DE60223082T2

DE60223082T2 - Antimikrobielle zusammensetzungen enthaltend diester dicarbonsäuren und dessen verwendung

Info

Publication number: DE60223082T2
Application number: DE60223082T
Authority: DE
Inventors: Robert D. Baldwin HEI; Brandon Hastings HERDT; Lawrence Woodbury GRAB
Original assignee: Ecolab Inc
Current assignee: Ecolab Inc
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2022-03-01
Also published as: JP4611637B2; EP1478232A1; EP1478232B1; AU2002258443A1; JP2005519090A; WO2003073849A1; DE60223082D1; ATE375719T1; DK1478232T3

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen sowie Verfahren zur Anwendung dieser Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzungen. Die Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzungen beinhalten typischerweise einen Dicarbonsäurediester mit der Formel:
wobei n 4–8 beträgt und R₁ und R₂ in unabhängiger Weise C₁- bis C₄-Alkylgruppen sind. Die Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen können die Mikrobenpopulationen auf verschiedenen Oberflächen reduzieren, wie beispielsweise bei Anlagen, Behältern oder Gerätschaften, wie man sie in der Nahrungsmittel-, Getränke- oder Pharmaindustrie findet, bei Temperaturen zwischen etwa –70°C bis etwa 100°C.
Hintergrund der Erfindung
Seit Langem besteht ein Bedarf nach antimikrobiellen Mitteln mit verbesserter antimikrobieller Wirksamkeit und verbesserter Wirkgeschwindigkeit. Die speziellen Anforderungen an derartige Mittel variieren je nach beabsichtigter Anwendung (z. B. Hygienisierungsmittel, Desinfektionsmittel, Sterilisierungsmittel, antiseptische Behandlung von Verpackungen etc.) und die geltenden Anforderungen der öffentlichen Gesundheit. Viele antimikrobielle Mittel (z. B. Iodophore, Persäu ren, Hypochlorite, Chlordioxid, Ozon etc.) verfügen über ein breites Spektrum antimikrobieller Eigenschaften. Jedoch zeigen diese Mittel gelegentlich eine unzulängliche Aktivität gegen Bakteriensporen, Pilzsporen und Pilze.
Dieses trifft insbesondere unter Bedingungen zu, welche die Verwendung geringer Mengen eines derartigen Mittels erfordern, beispielsweise um die Korrosion von Gerätschaften oder Verpackungen zu minimieren, um eine Oberfläche angemessen zu spülen, um eine vernachlässigbare Restmenge an antimikrobiellem Mittel zu ergeben, die Verdampfung des antimikrobiellen Mittels zu minimieren, oder um die Menge an Chemikalien in der Luft zu minimieren. Das Abtöten, Inaktivieren oder anderweitiges Reduzieren der aktiven Population von Bakteriensporen und Pilzen auf Oberflächen gestaltet sich besonders schwierig. Dieses kann sich als besonders schwierig erweisen, wenn sich die Sporen oder Pilze auf Oberflächen wie Nahrungsmittel, Nahrungsmittel-Kontaktstellen, Geschirr, klinischen und tiermedizinischen Einrichtungen, chirurgischen Instrumenten und klinischer und chirurgischer Wäsche und Kleidung befinden. Eine Kontrolle des Schimmelpilzes Chaetomium funicola sowie bakterielle Sporen formender Mikroorganismen der Gattung Bacillus kann besonders wichtig sein beim Verpacken von Nahrungsmitteln, insbesondere bei der aseptischen Kalt- oder Heißabfüllung von Nahrungsmittel- und Getränkeprodukten.
Mittel mit einer größeren und schnelleren Aktivität gegen Bakteriensporen, Pilzen und anderen widerstandsfähigen Mikroorganismen (insbesondere Mikroorganismen der Gattung Bacillus) könnten hilfreich sein, eine wesentliche Anforderung des öffentlichen Gesundheitswesen zu erfüllen, welche durch gegenwärtig gebräuchliche antimikrobielle Mittel nicht hinreichend erfüllt wird.
Chem. Pharm. Bull. 40 (5), S. 1309-1312 (1992) beschreibt die Steigerung bakterizider Aktivität von chlorhaltigen Desinfektionsmitteln mit dibasischen Säuren auf Staphylococcus aureus nach einer Inkubationszeit von 48 h.
EP 0 985 349 offenbart ein Verfahren zur Erhitzung von Fleisch, um die Mikrobenpopulation im Produkt zu reduzieren. Die antimikrobielle Zusammensetzung umfasst eine Mischung von Peroxycarbonsäure und Carbonsäure.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen, umfassend Verdünnungslösungsmittel und Verfahren zur Anwendung dieser Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzungen. Die Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzungen beinhalten typischerweise einen Dicarbonsäurediester mit der Formel:
wobei n 4-8 beträgt und R₁ und R₂ in unabhängiger Weise C₁- bis C₄-Alkylgruppen sind sowie mindestens eines der folgenden: Peroxycarbonsäure, aliphatische Carbonsäure und aromatische Carbonsäure, oder Mischungen davon. Die Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen können die Mikrobenpopulationen auf verschiedenen Oberflächen reduzieren, wie beispielsweise bei Anlagen, Behältern oder Gerätschaften, wie man sie in der Nahrungsmittel-, Getränke- oder Pharmaindustrie findet, bei Temperaturen zwischen etwa –70°C bis etwa 100°C.
Die vorliegende Erfindung stellt in einem Aspekt ein Verfahren bereit zur antimikrobiellen Behandlung, einschließlich der Anwendung einer Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzung auf Mikroben. Eine Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung enthält ein Verdünnungslösungsmittel (beispielsweise Wasser), Dicarbonsäurediester und optional Cosolvens, Tensid oder antimikrobielles Mittel. In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur antimikrobiellen Behandlung bereit, einschließlich der Anwendung einer Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzung auf Mikroben, wobei die Zusammensetzung ferner ein antimikrobielles Mittel beinhaltet. In einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet das antimikrobielle Mittel eine Peroxycarbonsäure, wie beispielsweise Peroxyessigsäure, Peroxyoctansäure, Peroxyameisensäure in Gegenwart oder in Abwesenheit eines Peroxids wie Wasserstoffperoxid; ein Peroxid wie Wasserstoffperoxid.
Die Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ermöglicht vorzugsweise eine Reduktion von mehr als einer log-Stufe bei einer Population von Bakterien oder Sporen von Bacillus cereus innerhalb von 10 Sekunden bei 60°C. In einem bevorzugten Aspekt stellen die Verfahren und Zusammensetzungen der Erfindung ein breiteres Spektrum an antimikrobieller Wirkung bereit und ermöglichen eine Reduktion von mehr als einer log-Stufe innerhalb von 10 Sekunden bei 60°C bei einem oder mehreren Organismen wie beispielsweise dem Schimmelpilz Chaetomium funicola. In einem bevorzugteren Aspekt ermöglichen die erfindungsgemäßen Verfahren und Zusammensetzungen eine Reduktion von mehr als einer log-Stufe innerhalb von 10 Sekunden bei 60°C bei Chaetomium funicola, Bacillus subtilis und Bacillus cereus.
In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein antimikrobielles Konzentrat und Anweisungen zur Mischung des Konzentrats mit Wasser bereit, wobei das Konzentrat Dicarbonsäurediester enthält, ein optionales Cosolvens oder Tensid und ein optionales antimikrobielles Mittel, wobei die Mengen an Dicarbonsäurediester und optionalem antimikrobiellem Mittel ausreichend hoch bemessen sind, sodass die Zusammensetzung bei der Population von Bakterien oder Sporen von Bacillus cereus und/oder bei dem Schimmelpilz Chaetomium funicola innerhalb von 10 Sekunden bei 60°C eine Reduktion von mehr als einer log-Stufe ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind insbesondere nützlich für antiseptische Verpackung, pharmazeutische Verpackung, clean-in-place-(CIP) oder clean-out-of-place-(COP) Systeme, klinische Desinfektionsmittel, veterinärmedizinische Desinfektionsmittel sowie als Sporizide oder Sterilisierungsmittel.
Kurze Beschreibung der Figur
1 ist ein Diagramm einer Getränkeanlage, einschließlich einer Abfüllanlage zur aseptischen Kaltabfüllung, in welcher entweder kohlensäurehaltige oder nicht-kohlensäurehaltige Getränke zubereitet und abgefüllt werden können.
Detaillierte Beschreibung
Definitionen
So wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff „Mikroorganismus" jedweden nichtzellulären oder unizellulären (einschließlich koloniebildenden) Organismus. Mikroorganismen schließen alle Prokaryoten ein. Mikroorganismen schließen Bakterien (einschließlich Cyanobakterien und Mykobakterien), Flechten, Mikropilze, Protozoen, Virinos, Viroide, Viren und einige Algen ein. So wie hier verwendet, ist der Begriff „Mikrobe" synonym zu Mikroorganismus.
So wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff „Objekt" etwas materielles, welches, direkt und/oder indirekt, von den Sinnen wahrgenommen werden kann und welches möglicherweise eine Behandlung mit einem antimikrobiellen Mittel oder einer antimikrobiellen Zusammensetzung erfordert. Objekte schließen eine Oberfläche ein, einschließlich einer harten Oberfläche (wie Glas, Keramik, Metall, natürliches oder künstliches Gestein, Holz und Polymer), ein Elastomer oder Kunststoff, gewebte oder nicht-gewebte Substrate, eine Oberfläche zur Lebens mittelverarbeitung, eine Oberfläche des Gesundheitswesens, eine pharmazeutische Oberfläche und dergleichen. Objekte schließen außerdem ein Lebensmittelprodukt (und dessen Oberfläche) ein; ein Volumen oder Strom von Wasser oder eines Gases (beispielsweise ein Luftstrom); sowie Oberflächen und Artikel, welche im Gastgewerbe oder in industriellen Bereichen verwendet werden.
So wie hier verwendet, schließt der Begriff „Lebensmittelprodukt" jedwede Lebensmittelsubstanz ein, welche eine Behandlung mit einem antimikrobiellen Mittel oder einer antimikrobiellen Zusammensetzung erfordern könnte und welche mit oder ohne weitere Zubereitung essbar ist. Zu den Lebensmittelprodukten zählen Fleisch (beispielsweise rotes Fleisch und Schweinefleisch), Fisch und Meeresfrüchte, Geflügel, Obst und Gemüse, Eier, lebende Eier, Eiprodukte, verzehrfertige Speisen, Weizen, Samen, Wurzeln, Knollengewächse, Blätter, Strünke, Knollen, Blumen, Sprossen, Gewürze, Milch und Milchprodukte (beispielsweise Joghurt, Käse), Tees, Wässer, oder eine Kombination davon. Der Begriff „landwirtschaftliches Erzeugnis" bezeichnet Lebensmittelprodukte wie Obst und Gemüse und Pflanzen oder von Pflanzen stammende Materialien, welche typischerweise roh, leicht gegart oder pasteurisiert und oft unverpackt vertrieben werden und welche bisweilen roh verzehrt werden können (beispielsweise Sojaprodukte, Tees, Joghurts und Säfte).
So wie hier verwendet, schließt der Ausdruck „pflanzliches Produkt" jedwede pflanzliche Substanz oder von Pflanzen stammende Substanz ein, welche eine Behandlung mit einem antimikrobiellen Mittel oder einer antimikrobiellen Zusammensetzung erfordern könnten. Zu den pflanzlichen Produkten zählen Samen, Nüsse, Nusskerne, Schnittblumen, Pflanzen und Getreide, welche in einem Gewächshaus gezogen oder gelagert werden, Zimmerpflanzen und dergleichen. Pflanzliche Produkte schließen viele Arten von Tierfutter ein.
So wie hier verwendet, bezeichnet der Ausdruck „Fleischprodukt" alle Formen von tierischem Fleisch, einschließlich Restkörper, Muskeln, Fett, Organe, Haut, Knochen und Körperflüssigkeiten und ähnliche Bestandteile, welche das Tier ausmachen.
So wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff „Geflügel" alle Arten von Vögeln, welche gehalten, gefangen oder domestiziert werden, um Fleisch oder Eier zu erhalten, einschließlich Huhn, Truthahn, Strauß, Haushuhn, Taube, Perlhuhn, Fasan, Wachtel, Ente, Gans, Emu oder dergleichen, sowie die Eier dieser Vögel.
So wie hier verwendet, bezeichnet der Ausdruck „Oberfläche zur Nahrungsmittelverarbeitung" eine Oberfläche eines Werkzeugs, einer Verpackung oder eines Behälters, einer Hülle oder Folie oder Abdeckung, einer Maschine, einer Gerätschaft, einer Struktur, eines Gebäudes oder dergleichen, welches verwendet wird als Teil einer Lebensmittel verarbeitenden, zubereitenden oder lagernden Aktivität und welches eine Behandlung mit einem antimikrobiellen Mittel erfordern könnte.
So wie hier verwendet, bezeichnet der Ausdruck „pharmazeutische Oberfläche" die Oberfläche eines Werkzeugs, einer Verpackung oder eines Behälters, einer Hülle oder Folie oder einer Abdeckung, einer Maschine, einer Gerätschaft, einer Struktur, eines Gebäude oder dergleichen, welches verwendet wird als Teil einer pharmazeutischen Verarbeitungs-, Zubereitungs- oder Lagerungs-Aktivität, und welches Behandlung mit einem antimikrobiellen Mittel oder einer antimikrobiellen Zusammensetzung erfordern könnte. So wie hier verwendet, schließt der Begriff „Luftströme" Luftzirkulationssysteme gegen Lebensmittelverderb ein sowie pharmazeutische Zirkulationssysteme, welche eine Behandlung mit antimikrobiellem Mittel oder einer antimikrobiellen Zusammensetzung erfordern könnten. Luftströme schließen außerdem Luftströme ein, welche typischerweise im Krankenhaus, in der Chirurgie, im Altenheim, Kreissaal, Leichenhalle und klinischen Diagnoseräumen angetroffen werden.
So wie hier verwendet, schließt der Begriff „Wässer" Wässer aus der Lebensmittelverarbeitung oder dem Lebensmitteltransport ein, sowie Wässer aus der pharmazeutischen Verarbeitung, welche eine Behandlung mit antimikrobiellem Mittel oder einer antimikrobiellen Zubereitung erfordern könnten.
So wie hier verwendet, bezeichnet der Ausdruck „Oberfläche des Gesundheitswesens" eine Oberfläche eines Instrumentes, eines Geräts, eines Wagens, eines Käfigs, von Möbeln, einer Struktur, eines Gebäudes oder dergleichen, welches eingesetzt wird als Teil einer Aktivität im Gesundheitswesen und welches Behandlung mit einem antimikrobiellem Mittel oder einer antimikrobiellen Zusammensetzung erfordern könnte.
So wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff „Instrument" die verschiedenen medizinischen oder zahnmedizinischen Instrumente oder Geräte, welche Behandlung mit einem antimikrobiellem Mittel oder einer antimikrobiellen Zusammensetzung erfordern könnten.
So wie hier verwendet, sind Gewichtsprozent (Gew.-%), Prozent je Gewicht, % je Gewicht und dergleichen, Synonyme, welche die Konzentration einer Substanz bezeichnen, und zwar das Gewicht der Substanz dividiert durch das Gesamtgewicht der Zusammensetzung und mit 100 multipliziert.
So wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „aktiv", wenn angewendet auf eine Peroxycarbonsäure oder eine andere peroxidhaltige Verbindung, auf die Gewichtsprozente an Peroxycarbonsäure oder Peroxyverbindung in der Zusammensetzung, welche nachgewiesen werden können durch eine geeignete analytische Technik, beispielsweise durch Titration, Chromatographie, Spektroskopie, Redoxsonde, amperometrisch oder durch ähnliche Verfahren zum Nachweis von Persäuren.
So wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „etwa", welcher die Menge eines Inhaltsstoffs modifiziert, der in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorliegt oder welcher in den erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird, auf Variationen der zahlenmäßigen Menge, welche beispielsweise auftreten können durch übliche Verfahren bei der Messung und bei der Handhabung von Flüssigkeiten, welche in der Praxis angewendet werden zur Zubereitung von Konzentraten oder gebrauchsfertigen Lösungen; durch Unachtsamkeiten bei diesen Verfahren; durch Unterschiede bei der Herstellung, Herkunft oder Reinheit der Inhaltsstoffe, welche eingesetzt werden, um die Zusammensetzungen herzustellen oder die Verfahren durchzuführen und so weiter. Der Begriff „etwa" umfasst auch Mengen, die aufgrund unterschiedlicher Gleichgewichtsbedingungen für eine Zusammensetzung Abweichungen aufweisen, welche bedingt sind durch die jeweilige Anfangsmischung. Die Ansprüche schließen, ob durch den Begriff „etwa" modifiziert oder nicht, Äquivalente zu den Mengen ein.
Die Unterscheidung von antimikrobieller Aktivität nach „-zidal" oder „-statisch", die Definitionen, welche den Grad der Wirksamkeit beschreiben sowie die offiziellen Laborprotokolle zur Messung dieser Wirksamkeit sind Gesichtspunkte zum Verständnis der Bedeutung antimikrobieller Mittel und Zubereitungen. Antimikrobielle Zubereitungen können zwei Arten von mikrobiellem Zellschaden hervorrufen. Der erste ist eine letale, irreversible Aktion, welche in völliger Zerstörung oder Inaktivierung resultiert. Die zweite Art von Zellschaden ist reversibel, sodass, wenn der Organismus vom Mittel befreit wird, er sich wieder vermehren kann. Der erstere wird mit „bakterizid" bezeichnet, der letztere mit „bakteriostatisch". Ein Sterilisierungsmittel und ein Desinfektionsmittel sind per Definition Mittel, welche antibakterielle oder bakterizide Aktivität bereitstellen. Im Gegensatz dazu wird ein Konservierungsstoff allgemein als Hemmer oder als bakteriostatische Zusammensetzung beschrieben.
Für den Zweck dieser Patentanmeldung wird eine erfolgreiche Reduktion von Mikroorganismen erzielt, wenn die Populationen von Mikroorganismen um min destens etwa 0,3-1 log₁₀-Stufen reduziert werden. In dieser Anmeldung ist eine derartige Reduktion einer Population das, was für die Verfahren minimal annehmbar ist.
Jede gesteigerte Reduktion von Populationen von Mikroorganismen ist ein zusätzlicher Nutzen, welcher einen höheren Grad an Schutz bietet. Wie beispielsweise dargelegt in Germicidal and Detergent Sanitizing Action of Disinfectants, Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, Absatz 960.09 und anwendbare Abschnitte, 15. Auflage, 1990 (EPA Richtlinie 91-2), sollte ein Hygienisierungsmittel eine Reduktion von 99,999% bieten (Reduktion um 5 log-Stufen), innerhalb von 30 Sekunden bei Raumtemperatur, 25°C ± 2°C, gegen verschiedene Testorganismen.
So wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Sterilisierungsmittel" auf ein physikalisches oder chemisches Mittel oder einen Vorgang, welches in der Lage ist, auf unbelebten Oberflächen alle Formen von Leben zu zerstören (einschließlich Bakterien, Viren, Pilze und Sporen). In A.O.A.C. Sporicidal Activity of Disinfectants, Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, Absatz 966.04 und anwendbare Abschnitte, 15. Auflage, 1990 (EPA-Richtlinie 91-2), wird ein Verfahren beschrieben.
So wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „antimikrobielle Zusammensetzung" auf eine Zusammensetzung mit der Fähigkeit, eine Reduktion um mehr als 90% zu bewirken (Reduktion um eine log-Stufe) in der Population von Bakterien oder Sporen von Bacillus-Arten innerhalb von 10 Sekunden bei 60°C, unter Anwendung des zuvor genannten Verfahrens Germicidal and Detergent Sanitizing Action of Disinfectants. Vorzugsweise werden Bacillus cereus oder Bacillus subtilis in einem derartigen Verfahren verwendet.
Die erfindungsgemäßen antimikrobiellen Zusammensetzungen stellen in einer derartigen Population innerhalb von 10 Sekunden bei 60°C außerdem vorzugs weise eine Reduktion um mehr als 99% (Reduktion um 2 log-Stufen) bereit, bevorzugter eine Reduktion um mehr als 99,99% (Reduktion um 4 log-Stufen), und am meisten bevorzugt eine Reduktion um mehr als 99,999% (Reduktion um 5 log-Stufen). Vorzugsweise stellen die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in der Population von einem oder mehreren zusätzlichen Organismen, wie beispielsweise dem Schimmelpilz Chaetomium funicola, außerdem eine Reduktion um mehr als 99% (Reduktion um 2 log-Stufen) bereit, bevorzugter eine Reduktion um mehr als 99,99% (Reduktion um 4 log-Stufen), und am meisten bevorzugt eine Reduktion um mehr als 99,999% (Reduktion um 5 log-Stufen). Da sich diese Definitionen für antimikrobielle Aktivität in ihrem weitesten Sinne von einigen der gegenwärtigen staatlichen Vorschriften unterscheiden, wird mit der Verwendung des Begriffs „antimikrobiell" in Zusammenhang mit dieser Erfindung nicht beabsichtigt, eine Übereinstimmung mit einem besonderen staatlichen Standard für antimikrobielle Aktivität anzuzeigen.
So wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Sporizid" auf ein physikalisches oder chemisches Mittel oder Verfahren, welches die Fähigkeit aufweist, eine Reduktion bei der Population von Sporen von Bacillus cereus oder Bacillus subtilis um mehr als 90% (Reduktion um eine log-Stufe) innerhalb von 10 Sekunden bei 60°C zu bewirken. Vorzugsweise stellen die erfindungsgemäßen sporiziden Zusammensetzungen bei derartigen Populationen innerhalb von 10 Sekunden bei 60°C eine Reduktion um mehr als 99% (Reduktion um 2 log-Stufen) bereit, bevorzugter eine Reduktion um mehr als 99,99% (Reduktion um 4 log-Stufen), und am meisten bevorzugt eine Reduktion um mehr als 99,999% (Reduktion um 5 log-Stufen).
So wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Hygienisierungsmittel" auf ein Mittel, das die Menge an bakterieller Verschmutzung auf ein Maß absenkt, welches nach den Anforderungen der öffentlichen Gesundheit als sicher zu bewerten ist. Vorzugsweise werden die Hygienisierungsmittel zur Verwendung in dieser Erfindung wenigstens eine Reduktion um 99,999% (Reduktion um 5 log- Stufen) bereitstellen unter Anwendung des Verfahrens Germicidal and Detergent Action of Disinfectants, auf welches sich oben bezogen wurde.
So wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Desinfektionsmittel" auf ein Mittel, welches alle vegetativen Zellen abtötet, einschließlich der am meisten anerkannten pathogenen Mikroorganismen, unter Anwendung des Verfahrens, beschrieben in A.O.A.C. Use Dilution Methods, Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, Absatz 955.14 und anwendbare Absätze, 15. Auflage, 1990 (EPA-Richtlinie 91-2).
So wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Konservierungsmittel" auf ein Mittel, welches die Lagerdauer von Nahrungsmittel- und Nichtnahrungsmittelprodukten verlängert durch Verzögern oder Verhindern einer Verschlechterung von Geschmack, Geruch, Farbe, Beschaffenheit, Erscheinungsbild, Nährwert oder Sicherheit. Ein Konservierungsmittel muss keine tödliche, irreversible Wirkung ermöglichen, welche zu teilweiser oder vollständiger Zerstörung oder Inaktivierung mikrobieller Zellen führt.
Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen
Die vorliegende Erfindung betrifft antimikrobielle Zusammensetzungen, enthaltend Dicarbonsäurediester. Ein erstes Lösungsmittel liegt ein einem größeren Anteil vor, und ein Dicarbonsäurediester in einem geringeren Anteil. Der Dicarbonsäurediester ist in dem ersten Lösungsmittel typischerweise unlöslich oder schwach löslich. Vorzugsweise beinhaltet das erste Lösungsmittel ein Verdünnungslösungsmittel oder ist ein solches. Zu den bevorzugten Dicarbonsäurediestern zählen Dimethyladipat, Methylethyladipat, Dimethylpimelat, Methylethylpimelat, Dimethylsuberat, Methylethylsuberat, Dimethylsebacat, Methylethylsebacat, Diethyladipat, Diethylpimelat, Diethylsuberat, Diethylsebacat und Mischungen davon. Bevorzugte Verdünnungslösungsmittel schließen Wasser ein. Die Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen kön nen außerdem einschließen: antimikrobielles Mittel, Stabilisatoren, Feuchthaltemittel, Chelatbildner, Pufferungsmittel, Cosolventien, Hydrotrope, Tenside oder Mischungen davon.
Typischerweise schließt die antimikrobielle Zusammensetzung, zusätzlich zum Dicarbonsäurediester, ein oder mehrere antimikrobielle Mittel ein. Das antimikrobielle Mittel kann ausgewählt werden mit Hinblick auf bessere Löslichkeit in dem ersten Lösungsmittel oder in dem Dicarbonsäurediester. Obwohl keine Anforderung der vorliegenden Erfindung, ist vorzugsweise das antimikrobielle Mittel im Dicarbonsäurediester besser löslich als im Verdünnungslösungsmittel. Gegenüber dem Verdünnungslösungsmittel löst sich, dispergiert oder wandert das antimikrobielle Mittel vorzugsweise bevorzugt in dem/den Dicarbonsäurediester. Beispielsweise wird angenommen, obwohl nicht auf die vorliegende Erfindung beschränkend, dass antimikrobielle Mittel, welche in flüssigen Zusammensetzungen ungeladen vorkommen können oder welche mehr als 6 Kohlenstoffatome besitzen, sich vorzugsweise eher auf den Dicarbonsäurediester verteilen als auf das Verdünnungslösungsmittel. Antimikrobielle Zusammensetzungen mit mehr als 2 Kohlenstoffatomen werden sich typischerweise eher auf den Dicarbonsäurediester verteilen als auf das Verdünnungslösungsmittel.
Das antimikrobielle Mittel umfasst zumindest Peroxycarbonsäuren und/oder organische Säuerungsmittel, ausgewählt unter aliphatischen und aromatischen Carbonsäuren. Derartige bevorzugte antimikrobielle Mittel werden im Folgenden ausführlicher beschrieben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform reduziert die Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzung die Population eines oder mehrerer Mikroorganismen auf Lebensmittelverpackungen, wie beispielsweise aseptischen Nahrungsmitteln oder Getränken, auf pharmazeutischen Verpackungen, auf einer Oberfläche des Gesundheitswesens oder in einer Umgebung des Gesundheitswesens.
Beispielsweise ist eine bevorzugte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wirksam bei der Abtötung eines oder mehrerer der pathogenen oder verschmutzenden sporenbildenden Bakterien oder Pilze, welche in Zusammenhang mit Nahrungsmitteln, Getränken, Arzneimitteln oder deren Verpackungen oder Behältern vorkommen. Zu derartigen Pilzen oder Bakterien zählen Zygosaccharomyces bailii, Bacillus cereus, Bacillus subtilis und Schimmelpilze, einschließlich Chaetomium spp., beispielsweise Chaetomium funicola, Arthrinium und ähnliche Gattungen; Hefe, andere Schimmelpilze und dergleichen. Die Zusammensetzungen und Verfahren der vorliegenden Erfindung weisen eine Aktivität auf gegen eine große Vielfalt von Mikroorganismen, wie beispielsweise grampositive Bakterien (zum Beispiel Listeria monocytogenes) und gramnegative Bakterien (zum Beispiel Escherichia coli), Mykobakterien (wie jene, welche zu Tuberkulose führen), Hefe, Schimmelpilze, Bakteriensporen, Viren etc. Die Zusammensetzungen und Verfahren der vorliegenden Erfindung weisen, wie oben beschrieben, eine Aktivität gegenüber einer großen Vielfalt humaner Pathogene auf, einschließlich Staphylococcus aureus und Pseudomonas aeruginosa. Die Zusammensetzungen und Verfahren können eine große Vielfalt an Mikroorganismen auf einer Nahrungsmittel, Getränke oder Arzneimittel verarbeitenden Oberfläche oder Gerätschaft abtöten.
Als weiteres Beispiel ist eine bevorzugte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wirksam beim Abtöten von einer oder mehreren auf Lebensmitteln auftretenden pathogenen Bakterien im Zusammenhang mit einem Lebensmittelprodukt, wie beispielsweise Salmonella typhimurium, Salmonella javiana, Campylobacter jejuni, Listeria monocytogenes und Escherichia coli O157: H7, Hefe, Schimmelpilze und dergleichen. Die Zusammensetzungen und Verfahren der vorliegenden Erfindung weisen, wie oben beschrieben, eine Aktivität gegen eine große Vielfalt humaner Pathogene auf. Die Zusammensetzungen und Verfahren können eine große Vielfalt von Mikroorganismen auf einer Lebensmittel verarbeitenden Oberfläche, auf der O- berfläche eines Lebensmittelprodukts oder in Wasser, welches zum Waschen oder Verarbeiten von Lebensmittelprodukten verwendet wird, abtöten.
Die bevorzugten Zusammensetzungen schließen Konzentrate von Zusammensetzungen und gebrauchsfertige Zusammensetzungen ein. Die Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen können hergestellt werden aus Konzentraten und/oder als solche geliefert werden, welche so verwendet werden, wie sie vorliegen, oder die verdünnt werden mit einem zusätzlichen oder anderem Verdünnungslösungsmittel. Die Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen werden wahrscheinlich als gebrauchsfertige Lösung hergestellt und verwendet werden; entweder aus den zuvor genannten Konzentraten oder aus individuellen Ausgangsstoffen. Beispielsweise kann eine gebrauchsfertige Zusammensetzung zum Zeitpunkt der Verwendung aus individuellen Inhaltsstoffen oder aus einer konzentrierten Mischung hergestellt werden. Beispielsweise kann eine Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung so verwendet werden, wie sie vorliegt, oder gemischt werden mit einem Verdünnungslösungsmittel oder Verdünnungsgas. Wasser ist ein bevorzugtes Verdünnungslösungsmittel. Bevorzugte Verdünnungsgase schließen ein: Kohlenstoffdioxid, Stickstoff, Sauerstoff, Luft oder Mischungen davon. Üblicherweise kann eine antimikrobielle konzentrierte Zusammensetzung verdünnt werden mit einem Lösungsmittel, Gas oder Dampf, beispielsweise mit Wasser, um eine gebrauchsfertige antimikrobielle Zusammensetzung zu bilden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die konzentrierte Zusammensetzung mit Wasser verdünnt, welche eingesetzt wird zum Waschen oder Verarbeiten eines Nahrungsmittels, Getränks oder Arzneimittels, oder eines Behälters oder einer Anlage, verwendet bei der Herstellung von Nahrungsmitteln, Getränken oder Arzneimitteln, oder beim Befüllen von Nahrungsmittel- oder Getränke- oder Arzneimittelbehältern.
Zu den bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung zählt etwa eine Form des Mischens, insbesondere so, wie ein Konzentrat oder wie individuelle Inhalts stoffe vorliegen, versetzt mit Wasser, um die gebrauchsfertige Lösung herzustellen. Das Mischen kann als separater Schritt erfolgen oder als Teil der Anwendung einer gebrauchsfertigen Zusammensetzung an einem Objekt. Zu den bevorzugten Verfahren für das Mischen und/oder Anwenden zählen Rühren, Eintauchen, Untertauchen, Fluten, Ansaugen, Pumpen, Sprühen, Zerstäuben, Benebeln oder Sprühen oder Sonifizieren. Bevorzugte Verfahren schließen Wassersysteme ein, welche das Rühren, Sprühen, Zerstäuben, Rezirkulieren oder ein anderweitiges Mischen der Lösung ermöglichen.
Mengenbereiche der Inhaltsstoffe für bestimmte Ausführungsformen der Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen
Typische Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen enthalten etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 95 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, etwa 5 Gew.-% bis etwa 99,999 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel, und optional etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 65 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel. Bevorzugte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen enthalten etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 60 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, etwa 50 Gew.-% bis etwa 99,8 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel, und optional etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel. Bevorzugte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen enthalten etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, etwa 60 Gew.-% bis etwa 99,5 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel, und optional etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel. Diese Zusammensetzungen können außerdem einen oder mehrere Stabilisatoren, Katalysatoren, Puffer, Säuerungsmittel und dergleichen enthalten. Diese Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind, einschließen.
Bevorzugte konzentrierte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen enthalten etwa 10 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-% an Dicarbon säurediester, etwa 10 Gew.-% bis 80 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel, und optional etwa 2,5 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel. Diese konzentrierten Zusammensetzungen können außerdem eines oder mehrere der folgenden enthalten: Stabilisator, Katalysator, Puffer, Säuerungsmittel und dergleichen. Diese konzentrierten Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind, einschließen.
Gebrauchsfertig enthalten Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen typischerweise etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, etwa 80 Gew.-% bis etwa 99,999 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel, und optional etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel. Bevorzugte gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen enthalten etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, etwa 85 Gew.-% bis etwa 99,8 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel, und optional etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel. Bevorzugte gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen enthalten etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, etwa 93 Gew.-% bis etwa 99,9 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel, und optional etwa 0,08 Gew.-% bis etwa 2,5 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel. Diese gebrauchsfertigen Zusammensetzungen können außerdem eines oder mehr der folgenden enthalten: Stabilisator, Katalysator, Puffer, Säuerungsmittel und dergleichen. Die gebrauchsfertigen Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind, einschließen.
Typische Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen können etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 60 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, etwa 10 Gew.-% bis etwa 99,999 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel und etwa 0,0025 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel. Bevorzugte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen können etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, etwa 30 Gew.-% bis etwa 99,99 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel, und etwa 0,007 Gew.-% bis etwa 3 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel. Bevorzugte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen können etwa 0,25 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, etwa 90 Gew.-% bis etwa 99 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel und etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 6 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel. Bevorzugte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen können etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 6 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, etwa 95 Gew.-% bis etwa 99 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel, und etwa 0,0025 Gew.-% bis etwa 3 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel.
Typische Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen können etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 60 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, vorzugsweise etwa 0,3 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, vorzugsweise etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, vorzugsweise etwa 1 Gew.-% bis etwa 6 Gew.-% an Dicarbonsäurediester.
Bevorzugte Dicarbonsäurediester schließen Dimethylsuberat ein. Typische Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen können etwa 10 Gew.-% bis etwa 99,999 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel enthalten, vorzugsweise etwa 30 Gew.-% bis etwa 99,99 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel, vorzugsweise etwa 90 Gew.-% bis etwa 99 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel, vorzugsweise etwa 95 Gew.-% bis etwa 99 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel. Bevorzugte Verdünnungslösungsmittel schließen Wasser ein. Typische Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen können etwa 0,0025 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel enthalten, vorzugsweise etwa 0,007 Gew.-% bis etwa 3 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel, vorzugsweise etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 6 Gew.-% an an timikrobiellem Mittel, vorzugsweise etwa 0,025 Gew.-% bis etwa 3 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel.

