpha-Ketoglutarsäuredehydrogenase,
Bernsteinsäuredehydrogenase) und der oxydativen Phosphorylierung. Ihre Wirkung beruht
auf der undissoziierten Säure (pKa = 4,10). Ihre antiseptische Wirkung richtet sich
vorwiegend gegen Hefen und Pilze, insbesondere gegen Schimmelpilze. In saurem Milieu
wirkt sie in Mengen von 0,1 %. Die maximale Tagesdosis an Benzoesäure soll nach
dem Lebensmittelgesetz 0,6 g nicht überschreiten.
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Die para-Hydroxybenzoesäureester (PHB-Ester) sind Snter demre:sflamätNipagin-M,
Nipagin-A, Nipasol und Nipaeombbekannt. Ein weiteres bekanntes Konservierungsmittel
ist die Ameisensäure. Als wasserklare, stechend riechende Flüssigkeit ist sie mit
Wasser, Alkohol und Ether in jedem Verhältnis mischbar. In Konzentrationen bis maximal
0,5 % wird sie meist in Form der ameisensauren Salze, z.B. als Natriumformiat, zur
Konservierung von Obst- und Gemüsesäften eingesetzt. Die LD50 Dosis oral beträgt
bei Ratten 1210 mg/kg/KG, bei der Maus 1100 mg/kg/KG und bei Kaninchen 239 mg/kg/KG.
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Als biocider Wirkstoff ist auch die Sorbinsäure schon seit langem
bekannt. Sie bildet weiße Kristalle aus, ist sehr wenig in kaltem Wasser löslich,
jedoch leicht löslich in Alkohol und Ether. In Mengen von 0,05 bis 0,2 % wird sie
als Konservierungsmittel für kosmetische und pharmazeutische Erzeugnisse verwendet.
Sie eignet sich außerdem sehr gut zur Konservierung von Wein und Margarine, da sie
sehr geschmacks neutral ist und daher auch empfindliche Nahrungsmittel nicht beeinträchtigt.
Die konservierende Wirkung beruht, wie bei der Benzoesäure, auf der undissoziierten
Säure, weswegen sie in pH-Bereichen über 5,5 nicht mehr keimhemmend wirkt.
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Als nahrungsverwandte Substanz wird sie im menschlichen Körper wie
eine natürliche Fettsäure abgebaut. Ihre antibakterielle Wirksamkeit beruht auf
einem Redoxvorgang.
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Die Sorbinsäure unterliegt der Autoxydation und wirkt zugleich in
Mengen von 0,05 bis 0,1 % bei Butter und Schmalz prooxydativ. In diesem Fall müssen
zusätzlich Antioxydantien eingesetzt werden.
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Sorbinsäure zeigt Hautreizungen bei Anwendung in Cremes, wenn die
Cremes 0,01 % und höhere Mengen an Sorbinsäure enthalten. Gleichzeitig tritt eine
Sensibilisierungsfähigkeit der Haut auf, wenn höhere Konzentrationen angewendet
werden. Diese Eigenschaften, verbunden mit Hautrötungen und Infiltrationen zeigen
sich übrigens auch bei p-Hydroxybenzoesäurealkylestern. Histologisch entsprechen
die Testreaktion einem allgemeinen Kontaktekzem. Auch beim Meerschweinchen
können
nach Sensibilisierung mit Sorbinsäure durch Epikutantest Reaktionen ausgelöst werden,
die histologisch dem feingeweblichen Rontaktekzem entsprechen.
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Aufgrund dieser Erfahrungen ist deshalb der Einsatz von Sorbinsäure,
sofern die Konzentration von 1 8 nicht überschritten wird, ohne pharmakologische
und dermatologische Bedenken zur Konservierung eingesetzt worden. Als Derivate der
Sorbinsäure, die ebenfalls konservierende Eigenschaften aufweisen, gelten Propyl-,
Butyl-, Allyl-, Isoamyl-, Hexyl-, Nonyl- und Decylsorbat.
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Salizylsäure ist ein weiteres bekanntes Konservierungsmittel. Sie
bildet weiße Kristalle aus und ist in kaltem Wasser nur zu etwa 0,2/100 g, in heißem
Wasser dagegen besser löslich. Die Löslichkeit in fetten Ölen liegt bei 3 g/100
g. Die akute Toxizität der Salizylsäure beträgt beim Kaninchen etwa 1,1 bis 1,6
g/kg/KG, während die letale Dosis beim Hund mit 0,045 bis 0,5 g/kg/KG angegeben
wird. Salizylsäure tritt in Reaktion mit dem Eiweiß des Plasmas der Mikrobenzellen.
