对细菌芽孢和营养细胞具有抑菌和杀菌活性的组合物及其处理食品的方法

专利名称：对细菌芽孢和营养细胞具有抑菌和杀菌活性的组合物及其处理食品的方法
背景技术：
根据35 U.S.C.§119(e)，本申请要求2001年7月13日先行提交的在审美国临时申请No.60/305,114的权利，所述临时申请的名称为“具有抑菌和杀菌活性的食品处理组合物及其处理食品的方法”，其内容此处引作参考。
1.发明领域本发明涉及一种对存在于食品中不良细菌具有抑菌和杀菌活性的组合物，以及用此种组合物处理食品的方法以便提供更耐腐败并且消费更安全的食品。
2.相关技术描述用于处理食品以阻止或者抑制细菌性腐败和/或有害细菌生长的方法和组合物正在被广泛应用。考虑到食品中的最耐热的危险细菌是源自能够形成高度耐热的芽孢，所述芽孢在较少的加工过程中存活，对罐装或者袋装食品实施足以使肉毒梭菌(Clostridium botulinum)的芽孢减少十进制的12(12D)的加热和加压组合处理是市售低酸食品(即pH＞4.5)杀菌的一般惯例。
令人遗憾的是，典型的12D杀菌方法可改变食品的外观和风味，使它们不如在低于使肉毒梭菌芽孢致死(亚致死)的温度下加工的食品受欢迎。
最近几年中，更多食品已经用亚致死剂量的热，压力，照射，超声，或者其组合进行处理，所述处理能够降低食品的细菌水平同时还能提供更具感官吸引力的食品。这些亚致死加工处理不如传统上用于食品灭菌的12D热处理剧烈，但是大多数用这种方式加工处理的食品必须冷藏以防止产芽孢细菌的可能增长。
尽管亚致死的加工处理杀死大多数营养腐败和致病细菌细胞，但是通常仅仅杀死一小部分潜在的细菌芽孢，细菌芽孢对热，照射及其它处理有很高的耐性。这些芽孢可能在亚致死的加工处理后得以存活，并且随后在加工的食品中生长，引起腐败，疾病，并且最坏情况引起死亡。为此，大多数用这种方式处理的食品冷藏以便减慢或者阻止这些芽孢的生长。
被这些形成芽孢的细菌感染的食品有很多并且包括，但是不局限于，快餐粗粉和主菜，熟食色拉，乳制品，调味品以及佐料，加工或者盐腌的肉类，家禽和海鲜，以及加工的果实和蔬菜，水果和蔬菜来源的产品，谷物以及谷类来源的产品，意大利面制品，汤，和无菌包装食品。快餐食品，尤其是真空包装，气调包装(MAP)，和罐装食品的冷藏储存期长，可能特别令人讨厌，因为可以使得一些诸如肉毒梭菌的细菌的芽孢在食品中萌发和生长，伴随产生致死毒素。这种危险在亚致死处理的食品中可能更高，因为亚致死处理通常消灭非致病性营养细菌物种，否则它们分解或者与产芽孢物种竞争。在这类食品中的其它严重危险是使用真空或者气调包装加工过程，因为这些加工过程产生梭菌的芽孢发育和生长所需的缺氧条件。
已经进行了食品安全方面的广泛研究，以开发能够作为抗菌剂的食品级组合物。相关现有技术可以在US专利5,096,718和5,260,061中找到，此处引作参考。这些专利公开了在特定食品中使用丙酸细菌代谢物延长终产物的储存期。这些代谢物表现出抗革兰氏阴性细菌的功效但是通常不能有效的抗革兰氏阳性细菌或者其芽孢。
JP 07-115950公开了由所述丙酸细菌属的乳酸菌产生的细菌素组合有机酸和其盐，多元醇的脂肪酸酯，氨基酸，抗菌肽和蛋白，包括糖，糖二酸和氨基糖的多糖和其部分分解产物，香料其香精油和植物成分，以及酒精。
美国专利5,217,250公开了乳链菌肽组合物作为杀菌剂的应用。乳链菌肽是一种羊毛硫抗生素，更具体的是一种具有抗菌特征，由多种乳链球菌(Streptococcus Lactis)细菌株天然产生的多肽。乳链球菌肽主要对革兰氏阳性细菌有效。本专利公开了诸如EDTA的螯合剂，或者其它乙酸盐或者柠檬酸盐与乳链菌肽组合能够产生广谱杀菌剂。
美国专利5,458,876公开了羊毛硫抗生素与溶菌酶的组合作为抗细菌组合物。
欧洲专利0 466 244公开了一种具有改良抗菌特征的组合物，它是至少一种下组每种化合物的混合物(I)细胞壁分解物或者其盐，(II)抗细菌化合物，以及(III)佐剂，选自食品应用、制备用于美容用途或者个人卫生可接受的有机酸，或者这些酸的盐；磷酸盐以及缩合磷酸盐或者相应的酸；其他多价螯合剂。优选地，(I)为溶菌酶，(II)可能是细菌素(例如，乳链菌肽或者片球菌素)，以及(III)可能是乙酸，乳酸，柠檬酸，丙酸，酒石酸，正磷酸盐，六偏磷酸盐，三聚磷酸盐，其它多磷酸盐，或者含取代的或者非取代氨基的多价螯合剂，例如，EDTA。