Bestimmte Ausführungsformen der Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen schließen die Mengenbereiche an Inhaltsstoffen in dieser Tabelle ein:

	Dicarbonsäurediester	Verdünnungslösungsmittel	Antimikrobielles Mittel
Gebrauchsfertige Zusammensetzungen
Typisch	0,001–20	80–99,999	0,001–10
Bevorzugt	0,01–10	85–99,99	0,01–5
Bevorzugter	0,08–5	92,5–99,9	0,1–2,5
Konzentrate
Typisch	0,1–99,9	5–99	1–60
Bevorzugt	1–60	5–95	1–40
Bevorzugter	10–50	10–80	2,5–25

Mengenbereiche für bestimmte Ausführungsformen von Dicarbonsäure diester enthaltende Zusammensetzungen, enthaltend Peroxycarbonsäuren
Bevorzugte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen können etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 95 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, etwa 5 Gew.-% bis etwa 99,999 Gew.-% an Wasser und etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 35 Gew.-% an Peroxycarbonsäure. Derartige bevorzugte Zusammensetzungen können außerdem 0,01 Gew.-% bis etwa 75 Gew.-% an Wasserstoffperoxid enthalten, und optional etwa 0,00001 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Stabilisator oder Katalysator, etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% an Tensid, und/oder etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% an Puffer. Bevorzugte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen können etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 90 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, etwa 10 Gew.-% bis etwa 99,9 Gew.-% an Wasser, und etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% an Peroxycarbonsäure. Derartige bevorzugte Zusammensetzungen können außerdem 0,03 Gew.-% bis etwa 65 Gew.-% an Wasserstoffperoxid enthalten, und optional etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 3 Gew.-% an Stabilisator oder Katalysator, etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Tensid, und/oder etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Puffer. Bevorzugte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen enthalten etwa 0,2 Gew.-% bis etwa 65 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, etwa 35 Gew.-% bis etwa 99,2 Gew.-% an Wasser, und etwa 0,08 Gew.-% bis etwa 11 Gew.-% an Peroxycarbonsäure. Derartige bevorzugte Zusammensetzungen können außerdem 0,05 Gew.-% bis etwa 55 Gew.-% an Wasserstoffperoxid enthalten, und optional etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-% an Stabilisator oder Katalysator, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-% an Tensid, und/oder etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-% an Puffer. Die Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind, einschließen.
Bevorzugte konzentrierte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen enthalten etwa 10 Gew.-% bis 50 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, etwa 10 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-% an Wasser, und etwa 2,5 Gew.-% bis etwa 11 Gew.-% an Peroxycarbonsäure. Derartige bevorzugte konzentrierte Zusammensetzungen können außerdem etwa 1 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-% an Stabilisator oder Katalysator enthalten, etwa 1 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-% an Tensid, und/oder etwa 1 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-% an Puffer. Diese konzentrierten Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind, einschließen.
Vorzugsweise können gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, etwa 80 Gew.-% bis etwa 99,99 Gew.-% an Wasser, und etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% an Peroxycarbonsäure. Derartige bevorzugte gebrauchsfertige Zusammensetzungen können außerdem 0,003 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% an Wasserstoffperoxid enthalten, und optional etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Stabilisator oder Katalysator, etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% an Tensid, und/oder etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% an Puffer. Bevorzugte gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen enthalten etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, etwa 85 Gew.-% bis etwa 99,99 Gew.-% an Wasser, und etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Peroxycarbonsäure. Derartige bevorzugte gebrauchsfertige Zusammensetzungen können außerdem 0,03 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% an Wasserstoffperoxid enthalten, und optional etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 3 Gew.-% an Stabilisator oder Katalysator, etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Tensid, und/oder etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Puffer. Bevorzugte gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen enthalten etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, etwa 93 Gew.-% bis etwa 99,9 Gew.-% an Wasser, und etwa 0,08 Gew.-% bis etwa 2,5 Gew.-% an Peroxycarbonsäure. Derartige bevorzugte gebrauchsfertige Zusammensetzungen können außerdem 0,08 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% an Wasserstoffperoxid enthalten, und optional etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-% an Stabilisator oder Katalysator, etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-% an Tensid, und/oder etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-% an Puffer. Diese gebrauchsfertigen Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind, einschließen.
Beispielsweise kann die Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung bis zu 95 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, bis zu 35 Gew.-% an aktiver Peroxycarbonsäure, bis zu 75 Gew.-% an Wasserstoffperoxid, bis zu 99,99 Gew.-% an Wasser, plus optionale Zusätze. Vorzugsweise enthält die Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung bis zu 65 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, bis zu 15 Gew.-% an aktiver Peroxycarbonsäure, bis zu 45 Gew.-% an Wasserstoffperoxid, bis zu 99,5 Gew.-% an Wasser, plus optionale Zusätze. Vorzugsweise enthält die Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung bis zu 45 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, bis zu 10 Gew.-% an aktiver Peroxycarbonsäure, bis zu 15 Gew.-% an Wasserstoffperoxid, bis zu 99 Gew.-% an Wasser, plus optionale Zusätze. Diese Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind, einschließen.
Beispielsweise kann die gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung bis zu 20 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, bis zu 10 Gew.-% an aktiver Peroxycarbonsäure, bis zu 60 Gew.-% an Wasserstoffperoxid, bis zu 99,99 Gew.-% an Wasser, plus optionale Zusätze. Vorzugsweise enthält die gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung bis zu 10 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, bis zu 5 Gew.-% an aktiver Peroxycarbonsäure, bis zu 20 Gew.-% an Wasserstoffperoxid, bis zu 99,5 Gew.-% an Wasser, plus optionale Zusätze. Vorzugsweise enthält die gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung bis zu 5 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, bis zu 2,5 Gew.-% an aktiver Peroxycarbonsäure, bis zu 10 Gew.-% an Wasserstoffperoxid, bis zu 99 Gew.-% an Wasser, plus optionale Zusätze. Diese gebrauchsfertigen Zusammensetzungen können außerdem eines oder mehrere der folgenden enthalten: Stabilisator, Katalysator, Puffer, Säuerungsmittel und dergleichen. Diese Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind, einschließen.
Beispielsweise kann die gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 95 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, vorzugsweise etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, bevorzugter etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 3 Gew.-% an Dicarbonsäurediester. Beispielsweise kann die gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 35 Gew.-% an aktiver Peroxycarbonsäure enthalten, vorzugsweise etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an aktiver Peroxycarbonsäure, bevorzugter et wa 0,08 Gew.-% bis etwa 2,5 Gew.-% an aktiver Peroxycarbonsäure. Beispielsweise kann die Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% an Wasserstoffperoxid enthalten, vorzugsweise etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Wasserstoffperoxid, bevorzugter etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 3 Gew.-% an Wasserstoffperoxid. Beispielsweise kann die gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzung etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% an Stabilisator enthalten, vorzugsweise etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 3 Gew.-% an Stabilisator, bevorzugter etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-% an Stabilisator. Beispielsweise kann die Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% an Pufferungsmitteln enthalten, vorzugsweise etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Pufferungsmitteln, bevorzugter etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-% an Pufferungsmitteln. Beispielsweise kann die gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung etwa 50 bis etwa 99,999 Gew.-% an Wasser enthalten, vorzugsweise etwa 70 bis etwa 99,8 Gew.-% an Wasser, bevorzugter etwa 85 bis etwa 99,5 Gew.-% an Wasser. Diese Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind, einschließen.
Mengenbereiche für bestimmte Ausführungsformen von Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzungen, enthaltend Carbonsäuren
Bei der Verwendung Carbonsäure enthaltender antimikrobieller Mittel können typische Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 99,9 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, etwa 1 Gew.-% bis etwa 99,999 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel, und etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 85 Gew.-% an Carbonsäure enthaltendem antimikrobiellem Mittel. Beispielsweise kann eine bevorzugte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 95 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, etwa 5 Gew.-% bis etwa 99,9 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel, und etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% an Carbonsäure enthaltendem antimikrobiellem Mittel. Beispielsweise kann die Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, etwa 70 Gew.-% bis etwa 99,9 Gew.-% an Wasser, und etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% an Carbonsäure. Derartige Zusammensetzungen können optional bis zu etwa 30 Gew.-% an Zusätzen wie Säuerungsmittel, Puffer, Cosolventien, Tenside und dergleichen enthalten. Die Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind, einschließen.
Bei der Verwendung von Carbonsäure enthaltenden antimikrobiellen Mitteln können bevorzugte konzentrierte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen etwa 10 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, etwa 10 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-% an Wasser, und etwa 2,5 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% an Carbonsäure. Derartige konzentrierte Zusammensetzungen können optional bis zu 30 Gew.-% an Zusätzen enthalten, wie beispielsweise Säuerungsmittel, Puffer, Cosolventien, Tenside und dergleichen. Die Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind, einschließen.
Bei der Verwendung Carbonsäure enthaltender antimikrobieller Mittel können typische gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, etwa 80 Gew.-% bis etwa 99,999 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel, und etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% an Carbonsäure enthaltendem antimikrobiellem Mittel. Beispielsweise kann eine bevorzugte gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, etwa 85 Gew.-% bis etwa 99,99 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel, und etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Carbonsäure enthaltendem antimikro biellem Mittel. Beispielsweise kann die gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzung etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, etwa 93 Gew.-% bis etwa 99,9 Gew.-% an Wasser, und etwa 0,08 Gew.-% bis etwa 2,5 Gew.-% an Carbonsäure. Derartige Zusammensetzungen können optional bis zu etwa 30 Gew.-% an Zusätzen enthalten, wie beispielsweise Säuerungsmittel, Puffer, Cosolventien, Tenside und dergleichen. Die Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind, einschließen.
Verdünnungslösungsmittel
Eine Vielzahl von Fluiden kann als Verdünnungslösungsmittel verwendet werden, einschließlich Wasser (z. B. flüssiges Wasser, Eis oder Dampf); kondensierte Gase und andere unter- oder überkritische Fluide (z. B. CO₂); Perchlorethylen; Öle wie beispielsweise Silikonöle (z. B. Siloxane), Zahnradöle, Getriebeöle, Mineralöle oder Pflanzenöle; und Carbonsäureester wie Methylsojat; Glykole, organische Säuren; Peroxide; sowie anorganische Säuren. Mischungen von Verdünnungslösungsmitteln können, falls gewünscht, verwendet werden. Zu den besonders zweckdienlichen Ölen zählen Öle in Lebensmittelqualität oder von Lebensmitteln abgeleitet Öle, Aromastoffe oder Duftöle. Bevorzugte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen können als Verdünnungslösungsmittel enthalten: Wasser, Glykole, CO₂, organische Säuren, Peroxide und anorganische Säuren, bevorzugter Wasser als Verdünnungslösungsmittel, Glykole und organische Säuren, bevorzugter Wasser als Verdünnungslösungsmittel.
Vorzugsweise enthält das Verdünnungslösungsmittel Wasser, besteht im Wesentlichen aus Wasser oder besteht aus Wasser, in dessen flüssigen oder gasförmigen Formen, vorzugsweise in dessen flüssiger Form. Im verbleibenden Teil dieser Beschreibung wird primär die Verwendung von Wasser in dessen flüssi ger Form als Verdünnungslösungsmittel diskutiert, wobei zu verstehen ist, dass andere geeignete Fluide zugesetzt werden könnten oder das Wasser in dessen flüssiger Form ersetzen könnten, falls erwünscht.
Typische Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen können von etwa 5 Gew.-% bis etwa 99,999 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel enthalten, vorzugsweise etwa 50 Gew.-% bis etwa 99,99 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel, vorzugsweise etwa 75 Gew.-% bis etwa 99,9 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel, und vorzugsweise etwa 85 Gew.-% bis etwa 99,5 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel. Konzentrierte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen enthalten vorzugsweise von etwa 10 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel. Typischerweise können gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen von etwa 80 Gew.-% bis etwa 99,999 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel enthalten, vorzugsweise etwa 85 Gew.-% bis etwa 99,99 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel, vorzugsweise etwa 92,5 Gew.-% bis etwa 99,9 Gew.-% an Verdünnungslösungsmittel. Diese Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind, einschließen.
Dicarbonsäurediester
So wie hier verwendet, bezieht sich Dicarbonsäurediester auf Moleküle, welche die Formel aufweisen:
wobei n 4-8 beträgt und R₁ und R₂ unabhängig voneinander C₁- bis C₄-Alkyle sind. Die Alkylgruppe kann entweder eine lineare Kette oder verzweigt sein, vorzugsweise eine lineare Kette.
Überraschenderweise zeigen Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen, welche bestimmte Dicarbonsäurediester enthalten, eine höhere Aktivität als Zusammensetzungen von bestimmten anderen Dicarbonsäurediestern. Insbesondere zeigen Dicarbonsäurediester, welche abgeleitet sind von Carbonsäuren mit zwei Carboxylgruppen, getrennt durch 2 bis 8 Kohlenstoffatome, eine höhere antimikrobielle Aktivität. Bevorzugte Dicarbonsäurediester sind abgeleitet von Carbonsäuren, welche zwei Carboxylgruppen aufweisen, getrennt durch 4, 5, 6 oder 8 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 6 Kohlenstoffatome. Zu den derartigen bevorzugten Dicarbonsäurediestern zählen Diester der Adipinsäure, Glutarsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure oder Sebacinsäure; vorzugsweise der Adipinsäure, Pimelinsäure oder Suberinsäure; bevorzugter der Suberinsäure oder Adipinsäure.
Insbesondere zeigen Dicarbonsäurediester, abgeleitet von Alkoholen mit 1 bis 2 Kohlenstoffatomen, eine höhere antimikrobielle Aktivität, insbesondere, wenn der Dicarbonsäurerest 4 bis 8 Kohlenstoffatome aufweist. Bevorzugte Dicarbonsäurediester sind abgeleitet von Alkoholen mit 1, 2, 3 oder 4 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 2 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 Kohlenstoffatom. Zu den derartigen bevorzugten Dicarbonsäurediester zählen Diester der Adipinsäure, Glutarsäure, Bernsteinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure oder Sebacinsäure. Die Ester können symmetrische oder gemischte Ester aus Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, sec-Butanol oder tert-Butanol sein; vorzugswei se Methanol, Ethanol oder Isobutanol; bevorzugter Methanol oder Ethanol; bevorzugter Methanol.
Insbesondere zeigen Dicarbonsäurediester mit insgesamt 5 bis 18 Kohlenstoffatomen eine höhere antimikrobielle Aktivität. Bevorzugte Dicarbonsäurediester weisen 6 bis 12 Kohlenstoffatome auf, vorzugsweise 8 bis 10 Kohlenstoffatome, und bevorzugter 9 oder 10 Kohlenstoffatome. Zu den derartigen bevorzugten Dicarbonsäurediestern zählen Methyl- und Ethylester der Adipinsäure, Glutarsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure oder Mischungen davon; vorzugsweise Ester der Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure oder Mischungen davon; vorzugsweise Ester der Pimelinsäure, Suberinsäure oder Mischungen davon.
Bevorzugte Dicarbonsäuredialkylester schließen ein: Dimethylmalonat, Methylethylmalonat, Methylpropylmalonat, Methylbutylmalonat, Dimethylsuccinat, Methylethylsuccinat, Methyl propylsuccinat, Methylbutylsuccinat, Dimethylglutarat, Methylethylglutarat, Methylpropylglutarate, Methylbutylglutarat, Dimethyladipat, Methylethyladipat, Methylpropyladipat, Methylbutyladipat, Dimethylpimelat, Methylethylpimelat, Methylpropylpimelat, Methylbutylpimelat, Dimethylsuberat, Methylethylsuberat, Methylpropylsuberat, Methylbutylsuberat, Dimethylsebacat, Methylethylsebacat, Methylpropylsebacat, Methylbutylsebacat, Diethylmalonat, Ethylpropylmalonat, Ethylbutylmalonat, Diethylsuccinat, Ethylpropylsuccinat, Ethylbutylsuccinat, Diethylglutarat, Ethylpropylglutarat, Ethylbutylglutarat, Diethyladipat, Ethylpropyladipat, Ethylbutyladipat, Diethylpimelat, Ethylpropylpimelat, Ethylbutylpimelat, Diethylsuberat, Ethylpropylsuberat, Ethylbutylsuberat, Diethylsebacat, Ethylpropylsebacat, Ethylbutylsebacat, Dipropylmalonat, Propylbutylmalonat, Dipropylsuccinat, Propylbutylsuccinat, Dipropylglutarat, Propylbutylglutarat, Dipropyladipat, Propylbutyladipat, Dipropylpimelat, Propylbutylpimelat, Dipropylsuberat, Propylbutylsuberat, Dipropylsebacat, Propylbutylsebacat, Dibutylmalonat, Dibutylsuccinat, Dibutylglutarat, Dibutyladipat, Dibutylpimelat, Dibutylsuberat und Dibutylsebacat. In diesen Estern kann Propyl n- oder Isopropyl sein; Butyl kann n-, Iso- oder tert-Butyl sein; oder eine Mischung davon.
