DE60008367T2

DE60008367T2 - Carvacrol und thymol enthaltende zusammensetzung zur verwendung als bakterizide

Info

Publication number: DE60008367T2
Application number: DE60008367T
Authority: DE
Inventors: Riccardo Losa
Original assignee: Akzo Nobel NV
Current assignee: DSM IP Assets BV
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 2000-04-17
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2020-04-18
Also published as: KR100702419B1; SE9901733D0; EP1178736B1; CA2368640A1; EP1178736A1; DE60008367D1; SE9901733L; BR0010405A; WO2000069277A1; TWI228975B; JP2002544213A; ES2215652T3; ATE259601T1; KR20020003389A; PT1178736E; JP4790129B2; AU4552400A; DK1178736T3; CN1350435A; PL352061A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung, welche die Naturstoffe Carvacrol und Thymol enthält. Die Zusammensetzung zeigt eine synergistische bakterizide Wirkung gegen Treponema, das ernste muco-hämorrhagische Erkrankungen wie Schweinedysenterie und ernste Erkrankungen, welche die Hufe von Huftieren beeinträchtigen, insbesondere von paarzehigen Tieren, wie Wiederkäuern, bewirkt. Die Zusammensetzung wird einem Tier geeigneterweise über eine diätetische Zusammensetzung, Trinkwasser oder ein Tränkbad verabreicht.
Krankheiten, die durch Treponema verursacht werden, sind bei Tierbeständen üblich. Es wird z. B. in Betracht gezogen, dass eine anaerobe Spirochete, Treponema hyodysenteriae, das hauptsächliche ätiologische Mittel der Schweinedysenterie (SD) ist. Siehe z. B. D. L. Harris und R. J. Lysons (1992), Swine dysentery, in: Diseases of swine, 7. Auflage, Iowa State University Press, Ames, Iowa, USA. SD ist eine schwere muco-hämorrhagische Diarrhoe. Schweine, die tatsächlich von SD befallen sind, konsumieren gewöhnlich sehr geringe Mengen an Futter, was eine wesentliche Verringerung des Wachstums und einen beträchtlichen wirtschaftlichen Verlust verursacht. In Top Agrar (1998), Bd. 4, Seite 52, wird angegeben, dass in Deutschland ein Drittel der Ferkelherden und sogar die Hälfte der wachsenden Schweineherden wahrscheinlich Treponema-positiv sind. Große Anstrengungen sind daher gerechtfertigt, um die Erkrankungen an der Verbreitung zu hindern. Es ist auch wohlbekannt, dass Treponema schwere Erkrankungen verursacht, welche die Hufe von Huftieren beeinträchtigt, insbesondere von paarzehigen Tieren, wie Wiederkäuern.
M. Tiziana Baratta et al.: "Chemical composition, antimicrobial and antioxidative activity of laurel, sage, rosemary, oregano and coriander essential oils", Journal of Essential Oil Research., Bd. 10, Nr. 6, 1998, Seiten 618 bis 627, XP000929938 XX, XX ISSN: 1041 bis 2905, offenbart die chemische Zusammensetzung von fünf ätherischen Ölen, die von Salbei, Rosmarin, Oregano, Lorbeer und Koriander stammen, und auch die antibakterielle Wirksamkeit dieser ätherischen Öle gegen eine Reihe von Mikroorganismen.
WO 96/37210 beschreibt eine pharmazeutische Zusammensetzung, worin der Wirkstoff ein Extrakt aus bestimmten Pflanzen ist, insbesondere Origanum vulgaris, Thymus vulgaris und Menta piprita. Im allgemeinen enthält das Extraktöl 3% Thymol und 60 bis 70% Carvacrol.
