DE69034156T2 - Folie zur Verpackung von Nahrungsmitteln und Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Nahrungsmitteln - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft antimikrobielle und bakterizide Zusammensetzungen enthaltende Verpackungs- und Verarbeitungsfolien für Lebensmittel und ein Verfahren zur Inhibierung oder Verhinderung des Wachstums von Mikroben, wie Bakterien, Schimmel (Schimmelpilzen) und Hefen auf Lebensmitteloberflächen.
  • "Lebensmittelkonservierung", wie diese Bezeichnung hier gebraucht wird, umfaßt Verfahren, die gegen Lebensmittelvergiftungen schützen, ebenso wie Verfahren, die den Verderb von Lebensmitteln durch Mikroben verzögern oder verhindern. Lebensmittelkonservierung führt zu für den Verbrauch sicherer Nahrung und inhibiert oder verhindert die Verschlechterung des Nährwerts von Lebensmitteln oder organoleptische Veränderungen, die bewirken, daß die Nahrung weniger appetitlich wird.
  • "Lebensmittelverderb", wie diese Bezeichnung hier gebraucht wird, umfaßt jede Veränderung des Zustands von Lebensmitteln (Nahrung), die sie weniger appetitlich macht, einschließlich Veränderungen im Geschmack, Geruch, der Textur oder des Aussehens. Verdorbene Nahrung kann gegebenenfalls giftig sein.
  • "Lebensmittelvergiftung", wie diese Bezeichnung hier gebraucht wird, bezieht sich auf Säugetiererkrankungen, die durch die Einnahme von Nahrung verursacht werden, die durch pathogene Viren, Schimmel oder Bakterien und/oder deren Toxine verursacht wird. Durch Pathogene infizierte Nahrung zeigt nicht notwendigerweise irgendwelche organoleptische Zeichen von Verderb. Bakterielle Lebensmittelvergiftung kann sowohl durch Infektion des Wirts durch den bakteriellen Organismus wie auch durch die Wirkung eines Toxins verursacht werden, das von den Bakterien entweder in der Nahrung oder in dem Wirt produziert wird.
  • Die Verhinderung von Lebensmittelverderb und Lebensmittelvergiftung ist in der Geschichte oft nach dem Prinzip von Versuch und Irrtum (trial and error) versucht worden. Die frühen Versuche haben zu Verfahren der Lebensmittelkonser vierung geführt, wie Trocknung, Einsalzen und/oder Räuchern von Nahrungsmitteln, um sie zu konservieren. Erst in relativ jüngerer Geschichte ist die Lebensmittelkonservierung auf eine wissenschaftliche Grundlage gestellt worden. Im neunzehnten Jahrhundert hat die Arbeit von Wissenschaftlern, wie Louis Pasteur und Robert Koch, die bakteriellen Ursachen von Lebensmittelvergiftung und -verderb aufgeklärt und neue Verfahren zur Identifizierung pathogener Bakterien und zur Lebensmittelkonservierung geschaffen.
  • Die heutigen Lebensmitteltechnologen verwenden eine Reihe von physikalischen, chemischen und biologischen Verfahren und Mittel, um Nahrung zu konservieren und um die Übertragung von Krankheiten durch Lebensmittel zu verhindern. Zusätzlich zu solchen Verfahren, wie Bestrahlung, Fermentation bzw. Vergärung, Pasteurisierung, Temperaturkontrolle, pH- und/oder Wasserstoffionenaktivität existiert eine Reihe chemischer Mittel. Diese Mittel umfassen Antioxidantien, um den chemischen Abbau von Nahrung zu verhindern, ebenso wie Zusammensetzungen, die schädliche Bakterien und/oder andere Mikroben töten oder inhibieren, wobei die Nahrung konserviert wird, d. h. sowohl gegen deren Verderb als auch gegen die Übertragung von Krankheiten Vorsorge getroffen wird. Allgemein verwendete antimikrobielle Chemikalien umfassen Nitrite, Nitrate, Schwefeldioxid, Sulfate und Säuren, wie Essigsäure, Propionsäure, Milchsäure, Benzoesäure und Sorbinsäure und deren Salze, Holzrauch und flüssige Räuchermittel, ebenso wie Antibiotika, wie Natamycin und Nisin.
  • Die Verhinderung von Lebensmittelvergiftung ist von herausragender Bedeutung für die Lebensmittelindustrie. Die Sorge um die Lebensmittelsicherheit hat in den meisten Ländern dazu geführt, die Lebensmittelindustrie strengen Regeln zu unterziehen, um die öffentliche Gesundheit sicherzustellen. Die Hersteller von Fertignahrung investieren auch beträchtliche Mittel, um die Sicherheit ihrer Produkte zu gewährleisten. Trotz dieser Anstrengungen kommt Lebensmittelvergiftung immer noch vor. Viele Fälle von Lebensmittelvergiftung werden Bakterien zugeschrieben, wie Salmonella, Clostridium und Staphylococcus und anderen.
  • Von steigender Bedeutung ist die für die Lebensmittelindustrie relativ junge Erkenntnis einer weitverbreiteten Infizierung bzw. Kontamination von Geflügel und Fertignahrung, wie Wiener Würstchen ("Wiener"), anderen Wurstwaren, Kä se, Molkereiprodukten einschließlich neueren Eisspezialitäten und Fischwaren, durch Listeria. Von besonderer Bedeutung ist die neuere Erkenntnis, daß pasteurisierte und voll durchgekochte Fertignahrung mit Mikroben, wie Listeria monocytogenes, infiziert sein kann, auch nach dem Kochen und Pasteurisieren und vor dem Abpacken für den Verkauf. Diese Infizierung bzw. Kontamination ist eine typische Oberflächeninfizierung bzw. -kontamination, die vermutlich durch den Kontakt von Mikroben mit den Lebensmitteloberflächen nach der Wärmebehandlung (d. h. Kochen oder Pasteurisieren) verursacht wird. Mikroben, wie Listeria, können aus der Luft stammen (d. h. durch Staub übertragen werden) oder auf den Oberflächen der Verarbeitungsausrüstungen vorhanden sein, die mit den Lebensmitteln in Berührung kommen.
  • In den achtziger Jahren ist weltweit über einige Fälle von Lebensmittelvergiftungen berichtet worden, in denen als vermutliche oder tatsächliche Ursache Listeria-infizierte Nahrungsmittel identifiziert worden sind. Fälle von Listeriosis (Infektion durch Listeriabakterien) beim Menschen sind aus Massachusetts, Kalifornien und Pennsylvania in den USA und auch aus Kanada und der Schweiz berichtet worden. Diese Fälle sind der Einnahme Listeria-infizierter Nahrung zugeschrieben worden, wie Krautsalat, Rohmilchkäse, oberflächengereiftem Weichkäse und Salami. Hunderte von Menschen sind infiziert worden mit einer Mortalität von bis zu einem Drittel der Infizierten. Besonders empfindlich gegen die Krankheit (die ansteckend ist) sind Schwangere, Föten, Neugeborene und Kleinkinder, ebenso wie Erwachsene mit geschädigtem Immunsystem, wie Erwachsene, die mit immunsuppressiven Medikamenten, wie Corticosteroiden, behandelt werden. Listeriose ist eine Erkrankung, die Meningitis, Spontanabort und perinatale Blutvergiftung verursachen kann. Obwohl bei Früherkennung behandelbar, weist unbehandelte Listeriose eine hohe Mortalitätsrate auf.
  • Lebensmittelkonservierung durch Inhibierung des Wachstums von Listeria monocytogenes ist schwierig. Listeria kann sich erwiesenermaßen bei pH-Werten oberhalb von 4,85 und über einen weiten Temperaturbereich, der zwischen 3 und bis zu 45°Celsius betragen kann, sowohl aerob als auch anaerob, vermehren und wachsen. Das heißt, daß Listeria bei normalen Kühlschranktemperaturen gedeihen kann. Es wurde auch berichtet, daß sich Listeria in wäßrigen Lösungen von bis zu 10% Kochsalz vermehren kann. Glücklicherweise tötet Kochen oder Pa steurisieren Listeria ab. Unglücklicherweise kann Kontaminierung durch Mikroorganismen erst nach dem Pasteurisieren beim Verarbeiter vorkommen. Viele Leute verzehren Fertignahrung erst, nachdem seit dem ersten Kochen oder Pasteurisierung beim Verarbeiter eine beträchtliche Zeitspanne vergangen ist. Viele Leute verzehren Fertignahrung noch nach beträchtlichen Zeiten nach dem ersten Kochen oder Pasteurisieren beim Nahrungsmittelhersteller, wodurch es auf diese Weise ermöglicht wird, daß sich Bakterien, die sich durch Infektion nach der Pasteurisierung angesiedelt haben, vermehren. Da dieses Verzehren vorkommen kann, ohne daß die Fertignahrung zuvor wieder auf genügende Temperaturen erhitzt wird und dies für eine ausreichende Dauer, um verschiedene Mikroben (wie z. B. Listeria) abzutöten, die sich nach dem ursprünglichen Kochen angesiedelt haben könnten, besteht ein Risiko der Lebensmittelvergiftung. Die vorliegende Erfindung soll diese vorerwähnten Risiken vermindern.
  • Das Dokument US-A-4 597 972 beschreibt ein Verfahren zur Kontrolle des Wachstums von Clostridium botulinum-Keimen und der Kontrolle des von diesen stammenden Botulinumtoxins in einem Nahrungsmittel einschließlich eines pasteurisierten, verarbeiteten Käseprodukts mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt, wobei das Verfahren die Zugabe von Nisin oder einer Nisin-produzierenden Kultur in einer Menge umfaßt, die ausreicht, das Wachstum von Botulinumkeimen zu inhibieren.
  • Die Dokumente US-A-2 979 410, US-A-3 124 468 und GB-A-822 758 beschreiben Lebensmittelverpackungsfolien bzw. -filme, welche mit Fungiziden, wie von Schimmelpilzen stammenden Antibiotika, wie Tetracyclin-basierten Antibiotika, beschichtet sind.
  • Das nur in bezug auf die Neuheit zu berücksichtigende Dokument WO 89/12399 A1, welches Stand der Technik gemäß Artikel 54 (3) EPÜ ist, beschreibt Nisinzusammensetzung für die Verwendung als verbesserte bzw. verstärkte Breitbandbakteriozide.
  • Ein Gegenstand der Erfindung ist, eine Folie bzw. einen Film bereitzustellen, die bzw. der eine antibakterielle Zusammensetzung enthält, die wirksam ist, Listeria abzutöten und/oder deren Wachstum zu hemmen.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Bereitstellung einer Polymerfolie, welche in der Lage ist, eine bestimmte Menge eines antimikrobiellen Mittels auf eine Nahrungsmitteloberfläche zu übertragen.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist, durch ein Verfahren der Übertragung einer kontrollierten Menge einer antimikrobiellen Zusammensetzung auf die Oberfläche eines Lebensmittels pathogene Mikroorganismen auf der Oberfläche des Lebensmittels abzutöten, zu inhibieren oder deren Wachstum zu verhindern.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist, die Übertragung eines antimikrobiellen Mittels auf ein Nahrungsmittel in einer Menge, die wirksam ist, um nach Entfernen der Folie das Wachstum von pathogengen Bakterien auf der Oberfläche des Nahrungsmittels während der üblichen Haltbarkeit des Nahrungsmittels zu verhindern.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verhinderung oder Inhibierung des Wachstums von Listeria monocytogenes auf hautlosen "Wienern" nach dem ursprünglichen Kochprozeß und der Entfernung der Haut über das Abpacken zum Verkauf an den Konsumenten bis zur Öffnung der konservierten "Wiener" zum Verbrauch durch den Konsumenten.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist, die Haltbarkeit von verarbeiteten Nahrungsmitteln (Fertignahrungsmitteln) durch Anwendung einer synergistischen Mischung, vorzugsweise einer Flüssigkeit oder einer Suspension des von Streptococcus lactis stammenden (oder äquivalenten synthetischen) Bakteriocins Nisin und gegebenenfalls eines Chelatbildners (Komplexbildners) zu erhöhen.
  • Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine Lebensmittelverpackungsfolie gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zur Behandlung einer Nahrungsmitteloberfläche gemäß Patentanspruch 15. Weitere Ausführungsformen werden in den entsprechenden abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Die vorstehenden Gegenstände und andere, die sich aus dem folgenden ergeben, können durch die Behandlung eines Nahrungsmittels, d. h. einer Lebensmitteloberfläche, mit einer antimikrobiellen Zusammensetzung, vorzugsweise einem Komplexbildner, wie Zitronensäure, in Kombination mit dem von Streptococcus lactis stammenden Bakteriocin Nisin erreicht werden. Die Behandlung erfolgt durch Inkontaktbringen des Nahrungsmittels mit einer Folie, welche ein antimikrobielles Mittel, Nisin, enthält. Die Folie kann das Mittel in Kontakt mit der Nahrungsmitteloberfläche halten, wobei eine bestimmte Menge des Mittels aus der Folie auf die Oberfläche des Nahrungsmittels übertragen wird oder sie kann die antimikrobielle Zusammensetzung (gegebenenfalls unter Verwendung eines Übertragungsmittels, wie Zein) auf das Nahrungsmittel übertragen, wobei die Folie entfernt werden kann, während das antimikrobielle Mittel auf der Lebensmitteloberfläche in einer wirksamen Menge verbleibt, um lebensmittelverderbende Organismen oder pathogene Mikroorganismen, wie Listeria, darauf abzutöten oder deren Wachstum zu verhindern oder zu inhibieren.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Nahrungsmittelverpackungsfolie bereitgestellt, die eine Polymerfolie umfaßt und das wärmeresistente, von Streptococcus lactis abgeleitete Bakteriocin Nisin (oder dessen synthetisches, äquivalentes antibakterielles Mittel). Dieses Mittel ist insbesondere wirksam gegen das Wachstum von grampositiven Bakterien, insbesondere Listeria monocytogenes, und ist wärmeresistent.
  • Es ist nicht erforderlich, daß jeder und sämtliche der vorgenannten Gegenstände in allen Ausführungsformen der Erfindung vorhanden sind; es ist ausreichend, daß die Erfindung vorteilhaft angewandt werden kann.