欧洲0 453 860公开了联合使用乳链菌肽和pH值在5.5和6.5之间有效的磷酸盐缓冲液，有助于从表面消除革兰氏阴性细菌。
美国专利5,989,612公开了丙酸菌代谢物与增效剂物质的组合，丙酸菌代谢物不止是丙酸，增效剂包括螯合剂，香精油，或者有机酸(除了丙酸，乙酸，乳酸，和其各自的盐)。
U.S.美国专利6,207,210公开了不止是丙酸的丙酸菌代谢物，羊毛硫抗生素，以及作为鳌合剂的一种或者多种磷酸盐的组合。
特别在进行亚致死(小于12D)加工处理食品中开发能够有效抗革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌以及抗革兰氏阳性芽孢的抗细菌组合物仍然是有益的。

发明内容
目前相当令人惊奇地发现，含有至少一种丙酸细菌代谢物和至少两种选自下列组分的其它组分(a)羊毛硫抗生素，(b)分解酶，和(c)有机酸和/或其盐的食物处理组合物显示出对通常在食品上或者食品中发现的革兰氏阳性和革兰氏阴性营养细菌，以及革兰氏阳性产芽孢细菌良好的抑菌和杀菌活性。当连同一种或者多种亚致死加工处理使用时，这种组合物尤其是对潜在的食物所含的有害病原菌有抑菌和杀菌效果。
在尤其优选实施方案中，在此处所述组合物的羊毛硫抗生素(a)为乳链菌肽或者乳链球菌素；分解酶(b)为溶菌酶或者几丁质酶；以及有机酸和/或其盐(c)选自乙酸，诸如乙酸钠的乙酸盐，二乙酸钠，或者乙酸钾，乳酸，诸如乳酸钠或者乳酸钾的乳酸盐，丙酸，丙酸盐，包括但不限于，丙酸钠和丙酸钾，柠檬酸，诸如柠檬酸钠或者柠檬酸钾的柠檬酸盐，或其混合物。
在另一实施方案中，本发明提供了通过对食品施加有效抑菌和有效杀菌量的上述组合物，减少食物中或食物上总细菌数或者菌群的方法。
在其他实施方案中，本发明提供了由于在其上施加了有效抑菌和有效杀菌量的上述组合物，活菌群减少的食品。
实际上，本发明的组合物能够与一种或者多种诸如亚致死热处理的亚致死加工处理联合应用到食品上。
优选实施方案的详述本发明的抗细菌组合物包括至少一种丙酸菌代谢物和至少两种选自包括下列组分的其它组分(a)羊毛硫抗生素，(b)分解酶，和(c)有机酸和/或其盐。抗细菌组合物显示出对通常在食品上或者食品中发现的不良革兰氏阳性和革兰氏阴性营养细菌，以及革兰氏阳性芽孢改良的抑菌和杀菌活性。
在此处应用的，“代谢物”是指由丙酸细菌产生的除水或者二氧化碳以外的有机物。“抑菌”或者“有效抑菌”是指物质或者组合物抑制细菌生长或者增殖的能力。“杀菌”或者“有效杀菌”是指一种物质或者组合物破坏，即，杀死细菌的特性。表述“活性代谢物”和“抑制性代谢物”都指抑菌代谢物。
“水解酶”包括能够降解细菌细胞壁引起细胞溶解(和死亡)的任一物质。
表述“有害细菌”包括存在于食品中引起，加速，参与，或在食品腐败中起作用和/或如果细菌或者它们的副产物(例如，毒素)被摄取后可能对健康，尤其是对人体健康有害的所有细菌。
术语“食物”或者“食品”包含所有可食用营养物质和组合物，尤其是那些用于人类消费的营养物质和组合物，并且包括未加工的以及加工的，例如，煮熟的营养物质和组合物。表述“在食品中存在的”是指食品所有外表面和内表面和/或者部分所含的有害细菌。
为了本发明的目的，“亚致死的处理”定义为任一足以显著降低食品中的细菌群但是不足以影响肉毒梭菌芽孢十进制的12(12D)减少的操作。在此处涉及的亚致死处理包括热，照射，压力，超声，臭氧，亚硝酸盐等，当施加于食品时将显著降低其细菌数但是不足以影响肉毒梭菌芽孢十进制的12(12D)的减少。
本发明食品处理组合物的第一个成分为有效抑菌量的至少一种丙酸菌代谢物。这些代谢物公开于美国专利5,096,718和5,260,061，其内容在此处引作参考。这些代谢物能够抑制细菌生长或者增殖，尤其是对革兰氏阴性细菌而言。这种效果能够在不引起不良风味，气味或者外观的情况下，甚至在“美味”食品中获得，所述美味食品将减损其可接受程度。
代谢物能够由增殖丙酸细菌获得，例如谢氏丙酸杆菌(Propionibacterium Shermanii)，费氏丙酸杆菌(P.freudenreichii)，戊糖丙酸杆菌(P.pentosaceum)，滕里氏丙酸杆菌(P.thoenii)，阿拉伯糖丙酸杆菌(P.arabinosum)，红色丙酸杆菌(P.rubrum)，詹生纳氏丙酸杆菌(P.jensenii)，彼得森氏丙酸杆菌(P.Peterssonii)，和相关种(如Malik等人鉴定的，Can.J.Microbiol.141185，1968)。由数字表示所鉴定的丙酸杆菌菌株可获得自美国典型培养物保藏中心(ATCC)。其它培养物可广泛获得或者可获得自Oregon State大学，Corvallis，俄勒冈州，免费。例如Propionibacterium freudenreichii subsp.Shermanii(费氏丙酸杆菌亚种谢氏丙酸杆菌)，ATCC菌株#9616，可用于本发明。