Ferner wird in WO 97/01348 eine pharmazeutische Zusammensetzung offenbart, die ein ätherisches Kräuteröl, das Thymol und Carvacrol als dessen Hauptbestandteile enthält, und einen pharmazeutisch verträglichen Träger umfasst. Die Gesamtmenge an Thymol und Carvacrol in dem genannten ätherischen Öl ist mindestens 55 Gew.-%, bevorzugt 70 Gew.-%, des ätherischen Öls und das Verhältnis von Carvacrol zu Thymol ist mindestens 10. Diese pharmazeutische Zusammensetzung kann zur Verhinderung und Behandlung von Coccidiose bei Geflügel verwendet werden.
Es ist angegeben worden, dass ein breites Spektrum von Antibiotika, wie Streptomycin, Bacitracin, Neomycin, Tylosin, Gentamycin, Chlostetracyclin, Virginamycin und Lincomycin, bei der Behandlung von SD wirksam ist. Wenn die Krankheit endemisch ist, wird häufig eine vorbeugende Medikation zum Tierfutter hinzugefügt. Es scheint aber, dass die Antibiotika immer weniger wirksam werden, und Top Agrar (1998), Bd. 4, Seite 52, berichtet über ein Resistenzverhältnis von Treponema von 99% gegenüber Tylosin, 92% gegenüber Lyncomycin und 48% gegenüber Tiamulin im Jahre 1997.
In den letzten Jahren hat es aber eine intensive Debatte über den Einsatz von chemischen und antibiotischen Wachstumsförderern gegeben und in vielen Ländern wird eine Ächtung für diesen Typ von Futteradditiven erwogen. Daher gibt es ein dringendes Bedürfnis für die Landwirtschaft, Substanzen zu entwickeln, die in Übereinstimmung mit einer glaubwürdigen und allgemein akzeptierten Praxis und nicht medizinischer Natur sind.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Naturstoffen als Wirkstoffen, die sich für die Verabreichung an das Tier über eine Diät, Trinkwasser oder ein Tränkbad für die Heilung, Verhinderung oder Linderung von durch Treponema verursachten Krankheiten eignen. Ein anderes Ziel ist die Verringerung der negativen Wirkungen auf das Wachstum.
Gemäß der Erfindung ist festgestellt worden, dass eine Zusammensetzung, welche die Naturstoffe Carvacrol in einer Menge von 5 ppm bis 90%, bezogen auf das Gemäß der Erfindung ist festgestellt worden, dass eine Zusammensetzung, welche die Naturstoffe Carvacrol in einer Menge von 5 ppm bis 90%, bezogen auf das Trockengewicht, und Thymol in einer Menge von 5 ppm bis 80%, bezogen auf das Trockengewicht, in einem Gewichtsverhältnis zwischen 1 : 5 und 10 : 1, vorzugsweise zwischen 2 : 3 und 4 : 1, enthält, eine synergistische Wirkung gegen Treponema zeigt und dadurch die negative Wirkung vermindert, die diese Bakterien auf die Gesundheit und das Wachstum von Tieren aufweisen. Nach der Erfindung kann die Zusammensetzung als ein Wirkstoff für die Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von durch Treponema verursachten Krankheiten verwendet werden. Unter dem Ausdruck "ein Naturstoff' wird in diesem Kontext eine Substanz verstanden, die aus Verbindungen besteht, die in der Natur vorkommen und die aus Naturprodukten oder durch Synthese erhalten werden. Die Zusammensetzung wird gewöhnlich als diätetische Zusammensetzung oder als Trinkwasser enthaltend Carvacrol und Thymol in Mengen von 5 bis 2.000 ppm, vorzugsweise 20 bis 600 ppm, berechnet auf das Trockengewicht der diätetischen Zusammensetzung einschließlich Nährstoffen oder auf das Gewicht des Trinkwassers, verabreicht. Die Zusammensetzung kann auch in einer Menge von 0,2 bis 30 Gew.