  • Wesentlich für die erfindungsgemäße Zusammensetzung ist die synergistische Kombination eines komplexbildenden oder chelatisierenden Mittels, wie eines EDTA-Salzes oder Zitronensäure, mit dem von Streptococcus lactis abgeleiteten Bakteriocin Nisin (oder dessen synthetischem Äquivalent). Eine flüssige Mischung oder Suspension von Nisin und einem Chelatbildner ist besonders bevorzugt.
  • Ein wesentlicher Aspekt eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Schutz der Lebensmitteloberfläche für eine wesentliche Zeitdauer nach Entfernung der Folie.
  • Ein wesentlicher Aspekt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Folie ist die Verwendung des wärmeresistenten antimikrobiellen Mittels Nisin, das gegen Bakterien nach der Pasteurisierung oder Wärmebehandlung wirksam ist.
  • Es wurde überraschenderweise herausgefunden, daß eine antimikrobielle Zusammensetzung, die eine synergistische Kombination des von Streptococcus stammenden Bakteriocins Nisin (oder seines synthetischen Äquivalents) und eines Chelatbildners, wie Zitronensäure, enthält, unerwarteterweise gute bakterizide Eigenschaften insbesondere gegen pathogene Bakterien, wie Listeria monocytogenes, aufweist. Zusätzlich ist eine solche Zusammensetzung überraschenderweise in der Lage, die Haltbarkeit von Lebensmitteln zu verlängern, indem sie ein Verderben der Lebensmitteln für einen längeren Zeitraum verhindert, als man basierend auf der Wirksamkeit einer der beiden Bestandteile allein erwartet hätte.
  • Das verwendete Bakteriocin ist Nisin. Nisin ist ein Polypeptidbakteriocin, das durch Milchsäurebakterien, Streptococcus lactis Gruppe N, hergestellt wird.
  • Nisin ist wie angegeben eine Sammelbezeichnung, die verschiedene, nahe verwandte Substanzen darstellt, die als Nisin A, B, C, D und E bezeichnet werden und eine ähnliche Aminosäurezusammensetzung aufweisen. Die Struktur und die Eigenschaften von Nisin sind weiterhin diskutiert in dem Artikel von E. Lipinska mit dem Titel "Nisin und seine Anwendungen", The 25th Proceedings of the Easter School in Agriculture Science at the University of Nottingham 1976, Seiten 103–130 (1977), wobei dieser Artikel hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Das Komitee über biologische Standardisierung der Weltgesundheitsorganisation (World Health Organization Committee on Biological Standardization) hat eine internationale Referenzdarstellung von Nisin aufgestellt, und die Internationale Einheit (International Unit, im folgenden IU) ist definiert als 0,001 mg dieser Zusammensetzung. NISAPLIN ist der Handelsname für ein Nisinkonzentrat, das 1 Million IU pro g enthält, welches kommerziell enthältlich ist von Aplin & Barrett Ltd., Trowbridge, Wiltshire, England.
  • Nisin ist ein bekanntes Lebensmittelkonservierungsmittel, welches bekanntermaßen wärme- bzw. hitzestabil und säurestabil und aktiv gegen grampositive Bakterien ist. Nisin wird als Lebensmittelkonservierungsmittel in Milchprodukten und Gemüse üblicherweise in Verbindung mit einer Wärmebehandlung eingesetzt. Nisin kommt gleichermaßen natürlich in Rohmilch vor und ist bei der Hitzeverarbeitung von Fleischpasten eingesetzt worden. Nisin gilt als nichttoxisch mit toxikologischen Daten, die keinen schädlichen Effekt bei Mengen von 3,3 Millionen IU pro kg Körpergewicht zeigen. Nisin kann nachweislich Erwärmungen bis zu 121°C ohne Verlust seiner Aktivität standhalten. Obwohl ein gewisser Verlust der Aktivität erwartet werden kann, wenn Nisin in behandelten Lebensmitteln eingesetzt wird, kann dies beispielsweise durch eine Erhöhung der eingesetzten Nisinmenge verbessert werden. Wirksame Mengen an Nisin zur Konservierung von Lebensmitteln liegen bekanntlich im Bereich von 25–500 IU/g oder mehr.
  • Geeignete Chelatbildner oder Komplexbildner umfassen Carbonsäuren, Polycarbonsäuren, Aminosäuren und Phosphate. Insbesondere zählen die folgenden Verbindungen und deren Salze zu jenen, die verwendbar sind:
    Essigsäure
    Adipinsäure
    Alanin
    β-Alanin
    Albumin
    Arginin
    Ascorbinsäure
    Asparagin
    Asparaginsäure
    ATP
    Benzoesäure
    n-Buttersäure
    Casein
    Citraconsäure
    Zitronensäure
    Cystein
    Dehydroessigsäure
    Desferri-Ferrichrysin
    Desferri-Ferrichrom
    Desferri-Ferrioxamin E
    3,4-Dihydroxybenzoesäure
    Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA)
    Dimethylglyoxym
    O,O-Dimethylpurpurogallin
    EDTA
    Ameisensäure
    Fumarsäure
    Globulin
    Gluconsäure
    Glutaminsäure
    Glutarsäure
    Glycin
    Glycolsäure
    Glycylglycin
    Glycylsarcosin
    Guanosin
    Histamin
    Histidin
    3-Hydroxyflavon
    Inosin
    Inosintriphosphat
    Eisenfreies Ferrichrom
    Isovaleriansäure
    Itaconsäure
    Kojicsäure
    Milchsäure
    Leucin
    Lysin
    Maleinsäure
    Äpfelsäure
    Methionin
    Methylsalicylat
    Nitrilotriessigsäure (NTA)
    Ornithin
    Orthophosphat
    Oxalsäure
    Oxystearin
    β-Phenylalanin
    Phosphorsäure
    Phytat
    Pimelinsäure
    Pivalinsäure
    Polyphosphat
    Prolin
    Propionsäure
    Purin
    Pyrophosphat
    Brenztraubensäure
    Riboflavin
    Salicylaldehyd
    Salicylsäure
    Sarcosin
    Serin
    Sorbit
    Bernsteinsäure
    Weinsäure
    Tetrametaphosphat
    Thiosulfat
    Threonin
    Trimetaphosphat
    Triphosphat
    Tryptophan
    Uridindiphosphat
    Uridintriphosphat
    n-Valeriansäure
    Valin
    Xanthosin.
  • Viele der vorgenannten Komplexbildner sind bei der Nahrungsmittelverarbeitung in ihrer Salzform verwendbar, die im allgemeinen Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze sind, wie Natrium-, Kalium- oder Kalzium- oder quaternäre Ammoniumsalze. Komplexbildende Verbindungen mit Mehrfachvalenzen können vorteilhafterweise verwendet werden, um den pH-Wert einzustellen oder selektiv Metallionen z. B. in ein Lebensmittel-Überzugssystem einzuführen oder daraus zu entfernen. Zusätzliche Information über komplexbildende und chelatbildende Agenzien ist von T. E. Furia (Hrsg.), CRC Handbook of Food Additives, 2. Aufl., S. 271–294 (1972, Chemical Rubber Co.) und M. S. Peterson und A. M. Johnson (Hrsg.), Encyclopedia of Food Science, S. 694–699 (1978, AVI Publishing Company, Inc.) offenbart; beide Artikel werden vollinhaltlich in die Beschreibung aufgenommen.
  • Die Bezeichnungen "chelatisierendes Mittel (Chelatbildner)" und "Komplexbildner" werden hier als Synonyme verwendet und werden definiert als organische oder anorganische Verbindungen, die in der Lage sind, Koordinationskomplexe mit Metallen einzugehen.
  • Weiterhin umfaßt der hier verwendete Begriff "chelatisierendes Mittel (Chelatbildner)" moleküleinschließende Verbindungen, wie Cyclodextrin. Das chelatisierende Mittel kann anorganisch oder organisch, vorzugsweise organisch, sein.
  • Bevorzugte Chelatbildner sind für Säugetiere nichttoxisch und umfassen Aminopolycarbonsäuren und deren Salze, wie Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) oder deren Salze (insbesondere deren Di- oder Trinatriumsalze), sowie Hydroxycarbonsäuren und deren Salze, wie Zitronensäure. Die von Zitronensäure, Zitrat oder Hydroxycarbonsäure verschiedenen Chelatbildner, wie Essigsäure, Ameisensäure, Milchsäure, Weinsäure und deren Salze, werden jedoch für die vorliegende Erfindung ebenfalls als verwendbar angesehen.
  • Wie zuvor angeführt, ist der Begriff "chelatisierendes Mittel (Chelatbildner)" definiert und wird hier als Synonym für Komplexbildner verwendet und ist gleichermaßen als moleküleinschließende Verbindungen, wie Cyclodextrin, definiert. Cyclodextrine sind zyklische Kohlenhydratmoleküle mit 6, 7 oder 8 Glucosemonomeren, welche in Form eines "Donut"-förmigen Rings angeordnet sind, welche als alpha-, beta- bzw. gamma-Cyclodextrin bezeichnet werden. Wie hier verwendet, bezieht sich Cyclodextrin sowohl auf unmodifizierte wie modifizierte Cyclodextrinmonomere und Polymere. Cyclodextrin-Komplexbildner sind kommerziell erhältlich von American Maize-Products, Hammond, Indiana. Cyclodextrine sind weiter beschrieben in Kapitel 11 "Industrial Applications of Cyclodextrin" von J. Szejtli, Seiten 331 bis 390 aus Inclusion Compounds, Band III (Academic Press, 1984); dieses Kapitel wird durch Bezugnahme vollinhaltlich in die Beschreibung aufgenommen.
  • Mischungen des von Streptococcus stammenden Bakteriocins Nisin mit einem oder mehreren Chelatbildnern können erfindungsgemäß vorteilhafterweise verwendet werden. Solche Mischungen können fest-in-flüssig-Suspensionen oder Lösungen sein. Wenn nicht anders bezeichnet, bedeutet die Verwendung des Begriffs "Lösung" nicht nur Feststoffe oder Flüssigkeiten, die in einer Flüssigkeit gelöst sind, sondern auch fest-in-flüssig-Suspensionen oder -Mischungen. Geeignete Lösemittel, Verdünnungsmittel oder Träger für die Mischung des Chelatbildner und des Bakteriocins sind Wasser, Alkohole, Propylenglykol, Öle, wie Mineralöl, tierisches oder pflanzliches Öl, Glycerin oder Lecithin.
  • Obwohl die kommerziell erhältlichen Bakteriocine Molkereiprodukte enthalten können, kann es für die bakteriziden Kompositionen oder Zubereitungen für die Lebensmittelkonservierung vorteilhaft sein, keine zusätzlichen Molkereiprodukte wie Käse, Molke, Quark oder calciumhaltige feste Milchprodukte zu enthalten. Es ist berichtet worden, daß Calcium- und Magnesiumionen Nisin inaktivieren können. Es könnte sein, ohne daß dies bindend sein soll, daß Mittel, die Calcium und/oder Magnesium als Chelat binden, besonders vorteilhaft sein können. Mischungen, die eine Mischung von Bakteriocin und einem Chelatbildner enthalten, werden auf Lebensmittel einschließlich Molkereiprodukte und Nichtmolkereiprodukte wie Wurstwaren, andere Fleischwaren, Gemüse und Früchte durch Verwendung einer imprägnierten oder beschichteten Folie wie zuvor beschrieben aufgebracht. Solche Lösungen können in einem weiten pH-Bereich formuliert werden, sie sind jedoch vorzugsweise neutral oder sauer. Es wird angenommen, daß saure Lösungen zu einer Verbesserung oder Aufrechterhaltung der bakteriellen Wirkung führen, so daß diese erfindungsgemäß bevorzugt sind. Lösungen, die einen pH-Wert von etwa 6 oder weniger haben, sind bevorzugt, und solche mit einem pH-Wert von etwa 5 oder weniger sind besonders bevorzugt. Die Mengen des Bakteriocins und der chelatbildenden Komponente können unterschiedlich sein, abhängig von Faktoren, wie Art des Bakteriocins, Art des Komplexbildners, pH-Wert, anderen Bestandteilen (z. B. Art des Lösungsmittels), Anwendung, d. h. Art des Lebensmittels, auf das die Materialien angewendet werden sollen, wie sie angewendet werden, spätere Verarbeitungsbedingungen (z. B. Wärmebehandlung), gewünschte Zeitdauer der Wirksamkeit, Bakterien abzutöten oder zu hemmen und Art der Bakterien, gegen die das Lebensmittel geschützt werden soll. Jemand mit üblicher Erfahrung auf dem Fachgebiet kann geeignete Mengen des Bakteriocins und des Komplexbildners ohne unangemessenes Herumprobieren bestimmen. Wasser ist das bevorzugte Lösungsmittel, um eine Lösung herzustellen. Geeignete Mengen von Bakteriocin in einer Mischung zur Behandlung von Lebensmitteln, wie Wurstwaren, umfassen 5 bis 250 ppm Bakteriocin (Gewicht, bezogen auf die gesamte Mischung) oder mehr. Mengen von weniger als 5 ppm sind ausführbar, können jedoch je nach Anwendung weniger wirksam sein als eine höhere Konzentration. Mengen von mehr als 250 ppm sind ebenfalls ausführbar, aber steigende Konzentrationen haben den Nachteil steigender Kosten, wegen der Ausgaben für das Bakteriocin. Konzentrationen zwischen 50 und 150 ppm wurden als wirksam und kostengünstig ermittelt, mit Konzentrationen von 150 ppm oder mehr, die besonders wirksam sind, um pathogene Bakterien, wie Listeria monocytogenes, abzutöten oder zu inhibieren, z. B. auf der Oberfläche gekochter "Frankfurter Würstchen". Die Lösung kann gegen andere Bakterien eingesetzt werden und ist speziell wirksam gegen grampositive Bakterien. Die Mengen an angewendetem Komplexbildner können in weitem Bereich schwanken, z. B. können Mengen zwischen 0,2 und 0,8 oder 3 oder mehr vorteilhaft angewandt werden. Die Zusammensetzung kann andere antimikrobielle oder antibakterielle Mittel oder andere Zusätze, wie Farbstoffe und Aromastoffe, z. B. gasförmigen oder Flüssigrauch, enthalten.