Sie wirkt besser gegen Pilze und Hefen als gegen Bakterien. Aufgrund ihrer phenolischen
Gruppe ist ihre antibakterielle Wirksamkeit besser als die der Benzoesäure. Wegen
ihres Dissoziationsverhaltens ist Salizylsäure nur für saure Lebensmittel einsetzbar,
beispielsweise zur Konservierung von Gurken und Obst.
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Nachteilig ist ihre Wirkung auf die Magenschleimhaut, wie bereits
ausgeführt. Salizylsäure wird vom Körper vollständig resorbiert, jedoch nicht abgebaut.
Sie wird vielmehr als Umsetzungsprodukt mit Glykocoll ausgeschieden, wobei aufgrund
der langsamen Ausscheidung mit einer Kumulation zu rechnen ist.
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Neben den aufgeführten Konservierungsmitteln zählen auch die anorganischen
und organischen Salze der Brenztraubensäure (Pyruvate) zu den bekannten Stoffen.
Die Brenztraubensäure ist eine starke Säure. Sie entsteht aus Glucose und Alanin
und wird täglich in einer Menge bis zu 1.000 g im Körper aerob über Acetyl-CoA zu
CO2 und Wasser abgebaut, anaerob liefert sie Milchsäure.Mit dem aeroben Abbau von
Brenztraubensäure sind die Reaktionen der oxydativen Phosphorylierung gekoppelt.
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Die Pyruvate, vornehmlich das Natriumpyruvat, haben daher den großen
Vorteil, daß sie als körpereigene Substanzen im Gegensatz zu anderen Stoffen vom
Organismus ohne Komplikationen aufgenommen und direkt umgesetzt werden, ohne den
Konservierungseffekt des mitverwendeten Konservierungsmittels zu beeinträchtigen.
Brenztraubensäure und Na-Pyruvat sind also physiologisch unschädlich und völlig
unbedenklich.
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Angesichts dessen, daß Konservierungsmittel unerwünschte, nämlich
den menschlichen Organismus schädigende Wirkungen besitzen, war es überraschend,
daß es mit der erfindungsgemäßen oralen Zusammensetzung auf einfache Weise gelingt,
die nachteiligen Einflüsse der Konservierungsmittel Benzoesäure", p-Hydroxybenzoesäureester",
"Sorbinsäure", "Salizylsäure", "Ameisensäure" ohne Beeinträchtigung der konservierenden
Wirkung auszuschalten.
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Die erreichten Vorteile sind auch deshalb überraschend, weil mit der
erfindungsgemäßen Zusammensetzung als antimikrobielle Mittel der negative Einfluß
der Konservierungsstoffe ausgeschaltet wird und zwar in synergistischer Weise.
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Untersuchungen für die Beurteilung der Schädlichkeit einer Substanz
hinsichtlich ihrer schädigenden Wirkung führten nämlich zur Erkenntnis, daß durch
die Verabreichung bestimmter Schadsubstanzen in menschlichen Placenten post partum
in-vitro eine Plasmapolypenbildung (PP-Bildung) beobachtet werden konnte, welche
ein allgemein brauchbarer Indikator für eine bestimmte Art von zellschädigender
Wirkung ist.
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Die Bildung von Plasmapolypen wurde zunächst in Placenten bei Schwangerschaftsstörungen
beobachtet.
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Histologische Untersuchungen an menschlichen und tierischen Placenten
führten zu der Erkenntnis, daß es vom Zottensyncytium ausgehend, gegen Ende der
Schwangerschaft zunehmend zur Ausbildung von zellorganellarmen Protrusionen von
0,5 bis 1,0 Um Dicke und bis zu 20,0 pm Länge kommt. Diese Protrusionen hat man
als Plasmapolypen bezeichnet.
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Während einer Praeeklampsie und einer Eklampsie wird die Bildung von
Plasmapolypen stark vermehrt gefunden, bis zur Blockade des intervillösen Raums
und einer sich daraus entwickelnden Infarktenstehung in der Placenta. Darüberhinaus
muß bei Einschleusung größerer Mengen an Plasmapolypen in die mütterliche Blutbahn
an einen Zusammenhang zwischen Plasmapolypenbildung und Pathogenese der Gestose
gedacht werden.