Zu den bevorzugteren Dicarbonsäuredialkylestern zählen Dimethyladipat, Methylethyladipat, Dimethylpimelat, Methylethylpimelat, Dimethylsuberat, Methylethylsuberat, Dimethylsebacat, Methylethylsebacat, Diethyladipat, Diethylpimelat, Diethylsuberat und Diethylsebacat.
Dicarbonsäurediester wie Dioctylsebacat, bis-(2-Ethylhexyl)-sebacat, Diamylsebacat, Dimethylpimelat und Dimethylsuberat sind in verhältnismäßig reiner Form kommerziell erhältlich. Diese Sebacinsäureester sind bevorzugt, zum Teil, da sie kommerziell und kostengünstig erhältlich sind.
Typische Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen, vorliegend als gebrauchsfertige oder konzentrierte Zusammensetzungen oder aus einzelnen Inhaltsstoffen gemischt zum Zeitpunkt der Verwendung, können etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 85 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten, vorzugsweise etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, bevorzugter etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 3 Gew.-% an Dicarbonsäurediester. Typische konzentrierte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen können etwa 10 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthalten. Typischerweise enthalten gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, vorzugsweise etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% an Dicarbonsäurediester, bevorzugter etwa 0,08 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Dicarbonsäurediester. Diese Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind, einschließen.
Antimikrobielles Mittel
Die erfindungsgemäßen antimikrobiellen Zusammensetzungen enthalten als antimikrobielle Mittel Peroxycarbonsäure, einschließlich Peroxyessigsäure, Pero xyameisensäure, Peroxyoctansäure und Monoester von Peroxydicarbonsäuren, und/oder organische antimikrobielle Säuerungsmittel, ausgewählt unter aliphatischen und aromatischen Carbonsäuren. Bevorzugte aliphatische oder aromatische Carbonsäuren schließen ein: Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Heptansäure, Octansäure, Nonansäure, Decansäure, Benzoesäure, Salicylsäure und Mischungen davon.
Das antimikrobielle Mittel kann im Dicarbonsäurediester oder im Verdünnungslösungsmittel gelöst oder dispergiert sein, oder kann danach ausgewählt werden, dass es im ersten Lösungsmittel oder in dem Dicarbonsäurediester besser löslich ist. Erfindungsgemäße Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen, enthaltend antimikrobielles Mittel, besitzen typischerweise eine im Wesentlichen größere antimikrobielle Wirksamkeit als wässrige Lösungen oder Dispersionen, welche das antimikrobielle Mittel alleine enthalten. Obwohl nicht auf die vorliegende Erfindung beschränkend, wird angenommen, dass dieses daran liegen könnte, dass sich das antimikrobielle Mittel bevorzugt auf eines der Lösungsmittel verteilt. Vorzugsweise ist das antimikrobielle Mittel besser löslich im Dicarbonsäurediester, oder löst sich, dispergiert oder wandert bevorzugt in diesen, verglichen mit dem Verdünnungslösungsmittel. Es wird angenommen, ohne die vorliegende Erfindung zu beschränken, dass ein antimikrobielles Mittel, welches ungeladen ist oder mehr als 6 Atome, einschließlich zweier Kohlenstoffatome, aufweist, sich zum Teil im Dicarbonsäurediester ansammelt.
Typische Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen können von etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 60 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel enthalten, vorzugsweise etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel, vorzugsweise etwa 0,08 Gew.-% bis etwa 2,5 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel. Typische konzentrierte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen können von etwa 2,5 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel enthalten. Typischerweise können ge brauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen von etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel enthalten, vorzugsweise etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel, vorzugsweise etwa 0,08 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel. Bevorzugte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen können etwa 0,05, etwa 0,1, etwa 0,2, etwa 0,3, etwa 0,4, etwa 0,5, etwa 0,6, etwa 0,7, etwa 0,8, etwa 0,9, etwa 1, etwa 1,1, etwa 1,2, etwa 1,3, etwa 1,4, etwa 1,5, etwa 1,6, etwa 1,7, etwa 1,8, etwa 1,9, etwa 2, etwa 2,1, etwa 2,2, etwa 2,3, etwa 2,4, etwa 2,5, etwa 2,6, etwa 2,7, etwa 2,8, "etwa 2,9, etwa 3,0, etwa 3,1, etwa 3,2, etwa 3,3, etwa 3,4, etwa 3,5, etwa 3,6, etwa 3,7, etwa 3,8, etwa 3,9, etwa 4,0, etwa 4,1, etwa 4,2, etwa 4,3, etwa 4,4, etwa 4,5, etwa 4,6, etwa 4,7, etwa 4,8, etwa 4,9, oder etwa 5,0 Gew.-% an antimikrobiellem Mittel enthalten. Diese Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind, einschließen.
Die Menge an reaktivem antimikrobiellem Mittel, wie beispielsweise Peroxysäure, Wasserstoffperoxid oder Halogen enthaltendes antimikrobielles Mittel in einer gebrauchsfertigen Lösung kann beeinflusst werden, typischerweise verringert, durch organische Materie, welche in der gebrauchsfertigen Zusammensetzung gefunden oder dieser zugesetzt wird. Somit beziehen sich die für die gebrauchsfertigen Zusammensetzungen angeführten Mengen an Inhaltsstoffen auf die Zusammensetzung vor oder nach nur kurzzeitigem Gebrauch, wobei zu verstehen ist, dass sich die Mengen verringern werden, sobald organisches Material der gebrauchsfertigen Zusammensetzung zugesetzt wird.
Peroxycarbonsäure enthaltende antimikrobielle Mittel
Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Mittel der vorliegenden Erfindung können als antimikrobielles Mittel eine Peroxycarbonsäure und/oder eine Carbonsäure enthalten. Allgemein weisen Carbonsäuren die Formel R-COOH auf, wobei R eine beliebige Zahl an unterschiedlichen Gruppen repräsentieren kann, einschließlich aliphatischer Gruppen, alicyclischer Gruppen, aromatischer Gruppen, heterocyclischer Gruppen und Estergruppen wie beispielsweise Alkylestergruppen, von welchen alle gesättigt oder ungesättigt und/oder substituiert oder unsubstituiert sein können. R ist vorzugsweise eine kleine Alkylgruppe mit 1-10 Kohlenstoffatomen, am meisten bevorzugt 1-8 Kohlenstoffatome.
Carbonsäuren, welche im Allgemeinen verwendbar sind, sind jene, welche eine oder zwei Carboxylgruppen aufweisen, wobei die R-Gruppe eine primäre Alkyl- oder Arylkette ist, die eine Länge von C₂ bis C₁₂ aufweist. Die primäre Alkyl- oder Arylkette des Moleküls ist die Kohlenstoffkette des Moleküls, welche die größte Länge an Kohlenstoffatomen und unmittelbar anhängender funktioneller Carboxylgruppen aufweist. Zu den Beispielen geeigneter Carbonsäuren zählen Essigsäure, Propionsäure, Hexansäure, Heptansäure, Octansäure, Nonansäure, Decansäure, Benzoesäure, Salicylsäure und Mischungen davon. Längere Ketten von Carbonsäure-Analoga, einschließlich Hexanoyl, Heptanoyl, Octanoyl, Nonanoyl und Decanoyl können zusätzlich antimikrobiell wirken und die Oberflächenspannung verringern, um das Benetzen von hydrophoben Oberflächen zu unterstützen.
Peroxycarbonsäuren (oder Percarbonsäuren) besitzen allgemein die Formel R(CO₃H)_n, wobei R Alkyl, Arylalkyl, Cycloalkyl, Carboxyalkyl, Carboxyesteralkyl, aromatisch oder heterocyclisch ist; und n eins, zwei oder drei ist, und welche dadurch benannt werden, dass der Stammsäure „Peroxy" vorangestellt wird. Während Peroxycarbonsäuren nicht so stabil sind wie Carbonsäuren, erhöht sich ihre Stabilität im Allgemeinen mit steigendem Molekulargewicht. Eine thermische Zersetzung dieser Säuren kann im Allgemeinen über freie Radikale oder nichtradikale Reaktionspfade verlaufen, durch Photozersetzung oder Radikal-induzierte Zersetzung, oder durch die Wirkung von Metallionen oder Metallkomplexen. Peroxycarbonsäuren können hergestellt werden durch die direkte säurekatalysierte Gleichgewichtsreaktion von Wasserstoffperoxid mit der Carbonsäu re, durch Autooxidation von Aldehyden, oder aus Säurechloriden und Hydriden oder Carbonsäureanhydriden mit Wasserstoff- oder Natriumperoxid.
Peroxycarbonsäuren, welche in den Zusammensetzungen und Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, schließen ein: Peroxyameisensäure, Peroxyessigsäure, Peroxypropionsäure, Peroxybuttersäure, Peroxypentansäure, Peroxyhexansäure, Peroxyheptansäure, Peroxyoctansäure, Peroxynonansäure, Peroxydecansäure, Peroxyundecansäure, Peroxydodecansäure, Peroxymilchsäure, Peroxycitronensäure, Peroxymaleinsäure, Peroxyascorbinsäure, Peroxyhydroxyessigsäure (Peroxyglykolsäure), Peroxyoxalsäure, Peroxymalonsäure, Peroxybernsteinsäure, Peroxyglutarsäure, Peroxyadipinsäure, Peroxypimelinsäure und Peroxysuberinsäure sowie Mischungen davon.
Peroxy-Formen von Carbonsäuren mit mehr als einem Carbonsäurerest können einen oder mehrere der als Peroxycarboxylreste vorliegenden Carboxylreste aufweisen. Von diesen Peroxycarbonsäuren wurde gefunden, dass sie in wässriger Lösung eine gute antimikrobielle Wirkung mit guter Stabilität aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform verwendet die erfindungsgemäße Zusammensetzung eine Kombination mehrerer verschiedener Peroxycarbonsäuren. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die antimikrobielle Zusammensetzung eine Peroxycarbonsäure mit 2 Kohlenstoffatomen sowie eine weitere mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen. Vorzugsweise enthält eine derartige antimikrobielle Zusammensetzung Peroxyessigsäure und Peroxyoctansäure, Peroxydecansäure, oder Mischungen davon Typische Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen schließen C₂- bis C₁₀-Peroxycarbonsäuren ein. Bevorzugte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen enthalten als Peroxycarbonsäure Peroxyessigsäure, Peroxyheptansäure, Peroxyoctansäure, Peroxypropionsäure oder Mischungen davon. Bevorzugte Dicarbonsäurediester enthalten de antimikrobielle Zusammensetzungen enthalten als Peroxycarbonsäure Peroxyessigsäure, Peroxyheptansäure, Peroxyoctansäure oder Mischungen davon.
Die Menge an Peroxycarbonsäure in gebrauchsfertigen und konzentrierten Zusammensetzungen kann bis zu den Grenzen reichen, bei welchen die Peroxycarbonsäure in der Zusammensetzung gelöst oder suspendiert werden kann. Vorzugsweise liegt die Peroxycarbonsäure in konzentrierten Zusammensetzungen in Konzentrationen von etwa 0,001 bis etwa 50 Gewichtsprozent vor, vorzugsweise von 0,05 bis etwa 25 Gewichtsprozent, vorzugsweise von etwa 0,08 bis etwa 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise von etwa 0,1 bis etwa 10 Gewichtsprozent. In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen enthält die konzentrierte Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzung Peroxycarbonsäure in Mengen, welche sich am unteren Ende dieser Mengenbereiche befinden. Diese Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind, einschließen.
Gebrauchsfertige Zusammensetzungen können beispielsweise hergestellt werden durch Verdünnen eines Konzentrats oder durch Mischen einzelner Inhaltsstoffe zum Zeitpunkt der Verwendung. Typische gebrauchsfertige Lösungen der obigen konzentrierten Zusammensetzungen enthalten in unabhängiger Weise Peroxycarbonsäure in Konzentrationen von 0,001 bis etwa 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0,01 bis etwa 3 Gewichtsprozent, und bevorzugter von etwa 0,1 bis etwa 2 Gewichtsprozent. Zum Beispiel können gebrauchsfertige Zusammensetzungen von Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen von etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Peroxyessigsäure enthalten, vorzugsweise etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 2,5 Gew.-% an Peroxyessigsäure, vorzugsweise etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1,5 Gew.-% an Peroxyessigsäure. Zum Beispiel können gebrauchsfertige Zusammensetzungen von Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen von etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Peroxyessigsäure und/oder 0,0001 bis etwa 3 Gew.-% an Peroxyoctansäure enthalten, vorzugsweise etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 2,5 Gew.-% an Peroxyessigsäure und/oder 0,001 bis etwa 1 Gew.-% an Peroxyoctansäure, vorzugsweise etwa 0,03 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% an Peroxyessigsäure und/oder Peroxyoctansäure. Diese Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind, einschließen.
Peroxycarbonsäureester enthaltende antimikrobielle Mittel
So wie hier verwendet, bezieht sich Peroxycarbonsäureester auf ein Molekül mit der Formel:
In dieser Formel können R₂ und R₃ unabhängig voneinander eine aus einer Vielzahl organischer Gruppen (z. B. Alkyl, linear oder cyclisch, aromatisch oder gesättigt) oder substituierter organischer Gruppen (z. B. mit einem oder mehreren Heteroatomen oder organischen Gruppen) sein. Peroxycarbonsäureester können hergestellt werden unter Anwendung von Verfahren, welche üblicherweise zur Herstellung von Peroxycarbonsäure angewendet werden, wie beispielsweise Inkubieren des entsprechenden Monoesters oder Diesters der Dicarbonsäure mit Wasserstoffperoxid. Peroxycarbonsäureester, welche abgeleitet sind von den hierin beschriebenen Dicarbonsäurediestern oder diesen entsprechen, sind bevorzugt.
Bevorzugte Peroxycarbonsäureester schließen Peroxycarbonsäurealkylester ein, und weisen vorzugsweise die Formel auf:
wobei R₁ und R₂ unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen repräsentieren und n 0 bis 10 ist. Die Alkylgruppe kann entweder eine lineare Kette sein oder verzweigt, vorzugsweise eine lineare Kette. Bevorzugte Peroxycarbonsäureester sind die Monoester von Peroxycarbonsäuren, welche den hier vorangehend beschriebenen bevorzugten Dicarbonsäurediestern entsprechen.
Die Menge an Peroxycarbonsäureester in gebrauchsfertigen und konzentrierten Zusammensetzungen kann bis zu den Grenzen reichen, bei welchen der Peroxycarbonsäureester in der Zusammensetzung gelöst oder suspendiert werden kann. Vorzugsweise liegt der Peroxycarbonsäureester in konzentrierten Zusammensetzungen in Konzentrationen von etwa 0,001 bis etwa 50 Gewichtsprozent vor, vorzugsweise von 0,05 bis etwa 25 Gewichtsprozent, vorzugsweise von etwa 0,08 bis etwa 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise von etwa 0,1 bis etwa 10 Gewichtsprozent. In bestimmten Ausführungsformen enthält die konzentrierte Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzung Peroxycarbonsäureester in Mengen, welche sich am unteren Ende dieser Mengenbereiche befinden. Diese Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche enthalten, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind.
Gebrauchsfertige Zusammensetzungen können beispielsweise hergestellt werden durch Verdünnen eines Konzentrats oder durch Mischen einzelner Inhaltsstoffe zum Zeitpunkt der Verwendung. Typischerweise enthalten gebrauchsfertige Lösungen der obigen konzentrierten Zusammensetzungen in unabhängiger Weise Peroxycarbonsäureester oder Peroxycarbonsäurealkylester in Konzentra tionen von 0,001 bis etwa 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0,01 bis etwa 3 Gewichtsprozent, und bevorzugter von etwa 0,1 bis etwa 2 Gewichtsprozent.
Wasserstoffperoxid
Die erfindungsgemäßen Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzungen enthalten typischerweise außerdem eine Wasserstoffperoxid-Komponente. Wasserstoffperoxid in Kombination mit der Peroxycarbonsäure stellt eine bestimmte Wirkung zur Entfernung von Biofilmen oder eine antimikrobielle Wirkung gegen Mikroorganismen bereit. Zusätzlich kann Wasserstoffperoxid eine aufschäumende Wirkung bereitstellen, welche jede Oberfläche abspülen kann, an der es angewendet wird. Wasserstoffperoxid wirkt, sobald angewendet, mit einer mechanischen Schwemmwirkung, welche die Oberfläche weiter reinigt. Ein zusätzlicher Vorteil von Wasserstoffperoxid ist die Verträglichkeit dieser Zusammensetzung mit Nahrungsmitteln bei Verwendung und Zersetzung. Zum Beispiel führen Kombinationen von Peroxyessigsäure, Peroxyoctansäure und Wasserstoffperoxid bei Zersetzung zu Essigsäure, Octansäure, Wasser und Sauerstoff, wovon alle mit Nahrungsmittelprodukten verträglich sind.
Viele Oxidationsmittel können zur Herstellung von Peroxycarbonsäuren verwendet werden. Zu den geeigneten Oxidationsmitteln zählen, zusätzlich zu Wasserstoffperoxid, anorganische und organische Peroxide wie Perboratsalze, Percarbonatsalze und Persulfatsalze, Perkohlensäure und Ozon. Allgemein ist Wasserstoffperoxid aus mehreren Gründen bevorzugt. Nach Anwendung des H₂O₂/Peroxycarbonsäure enthaltenden keimtötenden Mittels enthält der verbleibende Rückstand lediglich Wasser und eine saure Komponente. Die Ablagerung dieser Produkte auf der Oberfläche einer Nahrungsmittel verarbeiten Vorrichtung, wie beispielsweise einer Tauchbad- oder Sprühvorrichtung, wird sich nicht nachteilig auf die Vorrichtung, die Handhabung oder Verarbeitung oder auf das darin gewaschene Lebensmittel auswirken.
Typische Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen können von etwa 0,005 Gew.-% bis etwa 75 Gew.-% an Wasserstoffperoxid enthalten, vorzugsweise etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% an Wasserstoffperoxid, vorzugsweise etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% an Wasserstoffperoxid, vorzugsweise etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Wasserstoffperoxid. Gebrauchsfertige Zusammensetzungen der Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen können von etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% an Wasserstoffperoxid enthalten, vorzugsweise etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 2,5 Gew.-% an Wasserstoffperoxid, am meisten bevorzugt etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1,5 Gew.-% an Wasserstoffperoxid.
Cosolvens
Es kann eine Vielzahl von Cosolventien eingesetzt werden. Allgemein wird das Cosolvens ausgewählt auf Basis der Eigenschaften des gewählten Dicarbonsäurediesters und der Löslichkeit des gewählten Dicarbonsäurediesters im Verdünnungslösungsmittel. Für Zusammensetzungen, bei welchen Wasser als Verdünnungslösungsmittel dient, wird das Cosolvens im Allgemeinen eine Wasserlöslichkeit aufweisen, welche höher ist als die Wasserlöslichkeit des gewählten Lösungsmittels. Vorzugsweise besitzt das Cosolvens einen hohen Flammpunkt (z. B. höher als 30°C, bevorzugter höher als 50°C, und am meisten bevorzugt höher als 100°C), einen schwachen Geruch und geringe Toxizität gegenüber Mensch und Tier.