尽管丙酸可被本发明利用，本领域技术人员公知丙酸可给食品赋予强烈的味道。尽管这些味道在一些诸如瑞士硬干酪的食品中合乎需要，但是在很多食品并不受欢迎。在混合物中含有其它丙酸菌代谢物的所有部分发酵组合物表现出没有与丙酸相关的强烈味道的抗菌活性。含有这些代谢物的这种组合物的实例包括那些由Rhodia公司以MICROGARD商标出售的组合物。
丙酸杆菌培养物可用于生产包括一种或者多种代谢物的食物配料，在很多中性pH的食品中可抑制革兰氏阴性细菌。可作为脱脂牛奶或者其它适合发酵培养基的丙酸菌培养发酵副产物的代谢物可用作调味佐剂并且在发酵结束后还可能抑制大量微生物生长。例如当使用MICROGARD组合物调味时，对所研究的代谢物混合物大于对单独的丙酸所获得的抑制程度。通过对产品中或者产品上提供一种或者多种这些活性代谢物连同本发明组合物的其它组分，食品的储存期延长。
用于丙酸杆菌种的生长培养基可用牛奶，乳清或者葡萄糖以及酵母抽提物，蛋白质水解物或者任一其它含有刺激剂的蛋白制成。多种缓冲液，盐，酸，及其它加工助剂可被加入以提高代谢物产量并且改进最终组合物的可操作性。当丙酸细菌增殖到大约106到大约1010细胞每毫升时，可在应用含有液体，浓缩，干燥，或者冷冻形式的培养基之前，对生长培养液进行热处理(巴斯德灭菌)以杀死接种的和外来的细菌。
为促进储藏和运送，可对丙酸菌生长混合物进行蒸发，冷冻或者浓缩并且脱水，例如，通过喷雾干燥或者冷冻干燥而形成粉末。代谢物可被分离或者纯化或者作为混合物。丙酸细菌的粉末或者液体天然代谢物可被加入多种食品和饲料中使它们不易通过革兰氏阴性细菌生长和/或酶活引起腐败。通过直接向食品中加入活丙酸菌也可获得抗腐败活性。
在大多数情况下，通过在本发明的抗细菌组合物中包括足够少量对于食品风味或香味没有不良影响的丙酸细菌代谢物可以获得细菌减少的显著提高。更具体的，常常包括除了其它本发明抗细菌组合物以外含有丙酸细菌代谢的巴斯德灭菌培养固体或者液体的液体，浓缩或者干燥产品，通常被加入到食品中使得丙酸细菌代谢物的含量范围从约0.01到约2.0重量百分比的产物，优选从大约0.05到大约1.0重量百分比，更优选从大约0.1到大约0.75重量百分比的产物。当组合物加入到加入了液体组分并随后进行蒸煮的干燥混合物例如饼的情况下，蒸煮前加入量为干燥混合物的重量百分比。
市售材料，更具体的包括丙酸菌代谢物的巴斯德灭菌的培养固体或者液体由Rhodia Inc.销售，商标名为MICROGARD。这些产物为未纯化的牛奶或者类似培养基的全部发酵产物。MICROGARDMG100为用脱脂牛奶固体和喷雾干燥标准化的巴斯德灭菌培养的脱脂牛奶。MICROGARDMG 200为已用麦芽糖糊精和喷雾干燥标准化的巴斯德灭菌培养的麦芽糖糊精。MICROGARDMG 250为培养的葡萄糖产物的浓缩(冷冻或者液体)形式。
本发明的食品处理组合物还包括有效杀细菌量的至少一种羊毛硫抗生素作为第二种组分。术语“羊毛硫抗生素”由Schnell等人所造(Nature 333276-278(1988))，以描述一组含有氨基酸羊毛硫氨酸和其它非蛋白氨基酸的杀细菌物质。这些杀菌剂的共同特征由Kellner等人综述(Eur.J.Biochem 17753-59(1988))，其中他们提及“…多环多肽抗生素具有高含量的不饱和氨基酸(脱氢丙氨酸，dehydrobutrine)和硫醚氨基酸(中-羊毛硫氨酸，(2S，3S，6R)-3-甲基羊毛硫氨酸)。此外，已经在一些成员中发现了lysinoalanine，3-羟基天冬氨酸和S-(2-氨基乙烯基)-D-半胱氨酸”。羊毛硫抗生素包括乳链菌肽，枯草菌素，pep5，表皮素，gallidermin，肉桂霉素，Ro09-0198，耐久霉素和管张转酶素。这些核糖体合成的肽类抗生素含有从19到34个氨基酸并且由多种微生物产生，包括葡萄球菌，芽孢杆菌和链霉菌。除了它们非蛋白氨基酸的独特组成，根据它们的特异性可以与其它多肽抗生素区分开来。通常细菌素，尤其是羊毛硫抗生素的特征在于非常窄的作用谱。因此，在应用浓度下，只有少数细菌种对特定的细菌素敏感。这与其它对大多数细菌有抗性作用的广谱多肽抗生素形成鲜明对比，并且由Jaynes等人描述在公开的国际申请WO 89/00194的“裂解肽”对大多数细菌，酵母甚至哺乳动物细胞有抗性。
