CN100534334C - 浓缩的抗菌组合物和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一般地涉及减少有机物质和无生命表面上微生物污染的产品和方法，所述有机物质例如已加工的肉、水果和蔬菜、植物机体，所述无生命的表面如纺织品和不锈钢。尤其是，本发明涉及使用浓缩抗菌组合物消毒肉制品和其它机体的产品和方法，所述浓缩抗菌组合物包括较多量的多元醇的脂肪酸酯、增强剂和任选的表面活性剂。

Description

浓缩的抗菌组合物和方法
背景
本发明一般地涉及减少有机物质如已加工的肉、水果和蔬菜、植物机体和其它无生命表面如纺织品和不锈钢上微生物污染物的组合物和方法。
每年食源性疾病引起重大的疾病和死亡，由某来源估计的直接和间接的医药费达一年十亿以上。通常的食物病原体包括沙门氏菌(Salmonella)、单核细胞增生性李氏菌(Listeria monocytogenes)、大肠埃希氏杆菌(Escherichia coli)0157:H7、空肠弯曲杆菌属(Campylobacterjejuni)、蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)和诺沃克类(Norwalk-like)病毒。食源性疾病的爆发通常与污染的肉制品、生牛奶或家禽制品有关，但是水果和蔬菜也可成为食源性疾病的来源。表面、容器和其它基体可成为食物中的污染源。食品如碎牛肉、热狗和苜蓿芽以及橙汁的召回表明需要对人类安全的、环境友好的和成本有效的宽范围抗菌溶液。
用来减少食物中和食物上以及其它表面上的微生物污染的组合物，通常涉及使用物质如有机酸和氯化合物如次氯酸钠，这些物质在较高浓度下可能影响被处理表面的性质。近年来已应用使用脂肪酸单酯的组合物来减少食物上的微生物负载，如美国专利5,460,833和5,490,992中的家禽，如公开在WO 2001143549A中所述的水果和蔬菜，以及2000年5月17日申请的美国申请序列号09/572,549，纺织品上使用的干燥组合物，以及在如美国专利4,485,029中所述的接触镜头中。这些组合物中的脂肪酸单酯在其它组分存在下具有有限的稳定性。通过反应如酯交换或水解，长时间下降低了组合物的抗菌活性。由于存在高浓度的媒介物或载体，增加的成本也与这些组合物的运送有关。
概述
本发明提供抗菌组合物以及使用和制备具有有效抗菌活性的组合物的方法，用于降低有机物质如食物和哺乳动物皮肤，以及无生命物质上的微生物水平。当被施涂到各种表面上时，这种组合物通常是有用的。它们可有效地减少、防止或消除微生物，尤其是细菌、真菌和病毒。优选地，微生物是相对宽的种类，从而本发明的组合物具有宽范围的活性。
本发明的组合物包括抗菌类脂组分。本发明的组合物包括选自多元醇的脂肪酸酯、多元醇的脂肪醚或其烷氧化衍生物(酯或醚的衍生物)的抗菌类脂。这些组合物还包括增强剂。可包括的其它组分为表面活性剂和其它添加剂。该组合物可以浓缩形式使用，或者在使用之前进一步与水性载体或非水性载体结合。
一个方面，本发明提供抗菌组合物，其包括：较多量的抗菌类脂组分，其包括选自多元醇的(C7～C14)饱和脂肪酸酯、多元醇的(C8～C22)不饱和脂肪酸酯、多元醇的(C7～C14)饱和脂肪醚、多元醇的(C8～C22)不饱和脂肪醚、其烷氧基化衍生物、及其组合的化合物，其中烷氧基化衍生物每摩尔多元醇具有小于5摩尔的醇盐；增强剂，其包括选自α-羟基酸、β-羟基酸、螯合剂、(C1～C4)烷基羧酸、(C6～C12)芳烷基羧酸、(C6～C12)烷芳基羧酸、酚类化合物、(C1～C10)烷基醇、及其组合的化合物；以及任选的表面活性剂。
本发明提供抗的菌组合物，可以包括C8～C14丙二醇酯，其存在的量为30～90％。本发明提供的组合物，还可以包括C8～C14脂肪酸甘油单酯。
在另一方面，本发明包括安全用于食物的抗菌配方，其包含较多量的含至少60％脂肪酸单酯的丙二醇C8～C14脂肪酸酯、增强剂和任选的一种或多种表面活性剂。增强剂可为螯合剂如EDTA或其盐；酸如有机酸(例如乳酸、扁桃酸、丁二酸、酒石酸、抗坏血酸、水杨酸、乙醇酸、苯甲酸、醋酸、苹果酸或己二酸)；酚类化合物如丁基化的羟基苯甲醚、丁基化的羟基甲苯、叔丁基氢醌和烷基对羟苯甲酸酯；或醇如乙醇或异丙醇。该组合物也可包括C8～C14脂肪酸甘油单酯，如单月桂酸甘油酯、单辛酸甘油酯和单癸酸甘油酯。
在另一方面，组合物也可任选地包含表面活性剂。可根据组合物的预期应用来选择表面活性剂。合适的表面活性剂包括酰基乳酸盐、二辛基磺基丁二酸盐、月桂基硫酸盐、十二烷基苯磺酸盐、C8～C18脂肪酸盐、甘油酯、脱水山梨醇酯和聚环氧烷的嵌段共聚物。
在本发明的另一方面，包含食品级组分的某些实施方案表现出有效的抗菌活性，而不有害地影响食物和食品的味道、质地、颜色、气味或外观。这可通过使用毫不知情的口味测试来评价。对于正常烹调的食物来说，如汉堡包，毫不知情的口味测试应该在烹调的食物上进行。如果在处理过的产品和对照的未处理的产品之间没有统计差别，则认为处理过的食物对食物和食品的味道、质地、颜色、气味或外观没有影响。
在另一方面，包含通常被认为是食品级(GRAS)的组分的组合物，如本发明的许多酯和增强剂，优选不引起明显有害的毒性或环境问题。许多组合物也可在加工厂容易地处理，并且适合加工设备。
在本发明的另一方面，使用本发明公开的配方和方法，可在基体(例如食品)上获得总需氧菌数量(即其中许多可使食物变质)优选至少1个对数值(1-log)的平均降低。当施涂足够的组合物，从而将1％抗菌类脂(基于肉的重量百分数)施涂到碎牛肉上时，这可根据实施例6中描述的方法来确定，使用碎牛肉的样品，其初始天然细菌浓度为10000～100,000个细菌/克碎牛肉。更优选地，本发明的组合物获得至少平均降低2个对数值，甚至更优选平均降低至少3个对数值。最优选地，本发明的组合物获得天然细菌的完全根除(从而细菌水平是检测不到的)。
在另一方面，本发明也包括消毒食物或其它表面的方法，其包括使食物或表面与浓缩组合物接触的步骤。本发明的组合物也可用于在表面上提供残留抗菌效果，这是由于在表面上留下残留物或使表面保持活性且提供显著抗菌活性的条件。
可选择地，提供的方法包括在施涂到基体上之前稀释组合物的步骤。在第三方面，提供的方法包括施涂含抗菌类脂的组合物和单独施涂增强剂的步骤。
在本发明的另一方面，使用本发明公开的配方和方法，可在食品上获得病原细菌至少降低1个对数值。在特定配方中，组合物不被有机物质灭活。也就是说，本发明的组合物在血、血清、脂肪和其它有机物质的存在下是活性的，这些有机物质通常在食物上发现，并已知使其它抗菌剂如碘酒和quats失活。
在另一方面，本发明的特征是可使用的抗菌配方，其包括较多量的包含至少60％脂肪酸单酯的丙二醇脂肪酸酯，和增强剂以及任选的表面活性剂，其中脂肪酸丙二醇酯的浓度大于可使用的配方的30wt.％，增强剂包括约0.1wt.％～约30wt.％可使用的配方。
在另一方面，本发明的特征是试剂盒，其包括具有含较多量的丙二醇C8～C14脂肪酸酯组合物的第一容器，和具有增强剂的第二容器。在可选择的实施方案中，试剂盒包括具有含较多量的丙二醇C8～C14脂肪酸酯和增强剂组合物的第一容器，以及具有第二增强剂的第二容器。
在另一方面，本发明的特征是试剂盒，其包括含较多量抗菌类脂组分的组合物的第一容器，所述组合物包括选自多元醇的(C8～C14)饱和脂肪酸酯、多元醇的(C8～C22)不饱和脂肪酸酯、多元醇的(C8～C14)饱和脂肪醚、多元醇的(C8～C22)不饱和脂肪醚、其烷氧基化衍生物、及其组合的化合物，其中所述烷氧基化衍生物每摩尔多元醇具有小于5摩尔的醇盐；和具有增强剂的第二容器，该增强剂包括选自α-羟基酸、β-羟基酸、螯合剂、(C1～C4)烷基羧酸、(C6～C12)芳烷基羧酸、(C6～C12)烷芳基羧酸、酚类化合物、(C1～C10)烷基醇、及其组合的化合物。在可替换的实施方案中，试剂盒包括具有含较多量的抗菌类脂和增强剂的组合物的第一容器，以及具有第二增强剂的第二容器。
试剂盒中的一个或两个容器也可任选地包含表面活性剂。试剂盒还可包括标签或包装说明书，表明混合第一容器和第二容器的内容物以产生有效减少细菌污染物的抗菌配方。标签或包装说明书还可表明，在施涂到食物、食品和无生命表面上之前，可稀释抗菌配方。
本发明的以上概述并不意图描述本发明的每种公开的实施方案或每种实施。以下说明书更具体地例举说明性实施方案。在遍及申请的几个地方，通过列举实施例提供了指导，其中实施例可以各种组合应用。在每种情况下，所述的列表仅用作代表性组，不应被解释为排他性的列表。从以下详述和权利要求中可清楚本发明的其它特征和优点。
详述
本发明包括浓缩的抗菌组合物，以及使用这些组合物的方法，其中浓缩的抗菌组合物包括较多量的选自多元醇的脂肪酸酯、多元醇的脂肪醚或其烷氧化衍生物(单酯或单醚的衍生物)的抗菌类脂，以及增强剂。该组合物还可包括其它添加剂，包括表面活性剂和食用香料。
配方可用来处理各种被微生物污染或可被微生物污染的基体。例如，组合物可用于处理钢、玻璃、铝、木头、纸、聚合材料、福米卡家具塑料贴面(Formica)、橡胶、纸，和织物如棉花、尼龙、聚丙烯无纺布和亚麻布。例如，组合物可用在哺乳动物组织(尤其是皮肤、粘膜组织、慢性创伤、急性创伤、烧伤等)和硬表面如医学(如外科的)设备、地板砖、工作台面、浴盆、碟子，以及手套(例如外科手套)上。它们也可从例如药签、布、海绵、泡沫、无纺布和纸制品(例如纸巾和抹布)传送。对于包括较多量的在室温下为液体的抗菌类脂的组合物来说，抗菌类脂用作活性抗菌剂和抗菌组合物的其它组分的载体。2003年9月9日申请的共同未决的专利申请10/659,571，和与本发明同一天申请的美国申请序列号_____(代理案卷号58707US003)中，描述了组合物的其它应用，如医学应用。
对于包括较多量的丙二醇脂肪酸酯的组合物来说，丙二醇脂肪酸酯用作活性抗菌剂和抗菌组合物的其它组分的载体。脂肪酸酯的安全性使得它们成为处理食物和接触食物的表面的有用候选物，以降低食物中人类病原体和腐败的数量。可用于本发明组合物的C8～C12脂肪酸酯包括已知的月桂酸、辛酸和癸酸的甘油单酯，和/或月桂酸、辛酸或癸酸的丙二醇单酯。据报道这些单酯为食品级，一般被认为是安全的(GRAS)物质，已被报道有效的作为食物防腐剂和局部药剂。例如Kabara，J.of Food Protection，44：633-647(1981)和Kabara，J.of FoodSafety，4：13-25(1982)报道，LAURICIDINTM(月桂酸单甘油酯，通常被称为月桂酸单酯)、食品级酚和螯合剂可用于设计食物防腐剂体系。脂肪酸单酯已用作食物中的食品级乳化剂超过50年，这些食物如面粉糕点和面包生面团、冰激凌、人造奶油和色拉调味品。
脂肪酸单酯是抗***、真菌、酵母菌和类脂覆层病毒活性的，但是一般单独相对于革兰氏阴性细菌不是活性的。当脂肪酸单酯与组合物中的增强剂结合时，组合物相对于革兰氏阴性细菌是活性的。
尤其是，本发明的配方可减少肉中食源性人类病原体的数量。例如，它们可用作喷雾和药浴，以处理白条肉如牛肉、猪肉、家禽、鱼和羔羊肉。它们也可用作喷雾和药浴，以处理进一步加工的肉如碎牛肉、碎猪肉、碎鸡肉、碎火鸡、热狗、香肠和午餐肉。可被公开的配方杀死的人类食源性病原体包括，例如E.coli0157:H7、单核细胞增生性李氏菌和沙门氏菌血清型(Salmonella serovars)。
配方不仅可用来从肉和肉制品除去人类病原体，而且它们也可用来帮助保护其它食物如植物和植物机体不受人类病原体和引起变质并有害地影响水果和蔬菜的质量及存放期的病原体侵害。例如，本发明的抗菌组合物证明对霉菌如柑桔青霉病菌(Penicillium italicum)和柑桔绿霉病菌(penicillium digitatum)有效的杀死率，所述霉菌引起柑桔类水果如橙和葡萄柚的腐败。
通常，组合物中的组分总体上提供具有足够宽范围的抗菌(包括抗病毒的、抗菌的或抗真菌的)活性，以杀死基本上大部分病原的或不希望的细菌、真菌、酵母菌和类脂覆层病毒，或使数量减少至可接受的水平。应该理解，在本发明的组合物中，当单独考虑时，组分的浓度或量不能杀死至可接受的水平，或者不能杀死如此广的不希望的微生物范围，或者不能如此快地杀死；但是，当一起使用时，这些组分提供高的(优选增效的)抗菌活性(与相同条件下相同组分单独使用时相比)。
“有效量”是指当在组合物中总体上提供抗菌(包括例如抗病毒的、抗菌的或抗真菌的)活性，减少、防止或消除一种或多种微生物，从而得到微生物可接受的水平时，抗菌类脂组分和/或增强剂组分的量。应该理解，在本发明的组合物中，当单独考虑时，组分的浓度或量不能杀死至可接受的水平，或者不能杀死如此广的不希望的微生物范围，或者不能如此快地杀死；但是，当一起使用时，这些组分提供提高的(优选增效的)抗菌活性(与相同条件下相同组分单独使用时相比)。
“较多量”是指组分存在的浓度高于任何其它各个组分。
“增强剂”是指提高抗菌酯类有效性的组分，从而当单独使用不含抗菌酯类的组合物或不含增强剂组分的组合物时，它们不能提供与组合物总体相同的抗菌活性水平。例如，不存在抗菌酯类的改性剂不能提供任何可观察到的抗菌活性。增强作用可能与杀死水平、杀死速度、和/或杀死的微生物范围相关，并非对所有微生物都有作用。实际上，高的杀死水平最经常在革兰氏阴性细菌如大肠埃希氏杆菌中看到。增强剂可为增效剂，当与组合物的其余组分结合时，产生的组合物总体上显示的活性大于不含增强剂组分的组合物和不含抗菌类脂的组合物的活性总和。
“微生物(microoganism)”或“细菌(microbe)”是指细菌、酵母菌、霉菌、真菌、***，以及病毒。
