DE3886417T2

DE3886417T2 - Steuerung der biologischen kennzeichen eines materials.

Info

Publication number: DE3886417T2
Application number: DE89900662T
Authority: DE
Inventors: Helge Castberg; Reed Doten; Chee Lai; Borre Ulrichsen; Kaare Vatne; Daniel Witt
Original assignee: Tiedemanns Jon H Andresen ANS; Repligen Corp
Current assignee: Tiedemanns Jon H Andresen ANS; Repligen Corp
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1988-12-16
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2008-12-17
Also published as: WO1989005762A1; AU645242B2; NO178743C; FI98879B; JPH04500302A; FI893008A; EP0394319A1; DE3886417D1; EP0394319B1; NO902603D0; DK300389A; FI98879C; FI893008A0; ATE98443T1; DK300389D0; NO902603L; AU2817489A; NO178743B

Description

TECHNISCHER BEREICH

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern von zumindest einer biologischen Eigenschaft eines Materials. Die Erfindung betrifft auch Verpackungsmaterial, welches die Steuerung auszuführen imstande ist, sowie eine Steuerungssubstanz. STAND DER TECHNIK Es gibt zahlreiche Beispiele für die schädliche Wirkung von Mikroorganismen in Industrie, Gesundheit und Hygiene wie auch in der Landwirtschaft.
Zum Verderben von Nahrungsmitteln kommt es für gewöhnlich infolge der Wirkung von Mikroorganismen, entweder von Bakterien oder Pilzen oder von beiden, auf Nahrungsmittelbestandteile. Zu den entwickelten Verfahren gehören die Ultrahochtemperatur (UHT)-Behandlung von Milch, weiche ein Produkt hervorbringen kann, das eine Lagerbeständigkeit von mehreren Monaten ohne Kühlung aufweist. Allerdings beruht dieses Verfahren auf einer Behandlung mit höheren Temperaturen (über 130ºC) als bei der Pasteurisierung und führt zu erheblichen Veränderungen der organoleptischen Eigenschaften von behandelter Milch. Viele Konsumenten beklagen sich über den "gekochten" Geschmack von UHT-behandelter Milch. Sie beklagen sich ebenfalls über den weniger frischen Geschmack von Fruchtsäften, welche mit höheren Temperaturen wärmebehandelt wurden.
Meistens verderben verpackte Produkte aufgrund von Mikroorganismen, die nach der Wärmebehandlung eingebracht werden.
Heutzutage umfaßt die Handhabung der Nahrungsmittelprodukte von der Ernte der Rohstoffe bis zu ihrer Verpackung oder Verarbeitung zu Produkten eine Reihe von Schritten. In vielen Ländern ist der hygienische Standard innerhalb der Nahrungsmittelindustrie niedrig. Daher kann es vorteilhaft sein, ein System zum Hemmen des mikrobiellen Wachstums an einer Reihe von Punkten in der Verarbeitungskette vorzusehen, um eine hohe Qualität der fertigen Produkte zu gewährleisten.
Es wäre erstrebenswert, ein allgemeines Verfahren zur Steuerung von mikrobiellem Wachstum und/oder Stoffwechsel im Rohstoff, bei der Verarbeitung und in verpackten Nahrungsmitteln zu entwickeln. Erstrebenswerte Merkmale eines derartigen Verfahrens wären, Beimengungsschritte zu vermeiden, um das Wesen des Nahrungsmittels nicht materiell zu verändern, und das Steuerungsverfahren zu einer aktiven Eigenschaft des Materials zu machen, in welchem das Nahrungsmittel verpackt ist.
Es ist bekannt, daß bestimmte Proteine Mikroorganismen, beispielsweise Bakterien, binden können.
Beispielsweise offenbart die Internationale Patentanmeldung Nr. WO 82/04264 ein Verfahren zur raschen Bestimmung von biochemischen Daten für Mikroorganismen, in welchem diese an ein Adsorbens, für gewöhnlich einen Träger in der Form von Gel, gebunden werden, der mit Antikörpern versehen ist, welche dem Mikroorganismus entsprechen, und ein Nährmedium beigemischt wird, um den Stoffwechsel der Zelle in Gang zu setzen. Das Verfahren kann auch zur Bestimmung der Konzentration von biochemischen Substanzen, welche den Stoffwechsel der Zelle beeinflussen, beispielsweise von Vitaminen und Antibiotika, herangezogen werden.
Als weiteres Beispiel werden die Bindungseigenschaften von Lektinen im Artikel "Lectins as Molecules and Tools" von HALINA LIS und NATHAN SHARON in Ann. Rev. Biochem. 1986, Nr. 55, Seite 35-67, im Detail beschrieben
Als weiteres Beispiel offenbart DE-A-35236l5 medizinische Geräte, insbesondere Kanülen, Katheter oder Implantate aus Kunststoff oder kunststoffbeschichtetem Metall, bei welchen die Kunststoffoberfläche mit einer Schicht Gammaglobuline bedeckt ist. Aus der Offenbarung geht hervor, daß es durch geeignete Überzüge von derartigem medizinischem Gerät mit Schichten aus Gammaglobulinen möglich ist, die Bildung von Antigen-Antikörper-Komplexen an der Oberfläche der Kunststoffe in vivo zu erreichen. Dies bedeutet, daß Keime beim Kontakt mit den Gammaglobulinen infolge der antigenischen Eigenschaften gebunden werden und ihre Mobilisierung gehemmt wird. Die Antikörper oder Gammaglobuline werden fest an die Kunststoffoberfläche gebunden und nicht in das Medium abgegeben.
Allerdings wird in keinem dieser drei Dokumente ein kommerziell anwendbares Verfahren geoffenbart, welches zum Entfernen oder Hemmen von Mikroorganismen in Nahrungsmitteln angewendet werden kann.
Es ist ebenfalls bekannt, daß bestimmte Proteine Mikroorganismen, beispielsweise Sporen, zerstören können.
Beispielsweise wird die Verwendung von Nisin als mikrobiozides Additiv in behandelten Nahrungsmitteln in einer Studie von K.C. EAPEN et al. im Journal of the Association of Food Scientists & Technologists, Indien, Band 20, Nr. 5, Sept./Okt. 1983, Seite 231-240, geoffenbart.
Allerdings wird die Verwendung eines derartigen Additivs in behandelten Nahrungsmitteln immer umstrittener, da die Hersteller eine derartige Verwendung vermeiden, woimmer das nur einigermaßen möglich ist.
Es wurde auch gezeigt, daß mehrere immobilisierte quaternäre Ammoniumsalze antimikrobielle Aktivität besitzen, und insbesondere die Verwendung von 3-Trimethoxysilyl-propylocatdecyl-diniethyl-ammoniumchlorid ist in der Textilindustrie weitverbreitet. Endo et al., Applied and Environmental Microbiology, Sept. 1987, S. 2050-2055, haben erstmals gezeigt, daß ein tertiäres Methylamin, welches kovalent mit Polystyrolfaser (TAF) verbunden ist, in einer Pufferlösung antimikrobiell ist. Die Wirkungsweise dieser tertiären Aminfaser scheint die Bindung von mikrobiellen Zellen an die Faseroberfläche, gefolgt von einer Wechselwirkung zwischen den tertiären Amingrtippen und den Zellen, die durch einen unbekannten Mechanismus Zellmembranschäden hervorruft, und schließlich Zellysis miteinzuschließen. Endo et al. befassen sich insbesondere mit dem kovalenten Binden von tertiärem Amin an künstliche Organe, um bakterielle Infektion nach dem Einsetzen der Organe zu vermeiden.
Wenngleich die ursprüngliche Beobachtung von Endo et al., daß TAF antimikrobiell ist, Grund zur Annahme ist, daß andere immobilisierte tertiäre Aminoberflächen in einer einfachen Salzlösung antimikrobiell sein können, so weist sie nicht darauf hin, daß eine derartige antimikrobielle Oberfläche auch in einem komplexen Medium, beispielsweise in Milch oder Fruchtsaft, aktiv ist. Beispielsweise wird die antimikrobielle Aktivität von immobilisierten quaternären Ammoniumsalzen, welche in Wasser oder einfachen Salzlösungen ziemlich groß ist, durch Kontakt mit einer Vielzahl komplexer Medien blockiert oder vermindert. Der Begriff "komplexes Medium" bezeichnet in diesem Zusammenhang jedes Medium, welches in der Lage ist, das Wachstum von Mikroorganismen zu unterstützen, wobei das Medium die folgenden Eigenschaften aufweist die für ein Wachstum vorhandenen Kohlenstoff- und Stickstoffquellen sind nicht nur einfache Kohlenhydrate und Aminosäuren sondern eine Mischung aus Verbindungen, wobei die Verbindungen zum Beispiel Kohlenhydrate, Polysaccharide, Proteine, Peptide, Lipide, organische Säuren, Vitamine und Kofaktoren, die als nährstoffreiche, undefinierte Zusammensetzungen vorliegen oder daraus gewonnen werden, beispielsweise aus Pflanzen und Tieren erzeugte Flüssigkeiten, Pflanzen- und Tiergewebsextrakte und -gewebshydrolysate sind.
Es ist bekannt, daß "Amberlite" IRA-68- und IRA-94-Perlen, auf welche in der Folge Bezug genommen wird, zum Deionisieren von Wasser verwendet werden.
Es ist ebenfalls bekannt, daß als Alternative zum Inaktivieren von Mikroorganismen durch Wärme oder andere herkömmliche Behandlungsformen, ihre Hemmung und/oder Inaktivierung durch Begrenzung der Versorgung mit essentiellen Wachstumsfaktoren erzielt werden kann. Essentielle Wachstumsfaktoren können Zusammensetzungen, beispielsweise Spurenmineralstoffe, Vitamine, organische Säuren, Zucker oder Gase (z.B. Sauerstoff) sein. Welche dieser Faktoren essentiell sind, hängt von der Art des Mikroorganismus ab.
Ein Faktor, welchen die meisten, wenn nicht alle Mikroorganismen aus der Umgebung erfordern, ist das Element Eisen. Eisen ist als Kofaktor in vielen Enzymsystemen, welche die Zellen für Stoffwechselvorgänge verwenden, erforderlich und auch absolut essentiell für die meisten mikrobiellen Ribonukleotid-Reduktasen.
Die US-Patentschriften 4.530.963 und 4.585.559 an DeVoe et al. offenbaren ein Verfahren zum Hemmen des mikrobiellen Wachstums in einem flüssigen, dreiwertiges Eisen enthaltenden Medium durch Zusammenbringen des Mediums mit einem Siderophor, das kovalent an einen unlöslichen Träger gebunden ist. DeVoe et al. offenbaren die Verwendung von Siderophoren, umfassend Deferrioxamin-B und Deferriferrichrom, welche zum Beschränken des mikrobiellen Wachstums nicht praktisch wirksam sind, da die verwendeten Siderophoren eine kinetische Austauschgeschwindigkeit für Eisen aufweisen, welche dazu führt, daß gebundenes Eisen in der Folge vom Siderophor in das behandelte Medium abgegeben wird.
In Flüssigkeiten mit niedrigem pH-Wert und reduzierendem Milieu, beispielsweise in Fruchtsäften, liegt beinahe das gesamte Eisen in zweiwertiger Form vor.
DE-A-2922347 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Materialien mit antimikrobiellen Eigenschaften in einem sehr breiten Band von Bereichen. Aus der Offenbarung geht hervor, daß eine antimikrobiell wirksame Substanz auf die Oberfläche eines Materials unter Bildung einer echten chemischen Bindung aufgepfropft werden kann und insbesondere die auf diese Weise aufgepfropfte und chemisch fixierte Substanz ihre antimikrobielle Aktivität zurückbehält. Demnach sind derartige Substanzen, welche durch kovalente chemische Bindungen fixiert werden, nicht nur gegen Loslösen gesichert sondern auch in der Lage, das Wachstum von angetroffenen Mikroorganismen entweder durch ihr Abtöten oder Einschränken ihres Wachstums zu hemmen und auf diese Weise ihre Umgebung keimfrei zu halten Darüber hinaus sind sie in der Lage, das Grundmaterial vor mikrobieller Korrosion zu schützen. Es werden einige Verfahren zum Fixieren der Substanzen an Feststoffen oder festen Oberflächen angeführt, um die Materialien mit antimikrobiellen Eigenschaften herzustellen. Ein Verfahren ist die Behandlung des Feststoffes, um reaktive Oberflächengruppen zu schaffen, sofern er diese nicht inhärent besitzt, wie dies bei Zellulose in der Form von Hydroxylgruppen der Fall ist, und Fixieren einer Koppelungskomponente mit mindestens zwei reaktiven funktionellen Gruppen.
Die antimikrobiell wirksame Substanz muß neben ihrer(ihren) antimikrobiell wirksamen Gruppe(n) zumindest eine reaktive Gruppe aufweisen, um sich an die unreagierte(n) funktionelle(n) Gruppe(n) der Koppelungskomponente anzukoppeln. Eine geeignete reaktive Koppelungsgruppe einer antimikrobiellen Verbindung ist beispielsweise eine Aminogruppe. In einem anderen Verfahren, welches von einer antimikrobiell wirksamen Substanz ausgeht, welche neben ihrer(ihren) antimikrobiel wirksamen Gruppe(n) eine weitere funktionelle Gruppe aufweisen muß, wird ein reaktives Mikrobiozid durch Reaktion mit einer bifunktionellen oder multifunktionellen Koppelungskomponente hergestellt. Dieses reaktive Mikrobiozid wird daraufhin auf die feste Oberfläche derart aufgepfropft, daß die freie(n) funktionelle(n) Gruppe(n) der Koppelungskomponente mit Oberflächengruppen des Feststoffes unter Bildung einer chemischen Bindung reagiert(reagieren). Es wird auch offenbart, daß in Gegenwart geeigneter reaktiver Gruppen auf dem Feststoff sowie in der antimikrobiellen Substanz unter bestimmten Umständen eine chemische Bindung der antimikrobiell wirksamen Substanz auch ohne Koppelungskomponente möglich sein kann. Infolge einer oxidativen Sonderbehandlung besitzt Zellulose sehr reaktive Aldehyd-Oberflächengruppen und in diesem Fall reicht die antimikrobielle Substanz mit verfügbarer Aminogruppe aus, um chemische Bindung zu erreichen. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens und mit Hilfe von spezieller chemischer Behandlung des Feststoffes können antimikrobiell wirksame Oberflächengruppen direkt geschaffen werden. Auf die Umwandlung der benachbarten Hydrnxylgruppen der Zellulose zu Aldehydgruppen durch Perjodatoxidation wird Bezug genommen. Verschiedene Anwendungsformen des Verfahrens und der durch das Verfahren hergestellten Gegenstände werden beschrieben. Anwendungsbeispiele liegen im Bereich der Hygiene, beispielsweise die Behandlung von OP-Bekleidung, Abdecktüchern im OP-Bereich, Verbandsstoffen und nicht zuletzt die Behandlung von Filtermaterialien in Keimfilterinstallationen. Unter den angeführten antimikrobiell wirksamen Materialien und Gegenständen finden sich Fasern, Gewebe, Filze, Filter, Membrane und Bekleidungsartikel und auch Gegenstände wie Gefäße Rohre und Verpackungsmaterialien für die Nahrungsmittel- und die Pharmaindustrie. Des weiteren werden auch Materialien und Gegenstände angeführt, welche gegen mikrobielle Korrosion geschützt sind, beispielsweise Textilien, Holzkonstruktionen sowie elektronische und feinmechanische Komponenten. Das einzige Beispiel, welches für einen möglichen Feststoff oder eine feste Oberfläche angegeben wird, ist Zellulose. Allerdings ist Zellulose nicht zweckmäßig als Verpackung für flüssig- oder feuchtverpackte Materialien, da sie durch den Kontakt mit Flüssigkeiten aufquillt und somit gegenüber der Flüssigkeit durchlässig wird. Sie bildet auch eine schlechte Barriere gegenüber der Migration von Aromen usw.
DE-A-2817854 offenbart einen Behälter zum Verpacken von verderblichen Materialien, insbesondere von Fruchtsäften, Bier oder nichtkohlensäurehältigen Getränken, bei welchem die innere Oberfläche der Behälterwandung mit einer Polymerbeschichtung versehen ist, welche repetitive funktionelle Gruppen umfaßt, die aus Karbonyl-, Karboxyl-, Anhydrid-, Epoxy- und lsozyanatgruppen ausgewählt wurden, wobei die funktionellen Gruppen kovalent gebundene, biologisch aktive Enzyme umfassen. Die biologisch aktiven Enzyme können durch nichtessentielle funktionelle Gruppen, die aus Amino-, Karboxyl-, Hydroxyl-, Phenol-, Imidazonund Hydrosulfidgruppen ausgewählt werden, an die funktionellen Gruppen der Beschichtung gebunden werden. Allerdings ist die Aktivität der biologisch aktiven Enzyme sehr anfällig, durch Bestandteile (insbesondere andere Enzyme) der erwähnten verderblichen Materialien erheblich gehemmt zu werden.