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So führten Vergiftungen trächtiger Meerschweinchen mit Monojodacetat
(MJA) oder Natriumfluorid (NaF), welche den Kohlenhydratabbau hemmen, innerhalb
von wenigen Minuten zu signifikanten morphologischen Veränderungen an Syncytiotrophoplasten
der Placenta. Neben Schwellungen der Mitochondrien, des endoplasmatischen Reticulums
und des Golinaapparates sowie einer Kernpyknose traten dabei in großer Zahl Plasmapolypen
auf (0,5 bis 2 ,um große, zellorganellarme Protrusionen). Im Langzeitversuch kontrolliert
bis zu 10 Tagen führten solche PP-Nester zu Placentainfarkten. Auch die histologische
Kontrolle an Humanplacenten ergaben eine verstärkte Plasmapolypenbildung (Arch.
Gynäk. 221, 203-210 (1976)).
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Durch zusätzliche gleichzeitige oder kurz verzögerte intravenöse Gaben
von Natriumpyruvat 4 /nach der Monojodatacetat- bzw. Natriumfluorid-Injektion ließ
sich die PP-Bildung unterbinden. Diese Ergebnisse wurden biochemisch durch Substratbestimmungen
und histologische Untersuchungen licht- wie elektronenmikroskopisch sowie durch
vergleichbare Ermittlungen der Plasmapolypenzahl gesichert.
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Eine vermehrte Plasmapolypenbildung als Ausdruck für eine Schwangerschaftsstörung
wurde auch aus "Archiv für Gynäkologie", 216 (1974), Seiten 175-176, bekannt.
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Die Gewinnung der Plasmapolypen (PP) in einem Arbeitsgang erfolgt
durch die bekannte Methode der "Umgekehrten Zentrifugation" (vgl. Res. exp. Med.
171 (1977), Seiten 155-162). Demnach wurden die besten Ergebnisse zur Reindarstellung
von Plasmapolypen aus Meerschweinchenplacenten unter Befreiung von sonstigen Partikeln
in einem Arbeitsgang
durch Zentrifugieren unter Verwendung von
einem Copolymeren aus Saccharose und Epichlorhydron, MG 70 000 erhalten.
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Das als "umgekehrte Zentrifugation" bezeichnete Verfahren hatte die
Vorteile a) eine gegenüber der histologischen Schätzung genau gewebs- oder volumenbezogene
Erfassung der Plasmapolypenzahl und b) die Möglichkeit, die Eigenschaften der Plasmapolypen
zu studieren.
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Allerdings gelingt auch die beschriebene Methode der Erfassung an
der Placenta nur nach völliger Blutfreispülung und durch Bestimmung der PP mittels
umgekehrter Zentrifugation, was zum einen mit einem größeren Zeitaufwand und zum
anderen mit der Verfügbarkeit reifer Tiere- oder Humanplacenten verbunden ist. Dies
gilt auch für die im Laufe der Zeit ausgearbeiteten verfeinerten Bestimmungsmethoden
durch Registrierung des gesamten Auszählvorgangs und die Möglichkeit, Schadstoffeinwirkungen
an Einzelzotten aus Humanplacenten speziell im Hinblick auf die Bildungsdauer und
Größe der PP zu verfolgen.
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Die meisten Gewebe kommen jedoch für die quantitative Erfassung der
Zellprotrusionen (PP) nicht in Frage, weil man die PP nicht quantitativ aus dem
Gewebeverband gewinnen kann. So bedarf es zur quantitativen Erfassung relativ großer,
leicht zugänglicher Gewebeoberflächen, wie sie in der Placenta und der Magenschleimhaut
vorhanden sind (vgl. dazu DE-PS 28 10 425).
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Wie festgestellt werden konnte, entstehen außer in der Placenta und
im Blut auch in der Magenschleimhaut Plasmapolypen, welche durch die orale Einnahme
von Schadstoffen, wie den angeführten Konservierungsmitteln mit Lebensmitteln hervorgerufen
werden. Hierbei gelangen die abgeschnürten Plasmapolypen im Gegensatz zu den Placentapolypen
nicht in die Blutbahn, sondern gelangen frei von Blut und sonstigen Gewebepartikeln
direkt in das Magenlumen und können dort durch Herausnahme und Aufarbeitung des
gesamten Magens
mit genormter Schnittführung an der Cardia und
am Pylorus gewonnen werden. Damit ist eine gegenüber der Placenta verbesserte Möglichkeit
ihrer quantitativen Erfassung unter Auszählung der Größenverteilung an der Magenschleimhaut
einfach und übersichtlich gegeben.
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Die Auszählung und Bestimmung der Größenverteilung der gebildeten
PP wird mikroskopisch vorgenommen, wobei Besonderheiten nach Form und Inhalt zusätzlich
fotografisch festgehalten werden können. Die Plasmapolypenbildung an der Magenschleimhaut
erfolgt an Einzelzellen mit einer relativ einheitlichen Größenverteilung von 1,0
bis 3,0 pm Durchmesser (Grenze der Lichtoptik).