Bevorzugte Cosolventien schließen ein: 2-(2-Aminoethoxy)-ethanol, Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Amylacetat, Amylalkohol, Butanol, 3-Butoxyethyl-2-propanol, Butylacetat, n-Butylpropionat, Cyclohexanon, Diacetonalkohol, Diethoxyethanol, Diethylenglykolmethylether, Diethylenglykol-n-butylether, Diisobutylcarbinol, Diisobutylketon, Dimethylheptanol, Dipropylenglykol-n-butylether, Dipropylenglykolmethylether, Dipropylenglykolpropylether, Dipropylenglykol-tert-butylether, Ethanol, Ethylacetat, 2-Ethylhexanol, Ethylpropionat, Ethyl englykolbutylether, Ethylenglykolmethyletheracetat, Hexanol, Isobutanol, Isobutylacetat, Isobutylheptylketon, Isophoron, Isopropanol, Isopropylacetat, Methanol, Methylamylalkohol, Methyl-n-amylketone, 2-Methyl-1-butanol, Methylethylketon, Methylisobutylketon, 1-Pentanol, n-Pentylpropiona, 1-Propanol, n-Propylacetat, n-Propylpropionat, Propylenglykol-n-butylether, Propylenglykolethylether, Propylenglykolmethylether, Propylenglykol-n-propylether, Tripropylenglykolmethylether und Tripropylenglykol-n-butylether. Ethylenglykolbutylether und Dipropylenglykol-n-butylether sind besonders bevorzugte Cosolventien. Falls erwünscht, können Mischungen von Cosolventien verwendet werden.
Kommerziell erhältliche Cosolventien (welche allesamt erhältlich sind von der Union Carbide Corp.) schließen ein: Butoxyethyl-PROPASOL^TM, Butyl-CARBITOL^TM-acetat, Butyl-CARBITOL^TM, Butyl-CELLOSOLVE^TM-acetat, Butyl-CELLOSOLVE^TM, Butyl-DIPROPASOL^TM, Butyl-PROPASOL^TM, CARBITOL^TM PM-600, CARBITOL^TM Low Gravity, CELLOSOLVE^TM-acetat, CELLOSOLVE^TM, EEP-Ester, FILMER IBT^TM, Hexyl-CARBITOL^TM, Hexyl-CELLOSOLVE^TM, Methyl-CARBITOL^TM, Methyl-CELLOSOLVE^TM-acetat, Methyl-CELLOSOLVE^TM, Methyl-DIPROPASOL^TM, Methyl-PROPASOL^TM-acetat, Methyl-PROPASOL^TM, Propyl-CARBITOL^TM, Propyl-CELLOSOLVE^TM, Propyl-DIPROPASOL^TM und Propyl-PROPASOL^TM.
Ein bevorzugteres Cosolvens wäre verträglich als indirekter oder direkter Lebensmittelzusatz oder -substanz; insbesondere jene, welche im Code of Federal Regulations (CFR), Titel 21 – Lebensmittel und Medikamente, Teile 170 bis 186 (was hierin durch Bezugnahme enthalten ist). Beispiele derartiger verträglicher Cosolventien schließen Glycerin, Sorbitol, Ethanol, Propylenglykol und dergleichen ein.
Typische Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen können bis zu etwa 45 Gew.-% an Cosolvens enthalten, vorzugsweise bis zu 20 Gew.-% an Cosolvens, bevorzugter bis zu etwa 10 Gew.-% an Cosolvens, am meisten bevorzugt bis zu etwa 5 Gew.-% an Cosolvens. Gebrauchsfertige Zusammensetzungen von Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen enthalten typischerweise bis zu etwa 10 Gew.-% an Cosolvens, vorzugsweise bis zu etwa 5 Gew.-% an Cosolvens, vorzugsweise bis zu etwa 3 Gew.-% an Cosolvens. Diese Zusammensetzungen können die angegebenen Mengen oder Mengenbereiche, welche nicht durch „etwa" modifiziert sind, einschließen. Bevorzugte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen schließen Glycerin, Ethanol, Propylenglykol, Sorbitol oder Mischungen davon und dergleichen als Cosolvens ein. Bevorzugte Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen enthalten Propylenglykol als Cosolvens.
Tensid oder Hydrotrop
Eine Vielfalt an Tensiden oder Hydrotropen kann verwendet werden. Allgemein wird das Tensid und die Anwendungskonzentration ausgewählt auf Basis der Eigenschaften des ausgewählten Dicarbonsäurediesters und anderer Zusätze, wie beispielsweise der Löslichkeit im Verdünnungslösungsmittel (üblicherweise Wasser oder ein verdichtetes Fluid wie Kohlenstoffdioxid). Vorzugsweise neigt das Tensid nicht dazu, unlösliche Ablagerungen zu bilden und besitzt einen schwachen Geruch und geringe Toxizität. Falls erwünscht, können Mischungen von Tensiden verwendet werden.
Geeignete Tenside schließen ein: nichtionische Tenside, anionische Tenside, kationische Tenside, amphotere Tenside, Aminoxide und dergleichen. Zu den bevorzugten Tensiden zählen anionische Tenside und Aminoxide. Bevorzugte Tenside, welche verwendet werden können, schließen ein: anionische Tenside wie Alkylsulfate und Alkansulfonate, lineare Alkylbenzol- oder Alkylnaphthalinsulfonate, sekundäre Alkansulfonate, Alkylethersulfate oder -sulfonate, Alkylphosphate oder -phosphonate, Dialkylsulfobernsteinsäureester, Zuckerester (z. B. Sorbitanester), Aminoxide (Mono-, Di- oder Trialkyl) und C₈-C₁₀-Alkylglucoside.
Andere Tenside oder Hydrotrope zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung schließen ein: n-Octansulfonat, erhältlich als NAS 8D von Ecolab, n-Octyldimethylaminoxid, n-Decyldimethylaminoxid, Cocodimethylaminoxid und die gemeinhin erhältlichen aromatischen Sulfonate, wie beispielsweise die Alkylbenzolsulfonate (z. B. Dodecylbenzolsulfonat, Cumolsulfonat, Xylolsulfonat) oder Naphthalinsulfonate.
Die am meisten bevorzugten anionischen Tenside und Hydrotrope schließen ein: C₆- bis C₂₄-Alkylbenzolsulfonate; C₆- bis C₂₄-Olefinsulfonate; C₆- bis C₂₄-Paraffinsulfonate; Cumolsulfonat; Xylolsulfonat; C₆- bis C₂₄-Alkylnaphthalinsulfonate; C₆- bis C₂₄-Alkyl- oder -Dialkyldiphenylethersulfonate oder -disulfonate, C₄- bis C₂₄-Mono- oder -Dialkylsulfosuccinate; sulfonierte oder sulfatierte Fettsäuren; C₆- bis C₂₄-Alkoholsulfate (vorzugsweise C₆- bis C₁₂-Alkoholsulfate); C₆- bis C₂₄-Alkoholethersulfate mit 1 bis etwa 20 Ethylenoxid-Gruppen; und C₄- bis C₂₄-Alkyl-, -Aryl- oder -Alkarylphosphatester oder ihre alkoxylierten Analoga mit 1 bis etwa 40 Ethylen-, Propylen- oder Butylenoxid-Einheiten oder Mischungen davon.
Andere Tenside schließen ein: nichtionische Tenside von C₆- bis C₂₄-Alkoholethoxylaten (vorzugsweise C₆- bis C₁₄-Alkoholethoxylate) mit 1 bis etwa 20 Ethylenoxidgruppen (vorzugsweise etwa 9 bis etwa 20 Ethylenoxidgruppen); C₆- bis C₂₄-Alkylphenolethoxylate (vorzugsweise C₈- bis C₁₀-Alkylphenolethoxylate) mit 1 bis etwa 100 Ethylenoxidgruppen (vorzugsweise etwa 12 bis etwa 20 Ethylenoxidgruppen); Ethylenoxid/Propylenoxid/Butylenoxid-Copolymere mit 1 bis etwa 400 Ethylenoxidgruppen und 2 bis etwa 100 Propylenoxidgruppen und bis zu etwa 40 Butylenoxidgruppen (entweder in einer Block-, in statistischer oder zufälliger Reihenfolge); C₆- bis C₂₄-Alkylpolyglycoside (vorzugsweise C₆- bis C₂₀-Alkylpolyglycoside) mit 1 bis etwa 20 Glycosidgruppen (vorzugsweise etwa 9 bis etwa 20 Glycosidgruppen); C₆- bis C₂₄-Fettsäureesterethoxylate, -propoxylate oder -glyceride; und C₄- bis C₂₄-Mono- oder -Dialkanolamide. Ein besonders zweckdienliches nichtionisches Tensid zur Verwendung als Entschäumer ist Nonylphenol, mit durchschnittlich 12 mol an daran kondensiertem Ethylenoxid, wobei jenes am Ende einen hydrophoben Bereich aufweist, welcher durchschnittlich 30 mol an Propylenoxid einschließt.
Zu den bevorzugteren Tensiden zählen für Lebensmittel unbedenkliche Tenside, lineare Alkylbenzolsulfonsäuren und deren Salze, und Ethylenoxid/Propylenoxid-Derivate, welche vertrieben werden unter dem Handelsnamen Pluronic^TM.
Bevorzugte kationische Tenside schließen quaternäre Ammoniumverbindungen ein, mit der Formel:
wobei R, R', R'' und R''' jeweils für eine C₁- bis C₂₄-Alkyl-, -Aryl- oder -Aralkylgruppe steht, welche optional ein oder mehrere P-, O-, S- oder N-Heteroatome enthalten kann, und X für F, Cl, Br, I oder ein Alkylsulfat steht. Zusätzliche bevorzugte kationische Tenside schließen ethoxylierte und/oder propoxylierte Alkylamine, -diamine oder -triamine ein.
Zu den bevorzugten amphoteren Tensiden gehören Aminoxidverbindungen mit der Formel:
wobei R, R', R'' und R''' jeweils für eine C₁- bis C₂₄-Alkyl-, -Aryl- oder -Aralkylgruppe steht, welche optional ein oder mehrere P-, O-, S- oder N-Heteroatome enthalten kann.
Eine weitere Klasse bevorzugter amphoterer Tenside schließen Betainverbindungen ein, mit der Formel:
wobei R, R', R'' und R''' jeweils für eine C₁- bis C₂₄-Alkyl-, -Aryl- oder -Aralkylgruppe steht, welche optional ein oder mehrere P-, O-, S- oder N-Heteroatome enthalten kann, und n etwa 1 bis etwa 10 beträgt.
Ein am meisten bevorzugtes Tensid wäre als indirekter oder direkter Lebensmittelzusatz oder -substanz verträglich; insbesondere jene, welche im Code of Federal Regulations (CFR), Titel 21 – Lebensmittel und Medikamente, Teile 170 bis 186 (was hierin durch Bezugnahme enthalten ist), beschrieben werden.
Typische Dicarbonsäurediester enthaltende antimikrobielle Zusammensetzungen können bis zu etwa 45 Gew.-% an Tensid oder Hydrotrop enthalten, vorzugsweise bis zu etwa 20 Gew.-% an Tensid und/oder Hydrotrop, vorzugsweise bis zu 10 Gew.-% an Tensid und Hydrotrop, vorzugsweise bis zu etwa 5 Gew.-% an Tensid und Hydrotrop. Gebrauchsfertige Zusammensetzungen der Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen können bis zu etwa 10 Gew.-% an Tensid und Hydrotrop enthalten, vorzugsweise bis zu etwa 5 Gew.-% an Tensid und Hydrotrop, bevorzugter bis zu etwa 3 Gew.-% an Tensid und Hydrotrop.
Hilfsstoffe
Die erfindungsgemäßen Dicarbonsäurediester enthaltenden oder die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Zusammensetzungen können außer dem eine beliebige Anzahl an Hilfsstoffen einschließen. Insbesondere kann die Zusammensetzung einschließen: Stabilisatoren, Befeuchtungsmittel, Hydrotrope, Verdickungsmittel, Schäumungsmittel, Chelatbildner, Enthärter, pH-Regulatoren, Antikorrosionszusätze, Antirostzusätze, Indikatoren sowie Duftstoffe, Pigmente oder Farbstoffe, aus jeder beliebigen Anzahl von Komponenten, welche der Zusammensetzung zugesetzt werden können. Derartige Hilfsstoffe können mit der Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung vorformuliert werden oder dem System zeitgleich, oder sogar danach, mit der Zugabe der Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung zugesetzt werden. Die Zusammensetzung kann außerdem eine beliebige Anzahl anderer Komponenten enthalten, je nachdem, was die Anwendung erfordert, welche bekannt sind und welche die Aktivität der vorliegenden Erfindung unterstützen können.
Stabilisatoren
Die vorliegenden Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen können Bestandteile wie Stabilisatoren enthalten, insbesondere solche, welche dazu geeignet sind, Persauerstoffverbindungen oder Peroxycarbonsäuren zu stabilisieren. Derartige Stabilisatoren sind wohlbekannt. Derartige Stabilisatoren schließen organische chelatbildende Verbindungen ein, welche Metallionen in Lösung abfangen, insbesondere die meisten Übergangsmetallionen, welche die Zersetzung jeder darin enthaltenen Persauerstoffverbindung fördern würden. Zu den typischen Komplexierungsmitteln zählen komplexbildende organische Amino- oder Hydroxypolyphosphonsäuren (entweder in Säureform oder löslicher Salzform), Carbonsäuren, Hydroxycarbonsäuren oder Aminocarbonsäuren.
Zu den chelatbildenden Mitteln oder Komplexbildnern, welche in den vorliegenden Zusammensetzungen als Stabilisatoren allgemein verwendbar sind, zählen Salze oder Säuren von (angegeben in der Säureform) Dipicolinsäure, Picolinsäure, Gluconsäure, Chinolinsäure, und Chelatbildner vom Alkyldiaminpolyessig säure-Typ, wie beispielsweise Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Hydroxyethylethylendiamintriessigsäure (HEDTA) und Ethylentriaminpentaessigsäure, Stabilisatoren vom Acryl- und Polyacrylsäure-Typ, Phosphonsäure und unter anderem Chelatbildner vom Phosphonat-Typ. Bevorzugte Komplexbildner schließen ein: Phosphonsäuren und Phosphonatsalze, einschließlich 1-Hydroxyethyliden-1,1-diphosphonsäure (CH₃C(PO₃H₂)₂OH) (HEDP); Ethylendiamin-tetra-(methylenphosphonsäure); (EDTMP); Diethylentriamin-penta-(methylenphosphonsäure) (DTPMP); Cyclohexan-1,2-tetramethylenphosphonsäure; Amino-tri-(methylenphosphonsäure); Ethylendiamin-(tetra-methylenphosphonsäure); 2-Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure; sowie die Alkyl-Metallsalze, Ammoniumsalze oder Alkanolaminosalze, wie beispielsweise Mono-, Di- oder Tetraethanolamin-Salze.
Der Stabilisator kann als Konzentrat bei einer Konzentration verwendet werden, welche typischerweise in einem Bereich liegt von etwa 0 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% der Zusammensetzung, vorzugsweise von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% der Zusammensetzung, und am meisten bevorzugt von etwa 0,2 Gew.-% bis 5 Gew.-% der Zusammensetzung. In einer gebrauchsfertigen Lösung liegen sie in einem Mengenbereich von 0 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% der Zusammensetzung, vorzugsweise von 0 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-% der Zusammensetzung, und am meisten bevorzugt von 0 Gew.-% bis 0,5 Gew.-% der Zusammensetzung.
Aminophosphate und -phosphonate sind ebenso zur Verwendung als Chelatbildner in den Zusammensetzungen geeignet, und schließen ein: Ethylendiamin(tetramethylenphosphonate), Nitrilotrismethylenphosphate, Diethylentriamin(pentamethylenphosphonate). Diese Aminophosphonate enthalten üblicherweise Alkyl- oder Alkylengruppen mit weniger als 8 Kohlenstoffatomen. Die Phosphonsäure kann außerdem eine Phosphonpolycarbonsäure von geringem Molekulargewicht einschließen, wie eine, welche etwa 2-4 Carboxylreste aufweist und etwa 1-3 Phosphonsäuregruppen. Derartige Säuren schließen 1-Phosphono-1- methylbernsteinsäure, Phosphonobernsteinsäure und 2-Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure ein.
Zu den kommerziell erhältlichen Chelatbildnern als Lebensmittelzusätze zählen Phosphonate, vertrieben unter dem Handelsnamen DEQUEST^®, einschließlich beispielsweise 1-Hydroxyethyliden-1,1-diphosphonsäure, erhältlich von der Montsanto Industrial Chemicals Co., St. Louis, MO, als DEQUEST^® 2010; Amino-tri-methylenphosphonsäure (N(CH₂PO₃H₂)₃), erhältlich von Montsanto als DEQUEST^® 2000; Ethylendiamin-tetra-(methylenphosphonsäure), erhältlich von Montsanto als DEQUEST^® 2041; und 2-Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure, erhältlich von der Mobay Chemical Corporation, Abteilung Anorganische Chemikalien, Pittsburgh, PA, als Bayhibit AM.
Die oben genannten Phosphonsäuren können in der Form von wasserlöslichen Säuresalzen verwendet werden, insbesondere die Alkalimetallsalze, wie Natrium oder Kalium; die Ammoniumsalze oder die Alkanolaminsalze, bei welchen das Alkanol 2 bis 3 Kohlenstoffatome aufweist, wie beispielsweise Mono-, Di- oder Triethanolaminsalze. Falls gewünscht, können außerdem Mischungen einzelner Phosphonsäuren oder ihrer Säuresalze verwendet werden.
Die Konzentration des in einem Konzentrat der vorliegenden Erfindung verwendbaren Chelatbildners reicht im Allgemeinen bis zu etwa 10 Gew.-%, vorzugsweise bis zu etwa 2 Gew.-%, bevorzugter bis zu etwa 0,5 Gew.-%. In einer gebrauchsfertigen Lösung können sie typischerweise bis zu etwa 5 Gew.-% der Zusammensetzung reichen, vorzugsweise bis zu etwa 1 Gew.-% der Zusammensetzung, und am meisten bevorzugt bis zu etwa 0,5 Gew.-% der Zusammensetzung.
Pufferungsmittel
Pufferungsmittel können der Zusammensetzung zugesetzt werden, beispielsweise um den pH-Wert einer antimikrobiellen Lösung zu stabilisieren. Obwohl im Allgemeinen frei von starken Säuren, könnten die erfindungsgemäßen Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzungen zu Pufferungszwecken Hilfsstoffe zur Pufferung enthalten, wie beispielsweise schwache anorganische Säuren, organische Säuren, organische Salze und anorganische Salze. Diese könnten einschließen: ein anorganisches Salz oder schwache anorganische Säuren, einschließlich Phosphate (einschließlich mono-, di- oder tribasisches Kalium-, Calcium- oder Natriumphosphat), Sulfate (einschließlich Natrium-, Kalium- und Magnesiumsulfat), Hydrogensulfate, Silikate (einschließlich Natrium-, Kalium- und Magnesiumsilikat), Borate (einschließlich Natrium- oder Kaliumborat, sowie Borsäure), Amidosulfonsäure; organische Verbindungen wie beispielsweise Apfelsäure, Weinsäure, Citronensäure, Essigsäure, Glycolsäure, Glutaminsäure, Sorbinsäure, Benzoesäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Diacetatsalze oder Disäuren und Fettsäuren; oder Mischungen davon.
Zusätzlich ist für wässrige Formulierungen über die Interaktion von Kohlenstoffdioxid mit Wasser eine Ansäuerung mittels Carbonatation möglich.
Einige zusätzliche Säuren oder Salze, welche der vorliegenden Erfindung zur pH-Kontrolle (Pufferung) optional zugesetzt werden können, schließen ein: aliphatische oder olefinische Carbonsäuren oder Carbonsäuresalze, aromatische Carbonsäuren oder Carbonsäuresalze, anorganische Säuren oder Salze, polymere Carbonsäuren oder Carbonsäuresalze, organische Phosponate, organische Phosphate oder deren Salze, organische Sulfonate, organische Sulfate oder deren Salze, organische Borsäuren oder Salze, Aminosäuren oder Salze, oder Mischungen davon. Am meisten bevorzugt könnte die Erfindung einschließen: Carbonsäuren, Di-/Tricarbonsäuren, Hydroxycarbonsäuren oder alpha-Hydroxycarbonsäuren – oder deren Salze, Anhydride oder Ester, wie jene der Glycolsäure, Milchsäure, Apfelsäure, Citronensäure, Weinsäure, Essigsäure, Diessigsäure, Buttersäure, Octansäure, Heptansäure, Nonansäure, Decansäure, Malonsäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Salicylsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Acetoessigsäure, Oxalessigsäure, Brenztraubensäure, α-Ketoglutarsäure und so weiter. Vorzugsweise werden milde Säuren in der vorliegenden Erfindung verwendet.
Am meisten bevorzugte Kombinationen von Säure/Salz zur Verwendung als Puffer in der vorliegenden Erfindung schließen ein: Citronensäure/Citrat-, Phosphorsäure/Phosphat-, Borsäure/Borat-, Schwefelsäure/Hydrogensulfat-, Bernsteinsäure/Succinat-Puffer oder Mischungen davon, oder jede dieser Säuren mit jedem der Salze. Die Säure oder der Puffer sind jedoch für die vorliegenden Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzungen optional.
Formulierung von Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen
Die erfindungsgemäßen Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzungen können so formuliert werden, dass sie das Verdünnungslösungsmittel (z. B. Wasser) bei Verkauf bereits enthalten, oder das Verdünnungslösungsmittel kann zu jeder Zeit bis hin zum Zeitpunkt der Verwendung zugesetzt werden. Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Konzentrate bei Verkauf wenig oder kein Verdünnungslösungsmittel. Eine Vielzahl von Verdünnungsverhältnissen kann angewendet werden, solange die verdünnte Zusammensetzung das gewünschte antimikrobielle Verhalten zeigt, wenn diese an den Zielmikroben angewendet werden.