-% in einem Tränkbad für die Behandlung der Hufe von Huftieren, insbesondere paarzehigen Tieren, wie Wiederkäuern, vorhanden sein. Die Erfindung beinhaltet auch eine Vormischung und ein diätetisches Additiv, die bei der Herstellung der diätetischen Zusammensetzung verwendet werden können, ebenso wie einen Trinkwasserzusatz und einen Tränkbadzusatz.
Die Zusammensetzung und die diätetische Zusammensetzung können auch andere Naturstoffe enthalten, welche die Gesundheit stärken und das Wachstum verbessern. In der diätetischen Zusammensetzung sind diese Stoffe normalerweise in einer Menge von 0,1 bis 30 ppm, berechnet auf das Trockengewicht, vorhanden. Beispiele für diese Substanzen und ihre Mengen sind 1 bis 5 ppm Guajacol, 1 bis 5 ppm Eugenol, 0,1 bis 2 ppm Capsacin und 1 bis 20 mg Tannin. Andere geeignete Bestandteile in der diätetischen Zusammensetzung sind Aromastoffe von Naturstoffen. Diese sind gewöhnlich in einer Menge von 0,2 bis 50 ppm, berechnet auf das Trockengewicht der diätetischen Zusammensetzung, vorhanden. Beispiele für geeignete Aromastoffe und ihre Mengen sind 0,05 bis 0,5 ppm Kreosol, 0,1 bis 5 mg Anethol, 0,1 bis 2 ppm Deca-, Undeca- und/oder Dodecalactone, 0,1 bis 2 Chinolin, 0,1 bis 2 ppm Ionone und/oder Iron, 0,05 bis 1 ppm Gingerol, 0,05 bis 2 ppm Piperin, 0,05 bis 1 ppm Propyliden- und/oder Butylidenphthalide und 0,1 bis 5 ppm Amyl- und/oder Benzylsalicylat.
Die Aufnahme der Wirkbestandteile in die diätetische Zusammensetzung wird gewöhnlich durch Herstellen einer Vormischung der Wirkstoffverbindungen Carvacrol und Thymol und anderen geeigneten Additiven durchgeführt. Eine derartige Vormischung kann 1 bis 10%, bezogen auf das Trockengewicht, Carvacrol und Thymol, 0 bis 40%, bezogen auf das Trockengewicht, wachstumsverbessernde Additive, Aromastoffe und gesundheitsfördernde Additive und 50 bis 99 Gew.-% eines Absorptionsträgers enthalten. Der Träger kann z. B. 40 bis 50 Gew.-% Holzfasern, 8 bis 10 Gew.-% Stearin, 4 bis 5 Gew.-% Gelbwurzpulver, 4 bis 5 Gew.-% Rosmarinpulver, 22 bis 28 Gew.-% Kalkstein, 1 bis 3 Gew.-% eines Gummis, wie Gummi arabicum, 5 bis 50 Gew.-% Zucker und/oder Stärke und 5 bis 15 Gew.-% Wasser enthalten.
Diese Vormischung kann dann mit gewöhnlichen Futterkomponenten, wie Vitaminen, Enzymen, Mineralsalzen, gemahlenen Getreidesorten, Proteine enthaltenden Komponenten, Kohlenhydrate enthaltenden Komponenten, Weizenmittelmehl und/oder Kleiesorten, bei der Herstellung eines diätetischen Zusammensetzungsadditivs, welches 0,2 bis 5 Gew.-% der Vormischung enthält, gemischt werden. Das diätetische Zusammensetzungsadditiv wird dann schließlich zu der diätetischen Zusammensetzung in solchen Mengen zugegeben, dass das Futter 5 bis 2.000 ppm, vorzugsweise 20 bis 600 ppm, der wirksamen Mischung enthält. Das diätetische Zusammensetzungsadditiv macht gewöhnlich 0,3 bis 3,5 Gew.-% der diätetischen Zusammensetzung aus.
Die diätetische Zusammensetzung nach der Erfindung enthält gewöhnlich, berechnet auf das Trockengewicht des Futters, die folgenden Bestandteile:

a) 0–80 Gew.-%, vorzugsweise 10–70 Gew.-%, Getreide
b) 0–30 Gew.-%, vorzugsweise 1–12 Gew.-%, Fett
c) 0–85 Gew.-%, vorzugsweise 10–50 Gew.-%, Proteine enthaltende Nährstoffe, die von einer anderen Art als Getreide sind, und
d) 1–500 ppm, vorzugsweise 10–100 ppm, der Mischung.

Die Gesamtmengen von a) bis d) sind vorzugsweise mindestens 80 Gew.-%.
Bei der Herstellung der diätetischen Zusammensetzung kann das diätetische Zusammensetzungsadditiv mit den Trockenbestandteilen bestehend aus Getreide, wie gemahlenem oder gequetschtem Weizen, Hafer, Gerste, Mais und Reis, pflanzlichem Proteinfutter, z. B. auf Basis von Raps, Sojabohnen und Sonnenblumen, tierischem Proteinfutter, wie z. B. Blutmehl, Fleisch- und Knochenmehl und Fischmehl, Melasse und Milcherzeugnissen, wie verschiedenen Milchpulvern und Molkepulvern, gemischt werden. Nach Mischen aller Trockenadditive können die flüssigen Bestandteile und die Bestandteile, die beim Erwärmen flüssig werden, zugesetzt werden. Die flüssigen Bestandteile können aus Lipiden, wie Fett, z. B. Schlachthausfett und Pflanzenfett, gegebenenfalls durch Erwärmen verflüssigt, und/oder Carbonsäuren, wie einer Fettsäure, bestehen. Nach gründlichem Mischen wird in Abhängigkeit vom Mahlgrad der Bestandteile eine mehlige oder teilchenförmige Konsistenz erhalten. Zur Verhinderung der Trennung während der Lagerung sollte vorzugsweise Wasser zum Tierfutter gegeben werden, welches dann einem herkömmlichen Pelletisier-, Expandier- oder Extrudierverfahren unterworfen wird. Überschüssiges Wasser kann durch Trocknen entfernt werden. Nach Bedarf kann das sich ergebende granuläre Tierfutter auch zu einer kleineren Teilchengröße zerkleinert werden.
Der Trinkwasserzusatz kann 2 bis 90%, bezogen auf das Trockengewicht, vorzugsweise 10 bis 50%, bezogen auf das Trockengewicht, Carvacrol und Thymol enthalten. Neben Carvacrol und Thymol kann der Zusatz auch 10 bis 98%, bezogen auf das Trockengewicht, von einer großen Anzahl an anderen Bestandteilen enthalten. Übliche Bestandteile sind Mineralsalze, Vitamine, Naturstoffe, welche die Gesundheit und das Wachstum fördern, Aromastoffe, wasserlösliche oder in Wasser dispergierbare Träger, wie Zucker, Milchpulver, Milch-Nebenprodukte und Cellulosederivate, Dispergiermittel und Stabilisatoren, wie wasserlösliche oder in Wasser dispergierbare Polymere. Geeignete Beispiele für die Gesundheit und das Wachstum fördernde Naturstoffe sind vorher beschrieben worden. Bei der Herstellung des Trinkwassers wird der Zusatz gewöhnlich zum Wasser in einer solchen Menge zugegeben, dass der Naturstoff eine Konzentration von 5 bis 2.000 ppm, vorzugsweise 20 bis 600 ppm, aufweist.
Der Tränkbadzusatz kann 30 bis 98%, bezogen auf das Trockengewicht, Carvacrol und Thymol und 2 bis 70 Gew.-% Mineralsalze, wasserlösliche und in Wasser dispergierbare Träger, Dispergiermittel und/oder Stabilisatoren, wie wasserlösliche oder in Wasser dispergierbare Polymere, enthalten.
Innerhalb des Umfangs der Erfindung ist es auch möglich, eine Suspension der diätetischen Zusammensetzung herzustellen. Dies ist besonders zweckmäßig, wenn das Futter für den sofortigen Verbrauch hergestellt wird.
Die vorliegende Erfindung wird nun durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.
BEISPIEL 1

Die antimikrobielle Wirksamkeit der Zusammensetzung der Erfindung gegenüber Treponema innocens und Treponema hyodysenteriae wurde in vitro bestimmt. In den Tests wurden die folgenden Organismen, Wachstumsmedien, Kulturbedingungen und Bevertungsverfahren verwendet.