除非另外说明，此处使用的“脂肪”是指具有6～14个(奇数或偶数)碳原子的直链或支链烷基或亚烷基部分。
当这些术语出现在说明书和权利要求中时，术语“包括”及其变化没有限制含义。
如本文中所用的，“一个(a)”、“一个(an)”、“该(the)”、“至少一个(at least one)”和“一个或多个(one or more)”是可互换使用的。
同样在本文中，由端点说明的数值范围包括归入该范围内的所有数字(例如1～5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。
本领域技术人员使用本领域众所周知的分析和细菌筛选方法，将容易确定本发明的组合物何时提供提高或增效的抗菌活性。一种容易进行的分析包括在预定的细菌负载水平下，在培养介质中于适当的温度下，使选择的已知或容易获得的活细菌菌株，如大肠埃希氏杆菌(Escherichia coli)、葡萄球菌spp.(Staphylococcus spp.)、链球菌spp.(Stretococcus spp.)、假单胞菌spp.(Pseudomonas spp.)或沙门氏菌spp.(Salmonella spp.)，暴露于测试组合物中。足够的接触时间后，将含有暴露的细菌的等分试样收集、稀释、中和，并铺在培养介质如琼脂上。将铺开的细菌样品培养约48小时，计算在板上生长的活细菌菌落的数量。一旦已计算出菌落数量，就容易确定由测试组合物引起的细菌数量的减少。细菌减少通常报道为log10减少，由初始接种体计数的log10和暴露后接种体计数的log10间的差确定。
优选地，当用在基体上时，本发明的组合物证明总需氧细菌计数平均降低至少1个对数值。为了区分提高的活性和增效的活性，可进行测试板阵列分析。
“存放期”是指加工过的食物变质所需要的时间段。例如，如果皮肤面积(1平方厘米)的细菌数量等于或大于107(每平方厘米的菌落形成单元数)的牛肉可被认为变质。
“载体”是指组合物组分的载体。在抗菌组合物中，载体通常是以较多量存在的组分。
抗菌活性包括抗微生物的活性，包括但不限于，革兰氏阴性细菌和***、真菌、菌孢、酵母菌、***有机体，和类脂覆层病毒。
“稳定的活性”是指组合物的抗菌活性保持基本上恒定或高于指定水平。在一些组合物中，丙二醇脂肪酸酯和任选的甘油脂肪酸酯，可与其他存在的组分反应，但是整个组合物将保持稳定的活性。
本发明的优选组合物是物理稳定的。如本文中定义的，“物理稳定的”组合物是在23℃下储存至少3个月，优选至少6个月的过程中，不会由于大量沉淀、结晶、相分离等从它们的原始状态显著变化的那些组合物。在大多数实施方案中，组合物是物理稳定的，4℃以上有较少或没有相分离。特别优选的组合物是物理稳定的，如果当组合物的10毫升(10ml)样品置于15ml圆锥状有刻度的塑料离心管(Corning)中，使用Heraeus Sepatech GmbH，Osterode，West Germany制造的Labofuge B 2650型，以每分钟3000转(rpm)离心分离10分钟时，在管的底部或顶部没有可见的相分离。
本发明的优选组合物表现出良好的化学稳定性。这可能尤其与抗菌脂肪酸酯有关，其可经常发生例如酯交换。在大多数组合物中，丙二醇脂肪酸酯是化学稳定的，其发生较少或不发生水解。优选的组合物在50℃下老化4周后，保持至少85％，更优选至少90％，甚至更优选至少92％，甚至更优选至少95％的抗菌类脂组分(三个样品的平均值)。最优选的组合物在密封的容器中50℃下老化4周后，保持平均至少97％的抗菌类脂。保留百分比理解为是指，与密封容器中老化的样品中保留的量比较，保留的抗菌类脂组分的量，它不会使同样制备的样品(优选由同一批量制备)降解至在制备的样品中实际测量的水平，并在室温下放置1～5天。对于将在多个部分中的组合物，包括抗菌脂肪酸酯的部分优选表现出以上稳定性。优选使用如实施例2中包括的测试方法中所述的气相色谱法，来测定抗菌类脂组分的水平。
抗菌配方
本发明的抗菌配方包括一种或多种脂肪酸酯、脂肪醚、或其烷氧基化衍生物，一种或多种增强剂，和任选的一种或多种表面活性剂。组合物可用于降低在植物和植物机体、肉和其它食物上，以及在无生命表面上的微生物水平，所述微生物包括革兰氏阴性和***、病毒、真菌和真菌孢子。如本文中所用的，“降低微生物的水平”包括抑制微生物生长、促进微生物死亡和从植物和植物机体、肉和其它食物的表面，以及从无生命表面上除去微生物。
优选地，本发明的组合物配制成低粘度液体溶液。但是，一些组合物可以以下形式之一配制：
疏水性软膏：用疏水性基质(例如增稠的或凝胶的水不溶性的油)配制配方，并且任选地含有较少量的水溶性相。
水包油乳状液：组合物可为这样的配方，其中抗菌类脂组分被乳化成包括疏水组分的分散相和包括水的连续水相，以及任选的一种或多种极性亲水载体以及盐、表面活性剂、乳化剂和其它组分的乳状液。这些乳状液可包括水溶性或水溶胀性的聚合物，以及一种或多种有助于稳定乳状液的乳化剂。如2001年9月28日申请的美国专利申请序列号09/966,511中所述，这些乳状液通常具有较高的电导率值。
油包水乳状液：组合物可为这样的配方，其中抗菌类脂组分被结合到乳状液中，该乳状液包括疏水组分的连续相和包括水的水相，以及任选的一种或多种极性亲水载体以及盐或其它组分。这些乳状液可包括油溶性或油溶胀性聚合物，以及一种或多种有助于稳定乳状液的乳化剂。
增稠的水性凝胶：这些体系包括水相，其已被增稠至粘度为至少500厘泊(cps)，更优选至少1,000cps，甚至更优选至少10,000cps，甚至更优选至少20,000cps，甚至更优选至少50,000cps，甚至更优选至少75,000cps，甚至更优选至少100,000cps，甚至更优选至少250,000cps(且甚至高达500,000cps、1,000,000cps或以上)。这些体系可由合适的如下所述的天然聚合物、改性的天然聚合物或合成聚合物增稠。可选择地，可使用合适的有效增稠组合物的聚乙氧基化烷基链表面活性剂，以及其它非离子、阳离子或阴离子乳化剂体系使增稠的水凝胶增稠。优选地，因为一些聚乙氧基化乳化剂尤其是在较高浓度下会使抗菌类脂失活，所以可选择阳离子或阴离子乳化剂体系。对于某些实施方案，使用阴离子乳化剂体系。
亲水载体：这些是其中连续相包括除水以外的至少一种水溶性亲水组分的体系。配方也可任选地包含高达20重量％的水。在一些组合物中，更高的含量可能是合适的。合适的亲水性组分包括一种或多种二元醇如甘油、丙二醇、丁二醇等，聚乙二醇(PEG)、环氧乙烷、环氧丙烷和/或环氧丁烷的无规或嵌段共聚物、每分子具有一个或多个疏水部分的聚烷氧基化表面活性剂、硅氧烷共聚醇、及其组合等。本领域技术人员将认识到乙氧基化的程度应该足以使亲水组分变得在23℃下溶于水或可分散于水。在大多数实施方案中，水含量小于组合物重量的20％，优选小于10％，更优选小于5％。
纯组合物：本发明的抗菌类脂组合物也可以纯态形式、或迅速蒸发以留下纯态组合物的挥发性溶剂中，被传送到基体上。这种组合物可为固体、半固体或液体。在组合物为固体的情况下，可任选地使抗菌类脂组分和/或增强剂和/或表面活性剂微囊化，以支持传送或便于制造容易传送的粉末。可选择地，可使组合物微粉化成细粉，而不加入其它组分，或者它可任选地包含填料和其它便于粉末制造的成分。合适的粉末包括但不限于，碳酸钙、磷酸钙、各种糖、淀粉、纤维素衍生物、白明胶，和聚合物如聚乙二醇。
可选择地，可考虑当温热时凝胶或增稠的配方。例如，基于PluronicF127(例如大于约17重量％)的含水组合物，以及其它类似结构的泊洛沙姆(Poloxamers)，在4℃下是相对低粘度的，但是当在35℃以上温热时，可变得非常粘。
类似地，可通过结合结晶或半结晶乳化剂和/或疏水性载体，如加入不溶填料/触变剂，或通过添加聚合增稠剂(例如石蜡油载体中的聚乙烯蜡)，提高粘度和/或熔融温度。聚合增稠剂可为直链、支链或稍微交联的。
抗菌类脂
抗菌类脂是那些提供至少部分抗菌活性的组合物的组分。即，抗菌类脂具有至少对一种微生物的至少一些抗菌活性。通常考虑本发明组合物的主要活性组分。抗菌类脂包括至少一种或多种多元醇的脂肪酸酯、多元醇的脂肪醚、或其烷氧基化衍生物(酯和醚的一种或两种衍生物)、及其组合。在某些实施方案中，抗菌类脂组分包括选自多元醇的(C7～C14)饱和脂肪酸酯(优选地，多元醇的(C8～C14)饱和脂肪酸酯)、多元醇的(C8～C22)不饱和脂肪酸酯(优选地，多元醇的(C12～C22)不饱和脂肪酸酯)、多元醇的(C7～C14)饱和脂肪醚(优选地，多元醇的(C8～C14)饱和脂肪醚)、多元醇的(C8～C22)不饱和脂肪醚(优选地，多元醇的(C12～C22)不饱和脂肪醚)、其烷氧基化衍生物、及其组合的化合物，其中该烷氧基化衍生物每摩尔多元醇具有小于5摩尔的醇盐。
多元醇的脂肪酸酯优选通式为(R1-C(O)-O)n-R2，其中R1是(C7～C14)饱和脂肪酸(优选地，(C8～C14)饱和脂肪酸)的残基，或(C8～C22)不饱和(优选地，(C12～C22)不饱和，包括多不饱和的)脂肪酸，R2是多元醇(通常为甘油、丙二醇或蔗糖)的残基，n＝1或2。R2基团包括至少一个游离羟基(优选为甘油、丙二醇或蔗糖的残基)。优选的多元醇的脂肪酸酯是衍生自C7、C8、C9、C10、C11和C12饱和脂肪酸的酯。对于其中多元醇为甘油或丙二醇的实施方案，n＝1，虽然当它为蔗糖时，n＝1或2。
脂肪酸单酯，如月桂酸、辛酸、癸酸的甘油单酯，和/或月桂酸、辛酸、癸酸和庚酸的丙二醇单酯，相对于***、真菌、酵母菌和类脂覆层病毒是活性的，但是一般地单独不是抗革兰氏阴性细菌活性的。示例性的脂肪酸单酯包括但不限于，月桂酸(月桂酸单酯)、辛酸(辛酸单酯)和癸酸(癸酸单酯)的甘油单酯，和月桂酸、辛酸和癸酸的丙二醇单酯，以及蔗糖的月桂酸、辛酸和癸酸单酯。示例性的脂肪酸二酯包括但不限于蔗糖的月桂酸、辛酸和癸酸二酯。其它脂肪酸单酯包括油酸(18:1)、亚油酸(18:2)、亚麻酸(18:3)和花生四烯酸(20:4)不饱和(包括多不饱和的)脂肪酸的甘油和丙二醇单酯。如一般所知，例如18:1是指化合物具有18个碳原子和一个碳碳双键。
在某些优选实施方案中，尤其是那些用于食品的实施方案中，适合用于本组合物的脂肪酸单酯包括已知的月桂酸、辛酸和癸酸的单酯，如GML或商标设计LAURICIDIN(月桂酸的甘油单酯，通常被称为月桂酸单酯或甘油单月桂酸酯)、单癸酸甘油酯、单辛酸甘油酯、单月桂酸丙二醇酯、单癸酸丙二醇酯、单辛酸丙二醇酯及其组合。
多元醇的脂肪醚优选通式为(R3-O)n-R4，其中R3是(C7～C12)饱和脂肪基团(优选地，(C8～C12)饱和脂肪基团)，或(C8～C22)不饱和(优选地，(C12～C22)不饱和，包括多不饱和的)脂肪基团，R4是甘油、蔗糖或丙二醇的残基，n＝1或2。对于甘油或丙二醇，n＝1，对于蔗糖，n＝1或2。优选的脂肪醚是(C7～C12)烷基(优选地，(C8～C12)烷基)的单醚。
示例性的脂肪单醚包括但不限于，月桂基甘油基醚、癸酰基甘油基醚、辛酰基甘油基醚、月桂基丙二醇醚、癸酰基丙二醇醚和辛酰基丙二醇醚。其它脂肪单酯包括油醇(18:1)、亚油醇(18:2)、亚麻油醇(18:3)和花生四烯醇(20:4)不饱和和多不饱和脂肪醇的甘油和丙二醇单醚。适合用于本组合物的脂肪单醚包括月桂基甘油醚、癸酰基甘油基醚、辛酰基甘油基醚、月桂基丙二醇醚、癸酰基丙二醇醚、辛酰基丙二醇醚及其组合。
只要整体烷氧基化保持相对低，上述脂肪酸酯和脂肪醚的烷氧基化衍生物(例如，在保留的醇基上被乙氧基化和/或丙氧基化的衍生物)也具有抗菌活性。美国专利5,208,257(Kabara)中公开了优选的烷氧基化程度。在酯和醚被乙氧基化的情况下，环氧乙烷的总摩尔数优选小于5，更优选小于3。
可通过常规技术使多元醇的脂肪酸酯或脂肪醚烷氧基化，优选乙氧基化和/或丙氧基化。烷氧基化的化合物优选选自环氧乙烷、环氧丙烷及其混合物，以及类似的环氧乙烷(oxirane)化合物。
本发明的组合物包括一种或多种脂肪酸酯、脂肪醚、合适程度烷氧基化的脂肪酸酯或烷氧基化的脂肪醚，以得到期望的结果。当使用前稀释时，基于组合物的总重计，抗菌组合物通常占这种物质总量的至少0.01重量％(wt％)，优选至少0.10％，更优选至少1wt％。
本发明的优选组合物包括一种或多种脂肪酸单酯、脂肪单醚、或其烷氧基化衍生物，也可包括一些量的二-或三-脂肪酸酯(即脂肪酸二-或三-酯)、二-或三-脂肪醚(即脂肪二-或三-醚)或其烷氧基化衍生物。对于丙二醇的单酯、单醚或烷氧基化衍生物，优选具有不大于40％的双官能物质。对于甘油的单酯、单醚或烷氧基化衍生物，优选仅具有少量双-或三-官能物质。在甘油的脂肪酸单酯和脂肪单醚的情况下，具有的二酯、二醚、三酯、三醚或其存在的烷氧基化衍生物，基于组合物中存在的抗菌类脂的总重量，优选不大于15wt％，更优选不大于10wt％，甚至更优选不大于7wt％，甚至更优选不大于6wt％，甚至更优选不大于5wt％。
当使用丙二醇脂肪酸酯时，组合物中的这些酯具有双重作用，即具有抗菌活性和用作载体，而不需要另一种水性或非水性溶剂作为单独的载体。其它在4℃或以上为液体的抗菌类脂也可用作载体和具有抗菌活性。在优选实施方案中，当使用室温下为固体的抗菌类脂时，抗菌组合物在4℃或以上应为液体。在其它较差优选的实施方案中，不管抗菌类脂是液体还是固体，组合物可为固体。本发明的组合物公开了高度浓缩的抗菌溶液作为载体和活性抗菌剂，以将更高浓度的抗菌类脂传送到食物或其它被处理的表面上。这些组合物不仅提高效果，而且同时得到稳定的组合物和降低使用成本。
增强剂