Die Inhaltsstoffe im Konzentrat können etwa 0,01 bis etwa 99 Gew.-% der verdünnten Mischung darstellen, bevorzugter etwa 0,1 bis 50 Gew.-%, und am meisten bevorzugt etwa 0,5 bis etwa 25 Gew.-%. Die verdünnten antimikrobiellen Zusammensetzungen enthalten vorzugsweise etwa 0,01 bis etwa 50 Gew.-% des Dicarbonsäurediesters, wobei Konzentrationen von etwa 0,1 bis 10 Gew.-% bevorzugter sind und Konzentrationen von 0,5 bis etwa 5 Gew.-% am meisten bevorzugt sind. Als weiteren Richtwert enthält die verdünnte Zusammensetzung vorzugsweise Dicarbonsäurediester in einer Menge nahe der Löslichkeitsgrenze des Dicarbonsäurediesters in dem Verdünnungslösungsmittel. Zusätzlich sind die verdünnten antimikrobiellen Zusammensetzungen vorzugsweise wässrig, enthalten antimikrobielles Mittel und sind klar.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können in Form eines Baukastens vertrieben werden, welcher die Zusammensetzung zusammen mit geeigneten Anweisungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält. Solche Anweisungen werden üblicherweise empfohlene Verdünnungsverhältnisse einschließen, sowie Anwendungen, Anwendungstechniken und Sicherheitshinweise.
Verfahren zur Anwendung der Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzungen
Die erfindungsgemäßen Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen können für eine Vielzahl häuslicher oder gewerblicher Anwendungsfälle verwendet werden, beispielsweise um mikrobielle oder virale Populationen auf einer Oberfläche oder einem Objekt oder in einem Wasservolumen oder Wasserstrom zu reduzieren. Die Zusammensetzungen können in einer Vielzahl von Bereichen angewendet werden, einschließlich Küchen, Badezimmern, Fabriken, Krankenhäusern, Zahnarztpraxen, pharmazeutischen Betrieben oder -Verpackern, und Lebensmittel-Betrieben oder -Verpackern, und können an einer Vielzahl von harten oder weichen Oberflächen mit glatter, unregelmäßiger oder poröser Topografie angewendet werden. Zu den geeigneten harten Oberflächen zählen beispielsweise architektonische Oberflächen (z. B. Fußböden, Wände, Fenster, Spülbecken, Tische, Tresen und Schilder); Essbesteck; medizinische oder chirurgische Instrumente und Geräte mit harter Oberfläche; sowie Verpackungen mit harter Oberfläche. Derartige harte Oberflächen können aus einer Vielzahl von Materialien gefertigt sein, einschließlich beispielsweise Kera mik, Metall, Glas, Holz oder Hartkunststoff. Zu den geeigneten weichen Oberflächen zählen beispielsweise Papier; Filtermedien, klinische und chirurgische Wäsche und Kleidung; medizinische oder chirurgische Instrumente und Geräte mit weicher Oberfläche; sowie Verpackungen mit weicher Oberfläche. Derartige weiche Oberflächen können aus einer Vielzahl von Materialien gefertigt sein, einschließlich beispielsweise Papier, Textilfaser, gewebte Stoffe oder Vliese, Weichkunststoffe und Elastomere. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können außerdem an weichen Oberflächen wie Nahrungsmittel und Haut ex vivo angewendet werden. Verfahren zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers, sowie angewendet am menschlichen oder tierischen Körper, sind vom Umfang der erteilten Patentansprüche ausgeschlossen.
Die erfindungsgemäßen Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen können enthalten sein in Produkten wie Sterilisierungsmitteln, Hygienisierungsmitteln, Desinfektionsmitteln, Konservierungsmitteln, Deodorantien, Antiseptika, Fungiziden, Germiziden, Sporiziden, Viruziden, Reinigungsmitteln, Bleichmitteln, Reinigern für harte Oberflächen, Handseifen und prä- oder postchirurgischen Scheuermitteln, tiermedizinischen Produkten wie beispielsweise Behandlungsmittel für die Haut von Säugetieren (z. B. Spülungen für Zitzen).
Die Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen können außerdem in Produkten verwendet werden zur Hygienisierung oder Desinfektion von Tierkäfigen, Pferchen, Tränken sowie in Bereichen der veterinärmedizinischen Behandlung, wie beispielsweise Untersuchungstischen und Operationsräumen.
Die vorliegenden Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzungen können verwendet werden zur Reduktion der Population pathogener Mikroorganismen, wie beispielsweise Pathogene für Menschen, Tiere und dergleichen. Die Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzungen können eine Aktivität gegen Pathogene aufweisen, einschließlich Pilze, Schimmelpilze, Bakterien, Sporen und Viren, beispielsweise Parvovirus, Coxsackie-Virus, Herpesvirus, S. Aureus, E. Coli, Streptococci, Legionella, Mykobakterien oder dergleichen. Derartige Pathogene können eine Vielzahl von Krankheiten und Störungen verursachen, einschließlich Fußpilz, Dermatitis digitalis (Klauenerdbeerkrankheit), Mastitis oder andere Krankheiten des Milchsystems bei Säugetieren, Tuberkulose und dergleichen. Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können die Population von Mikroorganismen auf der Haut ex vivo oder anderen äußeren oder Schleimhaut-Oberflächen eines Tieres reduzieren. Zusätzlich können die vorliegenden Zusammensetzungen pathogene Mikroorganismen abtöten, welche sich verbreiten mittels Übertragung durch Wasser, Luft oder ein Oberflächensubstrat.
Die Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen können außerdem an Lebensmitteln oder Pflanzenarten angewendet werden, um die Mikrobenpopulationen auf der Oberfläche zu reduzieren. Diese können verwendet werden an Orten der Herstellung oder Verarbeitung, an welchen derartige Lebensmittel und Pflanzenarten gehandhabt werden; oder eingesetzt werden, um Prozesswasser in der Umgebung derartiger Orte zu behandeln. Beispielsweise können die Zusammensetzungen an Lebensmittel-Transportstrecken angewendet werden (z. B. zum Besprühen von Fließbändern); Tauchbecken für Stiefel oder zum Händewaschen; Lebensmittellager; Luftzirkulationssysteme, die dem Verderb entgegenwirken; Gefrier- und Kühlvorrichtungen; Getränkekühler und -warmhalter, Blanchierer, Schneidbretter, in Drittspülbecken-Bereichen, sowie Fleischkühlgeräten oder Brühvorrichtungen. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können verwendet werden, um Produkttransport-Wässer zu behandeln, wie solche, welche in Rinnen, Transportrohren, Schneidemaschinen, Hobeln, Blanchierern, Druckkesselsystemen, Waschvorrichtungen und dergleichen anzutreffen sind. Besondere Lebensmittel, welche mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen behandelt werden können schließen Eier, Fleisch, Samen, Blätter, Früchte und Gemüse ein. Zu den besonderen Pflanzenoberflächen zählen sowohl geerntete als auch wachsende Blätter, Wurzeln, Samen, Häute oder Schalen, Stämme, Stängel, Knollen, Wurzelknollen, Obst und dergleichen. Die Zusammensetzungen können außerdem verwendet werden, um tierische Restkörper zu behandeln, um sowohl pathogene als auch nicht-pathogene Mikrobenmengen zu verringern.
Die vorliegenden Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzungen sind verwendbar bei der Reinigung oder Desinfektion von Behältern, Verarbeitungsanlagen oder Gerätschaften im Bereich der Gastronomie, der Nahrungsmittelverarbeitung, Getränke-, Molkerei-, Brauerei und pharmazeutischen Industrie. Die antimikrobiellen Zusammensetzungen besitzen besonderen Wert zur Anwendung an Verpackungsmaterial und -anlagen für Nahrungsmittel, Getränke und pharmazeutische Erzeugnisse, und insbesondere für aseptische Kalt- oder Heißverpackung. Zu den Beispielen von Verarbeitungsanlagen, bei welchen die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eingesetzt werden können, zählen Milchleitungen in Molkereien, ein kontinuierliches Brausystem, Rohrleitungen in der Nahrungsmittelverarbeitung wie beispielsweise Systeme für pumpfähige Nahrungsmittel sowie Getränkeleitungen, pharmazeutische Abfülllinien oder Tablettierer und Flaschenabfüller etc. Waren aus dem Gastronomiebereich können mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung behandelt werden. Beispielsweise können die Zusammensetzungen außerdem angewendet werden an oder in Geschirrspülmaschinen, Geschirr, Flaschenspüler, Flaschenkühler, Warmhaltevorrichtungen, Spülvorrichtungen im dritten Spülbecken, Schneidebereiche (z. B. Wassermesser, Schneidemaschinen, Hobel und Sägen) und Eierspüler. Zu den besonderen behandelbaren Oberflächen zählen Verpackungen wie Kartons, Flaschen, Folien und Harze; Tischware wie Gläser, Teller, Besteck, Töpfe und Pfannen; Geschirrspülmaschinen; freiliegende Oberflächenbereiche der Lebensmittelzubereitung, wie beispielsweise Spülbecken, Tresen, Tische, Fußböden und Wände; Verarbeitungsanlagen wie Tanks, Fässer, Leitungen, Pumpen und Schläuche (z. B. Verarbeitungsanlagen zur Verarbeitung von Milch, Käse, Eiskrem und anderen Milchprodukten); und Transportfahrzeuge. Zu den Behäl tern zählen Glasflaschen, Säcke aus PVC- oder Polyolefinfolie, Dosen, Polyester, PEN oder PET, verschiedene Copolymere, Flaschen mit verschiedenen Rauminhalten (100 ml bis 2 Liter etc.), Milchkanister von 1 Gallone, Aluminiumfolie, Pappkartonbehälter für Saft oder Milch, etc. Eine ausführliche Beschreibung von zusätzlich behandelbarem Verpackungsmaterial für Nahrungsmittelbehälter, Getränke und Pharmazeutika findet sich im Code of Federal Regulations, Titel 21, Teile 175 bis 178.
Die antimikrobiellen Zusammensetzungen können außerdem angewendet werden an oder in anderen industriellen Anlagen und in anderen industriellen Verarbeitungslinien wie Erhitzern, Kühltürmen, Kochern, Kesselwässern, Spülwässern, Waschwässer für die aseptische Verpackung von Lebensmitteln, Arzneimitteln und Getränken und dergleichen. Die Zusammensetzungen können verwendet werden, um Mikroben und Gerüche in Wässern, welche der Freizeitgestaltung und Erholung dienen, zu behandeln, wie beispielsweise in Schwimmbecken, Heilbädern, Wasserrinnen und Wasserrutschbahnen für Spiel und Spaß, Springbrunnen und dergleichen.
Ein Filter, welcher die Zusammensetzung enthält, kann die Population von Mikroorganismen in Luft und Flüssigkeiten verringern. Ein derartiger Filter kann in Wasser und Luft vorkommende Pathogene, wie beispielsweise Legionella, beseitigen.
Zu den anderen Anwendungen der erfindungsgemäßen antimikrobiellen Zusammensetzungen zur Reinigung harter Oberflächen zählen Clean-in-Place-Systeme (CIP), Clean-out-of-Place-Systeme (COP), Dekontaminierer für Reinigungsmaschinen, Sterilisatoren, Waschmaschinen für Textilien, Ultra- und Nanofiltrationssysteme und Luftfilter für Innenräume. Die COP-System können leicht zugängliche Systeme einschließen, einschließlich Waschtanks, Eintauchgefäße, Putzeimer, Abwassertanks, Ausgüsse, Waschmaschinen für Fahrzeugteile, nicht-kontinuierlich arbeitende Durchlaufwaschmaschinen und -waschsysteme und dergleichen.
Im Allgemeinen erfolgt das eigentliche Reinigen des in-place-Systems oder anderer Oberflächen (beispielsweise das Entfernen von darin befindlichem unerwünschtem Abfall) mit einem anderen Material, wie beispielsweise einem formulierten Reinigungsmittel, welches zusammen mit erwärmten Wasser zugeführt wird. Nach diesem Reinigungsschritt würde die zur Sofortdesinfektion dienende Zusammensetzung dem System mit einer Konzentration, die einer gebrauchsfertigen Lösung entspricht, mit Umgebungstemperatur in nicht erwärmtem Wasser zugeführt oder darauf angewendet. CIP verwendet üblicherweise Durchflussmengen in der Größenordnung von etwa 40 bis etwa 600 Liter pro Minute, Temperaturen von Umgebungstemperatur bis zu etwa 70°C, und Kontaktzeiten von wenigsten etwa 10 Sekunden, bevorzugter etwa 30 bis etwa 120 Sekunden. Von der vorliegenden desinfizierenden Zusammensetzung wurde festgestellt, dass sie in kaltem (z. B. 40°F/4°C) Wasser und warmem (z. B. 140°F/60°C) Wasser in Lösung bleibt. Obwohl es normalerweise nicht notwendig ist, die wässrige Gebrauchslösung der vorliegenden Erfindung zu erwärmen, kann unter bestimmten Umständen das Erwärmen wünschenswert sein, um die antimikrobielle Aktivität jener zu steigern. Die Materialien sind bei allen erdenklichen Temperaturen verwendbar.
Ein Verfahren zur Desinfektion von im Wesentlichen unbeweglichen Verarbeitungsanlagen schließt die folgenden Schritte ein. Die erfindungsgemäße gebrauchsfertige Zusammensetzung wird in die Verarbeitungsanlagen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 4°C bis 80°C eingeführt. Nach Einführung der gebrauchsfertigen Lösung wird die Lösung in einem Behälter aufbewahrt oder zirkuliert durch das System, für eine Dauer, welche ausreicht, die Verarbeitungsanlagen zu desinfizieren (beispielsweise um unerwünschte Mikroorganismen abzutöten). Nachdem die Oberflächen mittels der vorliegenden Zusammensetzung desinfiziert worden sind, wird die Gebrauchslösung abgelassen. Nach Beendigung des Desinfektionsschritts kann das System optional mit anderen Materialien gespült werden, wie beispielsweise Trinkwasser. Die Zusammensetzung zirkuliert vorzugsweise 10 Minuten oder weniger durch die Verarbeitungsanlagen.
Die Zusammensetzung kann außerdem angewendet werden durch Eintauchen von Lebensmittel verarbeitenden Gerätschaften in die gebrauchsfertige Lösung, wobei die Gerätschaften für eine Zeitdauer eingetaucht werden, die ausreicht, die Gerätschaften zu desinfizieren, sowie Abwischen oder Abschütten überschüssiger Lösung von den Gerätschaften. Die Zusammensetzung kann ferner angewendet werden durch Besprühen oder Wischen von Lebensmittel verarbeitenden Oberflächen mit der gebrauchsfertigen Lösung, wobei die Oberflächen eine ausreichend lange Zeit feucht gehalten werden, um die Oberfläche zu desinfizieren, sowie die Beseitigung von überschüssiger Lösung durch Abwischen, Ablaufen oder Absaugen usw.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann außerdem in einem Verfahren zur Desinfektion harter Oberflächen verwendet werden, wie beispielsweise Gerätschaften zur anstaltsmäßigen Verwendung, Besteck, Geschirr, Gerätschaften oder Werkzeuge des Gesundheitsbereichs, sowie andere harte Oberflächen. Die Zusammensetzung kann außerdem verwendet werden zur Desinfektion von Bekleidungsartikeln oder Gewebe, welche kontaminiert worden sind. Die gebrauchsfertige Lösung wird mit allen der obigen kontaminierten Oberflächen oder Artikel bei Anwendungstemperaturen im Bereich von etwa 4°C bis 60°C in Kontakt gebracht, für eine Zeitdauer, welche wirksam ist zur Desinfektion oder Sterilisierung der Oberfläche oder des Artikels. Beispielsweise kann die Zusammensetzung in das Wasch- oder Spülwasser einer Waschmaschine eingespeist werden und mit dem kontaminierten Gewebe für eine Zeitdauer in Kontakt gebracht werden, die ausreicht, um das Gewebe zu desinfizieren. Überschüssige Lösung kann anschließend durch Spülen oder Schleudern des Gewebes entfernt werden.
Die antimikrobiellen Zusammensetzungen können an Mikroben oder an verschmutzten oder sauberen Oberflächen unter Anwendung einer Vielzahl von Verfahren angewendet werden. Diese Verfahren können auf ein Objekt, eine Oberfläche, in einem Wasservolumen oder einem Wasserstrom oder einem Gas oder dergleichen wirken, indem das Objekt, die Oberfläche oder der Strom mit einer erfindungsgemäßen Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung in Kontakt gebracht wird. Das in Kontakt bringen kann jedes einer Vielzahl von Verfahren zur Anwendung einer Zusammensetzung einschließen, beispielsweise Versprühen der Zusammensetzung, Eintauchen oder Fluten des Objekts in die oder mit der Zusammensetzung, Schaum- oder Gel-Behandlung des Objekts mit der Zusammensetzung, Sprühnebeln, Zerstäuben oder Anwendung als Aerosol, Nebel oder einer Kombination davon.
Eine konzentrierte oder gebrauchsfertige Lösung einer Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann an einem Objekt angewendet oder mit diesem in Kontakt gebracht werden durch jedes herkömmliche Verfahren oder Vorrichtung zur Anwendung einer antimikrobiellen oder reinigenden Zusammensetzung an einem Objekt. Beispielsweise kann das Objekt mit der Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung oder einer gebrauchsfertigen Zusammensetzung, hergestellt aus der Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung, gewischt, besprüht und/oder in diese eingetaucht werden. Die Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzung kann auf eine Oberfläche gesprüht oder gewischt werden; man kann die Zusammensetzung über die Oberfläche fließen lassen, oder die Oberfläche kann in die Zusammensetzung getaucht werden. Das in Kontakt bringen kann manuell oder durch eine Maschine erfolgen.
Die Zusammensetzungen können formuliert werden als Flüssigkeiten, Gele, Aerosole, Wachse, Feststoffe oder Pulver. Falls Dampf oder ein anderes gasförmiges Verdünnungslösungsmittel eingesetzt wird, dann können die Zusammenset zungen derartig formuliert werden, dass diese in gasförmigem Zustand angewendet werden können.
Verfahren für die Getränke-, Nahrungsmittel- und Arzneimittel-Verarbeitung
Die Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen der Erfindung können bei der Herstellung von Getränken, Nahrungsmitteln und pharmazeutischem Substanzen verwendet werden, einschließlich Fruchtsäfte, Milchprodukte, Malzgetränke, Produkte auf Sojabasis, Joghurts, Babynahrung, in Flaschen abgefülltes Wasser, Tees, Hustenmedizin, Medikamente und Erfrischungsgetränke. Die Materialien können verwendet werden zur Hygienisierung, Desinfektion, zur Wirkung als Sporizid bei oder zur Sterilisation von Flaschen, Pumpen, Leitungen, Tanks und Mischvorrichtungen, welche bei der Herstellung derartiger Getränke verwendet werden. Ferner können die Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzungen bei aseptischen Kaltabfüllvorgängen verwendet werden, wobei das Innere des Behälters für Lebensmittel, Getränke oder Arzneimittel vor der Abfüllung desinfiziert oder sterilisiert wird. Bei derartigen Verfahren wird ein Behälter mit dem desinfizierenden Material der Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung in Kontakt gebracht, üblicherweise durch Verwendung eines Sprühmittels, oder durch eine Eintauch- oder Abfüllvorrichtung, um das Innere des Behälters für eine ausreichende Zeitdauer in engen Kontakt mit der Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung zu bringen, um Populationen von Mikroorganismen innerhalb des Behälters zu reduzieren. Anschließend wird das verwendete Desinfektionsmittel oder Sterilisierungsmittel aus dem Behälter entfernt. Nach dem Entleeren kann der Behälter dann üblicherweise mit Trinkwasser oder sterilisiertem Wasser gespült und erneut geleert werden; jedoch handelt es sich hierbei nicht um einen erforderlichen Schritt der vorliegenden Erfindung. Nach dem Spülen wird der Behälter dann mit dem Getränk, Lebensmittel oder Arzneimittel gefüllt. Der Behälter wird anschließend versiegelt, mit einem Deckel versehen oder geschlossen und dann für den Versand zum Endverkauf verpackt. Der versiegelte Behälter kann autoklaviert oder wärmebehandelt werden, um zusätzlich Mikroorganismen abzutöten.