乳链菌肽，作为鉴定最全面的细菌素之一，是一种核糖体编码的肽，偶尔以二聚体的形式存在，分子量大约为7000。乳链菌肽是描述若干种表现出类似氨基酸组成，以及一些限制范围的抗生素活性的密切相关物质的总名。这种现象由E.Lipinska讨论在“Antibiotics andAntibiosis in Agriculture(农业中的抗生素和抗生作用)”(M.Woodbine编)第103-130页。在其总共34个氨基酸中，它含有几个包括β-甲基羊毛硫氨酸，脱氢丙氨酸和羊毛硫氨酸的不常见氨基酸。在肽中存在5个独特的硫醚键，有助于其在酸溶液中的稳定性。乳链菌肽和其它羊毛硫抗生素，例如枯草菌素和表皮素共有显著同源的结构和活性(Buchman等人，J.Bio.Chem 263(31)16260-16266(1988))。乳链菌肽，其物理特征和应用的最近综述，包括“Bacteriocins of Lactic AcidBacteria(乳酸菌的细菌素)”，T.R.Klaenhammer，Biochimie 70337-349(1988)，“乳链菌肽”，A.Hurst，Avd.Appl.Microbiol.2785-121(1981)，和美国专利No.4,740,593。
利用乳链菌肽抗单核细胞增生性李斯特菌(L.monocytogenes)已由M.Doyle报道；“Effect of Environment and Processing Conditionson Listeria Monocytogenes(环境和加工条件对于单核细胞增生性李斯特菌(Listeria monocytogenes)的影响)”，Food Technology，42(4)169-171(1988)。这篇文章描述了对于生物生长的最初抑制(大约12个小时)并且报道了单核细胞增生性李斯特菌可以在低到5.0的pH水平生长并且对于碱性pH有抗性，以至能够在pH9.6的条件下生长。
乳链菌肽在诸如食品的复合培养基中本身不能有效抗微生物。例如，已知乳链菌肽抗肉毒梭菌的活性通常在诸如食品的复合培养基中降低。(Rogers和Montville，J.Food Sci.，59(3)663-668(1994)。)乳链菌肽可以标准化的2.5重量百分比购自Rhodia Inc，商标名为NavasinTM。其中乳链菌肽作为本发明的抗细菌组合物的组分添加，存在的含量范围为抗细菌组合物的从大约0.5％到大约10％重量。
含蛋白的羊毛硫抗生素可以作为低水平发酵副产物存在于特定类型的切达干酪或者美国干酪中以及存在于已知为MICROGARDMG300的发酵脱脂牛奶产品中。当羊毛硫抗生素以诸如MICROGARDMG300的发酵牛奶产物的形式添加到本发明的抗细菌组合物中时，MICROGARDMG300的用量范围可以为抗细菌组合物的从大约75％到大约95％重量。
实际上，如果羊毛硫抗生素作为本发明的抗细菌组合物的组分，羊毛硫抗生素加入食品中使其含量范围从大约1到大约100ppm(食品的重量)的活性组分(例如，乳链菌肽)，根据不同食品使用的安全性和适应性，优选水平从大约1到大约12.5ppm。
作为上述羊毛硫抗生素的替代物，片球菌代谢物，具体的为片球菌素，在本发明的组合物中能够产生有效的结果。此外，称作链球菌素的链球菌细菌素的新类型，特别是描述于WO96/32482的链球菌素3147产生抗革兰氏阳性菌的类似活性。片球菌素和链球菌素主要都具有抗限制范围革兰氏阳性菌的抑菌活性。
在一个优选的实施方案中，乳链菌肽或链球菌素作为本发明组合物中的羊毛硫抗生素。
本发明抗细菌组合物的其它组分可以是诸如分解酶的细胞壁裂解物质。这些酶可用于控制或者阻止靶微生物的生长。用于食品工业作为抗细菌组分或者药剂的分解酶，应该能够降解广谱细菌，尤其是那些引起食品腐败的细菌和/或为病原菌。