本发明的组合物包括增强剂(优选增效剂)，以提高尤其是抗革兰氏阴性细菌如大肠埃希氏杆菌(E.coli)的抗菌活性。增强剂可为α-羟基酸、β-羟基酸、其它羧酸、除羧酸以外的螯合剂、酚类化合物(如某些抗氧化剂和对羟基苯甲酸)或(C1～C10)单羟基醇。其它合适的增强剂包括细菌素、抗菌酶、铁结合蛋白及其衍生物、含铁细胞、糖、糖醇及其组合，如与本发明同一天申请的本申请人的共同未决美国专利申请序列号_______(代理案卷号58929US004)中所述。如果需要的话，可使用增强剂的各种组合。
α-羟基酸、β-羟基酸和其它羧酸增强剂优选以它们质子化的游离酸形式存在。并非所有酸性增强剂都必须以游离酸形式存在，然而以下列出的优选浓度是指以游离酸形式存在的量。而且，包括羧酸基团的螯合剂增强剂优选具有至少一个，或更优选至少两个羧酸基团，以它们的游离酸形式存在。以下给出的浓度假设是这种情况。
在本发明的组合物中可使用一种或多种合适水平的增强剂，以得到期望的结果。在优选的实施方案中，它们存在的总量为基于准备使用的组合物总重量的至少0.01wt％。在优选实施方案中，它们存在的总量不大于基于准备使用的组合物总重量的20wt％。这些浓度通常应用于α-羟基酸、β-羟基酸、其它羧酸、螯合剂、酚类化合物、(C5～C10)单羟基醇。通常，如以下更加详细的描述，(C1～C4)单羟基醇需要更高的浓度。
α-羟基酸。α-羟基酸通常是由下式表示的化合物：
R5(CR6OH)nCOOH
其中：R5和R6各自分别为H或(C1～C8)烷基(直链、支链或环的)、(C6～C12)芳基、或(C6～C12)芳烷基或烷芳基(其中烷基是直链、支链或环的)，其中R5和R6可任选地被一个或多个羧酸基团取代；n＝1～3，优选地，n＝1～2。
示例性的α-羟基酸包括但不限于，乳酸、苹果酸、柠檬酸、2-羟基丁酸、3-羟基丁酸、扁桃酸、葡糖酸、乙醇酸、酒石酸、α-羟基乙酸、抗坏血酸、α-羟基辛酸、羟基辛酸及其衍生物(例如，被羟基、苯基、羟苯基、烷基、卤素及其组合取代的化合物)。优选的α-羟基酸包括乳酸、苹果酸和扁桃酸。这些酸可为D、L或DL形式，可以游离酸、内酯或其部分盐存在。优选地，酸以游离酸形式存在。在某些优选实施方案中，用于本发明组合物的α-羟基酸选自乳酸、扁桃酸和苹果酸及其混合物。美国专利5,665,776(Yu)中描述了其它合适的α-羟基酸。
在本发明的组合物中可使用一种或多种合适水平的α-羟基酸，以得到期望的结果。在优选实施方案中，它们存在的总量为基于准备使用的组合物总重量的至少0.25wt％，更优选地至少0.5wt％，甚至更优选地至少1wt％。在优选实施方案中，它们存在的总量不大于基于准备使用的组合物总重量的10wt％，更优选地不大于5wt％，甚至更优选地不大于3wt％。
β-羟基酸。β-羟基酸通常是由下式表示的化合物：
R7(CR8OH)n(CHR9 2)mCOOH或
Figure C20048003100500241
其中：R7、R8和R9各自分别为H或(C1～C8)烷基(饱和直链、支链或环的基团)、(C6～C12)芳基、或(C6～C12)芳烷基或烷芳基(其中烷基是直链、支链或环的)，其中R7和R8可任选地被一个或多个羧酸基团取代；m＝0或1；n＝1～3(优选地，n＝1～2)；R21为H，(C1～C4)烷基或卤素。
示例性的β-羟基酸包括但不限于，水杨酸、β-羟基丁酸、托品酸和曲索卡酸。在某些优选实施方案中，用于本发明组合物的β-羟基酸选自水杨酸、β-羟基丁酸及其混合物。美国专利5,665,776(Yu)中描述了其它合适的β-羟基酸。
在本发明的组合物中可使用一种或多种合适水平的β-羟基酸，以得到期望的结果。在优选实施方案中，它们存在的总量为基于准备使用的组合物总重量的至少0.1wt％，更优选至少0.25wt％，甚至更优选至少0.5wt％。在优选实施方案中，它们存在的总量不大于基于准备使用的组合物总重量的10wt％，更优选地不大于5wt％，甚至更优选地不大于3wt％。
在具有低浓度水的体系中，或基本上不含水的体系中，酯交换可能是损失脂肪酸单酯(FAME)、脂肪烷基单醚(FAMEth)和这些活性成分的烷氧基化衍生物的主要途径。因此，某些β-羟基酸(BHA)是特别优选的，因为据信这些β-羟基酸很少会通过AHA或BHA羟基的反应，使酯抗菌类脂或其它酯酯交换。例如，水杨酸在某些配方中可能是特别优选的，因为酚羟基是更加酸性的醇，因而更少会起反应。
其它羧酸。除α-和β-羧酸以外的羧酸适合用作增强剂。这些羧酸包括通常具有等于或小于18个碳原子的烷基、芳基、芳烷基或烷芳基羧酸。优选类型的这些羧酸可由下式表示：
R10(CR11)nCOOH
其中：R10和R11各自分别为H或(C1～C4)饱和或不饱和的脂肪基团(其可为直链、支链或环的基团)、(C6～C12)芳基、同时包含芳基和脂肪基团的(C6～C18)基团(其可为直链、支链或环的基团)，其中R10和R11可任选地被一个或多个羧酸基团取代；n＝0～3，优选地，n＝0～2。
示例性的酸包括但不限于，乙酸、丙酸、苯甲酸、苄型酸、壬基苯甲酸等。特别优选的是苯甲酸。
在本发明的组合物中可使用一种或多种合适水平的羧酸，以得到期望的结果。在优选实施方案中，它们存在的总量为基于准备使用的组合物总重量的至少0.1wt％，更优选地至少0.25wt％，甚至更优选地至少0.5wt％，最优选地至少1wt％。在优选实施方案中，它们存在的总量不大于基于准备使用的组合物总重量的10wt％，更优选地不大于5wt％，甚至更优选地不大于3wt％。
螯合剂。螯合剂通常是能够有多个与溶液中金属离子配位点的有机化合物。通常这些螯合剂是多阴离子化合物，最好与多价金属离子配位。示例性的螯合剂包括但不限于，乙二胺四乙酸(EDTA)及其盐(例如，EDTA(Na)2、EDTA(Na)4、EDTA(Ca)、EDTA(K)2)、酸式焦磷酸钠、酸性六偏磷酸钠、己二酸、丁二酸、多磷酸、酸式焦磷酸钠、六偏磷酸钠、酸化六偏磷酸钠、腈基三(亚甲基膦酸)、二亚乙基三氨五乙酸、1-羟基亚乙基1，1-二磷酸和二亚乙基三氨五-(亚甲基膦酸)。某些羧酸，尤其是α-羟基酸和β-羟基酸，也可用作螯合剂，例如苹果酸和酒石酸。
螯合剂也包括对于结合亚铁和/或铁离子高特异性的化合物，如含铁细胞和铁结合蛋白。铁结合蛋白包括，例如乳铁传递蛋白和铁传递蛋白。含铁细胞包括，例如enterochlin、肠杆菌素(enterobactin)、vibriobactin、anguibactin、pyochelin、青脓素(pyoverdin)和aerobactin。
在某些优选的实施方案中，用于本发明组合物的螯合剂包括那些选自乙二胺四乙酸及其盐、丁二酸、及其混合物。优选地，使用EDTA的游离酸或单或二盐形式。
在本发明的组合物中可使用一种或多种合适水平的螯合剂，以得到期望的结果。在优选实施方案中，它们存在的总量为基于准备使用的组合物总重量的至少0.01wt％，更优选地至少0.05wt％，甚至更优选地至少0.1wt％，甚至更优选地至少1wt％。在优选实施方案中，它们存在的总量不大于基于准备使用的组合物总重量的10wt％，更优选地不大于5wt％，甚至更优选地不大于1wt％。
酚类化合物。酚类化合物增强剂通常是具有以下通式的化合物：
Figure C20048003100500271
其中：m为0～3(尤其是1～3)，n为1～3(尤其是1～2)，每个R12分别为具有高达12个碳原子(尤其是高达8个碳原子)的烷基或烯基，任选地在链中或链上被O取代(例如取代为羰基)或在链上被OH取代，每个R13分别为H和具有高达8个碳原子(尤其是高达6个碳原子)的烷基或烯基，任选地在链中或链上被O取代(例如取代为羰基)或在链上被OH取代，但是当R13为H时，n优选为1或2。
酚增强剂的例子包括但不限于，丁基化羟基茴香醚，例如3(2)-叔丁基-4-甲氧基苯酚(BHA)、2，6-二-叔丁基-4-甲酚(BHT)、3，5-二-叔丁基-4-羟基苄基酚、2，6-二-叔-4-己基苯酚、2，6-二-叔-4-辛基苯酚、2，6-二-叔-4-癸基苯酚、2，6-二-叔丁基-4-乙基苯酚、2，6-二-叔-4-丁基苯酚、2，5-二-叔-丁基苯酚、3，5-二-叔-丁基苯酚、4，6-二-叔丁基-间苯二酚、对羟基苯甲酸甲酯(4-羟基苯甲酸甲酯)、对羟苯甲酸乙酯、对羟苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、2-苯氧基乙醇及其组合。酚类化合物的优选组是具有上述通式的酚类，其中R13＝H，并且R12为具有高达8个碳原子的烷基或烯基，n为0，1，2或3，尤其是其中至少一个R12为丁基，尤其是叔丁基，特别是其非毒性成分。一些优选的酚增效剂是BHA、BHT、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯和对羟基苯甲酸丁酯，以及这些化合物的组合。
在本发明的组合物中可使用一种或多种合适水平的酚类化合物，以得到期望的结果。医学级组合物中酚类化合物的浓度可广泛变化，但是当存在上述范围内的上述酯时，基于组合物总重量小至0.001wt％可为有效的。在优选实施方案中，它们存在的总量为基于准备使用的组合物的至少0.01wt％，更优选地至少0.10wt％，甚至更优选地至少0.25wt％。在优选实施方案中，它们存在的总量不大于基于准备使用的组合物的8wt％，更优选地不大于4wt％，甚至更优选地不大于2wt％。
通常观察到酚类化合物的上述浓度，除非预期浓缩的配方用于随后的稀释。另一方面，提供抗菌作用的酚类化合物和抗菌类脂组分的最小浓度将随着具体应用而变化。
单羟基醇。另外的增强剂是具有1～10个碳原子的单羟基醇。这包括低级(即C1～C4)单羟基醇(例如甲醇、乙醇、异丙醇和丁醇)以及更长链(即C5～C10)的单羟基醇(例如异丁醇、叔丁醇、辛醇和癸醇)。在某些优选实施方案中，用于本发明组合物的醇选自甲醇、乙醇、异丙醇及其混合物。
在本发明的组合物中可使用一种或多种合适水平的醇，以得到期望的结果。在优选实施方案中，短链(即C1～C4)醇存在的总量为基于准备使用的组合物的至少15wt％，更优选地至少20wt％，甚至更优选地至少25wt％。在另一优选实施方案中，更长链(即C5～C10)的醇存在的总量为基于准备使用的组合物的至少0.1wt％，更优选地至少0.25wt％，甚至更优选地至少0.5wt％，最优选地至少1.0％。在优选实施方案中，C5～C10醇存在的总量不大于基于准备使用的组合物总重量的10wt％，更优选地不大于5wt％，甚至更优选地不大于2wt％。
当增强剂为醇如异丙醇或乙醇时，保持增效抗菌活性的最小浓度为约15wt％(例如对于乙醇为20～30wt％，对于异丙醇为15～20wt％)。对于更长链的醇如癸醇，保持增效活性的最小浓度为约1wt％(例如1～2wt％)，而对1-辛醇，最小浓度为约0.5wt％(例如0.5～1.0wt％)。
表面活性剂
本发明的组合物可包括表面活性剂，以乳化组合物和帮助润湿表面以有助于接触微生物。如本文中所使用的，术语“表面活性剂”是指两亲物，其定义为具有共价键结合的极性和非极性部分的分子。该术语的包括肥皂、洗涤剂、乳化剂、表面活性剂等。表面活性剂可为阳离子、阴离子、非离子或两性离子。这包括各种常规表面活性剂；但是，某些乙氧基化的表面活性剂可能降低或消除抗菌类脂的抗菌效果。这种现象的确切机理是未知的，并非所有乙氧基化的表面活性剂都显示这种负面作用。例如，泊洛沙姆聚环氧乙烷/聚环氧丙烷表面活性剂已显示出与抗菌类脂相容，但是乙氧基化脱水山梨醇脂肪酸酯如由ICI以商标名TWEEN出售的那些，已在一些配方中不相容。应该指出，这些是广泛的一般概括，活性可依赖于配方，即基于使用的抗菌类脂和乙氧基化表面活性剂的选择和量。本领域技术人员通过制备配方并测试抗菌活性，如实施例部分所述，可容易地确定表面活性剂的相容性。如果需要的话，可使用各种表面活性剂的组合。
各种类型的表面活性剂的例子如下所述。在某些优选实施方案中，用于本发明组合物的表面活性剂选自磺酸盐、硫酸盐、膦酸酯、磷酸盐、泊洛沙姆(聚环氧乙烷/聚氧化丙烯嵌段共聚物)、阳离子表面活性剂及其混合物。在某些更优选的实施方案中，用于本发明组合物的表面活性剂选自磺酸盐、硫酸盐、磷酸盐及其混合物。
在本发明的组合物中可使用一种或多种合适水平的表面活性剂，以得到期望的结果。在优选实施方案中，它们存在的总量为基于准备使用的组合物总重量的至少0.1wt％，更优选地至少0.5wt％，甚至更优选地至少1.0wt％。在优选实施方案中，它们存在的总量不大于基于准备使用的组合物总重量的10wt％，更优选地不大于5wt％，甚至更优选地不大于2wt％。表面活性剂的总浓度与抗菌类脂组分的总浓度的比以重量计优选为5∶1～1∶100，更优选为3∶1～1∶10，最优选为2∶1～1∶3。
阳离子表面活性剂。示例性的阳离子表面活性剂包括但不限于，伯、仲或叔脂肪胺的盐及其聚氧烯化的衍生物；季铵盐如四烷基铵、烷基酰氨基烷基三烷基铵、三烷基苄基铵、三烷基羟基烷基铵或烷基吡啶卤化物(优选氯化物或溴化物)；咪唑啉衍生物；阳离子性质的氧化胺(例如酸性pH)。
在某些优选实施方案中，用于本发明组合物的阳离子表面活性剂选自四烷基铵、三烷基苄基铵和烷基吡啶卤化物及其混合物。
也特别优选的是氧化胺表面活性剂，包括烷基和下式的烷基酰氨基烷基二烷基氧化胺：
(R14)3-N→O
其中R14为(C1～C22)烷基(优选(C1～C14)烷基)或(C6～C18)芳烷基或(C6～C18)烷芳基，其中任何这些基团可任选地在链中或链上被N、O、S取代，包括基团如酰胺、酯、羟基等。每个R14可以是相同或不同的，只要至少一个R14基团包括至少8个碳。任选地，R14基团可与氮连接形成杂环，以形成表面活性剂如烷基吗啉、烷基哌嗪等的氧化铵。优选地，两个R14基团为甲基，一个R14基团为(C12～C16)烷基或烷基酰氨基丙基。