  • Erfindungsgemäß geeignete Verpackungsfolien umfassen Polymerfolien, wie Blasfolien, orientierte Folien, Reck- oder Schrumpffolien, wärmeschrumpfbare Beutel und Hüllmaterial für Nahrungsmittel. "Nahrungsmittelverpackungsfolien", wie hier verwendet, sind flexible Flachmaterialien, die üblicherweise eine Stärke von 15 mil oder weniger und vorzugsweise weniger als 10 mil (25 Mikron) aufweisen.
  • Geeignete Folien umfassen regenerierte Cellulose- und thermoplastische Reck- oder Schrumpffolien und können ein- oder mehrschichtige Folien sein. Schrumpffolien werden zu wärmeschrumpfbaren, biaxial geformten Beuteln geformt.
  • Geeignete Folien umfassen Hüllen für Lebensmittel, welche im allgemeinen flexible Folie sind, die vorzugsweise schlauchförmig sind und aus polymeren Materialien geformt sein können, einschließlich Cellulosematerial, wie regenerierte Cellulose oder Cellulosecarbamat oder aus Kunststoffen, wie Homopolymeren oder Copolymeren von Polyolefinen, beispielsweise Polypropylen, Polyethylen oder Polyamiden, Polyethylenterephtalat, Polyvinylidenchlorid-Copolymeren oder Ethylenvinylacetat-Copolymeren, geformt sein können, oder Folien aus proteinartigen Materialien, wie Kollagen, sind. Die Hüllen (Wursthüllen) sind vorzugsweise schlauchförmige Hüllen aus Cellulosematerial, welche auf herkömmliche Weise hergestellt sein können. Solche Hüllen sind im allgemeinen flexible, dünnwandige, nahtlose Schläuche, die vorzugsweise aus regenerierter Cellulose oder ähnlichem in verschiedenen Durchmessern hergestellt sein können. Ebenfalls geeignet sind Hüllen aus Cellulosematerial, die eine Faserverstärkung haben, welche in ihrer Wandung eingebettet ist. Hüllen, welche eine Verstärkung aufweisen, werden im allgemeinen faserförmige Nahrungsmittelhüllen genannt, wogegen Cellulosehüllen oder Faserverstärkung hier als "faserfreie" Cellulosehülle bezeichnet werden. Sowohl natürliche wie synthetische Hüllen werden von der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen.
  • Hüllen, welche üblicherweise als "trockengelagerte Hüllen (Wursthüllen)" bekannt sind, können zur Ausführung der Erfindung verwendet werden. Solche Hüllen haben im allgemeinen einen Wassergehalt in einem Bereich von etwa 5 bis etwa 14 Gew.-% Wasser, wenn es sich um faserfreie Hüllen handelt, oder im Bereich von etwa 3 bis etwa 8 Gew.-%, wenn es sich um faserartige Wursthüllen handelt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Hülle einschließlich Wasser.
  • Hüllen, die üblicherweise unter der Bezeichnung "feuchtgelagerte Hüllen" bekannt sind, sind Hüllen, welche einen höheren Feuchtigkeitsgehalt haben, da sie nicht vorweg getrocknet worden sind, und solche Wursthüllen können gleichermaßen im Rahmen der Erfindung verwendet werden.
  • Hüllen, die üblicherweise als "wieder angefeuchtete Hüllen" bezeichnet werden, sind trockengelagerte Hüllen, denen Feuchtigkeit zugesetzt worden ist, beispielsweise um das Aufziehen und/oder Befüllen zu erleichtern, und solche Hüllen können erfindungsgemäß verwendet werden. Derartige Hüllen haben im allgemeinen einen Wassergehalt von etwa 15 bis etwa 23 Gew.-%, wenn es sich um faserfreie Hülle handelt, oder 16 bis 35 Gew.-%, wenn es sich um eine faserhaltige Hülle handelt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Hülle einschließlich Wasser.
  • Das im Rahmen der Erfindung verwendete antimikrobielle Mittel ist Nisin, welches wirksam von einer Nahrungsmittelverpackungshülle auf ein Nahrungsmittel übertragen werden kann, um eine Nahrungsmitteloberfläche bereitzustellen, welche Nisin, welches das Wachstum von Mikroorganismen sogar nach dem Aufheben des Kontaktes der Folie mit der Nahrungsmitteloberfläche verhindert der inhibiert, aufweist.
  • Das antimikrobielle Mittel (d. h. Nisin) kann Additive enthalten, wie Bindemittel, Puffer, Emulgatoren, Übertragungsmittel oder Chelatbildner, wie Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) oder deren Salze. Diese Mittel können den antimikrobiellen Effekt von Nisin verbessern oder seine Übertragung von der Verpackungsfolie auf das Nahrungsmittel unterstützen.
  • Insbesondere werden Bindemittel, wie wasserunlösliche Mittel, wie Schellack und Zein, als Übertragungseinrichtungen oder -mittel verwendet, um eine Übertragung von Nisin, welches damit inkorporiert ist, von der Verpackungsfolie auf eine Nahrungsmitteloberfläche unter feuchten Bedingungen zu ermöglichen. Bevorzugte Binde- oder Übertragungsmittel haben vorzugsweise eine höhere Affinität zu der Lebensmitteloberfläche als zu der Verpackungsfolie.
  • Die erfindungsgemäße Verpackungsfolie enthält auf oder innerhalb der Folie das antimikrobielle und antibakterielle Mittel Nisin. Nisin ist in der Lage, Bakterien, wie solche der Gattung Listeria, Salmonella und Clostridium, und vorzugsweise der Art Listeria monocytogenes, abzutöten oder deren Wachstum zu verhindern oder zu inhibieren.
  • Nisin ist gegen Abbau oder Inaktivierung durch Wärmebehandlung, wie Kochen oder Pasteurisiertemperaturen und -zeiten, widerstandsfähig. Dies ist notwendig, um die Wärmebehandlung des Lebensmittels innerhalb einer Verpackungsfolie zu überstehen und nach der Wärmebehandlung und der Entfernung der Folie wirksam zu sein.
  • "Wärmeresistent", wie dieser Begriff hier verwendet wird, bedeutet, daß das antimikrobielle Mittel (d. h. Nisin) dem Abbau, der Inaktivierung oder Verlusten durch eine Wärmebehandlung, d. h. durch Pasteurisieren oder Kochen widersteht, so daß nach der Wärmebehandlung eine genügende von Nisin übrigbleibt, das wirksam ist, um Mikroorganismen auf Lebensmitteln, auf die es aufgebracht worden ist, zu töten oder deren Wachstum zu hemmen oder zu verhindern. Es soll so verstanden sein, daß teilweise Verluste bei der Menge des Mittels vorkommen können und daß auch eine teilweise Inaktivierung vorkommen kann. Es ist jedoch ausreichend, daß das verbleibende aktive Mittel in der Lage ist, die Lebensmitteloberfläche gegen pathogene Organismen, wie Listeria, zu schützen.
  • Gemäß einer typischen Anwendung der Erfindung wird eine schlauchförmige, aus Cellulosematerial bestehende Lebensmittelhülle, welche mit dem antimikrobiellen Mittel Nisin imprägniert oder beschichtet ist, bei der Herstellung von hautlosen "Wienern" verwendet. Bei diesem wohlbekannten Verfahren zur Pasteurisierung von Wurst wird die Hülle mit Fleischbrei gefüllt und abgebunden. Der eingeschlossene Fleischbrei, der durch die Wursthülle seine Form erhält, wird dann bei einer geeigneten Temperatur und für eine genügende Zeit gekocht (wärmebehandelt), um eine Pasteurisierung zu erreichen. Typischerweise werden Fleischwaren einschließlich Wurstwaren (auch während der Pasteurisierung) bei Temperaturen unter etwa 190°F (88°C) vor dem Einzelverkauf oder Verkauf an Großverbraucher gelagert. Allgemein werden Lebensmittel, wie verarbeitete Fleischwaren, während der Pasteurisierung auf einer Kerntemperatur über etwa 145°F (63°C) und nicht höher als auf etwa 180°F (82°C) gebracht, bevor die Folie, die zur Formgebung verwendet worden ist, wieder entfernt wird. Die Oberflächentemperatur dieser pasteurisierten Lebensmittel überschreitet 190°F (88°C) nicht und bleibt üblicherweise unter 170°F (77°C). Die "Wiener" in der Hülle können dann weiterverarbeitet oder behandelt werden, z. B. durch Besprühen mit Wasser und/oder Kühlen. Dann wird die Hülle mit bekannten Schäleinrichtungen von den wärmebehandelten "Wienern" entfernt und die "Wiener" für den Einzelhandelsverkauf neu verpackt.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Hülle einer schälbare bzw. abschälbare Hülle, die spezielle auf das Hochgeschwindigkeitsschälen und das maschinelle Entfernen eingestellt ist. Wursthüllen für das manuelle oder maschinelle Schälen sind bekannt. Nicht alle Hüllen, welche von Hand schälbar sind, sind auch für das maschinelle Schälen geeignet, welches von Maschinen bewerkstelligt wird, wie dem bekannten Apollo Peeler, hergestellt von der Ranger Tool Company, Inc., Bartlett, Tennessee. Dieser und vergleichbare handelsübliche Schäler sind in der Lage, stündlich Hüllen von 40.000 bis 60.000 Würsten zu entfernen.
  • Somit muß das antimikrobielle Mittel (d. h. Nisin), welches auf die Hülle aufgebracht ist, den Auswirkungen dieser Wärmebehandlung und der Verarbeitungsschritte widerstehen und wirksam bleiben, um unerwünschte Mikroorganismen noch nach der Wärmebehandlung abzutöten oder deren Wachstum zu inhibieren oder zu verhindern. Außerdem muß das Mittel (d. h. Nisin) sich auf das Lebensmittel in einer wirksamen Menge übertragen, da die Hülle entfernt wird. Eine mikrobielle Kontamination bzw. Verunreinigung der Oberfläche der "Wiener" kann nach der Entfernung der Wursthülle und vor dem Abpacken eintreten.
  • Alternativ kann das antimikrobielle Mittel (d. h. Nisin), beispielsweise in Form einer antibakteriellen Zusammensetzung, auf das Lebensmittel durch eine Beschichtung einer Folie aufgetragen werden, welche nach der Wärmebehandlung aufgebracht wird.
  • Daher sollte das übertragene oder angewandte Mittel (d. h. Nisin) in einer ausreichenden Menge vorhanden sein, und nach der Wärmebehandlung, der Verarbei tung und der Entfernung der Wursthülle genügend wirksam bleiben, um Mikroorganismen, insbesondere Listeria monocytogenes für eine genügend lange Zeitdauer abzutöten oder deren Wachstum zu hemmen oder zu verhindern. Die Wirksamkeitszeitdauer des durch die Folie aufgebrachten Nisins sollte sich zumindest von dem Zeitpunkt des Entfernens der Hülle bis zum Abpacken für den Verkauf z. B. an Verbraucher oder Institutionen erstrecken. Vorteilhafterweise soll das Mittel bis zum herkömmlichen "Verkauf bis ..."-Datum oder "Verfallsdatum", bis zu dem das Produkt vom Einzelhandel zum Verkauf angeboten wird, wirksam bleiben. Vorzugsweise soll sich die Wirksamkeitsdauer auf die Zeit nach dem Öffnen der Packung erstrecken, bis zum Ende der normalen Frischeperiode, wenn der Verderb des Lebensmittels offensichtlich wird. Für hautlose "Wiener" sind typische Zeiten: Etwa zehn Minuten bis zu einer Stunde zwischen dem Abziehen der Haut und dem Abpacken für den Verbraucher, etwa dreißig bis sechzig Tage seit dem Abpacken bis zum Verkauf im Einzelhandel; und ungefähr sieben Tage oder mehr nach dem Öffnen der Packung durch den Verbraucher, bei normaler Kühlschranklagerung und Verbrauch. Auf jeden Fall können die erwünschten Zeiten und die normale Aufbrauchdauer von Lebensmittel zu Lebensmittel schwanken und der Fachmann wird erkennen, daß die Zeiten in der Abpackung und die Aufbrauchdauern von der Art des Lebensmittels (z. B. Rindfleisch-Wiener, Geflügel oder Käse) und der Größe des Lebensmittels bzw. des Lebensmittelstücks, der Anzahl der Stücke je Packung (Einzel- oder Großverbraucher), Lagertemperaturen, Verarbeitungsbedingungen und Abpackeinrichtungen abhängen.
  • Die Übertragung des antimikrobiellen Mittels Nisin von der Innenseite einer Folie, die sich im direkten Kontakt mit einer sie berührenden Lebensmitteloberfläche befindet, ist nach einer Ausführungsform der Erfindung derart, daß das Nisin zumindest teilweise permanent auf das Lebensmittel während seiner Verarbeitung in einer Menge übertragen wird, die ausreicht, um Listeria-Bakterien auf der Oberfläche des Nahrungsmittels abzutöten oder deren Wachstum zu inhibieren und zwar unabhängig davon, ob diese später geschält und die Hülle entfernt wird.
  • Das vorstehende Beispiel ist beispielhaft und sollte nicht derart verstanden werden, die Erfindung als auf "Wiener" beschränkt anzusehen. Die Erfindung ist auf jede Art von Lebensmittel anwendbar, insbesondere solche, die von der Aufbringung einer bestimmten Menge eines antimikrobiellen, insbesondere antibakteriellen Mittels auf die Lebensmitteloberfläche Vorteile haben. Es wird in Betracht gezogen, daß die erfindungsgemäßen Folien und Verfahren verwendbar sind sowohl für pflanzliche wie tierische Nahrungsmittel einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, Wurstwaren aller Art (wie von Rind, Schwein, Huhn, Pute, Fisch), Erst- oder Folgeteilstücke von Fleisch, Frühstücksfleisch, Schinken, Lamm, Steak, Hamburger und Geflügel einschließlich Hähnchen, Puten, Enten, Gänse ebenso wie Fisch und Molkereiprodukte, wie Halbweich- oder Hartkäse, Käsewaren und Gemüsewaren, wie Salat, Tofu, Krautsalat, Proteinersatzstoffe für Fleisch auf Sojabasis etc.
  • Die erfindungsgemäße Folie und/oder das erfindungsgemäße Verfahren verwendet das antimikrobielle, d. h. antibakterielle, hitzebeständige Mittel Nisin. Nisin ist ein wie zuvor beschriebenes Polypeptidbakteriocin.