Bei der Herstellung von Lebensmitteln, Getränken oder Arzneimitteln können zu den Pilzen zählende Mikroorganismen der Gattung Chaetomium oder Arthrinium, sowie Sporen oder Bakterien der Gattung Bacillus spp. ein erhebliches Problem beim Abfüllen von Flaschen darstellen, insbesondere bei sterilen Abfüllvorgängen. Die erfindungsgemäßen Dicarbonsäurediester enthaltenden Substanzen zur Sterilisierung können verwendet werden zum Zwecke der Kontrolle oder der wesentlichen Reduktion (eine Reduktion von mehr als 5 log₁₀-Stufen) der Zahl von Chaetomium- oder Arthrinium- oder Bacillus- Mikroorganismen in Abfüllleitungen für Getränke oder Nahrungsmittel oder Arzneimittel, unter Verwendung von Techniken der aseptischen Kaltabfüllung.
Mittels derartiger Techniken können metallische Dosen aus Aluminium oder Stahl befüllt werden, es können Glasflaschen oder Glasbehälter befüllt werden, oder es können Kunststoffflaschen (PET oder PBT oder PEN) und dergleichen befüllt werden unter Anwendung von Techniken der aseptischen Kaltabfüllung. Bei derartigen Verfahren können die erfindungsgemäßen Dicarbonsäurediester enthaltenden Materialien dazu verwendet werden, das Innere der Getränkebehälter, vor der Befüllung mit einem kohlensäurehaltigen Getränk, zu desinfizieren. Zu den typischen kohlensäurehaltigen Getränken bei dieser Art der Anwendung zählen Colagetränke, Fruchtgetränke, Ginger-Ale-Getränke, Root-Beer-Getränke, Eistee-Getränke, welche kohlensäurefrei sein können, und andere verbreitete, als Erfrischungsgetränke betrachtete Getränke. Die erfindungsgemäßen Dicarbonsäurediester enthaltenden Materialien können dazu verwendet werden, sowohl die Tanks, Leitungen, Pumpen und andere Anlagen, welche zur Herstellung und Lagerung der Erfrischungsgetränke verwendet werden und außerdem bei der Abfüllung oder den Behältern der Getränke verwendet werden, zu desinfizieren. Die Dicarbonsäurediester enthaltenden desinfizierenden Sub stanzen sind verwendbar zum Abtöten sowohl bakterieller Mikroorganismen als auch solcher, welche zu den Pilzen zählen, welche auf den Oberflächen der Produktionsanlagen und Getränkebehälter vorhanden sein können.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der überraschenden Entdeckung, dass Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzungen Mikroorganismen wirksam abtöten können (z. B. eine Reduktion um > 1 log₁₀-Stufen und insbesondere um 5 log₁₀-Stufen in 30 Sekunden), bei einer Konzentration von wenigstens etwa 50 Teilen pro Million (ppm), vorzugsweise etwa 500 ppm, und am meisten bevorzugt etwa 1500 ppm an Dicarbonsäurediester enthaltender Zusammensetzung. Typischerweise liegt die Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzung, unter Ausschluss von Wasser, in einer Konzentration von 0,01 bis etwa 50 Gew.-% vor, vorzugsweise 0,1 bis etwa 10 Gew.-%, und am meisten bevorzugt 0,5 bis etwa 5 Gew.-%.
Die Figur zeigt ein Schema für eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Besprühen bzw. Abfüllen von Flaschen unter Verwendung von Dicarbonsäurediester enthaltender Zusammensetzung, einschließlich eines Verfahrens zur aseptischen Kaltabfüllung. In der Figur ist eine Anlage 100 abgebildet, welche Getränkeflaschen zu Zwecken der Desinfektion in Kontakt bringen kann mit einer Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung. In der Figur werden Flaschen 110 durch einen Sterilisationstunnel 102 geführt. Die desinfizierten Flaschen 110a laufen anschließend durch einen Spültunnel 103 und kommen als sterile gespülte Flaschen 110b wieder hervor.
Bei dem Verfahren werden Großmengen an Dicarbonsäurediester enthaltender Zusammensetzung in einen Vorratstank 101 gegeben. Im Allgemeinen werden die Materialien in Tank 101 bei einer Temperatur von etwa 22°C gehalten. Um die wirksame Anwendungskonzentration der Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung zu erhalten, wird Ansatzwasser 105 mit der konzentrierten Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung im Tank 101 vereinigt.
Die gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende Lösung wird durch eine Heizvorrichtung 108 geleitet, um eine Temperatur von etwa 45–50°C zu erreichen. Die erwärmte gebrauchsfertige Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzung wird im Sterilisationstunnel 102 in die Flasche 110 und auf alle Oberflächen derselben gesprüht. Ein enger Kontakt zwischen der Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung und der Flasche 110 ist wesentlich für die Reduktion der Mikrobenpopulationen auf ein als desinfiziert zu betrachtendes Niveau.
Nach Kontakt mit der gebrauchsfertigen Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung und nach Ausschütten überschüssiger Zusammensetzung aus den Flaschen werden die sterilisierten Flaschen 110 dann zu einem Frischwasser-Spültunnel 103 geleitet. Frischwasser 108 wird von einem Frischwasservorrat dem Sprühspülungstunnel 103 zugeführt. Überschüssiges Sprühmittel läuft aus dem Spültunnel 103 zum Abfluss 106 ab. Im Tunnel 103 werden sterilisierte Flaschen 110a gründlich mit Frischwasser gespült. Die vollständige Entfernung der Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung von den Flaschen 110a ist wichtig zu Beibehaltung einer hohen Qualität des Getränkeprodukts. Die gespülten und sterilisierten Flaschen 110b werden anschließend aus dem Spültunnel entfernt.
Der Vorratstank 101, der Sterilisationstunnel 102 und der Spültunnel 103 werden alle entsprechend über den Nasswäscher oder die Lüftungsöffnungen 111a, 111b oder 111c entlüftet, um Dampf oder Dünste aus den Systemkomponenten zu entfernen. Das Sterilisationsmaterial, welches auf die Flaschen 110a gesprüht wurde und von diesen abgelaufen ist, sammelt sich am Boden des Sprühtunnels 102 und wird anschließend durch die Wiederzufuhrleitung und Heizvorrichtung 107 dem Vorratstank 101 erneut zugeführt. Der Vorratstank wird verwendet zur Verdünnung, Lagerung und Zufuhr der gebrauchsfertigen Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung, welche 0,01 bis etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis etwa 10 Gew.-%, und am meisten bevorzugt 0,5 bis etwa 5 Gew.-% an Dicarbonsäurediester enthaltender Zusammensetzung enthalten kann. Alle aktiven Behandlungsanlagen sollten über einen Nasswäscher entlüftet werden, um zu verhindern, dass Dünste aus den Behandlungsanlagen in die Atmosphäre gelangen. Das Ablaufen der Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung aus den Behältern ist wichtig, um Produktverlust mittels minimierter Übertragung zu verringern. Der Kontakt zwischen den Flaschen und der Dicarbonsäurediester enthaltenden antimikrobiellen Zusammensetzung erfolgt üblicherweise bei einer Temperatur von mehr als etwa 0°C, besonders üblich bei mehr als 25°C, und hauptsächlich üblich bei mehr als etwa 40°C. Häufig werden Temperaturen zwischen etwa 40°C und 90°C angewendet. Um eine Desinfektion oder Sterilisation von Getränkebehältern bei etwa 200 ppm bis etwa 10.000 ppm, bevorzugter bei etwa 500 ppm bis etwa 5.000 ppm, und am meisten bevorzugt 700 ppm bis etwa 2.500 ppm an Dicarbonsäurediester enthaltender Zusammensetzung zu erreichen, ist ein Kontakt bei 40°C bis 60°C für mindestens 5 sec, bevorzugter 10 sec, an Kontaktzeit erforderlich.
Die Bedingungen zur Desinfektion oder Sterilisation hängen in hohem Maße ab von den Verarbeitungstemperaturen, Zeiten, Grad der Verschmutzung, Wasserqualität und dergleichen. Vorzugsweise werden die Desinfektionsanlagen, der Vorratstank, der Sterilisationstunnel und der Spültunnel gefertigt aus Polyolefin-Strukturkunststoff, passiviertem rostfreiem Stahl oder anderen, nicht korrosionsanfälligen Materialien.
Bei der aseptischen Kaltabfüllung von 16 Unzen (etwa 470 ml) fassenden Polyethylenterephthalat-(PET-Flasche) oder anderen polymeren Getränkebehältern, wurde ein Verfahren eingeführt unter Verwendung einer Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung. Die Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzung wird verdünnt auf eine Gebrauchskonzentration von etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.-% und bei einer effektiven erhöhten Temperatur von etwa 25°C bis etwa 70°C gehalten, vorzugsweise bei etwa 40°C bis etwa 60°C. Das Besprühen oder Fluten der Flasche mit dem Material gewährleistet den Kontakt zwischen der Flasche und dem Desinfektionsmittel für mindestens 5, vorzugsweise 10 Sekunden. Nach Beendigung des Flutens lässt man den gesamten Inhalt für mindestens 2 Sekunden aus der Flasche ablaufen, optional gefolgt von einer 5 Sekunden dauernden Wasserspülung mit sterilisiertem Wasser unter Verwendung von etwa 200 Milliliter an Wasser bei 38°C (100°F). Falls optional mit dem Spülwasser gefüllt, lässt man die sterile Wasserspülung für mindestens 2 Sekunden aus der Flasche ablaufen, und die Flasche wird sofort mit dem flüssigen Getränk gefüllt. Nachdem der Spülvorgang beendet ist verbleiben in den Flaschen nach dem Ablaufen üblicherweise weniger als 10, vorzugsweise 3 Milliliter an Spülwasser.
Verfahren für das in Kontakt bringen mit einem Lebensmittelprodukt
Das vorliegende Verfahren und System ermöglicht das in Kontakt bringen eines Lebensmittelprodukts mit einer Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung unter Verwendung eines Verfahrens oder einer Vorrichtung, welche geeignet ist, eine Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzung anzuwenden. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren und System das Lebensmittelprodukt mit einem Sprühmittel aus einer Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung in Kontakt bringen, mittels Eintauchen in die Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzung, mittels einer Schaum- oder Gel-Behandlung mit der Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung oder dergleichen. Der Kontakt mit einem Sprühmittel, einem Schaum, einem Gel oder durch Eintauchen kann mittels einer Vielzahl von Verfahren erfolgen, welche für die Anwendung antimikrobieller Mittel an Lebensmitteln bekannt sind. Dieselben Verfahren können außerdem angepasst werden, um die erfindungsgemäßen Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzungen an andere Objekten anzuwenden.
Die vorliegenden Verfahren erfordern eine bestimmte minimale Kontaktdauer zwischen der Zusammensetzung und einem Lebensmittelprodukt, damit eine si gnifikante antimikrobielle Wirkung auftritt. Die Kontaktdauer kann variieren mit der Konzentration der gebrauchsfertigen Zusammensetzung, dem Verfahren der Anwendung der gebrauchsfertigen Zusammensetzung, der Temperatur der gebrauchsfertigen Zusammensetzung, der Menge an Schmutz am Lebensmittelprodukt, der Zahl der Mikroorganismen an dem Lebensmittelprodukt, der Art des antimikrobiellen Mittels oder ähnliches. Die Einwirkungszeit beträgt mindestens etwa 5 bis etwa 15 Sekunden.
Ein bevorzugtes Verfahren für das Spülen von Lebensmittelprodukten verwendet ein Drucksprühmittel, welches die Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzung enthält. Während der Anwendung der Sprühlösung am Lebensmittelprodukt kann die Oberfläche des Lebensmittelprodukts durch einen mechanischen Vorgang bewegt werden, vorzugsweise geschüttelt, gerieben, gebürstet etc. Das Schütteln kann durch ein physikalisches Scheuern des Lebensmittelprodukts erfolgen, bedingt durch die Wirkung der unter Druck stehenden Sprühlösung, durch Ultraschallbehandlung oder durch andere Verfahren. Das Schütteln erhöht die Wirksamkeit der Sprühlösung beim Abtöten von Mikroorganismen, möglicherweise aufgrund besserer Einwirkung der Lösung auf Risse und Spalten oder auf kleine Kolonien, welche die Mikroorganismen enthalten. Vor der Anwendung kann die Sprühlösung zur Steigerung der Wirksamkeit außerdem auf eine Temperatur von etwa 15 bis 20°C erwärmt werden, vorzugsweise etwa 20 bis 60°C. Das Sprühmittel mit der Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzung kann auf dem Lebensmittelprodukt für eine ausreichende Zeitdauer verbleiben, um die Population von Mikroorganismen in geeigneter Weise zu reduzieren, und wird anschließend vom Lebensmittelprodukt abgespült, ablaufen gelassen oder verdampft.
Die Anwendung des Materials als Sprühmittel kann mittels einer manuellen Anwendung einer Sprühpistole erfolgen, durch ein automatisches Besprühen des Lebensmittelprodukts, welches sich entlang eines Fließbands bewegt, unter Verwendung mehrerer Sprühköpfe, um einen vollständigen Kontakt sicherzustel len, oder mittels anderer Sprühvorrichtungen. Eine bevorzugte automatische Sprühmittel-Anwendung beinhaltet die Verwendung einer Sprühkammer. Die Sprühkammer beschränkt die versprühte Zusammensetzung im Wesentlichen auf das Innere der Kammer. Das Fließband bewegt das Lebensmittelprodukt durch den Eingang in die Sprühkammer hinein, wo die gesamte äußere Oberfläche des Lebensmittelprodukts innerhalb der Kammer mit Sprühmitteln besprüht wird. Nach einer vollständigen Bedeckung des Materials und Ablaufen des Materials vom Lebensmittelprodukt innerhalb der Kammer kann das Lebensmittelprodukt anschließend die Kammer verlassen. Die Sprühkammer kann Dampfstrahler einschließen, welche dazu verwendet werden können, die erfindungsgemäßen Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzungen anzuwenden. Diese Dampfstrahler können in Kombination mit Kühlwasser verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Behandlung, welche die Oberfläche des Lebensmittelprodukts erreicht, weniger als 65°C aufweist, vorzugsweise weniger als 60°C. Die Temperatur des Sprühmittels auf dem Lebensmittelprodukt ist wichtig, um sicherzustellen, dass das Lebensmittelprodukt durch die Temperatur des Sprühmittels im Wesentlichen nicht verändert (gegart) wird. Das Sprühmuster kann nahezu jedes anwendbare Sprühmuster sein.
Das Eintauchen eines Lebensmittelprodukts in eine flüssige Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzung kann mittels einer Vielzahl bekannter Verfahren erfolgen. Beispielsweise kann das Lebensmittelprodukt in einen Tank oder ein Tauchbad eingebracht werden, welches die Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzung enthält. Alternativ kann das Lebensmittelprodukt in einer Rinne, welche die Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzung enthält, transportiert oder verarbeitet werden. Die Spüllösung wird vorzugsweise in Bewegung versetzt, um die Wirksamkeit der Lösung und die Geschwindigkeit zu steigern, mit der die Lösung die Mikroorganismen, welche das Lebensmittelprodukt begleiten, reduziert. Das Bewegen kann durch herkömmliche Verfahren erreicht werden, einschließlich Ultraschall, Sprudeln von Luftblasen durch die Lösung, durch mechanische Verfahren, wie beispielsweise Siebe, Schaufeln, Bürsten, pumpengetriebene Flüssigkeitsstrahlen, oder durch Kombination dieser Verfahren. Die Spüllösung kann erwärmt werden, um die Wirksamkeit der Lösung beim Abtöten der Mikroorganismen zu steigern. Nachdem das Lebensmittelprodukt für eine Zeitdauer, welche für die gewünschte antimikrobielle Wirkung ausreichend ist, eingetaucht wurde, kann das Lebensmittelprodukt aus dem Tauchbad oder der Rinne entfernt werden, und die Dicarbonsäurediester enthaltende Zusammensetzung kann vom Lebensmittelprodukt abgespült, ablaufen gelassen oder verdampft werden.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Lebensmittelprodukt behandelt werden mit einer schäumenden Variante der Zusammensetzung. Der Schaum kann zubereitet werden durch Mischen schäumender Tenside mit der Spüllösung zum Zeitpunkt der Verwendung. Die schäumenden Tenside können von nichtionischer, anionischer oder kationischer Art sein. Zu den Beispielen verwendbarer Arten von Tensiden zählen die folgenden, sind jedoch nicht darauf beschränkt: Alkoholethoxylate, Alkoholethoxylatcarboxylat, Aminoxide, Alkylsulfate, Alkylethersulfat, Sulfonate, quaternäre Ammoniumverbindungen, Alkylsarkosine, Betaine und Alkylamide. Das schäumende Tensid wird üblicherweise zum Zeitpunkt der Verwendung mit der Spüllösung gemischt. Die Konzentrationen an Schäumungsmitteln in gebrauchsfertigen Lösungen betragen von etwa 50 ppm bis etwa 2 Gew.-%. Zum Zeitpunkt der Anwendung kann Druckluft in die Mischung eingespeist werden, welche anschließend auf die Oberfläche des Lebensmittelprodukts durch eine Auftragevorrichtung für Schaum angewendet wird, wie beispielsweise einem Schaumerzeuger mit Tank oder einem an der Wand befestigten Schaumerzeuger mit einer Ansaugvorrichtung.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Lebensmittelprodukt mit einer verdickten oder gelierten Variante der Zusammensetzung behandelt werden. Im verdickten oder gelierten Zustand verbleibt die Spüllösung für längere Zeit in Kontakt mit der Oberfläche des Lebens mittelprodukts, wodurch die antimikrobielle Wirksamkeit gesteigert wird. Die verdickte oder gelierte Lösung wird auch an vertikalen Oberflächen haften bleiben. Die Zusammensetzung oder die Spüllösung kann unter Anwendung bestehender Techniken verdickt oder geliert werden, beispielsweise durch: Xanthan, polymere Verdickungsmittel, Verdickungsmittel auf Cellulosebasis oder dergleichen. Stäbchenmizellen bildende Systeme, wie beispielsweise Aminoxide und anionische Gegenionen könnten ebenso verwendet werden. Die Verdickungsmittel oder Gel bildenden Mittel können entweder im konzentrierten Produkt verwendet oder zum Zeitpunkt der Anwendung mit der Spüllösung gemischt werden. Typische Konzentrationen an Verdickungsmittel oder Gelierungsmittel reichen von etwa 100 ppm bis etwa 10 Gew.-%.
Die vorliegende Erfindung kann mit Bezug auf die folgenden Beispiele besser verstanden werden.
Beispiel
Die Zusammensetzungen und Kontrollen wurden bezüglich ihrer antimikrobiellen Aktivität ausgewertet, unter Anwendung des Verfahrens, welches dargelegt wurde in Germicidal and Detergent Sanitizing Action of Disinfectants, Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, Absatz 960.09 und anwendbare Abschnitte, 15. Auflage, 1990 (EPA-Richtlinie 91-2), unter Anwendung einer 10 Sekunden währenden Kontaktdauer bei 60°C gegen das Sporen bildende, Enterotoxin produzierende Pathogen Bacillus cereus und den Schimmelpilz Chaetomium funicola. Diese kurze Kontaktdauer stellte einen besonders anspruchsvollen Test dar, was sich bei den Kontrollen durch die niedrigen beobachteten log-Stufen an Reduktion zeigte.
Diese Dicarbonsäurediester enthaltenden Zusammensetzungen enthielten Dicarbonsäurediester mit verschiedenen Kettenlängen, sowohl in dem Teil des Esters, welcher von der Carbonsäure abgeleitet wurde, als auch in dem Teil, wel cher vom Alkohol abgeleitet wurde. In jedem Fall war die eingesetzte Peroxycarbonsäure KX 6138 von Ecolab.