阴离子表面活性剂。示例性的阴离子表面活性剂包括但不限于，肌氨酸盐、谷氨酸盐、烷基硫酸盐、芳烷基硫酸盐、烷基醚(alkyleth)硫酸钠、烷基醚(alkyleth)硫酸铵、月桂基醚(laureth)正硫酸铵、月桂基醚(laureth)正硫酸酯、羟乙基磺酸盐、甘油醚磺酸酯、磺基丁二酸酯、烷基甘油醚磺酸酯、烷基磷酸酯、芳烷基磷酸酯、烷基膦酸酯和芳烷基膦酸酯。这些阴离子表面活性剂可具有金属或有机铵反离子。在某些优选实施方案中，用于本发明组合物的阴离子表面活性剂选自：
1.磺酸盐和硫酸盐。合适的阴离子表面活性剂包括磺酸盐和硫酸盐，如烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基醚磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基苯醚硫酸盐、烷基磺基乙酸盐、次级烷基磺酸盐、次级烷基硫酸盐等。许多这些化合物可由下式表示：
R14-(OCH2CH2)n(OCH(CH3)CH2)p-(Ph)a-(OCH2CH2)m-(O)b-SO3 -M+
和
R14-CH[SO3-M+]-R15
其中，a和b＝0或1；n、p、m＝0～100(优选0～20，更优选0～10)；R14定义如上，只要至少一个R14或R15为至少C8；R15为(C1～C12)烷基(饱和的直链、支链或环的基团)，其可任选地被N、O或S原子或羟基、羧基、酰胺或胺基团取代；Ph＝苯基；M为阳离子反离子如H、Na、K、Li、铵、质子化的叔胺如三乙醇胺或季铵基团。
在以上通式中，环氧乙烷基团(即“n”和“m”基团)和环氧丙烷基团(即“p”基团)可以相反的顺序以及任意的、顺序的或嵌段的排列出现。优选地对于这种类型，R14包括烷基酰胺基团如R16-C(O)N(CH3)CH2CH2-，以及酯基团如-OC(O)-CH2-，其中R16为(C8～C22)烷基(直链、支链或环的基团)。
2.磷酸盐和膦酸盐。合适的阴离子表面活性剂也包括磷酸盐如烷基磷酸盐、烷基醚磷酸盐、芳烷基磷酸盐和芳烷基醚磷酸盐。许多可由下式表示：
[R14-(Ph)a-O(CH2CH2O)n(CH2CH(CH3)O)p]q-P(O)[O-M+]r
其中：Ph、R14、a、n、p和M定义如上；r为0～2；q＝1～3；条件是，当q＝1时，r＝2，当q＝2时，r＝1，当q＝3时，r＝0。如上，环氧乙烷基团(即“n”基团)和环氧丙烷基团(即“p”基团)可以相反的顺序以及任意的、顺序的或嵌段的排列出现。
两性表面活性剂。两性型的表面活性剂包括具有可被质子化的叔胺基团的表面活性剂，以及含两性离子表面活性剂的季铵。已经特别有用的那些表面活性剂包括：
1.羧酸铵两性表面活性剂。这种类型的表面活性剂可由下式表示：
R17-(C(O)-NH)a-R18-N+(R19)2-R20-COO-
其中：a＝0或1；R17为(C7～C21)烷基(饱和的直链、支链或环的基团)、(C6～C22)芳基、或(C6～C22)芳烷基或烷芳基(饱和的直链、支链或环的烷基)，其中R17可任选地被一个或多个N、O或S原子，或一个或多个羟基、羧基、酰胺基或胺基团取代；R19为H或(C1～C8)烷基(饱和的直链、支链或环的基团)，其中R19可任选地被一个或多个N、O或S原子，或一个或多个羟基、羧基、胺基团取代，(C6～C9)芳基或(C6～C9)芳烷基或烷芳基；R18和R20各自分别为(C1～C10)亚烷基，其可为相同或不同的，可任选地被一个或多个N、O或S原子，或一个或多个羟基或胺基取代。
更优选地，在上式中，R17为(C1～C18)烷基，R19为(C1～C2)烷基，优选地被甲基或苄基取代，最优选地被甲基取代。当R19为H，应该理解，较高pH值的表面活性剂可以具有阳离子反离子如Na、K、Li或季胺基的叔胺存在。
2.磺酸铵两性表面活性剂。这类两性表面活性剂经常被称作“磺基甜菜碱(sultaines或sulfobetaines)”，可由下式表示：
R17-(C(O)-NH)a-R18-N+(R19)2-R20-SO3 -
其中R17～R20和“一个(a)”定义如上。磺基两性表面活性剂比羧酸酯两性表面活性剂优选，因为磺酸酯基团将在低得多的pH值下保持离子化。
非离子表面活性剂。示例性的非离子表面活性剂包括但不限于，烷基葡糖苷、烷基多葡糖甙、多羟基脂肪酸酰胺、蔗糖酯、脂肪酸酯和多元醇、脂肪酸链烷醇酰胺、乙氧基化脂肪酸、乙氧基化脂肪族酸、乙氧基化脂肪醇(例如，可以商品名TRITON X-100得到的辛基苯氧基多乙氧基乙醇和可以商品名NONIDET P-40得到的壬基苯氧基多(乙烯氧基)乙醇，两者均来自Sigma，St.Louis，MO)、乙氧基化和/或丙氧基化脂族醇(例如，其可从Sigma以商标名PLUROINC F127得到)、乙氧基化甘油酯、与乙二胺四乙酸(EDTA)的乙氧基化嵌段共聚物、乙氧基化环醚加合物、乙氧基化酰胺和咪唑啉加合物、乙氧基化胺加合物、乙氧基化硫醇加合物、与烷基酚的乙氧基化缩合物、乙氧基化基于氮的疏水物、乙氧基化聚氧化丙烯、聚合的硅氧烷、氟化表面活性剂(例如，那些可从Minnesota Mining and Manufacturing Co.，St.Paul，MN以商品名FLUORAD-FS 300得到，和从Dupont de Nemours Co.，Wilmington，DE以商品名ZONYL得到)、以及可聚合的(活性)表面活性剂(例如，SAM 211(可从PPG Industries，Inc.，Pittsburgh，PA.以商标名MAZON获得的亚烷基聚烷氧基硫酸盐表面活性剂))。在某些优选实施方案中，用于本发明组合物的非离子表面活性剂选自泊洛沙姆(Poloxamers)如来自BASF的Pluronic、脱水山梨醇脂肪酸酯及其混合物。
食物应用中的配方
本发明的配方对于降低食源性人类病原体的水平特别有用，这些病原体包括大肠埃希氏杆菌(Escherichia coli)0157:H7、沙门氏菌血清型(Salmonella serotypes)，其包括鼠伤寒沙门氏菌(S.typhimurium)、李斯特菌属(Listeria)(例如单核细胞增多性李斯特菌(L.monocytogenes))、弯曲杆菌属(Campylobacter)(例如空肠弯曲杆菌(C.jejuni))、志贺氏菌属(Shigella)物类和蜡样芽胞杆菌(Bacilluscereus)。
适合用于抗菌配方的脂肪酸单酯通常考虑为食品级、GRAS，和/或为美国食品和药物管理局(FDA)明确的食物添加剂。尤其是，衍生自C7～C12脂肪酸(优选地，C8～C12脂肪酸)的一种或多种脂肪酸单酯，如辛酸、癸酸、庚酸或十二烷酸的甘油单酯和/或辛酸、癸酸、庚酸或十二烷酸的丙二醇单酯，在本发明的配方中是有用的。可针对目标微生物修饰脂肪酸单酯的组合。例如，当期望降低植物或植物机体表面上的真菌时，可使月桂酸单酯与辛酸单酯和/或癸酸单酯的结合。
本发明中有用的单酸甘油酯通常以未反应的甘油、甘油单酯、甘油二酯和甘油三酯混合物的形式获得。因此，优选使用包含高浓度例如大于约60wt％单酸甘油酯的物质。在一些组合物中，期望的物质将包含浓度大于85wt％或90wt％的单酸甘油酯。特别有用的可商业购买的物质例子包括从Med-Chem Laboratories，East Lansing，MI以商标名LAURICIDINTM获得的单月桂酸甘油酯(GML)、从Riken VitaminLtd.，Tokyo，Japan分别以商标名POEMTM M-100和POEMTM M-200获得的单辛酸甘油酯(GM-C8)和单癸酸甘油酯(GM-C10)、和从HenkelCorp.of Germany以商标名“MONOMULSTM 90L-12”获得的那些物质。单辛酸丙二醇酯(PG-C8)、单癸酸丙二醇酯(PG-C10)和单月桂酸丙二醇酯(PG-C12)可从Uniquema International，Chicago，IL.购得。
在食物应用中，增强剂是食品级的、GRAS列出的、和/或FDA明确的食物添加剂。合适的有机酸可包括，例如乳酸、酒石酸、己二酸、丁二酸、柠檬酸、抗坏血酸、羟基乙酸、苹果酸、扁桃酸、乙酸、山梨酸、苯甲酸和水杨酸。合适的螯合剂可包括，例如酸式焦磷酸钠、酸性六偏磷酸钠(如SPORIX酸性六偏磷酸钠)、乙二胺四乙酸(EDTA)及其盐。合适的醇可为，例如乙醇、异丙醇或长链醇如辛醇或癸醇。酚类化合物如丁基化羟基苯甲醚、丁基化羟基甲苯和叔丁基氢醌，例如与该脂肪酸单酯协同作用的苯甲酸衍生物如甲基、乙基、丙基和丁基对羟基苯甲酸酯。
本发明中用来提供浓缩组合物的酸或螯合剂的量通常高达20.0wt％，优选约1.0～10.0wt％。当使用时，可用载体稀释浓缩物，以提供浓度为约0.01～1.0wt％，优选约0.01～0.5wt％的酸或螯合剂。可能需要更低浓度的增强剂，部分地，是为了避免不期望的对食物的味道、质地、颜色、气味或外观的改变或变化。根据具体使用的增强剂，如果在酯中可溶并且稳定，它可直接形成为浓缩物载体，或者它可单独包装于合适的溶剂中。
抗菌配方也可包括一种或多种表面活性剂，当稀释浓缩物时，其可便于单酯在水中的溶解或分散，和/或有助于从食物和其它基体的表面上释放或除去附着的微生物，从而可用配方更加容易地接触和破坏微生物。离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子型表面活性剂和两性表面活性剂可用来制备合适的抗菌脂肪酸酯的乳液。例如，抗菌配方可包括阴离子表面活性剂如酰基乳酸盐、二辛基磺基丁二酸盐、月桂基硫酸盐、十二烷基苯磺酸盐和C8～C18脂肪酸的盐。合适的盐包括钠盐、钾盐或铵盐。酰基乳酸盐包括，例如硬脂酰基-2-乳酸钙或钠、异硬脂酰基-2-乳酸钠、月桂酰基-2-乳酸钠、己酰基乳酸钠、椰油基乳酸钠和山嵛酰基乳酸钠。非离子型表面活性剂包括甘油酯如四油酸十甘油酯；脱水山梨醇酯如单月桂酸脱水山梨醇酯，可从UniquemaInternational，Chicago IL以SPANTM 20商业获得；和聚环氧烷的嵌段共聚物，例如从BASF(Parsippany，NJ)以PluronicsTM和TetronicsTM获得的聚环氧乙烷和聚环氧丙烷。二辛基磺基丁二酸钠是从Finetex Inc.，Spencer，North Carolina以GEMTEXTM SC40表面活性剂(异丙醇中的40％二辛基磺基丁二酸钠)商业购得的。己酰基乳酸钠是从RITA(Woodstock，IL)以PATIONICTM 122A商业购得的。月桂基硫酸钠是从Stepan Chemical Co.，Northfield，IL.商业购得的。
在大部分组合物中，食品级和/或GRAS表面活性剂的使用量提供约1.0～30.0wt％，优选地约4.0～12.0wt％的浓缩组合物。当使用时，可在载体中稀释浓缩物，以提供浓度为0.001～1.0wt％，优选地0.01～0.5wt.％的表面活性剂。
有效抑制微生物生长所需要的上述组分的浓度取决于目标微生物和所用配方的类型(例如，存在的抗菌类脂、增强剂和表面活性剂的类型)。当单独考虑时，每种类组分的浓度或量没有组合物总体上杀死的病原体或不期望微生物的范围广，杀死速度没有那么迅速，或者不能将这些微生物的数量降低至可接受水平。因而，当一起使用时，配方的组分与相同条件下单独使用相同组分相比，对肉、植物或植物机体、或其它被处理的表面提供增效的抗菌活性。食物或其它表面中或其上的抗菌活性可接受的水平通常降低超过1个对数值。
本领域技术人员使用本文中的教导和本领域已知的分析，可容易地确定每个组分的有效量。存在于浓缩的抗菌组合物中的丙二醇酯为30～90wt％。在许多实施方案中，丙二醇酯包括组合物的60～90wt％。本发明的丙二醇脂肪酸酯中脂肪酸单酯的量为至少60wt％。
包括较多量丙二醇酯的组合物可包含脂肪酸单酯、表面活性剂、增强剂和其它溶于/混溶于丙二醇酯的成分。丙二醇酯的重量百分比为最终浓溶液的至少30％。最终浓缩配方优选在室温下保持透明，例如保持单相状态至少一天。一些浓缩物在室温下可能有相分离，但是在较高温度如40℃或50℃下变回单相。
可制备和直接使用本发明的浓缩配方，或可在使用之前稀释，以制备非水性或水性溶液、乳液或悬浮液。用于制备溶液或悬浮液的合适载体通常是安全的，对管理机构如FDA和美国环境保护局(EPA)是可接受的。尤其可接受的载体包括水、丙二醇、聚乙二醇、甘油、乙醇、异丙醇及其组合。可选择地，一种或多种抗菌类脂可用作载体。
当使用前稀释时，脂肪单甘油酯为抗菌配方的约0.001～30重量％(wt％)，增强剂为约0.001～30wt％，一种或多种表面活性剂为0.001～30wt％。例如，准备使用的配方可包括0.01～5.0wt％的脂肪酸单酯、约0.5～30wt％的增强剂和约0.5～5.0wt％的表面活性剂。尤其是，准备使用的配方可包括约0.2wt％～约2.0wt％的脂肪酸单酯、约0.1wt％～约25.0wt％的增强剂和约0.1wt％～约1.5wt％的一种或多种表面活性剂。
抗菌配方的其它组分可包括，例如，食品级涂覆剂如食品级蜡、即蜂蜡、石蜡、巴西棕榈蜡、小烛树蜡、聚乙烯蜡；其它涂覆材料如树脂、虫胶、木松香和玉米蛋白；保护配方不会UV失活或降解的组分、着色剂、增香剂、粘度控制剂如黄芪胶、***胶、卡拉胶、卡波泊(Carbopols)(B.F.Goodrich，Cleveland，Ohio)、瓜尔胶、和纤维素胶；防泡剂如硅氧烷防泡剂例如聚二甲基硅氧烷(Dow Corning，Midland，MI)、粘合剂或食用香料如天然油或人造甜料。