  • Das gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens und dem erfindungsgemäßen Film verwendete Nisin kann vor oder nach Herstellung der Folie aufgebracht werden, um die Folie mit einer bestimmten Menge an Nisin pro Flächeneinheit der Folie zu durchsetzen bzw. zu imprägnieren. Chelatbildner, Bindemitteln, Emulgatoren und andere Zusätze können in vergleichbarer Weise gleichzeitig oder nacheinander (entweder als Mischung oder getrennt) auf die Hülle aufgebracht werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können das antimikrobielle Mittel (d. h. Nisin) und die Zusätze auf die äußere Oberfläche einer Folie, wie einer schlauchförmigen Hülle, aufgebracht werden, indem die Hülle durch ein Lösungsbad, welches das Mittel und/oder die Zusätze enthält, gezogen wird. Man kann das Nisin in die Hülle einsaugen lassen, bevor sämtlicher Überschuß an Flüssigkeit abgestreift wird, indem man die Hülle zwischen Quetschrollen oder Wischern oder Ähnlichem für einen ausreichenden Zeitraum hindurchführt, um die gewünschte Menge an Nisin und Zusätzen in die Hülle einzulagern. Der Prozeß des Durchziehens der Hülle durch ein Behandlungsbad (welches auch als "Tauchbad" oder "Tauchtank" bezeichnet werden kann) kann auch als "Tauch-"schritt bezeichnet werden. Das Nisin und die Zusätze können alternativ äußerlich auf die Hülle durch von dem Tauchen verschiedene Verfahren, wie Sprühen, Bürsten, Walzen Beschichten, Bedrucken und ähnlichem, aufgebracht werden.
  • Alternativ kann bzw. können das Nisin oder die Zusätze auf die Innenfläche eines Folienschlauchs, wie einer Hülle (Wursthülle), mit jedem von zahlreichen wohlbekannten Verfahren aufgebracht werden, welche in dem US-Patent Nr. 4,171,381 von Chiu beschrieben sind, daß durch Bezugnahme vollinhaltlich in diese Beschreibung aufgenommen ist. Diese Verfahrensweisen umfassen das Aufschwemmen oder Blasenbeschichten, Besprühen und Beschichten während des Aufziehens.
  • Das Aufschwemmverfahren zur Beschichtung der Innenseite einer Hülle umfaßt das Befüllen eines Teils der Hülle mit dem Beschichtungsmaterial, so daß ein Teil des Beschichtungsmaterials am Boden einer von dem Schlauch gebildeten "U-Form" verbleibt, welche dadurch gebildet wird, daß die Hülle über zwei parallele Walzen gelegt bzw. drapiert wird und dann kontinuierlich eine unbestimmte Länge weiterbewegt wird, so daß ein Teil des Beschichtungsmaterials in der Hülle eingeschlossen bleibt, während die Hülle sich gegen das Beschichtungsmaterial weiterbewegt und so auf ihrer Innenseite mit dem Beschichtungsmaterial benetzt wird.
  • Weiterhin ist z. B. in dem US-Patent Nr. 3,451,827 ein Sprühverfahren beschrieben, mit welchem eine Vielzahl von Beschichtungsmaterialien über eine innere Oberfläche von Hüllen geringen Durchmessers verteilt werden. In dem US-Patent 3,378,379 von Shiner et al. wird ein Aufschwemmverfahren zum Auftragen von Beschichtungsmaterialien auf die innere Oberfläche von Hüllen mit größerem Durchmesser verwendet.
  • Das antimikrobielle Mittel (d. h. Nisin) kann auf jede Seite der Folie aufgebracht werden, sofern die für den Kontakt mit dem Nahrungsmittel bestimmte Oberfläche in der Lage ist, die Übertragung des Nisins auf das Nahrungsmittel zu ermöglichen. Beispielsweise kann eine schlauchförmige, aus Cellulosematerial bestehende Wursthülle auf der Innenseite durch Aufschwemmen mit einer Lösung benetzt werden, welche Nisin in Lösung oder als Dispersion enthält, oder in dem eine bestimmte Menge in trockener oder flüssiger Form aufgesprüht wird. Dann kann die Innenseite der Hülle mit einem Nahrungsmittel gefüllt werden, wie Schinkenwaren, Fleischteig oder Käse, um das Nahrungsmittel mit dem Nisin in Kontakt zu bringen. Alternativ kann die äußere Oberfläche der Hülle mit Nisin beschichtet werden und die Hülle kann in umgestülpter Form mit herkömmlichen Verfahren (vgl. z. B. US-Patent 4,162,693) gefüllt werden, um die Oberfläche des Nahrungsmittels mit Nisin in Kontakt zu bringen.
  • Es ist anzumerken, daß das Nisin, mit dem die Folienoberfläche entweder äußerlich oder innerlich beschichtet wird, gegebenenfalls nicht als alleinige Oberflächenbeschichtung vorhanden sein muß. Beispielsweise kann das Nisin in die Cellulosestruktur einer Hülle eindringen, in dem Maße, wie die Cellulose ein flüssiges Lösemittel der das Nisin enthaltenden Lösung absorbiert.
  • Alternativ kann eine nichtabsorptive thermoplastische Folie oder ein Film auf Cellulosebasis mit einer Barriereschicht, welche die Imprägnierung verhindert, oder eine mehrschichtige Folie, welche eine teilweise Imprägnierung bis zu einer Barriereschicht ermöglicht, verwendet werden. Dementsprechend soll der hier verwendete Begriff "Beschichtung" bedeuten, daß die Folie nicht notwendigerweise imprägniert ist, sondern gegebenenfalls nur das antimikrobielle Mittel (d. h. Nisin) auf ihrer Oberfläche aufweisen kann. Der Begriff kann auch angewendet werden, wenn die Folienwandung mit Nisin durchsetzt oder imprägniert ist. Auf jeden Fall sollte das Nisin von der Folie abgegeben werden können und auf eine Nahrungsmitteloberfläche in dem Maße übertragbar sein, daß ein antimikrobieller Effekt auf der Oberfläche des Nahrungsmittels gewährleistet ist.
  • Nisin enthaltende Lösungen können erfindungsgemäß auch andere Inhaltsstoffe enthalten, welche bei der Folienbehandlung zweckmäßig sind. Beispielsweise kann eine schlauchförmige Hülle z. B. mit Glycerin und/oder Propylenglycol, welche als Feuchthaltemittel oder Weichmacher wirken, entweder in einer Lösung zusammen mit Nisin oder getrennt davon beschichtet werden.
  • Andere Inhaltsstoffe, die üblicherweise bei der Herstellung oder der weiteren Behandlung der Nahrungsmittelverpackungsfolie verwendet werden, können ebenfalls, sofern erwünscht, in oder auf der Folie zugegen sein, und sie können in derselben Weise und Menge verwendet werden, als wäre das Nisin nicht einge setzt worden. Beispielsweise werden Celluloseether und Mineralöl häufig bei Hüllen auf Cellullosebasis eingesetzt, und antiblockierende und antistatische Mittel werden häufig bei thermoplastischen Folien eingesetzt.
  • Die Folie kann in Blattform oder schlauchförmig vorliegen. Sie kann in Form von Rollen oder abgeschnittenen Längen vorliegen. Schlauchförmige Folie kann mit herkömmlichen Techniken, beispielsweise Heißversiegeln und Abschneiden quer zum Schlauch zu Beuteln geformt oder aufgezogen werden. Die Folie kann mit herkömmlichen Verfahren aufgezogen werden.
  • Bestimmte Folientypen, wie regenerierte Cellulosehüllen können vor dem Aufziehen auf einen bestimmten Wassergehalt, der für das Aufziehen geeignet ist, eingetrocknet oder angefeuchtet werden. Die Notwendigkeit für ein herkömmliches Trocknen und/oder Anfeuchten hängt vom Wassergehalt der Hüllen nach der Behandlung, der Art der Hüllen und der beabsichtigten Verwendung ab. Feuchtgelagerte oder trockengelagerte und wieder angefeuchtete Hüllen können sämtlich in geeigneter Weise im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Die Erfindung wird nun noch besser verstanden, wenn auf die folgenden Beispiele Bezug genommen wird, die jedoch hauptsächlich der Erläuterung der Erfindung dienen und nicht dazu bestimmt sind, diese in irgendeiner Weise zu begrenzen. Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich alle Teile und Prozentangaben auf das Gewicht, und sämtliche Prozentangaben zu den Folien oder Hüllen beziehen sich auf das Gesamtgewicht der Folie oder der Hülle. Auszählungen auf den bakteriellen Kulturplatten sind, wenn nicht anders angegeben, ein arithmetisches Mittel aus jeweils drei Platten. Abgeschätzte Auszählungen wurden mit allgemein anerkannten Verfahren der Mikrobiologie vorgenommen.
  • Beispiele 1 bis 28
  • Die Wirksamkeit verschiedener Testlösungen und Konzentrationen des antimikrobiellen Mittels Nisin (erfindungsgemäß) und Pediocin (Vergleichsbeispiele) wurde mittels einer Flüssigtestmethode gegenüber dem Wachstum pathogener Bakterien, wie den grampositiven Bakterien Listeria monocytogenes, untersucht.
  • Die Vermehrung rein aerober Bakterien wurde ebenfalls gemessen und die Wirksamkeit ähnlich untersucht. Die Verwendung der Chelatbildner Ethylendiamintetraessigsäure (Dinatriumsalz), Zitronensäure und Cyclodextrin wurde ebenfalls allein und mit verschiedenen Konzentrationen von Pediocin untersucht.
  • Diese Beispiele wurden mit den in der Mikrobiologie fachbekannten Steriltechniken durchgeführt. Doppelt konzentrierte sterilisierte Nährbouillon der Marke DIFCO wurde mit wenigstens 10.000 koloniebildenden Einheiten (cfu, colony forming units) je ml einer Mischung zweier pathogener Stämme aus Lebensmitteln isolierter Listeria monocytogenes vom Serotyp 4b angeimpft. Der angeimpfte Bouillon wurde dann Teströhrchen zugesetzt, die doppelt konzentrierte antimikrobielle Testlösungen enthielten, wobei jeweils gleiche Mengen angeimpfter Bouillon und Testlösung verwendet wurden. Die Röhrchen wurden dann mit Stopfen verschlossen und der Inhalt durchgemischt. Tabellen 1a und 1b führen die Bestandteile der Testlösungen und deren Mengen auf. Während des Tests wurde der pH-Wert an ähnlich gemischten Lösungen angeimpfter Bouillon und Testlösungen gemessen und die pH-Werte ebenfalls in den Tabellen 1a und 1b wiedergegeben. Die Menge der Bestandteile der Testlösungen wurde auf der Basis einer "doppelt konzentrierten" Lösung berechnet, die dann mit dem gleichen Volumen angeimpftem Bouillon, wie vorstehend beschrieben, verdünnt wurde. Die in den Tabellen 1a und 1b aufgeführten Mengen wurden unter der Annahme gleicher Volumina von angeimpftem Bouillon und Testlösung berechnet. Die gemischten angeimpften Testlösungen wurden jeweils als Dreifachproben ohne Bewegung bei etwa 30°C inkubiert. Für jede Probe wurde ein Aliquot von 0,3 ml mittels einer Pipette steril entnommen und zwar unmittelbar nach der Mischung (null (0) Stunden) und dann nach 4, 8, 24 und 48 Stunden. Unmittelbar nach der Entnahme wurden diese Aliquots auf LPM- und Soyabouillon-Agarplatten jeweils nach den in der Mikrobiologie fachüblichen Standardmethoden der Plattenauszählung ausgezählt, um die Zählraten ("counts") von Listeria und der rein aeroben Bakterien zu bestimmen. Die selektive Auszählung von Listeria wurde unter Verwendung des für das vorläufige Laborerkennungsprogramm (For Use in Interim Laboratory Recognition Program) bestimmten, als "FSIS Method for the Isolation and Identification of Listeria Monocytogenes From Processed Meat and Poultry Products" bezeichneten Verfahren des U.S. Department of Agriculture (USDA) Food Safety and Inspection Service (FSIS), Microbiology Division, vorgenommen, wie sie in der vorstehenden Veröffentlichung von A. B. Moran vom 4. November 1988 und von R. W. Johnston (FSIS) vom B. November 1988 beschrieben ist, die von FSIS erhältlich ist und die vollinhaltlich unter Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen wird. Die Ergebnisse der Bakterienauszählung für jede nach Zusammensetzung und Konzentration besondere Testlösung sind in den Tabellen 1a und 1b als arithmetische Mittel der Bakterien-Zählraten ("counts") koloniebildender Einheiten (cfu) pro ml für jeweils drei Abdruckplatten wiedergegeben.
  • Figure 00250001
  • Figure 00260001
  • Beispiele 1 und 2 sind Kontrollbeispiele (nicht erfindungsgemäß). In den Beispielen 1 und 2 waren die Testlösungen entionisiertes Wasser, das mit dem Bouillon, wie oben beschrieben, gemischt wurde (außer, daß Beispiel 1 nicht angeimpft war) und als Blindprobe liefen. Beispiel 2 war angeimpft und lief als Blindprobe. Die Testergebnisse zeigen, daß bei der nicht angeimpften Blindprobe während einer Testdauer von 48 Stunden keine signifikanten Werte für Listeria auftraten und daß keine Vermehrung der rein aeroben Bakterien auftrat bis zum 8-Stunden-Test, von dem ab die Vermehrung bis zur 24- und 48-Stunden-Probe rasch fortschritt. Die angeimpfte Blindprobe mit entionisiertem Wasser (Beispiel 2) zeigte eine Verzögerungsphase ab der anfänglichen Zählrate von etwa 31.000 cfu pro ml bis zur 4-Stunden-Probe (37.000 cfu pro ml), gefolgt von einer explosionsartigen Vermehrung bis 8 Stunden (10.000.000 cfu pro ml) und 24 Stunden (300.000.000 cfu pro ml), gefolgt von einer Absterbephase bis 48 Stunden (7.700.000 cfu pro ml). Diese Absterbephase nach der explosionsartigen Vermehrung wird Faktoren zugeschrieben, die mit der unmittelbar vorhergehenden starken Vermehrung zusammenhängen, wie Erschöpfung der Nährstoffe oder Produktion hemmender Stoffwechselprodukte durch die Testbakterien (Listeria). Vergleichbar zeigen auch die Auszählungen der rein aeroben Bakterien eine Periode langsamer Vermehrung, gefolgt von explosiver Vermehrung und dann ein "Absterben". Bei der Auszählung der rein aeroben Bakterien für die Beispiele 1–28 gab es Hinweise auf sporenbildende Bazillen in vielen Beispielen. Typischerweise bilden diese Organismen die Differenz zwischen den rein aeroben Bakterien und den Zählraten von Listeria-Bakterien.
