DE60216614T2 - Zusammensetzung mit bakteriostatischen und bakteriziden eigenschaften gegen bakterielle sporen und zellen und verfahren zu deren verwendung zur behandlung von lebensmitteln - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung mit bakteriostatischer und bakterizider Wirkung gegen in Nahrungsmitteln vorliegende unerwünschte Bakterien, und sie betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Nahrungsmitteln mit einer solchen Zusammensetzung, um die Nahrungsmittel beständiger gegen Verderben und für den Verzehr sicherer zu machen.
  • 2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
  • Verfahren und Zusammensetzungen zum Behandeln von Nahrungsmittelprodukten, um Verderben durch Bakterien und/oder die Entwicklung schädlicher Bakterien zu verhindern oder zu hemmen, werden weitverbreitet angewandt. Es ist bei der kommerziellen Sterilisation von Nahrungsmitteln mit geringem Säuregehalt (d.h. pH > 4,5) gängige Praxis, eine Kombination von Wärme und Druck auf Nahrungsmittel in Dosen oder Beuteln aufzubringen, die ausreichend ist, um eine Reduktion der Sporen von Clostridium botulinum, das aufgrund seiner Fähigkeit zur Ausbildung hochgradig hitzebeständiger Sporen, die Verfahren mit niedrigeren Temperaturen überleben, als das hitzebeständigste der gefährlichen Bakterien in Nahrungsmitteln betrachtet wird, um wenigstens 12 Zehnerpotenzen (12D) zu erzielen. Leider können typische 12D-Sterilisationsverfahren das Erscheinungsbild und den Geschmack von Nahrungsmitteln verändern und sie weniger begehrenswert machen als Nahrungsmittel, die bei Temperaturen verarbeitet wurden, die für Sporen von C. botulinum weniger tödlich (sublethal) sind.
  • In den letzten Jahren wurden mehr Nahrungsmittel einer Behandlung mit sublethalen Dosen von Hitze, Druck, Bestrahlung, Ultraschall oder Kombinationen davon unterzogen, was die Menge an Bakterien in einem Nahrungsmittelprodukt verringern und gleichzeitig auch ein organoleptisch ansprechenderes Nahrungsmittelprodukt liefern kann. Diese sublethalen Behandlungsverfahren verändern Nahrungsmittelprodukte weniger drastisch als traditionelle 12D-Hitzebehandlungen, die zum Sterilisieren von Nahrungsmittelprodukten eingesetzt werden, jedoch müssen die meisten auf diese Weise behandelten Nahrungsmittel danach eingefroren werden, um sie vor dem möglichen Wachstum sporenbildender Bakterien zu schützen.
  • Während die sublethalen Behandlungsverfahren die meisten vegetativen, Verderben auslösenden und pathogenen Bakterienzellen abtöten, töten sie typischerweise nur einen Bruchteil potentieller Bakteriensporen, die eine größere Beständigkeit gegenüber Hitze, Bestrahlung und anderen Behandlungen besitzen, ab. Solche Sporen können sublethale Behandlungsverfahren überleben und anschließend in dem verarbeiteten Nahrungsmittel wachsen, was zu Verderben, Krankheit und in den schlimmsten Fällen zum Tode führen kann. Aus diesem Grund werden die meisten auf diese Weise behandelten Nahrungsmittel eingefroren, um das Wachstum solcher Sporen zu verlangsamen oder zu verhindern.
  • Die mit diesen sporenbildenden Bakterien infizierten Nahrungsmittelprodukte sind zahlreich und umfassen Fertiggerichte und Vorspeisen, Feinkostsalate, Molkereiprodukte, Dressings und Würzmittel, veredeltes oder geräuchertes Fleisch, Geflügel und Meeresfrüchte, sowie verarbeitetes Obst und Gemüse, aus Obst und Gemüse erhaltene Produkte, Getreide und aus Getreide erhaltene Produkte, Teigwaren, Suppen und aseptisch verpackte Nahrungsmittel, sind jedoch nicht hierauf beschränkt. Die lange Lagerfähigkeit eingefrorener Fertiggerichte, insbesondere vakuumverpackter, unter modifizierter Atmosphäre verpackter (MAP) und konservierter Nahrungsmittel, kann dahingehend problematisch sein, daß sie möglicherweise zuläßt, daß die Sporen einiger Bakterien, wie Clostridium botulinum, in den Nahrungsmitteln keimen und wachsen, wodurch tödliche Toxine erzeugt werden. Ein solches Risiko kann in den mit sublethalen Verfahren behandelten Nahrungsmitteln höher sein, da die sublethalen Verfahren typischerweise die nicht-pathogenen vegetativen Spezies von Bakterien vernichten, die ansonsten die sporenbildenden Bakterien stören oder mit ihnen konkurrieren würden. Ein weiteres schwerwiegendes Risiko in dieser Klasse von Nahrungsmitteln stellt die Verwendung von Vakuumverpackungsverfahren oder Verpackungsverfahren unter modifizierter Atmosphäre dar, die die anaeroben Bedingungen schaffen, die für die Entwicklung und das Wachstum von Clostridium-Sporen erforderlich sind.
  • Auch auf dem Gebiet der Nahrungsmittelsicherheit wurde umfangreiche Forschung betrieben, um Zusammensetzungen mit Nahrungsmittelqualität zu entwickeln, die als antibakterielle Mittel wirken können. Relevanter Stand der Technik ist in den US-Patenten Nr. 5,096,718 und 5,260,061 sowie in den dort zitierten Literaturstellen zu finden. Diese Patente offenbaren die Verwendung von Metaboliten von Propionsäurebakterien in bestimmten Nahrungsmitteln, um die Haltbarkeit der resultierenden Produkte zu verlängern. Diese Metaboliten zeigen Wirksamkeit gegen gram-negative Bakterien, sind jedoch typischerweise gegen gram-positive Bakterien oder deren Sporen nicht so wirksam.
  • Die JP 07-115950 offenbart die Kombination von Bakteriocinen, die von Milchsäurebakterien der Gattung Propionibacterium in Kombination mit organischen Säuren und deren Salzen, Fettsäureestern von mehrere Hydroxylgruppen enthaltenden Alkoholen, Aminosäuren, antibakteriellen Peptiden und Proteinen, Polysacchariden, umfassend Zucker, Zuckersäuren und Aminozucker und deren Teilabbauprodukte, Gewürzen und deren ätherischen Ölen und Pflanzenkomponenten und Alkoholen erzeugt werden.
  • Das US-Patent Nr. 5,217,250 offenbart die Verwendung von Nisinzusammensetzungen als Bakterizide. Nisin ist ein Lantibiotikum, spezieller ein Polypeptid mit antimikrobiellen Eigenschaften, welches in der Natur von verschiedenen Stämmen des Bakteriums Streptococcus lactis erzeugt wird. Nisin wirkt in erster Linie gegen gram-positive Bakterien. Dieses Patent offenbart, daß die Kombination eines Chelierungsmittels, wie EDTA oder anderen Acetatsalzen oder Citratsalzen, mit Nisin zu einem Breitband-Bakterizid führen kann.
  • Das US-Patent Nr. 5,458,876 offenbart die Kombination eines Lantibiotikums mit Lysozym als eine antibakterielle Zusammensetzung.