本发明的浓缩组合物在4～80℃表现出较少或没有组合物的相分离。一些组合物在4℃将相分离，但是当加热时，将变回单相。
用于食物应用的抗菌配方在应用中高温度下通常表现出高的抗菌效果。
处理肉和肉制品
可通过使用本领域技术人员众所周知的方法和步骤，结合上述组分来制备本发明的组合物。例如，按照如下步骤制备浓缩组合物，将丙二醇脂肪酸酯加热至70℃，加入表面活性剂，然后加入溶于脂肪酸酯的增强剂，以形成溶液。在一些实施方案中，可在与应用增强剂分开的步骤中应用抗菌类脂。
本发明的组合物可以各种合适的方式在加工的各个阶段用于食物加工厂。例如，本发明可以喷雾、清洗或洗液应用于肉制品，如牛肉屠体、牛肉切块(trim)、牛肉初始切块(primals)或碎肉。肉制品也可浸在组合物中。另外，本发明有广的使用温度范围，这使得组合物可在加工厂的不同阶段使用。例如，组合物可在高温下使用，以消毒牛肉屠体，在冷的温度(4～5℃)下使用，以消毒碎牛肉和牛肉切块。而且，如果烹饪肉或肉制品，本发明的组合物尤其有效。本发明的组合物也用于如美国专利5,460,833和5,490,992中公开的产品和方法。
处理植物和植物机体
使用本发明的配方，可降低植物和植物机体表面上的植物病原体水平，这可延长植物和植物机体的存放期。植物病原体的非限制性离子包括，胡萝卜软腐欧文氏菌(Erwinia carotovora)、镰刀菌属物类(Fusarium species)、葡萄孢属物类(Botrytis species)、Phytopthera物类、茎点霉属物类(Phoma species)、轮菌酶物类(Verticilium species)、青霉菌物类(Penicillium species)和刺盘孢物类(Colletotrichum Species)。本发明的配方也有效地降低植物和植物机体表面上孢子的存活力，如来自青霉菌真菌的孢子。
可通过例如喷涂、浸涂、擦涂、刷涂、以海绵揩拭法或轧涂法(padding)，将本发明的配方施涂于植物和植物机体上。可将配方施涂到植物或植物机体的一部分或整个外部表面上。在大部分应用中，植物或植物机体的整个表面完全被配方润湿。在一些实施方案中，可在与施涂增强剂分开的步骤中施涂抗菌类脂。
可在2～90℃的温度下施涂配方，使配方与植物或植物机体的表面接触足够长的时间，以降低微生物水平(例如10秒～60分钟)。通常，当温度升高时，施涂时间减少。将配方加热至40℃～65℃(例如44～60℃、46～58℃、48～56℃或50～54℃)，并趁温热施涂到表面上，这特别有效地降低植物或植物机体上的微生物水平。如果存在的话，可通过例如空气干燥，从植物或植物机体的表面除去液态载体。而且，如果烹饪植物或植物机体，本发明的组合物尤其有效。
合适的植物和植物机体包括粗农产品(即未加工的产品)和加工过的产品。未加工农产品的非限制性例子包括苜蓿种子、幼苗、黄瓜、甜瓜、洋葱、莴苣、卷心菜、胡萝卜、马铃薯、茄子、柑桔类水果如柚子、柠檬、酸橙和橙、香蕉、菠萝、猕猴桃和苹果。加工过的产品包括撕破、切、切碎、切细或剁碎的水果或蔬菜，以及从水果或蔬菜获得的汁。
例如，水果如橙可用本发明的抗菌配方处理，空气干燥，然后用食品级蜡涂覆。这样生产在橙和食品级涂层之间***有抗菌配方的橙。可选择地，可在施涂之前混合抗菌配方和食品级涂层。在另一可选择的方式中，食品级蜡可施涂到水果如橙上，然后可在蜡上用抗菌组合物处理水果。
本发明的组合物也可用于公开在WO 200143549A中公开的产品和方法。
配方和制备方法
也应该理解，可包括并预期其它的防腐剂、消毒剂或抗生素。这些包括例如，氧化剂如臭氧；氯化物如次氯酸钠、二氧化氯；盐如磷酸三钠和酸性硫酸钙；加入金属如银、铜、锌；碘和碘伏；氯己定和其各种盐如氯己定二葡糖酸酯；聚六亚甲基双胍、对氯间二甲苯酚、三氯生、抗菌季铵类包括聚合的季铵类、“吡咯”抗真菌剂包括clortrimazole、霉康唑、益康唑、酮康唑及其盐；等等。也可包括抗生素如新霉素硫酸盐、杆菌肽、莫匹罗星、多粘菌素、利福平、四环素等。
其它合适的防腐剂包括，例如过氧化物、(C6～C14)烷基羧酸和烷基酯羧酸、抗菌天然油，如2004年9月7日申请的申请人、受让人共同未决美国专利申请序列号_______(代理案卷号59889US002)中所述；2004年9月7日申请的申请人、受让人共同未决美国专利申请序列号_____(代理案卷号59887US002)中所述的卤化苯酚、二苯醚、双酚(包括但不限于对-氯代间二甲苯酚(PCMX)和三氯生)和卤化N-碳酰苯胺；二葡萄糖酸盐、二醋酸盐、二硫酸二甲酯和二乳酸盐；聚季铵化合物如聚六亚甲基双胍；银和各种银络合物；小分子季铵化合物如苯扎氯铵和烷基取代的衍生物；具有至少一个烷基(C8～C18)链的季铵化合物；十六烷基吡啶鎓卤化物和它们的衍生物；苄索氯铵和它的烷基取代衍生物；和2004年9月7日申请的申请人、受让人共同未决美国专利申请序列号______(代理案卷号57888US002)中所述的奥替尼啶；及其相容的组合物。
配方中也适合包括防腐剂，以防止某些有机物的生长。合适的防腐剂包括工业标准的化合物如对羟基苯甲酸酯(甲基酯、乙基酯、丙基酯、异丙基酯、异丁基酯等)、2溴-2硝基-1，3二醇；5溴-5-硝基-1，3-二噁烷、氯丁醇、二偶氮烷基脲；碘代丙烯基丁基氨基甲酸酯、苯氧乙醇、卤化甲酚、甲基氯代异噻唑啉酮等，以及这些化合物的组合。
配方通常选自以下五种配方之一：(1)具有疏水载体的配方，该载体可能是无水的、几乎无水的或进一步包括含水相；(2)基于油包水乳化液的配方，其中不溶于水的连续“油”相由一种或多种疏水组分组成；(3)具有亲水载体的配方，该载体可能是无水的、几乎无水的或进一步包括含水相；(4)高度粘性的基于水的配方，其可为溶液或水包油乳化液；和(5)基本上不含疏水或亲水载体组分的纯组合物，其包括抗菌类脂、任选的增强剂和进一步任选的表面活性剂。在这种最后的情况下，组合物可任选地溶于挥发性载体溶剂中被传送至预期的基体上，或以干粉、液态或半固态组合物被传送至位点。以下进一步讨论不同类型的组合物。
(1)具有疏水载体的无水或几乎无水的配方：在本发明的某些优选实施方案中，组合物包括疏水载体中的抗菌类脂组分，任选地结合表面活性剂、增强剂组分和少量亲水组分。在大多数情况下，增强剂在室温下不溶于疏水组分，虽然它们在高温下可能溶解。亲水组分通常存在的量足以使组合物中的增强剂稳定(并可能溶解)。据信，这些配方产生乳化液，其中增强剂和/或表面活性剂溶于、乳化或分散于亲水组分中，该亲水组分被乳化到疏水组分中。这些组合物在冷却和离心分离时是稳定的。
这些配方的水含量优选小于20wt％，更优选小于10wt％，甚至更优选小于5wt％，最优选小于2wt％，以使存在的抗菌类脂的化学降解最小化，并且减少储存过程中关于组合物中微生物污染的问题。
(2)油包水乳化液：本发明的抗菌类脂组分可形成为结合增强剂和表面活性剂的油包水乳化液。尤其优选的组合物包括至少35重量％，优选至少40重量％，更优选至少45重量％，最优选至少50重量％的油相。如本文中所用的，油相包括23℃下不溶于水或优选地溶于油的所有组分。
(3)亲水载体：本发明的抗菌类脂组分可形成为亲水组分，如以上所述基于亲水化合物的那些组分，任选地结合增强剂和表面活性剂。特别优选地是聚乙二醇(PEGs)、二醇及其组合，包括不同分子量PEGs的混合物，任选地包含一种或多种二醇。
(4)基于水的配方：本发明的含水组合物其中存在最大量的水，由此形成“载体”。在大部分应用中，基于水的配方将在与本发明的抗菌组合物一起使用之前形成。在一些应用中，可用增稠剂体系使基于水的配方增稠。合适的增稠剂体系包括有机聚合物或无机触变胶，如硅胶、粘土(如膨润土、合成锂皂石(laponite)、硅酸镁锂、蒙脱石等)以及有机改性的无机颗粒材料等。可由一种或多种非离子、阳离子、阴离子、两性离子或相关的聚合物制备增稠剂体系，只要它们与组合物的抗菌类脂和增强剂组分相容。优选地，使用阳离子或非离子增稠剂使包括酸性增强剂组分的组合物增稠，因为这些增稠剂在低pH下作用良好。此外，许多非离子和阳离子聚合物可容许更高水平的盐和其它添加剂，并且仍保持高粘性。
非离子聚合增稠剂的优选组包括改进的纤维素、瓜尔胶、黄原胶和其它天然聚合物如多糖和蛋白质。
(5)纯组合物：本发明的抗菌类脂组合物也可以纯的形式被传送，或在挥发性溶剂中被传送，该溶剂快速蒸发留下纯的组合物。这种组合物可为固体、半固体或液体。在组合物为固体的情况下，抗菌类脂和/或增强剂和/或表面活性剂可任选地被微胶囊化，以支持传送或便于制造易于传送的粉末。可选择地，组合物可被微粉化成细粉，而不加入其它组分，或者它可任选地包含填料和其它便于粉末制造的成分。适当的粉末包括但不限于碳酸钙、磷酸钙、各种糖、淀粉、纤维素衍生物、白明胶和聚合物如聚乙二醇。
抗菌组合物也可包括合适的固体或凝胶相载体或赋形剂。这种载体或赋形剂的例子包括但不限于碳酸钙、磷酸钙、各种糖、淀粉、纤维素衍生物、白明胶和聚合物如聚乙二醇。
传送方法和设备
本发明的配方可包装成试剂盒。一些抗菌类脂可为固有活性，尤其是在增强剂如羟基取代的有机酸或螯合剂存在下。例如，脂肪酸单酯可在含水介质中水解成相应的脂肪酸，与含羟基的增强剂(例如乳酸)酯交换，或与含羟基的溶剂酯交换。根据选择的组分，液体组合物的抗菌活性可能降低，存放期可能被缩短至小于一年。
因此，配方可方便地包装在两部分体系(试剂盒)中以增加稳定性。在两部分体系的一个实施例中，配方的所有组分，除了增强剂以外，存在于一个容器中，而增强剂存在于单独的容器中。在另一实施例中，第一容器将包含组合物的所有组分，包括溶于丙二醇脂肪酸酯的增强剂，而第二容器包含第二增强剂。在处理适用的食物或表面之前，将每个容器的内容物混合在一起，并可稀释。
在一些实施方案中，将抗菌配方包装在单个容器中，该容器具有分开的用于储存各种组分的隔间，例如增强剂在一个隔间中，抗菌类脂和任选的一种或多种表面活性剂以及第二增强剂在同一容器的第二隔间中。这种两隔间容器通常在两个隔间之间使用易破碎或可转移的隔板。然后隔板被打破或被转移，以能够混合。可选择地，构造容器，从而可从每个隔间移除一部分内容物，而不混合每个隔间的全部内容物，例如，对两隔间容器的描述参见美国专利5,862,949、6,045,254和6,089,389。
在其它实施方案中，可以两部分提供组合物，并可原位制备抗菌类脂组分。例如，在脂肪酶如哺乳动物或细菌衍生的脂肪酶存在下，可由二或三甘油酯原位形成甘油单酯。这可在基体上进行或在施涂到基体上之前进行。
在本发明的方法中，可以适合传送到基体上的配方来提供抗菌类脂组合物。合适的配方可包括但不限于，霜剂、凝胶剂、泡沫、软膏、洗液、香膏、蜡、油膏、溶液、悬浮液、分散体、油包水或水包油乳化液、胶束溶液、糊剂、粉末、油剂、锭剂、大丸药和喷雾等。
除非另外定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员通常所理解的相同的含义。虽然与本文中所述类似或相等的方法和物质可用来实现本发明，但是合适的方法和物质如下所述。在冲突的情况下，包括定义的本发明说明书将进行解释。此外，物质、方法和实施例仅是说明性的，并不意图限制。将在以下实施例中进一步描述本发明，实施例不限制权利要求中所述的本发明的范围。
实施例
以下实施例预期提供与本发明实践有关的进一步细节和实施方案。提供以下实施例是出于说明性目的，以帮助理解本发明，不应被认为是限制其范围。所有的物质是可商业购得的，除非另外说明或显而易见的。除非另外指明，实施例中的所有份数、百分比、比例等都是以重量计。
术语表
  材料   文中的术语   供应商
  单月桂酸甘油酯   GMLC12   Med-Chem.Labs，MI
  单辛酸丙二醇酯   PGMC8   Uniqema，NJ
  单癸酸丙二醇酯   PGMC   Uniqema，NJ
  单月桂酸丙二醇酯   PGMC12   Uniqema，NJ
  二癸酸丙二醇酯   PGDC10   Uniqema，NJ
  二月桂酸丙二醇酯   PGDC12   Uniqema，NJ
  月桂酸   月桂酸   Sigma Chemical Co.，St.Louis，MO
  己酰基乳酸钠   Pationic 122A   RITA Chicago，IL
  月桂酰基乳酸钠   Pationic 138C   RITA Chicago，IL
  单月桂酸脱水山梨醇酯   Span 20   Uniqema，NJ
  PEG-400中的50％二辛基磺基丁二酸钠   DOSS   Cytec，NJ
  叔丁基化对羟基苯甲醚   BHA   EASTMAN，TN
  Pluronic P65表面活性剂   Pluronic P65   BASF，NJ
  Pluronic P68表面活性剂   Pluronic P68   BASF，NJ
  单油酸脱水山梨醇酯   Span 80   Uniqema，NJ
  三油酸脱水山梨醇酯   Span 85   Uniqema，NJ
  Pluronic L35   Pluronic L35   BASF，NJ
  甘油   甘油   J.T.Baker，NJ
  月桂醇/肉豆寇醇   月桂醇/肉豆寇醇   Procter & Gamble，OH
  苯甲酸   苯甲酸   Mallinckrodt，St.Louis，MO
  水杨酸   水杨酸   Mallinckrodt，St.Louis，MO
  对羟基苯甲酸甲酯   对羟基苯甲酸甲酯   Protameen Chemical，IL
  对羟基苯甲酸丙酯   对羟基苯甲酸丙酯   Protameen Chemical，IL