Die folgende Tabelle führt die Bestandteile der Zusammensetzungen und die logarithmische Vernichtungsrate (log kill) gegenüber den zwei Mikroorganismen auf. Tabelle

Art des Lösungsmittels	Phasen	Lösungsmittel Gew.-%	Peroxycarbonsäure (ppm)	C. funicola log-Stufen-Reduktion	B. Cereus log-Stufen-Reduktion
Dimethyladipat	Einzelphase	0,5	1500	2,1	4,21
Dimethyladipat	Einzelphase	1	1500	> 3,45	4,97
Dimethylsuberat	Phasentrennung	0,5	1500	> 3,45	> 6,11
Dimethylsuberat	Phasentrennung	1	1500	> 3,45	> 6,11
Diethylsuccinat	Einzelphase	0,5	1500	1,8	4,2
Diethyladipat	Phasentrennung	0,5	1500	2,3	> 6,11
DBE-3^TM	Einzelphase	1	1000	0,94	0,97
Dimethylsuccinat	Einzelphase	1	1000	0,16	0,23
Dimethylglutarat	Einzelphase	1	1000	0,88	0,59
Dimethyladipat	Einzelphase	1	1000	1,02	1,08
DBE-3^TM	Einzelphase	1	2000	3,15	2,29
Dimethylsuccinat	Einzelphase	1	2000	0,1	1,21
Dimethylglutarat	^Ein	1	2000	1,46	1,35
Dimethyladipat	Einzelphase	1	2000	3,26	2,26