OFFENBARUNG DER ERFLNDUNG

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern des Wachstums von Mikroorganismen in einem verpackten Material in Form eines komplexen Mediums und bestehend aus Flüssigkeit geschaffen, worin das Material mit einer im wesentlichen unlöslichen, immobilisierten, wachstumshemmenden Substanz an einer Oberfläche eines Verpackungsmaterials in Berührung gebracht wird, wobei die Substanz eine Zusammensetzung aufweist, die hinsichtlich des verpackten Materials aktiv sein soll, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine aktive Substanz kein Enzym ist, und daß die Aktivität durch das Erzeugen von relativer Bewegung zwischen dem Material und der(den) aktiven Substanz(en) gefördert wird.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Verpackungsmaterial vorgesehen, welches an einer seiner Oberflächen eine im wesentlichen unlösliche, immobilisierte, wachstumshemmende Substanz für das Zusammenbringen mit einem anderen Material in Form eines komplexen Mediums, welches Flüssigkeit umfaßt, aufweist, wobei die Substanz eine Zusammensetzung aufweist, die hinsichtlich des anderen Materials aktiv wird, um das Wachstum von Mikroorganismen im anderen Material zu hemmen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl an aktiven Substanzen vorliegt, welche keine Enzyme sind.
Gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Verpackungsmaterial vorgesehen, welches an einer seiner Oberflächen eine im wesentlichen unlösliche, immobilisierte, wachstumshemmende Substanz für das Zusammenbringen mit einem anderen Material in Form eines komplexen Mediums, welches Flüssigkeit umfaßt, aufweist, wobei die Substanz eine Zusammensetzung aufweist, die hinsichtlich des anderen Materials aktiv wird, um das Wachstum von Mikroorganismen im anderen Material zu hemmen, worin die aktive(n) Substanz(en) eine Amin enthaltende Verbindung umfaßt (umfassen), wobei das Amin dazu verfügbar und in der Lage ist, Mikroorganismen im anderen Material zersetzenden Schaden zuzufügen, um ihr Wachstum im anderen Material zu hemmen.
Gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verpackungsmaterial vorgesehen, welches an einer seiner Oberflächen eine im wesentlichen unlösliche, immobilisierte, wachstumshemmende Substanz für das Zusammenbringen mit einem anderen Material in Form eines komplexen Mediums, welches Flüssigkeit umfäßt, aufweist, wobei die Substanz eine Zusammensetzung aufweist, die hinsichilich des anderen Materials aktiv wird, um das Wachstum von Mikroorganismen im anderen Material zu hemmen, und worin die aktive(n) Substanz(en) eine Bindesubstanz in Form einer Bindezusammensetzung umfäßt(umfässen), welche eine Affinität für zumindest ein Spureninetall aufweist, welches einen biologischen Wachstumsfaktor darstellt, und eine Bindungskonstante und eine kinetische Stabilität zum Binden des(der) Spurenmetalls(Spurenmetalle) schafft, die ausreicht, daß die Bindezusammensetzung erfolgreich mit Mikroorganismen in Konkurrenz hinsichtlich des(der) Spurenmetalls(Spurenmetalle) tritt und das(die) gebundene(n) Spurenmetall(e) zurückhält, wodurch die Verfügbarkeit des(der) Wach stumsfaktors(Wach stumsfaktoren) für die Mikroorganismen eingeschränkt wird.
Die aktive(n) Substanz(en) dient(dienen) dazu, das Wachstum von Mikroorganismen in komplexen Medien, beispielsweise in Nahrungsmitteln, zu hemmen.
Die oder jede aktive Substanz ist vorzugsweise eine anorganische oder organische Verbindung, welche nach der Bindung an die Oberfläche eine Affinität für Mikroorganismen behält, um dadurch die Mikroorganismen zu binden (und zu vernichten).
Die aktive(n) Substanz(en) umfaßt(u mfassen) vorzugsweise eine Bindesubstanz welche eine Bindungsaffinität zu biologischen Zellen im anderen Material besitzt, um dadurch die Mikroorganismen zu binden (und zu vernichten), oder eine Bindungsaffinitat zu mindestens einem biologischen,Vachstumsfaktor der Mikroorganismen, um dadurch die Verfügbarkeit des(der) Wachstumsfaktors(-faktoren) für die Mikroorganismen einzuschränken.
Die Bindesubstanz weist vorzugsweise eine große Bindungsaffinität gegenüber den Mikroorganismen oder ihrem(ihren) Wachstumsfäktor(-fäktoren) auf, wie auch immer es sich im konkreten Fall verhalten mag, jedoch eine geringe Bindungsaffinität zu anderen Verbindungen im Material.
In Fällen, wo die Bindesubstanz eine Bindungsaffinität gegenüber den Mikroorganismen besitzt, kann die Substanz ein Bindungspolymer sein, beispielsweise ein Lektin, ein Antikörper, ein Polysaccharid oder ein Enzym (beispielsweise ein Lysozym). Das Bindungspolymer weist vorzugsweise eine spezifische Affinität zu einem Glykokonjugat oder Polysaccharid auf und wird auf einer breiten Vielfalt an Oberflächen, einschließlich Polymerharzen oder Kopolymeren, beispielsweise Polystyrol, Polyethylen, Polypropylen, Polyamiden, Polystyrol-acrylnitril und dergleichen, Karton, welcher ein Polymer enthalten kann oder auch nicht, oder Glas immobilisiert. Typische Nahrungsmittelbehälter umfassen ein Polymer, oder mit einem Polymer, beispielsweise mit Polyethylen, beschichtetes Metall oder Karton. Nahrungsmittelbehälter aus Karton sind für gewöhnlich mit einem Polymer, beispielsweise mit Polyethylen, beschichtet oder damit imprägniert.
Guter Kontakt zwischen dem flüssigen Material und der(den) aktiven Substanz(en) wird durch die relative Bewegung zwischen der Flüssigkeit und der mit der(den) aktiven Substanz(en) beschichteten Oberfläche in einem Verteilungsbehälter geschaffen, welche aus der normalen Handhabung des Verteilungsbehälters entsteht. Alternativ dazu wird die oder jede aktive Substanz an die Oberfläche einer vom Behälter getrennten Vorrichtung gebunden, welche für engen Kontakt mit dem flüssigen Produkt sorgt.
Gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren vorgesehen, umfassend das Bereitstellen eines Materials in Form eines komplexen Mediums, welches Mikroorganismen enthalten kann, und das Steuern des Wachstums der Mikroorganismen im komplexen Medium durch Zusammenbringen des komplexen Mediums mit einer Oberfläche, die eine aktive Substanz in Form einer Bindesubstanz umfaßt welche eine Bindungsaffinität zu den Mikroorganismen im komplexen Medium aufweist, um dadurch die Mikroorganismen zu binden, wobei die Substanz eine hohe Bindungsaffinität für die Mikroorganismen jedoch eine geringe Bindungsaffinität für jene Bestandteile im komplexen Medium aufweist, die nicht die Mikroorganismen sind, wobei die aktive Substanz kein Enzym ist.
Gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in Kombination, ein komplexes Medium, eine Bindesubstanz mit einer Bindungsaffinität zu Mikroorganismen im Medium, um dadurch die Mikroorganismen zu binden, und ein Biozid zum Inaktivieren der Mikroorganismen vorgesehen, wobei die Bindesubstanz an einer Oberfläche, welche mit dem komplexen Medium in Berührung kommt, immobilisiert ist.
Auf diese Weise können Mikroorganismen, beispielsweise Bakterien, im Material durch Immobilisieren der Mikroorganismen kontrolliert werden. Infolgedessen wird es relativ einfach, die Mikroorganismen aus dem Material abzutrennen. Während sie immobilisiert sind, können die Mikroorganismen mikrobioziden Verbindungen ausgesetzt werden.
Vorzugsweise wird ein Verfahren vorgesehen, worin bindende organische Verbindungen, beispielsweise Bindepolymere, welche an einen unlöslichen Träger gebunden sind, als Mittel zum Immobilisieren von Mikroorganismen und zum Entfernen der Mikroorganismen aus einer flüssigen, festen oder gasförmigen Phase verwendet werden. Das Bindepolymer ist vorzugsweise ein Protein (z.B. Lektin, Antikörper oder Enzym) oder ein Polysaccharid, welches eine spezifische Affinität für einen Mikroorganismus aufweist. Die Bindung des Polymers an den unlöslichen Träger kann entweder kovalent mittels einem von vielen geeigneten chemischen Koppelungsvorgängen sein oder nicht kovalent unter Zuhilfenahme der hydrophoben Natur des Polymers, um die passive Adsorption an eine Materialkontaktfläche zu fördern. Sobald die geeigneten Polymere festgestellt worden sind, kann dieses Verfahren direkt dazu verwendet werden, um Bakterien aus flüssigem, festem oder gastörmigem Material, beispielsweise aus Milch in großen Mengen, zu entfernen oder die Bakterien auf eine feste Oberfläche zu beschränken oder darauf in Felder einzuteilen, indem sie daran gebunden werden.
In einer weiteren Anwendung können die Bakterien in einer Säule oder einem Filter abgetrennt werden, und somit kann eine Dekontaminierung eines Gases oder einer Flüssigkeit durchgeführt werden, noch bevor diese in Behälter gefüllt werden. Der Filter oder die Säule wird allmählich gesättigt und muß entweder kontinuierlich regeneriert oder ausgetauscht werden.
Beispiele für Proteine, welche Mikroorganismen vernichten oder hemmen und welche in Verbindung mit den bindenden Verbindungen verwendet werden können, um mikrobielles Wachstum zu steuern, sind lytische Enzyme, beispielsweise Lysozym oder Lysostaphin und bakterizide, oxidative Enzyme, beispielsweise Laktoperoxidase oder Myeloperoxidase.
Das vorliegende Verfahren zum Immobilisieren von Bakterien kann auch eine Menge anderer Anwendungen umfassen, beispielsweise bei der industriellen Fermentierung zum Vermeiden eines Niederschlags, bei der Filtrierung von Wasser oder der Installierung von proteinbeschichteten Oberflächen im Wasser von Schwimmbecken, um Chlorierung zu vermeiden oder erheblich zu reduzieren. Es wird auch in Erwägung gezogen, einen proteinbeschichteten Filter in Mundschutzbinden oder Gesichtsmasken zu verwenden, um das Risiko einer Infektion durch Bakterien oder Viren in der Luft zu reduzieren. Eine weitere Anwendung ist die Entfernung von sulfatreduzierenden Bakterien aus Motoröl oder bei Anwendungen auf Ölfeldern.
Gemäß einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern des Wachstums von Mikroorganismen in einem Material in Form eines komplexen Mediums vorgesehen, worin das Material mit einer aktiven Substanz in Berührung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Substanz in Form einer immobilisierten, Amin enthaltenden Verbindung vorliegt wobei das Amin dazu verfügbar und in der Lage ist, Mikroorganismen im Material in ausreichendem Maße zu schädigen, um ihr Wachstum im Material zu hemmen.
Gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung einer aktiven Substanz vorgesehen, um Mikroorganismen in dnem komplexen Medium in ausreichendem Maße zu schädigen, um ihr Wachstum im Medium zu hemmen, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Substanz eine Amin enthaltende Verbindung umfaßt welche an einer Oberfläche, die mit dem komplexen Medium in Berührung kommt, immobilisiert ist.
Dadurch wird es möglich, das Wachstum von Mikroorganismen in komplexen Medien, beispielsweise flüssigen Nahrungsmitteln wie Milch oder Fruchtsaft, festen Nahrungsmitteln wie Fleisch oder Fisch oder verunreinigtem Blut oder Serum zu hemmen, wobei zugleich die Abhängigkeit von Wärmebehandlung oder anderen herkömmlichen Behandlungsformen verringert wird.
Dies beruht auf der Entdeckung, daß Amin enthaltende Verbindungen, welche in einfachen Medien wie Pufferlösungen antimikrobielle Aktivität zeigen, auch in komplexen Medien wie Nahrungsmitteln antimikrobielle Aktivität zeigen. Insbesondere wurde festgestellt, daß bestimmte tertiäre Aminverbindungen in komplexen Medien antimikrobielle Aktivität zeigen. Diese Erkenntnis ist überraschend, da zuvor keinerlei tertiären Amine festgestellt wurden, die in einfachen Medien wie Pufferlösungen oder in komplexen Medien wie Nahrungsmitteln antimikrobielle Aktivität gezeigt hätten.
Gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern des Wachstums von Mikroorganismen in einem Material in Form eines komplexen Mediums durch Zusammenbringen des komplexen Mediums mit einer aktiven Substanz in Form einer Bindesubstanz vorgesehen, umfassend eine Bindezusammensetzung, welche eine Affinität für zumindest ein Spurenmetall aufweist, das einen biologischen Wachstumsfaktor von Mikroorganismen im komplexen Medium darstellt, worin eine Bindezusammensetzung verwendet wird, welche eine Bindungskonstante und eine kinetische Stabilität zum Binden des(der) Spurenmetalls (Spurenmetalle) schafft, welche ausreicht, daß die Bindezusammensetzung erfolgreich mit Mikroorganismen in Konkurrenz hinsichtlich des(der) Spurenmetalls (Spurenmetalle) tritt und das(die) gebundene(n) Spurenmetall(e) zurückhält, wodurch die Verfügbarkeit des (der) Spurenmetalls(Spurenmetalle) für die Mikroorganismen eingeschränkt wird.
Dadurch ist es möglich, Mikroorganismen, beispielsweise Bakterien, in einem Material wirksam zu steuern, indem mindestens ein das Wachstum von Mikroorganismen unterstützender Faktor aus dem Material entfernt wird.
Somit ergibt die Bindung zwischen der vorliegenden Bindezusammensetzung und dem(den) Wachstumsfaktor(en) einen stabilen Komplex, in welchem keiner der Reaktionsteilnehmer im Verlauf eines angemessenen Zeitraumes infolge der Affinität erheblich zersetzt wird noch erheblich zerfällt, d.h. der(die) Wachstumsfaktor(en) bildet(bilden) einen im wesentlichen unlöslichen Komplex mit der Bindezusammensetzung. Beispielsweise kann durch Verwendung eines immobilisierten, synthetischen Eisen(II)-Chelators, der stark genug ist, um erfolgreich in Konkurrenz mit den Mikroorganismen um zweiwertiges Eisen zu treten, das Wachstum von Mikroorganismen wirksam gesteuert werden.
Eisen, beispielsweise zweiwertiges Eisen, welches im Material enthalten ist, kann in einer Säule oder einem Filter, welche die immobilisierte Bindezusammensetzung enthalten, abgetrennt werden, um dadurch flüssigem Nahrungsmittelmaterial, bevor dieses in Behälter gefüllt wird, das Eisen zu entziehen. Der Filter oder die Säule werden allmählich gesättigt und entweder kontinuierlich regeneriert oder ausgetauscht.
Die vorliegende Bindezusammensetzung und das vorliegende Verfahren können auch eine Menge anderer Anwendungen umfassen, beispielsweise die Filtrierung von Wasser oder die Behandlung von Flüssigkeiten, welche keine Nahrungsmittel sind, durch die Installierung von Bindungsoberflächen in Behältern oder verfahrenstechnischem Gerät.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Für ein klares Verstehen und einfaches Realisieren der Erfindung werden nun drei ihrer Ausführungsformen beschrieben, jede von ihnen mit Bezugnahme auf die beiliegende schematische Zeichnung, welche einen vertikalen Schnitt durch einen kunststoffbeschichteten Kartonbehälter zeigt, der zum Verpacken von flüssigen Nahrungsmitteln dient.