在一个优选实施方案中，溶菌酶被用作分解酶。溶菌酶(胞壁质酶，粘肽菌N-acetylmucamoylhydrolase；1，4-β-N-乙酰氨基己糖苷酶E.C.3.2.1.17)是公知的分离自多种来源并且被充分鉴定的分解酶。溶菌酶最普遍来源于食品级提取过程中的卵清蛋白，并且也来源于北极扇贝，人奶，眼泪和其它天然来源。首先于1922年由W.Fleming发现的卵清溶菌酶是最先测序的蛋白之一，是第一个利用X射线结晶显示三维结构，并且是第一个推定详细作用机制的蛋白。其抗革兰氏阳性菌的抗微生物活性有很多记载，例如由V.N.Procter等人在CRC Crit.Reviews in Food Science and Nutrition(CRC Crit.食品科学和营养综述)，26(4)359-395(1988)中记载。卵清溶菌酶的分子量为大约14,300到14,600，等电点为pH10.5-10.7。其由4个二硫键彼此相连的129个氨基酸组成。类似的酶已从其它来源分离和鉴定，其它来源包括例如大肠杆菌和人眼泪的不同来源。尽管稍有差别(例如，人溶菌酶有130个氨基酸)，但水解乙酰己糖胺聚合物的能力基本保持相同。因此，为了本发明的目的，术语溶菌酶包括能够水解乙酰己糖胺和相关聚合物的细胞壁或者肽聚糖降解酶。
已知溶菌酶杀死或者抑制细菌和真菌的生长，并在欧洲用于多种干酪中控制腐败微生物酪丁酸梭菌(Clostridium tyrobutyricum)的生长。也一直建议用于其它多种食物保藏应用中，并且据报道抑制单核细胞增生性李斯特菌的生长(有时杀死)(Hughey等人，Appl.Environ.Microbiol 532165-2170(1987))。来自卵清白蛋白具有大约20,000Shugar单位/mg活性的溶菌酶以商品名NovaGARDTM购自Rhodia。
当溶菌酶在食品中作为抗微生物剂时，食品中的加入量范围为待处理溶液的从大约20到大约500ppm重量，更优选在大约50到大约200ppm之间，主要抑制成熟干酪中的酪丁酸梭菌。溶菌酶在这些水平对其它革兰氏阳性菌没有杀菌作用，但是在较高水平(大于1000ppm，通常2000ppm或者更高)已用于去除广泛革兰氏阳性菌的细胞壁。
如果溶菌酶作为本发明的抗细菌组合物的组分加入，其含量范围为抗细菌组合物的从大约0.25％到大约10％重量。优选地，如果溶菌酶作为本发明的抗微生物组合物的组分使用，其含量范围为用本发明组合物处理的食品的从大约50ppm到大约150ppm重量。
另一优选用于本发明的公开的组合物中的裂解酶为几丁质酶。
抗细菌组合物还可包括食品应用中可接受的有机酸或者这些酸的盐。抗细菌组合物可以含有单个酸或者盐，或者它们的混合物。组合物中优选使用的有机酸或者盐包括乙酸，乙酸钠，二乙酸钠，乙酸钾，乳酸，乳酸钠，乳酸钾，丙酸，丙酸盐，包括但不限于，丙酸钠，丙酸钾，柠檬酸或者其盐，诸如柠檬酸钠或者柠檬酸钾，或者它们的混合物。在一个更优选实施方案中，二乙酸钠的用量范围为抗细菌组合物的从大约1％到大约25％重量。优选地，用本发明抗微生物组合物处理的食品具有从大约500ppm到大约1500ppm的双乙酸钠。
其它可存在于本发明组合物中的添加剂包括但不限于下列物质其它抗细菌和/或鳌合剂，天然或者合成的调味剂和/或香料，染料和/或着色剂，维生素，矿物质，营养素，酶，和诸如瓜耳胶，黄原胶等等的粘合剂。这些物质的添加对于本发明的成功不是主要的并且在本领域技术人员考虑的范围之内。
在一个特别优选的实施方案中，抗微生物组合物包括和多种有机酸或者其盐，包括二乙酸钠混合的丙酸细菌代谢物，连同羊毛硫抗生素细菌素，诸如乳链菌肽或者乳链球菌素，以及裂解酶，诸如溶菌酶，以控制广谱革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌腐败菌和/或形成芽孢细菌在食品中的生长。
本发明的抗微生物组合物可以和对细菌生长或者降解敏感的任一食品联合用于。这些食品包括但不限于，奶制品，水果和蔬菜，水果蔬菜来源的产物，谷物和谷物来源的产物，肉类，家禽和海鲜。优选的实施方案包括亚致死剂量处理加工的食品，所述食品包括快餐，主菜，和肉类，熟食沙拉，调味品(包括沙拉调味汁)，沙司和佐料，意大利面食，汤和无菌包装食品，以及上述混合物。