  聚乙二醇400   PEG 400   Dow，Midland，MI
  乳酸   乳酸   PURAC，Lincolnshire，IL
  酒石酸   酒石酸   Mallinckrodt，St.Louis，MO
  丙二醇   丙二醇   hci，St.Paul，MN
  肉豆蔻酸异丙酯   IPM   Aldrich Chemical Co.，St.Louis，MO
  单肉豆蔻酸甘油酯   MMG   Sigma Chemical Co，St.Louis，MO
  乙基己基甘油酯   Sensiva SC50   Schulke & Mayi Gmbh，Germany
实施例1
制备浓缩溶液
由两种方法之一制备脂肪酸酯的浓缩溶液。第一种方法包括，将如表1中列出的配方所需要的所有组分称取到玻璃容器中，在70～80℃的炉中加热组分几分钟至几小时，同时周期性地用手摇动溶液，直到溶液为均相透明液体。
第二种方法包括，向玻璃容器中加入每种组分，同时在加热板上加热。在加热过程中，用磁力或螺旋桨搅拌体系不断地搅拌溶液。混合溶液直到得到均相透明单相液体。表1列出了由上述两种方法之一制备的浓缩配方的组合物。两种方法得到相同的溶液用于进一步测试。所有配方在室温下至少一天没有相分离。大部分组合物在4℃下几个月是物理稳定的单相。
Figure C20048003100500451
Figure C20048003100500461
为了比较稳定性，根据US5460833中的步骤制备了表2中提供的配方28和29。
表2对比脂肪酸酯溶液
  配方28   配方29
  GMLC12   1.00   1.00
  PGMC8   2.50   2.50
  PGMC10   2.50   2.50
  DOSS，50％   10.00   10.00
  Pluronic P68   5.00   10.00
  酒石酸   6.00
  乳酸   6.00
  水   53.00
  丙二醇   73.00   15.00
实施例2
为了评价配方的稳定性，对于初始和在50℃下老化2周和4周之后的组合物，使用气相色谱(GC)来分析溶液。溶剂全部是色谱级的(EM
Figure C20048003100500471
)，氯化钾和硫酸钠(无水)是ACS试剂级的(可从Sigma Chemical Co.，St.Louis，MO购得)。用作标准的GMLC12是来自用来制备配方的同一批。通过GC分析，测定它对GMLC12的99+％标准为97％纯。
通过蒸馏Uniqema供应的相应的工业级单酯，获得单和二辛酸丙二醇酯(PGMC8，PGDC8)，单和二癸酸丙二醇酯(PGMC10，PGDC10)以及单和二月桂酸丙二醇酯(PGMC12，PGDC12)的标准样品。通过GC分析，均为99+％纯。这些样品用来产生校准曲线。用作内标的单肉豆蔻酸甘油酯(MMG)是99+％纯的(可从Sigma Chemical Co.，St.Louis，MO购得)。肉豆蔻酸异丙酯(IPM)也用作内标，得到98％纯度(可从Aldrich Chemical Co.，St.Louis，MO购得)。酯与内标的比例和校准曲线能够对表1和表2中配方14、15、27、28或29的老化和初始样品进行分析。
样品的制备：
因为在测试的各配方之间分析物的浓度以因子10变化，调节被分析的配方的量，从而在被分析的样品中存在大致相等浓度的活性酯。这种调节能够对所有配方使用一组标准曲线。下表3示出了对每个配方被分析的样品的量。
表3-每个配方被分析的样品的量
  配方   配方14   配方15   配方21   配方28   配方29
  被分析的量(mg)   30   30   30   300   300
每个配方制备了三份样品。向涂了焦油的10ml量瓶中加入以上指定的5mg内的量。记录精确重量，使量瓶达到内标的体积并混合。直接用GC分析首先的4个配方。配方29的样品在GC分析之前必须被萃取，以除去存在的大量水。为此，将被分析的300ml样品溶液转入干净的7ml小瓶中，加入HPLC级水中的0.4wt％KCl。密封小瓶，旋转1分钟，接着离心分离5分钟以形成两相。将一部分较低相转移到含有少量Na2(SO4)的第二个小瓶中，盖上盖子，简单地摇动以除去任何残余的水，然后将等分试样转移到自动采样瓶中，用GC分析。以相同的方式制备用于分析的初始和老化的样品，相对于它们的初始浓度，活性酯的浓度在表4中给出。
Figure C20048003100500481
表4中的结果证明，浓缩的配方(14、15和21)比配方28和29具有更好的存放期。
实施例3
浓缩配方的体外抗菌效果
评价了5℃下浓缩配方的体外抗菌效果。用水将表1中的浓缩配方16、17和18稀释至1％活性酯溶液，也向稀释溶液中加入乳酸作为增强剂，以得到2％w/w的乳酸最终浓度，这样制备了几种溶液。摇动溶液，直到形成乳状乳化液。制备后立即使用该乳化液溶液。
将稀释至1％水溶液之后的配方与2％乳酸溶液的效果比较。2％乳酸溶液通常在目前的肉工业中用于屠体消毒。
制备培养物悬浮液：
细菌在胰蛋白酶的大豆肉汤(TSB)(可从VWR Scientific，Chicago，IL购得)中于35℃±2℃下生长16～24小时。将0.3ml有机体培养物悬浮液涂在胰蛋白酶的大豆琼脂(TSA)板的表面上，其在35℃下培养16～24小时。通过加入1～3ml TSB，用L-棒将从琼脂板上收获细菌细胞，并转移到测试管中。使用三种细菌菌株：金黄色葡萄球菌(ATCC#6538)、E.coli(ATCC#11229)和无毒的E.coli 0157:H7(ATCC#700728)。
测试步骤：
通过将20.0ml稀释的溶液无菌转移到三个包含磁力搅拌棒的爱仑美氏(Erlenmeyer)测试烧瓶中的每一个中，来评价表1中稀释的配方16、17和18。将烧瓶置于具有搅拌能力的受控的5℃水浴中。调节磁力搅拌器，从而快速搅拌烧瓶而不飞溅。向每个烧瓶中加入一部分(0.1ml)培养物悬浮液。暴露时间包括2min、5min、10min和1hr。在每段暴露时间的最后，从每个烧瓶中将1.0ml接种的样品转移到包含9.0mlLetheen肉汤的管中，然后旋转。这是10-1稀释液。旋转之后，通过将1ml转移到9ml Letheen肉汤(其也中和FAME抗菌反应)中，来继续进一步使溶液稀释10倍。对于每种稀释液，将0.1ml体积置于TSA板上，用L棒展平。在37℃下培养板24小时，计数菌落形成单元。用三个平行的杀菌溶液进行测试。复制铺板的稀释细菌悬浮液。
对于每种有机物的初始接种体板，在计数为25～250的稀释水平，对菌落形成单元(CFU)计数。在选择的稀释水平使用两个复制板的平均值。使用以下公式计算初始接种体数：
初始接种体数＝T时间＝0＝2个平行的CFU平均值×[稀释水平]×0.005
(由于样品接种体被稀释(20.1ml FAME中0.1ml))
对于每个时间段的每种有机体的测试板，在所有10-2和10-3板上对CFU计数。确定并使用计数为25～250的稀释水平。在选择稀释水下使用三个平行板的平均值，来计算给定时间测试板的计数，使用以下公式：
T时间＝x＝给定时间3个平行的CFU平均值×[稀释水平]
在暴露时间点3个平行的平均板计数。
通过取T时间＝x和T时间＝0的对数来确定对数值的降低。并使用以下公式来确定对数值(Log)的降低。
在x时间点的对数值降低＝logT时间＝0-logT时间＝x
表5中是稀释的高浓度FAME溶液与2％乳酸对比的体外测试结果。测试温度为5～8℃。
Figure C20048003100500511
结果证明，稀释到1％(在水中1∶100稀释)的浓缩溶液在冷藏温度下比单独的乳酸具有高得多的抗菌效果。
实施例4
制备培养物混合物(cocktail)悬浮液
以与实施例3中所述相同的步骤使细菌生长。使用的细菌菌株是4种沙门氏菌隔离种群(S.enteritidis噬菌体类型IV，S.typhimuriunm(ATCC 13311)、NATO 32091(从Cargill Inc.，Wayzata，MN获得)、FRB 93922(从Cargill Inc.，Wayzata，MN获得)和E.coli(ATCC 11229)。为了制备混合物，加入2ml E.coli和0.5ml四种沙门氏菌培养物中的各种。充分摇动。对细菌混合物进行接种体计数。
用细菌接种体混合物对肉块接种
对几个肉块(尺寸为5×5×0.6cm)接种。将瘦肉和脂肪样品(来自零售肉供应商或商业屠宰场)置于8×11托盘上，从手动泵的喷瓶将1冲程混合物溶液喷在肉块上，足以完全润湿表面，从而用接种体混合物接种。将肉样品的托盘置于40℃炉中20分钟。
确定接种的肉细菌数量
三个接种的肉样品各自置于Whirlpak袋中(从VWR Scientific，Chicago，IL购得)，向其中加入99ml Butterfields缓冲剂(从InternationalBio Products，Bothell，WA购得)。消化该袋30秒，以帮助从肉上除去细菌。从每个样品袋取出等分试样(11ml)，加入另外的99mlButterfields缓冲剂，充分混合以得到用于进一步测试的溶液。PetrifilmTM E.coli/Coliform计数板(从3M，St.Paul，MN购得)、沙门氏菌XLD琼脂(从Remal，Inc.，Lenexas，KS购得)和PetrifilmTM需氧菌计数(Aerobic Count)(从3M，St.Paul，MN购得)用作使用Butterfield缓冲剂连续10倍稀释的介质。在37℃下将板培养18～24小时，之后如实施例3中所述对它们计数，以得到初始细菌计数。
配方处理和细菌对数值降低的确定
将表1中配方1和7在使用之前在水中稀释至1％。与增强剂一样，也向稀释的溶液中加入乳酸至1％或2％的最终w/w浓度。充分摇动溶液直到形成乳状乳化液。形成之后立即使用乳化液溶液。
对于每个溶液处理，在指定温度下将6个接种的肉样品浸于制备的溶液中5分钟。在指定温度下从溶液中取出所有6个肉样品，使过量的溶液从肉块上滴下几秒钟，然后将肉样品置于Whirlpak袋中。立即使用3个样品进行5分钟计数，将3个样品置于6～8℃的冰箱中24小时，以提供24小时计数样品。在指定时间(5分钟、24小时)向Whirlpak袋中的样品加入99ml Butterfields缓冲剂。用手揉袋中的样品30秒，以帮助从肉上除去细菌。从包中取出11ml等分试样，并与另外99ml Butterfields缓冲剂合并，在完全混合溶液之后，用于细菌计数测试。PetrifilmTM E.coli/Coliform计数板(从3M，St.Paul，MN购得)、沙门氏菌XLD琼脂和PetrifilmTM需氧菌计数(从3M，St.Paul，MN购得)用作使用Butterfield缓冲剂连续10倍稀释的介质。在37℃下将板培养18～24小时。使用2％乳酸和水作为参照，重复以上步骤，以与配方溶液对比。
接种之后读取板，如实施例3中所述确定对数值的降低。结果如表6～8所示。
表6.牛肉瘦肉侧的对数值降低
Figure C20048003100500531
1“浸5min”的数据是指，5分钟浸渍之后立即测试肉样品。2“5℃下储存24hr”是指，测试之前肉样品浸渍5分钟，然后在5℃下储存24小时。
表7.牛肉瘦肉侧细菌的对数值降低
Figure C20048003100500541
1“浸5min”的数据是指，5分钟浸渍之后立即测试肉样品。2“5℃下储存24hr”是指，测试之前肉样品浸渍5分钟，然后在5℃下储存24小时。
3乳酸的最终浓度为2％w/w。
表8牛肉脂肪侧细菌的对数值降低
1“浸5min”的数据是指，5分钟浸渍之后立即测试肉样品。2“5℃下储存24hr”是指，测试之前肉样品浸渍5分钟，然后在5℃下储存24小时。
表6、7和8中的结果证明了浓缩溶液(使用之前稀释)相对于单独2％乳酸的抗菌效果。表6中的数据也表明，高温通常提高FAME配方效果。
实施例5
制备和用细菌接种体接种肉块
以与实施例3中所述相同的步骤使细菌生长。细菌菌株是无毒的E.coli 0157:H7(ATCC#700728)。
使用与实施例4中所述类似的步骤，对尺寸约为100cm2×0.3cm的几个冷藏肥牛肉块接种。接种之后，将肉块置于5℃的冷却器中30±5分钟，以使有机体附着。
初始样品接种体确定
使用11.4cm2挖心设备从接种的样品上切除不厚于3mm的表面组织。在每次使用之前消毒不锈钢挖心设备，以防止样品之间的交叉污染。将每个圆形的组织切除体置于具有15ml琼脂稀释剂的过滤器消化袋中，在铺板(plating)之前消化1分钟。使用来自消化袋中未稀释样品在Petrifilm TM Enterobacteriaceae板(Petrifilm EB，从3M，St.Paul，MN获得)上进行铺板。进行一系列10倍连续稀释，并置于Petrifilm EB上。培养该板，按包装说明书上所推荐的进行计数。
处理的应用：
使用11.4cm2挖心设备从接种的样品上切除不厚于3mm的表面组织切除体。在每次使用之前消毒不锈钢挖心设备，以防止肉样品之间的交叉污染。
将表1中配方16和17在水中稀释至1％w/w。与增强剂一样，也向稀释的溶液中加入乳酸至最终2％的w/w浓度。充分摇动溶液直到形成乳状乳化液。形成之后立即使用乳化液溶液。
通过在5℃、23℃和50℃下，将它们浸在溶液中5分钟，用稀释的溶液或仅用2％乳酸溶液(对照样品)处理接种圆形肉块。立即取出圆形肉块，使过量的溶液从圆形肉块上滴下5秒钟。