AUSFÜHRUNGSFORNIEN DER ERFINDUNG

Mit Bezugnahme auf die Zeichnung ist der Behälter 8 von jener Art, die in United States Patent 4.211.357 geoffenbart wird, weist jedoch eine oder mehrere aktive Substanz(en) auf, welche an seine inneren Oberflächen 10, 12, 14 und 16 gebunden sind. Im Fall einer Vielzahl von aktiven Substanzen können diese entweder an zugeordnete Zonen (welche sich untereinander vermischen können) der Oberflächen gebunden oder zusammengemischt (sofern kompatibel) und die Mischung an die Oberflächen gebunden sein. Die Substanz(en) kann(können) ebenfalls an die innere Bodenfläche (nicht dargestellt) des Behälters 8 gebunden sein. Der Behälter 8 umfaßt einen oberen Verschluß l8, welcher das Dach 20 verschließt wodurch ein offener Raum 21 gebildet und das flüssige Nahrungsmittel 22 gegenüber der Außenatmosphäre abgeschlossen wird. Die an die inneren Oberflächen 10, 12, 14 und 16 des Behälters 8 gebundene(n) Substanz(en) ist(sind) in bezug auf das flüssige Nahrungsmittel 22 aktiv. In einem weiteren Beispiel sind nur die inneren Oberflächen 10 und 12 des Daches 20 mit der(den) Substanz(en) beschichtet, allerdings treten diese inneren Oberflächen 10 und 12 durch normale Handhabung des Behälters 8 mit der Flüssigkeit 22 oder durch gesteuertes Bewegen des Behälters und der Flüssigkeit 22 oder durch das Lagern oder Transportieren des Behälters 8 in einem umgekehrten Zustand in Kontakt.

AUSFÜHRUNGSFORM 1

Diese Ausführungsform wird in der Folge unter spezifischer Bezugnahme auf das Immobilisieren von Bakterien aus Nahrungsmitteln, beispielsweise aus Milch und Getränken auf Früchtebasis, einschließlich Frucht- und Nektargetränken, beschrieben. Allerdings muß festgehalten werden, daß die vorliegende Ausführungsform zum Immobilisieren von Bakterien aus gasförmigen, flüssigen und festen Phasen im allgemeinen verwendet werden kann.
Die vorliegende Ausführungsform bedient sich einer Matrix, an welche ein oder mehrere spezifische Bindepolymere entweder kovalent oder passiv gebunden wurden. Zu Beispielen für derartige Matrices gehören Polymere, beispielsweise Polyethylen oder Polystyrol; Zusammensetzungen auf Glas- und Zellulosebasis, an welche das Bindepolymer durch passive Adsorption oder kovalent Bindung gebunden wurde. Die mit Bindepolymer beschichtete Oberfläche kann in Kontakt mit einem Nahrungsmittelprodukt gebracht werden, beispielsweise mit einem flüssigen Produkt wie Milch, entweder als eine dazwischengeschaltete Patrone oder ein anderes kontaktförderndes System während eines Transferschrittes oder als Teil des endgültigen Verpackungsmaterials. Dies dient dazu, die kontaminierenden Bakterien durch Adsorption oder Komplexbildung an die feste Phase zu entfernen, was letztendlich eine Verlängerung der Lagerbeständigkeit des verpackten Produktes und/oder die Beseitigung unerwünschter Organismen zur Folge hat.
Falls das endgültige Verpackungsmaterial ein Verteilungsbehälter 8 ist, wird durch die relative Bewegung zwischen dem flüssigen Produkt 22 und der mit Bindepolymer beschichteten Oberfläche (10,12,14,16) im Behälter, welche durch die normale Handhabung des Behälters bewirkt wird, ein guter Kontakt zwischen dem Produkt 22 und dem an die Matrix gebundenen Bindepolymer geschaffen. Andererseits wird das Bindepolymer an die Oberfläche einer getrennten Vorrichtung gebunden, welche das flüssige Produkt bewegt und aufrührt. Ein Abtrennen der Bakterien wird dann erreicht, wenn die Vorrichtung entfernt oder das flüssige Material 22 aus dem Behälter 8 gegossen wird, wobei die Bakterien an die innere Oberfläche (10,12, 14,16) des geleerten Behälters gebunden bleiben.
Bindepolymere sind Polymere wie Lektine, Polysaccharide, Antikörper oder Lysozyme. Die Bindung wird durch spezifische Wechselwirkung zwischen einem Molekül, welches an der Bakterienzelloberfläche freiliegt und dem Bindepolymer herbeigeführt.
Das Wesen der Immobilisierung der Bindepolymere an einen festen Träger kann entweder kovalent oder nicht kovalent sein. Das wichtige Merkmal dieser Wechselwirkung besteht darin, daß die Bindepolymere während der Schritte des Bindens der Bakterien fest gebunden bleiben und nicht freigesetzt werden. Kovalentes Binden der Bindepolymere kann durch eine breite Vielfalt an Verfahren erreicht werden, welche allesamt im Stand der Technik gut bekannt sind.
Als Alternative zur kovalenten Immobilisierung kann es in einigen Fällen erstrebenswert sein, die Bindepolymere durch hydrophobe Wechselwirkung nichtkovalent an eine Materialkontaktoberfläche zu binden. Eine wässerige Lösung eines Bindepolymers wird in Kontakt mit der Materialkontaktoberfläche, an welche das Protein gebunden werden soll, inkubiert. Dies führt zur zeit-, temperatur- und konzentrationsabhängigen Bildung einer molekularen Bindepolymerschicht auf der hydrophoben Materialkontaktoberfläche, welche durch das Verfahren der passiven Adsorption bewirkt wird.
In Abhängigkeit von den vorliegenden Mikroorganismen und den Parametern der Anwendung könnte der Extraktionsprozeß entweder selektiv sein, um eine bestimmte unerwünschte Spezies Mikroorganismus zu beseitigen, oder nichtselektiv, indem die meisten oder alle kontaminierenden Mikroorganismen beseitigt werden.
Die Bindepolymere, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel untersucht wurden, besitzen eine große Kapazität, sich an Bakterien zu binden, entweder spezifisch an bestimmte Bakterienarten oder eher unspezifisch an mehrere Arten. Im Falle der Lektine als Bindepolymere endet die Bindung nach der Zugabe von konkurrierenden Zuckerlösungen und wird umgekehrt, wodurch mit Bindepolymer beschichtete Oberflächen auf diese Weise rein"gewaschen" werden können.
Bestimmte feste Nahrungsmittel wie Fisch oder Fleisch werden durch bakterielle Verunreinigung und das Sichausbreiten der Verunreinigung von der Oberfläche aus abgebaut. Es liegt innerhalb des Bereiches dieser Ausführungsform, dasselbe Prinzip zum Erreichen einer erhöhten Lagerbeständigkeit derartiger Produkte anzuwenden, indem die festen Nahrungsmittel mit einer Flüssigkeit und einem Film oder lediglich einem Film umgeben werden, wobei das Bindepolymer an den Film gebunden ist.
Bezugnehmend auf den Behälter 8, der in der Zeichnung dargestellt wird, funktioniert das Bindepolymer, welches an innere Oberflächen des Behälters 8 gebunden ist, derart, daß es Mikroorganismen in der Flüssigkeit 22 bindet und immobilisiert. Auf Wunsch kann auch eine aktive Substanz, welche den Stoffwechsel des Mikroorganismus blockiert, an einige oder alle innere Oberflächen des Behälters 8 gebunden werden.
Diese Ausführungsform wird nunmehr unter Bezugnahme auf die folgenden nichteinschränkenden Beispiele im genaueren Detail beschrieben:

Beispiel I

Bedingungen für das Binden von Bindepolymeren an Materialkontaktflächen durch passive Adsorption wurden bewertet. Gute Resultate wurden für mehrere Polymere, beispielsweise die Lektine von Dolichos biflorus und Vicia villosa, erzielt. Andere Lektine, einschließlich Concanavallin A, erbrachten ähnliche Resultate, was darauf schließen läßt, daß es sich dabei um eine gemeinsame Eigenschaft von Lektinen handelt. Auch Immunglobulinmoleküle besitzen ähnliche Eigenschaften.
Die Lektine wurden radioaktiv markiert, und Stammlösungen davon wurden in einem Puffer hergestellt. Diese wurden daraufhin seriell verdünnt und Aliquote entweder auf einer Polystyrol- oder einer Polyethylenoberfläche betropft, 1 Stunde lang bei 37ºC inkubiert und danach in Puffer gewaschen. Die Polyethylenoberfläche in diesen Studien war standardmäßiges Milchpackungsmaterial, welches aus einer Polyethylenfolie bestand, die auf einer Kartonoberfläche aufgebracht worden war.
Die Ergebnisse zeigten, daß die Bindung je nach dem geprüften Lektin bei 5-10 ng/mm&sub2; Sättigung erreichte. Daraus schließen wir, daß Lektine an hydrophobe Kunststoffoberflächen binden, wobei die obere Grenze der Bindung durch die Packungsdichte der hydrierten Moleküle an der Oberfläche bestimmt wird.

Beispiel 2

Wenn Bindepolymere passiv an eine Polymeroberfläche (siehe Beispiel 1) adsorbiert und daraufhin einer Suspension von gewaschenen Human-Erythrozyten in Puffer ausgesetzt wurden, trat eine Bindung von Erythrozyten an das immobilisierte Protein ein.
Nach einer 30minütigen Inkubation von Polymer mit Erythrozyten zeigte die Oberfläche des behandelten Polymers bei den meisten untersuchten Bindepolymeren unter dem Mikroskop einen zusammenfließenden Zellteppich.
Gute Ergebnisse wurden mit einer Vielfalt von Bindepolymeren, einschließlich dem Lektin Dolichos biflorus und dem Lektin Vicia villosa erzielt.

Beispiel 3

Drei repräsentative Bakterien, die für das Verderben von Milch verantwortlich sind und aus handelsüblicher pasteurisierter Milch abgetrennt wurden, wurden auf ihre Fähigkeit untersucht, an eine Vielfalt an Bindepolymere gebunden zu werden, die passiv an eine Polymeroberfläche adsorbiert worden waren. Die drei Organismen wurden anhand von im Stand der Technik bekannten Klassifizierungsverfahren als Bacillus brevis, Enterobacter sp. und Pseudomonas sp. identifiziert. Bindepolymere wurden auf eine Art, welche jener der vorangegangenen Beispiele ähnlich war, passiv an eine Polymeroberfläche adsorbiert. Die Bakterien wurden in phosphatgepufferter Kochsalzlösung suspendiert, und Suspensionen dieser drei Organismen wurden daraufhin in Kontakt mit den behandelten Polymeroberflächen gebracht. Die Bindung der Bakterien wurde durch mikroskopische Untersuchung ausgewertet. Die Resultate dieser Untersuchung ergaben, daß mehrere Bindepolymere, beispielsweise Lektine von Dolichos biflorus, Vicia villosa, Limulus polyphemus und Solanum tuberosum in der Lage waren, typische Arten dieser verschiedenen mikrobiellen Klassen zu binden.

Beispiel 4

100 CFU/ml an Bacillus sp.-Zellen wurden in Tris-gepufferter Kochsalzlösung suspendiert und mit einer Polymermatrix inkubiert, an welche die Bindepolymere kovalent gekoppelt worden waren. Die Anzahl an freien Bakterien in Suspension wurde durch mikroskopische Auswertung eines Aliquoten der überstehenden Flüssigkeit (nach dem Absetzen der Matrix) bestimmt. Mittels dieses Verfahrens wurde die Fähigkeit der immobilisierten Bindepolymere, die mikrobielle Verunreinigung zu binden und zu beseitigen, nachgewiesen, und die Affinität von Bakterienzellen zu mit Bindepolymer beschichteten Matrices wurde unter den Bedingungen des Experimentes festgestellt. Die Wirksamkeit der Bakterienbeseitigung mittels dieses Verfahrens, welches sich z.B. Dolichos bifiorus bedient, wurde in manchen Fällen als beinahe 100%ig erkannt.

Beispiel 5

Von der Fa. Pure-Pak, Inc., Walled Lake, Mf, Vereinigte Staaten von Amerika, wurde ein Saccharomyzes-Stamm beschafft. Dieser Stamm wurde ursprünglich aus Preiselbeerensaft abgetrennt, und es wurde festgestellt, daß er in einer Vielfalt an Fruchtsäften wächst und diese verdibt.
Die Zellen wurden entweder in Apfelsaft, der sterilgefiltert worden war, oder in von der Fa. Difco beschafftem synthetischem Medium kultiviert.
Unabhängig von den Wachstumsbedingungen wurden ähnliche Resultate erzielt.
Das Lektin aus Dolichus biflorus wurde von der Fa. Sigma ChemicaI Co. beschafft und entweder durch passive Adsorption an eine Polystyroloberfläche oder durch Zyanbromidkoppelung an Agaroseperlen immobilisiert.
Wenn Saccharomyzeszellen einer Oberfläche ausgesetzt wurden, welche das immobilisierte Lektin enthält, wurde beobachtet, daß sich die Zellen rasch und eng an die Oberfläche banden.
Beispielsweise wurde beobachtet, daß sich mindestens 90% der Zellen in der Suspension innerhalb von 1-2 Stunden an die unlöslichen Agaroseperlen banden, welche das immobilisierte Lektin Dolichos biflorus trugen.
Diese Bindung war sehr stabil und innerhalb von 24 Stunden nicht erheblich reversibel. Die Zellen, welche auf diese Weise gebunden wurden, wurden auf einfache Weise aus dem Saft entfernt, indem den Perlen entweder gestattet wurde, sich abzusetzen, und der Überstand dekantiert wurde, oder durch Hindurchleiten 20 über einen makroporösen Filter wie Glaswolle.

Beispiel 6

Solanum tuberosum-Lektin wurde durch passive Adsorption an eine Polystyrol-Petriplatte gebunden, und die Platte wurde mit Milch zusammengebracht, welcher 10&sup6; Zellen/ml von entweder Bacillus brevus oder Pseudomonas fluorescens beigemischt worden waren. Nach 30minütiger Inkubation wurden die Platten gespült und lichtmikroskopisch untersucht. In beiden Fällen wurde eine Bindung von Bakterien an die lektinbeschichtete Oberfläche festgestellt, allerdings wurde festgestellt, daß der Bindungsbereich im wesentlichen erheblich geringer war als er 30 mit Vesikeln bedeckt war, welche als Milchfettglobuli identifiziert wurden. Dieses Experiment beweist, daß dieses Lektin, welches in der Lage ist, für das Verderben von Milch verantwortliche Bakterien zu binden, ebenfalls Oberflächenkomponenten der Membrane der Milchfettglobuli binden kann, und daß diese letztere Aktivität eine Senkung der Wirksamkeit des Verfahrens bewirkt. Diese Senkung der Wirksamkeit schließt die Verwendung dieses Lektins in Milch aus.

Beispiel 7

Eine Untersuchung wurde durchgeführt, um die optimale Dichte des Bindepolymers auf der unlöslichen Trägermatrix zu ermitteln. CNBr-aktivierte Agaroseperlen wurden mit unterschiedlichen Mengen Lektin von 1mg/ml bis 50mg/ml konjugiert und eine Stunde lang mit Zellen zusammengebracht. Die Wirksamkeit der Bindung wurde durch Bewerten der Anzahl an zurückbleibenden freien Zellen in der Lösungsphase ermittelt. Es wurde festgestellt, daß eine maximale Bindung von Zellen dann eintrat, wenn die Lektinbeladungen auf den Perlen zwischen 15 und 30mg/ml betrugen. In diesem Fall machte die Menge an gebundenen Zellen mehr als 95% aus. Bei Beladung bis zu 50mg/ml wurden keine zusätzlichen Bindungsmengen mehr festgestellt. Bei Lektinbeladungen von weniger als 10mg/ml wurde eine signifikante Abnahme der gebundenen Menge beobachtet.

Beispiel 8

(Dieses Beispiel kann auch als in Ausführungsform II eingeschoben betrachtet werden).
Die Bindung von Saccharomyces cerevisiae an tertiäre Amine wurde anhand zweier Verfahren gezeigt. In der ersten wurden Säulen (90 x 6 mm) mit IRA-68 und IRA-94-Perlen bepackt. Die Säulen wurden mit Ringer-Lösung (1/4-Stärke) im Gleichgewicht gehalten. Ein ml S. cerevisiae-Zellen (10&sup6; Zellen/ml) in Ringer-Lösung suspendiert wurde auf die Säule aufgebracht und mit Ringer-Lösung eluiert. Ein ml an Fraktionen des Eluates wurde in einer Bakterienzählkammer gezählt, und die Anzahl der eluierten Zellen wurde berechnet. 45% der Zellen sowohl in IRA-68 als auch IRA-94 wurden zurückgehalten. Im zweiten Verfahren, welches ausgebildet war, um die Bindung in Lösung direkt nachzuweisen, wurden IRA-68-Perlen in Ringer-Lösung in Gleichgewicht gehalten und 250mg Perlen in ein 10ml-Reagenzglas gefüllt. 2ml an in Ringer-Lösung suspendiertem S. cerevisiae wurden in das Reagenzglas transferiert. Das Reagenzglas wurde senkrecht bei Raumtemperatur 2 Stunden lang inkubiert, der pH-Wert wurde gemessen (5,4) und der Überstand dekantiert. Sterile Ringer-Lösung wurde zweimal beigemischt, um ungebundene Zellen wegzuwaschen. Die Bindung von S. cerevisiae-Zellen an IRA-68-Perien wurde durch mikroskopische Untersuchung gezeigt.