本发明抗微生物组合物通过与可搅拌食品混合和/或施加到搅拌食品上最容易使用，但是也可通过浸泡，清洗或者喷洒有效处理固体食品的表面，或者例如通过注射施加到这些食品的内部。在其它实施方案中，抗细菌组合物可作为腌料，干粉(breading)，调味料(seasoningrub)，糖浆(glaze)，染料混合物等，或者作为混合或者添加到食品中的成分使用，重要标准就是抗微生物组合物适用于微生物生长和/或者降解的表面(包括内表面)。在其它实施方案中，抗微生物组合物可以通过将组合物施加给食品包装材料并且随后将包装施用到食品表面而间接的与食品表面接触，以使得抗微生物组合物和食品外表面接触。最佳使用量将依赖于待处理特定食品的抗微生物组合物以及用于将抗微生物组合物施加到食物表面的方法，但是可通过简单实验加以确定。
本发明公开的抗微生物组合物也可有效抗革兰氏阳性细菌，包括但不限于，形成芽孢的厌氧菌，包括梭菌，诸如，肉毒梭菌，产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)，生孢梭菌(Clostridium sporogenes)，酪丁酸梭菌，和腐化梭菌(Clostridium putrefasciens)；需氧产芽孢细菌，包括杆菌，诸如腊状芽孢杆菌(Bacillus cereus)，地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)，枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，以及凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)；革兰氏阳性营养病原菌，包括葡萄球菌，诸如金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)；李斯特菌，诸如单核细胞增生性李斯特菌；最后，来自微球菌，链球菌产生腐败的营养细菌和乳酸菌，包括但不限于乳杆菌和噬柠檬酸明串球菌。
本发明公开的抗微生物组合物也有效抗革兰氏阴性菌，包括但不限于，大肠杆菌诸如大肠杆菌(E.coli)H70157；弯曲菌，诸如空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)；弧菌，诸如副溶血弧菌(Vibroparahaemolytica)；果胶杆菌(Pectobacteria)，诸如胡萝卜软腐果胶杆菌(Pectobacteria carotovorus)；假单胞杆菌，诸如荧光假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens)；和沙门氏菌。
已经进一步发现本发明公开的组合物可以有效降低含有大于大约1％脂肪，油脂，或者油性可溶性物质的食品，以及脂肪乳化剂食物中活细菌的含量。如果食品为脂肪水乳剂，尤其优选将本发明的组合物加入到食品的水相，目的是使分配进入脂质相最小化，其中组合物不可获得对于食品的抗细菌保护。
根据本发明公开的组合物处理的食品也可用诸如加热，照射，压力，超声，冷冻，脉冲电场，臭氧，亚硝酸盐等的亚致死加工过程进行处理。已经发现，本发明的组合物连同亚致死加工处理比任一单独处理更有效降低食品中的活菌量。这些食品在常温下保持稳定大约3天或者更长。在冷藏温度，这些食品保持稳定大约7天或者更长。
下列非限制性实施例为广谱抗细菌组合物的示例，可用于保藏根据本发明公开的食品。
实施例下列实施例比较了称作CB-1的抗细菌组合物和作为对照的乳链菌肽(NovasinTM)在脱脂奶粉(NFDM)中的效果。CB-1含有NovasinTM，MICROGARDMG200，二乙酸钠，以及溶菌酶。这些组合物的成分阐述在表1中。
表1抗细菌组合物

实施例1在全脂奶和脱脂牛奶中在30EC抗细菌组合物对腊状芽孢杆菌(Bacilluscereus)的抑制将全脂奶和脱脂牛奶灭菌，加入2，3，5-三苯基四唑鎓氯化物(2，3，5-Tripheryltetrazolium chloride)(TTC)(用于通过颜色改变显示生长)，产生的混合物以大约4-5log细胞/ml接种腊状芽孢杆菌(一种需氧产芽孢的细菌)的芽孢。添加抗细菌组合物(CB-1)和NovasinTM对照(对照)作为10％的储液(与CB-1相比，对照含有4倍量的乳链菌肽)。通过在固定时间内没有生长的最低浓度显示抑制，结果列举在表2中。
表2组合物的效果

MIC*＝最小抑制浓度在添加了这些组合物的TSA琼脂平板上，在30EC培养24小时，进行蜡状芽孢杆菌的平板计数，结果显示在下表3中。
表3平板计数全脂牛奶中对腊状芽孢杆菌的抑制