  • Die EP 0 466 244 offenbart eine Zusammensetzung mit verbesserten antibakteriellen Eigenschaften, die ein Gemisch von wenigstens einer aus jeder der nachfolgenden Gruppen von Verbindungen ist: (I) eine die Zellwand auflösende Substanz oder ein Salz davon, (II) eine antibakterielle Verbindung und (III) ein Adjuvans, ausgewählt unter organischen Säuren, die zur Verwendung in Nahrungsmittelprodukten, Präparaten für die kosmetische Verwendung oder für die persönliche Hygiene geeignet sind, oder Salzen dieser Säuren, Phosphaten und kondensierten Phosphaten oder deren korrespondierenden Säuren und anderen Sequestiermitteln. Vorzugsweise ist (I) Lysozym, (II) kann ein Bakteriocin (z.B. Nisin oder Pediocin) sein, und (III) kann Essigsäure, Milchsäure, Zitronensäure, Propionsäure, Weinsäure, Orthophosphate, Hexametaphosphate, Tripolyphosphate, andere Polyphosphate oder Sequestiermittel, enthaltend substituierte oder nicht-substituierte Aminogruppen, z.B. EDTA, sein.
  • Die EP 0 453 860 offenbart die Kombination von Nisin mit einem Phosphatpuffer, der bei einem pH-Wert von zwischen 5,5 und 6,5 wirksam ist, um die Vernichtung gram-negativer Bakterien auf Oberflächen zu unterstützen.
  • Das US-Patent Nr. 5,989,612 offenbart die Kombination eines Metaboliten von Propionibakterien, nicht nur Propionsäure, mit einer Verstärkersubstanz, die Chelatbildner, ätherische Öle oder organische Säuren (andere als Propionsäure, Essigsäure, Milchsäure und deren jeweilige Salze) umfaßt.
  • Das US-Patent Nr. 6,207,210 offenbart die Kombination eines Metaboliten von Propionibakterien, nicht nur Propionsäure, eines Lantibiotikums und eines oder mehrerer Phosphatsalze, die als Cheliermittel wirken.
  • Es wäre noch immer vorteilhaft, eine antibakterielle Zusammensetzung zu entwickeln, die insbesondere in Nahrungsmitteln, die einem sublethalen Behandlungsverfahren (mit weniger als 12D) unterzogen werden, sowohl gegen gram-positive als auch gegen gram-negative Bakterien sowie gegen gram-positive Sporen wirksam ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es wurde nun recht überraschend herausgefunden, daß eine Nahrungsmittelbehandlungszusammensetzung, die wenigstens einen Metaboliten von Propionibakterien in Kombination mit (a) Lantibiotika, (b) lytischen Enzymen und (c) organischen Säuren und/oder Salzen von organischen Säuren enthält, eine ausgezeichnete bakteriostatische und bakterizide Wirkung gegen gram-positive und gram-negative vegetative Bakterien sowie gegen gram-positive sporenbildende Bakterien zeigt, wie sie typischerweise auf oder in Nahrungsmitteln zu finden sind. Diese Zusammensetzung ist insbesondere dadurch wirksam, daß sie gegen potentiell gefährliche, in Nahrungsmitteln enthaltene pathogene Bakterien sowohl bakteriostatisch als auch bakterizid wirkt, wenn sie zusammen mit einem oder mehreren sublethalen Behandlungsverfahren verwendet wird.
  • In besonders bevorzugten Ausführungsformen ist das Lantibiotikum (a) der Zusammensetzung hier Nisin oder Lacticin, das lytische Enzym (b) ist Lysozym oder Chitinase, und die organische Säure und/oder das Salz der organischen Säure (c) ist aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus Essigsäure, einem Essigsäuresalz, wie Natriumacetat, Natriumdiacetat oder Kaliumacetat, Milchsäure, einem Milchsäuresalz, wie Natriumlactat oder Kaliumlactat, Propionsäure, Propionaten, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Natriumpropionat und Kaliumpropionat, Zitronensäure, einem Zitronensäuresalz, wie Natriumcitrat oder Kaliumcitrat, oder Gemischen davon.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Reduzieren der gesamten Bakterienzahl oder -population in oder auf einem Nahrungsmittel, wobei eine bakteriostatisch wirksame und bakterizid wirksame Menge der vorstehenden Zusammensetzung auf das Nahrungsmittel aufgebracht wird.
  • In einer zusätzlichen Ausführungsform liefert die vorliegende Erfindung ein Nahrungsmittelprodukt mit einer Population lebender Bakterien, die durch Aufbringen einer bakteriostatisch wirksamen und bakterizid wirksamen Menge der vorstehenden Zusammensetzung auf das Nahrungsmittel reduziert wurde.
  • In der Praxis kann die Stoffzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung in Kombination mit einem oder mehreren sublethalen Behandlungsverfahren, wie sublethaler Hitzebehandlung, auf ein Nahrungsmittel aufgebracht werden.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die antibakterielle Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält wenigstens einen Metaboliten von Propionibakterien in Kombination mit (a) Lantibiotika, (b) lytischen Enzymen und (c) organischen Säuren und/oder Salzen von organischen Säuren. Die antibakterielle Zusammensetzung zeigt eine verbesserte bakteriostatische und bakterizide Wirksamkeit gegen unerwünschte gram-positive und gram-negative vegetative Bakterien sowie gegen gram-positive Sporen, wie sie typischerweise auf oder in Nahrungsmitteln zu finden sind.
  • Wie er hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff "Metabolit" auf eine von Propionibakterien produzierte organische Substanz, die nicht Wasser oder Kohlendioxid ist. "Bakteriostatisch" oder "bakteriostatisch wirksam" bezieht sich auf die Fähigkeit einer Substanz oder Zusammensetzung zur Hemmung des Wachstums oder der Vermehrung von Bakterien. "Bakterizid" oder "bakterizid wirksam" bezieht sich auf das Merkmal einer Substanz oder Zusammensetzung, Bakterien zu vernichten, d.h. abzutöten. Die Ausdrücke "aktiver Metabolit" und "inhibitorischer Metabolit" beziehen sich beide auf einen bakteriostatischen Metaboliten.
  • "Lytisches Enzym" umfaßt jede Substanz, die in der Lage ist, die Bakterienzellwand zu zersetzen, was zur Lyse (und dem Tod) der Zelle führt.
  • Der Ausdruck "schädliche Bakterien" umfaßt alle in einem Nahrungsmittel vorliegenden bakteriellen Organismen, die das Verderben des Nahrungsmittels verursachen, beschleunigen, daran beteiligt sind oder eine sonstige Rolle darin spielen und/oder die gesundheitsschädlich, insbesonde re gesundheitsschädlich für Menschen, sein können, wenn die Bakterien oder deren Nebenprodukte (z.B. Toxine) aufgenommen werden.
  • Der Begriff "Nahrungsmittel" oder "Nahrungsmittelprodukt" umfaßt alle eßbaren Nährstoffsubstanzen und -zusammensetzungen, insbesondere diejenigen, die für den Verzehr durch Menschen vorgesehen sind, und beinhaltet unverarbeitete sowie verarbeitete, z.B. gekochte, Nährstoffsubstanzen und -zusammensetzungen. Der Ausdruck "in Nahrungsmitteln vorhanden" bezieht sich auf alle äußeren Oberflächen und inneren Oberflächen und/oder Teile eines Nahrungsmittels, die von schädlichen Bakterien besiedelt werden.