Beispiel 9

Die Bindungsfähigkeit verschiedener Mikroorganismen an andere ausgewählte Proteine wurde untersucht. Lysozyme, Fibronektin und Rinderserumalbumin (BSA) wurden kovalent an CNBr-aktivierte Agaroseperlen gekoppelt.
Eine starke Bindung (eine mehr als 80%ige Abdeckung) an Lysozym wurde für Pseudomonas fluorescens TP2, Streptococcus lactis, Streptococcus thermophilus, Staphylococcus xylosus nachgewiesen, während sich vegetative Zellen des Bacillus subtilis in einem geringeren Ausmaß banden. Keine Bindung von Saccharomyces cerevisiae, Escherichia coli, Serratia marcescens oder B. subtilis-Sporen wurde festgestellt.

AUSFÜHRUNGSFORM II

Diese Ausführungsform wird in der Folge mit spezifischer Bezugnahme auf die Hemmung von mikrobiellem Wachstum in Nahrungsmitteln als einem komplexen Medium, beispielsweise in Milch oder Getränken auf Prüchtebasis, beschrieben. Allerdings muß festgehalten werden, daB die vorliegende Ausführungsform zum Hemmen mikrobiellen Wachstums in gasförmigen, flüssigen und festen Phasen im allgemeinen verwendet werden kann.
Die vorliegende Ausführungsform bedient sich einer Matrix, an welche ein oder mehrere spezifische A min enthaltende Verbindungen, welche mikrobielles Wachstum in komplexen Medien hemmen, entweder kovalent oder passiv gebunden wurden. Zu Beispielen für derartige Matrizen gehören Polymere, beispielsweise Polyethylen oder Polystyrol; Zusammensetzungen auf Metall-, Glas- und Zellulosebasis, an welche das Bindepolymer durch passive Adsorption oder kovalentes Binden gebunden wurde. Die beschichtete Oberfläche kann in Kontakt mit einem Nahrungsmittelprodukt gebracht werden, beispielsweise mit einem flüssigen Produkt wie Milch, entweder als eine dazwischengeschaltete Patrone oder ein anderes Kontaktförderungssystem während eines Transferschrittes oder als Teil des endgültigen Verpackungsmaterials. Dies dient dazu, die kontaminierenden Bakterien zu vernichten.
Die Amin enthaltenden Verbindungen dieser Ausführungsform sind die tertiären Amine, teilweise oxidierte tertiäre Amine oder quaternäre Ammoniumsalze, insbesondere jene, welche die Eigenschaft besitzen, mikrobielles Wachstum in komplexen Medien zu verhindern. Repräsentative geeignete Amin enthaltende Verbindungen der ersten Klasse sind jene mit der Formel: (Polymer A)
worin n von 1 bis 6, insbesondere 1, 2, 3, 4 oder 6, sowie x von 1 bis 18, insbesondere 1, 2, 4 oder 18, beträgt. Die Verbindung von Formel I, worin n 3 und x 1 ist, ist aktiv gegen Saccharomyces cerevisiae, und die Verbindungen von Formel I, worin n 2 und x 1 ist oder worin n 3 und x 2 ist, sind aktiv gegen E. coli.
Repräsentativ für die zweite Klasse sind Verbindungen, welche durch die teilweise Oxidation von tertiären Aminen, die an Polystyrol konjugiert sind, hergestellt werden. Ein Beispiel dafür sind die Verbindungen, welche durch die Behandlung von Dimethyl-methylamin, das an ein Styrol-divinyl-Benzolkopolymer (Polystyrol) konjugiert ist, mit Wasserstoffperoxid hergestellt werden. Allgemeiner gesagt, die Klasse der Verbindungen, welche durch Behandlung mit Wasserstoffperoxid oder einem gleichwertigen Oxidationsmittel wirksam gemacht werden können, kann durch die folgende Formel dargestellt werden: (Polymer B)
Für gewöhnlich weisen diese Verbindungen vor der Oxidation niedrige oder keine antimikrobielle Aktivität in komplexen Medien auf. Vor der vorliegenden Erfindung wurde bekanntgemacht, daß tertiäre Amine und quaternäre Ammoniumsalze antimikrobielle Aktivität in Pufferlösungen oder Wasser aufweisen Allerdings wurden vor dieser Erfindung keine Amin enthaltenden Verbindungen bekanntgemacht, welche eine signifikante antimikrobielle Aktivität in komplexen Medien aufweisen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Amin enthaltende Verbindung zweckmäßig, wenn sie das Wachstum von Bakterien oder Pilzen in einem komplexen Medium im folgenden Test verhindert. 10¹ bis 10³ Zellen/ml eines Bakteriums werden pasteurisierter Milch beigemischt und 120 bis 192 Stunden lang bei einer Temperatur von 11ºC inkubiert. Die Amin enthaltende Verbindung wird der Milch in immobilisierter Form auf Perlen oder auf der inneren Oberfläche des Behälters für die Milch vor dem Inkubieren beigemischt. Nach dem Inkubieren und mindestens 24 Stunden nach dem Bei mischen der Amin enthaltenden Verbindung wird die Milch auf das Vorhandensein des Bakten.ums mittels Verdünnung und Plattenzählung überprüft. Ein Bakterienwert unter 10&sup5; Zellen/ml wird als akzeptabel betrachtet. Der Test kann auch in einem Fruchtsaft, beispielsweise in Orangensaft, Apfelsaft oder dergleichen, durchgeführt werden. Die bei diesem Test verwendeten Mikroorganismen können Bakterien, Hefepilze oder Schimmelpilze sein. Die Amin enthaltende Verbindung wird durch eine Bindung, beispielsweise eine Amidbindung oder eine Phenylenbindung, kovalent an eine polymerische Hauptkette gebunden. Im allgemeinen liegt die Konzentration der immobilisierten, Amin enthaltenden Verbindung zwischen 2 und 100 ueq./Quadratzoll. Überschüssige Amin enthaltende Verbindung kann durch Waschen nach einer kurzen Inkubationsperiode entfernt werden. Die Konzentration der immobilisierten, Amin enthaltenden Verbindung ist ausreichend, um eine erhebliche Hemmung des Mikroorganismus aus der behandelten Flüssigkeit zu bewirken.
In Abhängigkeit von den vorliegenden Mikroorganismen und den Anwendungsparametern könnte der Hemmungsprozeß entweder selektiv sein, um eine bestimmte unerwünschte Spezies Mikroorganismus zu blockieren, oder nichtselektiv, indem die meisten oder alle kontaminierenden Mikroorganismen gehemmt werden. Dies könnte durch Hemmen der Bakterien entweder als dazwischengeschaltete Komponente eines Transferprozesses oder als Komponente des Fiüssigkeitsbehälters selbst erreicht werden. Bestimmte feste Nahrungsmittel, beispielsweise Fisch und Fleisch, werden infolge bakterieller Verunreinigung und der von der Oberfläche ausgehenden Ausbreitung der Verunreinigung abgebaut. Es liegt innerhalb des Bereiches dieser Ausführungsform, dasselbe Prinzip zum Erreichen einer erhöhten Lagerbeständigkeit derartiger Produkte anzuwenden, indem die festen Nahrungsmittel mit einer Flüssigkeit und einem Film oder lediglich einem Film umgeben werden, wobei die Amin enthaltende Verbindung an den Film gebunden ist.
Bezugnehmend auf den in der Zeichnung dargestellten Behälter 8, funktioniert eine Amin enthaltende Verbindung, welche an inneren Oberflächen des Behälters 8 aufgebracht wurde, derart, daß sie in der Flüssigkeit wachsende Mikroorganismen bindet und hemmt.
Diese Ausführungsform wird nunmehr unter Bezugnahme auf die folgenden nichteinschränkenden Beispiele im Detail beschrieben:

BEISPIEL (i)

Die antimikrobielle Aktivität einer Amin enthaltenden Oberfläche wurde durch Zugeben von 100mg "Amberlite"-IRA-68-Perlen, Charge Nr. 66F-0148 (beschafft von der Fa. Sigma Chemical Co., St. Louis, Mo., Vereinigte Staaten von Amerika) zu 2 ml an 50 mM Tris-Puffer (pH 7,5), welcher mit los Zellen/ml an für das Verderben von Nahrungsmitteln verantwortlichen Mikroorganismen, beispielsweise Pseudomonas fluorescens. Escherichia coli oder Bacillus brevis beimpft wurde, in Reagenzgläsern nachgewiesen. Diese Perlen sind repräsentativ für Polyacrylamidoberflächen, welche N, N-Dimethyl-aminopropyl-Gruppen enthalten, die an den Amidstickstoff des Polymers konjugiert sind Die Reagenzgläser wurden bei 22ºC geschüttelt, und die zurückbleibenden lebensfähigen Zellen wurden mittels Plattenzählung gemessen. Innerhalb von zwei Stunden war in der Gegenwart der tertiären Oberfläche die Anzahl der lebensfähigen Zellen von Bacillus brevis um mehr als eine Größenordnung gesunken und die Anzahl der lebensfähigen Zellen von Pseudomonas fluorescens und Escherichia coli war um mehr als vier Größenordnungen zurückgegangen.

BEISPIEL (ii)

Die antimikrobielle Aktivität einer weiteren Aminoberfläche wurde durch Zugeben von 100mg an "Amberlitet"-IRA-68-Perlen, Charge Nr. 123F-0163 (beschafft von der Fa. Sigma Chemical Co.) zu 2 ml an 50 mM Tris-Puffer (pH 7,5), welcher mit 10&sup5; Zellen/ml an Pseudomonas fluorescens. Escherichia coli oder Saccharomyces cerevisiae beimpft wurde, in Reagenzgläsern nachgewiesen. Die Perlenoberfläche ist repräsentativ für Oberflächen, welche 4 meq/g an teilweise oxidiertem Dimethyl-methylamin enthalten, das an ein Styrol-divinyl-benzol-Kopolymer konjugiert ist. Die Reagenzgläser wurden bei 22ºC geschüttelt, und die zurückbleibenden lebensfähigen Zellen wurden mittels Plattenzählung gemessen. Innerhalb von zwei Stunden waren in der Gegenwart der tertiären Aminoberfläche die Anzahlen der lebensfähigen Zellen jeder der drei Prüforganismen um mehr als vier Größenordnungen zurückgegangen.

BEISPIEL (iii)

Eine Kartonpackung, welche eine aktive antimikrobielle Oberfläche enthält, würde die Lagerbeständigkeit von pasteurisiertem Fruchtsaft durch Hemmen des Wachstums der vorhandenen Mikroflora erhöhen. Um dies nachzuweisen, wurden 100mg der Dimethylaminopropyl-polyacrylamid-Perlen (IRA-68-Perlen) einem Reagenzglas mit 2ml sterilem Apfelsaft beigemischt. Die Reagenzgläser wurden mit einer Saccharaomyces cerevisiae-Kultur beimpft, um tot Zellen/ml zu ergeben, und bei 11ºC inkubiert. Das Vorhandensein der tertiären Aminoberfläche hemmte sowohi die Wachstumsrate als auch die gesamte Zellanzahl. Die organoleptische Auswertung der Prüfproben nach sieben Tagen zeigte, daß die Kontrollproben verdorben waren, während die Aminoberflächen enthaltenden Proben dies nicht waren. Dieses Beispiel illustriert den Test, welcher zur Feststellung von wirksamen, Amin enthaltenden Verbindungen gemäß dieser Ausführungsform verwendet wurde.

BEISPIEL (iv)

Dieses Beispiel zeigt eine tertiäre Aminoberfläche, welche geringe Wirksamkeit bei der Hemmung des Wachstums von Saccharomyces cerevisiae unter den in Beispiel (iii) beschriebenen Bedingungen aufweist. 100mg "Dowex" WGR-2-Perlen, Charge Nr. 83F-0120 (beschafft von der Fa. Sigma Chemical Co.) wurden zu 2 ml Apfelsaft zugegeben, welcher mit S. cerevisiae in einer Konzentration von 10³ Zellen/ml beimpfl worden war, und bei 11ºC geschüttelt. Diese Perlen sind repräsentativ für Oberflächen, die Dimethyl-methylamin enthalten, welches an ein Styrol-divinyl-benzol Kopolymer konjugiert ist. Das Wachstum wurde mittels Plattenzählung überwacht; im Verlauf eines Zeitraumes von 6 Tagen wurde zwischen Reagenzgläsern, welche die Aminoberfläche enthielten, und Kontrollreagenzgläsern nur ein geringer Unterschied in der Anzahl der lebensfähigen Zellen beobachtet. Bei ähnlichen Untersuchungen, welche anstatt in einem komplexen Medium in gepufferten Salzlösungen durchgeführt wurden, wurde nachgewiesen, daß WGR-2-Perlen antimikrobielle Eigenschaften besitzen, die im Einklang mit den Erkenntnissen von Endo et al. stehen und somit aufzeigen, daß antimikrobielle Aktivität in einfachen Medien nicht derartiger Aktivität in komplexen Medien entspricht.