实施例2全脂牛奶和脱脂牛奶中在25EC抗细菌组合物对单核细胞增生性李斯特菌的抑制将全脂奶和脱脂牛奶灭菌，加入2，3，5-三苯基四唑鎓氯化物(TTC)(用于通过颜色改变显示生长)，产生的混合物以大约4-5log细胞/ml接种单核细胞增生性李斯特菌(一种营养性革兰氏阳性致病菌)。添加抗细菌组合物(CB-1)和NovasinTM对照(对照)作为10％的储液(与CB-1相比对照含有4倍量的乳链菌肽)。通过在固定时间内没有生长的最低浓度显示抑制，结果列举在表4中。
表4组合物的效果

MIC*＝最小抑制浓度在添加了这些组合物的TSA琼脂平板上，在30EC培养24小时，进行单核细胞增生性李斯特菌的计数，结果显示在下表5中。
表5平板计数

2％CB-1与0.5％的对照含有相同浓度的乳链菌肽**CFU＝菌落形成单位(细胞的#)实施例3在全脂牛奶中在30EC抗细菌组合物对生孢梭菌(C.sporogenes)的抑制将全脂牛奶灭菌，加入2，3，5-三苯基四唑鎓氯化物(TTC)(用于通过颜色改变显示生长)，产生的混合物以大约4-5log细胞/ml接种生孢梭菌(一种厌氧性产芽孢非病原菌)。添加抗细菌组合物(CB-1)和NovasinTM对照(对照)作为10％的储液(与CB-1相比对照含有4倍量的乳链菌肽)。在添加了这些组合物的TSA琼脂平板上，在30EC培养24小时，进行生孢梭菌的计数，结果显示在下表6中。
表6

实施例4抗细菌组合物延迟食品中毒素产生的功效10株肉毒梭菌芽孢(厌氧的产芽孢非病原菌)蛋白酶解混合物，含有约100个芽孢/g，在88℃和食物热休克10分钟。一些食品具有高含量的脂肪，包括Alfredo沙司，快餐(沙司中熟鸡胸)，快餐汤，和新鲜意大利面食(pasta)。将接种的食物样品培养在15℃或者27℃。加入抗细菌组合物(CB-1)，NovasinTM，一种情况下为不含溶菌酶的CB-1作为10％储液(NovasinTM处理与CB-1和不含溶菌酶的CB-1含有相同量的乳链菌肽)。未处理食物样品作为对照(对照)。在时间点0和每个加样间隙检测样品三次，所述间隙根据处理的特定食物，其pH值，温度等而不同。常规小鼠试验用于试验肉毒梭菌毒素的存在，通过ABE三价肉毒梭菌抗毒素证实。这些抗细菌组合物在延迟这些食品中毒素产生的功效列举在表7-10中。
表7在pH5.2，27℃抗细菌组合物在延迟Alfredo沙司中毒素产生的功效

表8在pH5.6，27℃抗细菌组合物在延迟快餐中毒素产生的功效

*Novasin处理的样品和CB-1处理的样品具有相同量的乳链菌肽表9在pH6.5，15℃抗细菌组合物在延迟RTE汤中毒素产生的功效

**Novasin处理的样品和CB-1处理的样品以及不含溶菌酶的CB-1处理的样品具有相同量的乳链菌肽。
表10在pH6.0，27℃抗细菌组合物在延迟新鲜意大利面食中毒素产生的功效

应该理解可以对此处公开实施方案的进行各种修改。因此上述实施例不应解释成限制，仅仅是作为优选实施方案的例子。例如，此处描述的抗细菌组合物的各种组合，及其在多种食品中的应用将根据本发明的描述一目了然或者加以合理建议。本领域技术人员在附属权利要求的范围和精神内可以想象其它修改。
权利要求
1.一种对食物中的有害细菌具有抑菌和杀菌活性的食品处理组合物，包括至少一种丙酸菌代谢物及下列成分中的两种或者多种(a)羊毛硫抗生素；(b)分解酶；和(c)有机酸和/或其盐。
2.权利要求1的组合物，其中所述羊毛硫抗生素主要选自乳链菌肽和乳链球菌素。
3.权利要求1的组合物，其中分解酶主要选自溶菌酶和几丁质酶。
4.权利要求1的组合物，其中有机酸或者其盐主要选自乙酸，乳酸，柠檬酸，丙酸，二乙酸钠，乙酸钠，乙酸钾，乳酸钠，乳酸钾，柠檬酸钠，柠檬酸钾，丙酸钠，丙酸钾和它们的混合物。
5.权利要求4的组合物，其中有机酸或者其盐为二乙酸钠。
6.权利要求1的组合物，进一步包括一种或者多种选自其它抗细菌剂，鳌合剂，天然调味剂，合成调味剂，香料，染料，着色剂，维生素，矿物质，营养素，酶，和粘合剂的组分。
7.一种通过向食品的一个或者多个表面施加抑制细菌生长和杀菌有效量的组合物来抑制食品上细菌的生长并且杀菌的方法，所述组合物表现出对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抑制生长和杀菌功效，其包括丙酸菌代谢物及下列成分中的任意两种或者多种(a)羊毛硫抗生素；(b)分解酶；和(c)有机酸和/或其盐。