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Wenngleich die Plasmapolypenbildung nach einer bestimmten Schadstoffeinwirkung
allen tierischen und menschlichen Geweben, unabhängig vom Geschlecht, eigen ist
(getestet an Blutstammzellen, Heptatocyten, Fibroblasten, in Zellkulturen ect.),
so erfolgt nicht auf jede Schadstoffeinwirkung auf den menschlichen oder tierischen
Organismus eine Plasmapolypenbildung. Es gibt zellschädigende Wirkungen, welchen
ein anderer Wirkungsmechanismus zugrunde liegt. Zugaben von Pyruvate zeigen in diesem
Fall keine Reaktion. So führen beispielsweise Vergiftungen mit 2,4-Dinitrophenol,
welches die oxydative Phosphorylierung von der Zellatmung abkoppelt und damit die
Nutzung der in der Zelle freigesetzten Energie verhindert, zu keiner vermehrten
Plasmapolypenbildung. Gleiches gilt für das hochgiftige Kaliumcyanid. Offenbar ist
es wichtig für die Bildung von Plasmapolypen, das Fortbestehen der oxydativen Stoffwechselreaktionen
während der Einwirkung des Schadstoffs zu gewährleisten.
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Da die Bildung von Plasmapolypen die erste Stufe einer Zellschädigung
darstellt und rasch in Erscheinung tritt, war es das Bestreben, gerade solche Stoffe
aufzufinden, die bei normaler Anwendung keine auffallende Schadstoffwirkung und
Zellschädigung zeigen.
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Insofern war es weiterhin überraschend, daß aus der Vielzahl der Substanzen,
die ständig auf den menschlichen und tierischen Organismus einwirken, die speziellen
Konservierungsstoffe "Benzoesäure", "p-Hydroxybenzoesäureester", "Sorbinsäure",
"Salizylsäure" und "Ameisensäure" als Schadstoffe im Sinn einer vermehrten Plasmapolypenbildung
erkannt wurden.
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Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist somit die Erkenntnis,
daß zum einen die Konservierungsmittel "Benzoesäure", "p-Hydroxybenzoesäureester",
"Sorbinsäure", Salze zylsäure und "Ameisensäure" eine schädigende Wirkung im Sinne
einer Plasmapolypenbildung ausüben und zum andern, daß diese schädigende Wirkung
durch Zusatz von Pyruvat verhindert werden kann.
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Die Eigenschaften des Pyruvats, die zellschädigende Wirkung von Natriumfluorid
(NaF) und Monojodacetat (MJA) zu verringern, ist zwar bekannt. Die entsprechenden
Versuche wurden jedoch ausschließlich an Tieren vorgenommen und nicht mit den Konservierungsstoffen
der Erfindung. Außerdem erfolgte die Verabreichung der oben genannten Schadstoffe
an den Tieren nicht oral, sondern parenteral.
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Unter diesen Gesichtspunkten konnte der Fachmann nicht vorhersehen,
daß a) die Ergebnisse der Tierversuche auf den Menschen übertragbar sind b) die
aufgeführten Konservierungsstoffe eine Plasmapolypenbildung verursachen und die
Konservierungsstoffe auf Zugabe von Pyruvat in synergistischer Weise reagieren und
daß c) die Verringerung der zellschädigenden Wirkung auch bei oraler Verabreichung
der Konservierungsstoffe unter Verwendung von Pyruvat eintritt.
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Versuchsergebnisse: Die Erfindung wird anhand der nachfolgend aufgeführten
Versuche und ihrer Ergebnisse belegt. Dabei wurden Ratten und Meerschweinchen die
Konservierungsmittel der erfindungsgemäßen Zusammensetzung mit und ohne Zugabe von
Pyruvat appliziert und zwar parenteral und oral. Die dadurch erzeugten Plasmapolypen
wurden in der Meerschweinchenplacenta und in der Magenschleimhaut quantitativ erfaßt
und in Relation zu den Konservierungsmitteln gebracht. Das Ergebnis der Versuche
ist in den Abbildungen grafisch dargestellt.
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Durchführung der Test-Versuche.
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1) Versuche unter Anwendung von Salizylsäure ohne und mit Zusatz von
Na-Pyruvat an der Placenta von Meerschweinchen.