  • Für Zwecke dieser Erfindung ist "sublethale Behandlung" als irgendein Vorgang definiert, der ausreichend ist, um die Bakterienpopulation in einem Nahrungsmittel signifikant zu verringern, der jedoch nicht ausreichend ist, um eine Reduktion der Sporen von C. botulinum um 12 Zehnerpotenzen (12D) zu bewirken. Sublethale Behandlungen, die hier in Betracht gezogen werden, umfassen Hitze, Bestrahlung, Druck, Ultraschall, Ozon, Nitrit usw., die, wenn sie auf ein Nahrungsmittel aufgebracht werden, die Bakterienzahl darin signifikant reduzieren, jedoch nicht ausreichend sind, um eine Reduktion der Sporen von C. botulinum um 12 Zehnerpotenzen (12D) zu bewirken.
  • Die erste Komponente der Nahrungsmittelbehandlungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist eine bakteriostatisch wirksame Menge wenigstens eines Metaboliten von Propionibakterien. Diese Metaboliten sind in den US-Patenten Nr. 5,096,718 und 5,260,061 offenbart, deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Diese Metaboliten können das Wachstum oder die Vermehrung von Bakterien, insbesondere im Falle von gram-negativen Bakterien, hemmen. Diese Wirkung kann erzielt werden, ohne daß es selbst in "delikat gewürzten" Nahrungsmitteln zu einem unerwünschten Geschmack, Geruch oder Erscheinungsbild kommt, was deren Akzeptanz beeinträchtigen würde.
  • Der Metabolit kann erhalten werden, indem man Propionibakterien, z.B. Propionibacterium shermanii, P. freudenreichii, P. pentosaceum, P. thoenii, P. arabinosum, P. rubrum, P. jensenii, P. peterssonii, und verwandte Spezies (wie sie in Malik et al., Can. J. Microbiol. 14:1185, 1968 identifiziert sind) züchtet. Stämme von Propionibacterium, die zahlenmäßig identifiziert sind, sind von der American Type Culture Collection (ATCC) erhältlich. Andere Kulturen sind weitverbreitet erhältlich oder können von der Oregon State University, Corvallis, Oregon, kostenlos erhalten werden. Beispielsweise kann Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii, ATCC-Stamm #9616, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Während Propionsäure in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist es Fachleuten auf dem Gebiet allgemein bekannt, daß sie Nahrungsmitteln einen starken Geschmack verleiht. Obwohl ein solcher Geschmack in einigen Nahrungsmitteln, wie Schweizer Käse, erwünscht ist, ist er in anderen Nahrungsmitteln unerwünscht. Gesamtfraktionen von Fermentationszusammensetzungen, die andere Metaboliten von Propionibakterien in einem Gemisch enthalten, zeigen eine antibakterielle Wirkung ohne den mit Propionsäure verknüpften starken Geschmack. Beispiele solcher Zusammensetzungen, die diese Metaboliten enthalten, umfassen diejenigen, die von Rhodia Inc. unter der Marke MICROGARD® verkauft werden.
  • Propionibacterium-Kulturen können verwendet werden, um einen Nahrungsmittelbestandteil, einschließlich eines oder mehrerer Metaboliten, herzustellen, der gram-negative Bakterien beim normalen pH-Wert vieler Nahrungsmittel hemmen kann. Die Metaboliten, die als Nebenprodukte der Fermentation von Magermilch oder einem anderen geeigneten Fermentationsmedium mit Propionibacterium-Kulturen erhalten werden können, können als Geschmackszusatzstoffe dienen und können nach Abschluß der Fermentation auch eine Reihe von Mikroorganismen hemmen. Der Grad an Inhibition, der für die untersuchten Gemische von Metaboliten erzielt wurde, ist größer als der von Propionsäure alleine, was für die Verwendung z.B. der MICROGARD®-Zusammensetzungen spricht. Die Haltbarkeit eines Nahrungsmittelprodukts wird verlängert, indem in oder auf dem Produkt einer oder mehrere solcher aktiver Metaboliten in Kombination mit den anderen Komponenten der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird bzw. werden.
  • Das Wachstumsmedium für Spezies von Propionibacterium kann mit Milch, Molke oder Dextrose plus Hefeextrakten, Proteinhydrolysaten oder irgendwelchen anderen Protein enthaltenden Stimulanzien formuliert werden. Verschiedene Puffer, Salze, Säuren und andere Verarbeitungshilfsmittel können aufgenommen werden, um die Metabolitenproduktion zu steigern und die Verarbeitbarkeit der Endzusammensetzung zu verbessern. Die Wachstumsflüssigkeit kann nach Entwicklung der Propionibakterien in einer Menge von bis zu etwa 108 bis etwa 1010 Zellen pro ml hitzebehandelt (pasteurisiert) werden, um die inokulierten und heranwachsenden Bakterien vor der Verwendung des Metaboliten enthaltenden Wachstumsmediums in flüssiger, kondensierter, getrockneter oder gefrorener Form abzutöten.
  • Um die Lagerung und den Versand zu vereinfachen, kann ein Propionibakterien-Wachstumsgemisch unter Bildung eines Pulvers eingedampft und eingefroren oder konzentriert und dehydratisiert werden, z.B. mittels Sprühtrocknen oder Gefriertrocknen. Die Metaboliten können getrennt oder gereinigt oder als ein Gemisch verwendet werden. Pulverförmige oder flüssige natürliche Metaboliten von Propionibakterien können in verschiedene Nahrungsmittel und Futtermittel aufgenommen werden, um sie gegenüber Verderben durch das Wachstum und/oder die enzymatische Aktivität von gram-negativen Bakterien unempfindlicher zu machen. Die gegen Verderben wirkende Aktivität kann auch erhalten werden, indem man lebensfähige Propionibakterien direkt in das Nahrungsmittel aufnimmt.
  • In den meisten Fällen kann eine wesentliche Verbesserung der Verringerung von Bakterien erzielt werden, indem man in die antibakterielle Stoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine Menge eines Metaboliten von Propionibakterien aufnimmt, die ausreichend gering ist, so daß sie keine nachteiligen Auswirkungen auf den Geschmack oder das Aroma des Nahrungsmittelprodukts hat. Spezieller wird das flüssige, kondensierte oder getrocknete Produkt, welches typischerweise pasteurisierte kultivierte Feststoffe oder Flüssigkeiten umfaßt, die die Metaboliten von Propionibakterien zusätzlich zu den anderen Komponenten der antibakteriellen Stoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthalten, im allgemeinen so zu dem Nahrungsmittelprodukt zugegeben, daß die Menge an Metaboliten von Propionibakterien im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 2,0 Gewichtsprozent des Produkts, bevorzugt von etwa 0,05 bis etwa 1,0 Gewichtsprozent des Produkts und noch bevorzugter von etwa 0,1 bis etwa 0,75 Gewichtsprozent des Produkts liegt. Wenn die Stoffzusammensetzung zu einem Trockengemisch zugegeben wird, zu dem flüssige Inhaltsstoffe zugegeben und danach gekocht werden, wie bei einem Kuchen, bezieht sich die zugegebene Menge auf das Gewicht des Trockengemischs vor dem Kochen.