Art des Lösungsmittels	Phasen	Lösungsmittel Gew.-%	Peroxycarbonsäure (ppm)	C. funicola log-Stufen-Reduktion	B. Cereus log-Stufen-Reduktion
DBE-3^TM	Einzelphase	2,5	1000	> 4,54	2,91
Dimethylsuccinat	Einzelphase	2,5	1000	0,54	0,42
Dimethylglutarat	Einzelphase	2,5	1000	1,89	1,53
Dimethyladipat	Einzelphase	2,5	1000	> 4,54	1,46
DBE-3^TM	Einzelphase	2,5	2000	> 4,54	5,76

Dimethylsuccinat	Einzelphase	2,5	2000	1,79	1,59
Dimethylglutarat	Einzelphase	2,5	2000	> 4,54	2,55
Dimethyladipat	Einzelphase	2,5	2000	> 4,54	6,46
DBE-3^TM	Einzelphase	1	1000	1,64	0,91
DBE-3^TM	Einzelphase	2,5	1000	> 4,54	2,75
Dimethylglutarat	Einzelphase	1	1000	0,98	0,32
Dimethylsuccinat	Einzelphase	2,5	1000	1,02	0,52
DBE-3^TM	Einzelphase	2	2000	> 4,56	> 5,58
DBE-3^TM	Einzelphase	2	1500	> 4,56	> 5,58
DBE-3^TM	Einzelphase	1,5	2000	> 4,56	> 5,58
DBE-3^TM	Einzelphase	1,5	1500	> 4,56	> 5,58
Dimethylsebacat	Phasentrennung	1	1500	1,12	5,18
Dimethylsebacat	Phasentrennung	0,5	1500	1,7	4,7
Dimethylsebacat	Phasentrennung	0,1	1500	1,38	4,6
Dibutylsebacat	Phasentrennung	1	1500	0,84	2,38

Art des Lösungsmittels	Phasen	Lösungsmittel Gew.-%	Peroxycarbonsaure (ppm)	C. funicola log-Stufen-Reduktion	B. Cereus log-Stufen-Reduktion
Dibutylsebacat	Phasentrennung	0,5	1500	0,26	2,05
Dibutylsebacat	Phasentrennung	0,1	1500	0,66	2,1
Dioctylsebacat	Phasentrennung	1	1500	0,98	0,94
Dioctylsebacat	Phasentrennung	0,5	1500	0,86	1,13
Dioctylsebacat	Phasentrennung	0,1	1500	0,79	0,99
DBE-IB	Phasentrennung	1	1500	0,9	3,24
DBE-IB	Phasentrennung	0,5	1500	0,93	3,07
DBE-IB	Phasentrennung	0,1	1500	0,72	3,18

Diese Daten zeigen, dass sich die höchste antimikrobielle Aktivität aus Zusammensetzungen ableitet, welche einen Dicarbonsäurediester mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen im Dicarbonsäurerest und 1 bis 2 Kohlenstoffe im Esterrest enthalten, was insgesamt 6 bis 10 Kohlenstoffatome im Dicarbonsäurediester ausmacht. Unter diesen Dicarbonsäurediestern zeigten Dicarbonsäurediester mit 6 bis 8 Kohlenstoffatomen im Dicarbonsäurerest und 1 bis 2 Kohlenstoffen im Esterrest die höchste Aktivität, was insgesamt 7 bis 10 Kohlenstoffatome im Dicarbonsäurediester ausmacht. Unter den Estern, welche die höchste Aktivität aufwiesen, befanden sich die Methylester der Adipin- und der Suberinsäure.
Es sollte beachtet werden, dass, wie in dieser Beschreibung und in den anhängenden Ansprüchen verwendet, die Singularformen „ein", „eine", „der", „die" und „das" sich auch auf die Plurale beziehen, sofern der Inhalt nicht klarerweise anderes vorschreibt. Somit schließt beispielsweise der Bezug auf eine Zusammensetzung, welche „eine Verbindung" enthält, eine Mischung von zwei oder mehr Verbindungen ein. Es sollte außerdem beachtet werden, dass der Begriff „oder" generell in dem Sinne verwendet wird, welcher „und/oder" einschließt, sofern der Inhalt nicht klarerweise anderes vorschreibt.
Alle Veröffentlichungen und Patentanmeldungen in dieser Beschreibung weisen das Niveau einer normalen Befähigung in der Technik auf, welche diese Erfindung betrifft.
Die Erfindung ist beschrieben worden mit Bezug auf verschiedene besondere und bevorzugte Ausführungsformen und Techniken.

Claims

Antimikrobielle Zusammensetzung, umfassend ein Verdünnungslösungsmittel, Dicarbonsäurediester und antimikrobielles Agens, umfassend zumindest Peroxycarbonsäure und/oder organisches säuerndes Agens, wobei der Dicarbonsäurediester die Formel besitzt:
wobei n 4-8 beträgt und R₁ und R₂ in unabhängiger Weise C₁- bis C₄-Alkyle sind, und wobei das organische Säuerungsmittel aliphatische Carbonsäuren, aromatische Carbonsäuren oder Mischungen davon umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Peroxycarbonsäure Peroxyessigsäure, Peroxyheptansäure, Peroxyoctansäure, Peroxypropionsäure oder Mischungen davon umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Carbonsäure Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Heptansäure, Octansäure, Nonansäure, Decansäure, Benzoesäure, Salicylsäure, Salze von diesen oder Mischungen davon umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Dicarbonsäurediester Dimethyladipat, Diethyladipat, Dibutyladipat, Dimethylpimelat, Diethylpimelat, Dimethylsuberat, Diethylsuberat oder Mischungen davon umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend Wasser und mindestens 10 Gewichtsprozent Dicarbonsäurediester.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend Wasser und mindestens 50 Gewichtsprozent Dicarbonsäurediester.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend Wasser und 75 Gewichtsprozent bis 95 Gewichtsprozent Dicarbonsäurediester.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung frei von Kosolvenzien ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung frei von Tensiden ist.
Verfahren zur antimikrobiellen Behandlung, umfassend die Anwendung der Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 9 auf Mikroben, wobei die Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers, vorgenommen am menschlichen oder tierischen Körper, ausgeschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 10, umfassend die Anwendung der Zusammensetzung an harten Oberflächen, weichen Oberflächen, porösen Oberflächen, Nahrungsmitteln oder Haut ex vivo.
Verfahren nach Anspruch 10, umfassend die Anwendung der Zusammensetzung an Nahrungsmittelverpackungen.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Nahrungsmittelverpackung aseptische Verpackung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, umfassend die Anwendung der Zusammensetzung auf klinische oder chirurgische Wäsche oder Kleidung.
Verfahren nach Anspruch 10, umfassend die Anwendung der Zusammensetzung zur Desinfizierung einer Lösung oder einer harten Oberfläche.
Verfahren nach Anspruch 10, umfassend die Anwendung der Zusammensetzung zur Wirkung als Sporizid in einer Lösung oder auf einer harten Oberfläche.
Verfahren nach Anspruch 10, umfassend die Anwendung der Zusammensetzung zur Sterilisierung einer harten Oberfläche.
Verfahren nach Anspruch 10, umfassend die Anwendung auf eine Oberfläche, ein Wasservolumen oder einen Wasserstrom.