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a) Kontrollversuch ohne Anwendung von Salizylsäure und Pyruvat 9 hochschwangeren
Meerschweinchen mit einem Durchschnittsgewicht von 1 kg wurden in Nembutalnarkose
(45 mg/kg) die rechte Jugularvene freigelegt und in ihr 4,0 ml Krebsringerlösung
injiziert. Nach einer Zirkulationsdauer von 20 bis 25 min wurde die Placenta entnommen
und die PP-Zahl ausgezählt. Das Gewicht der Placenten betrug im Durchschnitt 8,84
g, während die Anzahl der PP pro g Placenta-Feuchtgewicht bei etwa 80 000 lag.
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b) Testversuch mit Salizylsäure ohne Pyruvat 9 Tiere wurden wie im
Kontrollversuch a) behandelt, jedoch mit dem Unterschied, daß der Krebsringerlösung
zusätzlich 25 mg (0,18 mMol) Salizylsäure zugesetzt wurden. Das Durchschnittsgewicht
der Placenten lag hier bei 9,18 g, während die Anzahl der PP sich gegenüber dem
Kontrollversuch auf etwa 210 000 erhöhte.
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c) Testversuch mit Salizylsäure und Pyruvat 6 Tiere wurden wie im
Testversuch b) mit Salizylsäure behandelt. Dieses Mal wurden den Tieren zusätzlich
2,25 mMol Pyruvat injiziert. Das Durchschnittsgewicht der Placenten dieser Tiere
lag bei 8,98 g. Die Anzahl der PP ging gegenüber dem Testversuch b) von 210 000
auf 140 000 zurück.
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Diese Versuche besagen, wie aus Abb. 1 ersichtlich, daß der Zusatz
von 2,25 mMol Na-Pyruvat zu einer Krebsringerlösung mit einem Gehalt von 0,18 mMol
Salizylsäure die Anzahl der PP in synergistischer Weise verringert.
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2) Versuche unter oraler Verabreichung von Salizylsäure, Sorbinsäure,
Benzoesäure und Ameisensäure ohne und mit einem Zusatz von Na-Pyruvat an der Magenschleimhaut
von Ratten.
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Diese Versuche wurden an mindestens 5, etwa 150 g schweren Ratten
vorgenommen. Das Füllvolumen der Mägen betrug jeweils 4,5 ml. Es enthielt entweder
das Pyruvat oder die Testsubstanz (Säure) oder beide Substanzen.
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Im Falle der Ameisensäure und Sorbinsäure wurden den Ratten zuerst
das Pyruvat, dann erst die Ameisensäure verabreicht, weil die Ameisensäure und Sorbinsäure
rascher in die Zellen der Magenschleimhaut gelangt als das Pyruvat. Im allgemeinen
genügt ein Vorlauf des Pyruvats von 30 Sekunden. Bei den übrigen Testsubstanzen
wurde diese gleichzeitig mit dem Pyruvat den Tieren verabreicht.
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a) Kontrollversuch; Verabreichung von 4,5 ml Wasser Als Ergebnis wurden
im Durchschnitt 238 000 PP pro g Rattenmagen gezählt.
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b) Kontrollversuch; Verabreichung von 1,0 mMol Pyruvat gelöst in 4,5
ml Wasser Es wurden im Durchschnitt 230 000 PP pro g Rattenmagen gezählt.
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c) Testversuch; es wurden 0,5 mMol Salizylsäure gelöst in 4,5 ml Wasser
den Tieren verabreicht Es wurden 955 000 PP pro g Magen gezählt.
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c') Testversuch; den Tieren wurden 0,5 mMol Salizylsäure und 1,0 mMol
Pyruvat verabreicht Danach wurden 360 000 PP pro g Magen gezählt.
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Das Ergebnis der Versuche a), b) und c) bzw. c') ist in Abb. 2 grafisch
dargestellt. Es besagt, daß die Anzahl der PP im Versuch c') nicht wie rechnerisch
erwartet bei etwa 955 000, sondern bei 360 000. Dieser Versuchsserie ist also das
synergistische Verhalten von Salizylsäure und Pyruvat ebenfalls zu entnehmen.
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d) Testversuch; den Tieren wurden 1,0 mMol Ameisensäure verabreicht
Es wurden durchschnittlich 912 000 PP gezählt.
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d') Testversuch; den Tieren wurden 1,0 mMol Ameisensäure und 1,0 mMol
Pyruvat verabreicht Es wurden durchschnittlich 480 000 PP gezählt.
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Das Ergebnis der Versuche a), b) und d) bzw. d'), in Abb. 3 grafisch
dargestellt, macht deutlich, daß anstelle des theoretisch zu erwartenden Wertes
von d') in Höhe von 912 000 PP der Wert d') = 480 000 ermittelt wurde.