  • Zwei verschiedene Chelatbildner, nämlich (1) das Dinatriumsalz von EDTA (Na2EDTA), and (2) Zitronensäure wurden auf ihre antibakterielle Aktivität getestet, indem jeweils 0,8 Gew.-% in entionisiertem Wasser aufgelöst und damit wie vorstehend beschrieben angeimpft wurde. Beispiel 3 (Na2EDTA) erwies sich als hemmend für die Vermehrung von Listeria-Organismen mit einer Maximalzahl von Organismen nach 24 Stunden, gefolgt von einer Absterbephase bis 48 Stunden. Beispiel 4 (Zitronensäure) war ebenfalls wirksam für die Abtötung und Hemmung von Listeria, obwohl die Menge an Mikroorganismen über den 48-Stunden-Zeitraum schwankte, mit einer mittleren Zählrate von 35.000 cfu pro ml, die nach 8 Stunden gemessen wurde. Für die rein aeroben Bakterien war Na2EDTA hemmend mit einer wiedergegebenen mittleren Höchstrate von 88.000 cfu pro ml nach 8 Stunden verglichen mit 560 Millionen cfu pro ml für die angeimpfte Kontrollprobe (Beispiel 2). Zitronensäure war sehr wirksam; sie bewirkte eine dauerhafte Verringerung der rein aeroben Bakterien über die gesamte Versuchsdauer hinweg beginnend mit einer anfänglichen Zählrate von 6.500 cfu pro ml zu einer niedrigen Rate von 640 cfu pro ml nach 48 Stunden. Die Wirksamkeit von Zitronensäure kann wenigstens teilweise einem pH-Effekt zugeschrieben werden, wonach niedrige pH-Werte das Bakterienwachstum begrenzen, wie bereits bekannt.
  • In den Beispielen 5–16 enthalten die Testlösungen verschiedene Konzentrationen an Nisin allein und zusammen mit Zitronensäure und Na2EDTA. Die mittlere Listeria-Plattenzählrate für all diese Beispiele war weniger als 10 cfu pro ml für alle Testperioden einschließlich des unmittelbar durchgeführten 0-Stunden-Tests gefolgt von der Animpfung. Beispiel 2 (die angeimpfte Kontrollprobe) sowie die Beispiele 3 und 4 (die lediglich Chelatbildner enthalten) waren alle bestimmt, mittlere Listeria-Zählraten von mindestens 10.000 cfu pro ml bei unmittelbar folgender Animpfung (0 Stunden) zu haben. Daher scheint es so, daß alle entsprechend angeimpften Proben, die Nisin enthalten, sich unter diesen Testbedingungen so verhielten, daß sie im wesentlichen die gesamte Listeria nach dem Vermischen abtöten. Daß kein Listeriawachstum nach dem anfänglichen Testzeitraum zu erkennen war, könnte entweder auf eine Ausrottung von Anfang an oder eine bedeutende Reduzierung an Listeria gefolgt von einer sehr wirkungsvollen Hemmung hindeuten.
  • Die Ergebnisse für die Plattenzählrate rein aerober Bakterien der Beispiele 5–16 zeigen die Wirkung der Nisinkonzentration in der Abwesenheit und Gegenwart eines Chelatbildners auf das Gesamtwachstum der Bakterien.
  • Die Beispiele 5–8 waren Testlösungen mit unterschiedlichen Nisinkonzentrationen (in Form von Nisaplin-Marken-Nisin-Zubereitung, erhältlich von Aplin & Barrett Ltd.) in entionisiertem Wasser. Die Beispiele 5–8 zeigen alle eine Abtötung der angeimpften Bakterien von Beginn an bis zu einer Höhe von weniger als 10 cfu für jede Nisinkonzentration. Die Zählraten rein aerober Bakterien, erhalten durch Aufbringen der angeimpften Testlösungen auf nicht-selektives trytisches Soja-Agar, sollten ein Gemisch aus der absichtlich hinzugefügten Listeria und unbeabsichtigter Verunreinigung durch andere Mikroorganismen sein. Im Vergleich zeigen die Beispiele 2–4 alle anfängliche Zählraten von 5.900–9.100 cfu pro ml, wohingegen die nichtangeimpfte Kontrollprobe (Beispiel 1) eine anfängliche Zählrate von weniger als 10 cfu pro ml hatte.
  • Der Vergleich von Beispiel 5, das 1 ppm Nisin enthält, mit der nichtangeimpften Kontrollprobe (Beispiel 2) zeigt, daß Nisin wirksam ist, besonders anfänglich, um aerobe Bakterien abzutöten und zumindest anfänglich das Wachstum aerober Bakterien zu steuern. Jedoch wuchs bei dem 24-Stunden-Testzeitraum die mittlere 8-Stunden-Zählrate von 130 cfu pro ml in Beispiel 5 explosionsartig auf 9.100.000 cfu pro ml. Dieses Wachstum ist geringer als das der angeimpften Kontrollprobe (Beispiel 2) und ungefähr dasselbe wie das der nichtangeimpften Kontrollprobe (Beispiel 1) nach 24 Stunden. Das schnelle Wachstum der rein aeroben Bakterien setzte sich in Beispiel 5 fort und resultierte in einer mittleren Plattenzählrate von 45.000.000 cfu pro ml nach 48 Stunden. Der Vergleich von Beispiel 5 mit den Beispielen 6–8 zeigt, daß das Erhöhen der Nisinkonzentration zu einer Verzögerung des Beginns der explosionsartigen Wachstumsphase für die rein aeroben Bakterien und zu einer Verringerung der mittleren Zahl rein aerober Bakterien für jeden Zeitraum relativ zu den anderen Testlösungen mit weniger Nisin führt.
  • Die Beispiele 9–12 entsprechen in der Nisinkonzentration den Beispielen 5–8, aber enthalten auch 0,8 Gew.-% eines Chelatbildners, dem Dinatriumsalz von EDTA (im folgenden Na2EDTA). Die Ergebnisse für die mittleren Plattenzählraten rein aerober Bakterien sind, ausgenommen die 110 cfu pro ml nach 48 Stunden in Beispiel 9, alle kleiner als 10 cfu pro ml. Folglich zeigt ein Vergleich beispielsweise der mittleren 24-Stunden-Bakterienzählrate von Beispiel 3 (0,8 Gew.-% Na2EDTA), Beispiel 5 (1 ppm Nisin) und Beispiel 9 (die Kombination von 1 ppm Nisin und 0,8 Gew.-% Na2EDTA) mittlere Zählraten rein aerober Bakterien von 88.000 cfu pro ml, 9.100.000 cfu pro ml bzw. < 10 cfu pro ml. Die überraschende Verringerung der Bakterien auf weniger als 10 cfu pro ml für die Kombination von Nisin und Chelatbildner ist unerwartet. Nisin und Chelatbildner wie Na2EDTA scheinen synergistisch zu wirken, um die mittlere Anzahl der rein aeroben Bakterien zu verringern, wie durch den Vergleich der 24-Stunden- und 48-Stunden-Daten der Beispiele 3 und 5–12 gezeigt wird. In den Beispielen 13–16 wurde ein zweiter Chelatbildner in Kombination mit Nisin ausprobiert. Diese Beispiele waren ähnlich zu den Beispielen 5–8, aber jedes enthielt auch 0,8 Gewichtsprozent Zitronensäure. Außer einer anfänglichen mittleren Zählrate von 30 cfu pro ml in Beispiel 16 hatten alle dieser Testlösungen, welche die Kombination von Zitronensäure und Nisin enthielten, mittlere aerobe Plattenzählraten von weniger als 10 cfu pro ml. Die vorangehenden Testergebnisse zeigen die antibakterielle Aktivität der einzelnen Chelatbildner und Nisin sowie die überraschende und unerwartete gute Aktivität der Kombination von Nisin und Chelatbildner gegen die rein aerobe Bakterienzahl. Dies deutet darauf hin, daß die Kombination von Nisin mit einem Chelatbildner wie Na2EDTA oder Zitronensäure einen unerwarteten Erfolg beim Abtöten und Hemmen der Bakterien zur Folge hat und aus diesem Grund in Lebensmitteln vorgesehen werden kann, um die Haltbarkeit deutlich zu verbessern.
  • In den Beispielen 17–28 (Vergleichsbeispiele) enthalten die Testlösungen verschiedene Konzentrationen von Pediocin und gegebenenfalls die Chelatbildner Na2EDTA und Zitronensäure. Pediocin wurde als Zubereitung bzw. Präparation hinzugegeben, welche in entrahmter Milch gemäß Verfahren hergestellt wurde, die im Bereich der Herstellung von Pediocin durch Kultivierung von Pediococcus acidilacti in entrahmter Milch allgemein bekannt sind.
  • In bezug auf die mittleren Plattenauszählungen von Listeria in Tabelle 1a wird deutlich, daß Pediocin als solches bzw. allein Listeria abtötet und deren Wachstum inhibiert, dieses jedoch nicht so effizient wie Nisin bei einer gleichen Gewichtsbasis. Die Ergebnisse zeigen, daß eine Erhöhung der Konzentration von Pediocin über 1 ppm im allgemeinen die Listerienanzahl in anfänglichen Auszählungen reduziert. Pediocingehalte in einer Höhe von 10 ppm oder weniger inhibierten das Wachstum von Listeria im Vergleich zu der angeimpften Kontrolle (Beispiel 2), aber Listeria setzte das Wachstum fort, wogegen Pediocin in einer Höhe von 50 ppm oder höher nicht nur die anfänglich ermittelten Bakterienauszählungen reduzierte, sondern auch die Zunahme der Listerienanzahl in jeder Aufzeichnungsphase verhinderte, d. h. die höchste mittlere Listeria-Zählung während der Testperiode von 48 Stunden betrug 740 cfu pro ml. In den Beispielen 21 bis 24 waren die Testlösungen vergleichbar zu denen von Beispielen 17–20, außer daß 0,8 Gew.-%. des Chelatbildners Na2EDTA in den verschiedenen Pediocinkonzentrationen zugegen war. Wie ein Vergleich der Beispiele 21–24 zu Beispiel 3 und Beispielen 17–20 verdeutlicht, zeigt die Kombination von Pediocin und Na2EDTA eine unerwartete Wirksamkeit in bezug auf das Abtöten von Listeria und die Inhibierung des Wachstums von Listeria innerhalb der Testperiode von 48 Stunden, insbesondere für geringe Mengen an Pediocin (10 ppm und weniger). In den Beispielen 25–28 wurden diese Testlösungen mit einem anderen Chelatbildner, Zitronensäure, anstelle von Na2EDTA in den Beispielen 21–24 versetzt. Die mittlere Listeria-Plattenauszählung für die Pediocin und Zitronensäure enthaltenden Lösungen sind überraschenderweise gering und weisen auf eine synergistische Wirksamkeit in bezug auf das Abtöten und die Inhibierung von Bakterien der Gattung Listeria. Ein Vergleich der mittleren Plattenauszählungen bei 24 Stunden erfolgt beispielhaft: Für 0,8 Gew.-%. Zitronensäure allein – 70.000 cfu pro ml (Beispiel 4); für 1 ppm Pediocin – 170.000.000 cfu pro ml (Beispiel 17); und für die Kombination von 0,8 Gew.-%. Zitronensäure und 1 ppm Pediocin – 10 cfu pro ml (Beispiel 25). Das Ergebnis von 10 cfu pro ml in Beispiel 25 ist bemerkenswert gering. Die logarithmische Reduzierung, welche durch die Kombination von Pediocin und dem Chelatbildner im Vergleich zu den jeweiligen Komponenten allein erreicht werden kann, ist signifikant und unerwartet. In bezug auf die mittlere Auszählung der gesamten aeroben Bakterien scheint Pediocin das Wachstum zu verzögern und zu reduzieren, wobei höhere Konzentrationen von Pediocin wirksamer sind, insbesondere bei den Testperioden von 24 und 48 Stunden. Die Verwendung von Pediocin und den Chelatbildnern Na2EDTA und Zitronensäure waren auch wirksam in bezug auf die Inhibierung des Wachstums der gesamten aeroben Bakterien.
  • Die vorangehenden Beispiele 1–28 zeigen die Wirksamkeit von unterschiedlichen antimikrobiellen Mitteln gegen pathogene und aerobe Bakterien. Unerwarteterweise zeigte sich die Kombination Nisin und Chelatbildner wie Na2EDTA oder Zitronensäure als überraschend wirksam gegen die rein aeroben Bakterien im Vergleich zur Verwendung jedes Bestandteils für sich. Darüber hinaus zeigte sich auch unerwarteterweise eine überraschende Wirksamkeit der Kombination von Pediocin und einem Chelatbildner, wie Na2EDTA oder Zitronensäure, im Vergleich zu den einzelnen Bestandteilen gegenüber pathogenen Bakterien der Gattung Listeria.
  • Beispiele 29 bis 43
  • Verschiedene antimikrobielle Mittel, die in Lebensmitteln, wie Wiener Würstchen, enthalten sind, wurden auf ihre Wirksamkeit gegen späteres Verderben getestet. Frisch behandelte, hautlose (Hülle entfernt), pasteurisierte Frankfurter haben typischerweise Oberflächenbakterien von weniger als 1.000 cfu pro Frankfurter, wenn sie unmittelbar danach mit Hilfe gängiger technischer Verarbeitungsverfahren vakuumverpackt werden. Wenn die Bakterien-Zählraten 107 bis 108 oder eine höhere Größenordnung erreichen, dann ist der Verderb typischerweise deutlich sichtbar. Übliche Fäulnis- oder Verderbnisbakterien in vakuumverpacktem, gekühltem, behandeltem Fleisch enthalten einen Lactobazillus. Besonders die Wirksamkeit von verschiedenen Lösungen beim Schützen von darin eingetauchten Lebensmitteln gegen das Wachstum von pathogenen Bakterien wie Listeria monocytogenes wurde getestet.
