DE4343128A1 - Germizide, enzymhaltige Zubereitungen - Google Patents

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft germizide, enzymhaltige Zubereitungen sowie deren Herstellung und Anwendung, wobei als germizider Wirkstoff Natrium-Tosylchloramid (Chloramin T) zur Anwendung kommt.

Stand der Technik

In der medizinischen Praxis werden aus Gründen einer Infektionsprophylaxe vielfältige Desinfektionsmaßnahmen ausgeführt (vgl. Kirk Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd. Ed. Vol. 13, 223-253, Vol. 7, 793-832, J. Wiley). Zum Beispiel wird die antibakterielle, "desinfizierende" Wirkung von Alkoholen seit langem genutzt.

Die antimikrobische Wirkung bestimmter Chemikalien setzt voraus, daß es zu einer effektiven Einwirkung der Chemikalie auf den Mikroorganismus kommt. Sie beruht in der Regel auf einer störenden bzw. zerstörenden Wechselwirkung mit wichtigen funktionellen Einheiten oder Strukturelementen der Mikroorganismen, wobei die Angriffspunkte einzelne Enzyme, Zellmembrane, Zellbestandteile, Cytoplasma u. a. darstellen können. Quartäre Ammoniumsalze greifen - so weiß man - an der Oberfläche der cytoplasmatischen Membran an und heben das geregelte osmotische Geschehen in der Zelle auf. Phenole führen Eiweißfällungen herbei, Aldehyde wie Formaldehyd, Glutaraldehyd, Acrolein u. a. wirken alkylierend auf die Amino- und die Sulfhydrylgruppen von Proteinen.

Es versteht sich, daß die als Desinfektionswirkstoffe eingesetzten Chemikalien in einer Zubereitung zum Einsatz kommen müssen, die außer dem Wirkungsort und -mechanismus, d. h. der Reaktivität allgemein auch die Verträglichkeiten, Materialbeeinflussung, Wirkung auf die menschliche Haut, Schleimhäute etc. mit einbezieht und entsprechende, zweckorientierte Berücksichtigung finden müssen.

Der Stand der Technik bedient sich beispielsweise besonders wäßriger aldehydischer Zubereitungen als wirksame Desinfektionsmittel für Flächen, Instrumente und Wäsche. Allerdings ist eine kombinierte gleichzeitige Reinigung aufgrund der Reaktivität der Aldehyde im alkalischen Milieu in der Praxis nicht ausführbar. Für die gleichzeitige Reinigung und Desinfektion von festen und textilen Oberflächen sind dagegen an sich bekannte alkalische Zubereitungen bestimmter Phenole anwendbar, die aber einerseits Lücken im antimikrobiellen Wirkungsspektrum aufweisen und andererseits aufgrund ihrer Struktur (halogenierte Phenol-Derivate) begründete ökologische Bedenken auslösen.

Aufgabe und Lösung

Es bestand daher die Aufgabe der Hygiene-Praxis, eine den modernen Anforderungen genügende Zubereitung mit gleichzeitig reinigender und desinfizierender Wirkung zur Verfügung zu stellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe trugen bislang unveröffentlichte Untersuchungen zum Reaktionsverhalten von Natrium- Tosylchloramid ("Chloramin-T", CAS-Registrier No. 127-65-1) bei, die zu einer neuen Bewertung führen. Die antimikrobielle und virusinaktivierende Wirkung von Chloramin T ist seit langem bekannt und hat bereits in der Vergangenheit zu breiten Anwendungen im Sinne von Desinfektion und Sanitation geführt (vgl. Kirk-Othmer, loc.cit., Vol. 2, pg. 802). Diese Wirkungen von Chloramin T führte man auf die Entstehung von Hypochlorit in wäßriger Lösung zurück. Bei Anwendung moderner analytischer Methoden gelingt allerdings der Nachweis der Entstehung von Hypochlorit im System Chloramin T/Wasser nicht.