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Auch hier zeigt sich also das synergistische Verhalten von Ameisensäure
und Pyruvat.
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e) Testversuch; den Tieren wurden 1,0 mMol Benzoesäure und 0,5 mMol
NaHCO verabreicht Es wurden durchschnittlich 1 219 000 PP ermittelt.
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e') Testversuch; den Tieren wurden 1,0 mMol Benzoesäure, 0,5 mMol
NaHCO und 1,0 mMol Pyruvat verabreicht Es wurden durchschnittlich 618 000 PP ermittelt.
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Aus den Werten dieser Testserie ist das synergistische Verhalten von
Pyruvat und Benzoesäure ebenfalls ohne weiteres ersichtlich. Die aufgefundenen Werte
liegen deutlich unter den theoretisch zu erwartenten Zahlenwerten (siehe Abb. 4).
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f) Testversuch; den Tieren wurde 1,0 mMol Sorbinsäure gegeben Es wurden
durchschnittlich 1 440 000 PP gezählt.
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f') Testversuch; den Tieren wurde 1,0 mMol Sorbinsäure und 1,0 mMol
Pyruvat gegeben Hierbei wurden lediglich 713 000 PP ausgezählt.
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Auch aus dieser letzten Testserie geht hervor, daß bei Verabreichung
von Sorbinsäure in Gegenwart von Pyruvat die Anzahl der PP in synergistischer Weise
verringert wird (s. Abb. 5).
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In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beträgt das Gewichtsverhältnis
von Benzoesäure, Sorbinsäure, Salizylsäure, Ameisensäure oder PHB-Estern zu Pyruvat
vorzugsweise 10:1 bis 1:10, insbesondere 1:1.
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Die Zusammensetzung kann dabei in fester wie in flüssiger Form vorliegen.
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Bei oraler Applikation von Ameisensäure und Sorbinsäure wurde festgestellt,
daß diese Verbindungen im Magen rascher resorbiert werden als das Pyruvat. Deswegen
ist in diesen Fällen Vorsorge dafür zu treffen, daß im Magen das Pyruvat zeitlich
vor der Ameisensäure oder der Sorbinsäure in gelöster Form vorliegt. Erreicht wird
dies zunächst dadurch, daß das Pyruvat z.B. in Form einer Kombinationspackung, getrennt
von den übrigen beiden Konservierungsstoffen der Zusammensetzung vorliegt und somit
zeitlich vorher appliziert werden kann. Als Applikationsformen kommen sämtliche
hierfür in Betracht kommenden Formen, welche die angegebenen Voraussetzungen erfüllen.
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Die Erfindung betrifft ferner auch Mittel, welche die erfindungsgemäße
Zusammensetzung enthalten. Beispiele hierfür sind vor allem Nahrungs- und Genußmittel,
wie Obst- und Obstprodukte, Marmeladen, Obstsäfte, Kompotte, Gemüse, Gemüseprodukte,
wie eingelegte Gurken, rote Beete, Getränke, wie Cola-Getränke, Bier, kohlensäurehaltige
Wässer, Süßigkeiten aller Art, Speiseeis, Backwaren, wie Kuchen, Keks, Brot etc..
Als weitere Beispiele aus dem Lebensmittelbereich sind Aromastoffe, Gewürze, Schutzüberzüge
für Käse, Eiweißprodukte und Fischprodukte zu nennen.
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Des weiteren können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen auch in
Kosmetika zum Einsatz kommen, z.B. in Zahnpasten (Benzoesäure als Konservierungsstoff),
Körperreinigungs-oder Körperpflegemittel.
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Darüberhinaus existieren viele Anwendungsmöglichkeiten, die sich am
Verwendungszweck der genannten Konservierungsmittel orientieren und die man als
"Mittel des täglichen Bedarfs" zusammenfaßt.
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Die Menge an der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, welche in den
Mitteln enthalten ist, hängt ab von dem zu konservierenden Produkt und auch vom
Konservierungsmittel selbst.
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Im allgemeinen liegt sie zwischen 0,01 und 2,0 Gew.%, bezogen auf
das Gesamtprodukt, vorzugsweise im Bereich zwischen 0,1 und 0,75 Gew.%. In Sonderfällen
können diese Konzentrationsbereiche auch über- bzw. unterschritten werden.
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Schließlich umfaßt die Erfindung auch ein Konservierungsverfahren.