  • Frankfurter, die durch eine typische Fleischemulsion und Herstellung gebildet waren, wurden verwendet. Die Frankfurter wurden hergestellt durch Stopfen einer Rind-/Schweinefleischemulsion in E-Z Peel NOJAX® Markenzellulosehüllen (im Handel erhältlich von Viskase Corporation, Chicago, Illinois) und Kochen (etwa 1 Stunde) in einer gasgefeuerten, feuchtigkeitskontrollierten Räucherkammer bei einer relativen Feuchtigkeit von etwa 20%, bis die Frankfurter eine Innentemperatur von mindestens 160°F (71°C) unter Bedingungen ohne zugegebenen Rauch erreicht hatten. Die Hülle wurde dann von einer üblichen Abziehmaschine abgezogen und entsorgt. Die enthäuteten Frankfurter wurden in einem Polyethylenbeutel bei etwa 4°C kurz gelagert, bis das mikrobiologische Testen begann. Die Fleischemulsion wurde mit den in Tabelle A aufgeführten Bestandteilen durch Zerhacken und Vermischen für 5 Minuten in einem üblichen Schüsselzerhacker ("bowl chopper") und dann durch Zerkleinern in einer üblichen Emulsionsmühle zum Erreichen einer einheitlichen Fleischemulsion hergestellt. Eine chemische Analyse der pasteurisierten Frankfurter ergab 56,9% Feuchtigkeit, 27,2% Fett, 12,2% Protein, 2,5% Asche, 1,90% Salz, 65 ppm Natriumnitrit und einen pH-Wert an der Oberfläche der Frankfurter von 6,40.
  • Tabelle A: Rind/Schwein-Emulsion
    Figure 00330001
  • Die gekühlten Frankfurter, die bei 40°F (4°C) gelagert wurden, wurden mit Testlösungen oberflächenbeschichtet durch Eintauchen einzelner Frankfurter in eine Testflüssigkeit für etwa 30 Sekunden mit so wenig Materialbewegung wie möglich, gefolgt von einem Zeitraum von etwa 30 Sekunden, während dem jedes Frankfurter zum Abtropfen senkrecht gehalten wurde. Die beschichteten Frankfurter wurden anschließend angeimpft (mit Ausnahme einer nichtangeimpften Kontrollprobe) mit einem Gemisch aus drei Arten von pathogenen Listeria monocytogenes (die aus Arten gezüchtet wurden, die entweder von einem Fleischprodukt oder aus einer Fleischfabrik isoliert wurden) in einer Höhe von annähernd 10.000 bis 30.000 koloniebildenden Einheiten (cfu) pro Frankfurter. Unmittelbar nach der Animpfung wurden die Frankfurter eines jeden Beispiels getestet durch Waschen mit einem sterilen Puffer, der anschließend mit dem zuvor beschriebenen Verfahren mit nichtselektivem Tryptonglukosehefen(TGY)-Agar und Listeria-selektivem LPM-Agar beschichtet und in den Brutschrank gelegt wurde, um die Gegenwart rein aerober Bakterien und Listeria zu bestimmen.
  • Nach der Animpfung wurden die Frankfurter einzeln in im Handel erhältliche PERFLEX® 51B-Isolierbeutel (hergestellt von Viskase Corporation, Chicago, Illinois) verpackt. Diese Beutel wurden unter Hochvakuum evakuiert und heiß versiegelt mit einer üblichen Vakuumpumpe/Versiegelungsgerät, um gegenüber der Umgebung eine Sauerstoff- und Feuchtigkeitssperre zu schaffen. Die Testproben wurden bei Umgebungstemperatur (etwa 25°C) für 2 Tage gelagert und anschließend auf reine Bakterien- und Listeria-Zählraten getestet, wie dies für die Proben nach dem Animpfung zuvor beschrieben wurde. Die Testlösungen und Bakterien-Zählraten sind in Tabelle 2 aufgeführt.
  • Figure 00340001
  • In den Beispielen 29–43 wurden die antimikrobiellen Mittel in entionisiertem Wasser gelöst oder suspendiert. Die Testlösungen, die in Tabelle 2 aufgeführt sind, sind alle auf Wasserbasis.
  • Beispiel 29 unterscheidet sich von den anderen Beispielen darin, daß seine Frankfurter nur in eine entionisierte Wasserprobe getaucht wurden und später nicht mit Listeria-Organismen angeimpft wurden. Beispiel 29 wurde als eine nichtangeimpfte Kontrollprobe (nicht erfindungsgemäß) durchgeführt, um das Wachstum zu untersuchen von irgendwelchen, z. B. auf den Frankfurtern schon vorhandenen oder durch unbeabsichtigte Verunreinigung eingeführten Grundorganismen. Die Ergebnisse von Beispiel 29 zeigen, daß keine nennenswerte Anzahl an Listeria während des zweitägigen Testzeitraums nachgewiesen wurde, während die mittlere Plattenzählrate für rein aerobe Bakterien von 2.600 auf geschätzte 590.000 cfu pro Frankfurter anstieg.
  • Beispiel 30 wurde als angeimpfte Kontrollprobe (nicht erfindungsgemäß) mit entionisiertem Wasser als Testlösung durchgeführt. Dieses Beispiel war identisch mit Beispiel 29, mit der Ausnahme, daß die eingetauchten Frankfurter mit Listeria-Organismen angeimpft wurden. Während des zweitägigen Testzeitraums war das Listeria-Wachstum explosionsartig und erreichte eine geschätzte mittlere Plattenzählrate von 38.000.000 cfu pro Frankfurter. Die Anzahl rein aerober Bakterien zeigte ein ähnlich explosives Wachstum.
  • In Beispiel 31 beeinflußte eine 3gew.-%ige Lösung aus dem Trinatriumsalz des EDTA das Listeria-Wachstum oder das rein aerobe Wachstum auf den Frankfurtern nicht nennenswert während des zweitägigen Testzeitraums.
  • In den Beispielen 32–35 wurden verschiedene Konzentrationen an Nisin allein und in Kombination mit dem Chelatbildner Na3EDTA auf Frankfurtern getestet. In diesen Beispielen wurde Nisin als Zubereitung zugegeben, die durch Fermentation von Milch hergestellt wurde. Diese Nisinzubereitung ist im Handel erhältlich unter dem Markennamen "Nisaplin" von Aplin & Barrett in Trowbridge, England. In den Testlösungen war es notwendig, um z. B. 0,01 Gew.-%. Nisin zu erhalten, 0,4 Gew.-%. der Nisinzubereitung (Nisaplin) zuzugeben.
  • Obwohl alle Frankfurter der Beispiele 30–43, die mit der Testlösung überzogen waren, zu Beginn in einer Höhe von mindestens 10.000 cfu pro Frankfurter mit Listeria angeimpft schienen, waren die mittleren anfänglichen Plattenzählraten für Listeria für die Beispiele 32–35 alle kleiner als 10 cfu. Diese niedrigen anfänglichen Zählraten scheinen zu zeigen, daß eine wesentliche Anzahl von Listeria nach Kontakt mit dem Nisin-enthaltenden Überzug abgetötet wurden. Alle Nisin-enthaltenden Überzugslösungen waren wirksam bei der Verringerung des Listeria-Wachstums während des zweitägigen Zeitraums, wobei die Lösungen, die große Mengen an Nisin enthielten, noch wirksamer bei der Hemmung von Listeria waren. Beispiel 32, bei dem der Überzug der Frankfurter bei einer Testlösungsmenge von 100 ppm nur Nisin allein enthielt, zeigte sich als am wirkungsvollsten während des zweitägigen Zeitraums. Dies könnte aber entweder auf eine Ausrottung von Anfang an oder eine bedeutende Verringerung zurückzuführen sein, gefolgt von einer sehr wirksamen Hemmung. Die Testergebnisse für die rein aeroben Bakterien deuten darauf hin, daß 100 ppm Nisin und 3,0 Gew.-%. Na3EDTA synergistisch dazu führen, daß das Wachstum rein aerober Bakterien auf beschichteten, gekochten oder pasteurisierten Fleischoberflächen gering gehalten wird, wie aus dem Vergleich von Beispiel 35 mit den Beispielen 31 und 32 ersichtlich ist.
  • In den Beispielen 36–39 wurde eine nicht im Handel erhältliche Nisinzubereitung verwendet. Diese Nisinzubereitung wurde hergestellt durch Züchten des Streptococcus lactis in Magermilch unter Anwendung bekannter Verfahren. In Beispiel 36 wurden Frankfurter getestet, die mit einer Nisinlösung von 52 ppm ohne den Chelatbildner Na3EDTA überzogen waren. Der Vergleich der Ergebnisse für Beispiel 36 mit den Beispielen 31 und 39 zeigt, daß die Verwendung der Kombination von Nisin und dem Chelatbildner Na3EDTA eine überraschende und unerwartete Verringerung der mittleren Plattenzählraten für Listeria und rein aerober Bakterien für den zweitägigen Testzeitraum zur Folge hatte.
  • Bei anderen Chelatbildnern wurde eine unerwartet gute hemmende und abtötende Wirkung gegenüber rein aerober Bakterien für die Kombination von Nisin und entweder Zitronensäure oder Cyclodextrin festgestellt. Die Nisin/Cyclodextrin- und Nisin/Zitronensäure-Kombination zeigte auch eine sehr gute Wirksamkeit gegen Listeria-Wachstum auf Lebensmitteloberflächen. Das in diesen Bei spielen verwendete Cyclodextrin war beta-Cyclodextrin, welches im Handel erhältlich ist von American Maize-Products Company, Hammond, Indiana.
  • Die Beispiele 29–43 zeigen, daß einen bakterizide Zusammensetzung, die Nisin und einen Chelatbildner, wie Na2EDTA, Zitronensäure oder Cyclodextrin, enthält, verwendet werden kann, um pathogene Bakterien abzutöten und zu hemmen und die Lebensmittelhaltbarkeit zu verlängern. Die Zusammensetzung, die eine Kombination von Nisin und Chelatbildner enthält, scheint als Konservierungsmittel für Lebensmittel geeignet zu sein. Hier wurde die Lösung auf die Oberfläche der Frankfurter durch Eintauchen aufgebracht, aber es wird angenommen, daß andere Verfahren des Aufbringens eingesetzt werden können, wie zuvor erwähnt, z. B. Sprühen, Vermischen, Zusammenbringen mit einer wieder abziehbaren, beschichteten Folie (Film), und daß die erfindungsgemäße Kombination nicht nur bei behandeltem Fleisch, sondern auch anderen Nahrungsmitteln einschließlich Früchten, Gemüsen, Getreideprodukten, Molkereiprodukten, Eiern sowie Fleisch, Geflügel und Fisch angewendet werden kann. Die Zusammensetzung scheint geeignet für frische, rohe, gekochte, pasteurisierte und sterilisierte Nahrungsmittel. Die synergistische Wirksamkeit beim Abtöten und Hemmen pathogener und Nahrungsmittelverderb hervorrufender Organismen wird dargestellt anhand der obigen Testergebnisse.
  • Beispiele 44 bis 55
  • Verschiedene antimikrobielle Mittel wurden auf Frankfurter aufgebracht, indem jedes in Testlösungen auf Wasserbasis eingetaucht wurde, welche die Mittel enthielten. Die eingetauchten Frankfurter wurden mit Bakterien angeimpft und in Abhängigkeit von der Zeit auf Bakterienwachstum auf der Oberfläche getestet. Die Verfahren bei diesem Test waren im wesentlichen dieselben, wie die in den obigen Beispielen 29–43 angewendeten, mit Ausnahme des im folgenden Aufgeführten. Die hier verwendete Fleischemulsion war im wesentlichen dieselbe Rezeptur, die in den Beispielen 29–43 verwendet wurde, mit der Ausnahme, daß keine Dextrose in der Fleischemulsion der Beispiele 44–45 verwendet wurde. Die Koch/Verfahrensbedingungen bei den Frankfurtern waren dieselben, mit der Ausnahme, daß die relative Feuchtigkeit 25% betrug und die Frankfurter solange gekocht wurden, bis sie eine Innentemperatur von 162°F (72°C) aufwiesen. Ei ne chemische Analyse der nur pasteurisierten Frankfurter ergab einen pH-Wert auf der Oberfläche von 6,36, 56,5% Feuchtigkeit, 28,7% Fett, 12,4% Protein, 2,6% Asche, 1,94% Salz und 56 ppm Natriumnitrit. Obwohl kein Rauch zugeführt wurde, wurde eine Rauchanalyse durchgeführt, die 24,6 mg Säure, 0,3 mg Phenol und 7,1 mg Carbonylverbindungen jeweils pro 100 g gekochter Frankfurter ergab. Diese Mengen ergeben sich scheinbar aufgrund einer Restanreicherung von Rauchbestandteilen in der Räucherkammer.
  • Die Frankfurter wurden in den Testlösungen durch Eintauchen für dreißig Sekunden beschichtet, gefolgt von einer Trocknung für dreißig Sekunden. Die beschichteten Frankfurter wurden anschließend mit einem Gemisch aus drei Arten von pathogenen Listeria monocytogenes angeimpft durch pipettieren von 0,05 ml (etwa 100 Zellen) der Impfkultur auf jedes Frankfurter. Die Impfkultur wurde mit einem sterilen Baumwollpinsel verteilt. Die Frankfurter wurden anschließend in zwei Schichten von je vier in im Handel erhältliche PERFLEX® 51B-Isolierbeutel (hergestellt von Viskase Corporation in Chicago, Illinois) verpackt. Diese Beutel aus einer thermoplastischen Folie wurden unter hohem Vakuum evakuiert und heiß versiegelt mit einer üblichen Vakuumpumpe/Versiegelungsgerät, um gegenüber der Umgebung eine Sauerstoff- und Feuchtigkeitssperre zu schaffen. Getrennte Sätze von Packungen wurden für die mit jeder Testlösung beschichteten Frankfurter hergestellt. Jede versiegelte Packung mit acht Frankfurtern wurde bei etwa 40°F (4,4°C) gelagert. Die Packungen wurden in dreifacher Ausführung am Anfang (Tag 0) und nach 14, 28 und 42 Tagen der Lagerung analysiert. Zum Analysieren wurde ein Frankfurter aseptisch aus jeder Packung, die getestet wird, herausgenommen und in einen Beutel mit 10 ml eines Phosphatpuffers gelegt und anschließend geschüttelt, um die an der Oberfläche des Frankfurters anhaftenden Bakterienzellen abzuspülen. Serielle dezimale Verdünnungen wurden auf LPM-Agar und TGY-Agar wie bei den obigen Beispiele 29–43 aufgebracht. Das arithmetische Mittel der Plattenzählrate ergibt sich aus den drei getesteten, einander entsprechenden Packungen und ist in Tabelle 3 dargestellt.