  • Kommerziell erhältliche Materialien, spezieller pasteurisierte kultivierte Feststoffe oder Flüssigkeiten, die Metaboliten von Propionibakterien enthalten, werden von Rhodia Inc. unter der Marke MICROGARD® verkauft. Diese Produkte sind ungereinigte Vollfraktionsfermentate von Milch oder ähnlichen Medien. MICROGARD® MG 100 ist eine pasteurisierte kultivierte Magermilch, die mit Magermilchfeststoffen standardisiert und sprühgetrocknet wurde. MICROGARD® MG 200 ist eine pasteurisierte kultivierte Dextrose, die mit Maltodextrin standardisiert und sprühgetrocknet wurde. MICROGARD® MG 250 ist eine kondensierte (gefrorene oder flüssige) Version des kultivierten Dextroseprodukts.
  • Die Nahrungsmittelbehandlungszusammensetzung der Erfindung kann auch eine bakterizid wirksame Menge wenigstens eines Lantibiotikums als eine zweite Komponente enthalten. Der Begriff "Lantibiotika" wurde von Schnell et al. (Nature 333:276-278 (1988)) kreiert, um eine Gruppe bakterizider Substanzen zu beschreiben, die die Aminosäure Lanthionin und andere Nichtprotein-Aminosäuren enthalten. Die gemeinsamen Eigenschaften dieser Bakterizide wurden von Kellner et al. (Eur. J. Biochem. 177:53-59 (1988)) untersucht, wobei sie anmerken, daß "... polyzyklische Polypeptidantibiotika einen hohen Gehalt an ungesättigten Aminosäuren (Dehydroalanin, Dehydrobutrin) und Thioetheraminosäuren (Meso-Lanthionin, (2S,3S,6R)-3-Methyllanthionin) besitzen. Weiterhin sind Lysinoalanin, 3-Hydroxyasparaginsäure und S-(2-Aminovinyl)-D-cystin in einigen Mitgliedern zu finden." Lantibiotika umfassen Nisin, Subtilin, Pep 5, Epidermin, Gallidermin, Cinnamycin, Ro090198, Duramycin und Ancovenin. Diese ribosomal synthetisierten Peptidantibiotika enthalten 19 bis 34 Aminosäuren und werden durch verschiedene Mikroben, einschließlich Spezies von Staphylococcus, Spezies von Bacillus und Spezies von Streptomyces, erzeugt. Zusätzlich zu ihrer einzigartigen Zusammensetzung aus Nichtprotein-Aminosäuren können sie auf Basis ihrer Spezifität von anderen Polypeptidantibiotika unterschieden werden. Bakteriocine im allgemeinen und speziell die Lantibiotika sind gekennzeichnet durch ein sehr enges Wirkungsspektrum. So sind nur einige wenige Bakterienspezies gegenüber einem bestimmten Bakteriocin in praktischen Konzentrationen empfindlich. Dies steht im Gegensatz zu anderen Breitband-Polypeptidantibiotika, die gegen die meisten Bakterien wirksam sind, und den "lytischen Peptiden", die von Jaynes et al. in der veröffentlichten internationalen Anmeldung WO 89/00194 diskutiert werden und die gegen die meisten Bakterien, Hefen und sogar Säugerzellen wirksam sind.
  • Nisin, eines der am gründlichsten charakterisierten Bakteriocine, ist ein ribosomal codiertes Peptid, welches gelegentlich als ein Dimer mit einem Molekulargewicht von etwa 7000 vorkommt. Nisin ist die Sammelbezeichnung, die mehrere eng verwandte Substanzen beschreibt, die ähnliche Aminosäurezusammensetzungen und einen begrenzten Bereich an antibiotischer Wirkung zeigen. Dieses Phänomen wird von E. Lipinska in "Antibiotics and Antibiosis in Agriculture" (M. Woodbine, Hsg.) S. 103-130 diskutiert. Es enthält mehrere unübliche Aminosäuren, einschließlich Beta- Methyllanthionin, Dehydroalanin und Lanthionin, unter seinen insgesamt 34 Aminosäuren. In dem Peptid liegen fünf unübliche Thioetherverknüpfungen vor, die zu seiner Stabilität in sauren Lösungen beitragen. Nisin hat hinsichtlich Struktur und Wirkung eine bemerkenswerte Homologie zu anderen Lantibiotika, wie beispielsweise Subtilin und Epidermin (Buchman et al., J. Bio. Chem. 263 (31):16260-16266 (1988)). Jüngere Untersuchungen von Nisin, seinen physikalischen Eigenschaften und Verwendungen umfassen "Bacteriocins of Lactic Acid Bacteria", T.R. Klaenhammer, Biochimie 70:337-349 (1988), "Nisin", A. Hurst, Avd. Appl. Microbiol. 27:85-121 (1981) und das US-Patent Nr. 4,740,593.
  • Über die Verwendung von Nisin zur Bekämpfung von L. monocytogenes wurde von M. Doyle, "Effect of Environmental and Processing Conditions on Listeria Monocytogenes", Food Technology, 42(4):169-171 (1988) berichtet. Dieser Artikel beschreibt die anfängliche Hemmung des Wachstums des Organismus (für etwa 12 Stunden) und berichtet, daß L. monocytogenes bei einem pH-Wert von nur 5,0 wachsen kann und gegenüber alkalischen pH-Werten beständig ist und bei einem pH-Wert von 9,6 wachsen kann.
  • Nisin an sich ist als antimikrobielles Mittel in komplexen Medien, wie Nahrungsmitteln, nicht so wirksam. Es ist beispielsweise bekannt, daß die Aktivität von Nisin gegen C. botulinum in komplexen Medien, wie Nahrungsmitteln, typischerweise abnimmt (Rogers und Montville, J. Food Sci., 59(3):663-668 (1994)).
  • Nisin ist in Form eines standardisierten 2,5 gewichtsprozentigen Präparats unter der Marke NovasinTM von Rhodia Inc. kommerziell erhältlich. Wenn Nisin als eine Komponente der antibakteriellen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung zugegeben wird, kann es in Mengen im Bereich von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% der antibakteriellen Zusammensetzung vorliegen.
  • Protein enthaltende Lantibiotika können auch als ein in niedriger Menge vorhandenes Fermentationsnebenprodukt in verschiedenen Arten von Cheddarkäse oder amerikanischem Käse und in dem als MICROGARD® MG300 bekannten fermentierten Magermilchprodukt vorliegen. Wenn ein Lantibiotikum in Form eines fermentierten Milchprodukts, wie MICROGARD® MG300, zu der antibakteriellen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung zugegeben wird, können die verwendeten Mengen an MICROGARD® MG300 im Bereich von etwa 75 Gew.-% bis etwa 95 Gew.-% der antibakteriellen Zusammensetzung liegen.
  • In der Praxis wird, wenn ein Lantibiotikum als eine Komponente der antibakteriellen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, das Lantibiotikum so zu dem Nahrungsmittel zugegeben, daß es in Mengen im Bereich von etwa 1 bis etwa 100 ppm (bezogen auf das Gewicht des Nahrungsmittelprodukts) an aktivem Inhaltsstoff (z.B. Nisin) vorliegt, wobei bevorzugte Mengen im Bereich von etwa 1 bis etwa 12,5 ppm liegen, basierend auf der Sicherheit und der Eignung für die Verwendung in verschiedenen Nahrungsmitteln.