Bei einer Ausführungsform wird dabei die erfindungsgemäße Zusammensetzung dem zu
konservierenden Produkt in fester oder flüssiger Form zzugesetzt. Diese Methode
stellt das am häufigsten angewandte Konservierungsverfahren dar, wie auch durch
die nachstehend aufgeführten Beispiele demonstriert wird.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Konservierungsverfahrens
ist das Imprägnieren (Behandeln) des zu konservierenden Mittels oder Gegenstands
mit
der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in fester, vorzugsweise in flüssiger Form.
Diese Arbeitsweise wird angewandt, um Gegenstände oder Sachen zu konservieren, denen
kein Konservierungsmittel ugesetzt werden kann. Als Beispiel hierfür kann die Haltbarmachung
von Bananen angesehen werden, wobei die ganzen Fruchtstände in die Lösung der erfindungsgemäßen
Zusammensetzung eingetaucht oder mit dieser in Berührung (Besprühen) gebracht werden.
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Die nachstehend aufgeführten Beispiele erläutern die Erfindung: Beispiel
1 200 Teile Apfelmark vom pH 4 mit einem Zuckergehalt von 10 % werden mit 0,12 Teilen
Benzoesäure in Form des Natriumsalzes und der gleichen Menge an Natriumpyruvat vermischt
und alsbald verschlossen. Das so behandelte Gut erwies sich als hervorragend konserviert.
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Beispiel 2 100 Teile Grapefruitsaft vom pH 4,5 mit einem Zuckergehalt
von 8 % werden mit 0,03 Teilen Natriumbenzoat und 0,06 Teilen Natriumpyruvat versetzt
und alsbald verschlossen.
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Der so konservierte Saft zeigte nach längerer Lagerung bei Temperaturen
zwischen 20 und 300 C keinerlei Gärung oder Schimmelbefall. Unkonservierte Gegenproben
befinden sich nach 48 Stunden in Gärung und setzten innerhalb weiterer 3 Tage Oberflächenschimmel
an.
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Beispiel 3 150 Teile einer auf der Grundlage von Trockenmilch aufgebauten
kosmetischen Zubereitung, die aus 4 % Milchzucker, 3,5 % Eiweißstoffen, 0,9 % Mineralsalzen,
0,8 % Duftstoffen und 90,8 % Wasser besteht, werden mit 0,075 Teilen eines PHB-Esters
in Gegenwart von 0,150 Teilen Natriumpyruvat versetzt. Die Mischung wird homogenisiert
und in einem geschlossenen Gefäß bei Raumtemperatur aufbewahrt. Die behandelte kosmetische
Zubereitung ist unverändert haltbar, während eine kosmetische Zubereitung ohne Zugabe
des
Konservierungsstoffes bereits nach 2 Tagen starke Gärungs- und Fäulniserscheinungen
aufwies.
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Beispiel 4 Zur Frischhaltung von Seefisch wird Eis benutzt, bei dessen
Herstellung dem Wasser ein Zusatz von 0,2 96 Benzoesäure und 0,2 % Natriumpyruvat
beigefügt wird. Die erhaltene homogene Lösung wird abschließend mit Calciumcitrat
und Milchsäure in solchen Mengen vermischt, daß ein pH-Wert von 5 erreicht wird.
Das anschließende Gefrieren dieses Ansatzes bewirkt eine Frischhaltung von Seefischen
etwa bis zu 5 Wochen.
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Beispiel 5 Schaumbad mit antimikrobieller Wirkung Kokosfettsäurediäthanolamid
5,0 Gewichtsteile Natriumlauryläthersulfat 67,0 PHB-Ester 0,01 Natriumpyruvat 0,02
Wasser 27,97 Beispiel 6 Desinfizierende Waschpaste Natriumlaurylsulfat 50,0 Gewichtsteile
Kokosfettsäuremonoäthanolamid 6,97 feingemahlener Bimsstein 43,0 Natriumbenzoat
0,01 Natriumpyruvat 0t02 Beispiel 7 Konservierung von Gurken 10 Liter Wasser werden
mit einer Mischung von 0,6 g Salizylsäure und 1,2 g Natriumpyruvat versetzt und
zum Kochen erhitzt. Der erhitzte Aufguß wird anschließend über die Gurken gegossen.
Die Gurken bleiben ohne Geschmackseinbuße unbegrenzte Zeit haltbar.
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Beispiel 8 Konservierung von roten Beeten 5 Liter Wasser werden mit
einer Mischung aus 0,1 26 Natriumsalizylat und 0,15 % Natriumbenzoat sowie 0,5 &
Natriumpyruvat zum Sieden erhitzt und als heißer Aufguß über die zu konservierenden
roten Beete gegossen.