BEISPIEL (v)

Um die Wirksamkeit der Dimethyl-amino-propyl-polyacrylamid-Oberfläche bei der Erhöhung der Lagerbeständigkeit von pasteurisierter Milch nachzuweisen, wurde das in Beispiel (iii) beschriebene Experiment mit nichtfetter Trockenmilch als komplexem Medium, "Amberlite"-IRA-68-Perlen als Amin enthaltender Oberfläche und Pseudomonas fluorescens als Prüforganismus wiederholt. Das Vorhandensein der Aminoberfläche führte zu einer erheblichen Verminderung der Wachstumsrate von Pseudomonas fluorescens in diesem Medium.

BEISPIEL (vi)

Dieses Beispiel zeigt die ZweckmäBigkeit einer weiteren Amin enthaltenden Oberfläche zum Steuern des mikrobiellen Wachstums in einem komplexen Medium. 100mg "Amberlite A-21"-Perlen, bestehend aus teilweise oxidiertem Dimethyl-methylami n, welches an ein Styrol-divinyl-benzol-Kopolymer konjugiert worden war, wurden zu 2 ml sterilem Apfelsaft beigemischt. Die teilweise Oxidation dieser Perlen wurde durch vorangehende Behandlung mit Wasserstoffperoxid erreicht. Die Reagenzgläser wurden mit einer Saccharomvces cerevisiae-Kultur beimpft, um 10²-10³ Zellen/ml zu ergeben, und bei entweder 60, 110 oder 25ºC inkubiert. In allen Fällen wurde das Wachstum der Zellen durch das Vorhandensein dieser Oberflächen erheblich gehemmt. Zudem wurde das Verderben des Saftes im Vergleich mit den Kontrollen beträchtlich verzögert.

BEISPIEL (vii)

Dieses Beispiel zeigt daß eine irnmobilisierte quaternäre Ammoniumverbindung, welche im Stand der Technik als aktive antimikrobielle Oberfläche bekannt ist, in Gegenwart eines komplexen Mediums inaktiv ist. Eine Lösung aus 3-Trimethoxysilyl-propyloctadecyl-dimethyl-ammoniumchlorid (Sylgard - United States Patent 4259103) wurde durch Bei mischen zu Wasser hergestellt und dazu verwendet, das Innere eines Kulturröhrchens zu beschichten. Diesen Röhrchen wurde entweder eine einfache Pufferlösung oder steriler Apfelsaft zugesetzt, und diese Medien wurden daraufhin im Fall des Puffers mit 10&sup5; Zellen/ml S. cerevisiae oder im Fall des Apfelsaftes mit 10&sup5; Zellen/ml beimpft. Die Proben wurden bei 11ºC inkubiert. Zu verschiedenen Zeitpunkten nach dem Beimpfen wurden Proben entnommen, und Einheiten, welche lebensfahige Kolonien gebildet hatten, wurden durch Plattenzählung ermittelt. Antifungale Aktivität wurde anhand eines raschen Abtötens (innerhalb von 8 Stunden) der Hefezellen in der Pufferlösung nachgewiesen. Diese Beobachtung stand im Einklang mit dem Stand der Technik. Allerdings wurde im Gegensatz dazu keine Senkung der Zellebensfähigkeit in den Apfelsaftproben beobachtet, und im Vergleich mit den Kontrollen wurde über einen Zeitraum von 5 Tagen normales Wachstum beobachtet. Dadurch wurde aufgezeigt, daß die antimikrobielle Aktivität dieses Mittels in einem komplexen Medium verloren ging.

BEISPIEL (viii)

Antifungale Aktivität der Amin enthaltenden Oberfläche wurde in einem Hefepilz-Wachstumsmedium (Bacto Malt Extract Broth, Difco) nachgewiesen. 250mg "Amberlite"-JRA-68 und -IRA-94 wurden in Reagenzgläser gefüllt, und Sml Wachstumsmedium, welches 10³ Zellen/ml Saccharomvces cerevisiae enthielt, wurden jedem Reagenzglas beimischt. Das Wachstum in den Reagenzgläsern mit Perlen und den Kontrollröhrchen wurde über einen Zeitraum von 6 Tagen mittels Plattenzählung gemessen. Nach 6 Tagen hatte die Anzahl an S. cerevisiae-Zellen in Kontrollproben 10&sup9; Zellen/ml erreicht, während weder in IRA-68- noch in IRA-94-Reagenzgläsern ein Wachstum festgestellt wurde. Die Anzahl an Zellen in diesen Reagenzgläsern war nach 6-tägiger Inkubation kleiner als 10³.

BEISPIEL (ix)

Die Bindung von Saccharomyces cerevisiae an tertiäre Amine wurde anhand zweier Verfahren gezeigt. Beim ersten wurden Säulen (90 x 6 mm) mit "Amberlite"-IRA-68 und -IRA-94-Perlen bepackt. Die Säulen wurden mit Ringer-Lösung (1/4-Stärke) äqulibriert. Ein ml an S. cerevisiae-Zellen (10&sup6; Zellen/ml) in Ringer-Lösung suspendiert wurde an der Säule aufgebracht und mit Ringer-Lösung eluiert. Ein ml an Fraktionen des Eluates wurde in einer Bakterienzahlkammer gezählt, und die Anzahl der eluierten Zellen wurde berechnet. 45% der Zellen in sowohl IRA-68- als auch IRA-94-Säule konnten mit Ringer-Lösung nicht eluiert werden. Im zweiten Verfahren, welches ausgebildet war, um die Bindung in Lösung direkt nachzuweisen, wurden IRA-68-Perien in Ringer-Lösung in Gleichgewicht gehalten und 250mg Perlen in ein 10ml-Reagenzglas gefüllt. 2ml an in Ringer-Lösung suspendiertem S. cerevisiae wurde zum Rohr transferiert. Das Reagenzglas wurde senkrecht bei Raumtemperatur 2 Stunden lang inkubiert, der pH-Wert wurde gemessen (5,4) und der Überstand dekantiert. Sterile Ringer-Lösung wurde zweimal beigemischt, um ungebundene Zellen wegzuwaschen. Die Bindung von S. cerevisiae-Zellen an IRA-68-Perlen wurde durch mikroskopische Untersuchung gezeigt.

BEISPIEL (x)

Um aufzeigen, daß die hemmende Wirkung der Amin enthaltenden Oberflächen auf Saccharomvces cerevisiae auf die Zellmembran gerichtet ist, wurden S. cerevisiae-Zellen in Puffer (10&sup5; Zellen/ml), enthaltend 5% Sucrose, mit oder ohne 50mg/ml "Amberlite"-IRA-68 suspendiert. Proben wurden entnommen, und ihre Plattiereffizienz auf Medium, welches 0,01 % Natrium-docecyl-sulfat (SDS) enthielt, wurde ermittelt. SDS ist eine oberflächenaktive Substanz und in der Lage, biologische Membrane aufzutrennen. Allerdings liegt die Konzentration an verwendetem SDS (0,01 %) unter der letalen Konzentration für S. cerevisiae. Nach 70-stündigem Kontakt mit IRA-68 wiesen die Zellen im Vergleich mit Medium ohne SDS eine um 80% niedrigere Plattiereffizienz auf 0,01 % SDS-Medium auf. Proben, welche nicht in Kontakt mit IRA-68 standen, zeigten keine Unterschiede in der Plattiereffizienz, was darauf hinweist, daß Kontakt mit IRA-68 S. cerevisiae-Zellen hinsichtlich der membranauftrennenden Wirkungen von SDS bei dieser für gewöhnlich nicht letalen Konzentration stimulierte.

BEISPIEL (xi)

Weitere Beweise dafür, daß Kontakt mit IRA-68 die Membranintegrität von Saccharomyces cerevisiae sprengt, wurden durch Färben von Zeilen mit Trypanblau gewonnen. Trypanblaufärben zeigt die Lebensfähigkeit von eukaryotischen Zellen mittels eines Farbstoffausschlußmechanismus. Zellen, die eine intakte Zellmembran aufweisen, lassen den Farbstoff nicht in die Zelle eintreten und werden somit nicht gefärbt. Nicht lebensfähige oder zerstörte Zellen, welche eine permeable Membran aufweisen, lassen den Farbstoff eintreten und färben sich blau. S. cerevisiae-Zellen wurden in Puffer (10&sup5; Zellen/ml), enthaltend 5% Sucrose, mit oder ohne 50mg/ml IRA-68 suspendiert. Nach 120-stündigem Kontakt mit IRA-68 färbten sich mehr als 80% der S. cerevisiae-Zellen blau, während sich nur 2-3% der Kontrollzellen, die nicht 1RA-68 ausgesetzt waren, färbten.

AUSFÜHRUNGSFORM III

Die vorliegende Ausführungsform wird in der Folge unter spezifischer Bezugnahme auf das Binden von Eisen aus Nahrungsmitteln wie Milch und Getränken auf Früchtebasis, einschließlich Fruchtsäften und Fruchtnektaren, beschrieben. Allerdings muß festgehalten werden, daß die vorliegende Ausführungsform zum Binden von Eisen aus flüssigen Phasen im allgemeinen verwendet werden kann.
Vorzugsweise wird eine Matrix verwendet, an welche eine eisenbindende Zusammensetzung entweder kovalent oder nichtkovalent gebunden wurde. Zu Beispielen für derartige Matrizen gehören Polymere, beispielsweise Polyethylen oder Polystyrol; Zusammensetzungen auf Glas- und Zellulosebasis, an welche die eisenbindende Zusammensetzung durch passive Adsorption oder kovalentes Binden gebunden wurde. Die mit der eisenbindenden Zusammensetzung beschichtete Oberfläche kann in Kontakt mit einem Nahrungsmittelprodukt gebracht werden, beispielsweise mit einem flüssigen Produkt wie Fruchtsaft, entweder als eine dazwischengeschaltete Patrone oder ein anderes Kontaktförderungssystem während eines Transferschrittes oder als Teil des Verpackungsmaterials. Dies dient dazu, das Eisen zu entfernen, welches das Wachstum von Mikroorganismen durch Chelatieren an die feste Phase unterstützt wodurch letztendlich die Lagerbeständigkeit des verpackten Produktes verlängert und/oder das Wachstum der unerwünschten oder pathogenen Organismen vermindert oder verhindert wird.
Ein guter Kontakt zwischen dem flüssigen Produkt in einem Behälter 8 und der eisenbindenden Zusammensetzung, welche an die Matrix im Behälter gebunden ist, wird durch relative Bewegung zwischen der Flüssigkeit 22 und der Bindungsfläche im Behälter hergestellt. Andererseits kann die eisenbindende Zusammensetzung an die Oberfläche einer getrennten Vorrichtung gebunden werden, welche das flüssige Produkt bewegt und aufschüttelt. Ein Abtrennen des gebundenen Eisens wird dann erreicht, wenn die Vorrichtung entfernt oder das flüssige Material aus dem Behälter gegossen wird, wobei das Eisen an die innere Oberfläche des geleerten Behälters gebunden bleibt.
Geeignete eisenbindende Zusammensetzungen um fassen Deferriferrichrom A, Dipyridyl, Pyrimin oder Mischungen davon.
Das Wesen der Immobilisierung der eisenbindenden Zusammensetzung an einen festen Träger kann entweder kovalent oder nicht kovalent sein. Das wichtige Merkmal dieser Wechselwirkung besteht darin, daß die Zusammensetzung, welche an den Träger immobilisiert wird, während des Schrittes der Eisenbindung fest gebunden bleibt und nicht freigesetzt wird. Kovalentes Binden der eisenbindenden Zusammensetzung kann durch eine breite Vielfalt an Verfahren erreicht werden, welche im Stand der Technik gut bekannt sind. In manchen Fällen kann es erstrebenswert sein, Bindeglieder oder Distanzarme miteinzuschließen, um der eisenbindenden Zusammensetzung zusätzliche Bewegungsfreiheit und/oder Kontakt mit dem flüssigen Material zu ermöglichen. Diese können während des Immobilisierungsschrittes eingegliedert werden.
Als Alternative zur kovalenten Jmmobilisierung kann es in einigen Fällen erstrebenswert sein, die eisenbindende Zusammensetzung durch hydrophobe Wechselwirkung nichtkovalent an eine Materialkontaktoberfläche zu binden. Eine wässerige Lösung einer eisenbindenden Zusammensetzung wird in Kontakt mit der Materialkontaktoberfläche, an welche die eisenbindende Zusammensetzung gebunden werden soll, inkubiert.
Eisenbindende Zusammensetzungen, welche auf diese Weise an Materialkontaktoberflächen gebunden sind, sind stabil, und die hergestellten Substrate können entweder in einer Pufferlösung gelagert oder ohne Aktivitätsverlust getrocknet werden. Die Konzentration der immobilisierten, eisenbindenden Zusammensetzung reicht aus, um eine erhebliche Hemmung der Mikroorganismen in behandeltem flüssigen oder festen Material zu bewirken.
Wenn eisenhältige Medien in Kontakt mit einer unlöslichen Matrix gebracht werden, welche die an ein Substrat gebundene eisenbindende Zusammensetzung umfassen, dann kann das Eisen quantitativ von einer freien zu einer gebundenen Form transferiert werden, wo sie nicht mehr für mikrobielle Wachstum zur Verfügung steht. Dieser quantitative Transfer erfolgt solange es überschüssige Bindungskapazität der unlöslichen Matrix in bezug auf das freie Eisen gibt und solange das Eisen nicht in einer unerschließbaren Form wie Häm zu einem Komplex gebildet ist.
Das Ergebnis dieses Transfers von Eisen zu einer unlöslichen Form ist, daß die Konzentration an freiem Eisen erheblich unter den für mikrobielles Wachstum erforderlichen unteren Grenzwert gesenkt wird. Somit wird das Wachstum von Mikroorganismen, welche das Medium verunreinigen, das sich in Kontakt mit der eisenbindenden Matrix befindet, im Vergleich mit der Situation, in welcher das Medium nicht in Kontakt mit einer derartigen Oberfläche gebracht wird, vermindert, wobei die Lagerbeständigkeit entsprechend gesteigert wird. Unter diesen Bedingungen besteht die einzige Möglichkeit, wie Mikroorganismen die Hemmung überwinden können, im Abbauen der eisenbindenden Matrix oder im Herstellen von eisenbindenden Substanzen (Siderophoren), welche höhere Bindungskonstanten als die Matrix aufweisen. In diesen Fällen wird vor dem Beginn des Wachstums noch immer eine beträchtliche Verzögerung beobachtet. Dies gilt insbesondere in letzerem Fall aufgrund der kinetischen Stabilität der unlöslichen Komplexe.
Bezugnehmend auf den Behälter 8, der in der Zeichnung dargestellt wird, funktioniert eine eisenbindende Zusammensetzung, welche an innere Oberflächen des Behälters 8 gebunden ist, derart, daß sie das Eisen im flüssigen Nahrungsmittel 22 bindet und immobilisiert. Auf Wunsch kann ein Bindungsprotein und/oder eine Substanz, welche den Stoffwechsel des Mikroorganismus blockiert, an einige oder alle innere Oberflächen des Behälters 8 gebunden werden.
Die vorliegende Ausführungsform wird wieder durch die folgenden Beispiele illustriert.