  • Figure 00390001
  • Die Frankfurter der Beispiele 44 und 45 wurden beschichtet, indem jedes Frankfurter in eine Lösung von Butterfield gepuffertem Phosphatverdünner getaucht wurde, welche etwa 42,5 ppm Kaliumorthophosphat in entionisiertem Wasser mit einem pH-Wert von 7,2 enthielt. Die Beispiele 44 und 45 unterscheiden sich dadurch, daß lediglich die Frankfurter von Beispiel 45 mit Listeria angeimpft wurden. Aus diesem Grund dient Beispiel 44 als nichtangeimpfte Kontrollprobe (nicht erfindungsgemäß) und Beispiel 45 dient als angeimpfte Kontrollprobe (nicht erfindungsgemäß) entsprechend den obigen Beispielen 29 und 30. Butterfields gepufferter Phosphatverdünner wurde verwendet, um irgendeine Zerstörung aufgrund osmotischer Kräfte irgendeines bereits gegenwärtigen oder zugegebenen Bakteriums zu minimieren. Die Ergebnisse zeigen keine nennenswerte Anzahl von Listeria während des 42tägigen Testzeitraums für die nichtangeimpfte Kontrollprobe, während die mittlere Plattenzählrate für rein aerobe Bakterien auf 3.200.000 cfu pro Frankfurter während der 42tägigen Untersuchung anstieg. Frankfurter der angeimpften Kontrollprobe (Beispiel 45) zeigten schnelles Listeria Wachstum von einer anfänglichen mittleren Plattenzählrate von 340 cfu pro Frankfurter bis auf ein Mittel von 1.400.000.000 cfu pro Frankfurter innerhalb 28 Tagen. Die bakterielle Plattenzählrate für die 42tägige Probe wurde aufgrund einer übermäßigen Anzahl an Bakterien nicht bestimmt, was durch optische Untersuchung der Packungen herausgefunden wurde, die eine Trübung der Flüssigkeit ergab, die in der mit einem Vakuum versehenen Packung enthalten war. Diese Trübung ist für den Fachmann in der Lebensmittelmikrobiologie bekannt als Zeichen für eine extrem hohe Anzahl an Bakterien. Die übermäßigen Bakterienzahlen nach 42 Tagen traten in allen Beispielen auf, mit Ausnahme der nichtangeimpften Kontrollprobe (Beispiel 44) und den Beispielen 54 und 55, die im folgenden noch diskutiert werden. Die Ergebnisse der rein aeroben mesophilen Plattenzählung zeigen, daß das Wachstum der rein aeroben Bakterien, darin eingeschlossen sowohl Listeria (ein fakultativ anaerobes Bakterium) als auch jedes zufällige Bakterium, von einem Mittel von 120 cfu pro Frankfurter bis auf ein Mittel von 1.900.000.000 cfu pro Frankfurter während der 28tägigen Untersuchung ansteigt.
  • In den Beispielen 46–53 wurden wasserbasierende Lösungen des Dinatriumsalzes von EDTA getestet. Na2EDTA in Lösung wurde auf Frankfurtern allein und in Kombination mit Propylenglycol, Natriumbenzoat (Natriumbenzoesäureester), Kaliumsorbat, Lysozym und als Dreikomponentensystem mit Propylenglycol und Parabens getestet. Propylenglycol wurde ebenfalls allein und mit im Handel erhältlichem flüssigen Rauch getestet, der unter dem Markennamen Charsol®, C-10 von Red Arrow Products Co. in Manitowoc, Wisconsin verkauft wird. Alle Frankfurter, die mit diesen Testlösungen beschichtet wurden, zeigten ein nicht-akzeptables, hohes Bakterienwachstum am Ende des 42tägigen Testzeitraums. Dennoch waren die Beispiele 46, 49–52 von einigem Nutzen, weil das Wachstum der Bakterien gehemmt war, was die verringerten Zählraten aerober Bakterien während der 28tägigen Untersuchung im Vergleich zu der angeimpften Kontrollprobe zeigten, aber lediglich die Lysozym, Natriumbenzoesäure und Kaliumsorbat enthaltenden Lösungen der Beispiele 52, 50 und 51 zeigten irgendeine Wirkung durch Erzeugen logarithmischer Verringerungen in den mittleren Listeria-Zählraten innerhalb von 28 Tagen.
  • In den Beispielen 54 und 55 wurden wasserbasierende Lösungen mit 100 ppm und 250 ppm Nisin (das Nisin wurde in Form von Nisaplin zugegeben) in Kombination mit 0,8 Gewichtsprozent Na2EDTA als antibakterielle Beschichtung für pasteurisierte Frankfurter getestet. Diese Beschichtungen waren wirksam gegen die Animpfung von Frankfurtern mit pathogener Listeria, indem die anfängliche mittlere Plattenzählrate auf weniger als 10 cfu pro Frankfurter verringert wurde und eine mittlere Plattenzählrate von 20 cfu oder weniger pro Frankfurter für den gesamten 42tägigen Testzeitraum beibehalten wurde. Die Verwendung von Listeria-selektivem LPM-Agar könnte, bedingt durch den selektiven Charakter des Agars, die Anzahl von ursprünglich vorhandenen Listeriaorganismen verringern. Aus diesem Grund wurde die Zählung der rein aeroben Bakterien unter Verwendung eines nicht-selektiven Standardverfahren-Agars wie TGY-Agar durchgeführt. Zählraten für rein aerobe Bakterien schließen nicht nur Listeriakolonien, sondern auch beliebige zufällige Kolonien anderer Bakterien ein, die in Konkurrenz mit oder zusätzlich zu Listeria wie Staphylococcus wachsen können. Die mittleren Plattenzählraten für rein aerobe Bakterien für die Beispiele 54 und 55 zeigen eine überraschende logarithmische Verringerung an Organismen im Vergleich zu der angeimpften Kontrollprobe von Beispiel 45. Die mittleren Plattenzählraten betrugen am Anfang und nach 14 Tagen nicht nur 10 oder weniger cfu pro Frankfurter, sondern die Zählungen nach den 28 Tagen waren < 10, < 10 und 3.900 cfu pro Frankfurter für Beispiel 54 und < 10, 230 und 70.000 cfu pro Frankfurter für Beispiel 55 im Vergleich zu 80 Millionen, 440 Millionen und 5,2 Milliarden cfu pro Frankfurter für die drei angeimpften Kontrollplatten (Mittel – 1,9 Milliarden cfu). Nach 42 Tagen hatten die mit der 100 ppm-Lösung aus Nisin und Na2EDTA beschichteten Frankfurter eine mittlere Plattenzählrate von weniger als 10 cfu pro Frankfurter, während die drei untersuchten Platten von den mit der 250 ppm-Lösung aus Nisin und Na2EDTA beschichteten Frankfurtern aus Beispiel 55 mit < 10; 270.000; und 1.300.000 cfu pro Frankfurter gezählt wurden. Folglich könnten die 42tägigen Zählraten rein aerober Bakterien für die angeimpften Frankfurter der Beispiele 54 und 55 vorzugsweise mit den drei Plattenzählraten von 130.000; 180.000 und 9.200.000 cfu pro Frankfurter (Mittel – 3.2 Millionen cfu) verglichen werden, die nach 42 Tagen für die nichtangeimpfte Kontrollprobe von Beispiel 44 untersucht wurde. Diese beachtlichen Ergebnisse zeigen weiterhin, daß Zusammensetzungen, die Nisin und einen Chelatbildner enthalten, zum Schutz gegen das Wachstum von pathogenen und Nahrungsmittel verderbenden Bakterien über lange Zeiträume bei verringerten Temperaturen verwendet werden können. Folglich kann die Nahrungsmittelkonservierung durch längere Konservierungszeiten gesteigert werden. Die Zusammensetzungen können zum Beschichten von Verpackungsfolien zum nachfolgenden Kontakt mit Nahrungsmitteloberflächen verwendet werden.
  • Beispiele 56 bis 65
  • Mit den Beispielen 56–65 wurde das antimikrobielle Potential bei der Verwendung beschichteter Frankfurter-Hüllen zur Regelung von Listeria monocytogenes und anderen von Natur aus auftretenden Mikroorganismen auf Frankfurtern bewertet, wobei die Hüllen vor dem Vakuumverpacken davon entfernt wurden.
  • Die Frankfurter wurden hergestellt unter Verwendung der Rezeptur und des Verfahrens für die Rinder-/Schweinemulsion, welche zuvor in den Beispielen 29–43 beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß die Dextrose-Menge in der Rezeptur für die Beispiele 56–65 die Hälfte von der in der Tabelle A aufgeführten war. Die Vorgehensweise war ähnlich, aber bei 25% relativer Feuchtigkeit und die Frankfurter wurden gekocht, bis eine Innentemperatur von 160°F (71°C) erreicht wurde. Eine weitere Ausnahme zu dem vorherigen Verfahren zur Herstellung der Frankfurter war, daß die verwendete Hülle innen mit den Testkomponenten be schichtet war, unter Zugabe von Nisin und/oder dem Di- oder Trinatriumsalz EDTA zu einer Rafflösung vor dem Raffen der Hülle. Die Testbestandteile wurden zugegeben in Mengen, die ausreichend waren, die in Tabelle 4 aufgeführten Gewichtsprozentangaben zu erreichen, welche sich auf das Gesamtgewicht der fertiggestellten, gerafften, wieder befeuchteten Hülle bezieht. Die Beispiele 56 und 57 wurden durchgeführt als nichtangeimpfte bzw. angeimpfte Kontrollproben (nicht erfindungsgemäß) und verwendeten eine im Handel erhältliche Hülle, die im wesentlichen dieselben Rafflösungsbestandteile wie die Beispiele 58–65 enthielt, mit Ausnahme von entweder Nisin oder einem EDTA-Natriumsalz. Typische Rafflösungen sind bekannt z. B. aus dem U.S.-Patent Nr. 3,898,348, das hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Nach dem Entfernen der Hüllen wurden die Wiener auf etwa 4°C bis zum Beginn der mikrobiologischen Untersuchung gekühlt. Die frisch hergestellten, gekühlten Frankfurter werden mit einem Gemisch aus Listeria monocytogenes angeimpft und am Anfang (Tag 0) und am Tag 7, 14, 28 und 42 analysiert, gefolgt von den Verfahren, die zuvor in den Beispielen 32–42 beschrieben wurden, mit Ausnahme des hier Gesagten. Die Animpfung der Frankfurter mit Listeria wurde mit einer Zahl von mindestens 1.000 Organismen pro Frankfurter durchgeführt. Die angeimpften Frankfurter wurden mit jeweils acht in einer Packung gelagert, wobei unterschiedliche Sätze von Packungen für Frankfurter für jede Testreihe verwendet wurden, ähnlich dem Verfahren in den Beispielen 44–55, und bei etwa 40°F (4,4°C) bis zur Analyse gelagert. Das arithmetische Mittel der Analyseergebnisse ist in den Tabellen 4a und 4b aufgeführt.
  • Figure 00440001
  • Figure 00450001
  • In bezug auf die Tabellen 4a und 4b zeigten die nichtangeimpften, unbehandelten Frankfurter von Kontrollbeispiel 56 keinen Beleg für Listeria während des 42-tägigen Tests und die mittleren rein aeroben Plattenzählarten stiegen von 900 cfu pro Frankfurter zu Beginn auf 4.300.000 cfu pro Frankfurter am Tag 28 und 22.000 cfu pro Frankfurter am Tag 42 an.
  • Die angeimpfte Kontrollprobe zeigte zu Beginn eine mittlere Menge an Listeria von 8.500 cfu pro Frankfurter, die auf 200.000.000 cfu pro Frankfurter bis Tag 42 anwuchs und hatte eine anfängliche mittlere Plattenzählrate rein aerober Bakterien von 6.700 cfu pro Frankfurter, die auf 680 Millionen cfu pro Frankfurter bis Tag 42 anstieg. Beide Kontrollproben wurden hergestellt unter Verwendung einer nicht-modifizierten, im Handel erhältlichen E-Z Peel NOJAX® faserfreien Cellulosehülle, hergestellt von Viskase Corporation in Chicago, Illinois. Die Auswertung der Daten für die Beispiele 58–59 zeigt, daß die antimikrobiellen Mittel, die vor dem Stopfen mit Fleischemulsion und vor dem Kochen auf die Hülle aufgebracht wurden, auf die gekochten Frankfurter-Oberflächen in ausreichenden Mengen übertragen wurden, um das Wachstum sowohl von Listeria als auch von rein aeroben Bakterien im Vergleich zu der angeimpften Kontrollprobe (Beispiel 57) zu verringern, gefolgt vom Entfernen der Hülle von dem Wiener.
  • Herkömmliche Cellulosehüllen können in der vorliegenden Erfindung ebenfalls verwendet werden. Solche Hüllen können mit chemischen Schälmitteln behandelt werden. Vorteilhafterweise können solche Hüllen mit Säuren behandelt werden oder ummantelte Lebensmittel, insbesondere protein- und fettenthaltende Lebensmittel wie frisch gestopfte Würstchen, können mit einer säurehaltigen Lösung vor der Wärmebehandlung (Kochen oder Pasteurisieren) abgespült werden. Eine solche Säurebehandlung kann einen vorteilhaften Effekt haben, der die Fähigkeit von antimikrobiellen Mitteln wie Nisin entweder allein oder in Verbindung mit einem Chelatbildner erhöht oder beibehält, um das ummantelte Lebensmittel vor und nach der Wärmebehandlung und/oder Hüllenentfernung zu schützen.
  • Beispiel I–IV
  • Die Beispiele I–III sind Vergleichsbeispiele und nicht erfindungsgemäß. Beispiel IV ist erfindungsgemäß.
  • In allen folgenden Beispielen umfaßt die genannte Nahrungsmittelverpackungsfolie eine faserfreie, mit kleinem Durchmesser versehene, regenerierte Cellulosehülle eines dem Fachmann für die Herstellung von hautlosen Frankfurtern, Wienern und ähnlichem bekannten Typs. Solche Hüllen können mit verschiedenen Zusätzen beschichtet oder imprägniert werden, um die Lagerfähigkeit, Enthäutbarkeit etc. zu erhöhen.