Es wurde nun gefunden, daß germizide enzymhaltige Zubereitungen gemäß der vorliegenden Erfindung die Anforderungen der Technik, insbesondere hinsichtlich ihrer reinigenden und desinfizierenden Wirkung im besonderen Maße erfüllen.

Die Erfindung betrifft demnach germizide enzymhaltige Zubereitungen WZ mit reinigender und desinfizierender Wirkung enthaltend

• a) in Wasch- und Reinigungsmitteln übliche Builder BL
• b) in Wasch- und Reinigungsmitteln übliche Alkalien AL
• c) Natrium-Tosylchloramid (Chloramin T, TCA bzw. CAT)
• d) in Wasch- und Reinigungsmitteln übliche Tenside DT
• e) in Wasch- und Reinigungsmitteln einsatzfähige Enzyme E
• f) übliche Hilfsstoffe WH

Als besonderer Vorteil muß gelten, daß die germiziden, enzymhaltigen Zubereitungen WZ mit reinigender und desinfizierender Wirkung nach dem Sprüh-Mischverfahren in Pulverform hergestellt werden können, und daß sie sich leicht in fertige Gebrauchslösungen mit überraschend guter Reinigungswirkung bei ausgezeichneter bakterizider, fungizider und virusinaktivierender Eigenschaften überführen lassen.

Die in Wasch- und Reinigungsmitteln üblichen Builder (a) bzw. Buildersysteme, wie z. B. Phosphate, Silikate, Zeolithe, Polycarboxylate, Zitrate u. a. übernehmen neben Reinigungs-, Wasserenthärtungs- und Komplexbildungs­ aufgaben die Funktion, fließfähige Pulver herstellen zu können. Die in Wasch- und Reinigungsmitteln üblichen Alkalien (b) dienen dazu, in den Reinigungsflotten einen für Reinigungsprozesse geeigneten pH-Wert einzustellen, im allgemeinen im alkalischen Bereich pH 8. Es handelt sich vorzugsweise um Alkalihydroxide bzw. Alkalisalze schwacher Säuren wie Alkalicarbonate und Alkalihydrogen-carbonate, insbesondere die Natriumverbindungen, daneben auch Kaliumverbindungen, zum Teil auch entsprechende Magnesiumverbindungen. Die Komponente (c), das Tosylchloramid-Natrium (Chloramin T) gilt bereits seit geraumer Zeit als "Halogen-containing Antimicrobial Agent" mit Wirkungsrichtung "Germizid" und ist als solches im Handel (vgl. Kirk-Othmer loc.cit., Vol. 13, 230; DE-A 22 26 987)
Der Anteil der Komponente (c) an den germiziden enzymhaltigen Zubereitungen WZ liegt im Bereich 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-% bezogen auf die Bestandteile unter Ausschluß von Wasser.

Als praxisübliche Tenside DT der Komponente (d) können sowohl anionische als nichtionische als amphotere Tenside eingesetzt werden in den dafür üblichen Einsatzmengen (vgl. Kirk-Othmer, 3rd. Ed. Vol. 8, 68-74, J. Wiley, Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th. Ed. Vol. A8, 315-448, VCH 1987). Als nichtionische Tenside werden insbesondere alkoxylierte Alkoholderivate, ethoxylierte Phenolderivate sowie Alkylpolyglucoside eingesetzt. Genannt seien beispielsweise Fettalkohol­ ethoxylate (5-15 Ethylenoxideinheiten) und Alkylphenolethoxylate (5-15 Ethylenoxideinheiten). Als anionische, oberflächenaktive Stoffe kommen z. B. solche mit Seifencharakter, z. B. die Alkalisalze höherer Fettsäuren, die Sulfatester längerkettiger Fettalkohole, Alkylbenzolsulfonate u. ä. in Frage.