Organismen:	Treponema innocens, ATTC 29796 Treponema hyodysenteriae, ATCC 31212
Wachstumsmedium:	Kaseinpepton-Sojamehlpepton-Agar USP (Caso-Agar, Merch Nr. 5458) + 5% Schafsblut
Kulturbedingungen:	Anaerobe Inkubation bei 37°C für 4 bis 6 Tage
Bewertungsverfahren:	Agar-Verdünnungstest (nach DIN 58940, Teil 6)

Agarplatten wurden hergestellt, indem das Wachstumsmedium verwendet wurde, zu dem 10 Gew.-% einer Lösung von Carvacrol und/oder Thymol in Polypropylenglycol zugesetzt worden war.
Zellsuspensionen mit einer Konzentration von 10,9 cfu/ml wurden von jedem Organismus hergestellt. Die einzelnen Suspensionen wurden dann auf der Agaroberfläche unter Verwendung eines Multipoint-Impfinstruments unter Aufbringung von 1 μl auf eine Endoberfläche von etwa 0,5 cm² verteilt. Für jede Konzentration von Carvacrol und/oder Thymol wurden zwei parallele Platten beimpft und auf jeder Platte wurden drei Impfpunkte von jedem der beiden Organismen aufgebracht. Nach der Impfperiode wurde das Wachstum der Organismen beobachtet. Wenn kein Wachstum festgestellt wurde, wurde die Konzentration von Carvacrol und/oder Thymol im nächsten Test auf die Hälfte verringert. Die minimale Konzentration von Carvacrol und/oder Thymol, die zu einer vollständigen Unterdrückung des Bakterienwachstums führt, wird als MIC-Wert (minimale Inhibitorkonzentration) der Wirkkomponenten oder Verbindungen angegeben. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten.
TABELLE 1. Minimale Inhibitorkonzentration
Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Zusammensetzung der Erfindung eine synergistische antimikrobielle Wirkung bei den geprüften Organismen zeigt.
BEISPIEL 2
Zur Bestimmung der Wirksamkeit der Mischung der Erfindung zur Verminderung des Auftretens von Treponema erfolgten einige Tests mit wachsenden Schweinen (25 kg bis 100 kg), die mit der folgenden Zusammensetzung auf eine handelsübliche Diät gesetzt wurden.

Rohprotein, % 24,0

Rohfett, % 6,0

Rohfaser, % 3,5

Rohasche, % 5,0

Lysin, % 1,35

MJDE, kg 14,3
Diese Diät wurde durch Mischen geeigneter Mengen von Weizen, Lupinenkernen, Canolamehl, Reiskleie, Fleischmehl, Blutmehl und Talg formuliert. Zu der Diät, die der Versuchsgruppe verabreicht wurde, wurden 100 ppm einer Mischung zugegeben, die 67 ppm Carvacrol und 33 ppm Thymol enthielt.
Während der Wachstumsphase wurde der Tierkot auf die Anwesenheit von Treponema geprüft und die Entwicklung von Dysenterie wurde aufgezeichnet. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten.
TABELLE 2. Auftreten von Schweinedysenterie und Treponema im Kot
Diese Ergebnisse zeigen eindeutig an, dass das Auftreten von Treponema im Vergleich zu einer negativen Kontrolle sehr viel geringer ist, wenn die Mischung der Erfindung zu dem Futter zugegeben wird.
BEISPIEL 3
Der Zweck der folgenden Versuche war die Untersuchung der Wirkung der Mischung nach der vorliegenden Erfindung auf die Steigerung des Tierwachstums und die Hemmung des Wachstums von Treponema. Vierzig männliche Schweine in zwei Koppeln wurden jeder Behandlung zugeordnet. Die Schweine wurden individuell bei einem Alter von 46 Tagen gewogen, wenn die Versuchsdiät eingeleitet wurde. Der Versuch wurde für 42 Tage fortgesetzt. Alle Diäten in den Tests enthielten die folgende Grundzusammensetzung.