BEISPIEL I

Dieses Beispiel illustriert die Immobilisierung einer eisenbindenden Zusammensetzung auf Glasperlen.
Ferrichrom-A wurde direkt aus dem Medium von Ustilago spherogena durch Umkristallisieren gereinigt.
Dieser Eisenchelator wurde kovalent an Glas in der eisengesättigten Form gebunden, welche die eisenbindende Domäne schützt.
40 mg des umkristallisierten Ferrichrom A wurden in 40 ml Azeton, enthaltend 0,4 ml Pyridin, aufgelöst. Dazu wurden daraufhin 40 mg Tosylchlorid beigemischt, und die Reaktion wurde bei Raumtemperatur eine Stunde lang gerührt. In diesem Stadium wurden 2 Gramm Aminopropyl-Glasperlen mit kontrollierten Poren zu der Mischung zugegeben, und die Reaktion wurde weitere 4 Stunden lang durchgeführt. Danach wurde beobachtet, daß sich das rotgefärbte Ferrichrom-A größtenteils mit den Glasperlen verbunden hatte. Das Reaktionsgemisch wurde filtriert und zweimal mit Azeton, zweimal mit Wasser und schließlich weitere zwei Male mit Azeton gewaschen. Die orangeroten Perlen wurden getrocknet.

BEISPIEL II

Um das immobilisierte Ferrichrom-A-Produkt zu analysieren, welches mittels des Verfahrens aus Beispiel I hergestellt wurde, wurde mittels des Verfahrens aus diesem Beispiel der unspezifische Hintergrund für Reaktivität mit ungebundenem Eisen beseitigt.
Unreagierte, primäre Aminogruppen auf den Ferrichrom-A-Glasperlen wurden durch Reaktion mit Essigsäureanhydrid blockiert. Zwei Gramm Ferrichrom-A-Glasperlen wurden in 10 ml von 100:1 Azeton/Pyridin suspendiert. Dazu wurden 2,73 ml Essigsäureanhydrid zugegeben, und die Reaktion wurde mindestens eine Stunde lang inkubiert. Die Perlen wurden in Azeton gewaschen, gefolgt von zwei Waschungen mit Wasser und zusätzlichen zwei Waschungen mit Azeton. Die gewonnenen Perlen wurden vakuumgetrocknet.

BEISPIEL III

Dieses Beispiel illustriert ein Verfahren zum Regenerieren einer eisenbindenden Zusammensetzung, welche gebundenes Eisen enthält. Gebundenes Eisen wurde vom immobilisierten Ferrichrom-A durch Suspendieren von 1 Gramm der Ferrichrom-A-Glasperlen in 5 ml Wasser und Zugeben von 0,25 ml an 1 M KSCN und 5 mg an Natriumdithionit entfernt. Das Reaktionsgemisch wurde zumindest eine Stunde lang stehen gelassen, und während dieser wurde beobachtet, daß die Farbe der Glasperlen verloren ging. Die enteisenten (Deferriferrichrom-A) Perlen wurden daraufhin zweimal mit Wasser und zweimal mit Azeton gewaschen. Daraufhin wurden die Deferriferrichrom-A-Glasperlen getrocknet und durch Behandlung mit 80% Ethanol sterilisiert.

BEISPIEL IV

Dieses Beispiel illustriert das Hemmen des Wachstums von Bakterien durch das Verfahren dieser Ausführungsform.
Ein psychrotropher Stamm von Pseudomonas fluorescens wurde aus verdorbener Milch abgetrennt. 10³ CFU dieser Zellen wurden in 5ml-Aliquote eines Mediums, bestehend aus 6 Gramm Na&sub2;HPO&sub4;, 3 Gramm KH&sub2;PO&sub4;, 0,5 Gramm NaCl, 1 Gramm NH&sub4;Cl, 2 Gramm Glukose, 0,002 M MgSO&sub4; und 0,0001 M CaCl&sub2;, geimpft. Die Eisenkonzentration des Mediums wurde als 1,2 uMol/l bestimmt. Gleichzeitig mit der Zugabe der Zellen wurden 10mg der DFFA-derivierten Glasperlen einigen der Proben zugegeben, während mit Essigsäurcanhydrid überzogene Aminopropyl-Glasperlen den anderen zugegeben wurden. Die Proben wurden bei 11ºC inkubiert, das Wachstum wurde durch Bestimmen des CFU/ml mittels Plattenzählung zu verschiedenen Zeitpunkten bewertet. Die Ergebnisse zeigten, daß das Wachstum der Bakterienzellen durch die Zugabe des immobilisierten Eisenchelators erheblich gehemmt wurde. In diesen Proben kam es nach einer ausgedehnten Verzögerungsphase schlußendlich zu einem Wachstum.

BEISPIEL V

Dieses Beispiel illustriert, daß Desferrioxamin-B nicht als eisenbindende Zusammensetzung im vorliegenden Verfahren geeignet ist.
Desferrioxamin-B (Desferal , Ciba-Geigy) wurde an Agarose-Perlen gekoppelt, welche mit CNBr wie im Stand der Technik bekannt modifiziert worden waren. Kovalente Bindung trat zwischen der primären Aminogruppe von Desferal und den Agarose-Perlen auf, und der Eisenchelator behielt seine eisenbindende Fähigkeit, wie durch Untersuchungen festgestellt wurde, welche zu jenen, die in vorangehenden Beispielen beschrieben wurden, analog waren. Eine Wachstumsuntersuchung, die jener in Beispiel IV beschriebenen ähnelt, wurde durchgeführt, außer daß eine äquivalente Menge an Desferal-Agarose anstelle von DFFA-Glasperlen zugegeben wurde. Es wurde keine Hemmung des Wachstums beobachtet, selbst wenn ein erheblicher Überschuß an eisenbindender Matrix gegenüber dem verfügbaren Eisen zugegeben wurde; demnach waren die Bakterien in der Lage durch direkte oder indirekte Konkurrenz Eisen, welches an die Desferal-Agarose gebunden war, zu nutzen.

BEISPIEL VI

(Dieses Beispiel könnte auch als in AUSFÜHRUNGSFORM II eingefügt betrachtet werden).
Dieses Beispiel illustriert das Verweigern von für das Wachstum von Saccharomyzes erforderlichen Bestandteilen durch tertiäre Amine in einem Wachstumsmedium.
IRA-94 und IRA-68 (Rohm & Haas) wurden mit einem komplexen Medium, enthaltend mehrere "Pools" an Wachstumsfaktoren, inkubiert, wobei das Medium die folgenden Bestandteile enthielt:

Stickstoffquelle

Ammoniumsulfat 3,5 g/l

Kohlenstoffquelle

Sucros 5,0 g/l

Vitamine

Pool 1 (Biotin 2,0 ug/l
(Kalziumpanthothenat 400,0 ug/l
(Folsäure 2,0 ug/l
Pool 2 (Inositol 2000,0 ug/l
(Niacin 400,0 ug/l
(p-Aminobenzoesäure 200,0 ug/l
Pool 3 (Pyridoxin HCL 400,0 ug/l
(Riboflavin 200,0 ug/l
(Thiamin HCL 400,0 ug/l

Spurenelemente

Pool 4 (Borsäure 500,0 ug/l
(Kupfersulfat 40,0 ug/l
(Kaliumjodid 100,0 ug/l
Pool 5 (Mangansulfat 400,0 ug/l
(Natriummolybdat 200,0 ug/l
(Zinksulfat 400,0 ug/l
(Eisenchlorid 200,0 ug/l

Salze

Monokaliumdihydrogenphosphat 1,0 g/l
Magnesiumsulfat 0,5 g/l
Natriumchlorid 0,1 g/l
Kalziumchlorid 0,1 g/l
Nach 48-stündigem Kontakt des Mediums mit fRA-68 oder IRA-94 wurde das behandelte Medium mit Saccharomyzes-Zellen beimpft. Mit IRA-94 behandeltes Medium unterstützte das Wachstum nicht, während mit IRA-68-Perlen behandeltes Medium ein Wachstum aufwies, welches mit jenem des unbehandelten Mediums vergleichbar war. Das mit IRA-94 behandelte Medium unterstützte das Wachstum von Saccharomyzes, wenn alle Nährstoffpools gleichzeitig wieder zugegeben wurden.
Das vorliegende Verfahren bietet die folgenden Vorteile:
A) Die Wirkstoffe werden auf einfache Weise entweder passiv oder aktiv (kovalent) durch chemische Behandlung an die Matrix gebunden.
B) Die Matrix kann Polymer, Glas, Edelstahl usw. sein.
C) Es werden nur nichttoxische, nahrungsmittelverträgliche Stoffe verwendet.
D) Die Migration der Wirkstoffe und der Matrixmaterialien zum behandelten Material ist vernachlässigbar gering.
E) Die organoleptischen und nährstoffspezifischen Eigenschaften von Nahrungsmitteln bleiben erhalten.
F) Aktive, auf Affinität beruhende Extraktionssysteme von Zellen oder Wachstumsfaktoren werden erreicht, welche andere Bestandteile intakt oder unbeeinträchtigt lassen.
G) Die Systeme bauen auf biologischen Grundlagen auf.
H) Spezifische und unspezifische Affinitäten sind möglich wie in Ausführungsform I und II. Regeneration von Wirkstoffen ist möglich für Ausführungsform I und III.
J) Aktive mikrobiologische Steuerungssysteme werden zur mikrobiologischen Stabilisierung nach dem Befüllen von Behältern vorgesehen.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Die vorliegenden Ausführungsformen können in einer breiten Vielfalt an industriellen Bereichen, vor allem im Bereich der Verpackungsindustrie, angewendet werden.