Als amphotere Tenside seien z. B. Fettsäurepropylamido­ ammoniumbetain-Derivate genannt. Der Anteil der Tenside DT der Komponente (d) an den germiziden, enzymhaltigen Zubereitungen WZ liegt vorzugsweise im üblichen Bereich. Als obere Grenze seien gewöhnlich bis 40 Gew.-%, vorzugsweise bis 30 Gew.-%, angesetzt, insbesondere bis 25 Gew. -%, während die untere Grenze von 1 Gew. -% gewöhnlich nicht unterschritten wird. (Werte bezogen auf die Bestandteile von WZ unter Ausschluß von Wasser). Die in Wasch- und Reinigungsmitteln geeigneten Enzyme E der Komponente (d) umfassen in erster Linie Proteasen PE, vorzugsweise in Kombination mit anderen hydrolytisch wirksamen Enzymen wie Lipasen LE und Amylasen AE, sowie in Spezialfällen Cellulasen.

Der Einsatz von Enzymen in Waschprozessen geht auf Otto Röhm (DE 2 83 923/1913) zurück.

Als Enzyme E kommen insbesondere die unter den Bedingungen der Wasch- und Reinigungsprozesse, d. h. im alkalischen Bereich und in Anwesenheit von Tensiden, oxidierend wirkenden Agentien und anderen üblichen Wasch- und Reinigungsmittelbestandteilen sowie bei erhöhter Temperatur anwendbaren Vertreter in Frage. (vgl. Kirk- Othmer, 3rd. Ed. Vol. 9, 138-148, J. Wiley 1980; H.J. Rehm & G. Reed, Biotechnology Vol. 7a, 643-652, VCH 1987). Diese können sowohl pflanzlichen, tierischen als auch mikrobiologischen Ursprungs sein. Sie haben gemeinsam, daß ihr pH-Wirkungsoptimum im alkalischen Bereich (pH mindestens 8) liegt und daß sie die o.g. Stabilitätskriterien erfüllen.

Die Proteasen [EC 3.4.21]

Als Quellen für alkalische Proteasen - mit gewöhnlich einem Wirkungsoptimum im Bereich pH 8-13 - haben sich vor allem die mikrobiologisch gewonnenen eingeführt. An erster Stelle zu nennen sind alkalische Proteasen bakterieller Herkunft, daneben Pilzproteasen. Von besonderer Bedeutung sind in dieser Hinsicht Bacillus Stämme wie B.licheniformis, B.subtilis, B.firmus, B.alcalophilus, B.polymixa, B.mesentericus, ferner Streptomyces-Arten wie S.alcalophilus. Voraussetzung für den Einsatz innerhalb der vorliegenden Erfindung ist - neben der Zugänglichkeit - selbstverständlich die Zulassung. Zu den im "Food-Bereich" zugelassenen Enzymen gehören in den USA aus Aspergillus niger, Aspergillus oryzae und Bacillus subtilis gewonnene.

Es handelt sich vor allem um Serin-aktive alkalische Proteasen mit breiter Substrat-Spezifität, die mindestens im pH-Bereich 9 aktiv und ausreichend stabil sind. Solche Proteasen sind in US-A 3 674 643 oder JP-A 58-134 990 beschrieben. Üblich ist z. B. eine alkalische Protease aus Bacillus licheniformis: Subtilisin BPN′ (EC 3.4.21.14) , darüber hinaus sind die Enzyme ESPERASE und SAVINASE (Novo Industri, Bagsvaerd, DK), sowie KAZUSASE (Showa Denko Ltd. JP), MAXATASE (Gist), NAGASE (Nagase Co., JP), MONLASE 110 (Monsanto), OPTICLEAN (Solvay) u. a. im besagten Bereich aktiv. Die Bestimmung der proteolytischen Aktivität wird i.A. nach Löhlein- Volhard [LV-Einheiten, vgl. Das Leder, 22, 121-126 (1971)] bzw. nach M.L.Anson, J. Gen. Physiol. 22, 79 (1939), vorgenommen.