  • Als Alternativen zu den oben beschriebenen Lantibiotika kann ein Metabolit von Pediococcus-Bakterien, insbesondere Pediocin, in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wirksame Ergebnisse liefern. Zusätzlich sollte die neue Klasse von Streptococcus-Bakteriocinen, die als Lacticine bezeichnet werden, insbesondere Lacticin 3147, wie es in der WO 96/32482 beschrieben ist, eine ähnliche Wirkung gegen gram-positive Bakterien liefern. Sowohl Pediocine als auch Lacticine besitzen in erster Linie eine bakteriostatische Wirkung gegen einen beschränkten Bereich von gram-positiven Bakterien.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform werden Nisin oder Lacticin in der Stoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung als das Lantibiotikum verwendet.
  • Eine weitere Komponente der antibakteriellen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann eine Zellwände auflösende Substanz, wie ein lytisches Enzym, sein. Diese Enzyme können verwendet werden, um das Wachstum von Zielmikroorganismen zu kontrollieren oder zu verhindern. Damit ein lytisches Enzym in der Nahrungsmittelindustrie als eine antibakterielle Komponente oder als ein antibakterielles Mittel geeignet ist, sollte es in der Lage sein, ein breites Spektrum von Bakterien, insbesondere diejenigen Bakterien, die zu einem Verderben der Nahrungsmittel führen und/oder die Pathogene sind, abzubauen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Lysozym als das lytische Enzym verwendet. Lysozyme (Muramidase, Mucopeptid-N-acetylmucamoylhydrolase, 1,4-Beta-N-acetylhexosaminodase, E.C. 3.2.1.17) sind gut bekannte lytische Enzyme, die aus verschiedenen Quellen isoliert wurden, und es handelt sich um gut charakterisierte Enzyme. Lysozyme werden am üblichsten in einem Extraktionsverfahren in Nahrungsmittelqualität von Eialbumin abgeleitet, sind jedoch auch aus Arktismuscheln, menschlicher Milch, Tränen und anderen natürlichen Quellen erhältlich. Eiweißlysozym, das im Jahre 1922 von W. Fleming zum ersten Mal entdeckt wurde, war eines der ersten sequenzierten Proteine, das erste, bei dem sich mittels Röntgenkristallographie eine dreidimensionale Struktur andeutete, und das erste, für das ein detaillierter Wirkmechanismus vorgeschlagen wurde. Seine antimikrobielle Wirkung gegen gram-positive Bakterien wurde beispielsweise von V.N. Procter et al. in CRC Crit. Reviews in Food Science and Nutrition, 26(4):359-395 (1988), gut dokumentiert. Das Molekulargewicht von Eiweißlysozym beträgt ungefähr 14.300 bis 14.600, der isoelektrische Punkt liegt bei pH 10,5-10,7. Es besteht aus 129 Aminosäuren, die durch vier Disulfidbrücken miteinander verbunden sind. Ähnliche Enzyme wurden aus anderen Quellen, einschließlich solcher diverser Erzeuger, wie Escherichia coli und menschlicher Tränen, isoliert und charakterisiert. Trotz leichter Unterschiede (beispielsweise umfaßt das menschliche Lysozym 130 Aminosäuren) ist die Fähigkeit zur Hydrolyse von Acetylhexosaminpolymeren im wesentlichen die gleiche. Dementsprechend soll für Zwecke dieser Erfindung der Begriff Lysozym diejenigen Zellwände oder Peptidoglycan abbauenden Enzyme, die die Fähigkeit zum Hydrolysieren von Acetylhexosamin und verwandten Polymeren besitzen, einschließen.
  • Es ist bekannt, daß Lysozym Bakterien und Pilze abtötet oder deren Wachstum hemmt, und es wird in Europa verwendet, um das Wachstum des ein Verderben verursachenden Organismus Clostridium tyrobutyricum in einer großen Vielzahl von Käsen zu kontrollieren. Es wurde auch zur Verwendung in einer Vielzahl anderer Anwendungen zum Konservieren von Nahrungsmitteln vorgeschlagen, und es wurde berichtet, daß es das Wachstum von Listeria monocytogenes hemmt (und es in manchen Fällen abtötet) (Hughey et al., Appl. Environ. Microbiol. 53:2165-2170 (1987)). Von Eialbumin abgeleitetes Lysozym mit einer Aktivität von etwa 20.000 Zuckereinheiten/mg ist von Rhodia unter der Marke NovaGARDTM kommerziell erhältlich.
  • Wenn Lysozym als ein antimikrobielles Mittel in Nahrungsmitteln verwendet wird, wird es in Mengen im Bereich von etwa 20 bis etwa 500 ppm, bezogen auf das Gewicht der für die Behandlung verwendeten Lösung, bevorzugter von zwischen etwa 50 und etwa 200 ppm zu dem Nahrungsmittelprodukt zugegeben, um in erster Linie Clostridium tyrobutyricum in gereiften Käsen zu hemmen. Lysozym wirkt in diesen Mengen nicht bakterizid gegen andere gram-positive Bakterien, es wurde jedoch in größeren Mengen (mehr als 1000 ppm, typischerweise 2000 ppm oder mehr) verwendet, um die Zellwand aus einem breiten Bereich gram-positiver Bakterien zu entfernen.
  • Wenn Lysozym als eine Komponente der antibakteriellen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung zugegeben wird, kann es in Mengen im Bereich von zwischen etwa 0,25 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% der antibakteriellen Zusammensetzung vorliegen. Wenn Lysozym als eine Komponente der antimikrobiellen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, liegt es vorzugsweise in Mengen im Bereich von etwa 50 ppm bis etwa 150 ppm, bezogen auf das Gewicht eines Nahrungsmittelprodukts, das mit der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung behandelt wurde, vor.
  • Ein weiteres bevorzugtes lytisches Enzym, das in der Stoffzusammensetzung gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann, ist Chitinase.
  • Die antibakterielle Stoffzusammensetzung kann auch organische Säuren, die zur Verwendung in Nahrungsmittelprodukten geeignet sind, oder Salze dieser Säuren enthalten. Die antibakterielle Stoffzusammensetzung kann einzelne Säuren oder Salze oder Gemische davon enthalten. Bevorzugte organische Säuren oder Salze zur Verwendung in der Stoffzusammensetzung umfassen Essigsäure, Natriumacetat, Natriumdiacetat, Kaliumacetat, Milchsäure, Natriumlactat, Kaliumlactat, Propionsäure, Propionate, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Natriumpropionat und Kaliumpropionat, Zitronensäure oder deren Salze, wie Natriumcitrat oder Kaliumcitrat, oder Gemische davon. In einer bevorzugteren Ausführungsform wird Natriumdiacetat in Mengen im Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% der antibakteriellen Zusammensetzung verwendet. Bevorzugt enthält das resultierende, mit der antimikrobiellen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung behandelte Nahrungsmittelprodukt etwa 500 ppm bis etwa 1500 ppm an Natriumdiacetat.