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Beispiel 9 Schutzüberzug für Käse Die erfindungsgemäße antimikrobielle
Mischung kann in Schutzüberzügen für Eßwaren, insbesondere für Käse, eingearbeitet
werden, um das Wachstum von Pilzen zu hemmen.
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Die Schutzüberzüge, die bekanntlich elastisch sein sollen und eine
langfristige Wirksamkeit gegen Pilze besitzen, müssen physiologisch unbedenklich
sein und die gesetzlichen Bestimmungen erfüllen. Als Träger für den Überzug dienen
Emulsionen oder Suspensionen von Hemicelluloseprodukten, die ein Konzentrat bilden
und mit Wasser verdünnt auf Eßwaren, hier Käse, aufgebracht werden. Als Träger kann
auch Carboxyäthylcellulose dienen. Im allgemeinen wird bei Weich- oder Hartkäse
der Schutzüberzug in der Regel nach dem Salzbad aufgebracht, z.B. durch Aufsprühen,
Tauchen, Bürsten oder dgl.. Der so behandelte Käse bleibt während des gesamten Reifeprozesses
frei von Schimmel, wenn er sogleich in eine Schrumpffolie verpackt gelagert wird,
die zum Zweck des Wasserverlustes mit Wachs oder ähnlichem Material überzogen ist.
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Als Zusammensetzung a) auf Basis von Hemicellulose, die als Träger
und Emulgiermittel für den Schutzüberzug dienen kann, kommt folgende Mischung in
Betracht: Zitronensäure 0,5 kg Zucker 4,0 kg Citruspektin 4,0 kg Wasser 91,5 kg
100,0 kg
Ein, das Wachstum von Pilzen hemmender Schutzüberzug wird
aus Zusammensetzung a) etwa 68,0 kg Natriumbenzoat-Pyruvat (1:4 " 10,0 kg natürliches
Speisefett " 22,0 kg hergestellt und vor dem Aufbringen verdünnt im Verhältnis Konzentrat
1,5 kg Wasser 98,5 kg 100,0 kg Die antimikrobielle Zusammensetzung kann ferner in
Mehlerzeugnissen verwendet werden, z.B. in Backwaren, wie Kuchen, Keks, Zwieback,
Brötchen, Brot, Schwarzbrot, Waffeln usw.. Auch der Teigzubereitung kann bei deren
Herstellung die erfindungsgemäße Mischung zugesetzt werden. Dasselbe gilt für Pasteten,
Backwaren rnit Zuckerguß, Aromen etc..
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Beispiel 10 Napfkuchen Aus einem Gemisch von Zucker, Kuchenmehl, Gewürz
usw.
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und Milch, die 0,2 96 Natriumbenzoat und Natriumpyruvat im Verhältnis
1:1 enthält, bereitet man in üblicher Weise einen Kuchenteig und bäckt daraus den
Napfkuchen.
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Beispiel 11 Zuckerwerk Weiches, nougatartiges Zuckerwerk wird in üblicher
Weise unter Zusatz von 0,4 96 Natriumbenzoat und Pyruvat hergestellt.
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Beispiel 13 Säfte Insbesondere gezuckerte Fruchtsäfte, wie Traubensaft,
Zitronensaft, Apfel- und Ananassaft enthalten 0,4 % an Natriumbenzoat und Pyruvat.
Dabei wird die erfindungsgemäße Mischung den Säften vorzugsweise vor dem Abfüllen
bzw.
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vor der letzten Hitzebehandlung in flüssiger Form beigegeben. Früchte
in Dosen liegen in einer Flüssigkeit, einem stark Zucker haltigen Sirup vor. Diesem
wird das Konservierungsmittel mit Pyruvat zugesetzt. Dasselbe gilt für gefrorene
Früchte.
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Die erfindungsgemäße Mischung ist auch auf alle kohlensäurehaltigen
Getränke, wie Bier, Cola-Getränke, anwendbar.
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Beispiel 14 Ein übliches Lutschbonbon, welches Sorbinsäure und/oder
Ameisensäure als Konservierungsmittel enthält, wird mit einem Pyruvat enthaltenden
überzug versehen.
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Beispiel 15 Ein Bananenfruchtstand wird konserviert, indem er in eine
wäßrige Lösung, die eine Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1 - 10 in einer Menge
von 0,5 Gew. % enthält, eingetaucht oder mit dieser Lösung begast.
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Beispiel 16 Eine oral verabreichte Tablette bzw. ein Dragee enthält
im Überzug 0,2 Gew.% an Natriumpyruvat und im Kern 0,2 Gew. % an Konservierungsmittel.
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