Als Richtwert sei ein Gehalt von 0,5-5 Gew.-% Protease PE (bei einer Aktivität von 25-30 Anson-Einheiten AE pro Gramm) angegeben (bezogen auf die Bestandteile von WZ unter Ausschluß von Wasser).

Die Lipasen [EC 3.1.1.3]

Im Einklang mit den üblichen Definitionen handelt es sich bei den erfindungsgemäß anzuwendenden Lipasen um Esterasen, welche Glycerinester der Fettsäuren in wäßriger Emulsion hydrolysieren (Chem. Abstr. Registry No. 9001-62-1). Bevorzugt findet die Spaltung der Triglyceride in 1,3-Stellung statt. Im Gegensatz zu den einschlägig verwendeten Lipasen des Standes der Technik mit einem Einsatzbereich von pH 6-9 haben die erfindungsgemäß eingesetzten Lipasen ein ausgeprägtes Wirkungsoptimum (z. B. gegenüber Olivenöl oder Tributyrin) zwischen pH 9 und 11. Derartige alkalische Lipasen wurden speziell für die Wasch- und Reinigungsmittelindustrie entwickelt. Sie sind mikrobiologischen Ursprungs. Potentielle Quellen für derartige, gegebenenfalls genetisch veränderte Mikroorganismen-Stämme sind insbesondere Pilze und Bakterien. Gewisse alkalische Lipasen kommen z. B. in Pseudomonas-Stämmen vor. Weiter kommen Rhizopus sp. Candida sp. Chromobacterium sp. als Lipase-Lieferanten in Frage. Weitere wichtige Lipase-Produzenten sind Geotrichium sp., Aspergillus spp., Mucor sp., Penicillium sp., Corynebacterium sp., Propionibacterium sp. und Achromobacter sp. Genannt seien speziell Rhizopus arrhizus und Rh.oryzae, Candida cylindracea, Chromobacterium viscosum, Geotrichium candidum, Mucor miehi, Mucor pusillus, Penicillium roqueforti und P.cyclopium, Corynebacterium acne, Propionibacterium shermanii, Achromobacter lipolyticum, Aspergillus niger, insbesondere Aspergillus oryzae. Als besonders geeignet wurden auch gewisse genetisch veränderte Stämme befunden, z. B. eine alkalische Lipase aus einem durch Rekombination gewonnenen Aspergillus oryzae-Stamm mit ausgeprägtem Aktivitiätsoptimum zwischen pH 9 und 11 oder eine unter der Bezeichnung Lipolase®TM 30T im Handel befindliche Lipase (NOVO INDUSTRI A/S, DK 2880 Bagsvaerd, Dänemark).

In herkömmlicher Weise wird die Aktivitätsbestimmung von Lipasen mit Olivenöl als Substrat durchgeführt, ferner mit Triacetin und Tributyrin. [Vgl. M. S´m´riva et al. Biochemistry 10, 2143 (1971); Pharmaceutical Enzymes, edited by R. Ruyssen and A. Lauwers 1978, (FIP)].

Soweit die fettspaltende Aktivität in Kilo-Lipase-Units (Einheit = KLCA) ausgedrückt wird, wird unter den Standardbedingungen 40 Grad C, pH = 5,5 mit Tributyrin als Substrat gearbeitet. (Vgl. M. Semeriva, oben zitierte Literaturstelle).

Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird die Lipaseaktivität in LCA-Einheiten angegeben, wobei jedoch bei pH 9,5 gemessen wird. Erfindungsgemäß werden die Lipasen so eingesetzt, daß bei pH 9,5 in der Reinigungsflotte eine Lipaseaktivität von 100-10 000 LCA, vorzugsweise 2000 bis 4000 LCA vorhanden ist.