  • Weitere Additive, die in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorliegen können, umfassen die folgenden Materialien, sind jedoch nicht auf diese beschränkt: zusätzliche antibakterielle und/oder Cheliermittel, natürliche oder synthetische Würzmittel und/oder Geschmacksstoffe, Farbstoffe und/oder Farbmittel, Vitamine, Mineralien, Nährstoffe, Enzyme und Bindemittel, wie Guargummi, Xanthangummi und dergleichen. Die Zugabe dieser Materialien wird nicht als kritisch für den Erfolg der vorliegenden Erfindung betrachtet, und es wird davon ausgegangen, daß sie im Bereich der Kenntnisse eines Fachmanns liegt.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt die antimikrobielle Stoffzusammensetzung einen Metaboliten von Propionibakterien im Gemisch mit einer Vielzahl von organischen Säuren oder deren Salzen, einschließlich Natriumdiacetat, in Kombination sowohl mit einem lantibiotischen Bacteriocin, wie Nisin oder Lacticin, als auch mit einem lytischen Enzym, wie Lysozym, um das Wachstum eines breiten Spektrums von gram-positiven und gram-negativen, Verderben verursachenden und/oder sporenbildenden Bakterien in Nahrungsmittelprodukten zu kontrollieren.
  • Die antimikrobielle Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann im Zusammenhang mit irgendeinem Nahrungsmittelprodukt verwendet werden, welches gegenüber einem Wachstum von Bakterien oder bakterieller Zersetzung empfindlich ist. Diese umfassen Molkereiprodukte, Obst und Gemüse, von Obst und Gemüse abgeleitete Produkte, Getreide und von Getreide abgeleitete Produkte, Fleisch, Geflügel und Meeresfrüchte, sind jedoch nicht hierauf beschränkt. Eine bevorzugte Ausführungsform umfaßt die Behandlung von mit sublethalen Verfahren verarbeiteten Nahrungsmittelprodukten, einschließlich Fertiggerichten, Vorspeisen und Fleisch, Feinkostsalaten, Dressings (einschließlich Salatdressings), Soßen und Würzmitteln, Teigwaren, Suppen und aseptisch verpackten Nahrungsmitteln, sowie Gemische der Vorgenannten.
  • Die antimikrobielle Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung läßt sich am einfachsten im Gemisch mit und/oder durch Aufbringen auf ein mischbares Nahrungsmittelprodukt verwenden, kann jedoch auch wirksam sein, um die Oberfläche fester Nahrungsmittelprodukte durch Eintauchen, Abspülen oder Besprühen zu behandeln oder um beispielsweise mittels Injektion in das Innere solcher Produkte eingebracht zu werden. In anderen Ausführungsformen kann die antibakterielle Zusammensetzung als eine Marinade, eine Panade, ein Gewürzaufstrich, eine Glasur, ein Farbmittelgemisch und dergleichen aufgebracht oder als ein mit dem Nahrungsmittelprodukt zu vermischender und darin aufzunehmender Inhaltsstoff verwendet werden, wobei das Hauptkriterium darin besteht, daß die antimikrobielle Zusammensetzung den Oberflächen (einschließlich innerer Oberflächen) zugeführt werden muß, die einem Wachstum von Bakterien und/oder bakterieller Zersetzung unterworfen sind. In noch weiteren Ausführungsformen kann die antimikrobielle Zusammensetzung indirekt mit der Nahrungsmitteloberfläche in Kontakt gebracht werden, indem die Zusammensetzung auf die Nahrungsmittelverpackungsmaterialien aufgebracht wird und anschließend die Verpackung auf die Nahrungsmitteloberfläche aufgebracht wird, so daß die antibakterielle Zusammensetzung mit der äußeren Oberfläche des Nahrungsmittels in Kontakt kommt. Die optimale zu verwendende Menge ist von der antibakteriellen Zusammensetzung für das bestimmte zu behandelnde Nahrungsmittelprodukt und von dem Verfahren, das zum Aufbringen der antibakteriellen Zusammensetzung auf die Nahrungsmitteloberfläche verwendet wird, abhängig, kann jedoch mittels einfacher Experimente bestimmt werden.
  • Die antimikrobiellen Zusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung sind wirksam gegen gram-positive Bakterien, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf anaerobe sporenbildende Bakterien, einschließlich Spezies von Clostridium, wie Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Clostridium sporogenes, Clostridium tyrobutyricum und Clostridium putrefasciens, aerobe sporenbildende Bakterien, einschließlich Spezies von Bacillus, wie Bacillus cereus, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis und Bacillus coagulans, gram-positive vegetative Pathogene, einschließlich Spezies von Staphylococcus, wie Staphylococcus aureus, Spezies von Listeria, wie Listeria mono cytogenes, und schließlich Verderben verursachende vegetative Bakterien der Gruppen Micrococcus, Streptococcus und Milchsäure, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Spezies von Lactobacillus und Leuconostoc.
  • Die antimikrobiellen Zusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung sind auch wirksam gegen gram-negative Bakterien, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Escherichia-Bakterien, wie E. coli H7:0157, Campylobacter-Bakterien, wie Campylobacter jejuni, Vibrio-Bakterien, wie Vibrio parahaemolytica, Pectobakterien, wie Pectobacterium carotovorum, Pseudomonas-Bakterien, wie Pseudomonas fluorescens, und Spezies von Salmonella.
  • Weiterhin wurde entdeckt, daß die Stoffzusammensetzung gemäß der vorliegenden Offenbarung wirksam ist, um den Gehalt an lebenden Bakterien in Nahrungsmittelprodukten, die mehr als etwa 1% an Fett, Lipid oder in Öl löslichen Materialien enthalten, sowie Nahrungsmittelprodukten, die Fettemulsionen sind, zu reduzieren. Wenn das Nahrungsmittelprodukt eine Fett-in-Wasser-Emulsion ist, ist es besonders vorteilhaft, die Stoffzusammensetzung in die wäßrige Phase des Nahrungsmittelprodukts aufzunehmen, um die Verteilung in die Lipidphase zu minimieren, wo die Zusammensetzung für eine antibakterielle Schutzwirkung für das Nahrungsmittelprodukt nicht zur Verfügung stehen würde.
  • Nahrungsmittelprodukte, die mit der Stoffzusammensetzung gemäß der vorliegenden Offenbarung behandelt wurden, können auch mit sublethalen Behandlungsverfahren, wie Hitze, Bestrahlung, Druck, Ultraschall, Einfrieren, gepulsten elektrischen Feldern, Ozon, Nitrit usw., behandelt werden. Es wurde herausgefunden, daß die Stoffzusammensetzung in Kombination mit einem sublethalen Behandlungsverfahren den Gehalt an lebenden Bakterien in Nahrungsmittelprodukten wirksamer reduziert als jede der Behandlungen alleine. Diese Nahrungsmittelprodukte bleiben bei Umgebungstemperatur für etwa 3 Tage oder länger stabil. Bei Tiefkühltemperaturen bleiben diese Nahrungsmittelprodukte für etwa 7 Tage oder länger stabil.
  • Die nachfolgenden, nicht beschränkenden Beispiele veranschaulichen den breiten Bereich antimikrobieller Zusammensetzungen, die verwendet werden können, um Nahrungsmittelprodukte gemäß der vorliegenden Offenbarung zu konservieren.