Claims

1. Verfahren zum Steuern des Wachstums von Mikroorganismen in einem verpackten Material (22) in Form eines komplexen Mediums und bestehend aus Flüssigkeit, worin das Material (22) mit einer im wesentlichen unlöslichen, immobilisierten, wachstumshemmenden Substanz an einer Oberiläche (10, 12, 14, 16) eines Verpackungsmaterials (8) in Berührung gebracht wird, wobei die Substanz eine Zusammensetzung aufweist, die hinsichtlich des verpackten Materials (22) aktiv sein soll, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine aktive Substanz kein Enzym ist und daß die Aktivität durch das Erzeugen von relativer Bewegung zwischen dem Material und der(den) aktiven Substanz(en) gefördert wird

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die oder jede aktive Substanz aus der Gruppe ausgewählt wird, die sich aus Lektinen, Polysacchariden, Antikörpern, Metallchelatoren und Amin enthaltenden Verbindungen zusammensetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin die aktive(n) Substanz(en) eine Bindesubstanz umfaßt(umfassen), welche eine Bindungsaffinität zu bestimmten Bestandteilen im verpackten Material (22) aufweist, um dadurch die bestimmten Bestandteile zu binden, wobei die Bindesubstanz eine große Bindungsaffinität zu den bestimmten Bestandteilen jedoch eine geringe Bindungsaffinität zu anderen Bestandteilen im verpackten Material (22) aufweist, welche dazu neigen, die Bindung der bestimmten Bestandteile zu hemmen

4. Verfahren nach Anspruch 3, wonn die bestimmten Bestandteile die Mikroorganismen sind.

5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, worin die aktive(n) Substanz(en) eine Amin enthaltende Verbindung umfaßt(umfässen), wobei das An-in dazu verfügbar und in der Lage ist, Mikroorganismen im Material (22) in ausreichendem Maße zu schädigen, um ihr Wachstum im Material (22) zu hemmen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, worin die Verbindung ein tertiäres Amin ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, worin die Verbindung ein teilweise oxidiertes. tertiäres Amin ist.

8. Verfahren, welches das Bereitstellen eines Materials (22) in Form eines komplexen Mediums, welches Mikroorganismen enthalten kann, und das Steuern des Wachstums der Mikroorganismen im komplexen Medium (22) durch Zusammenbringen des komplexen Mediums mit einer Oberfläche umfaßt, die eine aktive Substanz in Forrn einer Bindesubstanz aufweist, welche eine Bindungsaffinität zu den Mikroorganismen im komplexen Medium aulweist, um dadurch die Mikroorganismen zu binden, wobei die Substanz eine hohe Bindungsaffinität für die Mikroorganismen jedoch eine geringe Bindungsaffinität für jene Bestandteile im komplexen Medium aufweist, die nicht die Mikroorganismen sind, wobei die aktive Substanz kein Enzym ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, worin die Bindesubstanz ein Lektin oder eine Ainin enthaltende Verbindung ist.

10. Verfahren zum Steuern des Wachstums von Mikroorganismen in einem Material (22) in Form eines komplexen Mediums, worin das Material (22) mit einer aktiven Substanz in Beruhrung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Substanz in Form einer immobilisierten, Amin enthaltenden Verbindung vorliegt, wobei das Amin dazu verftlgbar und in der Lage ist, Mikroorganismen im Material (22) in ausreichendem Maße zu schädigen, um ihr Wachstum im Material (22) zu hemmen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, worin die Verbindung ein tertiäres Amin ist.

12. Verfahren nach Anspruch 10, worin die Verbindung ein teilweise oxidiertes, tertiäres Amin ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11, worin die Verbindung die folgende Formel aufweist: (polymer A)

worin n von 1 bis 6 und x von 1 bis 18 beträgt.

14. Verfahren nach Anspruch 12, worin das tertiäre Amin vor der teilweisen Oxidation die folgende Formel aufweist: (Polymer B)

worin n von 1 bis 6 und x von 1 bis 18 beträgt.

15. Verfahren zum Steuern des Wachstums von Mikroorganismen in einem Material (22) in Form eines komplexen Mediums durch Zusammenbringen des komplexen Mediums mit einer aktiven Substanz in Form einer Bindesubstanz, die eine Bindezusammensetzung umfaßt, welche eine Affinität für zumindest ein Spurenmetall aufweist, das einen biologischen Wachsturnsfaktor von Mikroorganismen im komplexen Medium darstellt, worin eine Bindezusammensetzung verwendet wird, welche eine Bindungskonstante und eine kinetische Stabilität zum Binden des(der) Spurenmetalls(Spurenmetalle) schafft, welche ausreicht, daß die Bindezusamrnensetzung erfoigreich mit Mikroorganismen in Konkurrenz hinsichtlich des(der) Spurenmetalls(Spurenmetalle) tritt und das(die) gebundene(n) Spurenmetall(e) zurückhält, wodurch die Verfügbarkeit des(der) Spurenmetalls(Spurenmetalle) für die Mikroorganismen eingeschränkt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, worin die Bindezusammensetzung Pyrimin ist.

17. Verfahren nach Anspruch 15, worin die Bindezusarnmensetzung eine Annin enthaltende Verbindung ist.

18. Verfahren nach Anspruch 15, worin das Spurenmetall ein dreiwertiges Eisen ist und die Bindezusammensetzung eine Bindungskonstante für dreiwertiges Eisen von mindestens 10³&sup0; Liter/Mol und eine Kapazität zum Bilden eines kinetisch stabilen Komplexes mit dreiwertigem Eisen aufweist, der mindestens zehnmal stabiler ist als jener von Ferrioxamin B.

19. Verfahren nach Anspruch 3 oder einem der Anspruche 4 bis 7, die auf Anspruch 3 rückbezogen sind, worin das Verpackungsmaterial (8) ein Verteilungsbehälter (8) ist, wobei die Bindewirkung durch die durch die Handhabung des Behälters (8) bewirkte relative Bewegung zwischen dem Material (22) und der Bindesubstanz verstärkt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 8, 10 oder 15, worin das Material (22), welches flüssig ist, mit der aktiven Substanz in Berührung gebracht wird, indem es über eine Oberfläche hinwegführt wird, auf welcher sich die aktive Substanz befindet.

21. Verfahren nach Anspruch 8, 10 oder 15, worin die Aktivität der aktiven Substanz durch die relative Bewegung zwischen dem Material (22) und der aktiven Substanz verstärkt wird.

22. Verpackungsmaterial (8), welches an einer seiner Oberflächen (10, 12, 14, 16) eine im wesentlichen unlösliche, immobilisierte, wachstumshemmende Substanz aufweist, für das Zusammenbringen mit einem anderen Material (22) in Form eines komplexen Mediums, welches Flüssigkeit umfaßt, wobei die Substanz eine Zusammensetzung aufweist, die hinsichtlich des anderen Materials (22) aktiv wird, um das Wachstum von Mikroorganismen im anderen Material (22) zu hemmen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl an aktiven Substanzen vorliegt, welche keine Enzyme sind.

23. Verpackungsmaterial nach Anspruch 22, worin die aktiven Substanzen aus der Gruppe ausgewählt sind, welche sich aus Lektinen, Polysacchariden, Antikörpern, Metallchelatoren und Amin enthaltenden Verbindungen zusammensetzt.

24. Verpackungsmaterial nach Anspruch 21 oder 22, worin die aktiven Substanzen eine Bindesubstanz umfassen, welche eine Bindungsaffinität zu bestimmten Bestandteilen im anderen Material (22) aufweist um dadurch die bestimmten Bestandteile zu binden, wobei die Bindesubstanz eine große Bindungsaffinität zu den bestimmten Bestandteilen und eine geringe Bindungsaffinität zu anderen Bestandteilen im anderen Material (22) aufweist, welche dazu neigen, die Bindung der bestimmten Bestandteile zu hemmen.

25. Verpackungsmaterial nach Anspruch 24, wobei die bestimmten Bestandteile die Mikroorganismen sind.

26. Verpackungsmaterial nach Anspruch 24 oder 25, worin die Bindesubstanz ein Lektin oder eine Amin enthaltende Verbindung ist.

27. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 22 bis 26, worin ein Enzym mit den aktiven Substanzen assoziiert ist

28. Verpackungsmaterial (8) welches an einer seiner Oberflächen (10, 12, 14, 16) eine im wesentlichen unlösliche, immobilisierte, wachstumshemmende Substanz aufweist, für das Zusammenbringen mit einem anderen Material (22) in Form eines komplexen Mediums, welches Flüssigkeit umfaßt, wobei die Substanz eine Zusammensetzung aufweist, die hinsichtlich des anderen Materials (22) aktiv wird, um das Wachstum von Mikroorganismen im anderen Material (22) zu hemmen, worin die aktive(n) Substanz(en) eine Amin enthaltende Verbindung umfaßt (umfassen), wobei das Amin dazu verfügbar und in der Lage ist, Mikroorganismen im anderen Material (22) in ausreichendem Maße zu schädigen, um ihr Wachstum im anderen Material (22) zu hemmen.

29. Verpackungsmaterial nach Anspruch 28, worin die Verbindung ein tertiäres Amin ist.

30. Verpackungsmaterial (8), welches an einer seiner Oberflächen (10, 12, 14, 16) eine im wesentlichen unlösliche, immobilisierte, wachstumshemmende Substanz aufweist, für das Zusammenbringen mit einem anderen Material (22) in Form eines komplexen Mediums, welches Flüssigkeit umfaßt, wobei die Substanz eine Zusammensetzung aufweist, die hinsichtlich des anderen Materials (22) aktiv wird, um das Wachstum von Mikroorganismen im anderen Material (22) zu hemmen, worin die aktive(n) Substanz(en) eine Bindesubstanz in Form einer Bindezusammensetzung umfäßt(umfassen), welche eine Affinität für zumindest ein Spurenmetall aufweist, welches einen biologischen Wachstumsfaktor darstellt, und eine Bindungskonstante und eine kinetische Stabilität zum Binden des(der) Spurenmetalls(Spurenmetalle) schafft, die ausreicht, daß die Bindezusammensetzung erfolgreich mit Mikroorganismen in Konkurrenz hinsichtlich des(der) Spurenmetalls(Spurenmetalle) tritt und das(die) gebundene(n) Spurenmetall(e) zurückhält, wodurch die Verfügbarkeit des(der) Wachstumsfaktors(Wachstumsfaktoren) für die Mikroorganismen eingeschränkt wird

31. Verpackungsmaterial nach Anspruch 30, worin die Bindezusammensetzung Pyrimin ist

32. Verpackungsmaterial nach Anspruch 30, worin die Bindezusammensetzung eine Affinität für dreiwertiges Eisen und eine Bindungskonstante für dreiwertiges Eisen von mindestens 10³&sup0; Liter/Mol und eine Kapazität zum Bilden eines kinetisch stabilen Komplexes mit dreiwertigem Eisen aufweist, der mindestens zehnmal stabiler ist als jener von Ferrioxamin B.

33. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 22 bis 27, worin die aktiven Substanzen sich in unterschiedlichen Zonen der Oberfläche (10, 12, 14, 16) befinden.

34. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 22 bis 27, worin die aktiven Substanzen über die Oberfläche (10, 12, 14, 16) hinweg untereinander vermischt werden.

35. Kombination eines komplexen Mediums (22), einer Bindesubstanz mit einer Bindungsafflnität zu Mikroorganismen im Medium, um dadurch die Mikroorganismen zu binden, und eines Biozids zum Inaktivieren der Mikroorganismen, wobei die Bindesubstanz an einer Oberfläche, welche mit dem komplexen Medium (22) in Berührung kommt, immobilisiert ist.

36. Kombination nach Anspruch 35, worin die Bindesubstanz ein Lektin oder eine Amin enthaltende Verbindung ist.

37. Kombination nach Anspruch 36, worin die Verbindung ein tertiäres Amin ist.

38. Kombination nach einem der Ansprüche 35 bis 37, worin das Biozid eine Amin enthaltende Verbindung ist.

39. Verwendung einer aktiven Substanz, um Mikroorganismen in einem komplexen Medium in ausreichendem Maße zu schädigen, um ihr Wachstum im Medium zu hemmen, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Substanz eine Amin enthaltende Verbindung umfaßt, welche an einer Oberfläche, die mit dem komplexen Medium in Berührung kommt, immobilisiert ist.

40. Verwendung einer aktiven Substanz nach Anspruch 39, worin die Verbindung ein tertiäres Amin ist.

41. Verwendung einer aktiven Substanz nach Anspruch 39, worin die Verbindung ein teilweise oxidiertes, tertiäres Amin ist.