Rohprotein, % 24,4

Rohfett, % 6,3

Rohfaser, % 3,5

Rohasche, % 5,3

Lysin, % 1,35

MJDE, kg 14,5
Diese Zusammensetzung wurde durch Mischen geeigneter Mengen von Weizen, Lupinenkernen, Canolamehl, Reiskleie, Fleischmehl, Blutmehl und Talg formuliert.
In einem Kontrolltest A wurden 100 ppm Olaquindox^® und 25 ppm Tiamulin^® zu der Grundzusammensetzung zugegeben, während in den Tests I und II nach der Erfindung die Diät 100 ppm und 200 ppm der Mischung von Carvacrol und Thymol, die in Beispiel 2 offenbart ist, enthielt. In einem Kontrolltest B bestand die Diät aus der Grundzusammensetzung. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten.
TABELLE 3. Wirkung auf die Leistung von Schweinen zwischen einem Alter von 46 und 67 Tagen
TABELLE 4. Wirkung auf die Leistung von Schweinen während des Alters von 67 bis 88 Tagen
Aus diesen Ergebnissen kann man eindeutig sehen, dass die Zugabe der Mischung der Erfindung das Wachstum verbessert, insbesondere im Zeitraum von einem Alter zwischen 46 und 67 Tagen.
Die Wirkung der Diät enthaltend die Wirkmischung der Erfindung und die Anwesenheit von Treponema im Kot wurde durch Füttern von vier Gruppen mit fünf Schweinen in jeder Gruppe mit der Diät, die in den Kontrolltests A und B und in den Tests I und II verwendet wurde, untersucht. Der Kot jedes Schweines wurde bezüglich der Anwesenheit von Treponema untersucht, nachdem die Schweine 4,8 und 16 Tage mit der Diät gefüttert worden waren. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten.
TABELLE 5. Auftreten von Treponema im Kot
Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Schweine, die mit der Diät nach der Erfindung gefüttert worden sind, nach 8 Tagen kein Treponema in ihrem Kot aufwiesen, während die Schweine, die mit der Diät der Kontrollen A und B gefüttert wurden, eine Behandlung über 16 Tage benötigten.

Claims

Verwendung einer Zusammensetzung enthaltend Carvacrol in einer Menge von 5 ppm bis 90%, bezogen auf das Trockengewicht, und Thymol in einer Menge von 5 ppm bis 80%, bezogen auf das Trockengewicht, wobei das Gewichtsverhältnis zwischen Carvacrol und Thymol 1 : 5 bis 10 : 1 beträgt, als Wirkstoff zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Krankheiten, die durch Treponema verursacht werden.
Verwendung nach Anspruch 1, worin das Gewichtsverhältnis 2 : 3 bis 4 : 1 beträgt.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, worin das Arzneimittel eine diätetische Zusammensetzung ist, die Carvacrol und Thymol in Mengen von 5 bis 2.000 ppm enthält.
Verwendung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3 zur Behandlung von Schweinedysenterie oder zur Behandlung der Hufe von Huftieren.
Diätetische Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass sie Carvacrol und Thymol in Mengen von 5 bis 2.000 ppm, berechnet auf das Trockengewicht der diätetischen Zusammensetzung, enthält, wobei das Gewichtsverhältnis zwischen Carvacrol und Thymol 2 : 3 bis 4 : 1 beträgt.
Diätetische Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die diätetische Zusammensetzung 0,1 bis 30 ppm, berechnet auf das Trockengewicht, von Naturstoffen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Guajacol, Eugenol, Capsaicin und Tannin, welche die Gesundheit fördern und das Wachstum steigern, und/oder 0,2–50 ppm, berechnet auf das Trockengewicht, von Naturstoffen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kreosol, Anethol, Deca-, Undeca- und/oder Dodecalactonen, Chinolin, Iononen und/oder Iron, Gingerol, Piperin, Propyliden- und/oder Butylidenphthaliden, Amyl- und/oder Benzylsalicylat enthält.
Trinkwasserzusatz, dadurch gekennzeichnet, dass er 2 bis 90%, bezogen auf das Trockengewicht, Carvacrol und Thymol enthält, wobei das Gewichtsverhältnis zwischen Carvacrol und Thymol 2 : 3 bis 4 : 1 beträgt.
Tränkbadzusatz, dadurch gekennzeichnet, dass er 30 bis 98%, bezogen auf das Trockengewicht, Carvacrol und Thymol enthält, wobei das Gewichtsverhältnis zwischen Carvacrol und Thymol 2 : 3 bis 4 : 1 beträgt.