将圆形肉块置于消化袋中。将它们中的两个置于冰箱中，通过向第三个消化袋加入15ml琼脂稀释剂来测试第三个消化袋。在铺板之前，将这个袋消化1分钟。从消化袋中未稀释样品铺板双份样品。进行连续10倍稀释，每种稀释液都铺板于Petrifilm EB板上。培养之后按包装说明书上所推荐的对板计数。冷藏1小时之后，取出一个冷藏的消化袋，对1小时测试圆形肉块重复以上步骤。24小时冷藏之后，取出剩余的消化袋，对24h测试圆形肉块重复以上步骤。
接种之后读取板，如实施例3中所述确定对数值降低。结果如表9所示。
表9.牛肉脂肪上的对数值降低
Figure C20048003100500561
1用稀释的配方在各种溶液温度下处理。脂肪组织保持在5℃。
2“浸5min”的数据是指，5分钟浸渍之后立即测试脂肪样品。
3“5℃下60min”的数据是指，5分钟处理之后，在5℃下储存60min以后，测试脂肪样品。
4“5℃下24小时”的数据是指，5分钟处理之后，在5℃下储存24小时以后，测试脂肪样品。
证明稀释的配方与单独2％乳酸相比，在牛肉脂肪表面上具有更好的抗菌效果。这些数据也表明，溶液效果随时间增加，表明配方在肉上的残留作用。数据也证明了增加温度的积极作用。
实施例6
制备培养物悬浮液和接种碎肉样品
使用如实施例3中所述相同的步骤使沙门氏细菌混合物生长，使用4种沙门氏菌隔离种群：肠炎沙门氏菌(S.enteritidis)噬菌体型IV、S.typhimurium(ATCC 13311)、NATO 32091(从Cargill Inc.，Wayzata，MN获得)、FRB 93922(从Cargill Inc.，Wayzata，MN获得)。加入0.5ml四种沙门氏菌培养物中的每种，并摇动以充分混合，来制备混合物。
通过将称重的碎牛肉和沙门氏菌混合物接种体加到装有桨式混合器的KitchenAidTM混合器中，来接种碎牛肉。混合样品1分钟。混合之后，将接种的碎牛肉置于5℃的冷却器中10分钟，以使有机体附着。
确定接种样品的初始接种体
将接种的11g等分试样的碎牛肉置于各自具有99ml琼脂缓冲剂的分开的过滤器消化袋中，消化1分钟。用琼脂肉汤进行连续10倍的顺序稀释。对于沙门氏菌混合物接种的碎牛肉，将样品置于PetrifilmTME.coli/Coliform计数板(从3M，St.Paul，MN购得)、PetrifilmTM AerobicCount(从3M，St.Paul，MN购得)和沙门氏菌XLD琼脂板上。在35℃下培养Petrifilm板24±2小时，按包装说明书上推荐的进行计数。在35℃下过夜培养XLD板，按推定的沙门氏菌进行黑色菌落计数。
应用和测试：
在水中稀释配方22；也向水中加入乳酸。稀释的溶液包含35％的配方22，40％的乳酸。充分摇动溶液直到形成乳状乳化液；形成之后立即使用溶液。
将称量的接种碎牛肉加到装有桨式混合头的KitchenAidTM混合器中。将基于配方22的稀释溶液置于连接到喷嘴的压力釜(23℃)中。将溶液喷到KitchenAidTM中包含的接种碎牛肉(5℃)中，同时用桨式混合器进行混合。被喷的肉含有约5％w/w水溶液，以及1％FAME和2％乳酸。在15秒(总喷雾时间)内将喷雾传送到碎牛肉上，总混合时间为3分钟。再将处理的碎牛肉置于冰箱中。在每个期望的时间点，称出11g等分试样的碎牛肉。使用如上所述相同的接种体确定方法。
使用计数在板的计数范围内的板，即每板15～100cfu，用于进一步分析。将结果换算成log10，并取平行实验的平均值。从类似的未处理样品的结果减去被处理样品的结果，以确定处理的对数值降低。
表10包括通过上述应用方法用稀释的配方22处理过的碎牛肉中细菌对数值降低的结果。
Figure C20048003100500581
表11包括未接种的碎牛肉中天然细菌的对数值降低的结果。方法与上述相同，除了将稀释的配方22吸移到而不是喷到碎牛肉中，碎牛肉没有被接种。
Figure C20048003100500591
表10和11中的结果表明了稀释配方的抗菌效果。在5℃下，48小时之后，接种的肉和未接种的肉在碎牛肉上留下使用上述测试方法检测不到的细菌。24小时和48小时的杀死数据令人惊奇地高，这再次证明了配方的残留杀死作用。
实施例7
使用与实施例6中所述类似的测试步骤，除了碎牛肉在袋中接种，用手混合约2分钟，将配方26直接加到肉中，得到肉的1％w/w溶液，接着加入2％乳酸。然后用手混合碎牛肉样品约2分钟。
表13包含用浓缩配方处理碎牛肉的对数值降低的结果。
Figure C20048003100500592
配方26在5℃下24小时内使几乎2.5对数值的沙门氏菌混合物失活，证明了浓缩溶液的抗菌有效性。
实施例7A
煮得欠熟的碎牛肉
USDA推荐，将碎牛肉煮到165°F(66℃)以杀死肉中存在的任何病原菌。本发明的配方证明随温度增加效果也增加。向碎牛肉中加入本发明的配方，可降低残留人类病原体的危险，如果汉堡包被加热至小于66℃的某一温度，这导致碎牛肉煮得欠熟，如以下实施例所证明的。
制备培养物悬浮液和接种碎肉样品
如实施例3中制备E.coli 0157:H7(ATCC#700728)培养物。如使用设定在600nm的分光光度计的光学密度测定的，接种体的作用种群数为108有机体/mL。通过将497g碎牛肉和10ml E.coli 0157:H7接种体加到装有桨式混合器的KitchenAidTM混合器中，来接种碎牛肉。混合样品1分钟。混合之后，将接种的碎牛肉置于5℃的冷却器中约10分钟，以使有机体附着。
处理碎牛肉
如实施例1中制备配方30。配方30包含以重量计的10％GML、50％PGMC8、20％Pationic 122A、10％SPAN 20和10％PGMC 12。通过在去离子水中将乳酸稀释至25％来制备增强剂。
从冷却器中取出接种的碎牛肉(507g)，分别使用带有扇形喷嘴的加压喷雾器(Sprayer Systems Co.，Wheaton，IL)加入配方30和增强剂，同时混合器用桨附件在低混合设置下混合组合物共3分钟。首先在混合的第一个1.5分钟期间以30mL/min的喷雾速度传送增强剂，然后以7.5mL/min的喷雾速度传送配方30，同时继续混合另外的1.5分钟。加入足够的增强剂和FAME配方，以给混合的物质增加另外的5％重量，其中1％来自配方30，1％来自增强剂，和3％为水。
称出3份113.5g处理的牛肉样品，制成球，然后使用Tupperware汉堡包压力机使其形成为肉饼。得到的肉饼是均匀的，厚度为约12mm。在电煮锅(11”West Bend，型号#72108)上煮肉饼，电煮锅设定在350预热5分钟。三个肉饼等距离分开放在煮锅上，形成三角形，每个肉饼的中心在煮锅的加热线圈上。每面加热2分钟，然后翻过来，直到达到期望的内部温度。使用数字温度计(VWR Scientific Products，Model#23609-160)测量温度，放置温度计以读取肉饼中心的温度。
当温度达到60℃(140°F，约4.2分钟)时，从煮锅上取出三个肉饼。将肉饼放在无菌箔纸上，切成4块，从每块的中心取出11g样品，每个肉饼共4个样品。将11g样品置于含有99mL无菌琼脂肉汤的3M消化袋中，消化1分钟，然后如实施例6中所述稀释。在PetrifilmTM E.coli/Coliform计数板(从3M，St.Paul，MN购得)，PetrifilmTM需氧细菌计数板(从3M.St.Paul，MN购得)上进行铺板，如实施例6中进行分析，计算log种群数。
使用计数在板的计数范围内的板，即每板15～100cfu，用于进一步分析。将结果换算成log10，并取平行实验的平均值。
重复以上步骤以制备另外三个FAME处理的肉饼，一旦它们达到66℃(150°F，约6分钟)就将其取出。为了比较，如上制备3批接种的碎牛肉，而不加入配方30。在分别3种温度下：60℃、66℃和74℃(165°F)使用相同批量的接种碎牛肉，制备三个碎牛肉肉饼。
表14是用E.coli 0157:H7接种后加热时碎牛肉中细菌水平的结果。
Figure C20048003100500621
实施例8
在用E.coli混合物接种的橙上评价配方15。在水中将配方15稀释至1％w/w。也向稀释溶液中加入乳酸作为增强剂，得到最终的2％w/w浓度。充分摇动溶液，直到形成乳状乳化液。制备之后立即使用乳化液溶液。
橙的接种：
使用4个E.coli菌株(ATCC#25922、ATCC#11229、ATCC#35218和CREC isolate 97-1)制备E.coli混合物，置于营养肉汤中。在35℃下培养肉汤20～24小时。这得到约109有机体/ml的接种体。从当地的食品杂货店获得橙，测量直径，假设为球体计算表面积。橙的平均表面积为66.70cm2。通过用温和的洗涤剂(Ivory)洗涤来除去蜡，用DI水漂洗，使橙过夜风干。
使用两种方法来接种橙：
方法A：将橙加到接种的营养肉汤中。用称重的干净容器将橙保持在表面以下。15分钟后取出橙，使其风干1小时。
方法B：用20ml有机体(混合物)在橙上接种10个点，使接种体风干1小时。接种的橙干燥后，将5个橙和500ml冷冻的0.1％蛋白胨水(由从VWR Scientific，Chicago，IL购得的无水介质制备)一起置于ziplock袋中，并置于冰上、交互振动器中1小时。这些橙用作对照实验，以确定每cm2接种的橙表面有机体的最大回收。用另外两批各自5个橙重复这一步骤，得到三份结果。
使用鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella Typhimurium)(ATCC#14028)、Salmonella Mbandaka(ATCC#51958)、Salmonella Muenchen(ATCC#8388)和Salmonella Montevideo(ATCC#8387)，进行相同的接种步骤来测试沙门氏菌混合物。
处理和分析：
加热稀释的配方15并保持在40℃。向溶液中加入5个橙，浸泡30秒、1分钟和2分钟。偶尔用干净的匙搅拌橙。将橙取出到含有无菌蒸馏水的无菌烧杯中10～15秒，以除去过量的处理物。不干燥，然后将橙置于含有500ml 0.1％蛋白胨水的自封袋中，并置于冰上、交互振动器中1小时。处理三份样品。在震动器上1小时后，测量样品的pH，然后将溶液吸移到Petrifilm E.coli/Coliform板上或稀释瓶中，用于进一步的连续10倍稀释。双份铺板样品。
使用测量的平均直径计算橙的平均表面积，以cm2计量。用使用的缓冲剂毫升数(500ml)除以橙的平均总表面积，来确定换算因子。使用这一换算因子将实际菌落计数换算成每平方厘米(cm2)橙的菌落数。使用这一换算因子乘以每个板实际的CFU/ml，来获得每平方厘米的CFU计数。
表15是用稀释的配方15在40℃下处理后，橙表面上E.coli混合物的对数值降低的结果。E.coli混合物的初始接种体为5.13对数值。
实施例9
橙上的抗真菌效果
测试方法和样品制备与实施例8中所述相同，除了将两种真菌分别接种到橙表面：柑桔青霉病菌(Penicillium italicum)(ATCC#32079)和柑桔绿霉病菌(Penicillium digitatum)(ATCC#34644)。配方15和27都被稀释到1％。仅向配方15中加入乳酸至1％。不向配方27中加入乳酸。
表16是用稀释的配方在50℃下处理后，橙表面上两种真菌的对数值降低的结果。
Figure C20048003100500642
注意，配方15和27之间的差别是增强剂。稀释之后，配方15使用1％乳酸作为增强剂，配方27使用0.1％水平的酯溶性水杨酸作为增强剂。
实施例10
无纺聚丙烯上的效果
实施例10测定配方用作抗菌涂层，其使纺织品抗细菌侵袭。测试方法是基于AATCC Test Method 100-1993，Antibacterial Finishes onTextile Materials：Assessment，有一些改变：对1.5平方英寸的无纺聚丙烯接种，储存在陪替氏(petri)培养皿中，而不是玻璃瓶中。使用样品的数量决定于材料的种类；材料未消毒；在胰蛋白酶的大豆肉汤(TSB)中而不是营养肉汤中对测试有机体进行稀释。培养阶段为1小时和24小时。材料样品保持在陪替氏培养皿中。将样品分散到胰蛋白酶的大豆琼脂(TSA)上，而不是营养琼脂上。使用的攻击细菌(challengebacteria)为金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)(ATCC#6538)和K.pneumonia(ATCC#23357)。
使用的测试步骤简述如下。在水中将配方14、15、19和20稀释至1％w/w。也向稀释溶液中加入乳酸作为增强剂，至最终的1％w/w浓度。充分摇动溶液，直到形成乳状乳化液。立即使用这些乳化液溶液。
将样品置于稀释的配方中10秒。然后将它们取出，干燥18～24小时。用分散于纺织品中心的1ml细菌接种处理的纺织品样品。每个接种提供多个被处理的纺织品样品块，以吸收共1ml接种体。将接种的纺织品样品置于陪替氏培养皿中。在0、1小时和24小时的时间，取出纺织品样品，放入琼脂肉汤中，充分摇动，进行连续10倍稀释。将双份稀释溶液置于TSA中，列举细菌计数。初始接种体计数与处理后的那些计数相比，细菌降低如表17所示，以百分比降低计。
表17纺织品上的百分比降低
(a)金黄色葡萄球菌的降低
  配方   1小时   24小时
  配方20   100   100
  配方19   100   100
  配方14   99.6   100
(b)K.pneumonia的降低
  配方   1小时   24小时
  配方15   75.19   97.22