8.权利要求7的方法，其中组合物降低了食品中革兰氏阳性菌的量。
9.权利要求8的方法，其中革兰氏阳性菌选自杆菌属，梭菌属，葡萄球菌属，李斯特菌属，微球菌属，链球菌属，乳杆菌属和噬柠檬酸明串球菌属。
10.权利要求9的方法，其中细菌选自腊状芽孢杆菌(Bacilluscereus)，地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)，枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)，凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)，肉毒梭菌(Clostridiumbotulinum)，产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)，生孢梭菌(Clostridium sporogenes)，酪丁酸梭菌(Clostridium tyrobutyricum)，腐化梭菌(Clostridium putrefasciens)，金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)和单核细胞增生性李斯特菌(Listeria monocytogenes)。
11.权利要求7的方法，其中组合物降低了食品中革兰氏阴性菌的量。
12.权利要求11的方法，其中革兰氏阴性菌选自肠杆菌，弯曲菌，弧菌，果胶杆菌(Pectobacteria)，假单胞菌，和沙门氏菌。
13.权利要求12的方法，其中细菌选自大肠杆菌(E.coli)H70157，空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)，副溶血弧菌(Vibrioparahaemolytica)；胡萝卜软腐果胶杆菌(Pectobacterium carotovorum)和荧光假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens)。
14.权利要求7的方法，其中食品选自奶制品，水果，蔬菜，水果来源的产品，蔬菜来源的产品，谷物，谷物来源的产品，肉类，家禽，海鲜，快餐，熟食沙拉，沙拉调味汁，调味品，意大利面食，汤和无菌包装食品，及其混合物。
15.权利要求7的方法，其中食品含有多于大约1％的脂肪，脂类，或者油溶性物质。
16.权利要求7的方法，其中食品含有脂肪乳化剂。
17.权利要求16的方法，其中组合物被加入到脂肪乳化剂的水相中。
18.权利要求7的方法，其中组合物被施加给食品表面或者施加到食品包装材料中，所述包装材料随后与食品表面接触。
19.权利要求7的方法，其中组合物通过浸泡，漂洗，注射，喷洒或者混合施加给食品。
20.权利要求7的方法，其中组合物作为腌料，干粉，调味料，糖浆，染料混合物的组分施加给食品。
21.权利要求7的方法，其中组合物和食品的亚致死加工处理一起使用。
22.权利要求21的方法，其中亚致死加工处理选自加热，γ照射，高压，超声，臭氧，亚硝酸盐及其组合。
23.一种由于向食品的一个或者多个表面施加组合物产生具有减少的活菌群的食品，所述组合物表现出既抗革兰氏阳性菌又抗革兰氏阴性菌的功效，其包括丙酸菌代谢物及下列化合物中的任意两种或者多种(a)羊毛硫抗生素；(b)分解酶；(c)有机酸和/或其盐。
24.权利要求23的食品，其选自奶制品，水果，蔬菜，水果来源的产品，蔬菜来源的产品，谷物，谷物来源的产品，肉类，家禽，海鲜，快餐，熟食沙拉，沙拉调味汁，调味品，意大利面食，汤和无菌包装食品，及其组合。
25.权利要求23的食品，其中组合物和食品的亚致死加工处理一起使用。
26.权利要求23的食品，其中亚致死加工处理主要选自加热，γ照射，高压，超声，臭氧，和亚硝酸盐。
全文摘要
有效抗革兰氏阳性和革兰氏阴性营养细菌以及有害的革兰氏阳性形成芽孢细菌的抗细菌组合物包括丙酸细菌代谢物连同下列的两种或者多种组分羊毛硫抗生素，分解酶，和有机酸或者其盐。本发明还提供了应用方法，以及用这些抗细菌组合物处理的食品。
文档编号A23B4/10GK1538813SQ02813947
公开日2004年10月20日 申请日期2002年7月12日 优先权日2001年7月13日
发明者明新天, 罗伯特·威廉·金, 简·佩恩, 威廉 金, 恩 申请人:罗迪亚公司