  • Eine trocken gelagerte, faserfreie Hülle wird üblicherweise zu Hüllenstangen gerafft zur Verwendung in üblichen Stopfmaschinen. Während des Raffvorgangs wird unmittelbar vor dem Zusammenschieben der Hülle zu Falten eine Sprühlösung gleichmäßig in einer konstanten Rate auf die innere Oberfläche der Hülle aufgebracht. Dies ist ein übliches Verfahren (siehe z. B. U.S.-Patent 3,462,794, das hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen ist) zum Vorsehen einer inneren Beschichtung an einer Hülle.
  • Vier verschiedene Lösungen, wie in Tabelle I beschrieben, können durch das zuvor genannte Verfahren aufgebracht werden, um vier verschiedene Hüllen zu schaffen, wobei jede Probe eine gleiche kontrollierte Menge der Lösung aufweist, die gleichmäßig auf ihr aufgebracht wurde.
  • Die Lösungszusammensetzung von Vergleichsbeispiel I ist eine typische Lösung, die auf das Innere einer Hülle unmittelbar vor dem Raffen gesprüht wird. Das Wasser befeuchtet die Hülle und dient auch als Träger für die anderen Bestandteile, die einen Weichmacher und/oder ein Feuchthaltemittel wie Propylenglycol, ein Schmiermittel wie Mineralöl, einen Emulgator wie ein Gemisch von ethoxyliertem Monodiglyceriden, verkauft unter dem Markennamen Mazol 80 von Mazer Chemicals, Inc., Gurnee, Illinois und ein Hilfsmittel zum Enthäuten wie Carboxymethylcellulose einschließen können.
  • Die Lösung von Vergleichsbeispiel II hat dieselbe Zusammensetzung wie in Beispiel I, mit der Ausnahme, daß ein Chelatbildner, d. h. das Dinatriumsalz von Ethylendiamintetraessigsäure (Na2EDTA·2H2O), zugegeben ist.
  • Die Lösung von Vergleichsbeispiel III ist dieselbe wie von Vergleichsbeispiel II, mit der Ausnahme, daß 0,025 Gewichtsprozent der Lösung ein antimikrobielles Mittel in Form von Lysozym enthalten.
  • Die Lösung von Beispiel IV der Erfindung ist dieselbe, wie die von Vergleichsbeispiel II, mit der Ausnahme, daß 1,0 Gewichtsprozent Nisaplin zugegeben ist. Nisaplin ist eine markenrechtlich geschützte, im Handel erhältliche Nisinzubereitung, die aus einer reinen Kulturfermentation von nichtpathogenen Arten des Streptococcus lactis hergestellt wurde, die zur Lancefield-Gruppe N mit einem penicillinfreien, wärmebehandelten sterilisierten, fettfreien Milchauszug gehören. Das Fermentationsprodukt wird durch ein Schäumverfahren konzentriert und durch Salzausfällung unter sauren Bedingungen extrahiert und durch einen Sprühprozeß getrocknet, um ein Gemisch zu schaffen, das eine Wirksamkeit hat, die 1/40 von reinem Nisin ist. Die Nisinzubereitung ist näher beschrieben im Federal Register Vol. 53, No. 66, Seiten 11247–11251 (6. April 1988), das hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Da 1,0 Gewichtsprozent Nisaplin verwendet wird, enthält die Lösung von Beispiel IV 0,025 Gewichtsprozent Nisin. Die Wirksamkeit von reinem Nisin ist etwa 40 × 106 IU pro Gramm.
  • Jede der vier obigen Lösungen wird gleichmäßig auf vergleichbare aber unterschiedliche Hüllenproben aufgebracht. Jede Lösung wird mit einer konstanten Rate aufgesprüht, die für jede Lösung eingestellt ist, um eine besprühte Hülle zu schaffen, die einen Feuchtigkeitsgehalt an Wasser von etwa 19,3 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Feuchtigkeit der beschichteten Hülle hat.
  • Die vier Proben geraffter Hüllen, die alle innen mit einer unterschiedlichen Lösung beschichtet sind, können normal mit einer typischen Frankfurter-Fleischemulsion mit allen Rindbestandteilen auf einer im Handel erhältlichen Maschine wie einer Frank-A-Matic Frankfurter Markenstopfmaschine, hergestellt von Townsend Engineering Co. in Des Moines, Iowa, zu einem gestopften Durch messer von etwa 21–22 Millimetern gestopft werden. Die ummantelten Wiener können dann auf Regalen gesammelt und für die übliche Wärmebehandlung in eine Räucherkammer gestellt werden.
  • Ein typisches Wärmebehandlungsverfahren umfaßt das Zuführen befeuchteter, heißer Luft von einem gasbefeuerten Heizgerät, bis die Temperatur in der Räucherkammer angestiegen ist (gewöhnlich dauert dies 15–30 Minuten) auf eine Trockentemperatur von etwa 140°F (60°C) und eine relative Feuchtigkeit ("relative humidity", im folgenden RH) von etwa 25%. Die Rauchschieber der Räucherkammer werden dann geschlossen; Rauch wird zugeführt und die Temperatur und Feuchtigkeit bei 60°C/25%RH für 15 Minuten konstant gehalten. Die Zuführung von Rauch wird beendet, die Rauchschieber der Räucherkammer werden so weit geöffnet wie nötig und die Räucherkammertemperatur wird erhöht (für einen Zeitraum von gewöhnlich 15–20 Minuten) auf eine Trockentemperatur von etwa 160°F (71°C) bei einer konstanten relativen Feuchtigkeit von etwa 25% und dort für 15 Minuten gehalten. Dann wird die Trockentemperatur erneut erhöht (gewöhnlich für 15–20 Minuten) auf etwa 180°F (82°C) bei einer konstanten relativen Feuchtigkeit von 25% und dort für etwa 45 Minuten gehalten, bis die Innentemperatur der ummantelten Frankfurter 155–160°F (68–71°C) erreicht.
  • Nach Erreichen einer inneren Temperatur von 155–160°F (68–71°C) wird die Hitze abgestellt und kaltes Leitungswasser für etwa 10 Minuten über die Frankfurter gesprüht, wofür die Frankfurter in einen Soleberieselungstunnel gebracht werden, wo die ummantelten Frankfurter in einer Sole(8% Salz)/Wasserlösung bei etwa 25°F (–4°C) für ungefähr 10 Minuten berieselt werden, bis die innere Temperatur der Frankfurter auf etwa 35°F (2°C) abgekühlt ist.
  • Die Hülle kann dann von den gekühlten, ummantelten Frankfurtern durch übliches Zubehör wie einem Ranger-Apollo-Schäler entfernt werden, um "hautlose" Wiener herzustellen.
  • Hautlose Wiener eines jeden Beispiels können nun mit einer gepufferten Lösung angeimpft werden, die drei Arten von pathogenen Listeria monocytogenes enthält. Die Listeria kann unter Verwendung eines sterilen Pinsels auf jede Frankfurter-Oberfläche aufgebracht werden, der in die Listeria enthaltende Lösung getaucht und einmal über die Länge des Frankfurters gestrichen wird, so daß mindestens ungefähr 100 und vorzugsweise mindestens 1.000 Zellen von Listeria monocytogenes auf der Oberfläche jedes Frankfurters aufgebracht sind.
  • Die angeimpften Wiener können dann in zwei Schichten, wobei jede Schicht vier Wiener aufweist, verpackt werden, so daß acht Wiener in einem mehrschichtigen thermoplastischen Sperrbeutel ("barrier bag") sind, der eine als Sauerstoff- und Feuchtigkeitssperre dienende Kernschicht aus einem Gemisch aus einem Vinylidenmethylchloridacrylat-Copolymeren und einem Venylidenvinylchlorid-Copolymeren und äußere Schichten aus einem Vinylethylenacetat-Copolymeren auf jeder Seite des Kerns aufweist. Für jedes Beispiel wird eine Vielzahl von Beuteln mit jeweils acht Wienern bis auf 29 Zoll Quecksilber evakuiert und heiß versiegelt.
  • Die verpackten, angeimpften Wiener können dann auf etwa 40°F (4°C) gekühlt werden, wobei die Proben von jeder Packung eines jeden Beispiels am Anfang und danach alle zwei Wochen für sechs Wochen getestet werden.
  • Mit den obigen Intervallen könnten die Frankfurter-Proben durch Entfernen eines Wieners und Abwaschen aller darauf befindlichen Mikroorganismen mit einem sterilen Puffer getestet werden. Der Waschpuffer wird dann für (1) eine Standardplattenzählrate mit einem Tryptonglukosehefe-Agar mit üblichen Mitteln und (2) mit einer selektiven Listeria monocytogenes-Zählrate unter Verwendung eines LPM-Agars und der zuvor beschriebenen FSIS-Methode für die Beispiele 1 bis 28 getestet.
  • Die anfänglichen Frankfurter-Proben werden erwartungsgemäß die Gegenwart von Listeria auf allen Proben und von Lysozymen und Nisin auf den Frankfurtern der Beispiele III und IV bestätigen.
  • Nach sowohl vier als auch sechs Wochen werden die obigen Vergleichsbeispiele I und II beide erwartungsgemäß das Wachstum von lebenden Kolonien von Listeria monocytogenes im Vergleich zu der anfänglichen Animpfung zeigen. Die mit Lysozym behandelten Frankfurter in Beispiel III werden erwartungsgemäß weniger lebensfähige Listeriaorganismen im Vergleich zu den angeimpften Kon trollproben zeigen. Die mit Nisin behandelten Frankfurter aus Beispiel IV werden ebenfalls erwartungsgemäß ein Abnehmen an lebensfähigen Listeriaorganismen im Vergleich zu den angeimpften Kontrollwienern nach vier und sechs Wochen zeigen.
  • Die obigen Vergleichsbeispiele I bis III und Beispiel IV der Erfindung zeigen das Verfahren und die Folie (Film) der vorliegenden Erfindung.

Claims (21)

  1. Folie (Film) zur Verpackung von Nahrungsmitteln, umfassend eine Polymerfolie, welche Nisin aufweist, wobei die Folie geeignet ist, um das Nisin auf eine Nahrungsmitteloberfläche, die in Kontakt hierzu steht, in einer ausreichenden Menge zu übertragen, um mikrobielles Wachstum auf der Nahrungsmitteloberfläche nach Entfernen der Folie zu verhindern oder zu inhibieren, und wobei die Folie das Nisin in einer ausreichenden Menge enthält, um bei Kontakt das Wachstum von Listeria zu verhindern oder zu inhibieren, wobei der Film mit dem Nisin versetzt, beschichtet und/oder imprägniert ist, so daß das Nisin von dem Film freisetzbar und auf eine Nahrungsmitteloberfläche in einer kontrollierten Menge übertragbar ist in einem ausreichenden Maß, um eine antimikrobielle Wirkung auf der Nahrungsmitteloberfläche auch nach Entfernen der Folie von der Nahrungsmitteloberfläche hervorzurufen.
  2. Folie nach Anspruch 1, wobei das Bakteriocin oder Mittel auf mindestens eine Oberfläche der Folie aufgetragen ist.
  3. Folie nach Anspruch 1 oder 2, wobei die beschichtete Oberfläche einen pH-Wert ≤ 6 aufweist.
  4. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Folie außerdem Additive, wie Bindemittel, Puffer, Emulgatoren, Übertragungshilfen und/oder Chelatbildner (Komplexbildner), enthält.
  5. Folie nach Anspruch 4, wobei der Chelatbildner (Komplexbildner) ausgewählt ist aus der Gruppe von Aminopolycarbonsäuren und deren Salzen, wie Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) oder deren Salzen, und Carbonsäuren und deren Salzen, wie Zitronensäure.
  6. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Folie Cellulosematerialien, wie regenerierte Cellulose, aufweist.
  7. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Folie Kunststoffe, wie Homopolymere oder Copolymere von Polyolefinen oder Polyamiden, Polyethylenterephthalat, Polyvinylidenchlorid-Copolymere oder Ethylenvinylaccetat-Copolymere, enthält.
  8. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Folie eine schlauchförmige Nahrungsmittelhülle umfaßt.
  9. Folie nach Anspruch 8, wobei die Folie eine faserfreie schlauchförmige Nahrungsmittelhülle aus Cellulose umfaßt.
  10. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Folie einen wärmeschrumpfbaren Beutel umfaßt.
  11. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, enthaltend außerdem ein von der Folie umgebenes Nahrungsmittel.
  12. Folie nach Anspruch 11, wobei das Nahrungsmittel ein Nahrungsmittel tierischen oder pflanzlichen Ursprungs umfaßt.
  13. Folie nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Nahrungsmittel Fleischerzeugnisse umfaßt.
  14. Folie nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Nahrungsmittel Wurstwaren aller Art umfaßt.
  15. Verfahren zur Behandlung einer Nahrungsmitteloberfläche mit Nisin, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: (a) Inkontaktbringen eines Nahrungsmittels mit einer Folie nach den Ansprüchen 1 bis 14; (b) Übertragung einer kontrollierten Menge an Nisin; und (c) Entfernen der Folie, wobei eine Menge des übertragenen Nisins auf der Nahrungsmitteloberfläche verbleibt, um darauf das Wachstum von Mikroorganismen zu verhindern oder zu inhibieren.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Mikroorganismen Listeria monocytogenes umfassen.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Nahrungsmittel ein Nahrungsmittel tierischen oder pflanzlichen Ursprungs umfaßt.
  18. Methode nach Anspruch 17, wobei das Nahrungsmittel Fleischerzeugnisse umfaßt.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Nahrungsmittel Wurstwaren aller Art umfaßt.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei das Nahrungsmittel von dem Schritt des Inkontaktbringens bis nach dem Schritt des Entfernens der Folie auf einer Temperatur unter etwa 190°F (88°C) gehalten wird.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei das Nahrungsmittel pasteurisiert wird, indem das Nahrungsmittel vor Entfernen der Folie auf eine innere Temperatur über etwa 145°F (63°C) und nicht höher als etwa 180°F (82°C) gebracht wird, wobei die Oberflächentemperatur des Nahrungsmittels 190°F (88°C) nicht übersteigt.
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