  • BEISPIELE
  • Die nachfolgenden Beispiele vergleichen die Wirksamkeit einer antibakteriellen Zusammensetzung, bezeichnet mit CB-1, in fettfreier Trockenmilch (NFDM) mit Nisin (NovasinTM) als Kontrolle. CB-1 enthielt NovasinTM, MICROGARD® MG 200, Natriumdiacetat und Lysozym. Die Komponenten dieser Zusammensetzungen sind in Tabelle 1 unten aufgeführt.
  • Tabelle 1 Antibakterielle Zusammensetzungen
    Figure 00130001
  • BEISPIEL 1
  • Inhibition von Bacillus cereus durch die antibakterielle Zusammensetzung in Voll- und Magermilch bei 30°C
  • Voll- und Magermilch wurde sterilisiert, 2,3,5-Tripheryltetrazoliumchlorid (TTC) wurde zugegeben (um das Wachstum durch Farbänderung anzuzeigen), und das resultierende Gemisch wurde mit Sporen von Bacillus cereus (einem aeroben Sporenbildner) bei etwa 4-5 log Zellen/ml geimpft. Die antibakterielle Zusammensetzung (CB-1) und eine NovasinTM-Kontrolle (Kontrolle) wurden als 10%-ige Stammlösungen zugegeben (die Kontrolle enthielt gegenüber CB-1 die vierfache Menge an Nisin). Die Inhibition wurde durch die minimale Konzentration für kein Wachstum während eines gegebenen Zeitraums angezeigt und ist unten in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2 Wirksamkeit der Zusammensetzungen
    Figure 00130002
    • *MIC = minimale Inhibitionskonzentration
  • Die Lebendkeimzahl von B. cereus für diese Zusammensetzungen wurde dann auf TSA-Agar-Platten erhalten, die bei 30°C für 24 Stunden inkubiert wurden, und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 unten angegeben.
  • Tabelle 3 Lebendkeimzahl Inhibition von B. cereus in Vollmilch
    Figure 00140001
  • BEISPIEL 2
  • Inhibition von L. monocytogenes durch die antibakterielle Zusammensetzung in Voll- und Magermilch bei 25°C
  • Voll- und Magermilch wurde sterilisiert, 2,3,5-Tripheryltetrazoliumchlorid (TTC) wurde zugegeben (um das Wachstum durch Farbänderung anzuzeigen), und das resultierende Gemisch wurde mit L. monocytogenes ATCC 19115 (einem vegetativen gram-positiven Pathogen) bei etwa 4-5 log Zellen/ml geimpft. Die antibakterielle Zusammensetzung (CB-1) und NovasinTM-Kontrolle (Kontrolle) wurden als 10%-ige Stammlösungen zugegeben (die Kontrolle enthielt gegenüber CB-1 die vierfache Menge an Nisin). Die Inhibition wurde durch die minimale Konzentration für kein Wachstum während eines gegebenen Zeitraums angezeigt und ist in Tabelle 4 unten aufgeführt. Tabelle 4 Wirksamkeit der Zusammensetzungen
    Figure 00140002
    • *MIC = minimale Inhibitionskonzentration
  • Die Lebendkeimzahl von L. monocytogenes für diese Zusammensetzungen wurde dann auf TSA-Agar-Platten erhalten, die bei 30°C für 24 Stunden inkubiert wurden, und die Ergebnisse sind in Tabelle 5 unten angegeben. Tabelle 5 Lebendkeimzahl
    Figure 00150001
    • *2% CB-1 enthält die gleiche Konz. an Nisin als Kontrolle bei 0,5%
    • **CFU = koloniebildende Einheiten (# Zellen)
  • BEISPIEL 3
  • Inhibition von C. sporogenes durch die antibakterielle Zusammensetzung in Vollmilch bei 30°C
  • Vollmilch wurde sterilisiert, 2,3,5-Tripheryltetrazoliumchlorid (TTC) wurde zugegeben (um das Wachstum durch Farbänderung anzuzeigen), und das resultierende Gemisch wurde mit C. sporogenes (einem anaeroben, nicht pathogenen Sporenbildner) bei etwa 4-5 log Zellen/ml geimpft. Die antibakterielle Zusammensetzung (CB-1) und eine NovasinTM-Kontrolle (Kontrolle) wurden als 10%ige Stammlösungen zugegeben (die Kontrolle enthielt gegenüber CB-1 die vierfache Menge an Nisin). Die Lebendkeimzahl von C. sporogenes für diese Zusammensetzungen wurde dann auf TSA- Agar-Platten erhalten, die bei 30°C für 24 Stunden inkubiert wurden, und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 unten angegeben.
  • Tabelle 6
    Figure 00150002
  • BEISPIEL 4
  • Wirksamkeit der antibakteriellen Zusammensetzung beim Verzögern der Toxinproduktion in Nahrungsmittelprodukten
  • Zehn Stammgemische von proteolytischen C. botulinum-Sporen (anaerobe, sporenbildende Pathogene) mit etwa 100 Sporen/Gramm wurden bei 88°C für 10 Minuten mit Nahrungsmitteln hitzegeschockt. Einige der Nahrungsmittel hatten einen hohen Fettgehalt und umfaßten eine Alfredo-Soße, ein Fertiggericht (gekochte Hähnchenbrust in Soße), eine Fertigsuppe und eine frische Teigware. Die geimpften Nahrungsmittelproben wurden bei 15°C oder 27°C inkubiert. Die antibakterielle Zusammensetzung (CB-1), NovasinTM und in einem Fall CB-1 ohne Lysozym wurden als 10%-ige Stammlösungen zugegeben (die NovasinTM-Behandlung enthielt die gleiche Menge an Nisin wie CB-1 und CB-1 ohne Lysozym). Unbehandelte Nahrungsmittelproben wurden als Kontrolle verwendet (Kontrolle). Dreifachproben wurden zum Zeitpunkt 0 und nach jedem Stichprobenentnahmeintervall, das in Abhängigkeit von dem bestimmten behandelten Nahrungsmittel, seinem pH-Wert, seiner Temperatur usw. variierte, getestet. Standard-Maus-Tests wurden verwendet, um Tests hinsichtlich des Vorhandenseins von Botulismustoxin durchzuführen, was durch trivalentes ABE-Botulismus-Antitoxin bestätigt wurde. Die Wirksamkeit dieser antibakteriellen Zusammensetzungen bei der Verzögerung der Toxinproduktion in diesen Nahrungsmittelprodukten ist in den Tabellen 7-10 aufgeführt. Tabelle 7 Wirksamkeit der antibakteriellen Zusammensetzung beim Verzögern der Toxinproduktion in Alfredo-Soße bei pH 5,2, 27°C
    Figure 00160001
    Tabelle 8 Wirksamkeit der antibakteriellen Zusammensetzung beim Verzögern der Toxinproduktion im Fertiggericht bei pH 5,6, 27°C
    Figure 00160002
    • *Die mit Novasin behandelte Probe enthielt die gleiche Menge an Nisin wie die mit CB-1 behandelte Probe.
    Tabelle 9 Wirksamkeit der antibakteriellen Zusammensetzung beim Verzögern der Toxinproduktion in Fertigsuppe bei pH 6,5, 15°C
    Figure 00170001
    • **Die mit Novasin behandelte Probe enthielt die gleiche Menge an Nisin wie die mit CB-1 behandelte Probe und die mit CB-1 ohne Lysozym behandelte Probe.