Die α-Amylasen [EC 3.2.1.1]

α-Amylasen AE (Chem. Abstr. Registry No. 9000-90-2) kommen zwar bekanntlich u. a. in Mikroorganismen, Pflanzen und in der Pankreasdrüse vor, sie können aber vorteilhaft aus Bakterien und Pilzkulturen gewonnen werden. Genannt seien Bacillus-Arten wie B.licheniformis, B.subtilis, B.mesentericus, B.polymixa, B.amyloliquefaciens Dabei haben die aus B.licheniformis gewonnenen Amylasen den Vorteil der höheren Alkalitoleranz gegenüber den Bakterien-Amylasen aus B.subtilis.

Genannt sei z. B. als α-Amylase TERAAMYL® der Novo Industri.

Die Aktivität von α-Amylasen unter Verwendung von Stärke als Substrat kam nach der Methode von Sandsted, Kneen & Bliss (Cereal Chem. 16, 172 (1939)) sowie Technical Bulletin Nr. 1024 US Dpt. of Agriculture bestimmt werden.

Dabei ist 1 Amylaseneinheit (= 1 SKB-Einheit) diejenige Enzymmenge, die bei 30 Grad C imstande ist, 1 g lösliche Stärke im Laufe von 1 Stunde zu dextrinieren. Desweiteren können noch Pectinasen, Nucleasen und/oder Oxidoreductasen in der Komponente (e) anwesend sein bzw. zugesetzt werden (vgl. Ullmanns Encyclopädie der Techn. Chemie, 4. Aufl. Bd. 10, S. 522-526, VCH 1975).

Die Durchführung des Sprüh-Mischverfahrens kann unter Verwendung der üblichen Vorrichtungen und in einer Anlehnung an die üblichen Verfahren erfolgen [vgl. Ullmann′s Encyclopedia loc.cit. Vol. A8, pg. 389-390, VCH, 1987; H.E. Tschakert, Seifen, Öle, Fette, Wachse 98, 607, 661 (1972)]. Beim Sprühmischverfahren werden die festen Bestandteile vorgelegt und vorgemischt und danach die flüssigen Komponenten auf die bewegte, feste Pulvervorlage aufgesprüht und damit homogen verteilt.

BEISPIELE Beispiel 1

Typische erfindungsgemäße Reinigungs- und Desinfektionsmittel haben nachstehende Zusammensetzung

Die Zubereitungen 1A-C erweisen sich in verdünnter, wäßriger Gebrauchslösung als wirksame Mittel bei gleichzeitig gutem Reinigungseffekt zur Instrumentendesinfektion (ärztliches Instrumentarium, klinisch-chemisches Laborinstrumentarium u. ä.) zur Flächendesinfektion (Böden, Fliesen etc.) und zur Wäschedesinfektion im Bad-Verfahren.

Beispiel 2

Weitere erfindungsgemäße Zubereitungen sind wie folgt zusammengesetzt

Die Mittel 2A-C sind geeignete Reinigungs- und Desinfektionsmittel zur maschinellen Aufbereitung von ärztlichem Instrumentarium, Laborgeräten u. ä. beispielsweise in Spülmaschinen oder Thermodesinfektoren (z. B. MIELE G7731).

Beispiel 3

Erfindungsgemäße germizide-enzymhaltige Zubereitungen haben weiterhin nachfolgende Zusammensetzung

3A-C sind geeignete Mittel zur chemo-thermischen Wäschedesinfektion in Waschmaschinen.

Claims (3)

1. Germizide enzymhaltige Zubereitungen mit reinigender und desinfizierender Wirkung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zubereitungen

• a) in Wasch- und Reinigungsmitteln übliche Builder BL
• b) in Wasch- und Reinigungsmitteln übliche Alkalien AL
• c) Natrium-Tosylchloramid
• d) in Wasch- und Reinigungsmitteln übliche Tenside DT
• e) in Wasch- und Reinigungsmitteln einsatzfähige Enzyme E
• f) übliche Hilfsstoffe WH

enthalten.

2. Germizide enzymhaltige Zubereitungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach dem Sprüh-Mischverfahren hergestellt worden sind.