  配方14   83.96   100
表17a和b中的结果证明，本发明的配方有效地降低纺织品样品上的细菌水平。
实施例11
硬表面上的抗菌效果
对消毒的、硬的、无生命的表面如不锈钢评价配方1。在水中将配方1稀释至2％w/w。也向稀释溶液中加入乳酸作为增强剂，得到最终的2％w/w浓度。充分摇动溶液，直到形成乳状乳化液。形成之后立即使用乳化液溶液。
接种体和测试步骤：
使用来自AOAC官方方法(AOAC Office Method 991.47：TestingDisinfectants against Salmonella Choleraesuis，和AOAC Office Method955.15：Testing Disinfectants against Staphylococcus aureus)的步骤，来测试消毒剂抗以下有机体：金黄色葡萄球菌(ATCC#6538)；Salmonella Choleraesuis(ATCC#10708)；和E.coli(ATCC#11229)。初始接种体：金黄色葡萄球菌6.33对数值，E.coli：6.98对数值；S.Choleraesuis：8.35对数值。
简而言之，在此测试中，用攻击细菌涂覆中空不锈钢或玻璃圆柱体(Penicylinders)。使细菌在玻璃圆柱体上干燥一段时间。将带有干燥细菌接种体的玻璃圆柱体浸在稀释的配方中10分钟，取出并置于中和溶液(琼脂肉汤)中30秒，，然后放到TSB中24小时。在24小时的最后，检查包含玻璃圆柱体的管的浊度，评价为生长或没有生长。
处理的接种表面对于测试的三种不同细菌(金黄色葡萄球菌(ATCC#6538)；Salmonella Choleraesuis(ATCC#10708)；E.coli(ATCC#11229))中的每种，10个测试片中的10个表现出没有生长。结果表明，稀释的高酯浓缩Fame配方是高度有效的硬表面消毒剂。
实施例12
对橙上的真菌孢子的杀孢子效果
在水中将配方15和27稀释至10％和1％。仅向配方15中加入乳酸至2％。不向稀释的配方27中加入乳酸。
杀死率测试过程与实施例3所述的非常类似，有以下变化：柑桔青霉病菌ATCC#32079和柑桔绿霉病菌ATCC#34644孢子制备为攻击有机体。马铃薯葡萄糖代替TSA用作介质。在50℃而不是8℃下进行FAME配方处理。
表18是体外测试的结果，表明50℃下用配方处理之后两种真菌孢子的对数值降低。
Figure C20048003100500681
实施例13
向在加热板上加热的4盎斯玻璃瓶中，顺序加入40g乙基己基甘油、10g单月桂酸甘油酯、10g Pationic 122A、20g Span 20、5g DOSS和最后的10g IPA。用磁力棒不断搅拌溶液，直到溶液变为均匀透明的单相液体，然后冷却至室温。
实施例14
制备处理的碎牛肉的方法
接种体制备
由大肠埃希氏杆菌(Escherichia coli)ATCC 11229和病原大肠埃希氏杆菌(Escherichia coli)O157:H7混合物(ATCC 35150、ATCC43894、ATCC 43895)制备细菌溶液。所有菌株在37℃下在含10mL胰蛋白酶的大豆肉汤(TSB)的各个管中生长约24小时。
通过将两个10mL接种的TSB样品转移到塑料喷雾瓶中，来制备E.coli 11229接种体溶液。然后通过加入两个90mL无菌琼脂肉汤部分来稀释接种体，以获得作用种群数为108菌落形成单元(CFU)/毫升(mL)的溶液。通过将两个10mL由各种有机体(ATCC 35150、ATCC43894、ATCC 43895)的等份(3.3mL)制备的接种体样品加入到塑料喷雾瓶中，并通过加入两个90mL无菌琼脂肉汤部分，以获得作用种群数为108CFU/mL，来稀释此接种体混合物，从而制备E.coli 0157:H7混合物溶液。
肉的制备和接种
将从食品杂货店获得的冷的(～5℃)牛肉切块(无骨牛臂烤肉)，脂肪含量约为10％～15％，纵向切成1英寸(2.54cm)宽的条。将这些牛肉条的1lb(454g)部分置于盖有无菌铝箔的塑料盘上。然后通过用喷雾瓶将E.coli 11229溶液接种体喷到牛肉条上来接种此样品。将盘保持在小角度，喷雾接种体以覆盖条的表面。对于平均的牛肉条块，需要从手动泵喷雾瓶喷出约5次以覆盖牛肉条。3次喷出等于约1mL溶液。每盘牛肉条喷涂了15次喷出的接种体。然后将接种的肉盘置于冷却器(～5℃)中30分钟，以使细菌附着。以相同的方式用E.coli0157:H7混合物溶液接种体处理样品用于测试。
抗菌配方的制备
通过将下表19中列出的每个组分加入到玻璃容器中来制备抗菌类脂的浓缩配方31A。在热板(50～80℃)上加热容器，加热过程中，不断搅拌溶液。混合溶液直到得到均匀透明的单相液体。使用此浓缩物来处理牛肉样品。以相同的方式制备浓缩配方31B用于在牛肉条上测试。
表19浓缩配方
  配方31A   配方31B
  PGMC8   49.0   96.0
  Pationic 122A   25.0
  DOSS   6.0   4.0
  Pluronic L44   5.0
  苯甲酸   15.0
用去离子(DI)水稀释浓缩物，以得到表20中列出的组合物，其用来处理牛肉条。在使用之前，使用Fisher Thermix设定为9用磁力搅拌每种稀释的溶液至少5分钟。
表20
  配方(wt％)   32   33   34   35
  浓缩物31A   4
  浓缩物31B   4   4   6
  苹果酸   2.8   2
  酒石酸   2.8
  乳酸   2.8
  水   93.2   93.2   93.2   92
用抗菌剂处理牛肉切块和进一步加工
将每个接种的牛肉切块条浸入配方溶液中30秒，然后另外悬挂30秒，以便过量的溶液从牛肉条滴下。以相同的方式测试每个配方32～35的效果。溶液处理后，将处理的牛肉条在冷却器(5℃)中储存1小时。然后使用研磨机(Berkel，La Porte，IN)，用1/2”板(US Edge 12×1/2)粗磨碎牛肉条，然后用1/4”板(DC 12×1/4)细研磨。然后将最终的碎牛肉样品储存在冷却器(5℃)中直到测试。
在不同的时间测试碎牛肉样品的细菌计数。在每个时间点，对于每次处理重复三次测试样品。称取25g部分，并置于具有225毫升(mL)琼脂肉汤(VWR Scientific，Batavia，IL)的过滤消化袋(3M产品)中，消化30秒。用琼脂肉汤顺序进行10倍连续稀释。将样品置于PETRIFILM肠杆菌科计数板(EB)(从3M，St.Paul，MN购得)上，在35℃下接种PETRIFILM板24±2小时，按包装说明书上所推荐的进行计数。使用计数在板计数范围内的板(每PETRIFILM EB板15～100CFU)用于分析。
将结果换算成10的对数，并取平行实验的平均值。从类似的未处理肉样品的结果减去被处理肉样品的结果，以确定处理后对数值的降低。表21和22表示E.coli 11229和E.coli 0157:H7混合物的对数值降低。
表21.E.coli 11229的对数值降低
  配方   32   33   34   35
  第1天   1.636   2.354   1.874   1.911
  第4天   3.283   2.676
  第6天   3.226   2.893
  第7天   1.586   2.189
表22.E.coli 0157:H7混合物的对数值降低
  配方   配方32   配方35
  第1天   0.586   1.426
  第7天   1.390   2.503

Claims (44)

1.一种抗菌组合物，包括：
较多量的丙二醇(C7～C14)脂肪酸酯；和
增强剂，其选自α-羟基酸、β-羟基酸、其它羧酸、不是羧酸的螯合剂、酚类化合物、(C1～C10)一元醇、细菌素、抗菌酶、铁结合蛋白及其衍生物、含铁细胞、糖、糖醇及其组合；
其中丙二醇(C7～C14)脂肪酸酯包括大于60％的单酯。
2.权利要求1的抗菌组合物，其中单酯和增强剂的组合保持稳定的活性。
3.权利要求1的抗菌组合物，其中所述的组合物包括较多量的丙二醇(C8～C14)脂肪酸酯。
4.权利要求1的抗菌组合物，其中所述的组合物在4℃或以上是稳定的。
5.权利要求1的抗菌组合物，其中所述丙二醇酯的浓度保持基本上恒定。
6.权利要求1的抗菌组合物，其中所述的脂肪酸单酯为单月桂酸丙二醇酯、单辛酸丙二醇酯、单癸酸丙二醇酯或其组合。
7.权利要求1的抗菌组合物，还包括表面活性剂。
8.权利要求7的抗菌组合物，其中所述表面活性剂为非离子表面活性剂。
9.权利要求8的抗菌组合物，其中所述表面活性剂为聚环氧乙烷/聚环氧丙烷嵌段共聚物。
10.权利要求7的抗菌组合物，其中所述表面活性剂包括阴离子表面活性剂。
11.权利要求10的抗菌组合物，其中所述阴离子表面活性剂选自酰基乳酸盐、二辛基磺基丁二酸盐、月桂基硫酸盐、十二烷基苯磺酸盐和C8～C18脂肪酸的盐。
12.权利要求7的抗菌组合物，其中所述表面活性剂与酯的比例为1∶1或更小。
13.权利要求1的抗菌组合物，包括C8～C14丙二醇酯，存在的量为30～90％。
14.权利要求1的抗菌组合物，还包括C8～C14脂肪酸甘油单酯。
15.权利要求14的抗菌组合物，其中所述的脂肪酸单酯为单月桂酸甘油酯、单辛酸甘油酯、单癸酸甘油酯或其组合。
16.权利要求1的抗菌组合物，其中所述的增强剂为螯合剂、有机酸或醇。
17.权利要求16的抗菌组合物，其中所述的螯合剂为EDTA或其盐。
18.权利要求16的抗菌组合物，其中所述的有机酸为乳酸、扁桃酸、丁二酸、酒石酸、抗坏血酸、水杨酸、乙醇酸、苯甲酸、醋酸、苹果酸或己二酸。
19.权利要求16的抗菌组合物，其中所述的醇选自乙醇、异丙醇、辛醇和癸醇。
20.权利要求1的抗菌组合物，其中所述的增强剂为酚类化合物。
21.权利要求20的抗菌组合物，其中所述的增强剂选自丁基化羟基苯甲醚、丁基化羟基甲苯、叔丁基氢醌，和苯甲酸衍生物。
22.一种抗菌试剂盒，包括：
第一容器，其含有较多量的丙二醇(C8～C14)脂肪酸酯和表面活性剂；和
第二容器，其包括增强剂，所述增强剂选自α-羟基酸、β-羟基酸、其它羧酸、不是羧酸的螯合剂、酚类化合物、(C1～C10)一元醇、细菌素、抗菌酶、铁结合蛋白及其衍生物、含铁细胞、糖、糖醇及其组合；
其中第一容器中的酯包括大于60％的丙二醇(C8～C14)脂肪酸单酯。
23.权利要求22的抗菌试剂盒，其中所述第一容器还包括增强剂。
24.权利要求22的抗菌试剂盒，其中酯和增强剂的组合保持稳定的活性。
25.一种使用权利要求22的抗菌试剂盒的方法，包括混合第一容器和第二容器的内容物，以制备有效降低基体上微生物水平的抗菌配方。
26.权利要求25的方法，还包括在施涂到基体上之前，用载体稀释抗菌配方的步骤。
27.权利要求25的方法，其中所述基体是肉的一部分。
28.权利要求27的方法，还包括研磨肉的部分。
29.权利要求22的抗菌试剂盒，其中所述的增强剂是选自乳酸、扁桃酸、丁二酸、酒石酸、抗坏血酸、水杨酸、乙醇酸、苯甲酸、醋酸、苹果酸或己二酸的有机酸。
30.权利要求22的抗菌试剂盒，其中所述的增强剂是选自丁基化羟基苯甲醚、丁基化羟基甲苯、叔丁基氢醌，和苯甲酸衍生物的酚类化合物。
31.一种抗菌试剂盒，包括：
第一容器，其含有表面活性剂和较多量抗菌类脂，所述抗菌类脂选自多元醇的脂肪酸酯、多元醇的脂肪醚或其烷氧基化衍生物；和
第二容器，其包括增强剂，所述增强剂选自α-羟基酸、β-羟基酸、其它羧酸、不是羧酸的螯合剂、酚类化合物、(C1～C10)一元醇、细菌素、抗菌酶、铁结合蛋白及其衍生物、含铁细胞、糖、糖醇及其组合。
32.权利要求31的抗菌试剂盒，其中所述的第一容器还包括增强剂。
33.一种使用权利要求1的抗菌组合物消毒基体的方法。
34.权利要求33的方法，其中所述的基体选自肉、肉制品、植物和植物机体。
35.权利要求34的方法，其中所述的基体是选自纺织品、玻璃、聚合表面、金属、木材和橡胶的无生命表面。
36.一种使用权利要求1或2的抗菌组合物的方法，该方法包括将组合物施涂到基体上的步骤。
37.权利要求33的方法，还包括在将组合物施涂到基体上之前，用载体稀释权利要求1的组合物的步骤。
38.一种使用权利要求1的抗菌组合物的方法，该方法包括将权利要求1的组合物局部施涂到哺乳动物皮肤或头发上的步骤。
39.权利要求1的抗菌组合物，其还包括食用香料。
40.一种用于降低基体上微生物水平的方法，包括使基体与有效量的抗菌配方接触，所述的抗菌配方包括较多量的(C7～C14)脂肪酸丙二醇酯和增强剂，所述增强剂选自α-羟基酸、β-羟基酸、其它羧酸、不是羧酸的螯合剂、酚类化合物、(C1～C10)一元醇、细菌素、抗菌酶、铁结合蛋白及其衍生物、含铁细胞、糖、糖醇及其组合。
41.一种施涂抗菌组合物的方法，该方法包括以下步骤：
施涂包括较多量抗菌类脂的抗菌组合物，所述抗菌类脂选自多元醇的脂肪酸酯、多元醇的脂肪醚或其烷氧基化衍生物；和
将增强剂施涂到基体上，所述增强剂选自α-羟基酸、β-羟基酸、其它羧酸、不是羧酸的螯合剂、酚类化合物、(C1～C10)一元醇、细菌素、抗菌酶、铁结合蛋白及其衍生物、含铁细胞、糖、糖醇及其组合。
42.权利要求41的方法，其中在施涂增强剂之前，将抗菌组合物施涂到基体上。
43.权利要求41的方法，其中在施涂增强剂之后，将抗菌组合物施涂到基体上。
44.一种处理碎牛肉的方法，包括将权利要求1的抗菌组合物施涂到肉的部分，并研磨肉的部分。
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