  • Tabelle 10 Wirksamkeit der antibakteriellen Zusammensetzung beim Verzögern der Toxinproduktion in frischer Teigware bei pH 6,0, 27°C
    Figure 00170002
  • Es versteht sich, daß verschiedene Modifikationen an den hier offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können. Daher soll die obige Beschreibung nicht als beschränkend, sondern lediglich als beispielhaft für bevorzugte Ausführungsformen angesehen werden. Beispielsweise liegen verschiedene Kombinationen der Komponenten der hier beschriebenen antibakteriellen Zusammensetzung und deren Verwendung in verschiedenen Nahrungsmittelprodukten auf der Hand oder die vorstehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung gibt angemessene Hinweise darauf.

Claims (26)

  1. Zusammensetzung zur Nahrungsmittelbehandlung mit bakteriostatischer und bakterizider Aktivität gegen schädliche Bakterien in Nahrungsmitteln, welche wenigstens einen propionibakteriellen Metaboliten in Kombination mit den folgenden umfaßt: a) einem Lantibiotikum, b) einem lytischen Enzym und c) einer organischen Säure oder deren Salz.
  2. Materialzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Lantibiotikum aus der Gruppe ausgewählt ist, die im wesentlichen aus Nisin und Lacticin besteht.
  3. Materialzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das lytische Enzym aus der Gruppe ausgewählt ist, die im wesentlichen aus Lysozym und Chitinase besteht.
  4. Materialzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die organische Säure oder deren Salz aus der Gruppe ausgewählt ist, im wesentlichen bestehend aus Essigsäure, Milchsäure, Zitronensäure, Propionsäure, Natriumdiacetat, Natriumacetat, Kaliumacetat, Natriumlactat, Kaliumlactat, Natriumcitrat, Kaliumcitrat, Natriumpropionat, Kaliumpropionat und Gemischen davon.
  5. Materialzusammensetzung nach Anspruch 4, wobei die organische Säure oder deren Salz Natriumdiacetat ist.
  6. Materialzusammensetzung nach Anspruch 1, welche weiterhin eine oder mehrere Komponenten umfaßt, die aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus zusätzlichen antibakteriellen Mitteln, Cheliermitteln, natürlichen Würzmitteln, synthetischen Würzmitteln, Geschmacksstoffen, Farbstoffen, Färbemitteln, Vitaminen, Mineralien, Nährstoffen, Enzymen und Bindemitteln.
  7. Verfahren zum Hemmen des Wachstums und zum Abtöten von Bakterien auf einem Nahrungsmittelprodukt durch Aufbringen einer das Bakterienwachstum hemmenden und bakterizid wirksamen Menge einer Materialzusammensetzung auf eine oder mehrere Oberflächen des Nahrungsmittelprodukts, wobei die Zusammensetzung eine wachstumshemmende und bakterizide Wirksamkeit sowohl gegen gram-positive als auch gegen gram-negative Bakterien zeigt und einen propionibakteriellen Metaboliten in Kombination mit den folgenden umfaßt: a) einem Lantibiotikum, b) einem lytischen Enzym und c) einer organischen Säure oder deren Salz.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Materialzusammensetzung die Menge an grampositiven Bakterien in dem Nahrungsmittelprodukt reduziert.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die gram-positiven Bakterien aus den Gattungen ausgewählt sind, bestehend aus Bacillus, Clostridia, Staphylococcus, Listeria, Micrococcus, Streptococcus, Lactobacillus und Leuconostoc.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Bakterien aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus Bacillus cereus, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Clostridium sporogenes, Clostridium tyrobufyricum, Clostridium putrefasciens, Staphylococcus aureus und Listeria monocytogenes.
  11. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Materialzusammensetzung die Menge an gramnegativen Bakterien in dem Nahrungsmittelprodukt reduziert.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die gram-negativen Bakterien aus den Gattungen ausgewählt sind, bestehend aus Escherichia, Campylobacter, Vibrio, Pectobacteria, Pseudomonas und Salmonella.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Bakterien aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus E. coli H7:0157, Campylobacter jejuni, Vibrio parahaemolytica, Pectobacteria carotovorum und Pseudomonas fluorescens.
  14. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Nahrungsmittelprodukt aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Molkereiprodukten, Früchten, Gemüsen, von Früchten abgeleiteten Produkten, von Gemüsen abgeleiteten Produkten, Getreiden, von Getreiden abgeleiteten Produkten, Fleisch, Geflügel, Meeresfrüchten, Fertignahrungsmitteln, Feinkostsalaten, Salatdressings, Würzmitteln, Nudeln, Suppen, keimfrei verpackten Nahrungsmitteln und Gemischen davon.
  15. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Nahrungsmittelprodukt mehr als etwa 1% von in Fett, Lipid oder Öl löslichen Materialien enthält.
  16. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Nahrungsmittelprodukt eine Fettemulsion umfaßt.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Materialzusammensetzung in die wäßrige Phase der Fettemulsion aufgenommen ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Materialzusammensetzung entweder auf eine Oberfläche des Nahrungsmittelprodukts aufgebracht wird oder auf ein Nahrungsmittelverpackungsmaterial, welches anschließend mit der Oberfläche des Nahrungsmittelprodukts in Kontakt gebracht wird, aufgebracht wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Materialzusammensetzung durch Eintauchen, Spülen, Injizieren, Besprühen oder Mischen auf das Nahrungsmittelprodukt aufgebracht wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Materialzusammensetzung als Komponente einer Marinade, einer Panade, eines Gewürzbelags, einer Glasur oder einer Farbstoffmischung auf das Nahrungsmittelprodukt aufgebracht wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Materialzusammensetzung in Kombination mit einer subletalen Verarbeitungsbehandlung des Nahrungsmittelprodukts verwendet wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die subletale Verarbeitungsbehandlung aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wärme, Gammastrahlen, Hochdruck, Ultraschall, Ozon, Nitrit und Kombinationen davon.
  23. Nahrungsmittelprodukt, das infolge der Aufbringung einer Zusammensetzung für die Nahrungsmittelbehandlung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welche eine Wirksamkeit sowohl gegen gram-positive als auch gegen gram-negative Bakterien zeigt, auf eine oder mehrere seiner Oberflächen reduziert ist, eine verminderte lebende Bakterienpopulation aufweist.
  24. Nahrungsmittelprodukt nach Anspruch 23, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Molkereiprodukten, Früchten, Gemüsen, von Früchten abgeleiteten Produkten, von Gemüsen abgeleiteten Produkten, Getreiden, von Getreiden abgeleiteten Produkten, Fleisch, Geflügel, Meeresfrüchten, Fertignahrungsmitteln, Feinkostsalaten, Salatdressings, Würzmitteln, Nudeln, Suppen, keimfrei verpackten Nahrungsmitteln und Gemischen davon.
  25. Nahrungsmittelprodukt nach Anspruch 23, wobei die Materialzusammensetzung in Kombination mit einer subletalen Verarbeitungsbehandlung des Nahrungsmittelprodukts verwendet wird.
  26. Nahrungsmittelprodukt nach Anspruch 23, wobei die subletale Verarbeitungsbehandlung aus der Gruppe ausgewählt ist, im wesentlichen bestehend aus Wärme, Gammastrahlen, Hochdruck, Ultraschall, Ozon, Nitrit und Kombinationen davon.
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