用于食品中的纳他霉素-环糊精复合物、它们的制造方法以及用途

用于食品中的纳他霉素-环糊精复合物、它们的制造方法以及用途
【专利摘要】本发明涉及用纳他霉素改善烘焙产品的保存的方法。提供了一种包含纳他霉素的组合物，所述纳他霉素为纳他霉素-环糊精复合物的形式，并且将所述组合物作为抗真菌剂施用到烘焙产品上。本发明还涉及包含有效抗真菌量的纳他霉素的烘焙产品。本发明的另一个方面为抗真菌的纳他霉素组合物及其用途，所述组合物具有改善的抗真菌活性。另外，本发明涉及用于改善纳他霉素的所述抗真菌活性的方法。
【专利说明】用于食品中的纳他霉素-环糊精复合物、它们的制造方法以及用途
【背景技术】
[0001]本发明涉及纳他霉素-环糊精复合物以及它们的制造和用途。本发明特别涉及用纳他霉素改善烘焙产品的保存的方法。
[0002]现有抟术
[0003]可以用多种方法处理和处置食品以改善其保存，S卩，停止或大大减慢由微生物(如酵母或其他真菌)造成的腐败。最合适的方法根据食品的不同而有所不同。
[0004]就烘焙产品而言，许多工业生产的焙烤食品是通过烘焙方法使用基本上无菌的表面生产的，但烘焙后处理时，由于暴露于空气传播的污染物以及设备接触，会快速导致真菌表面污染。具有相对中性的pH、高含水量和高水活度的烘焙产品，如面包、蛋糕、松饼、华夫饼干和玉米粉薄烙饼，特别容易因多种霉菌(主要是青霉菌和曲霉菌属)的作用而快速腐败。制造无霉菌保质期较长的口感好、高水分的产品对于烘焙行业而言存在不断的和持续的技术挑战。如果存在可能的腐败，为了防止顾客投诉，零售商会将保质期内的大量产品退回，从而增加了制造商的质量成本。
[0005]已采用多种方法试图达到食品(如，烘焙产品)所需的保质期。这些方法包括添加湿润剂以降低水活度；在产品中添加化学抑霉防腐剂，如丙酸盐或山梨酸盐；通过包含除氧剂的气调包装和活性包装限制氧的可用性；或者用包含乙醇的小袋或条状内插管在包装中提供饱和乙醇顶空。化学防腐剂(如山梨酸酯和丙酸盐)在低PH下具有最佳效果，所以通常将酸与这些防腐剂一起加入，以降低烘焙产品的pH，从而提高所加入的防腐剂的效力。然而，加入酸、化学防腐剂和湿润剂会影响产品的口味和质量，因此它们的使用通常是获得最美味产品与可能的最长保质期之间的折中。基于包装系统的保存非常依赖于包装完整性，但即使是最好的系统，也会由于包装损坏或密封失效并由此丧失包装完整性而遭受保质期失效。因此，使用酸、化学防腐剂和湿润剂并没有解决提供不会不利地影响食品口味的闻效保存系统的问题。
[0006]纳他霉素为通过细菌纳塔尔链霉菌的发酵而产生的多烯大环内酯类天然抗真菌齐U。纳他霉素(此前称为匹马菌素)能有效对抗所有酵母和霉菌，其中浓度为l_40ppm的纳他霉素能抑制大多数菌株。
[0007]在世界上的大多数国家，纳他霉素作为被批准用于乳酪和某些肉制品如干腊肠的防腐处理剂已被使用了多年。尽管长期使用，但迄今为止未报告抗性菌株的生长，这与化学有机酸山梨酸盐和丙酸盐防腐剂不同，对于它们，已检测到和报告了许多抗性酵母和霉菌。
[0008]纳他霉素以非常低的含量应用于乳酪和腊肠的效力还未报告对产品的质量或口味具有任何不利的影响。尽管纳他霉素已长期用于乳酪和腊肠，但却很少有报告将纳他霉素用于其他类型的食物。
[0009]US2004/0013781公开了在延长的保质期内保持松软的全烤面包产品。可以用微生物抑制剂保护面包，微生物抑制剂可以是纳他霉素。在所述的实施例中，烘烤时将抑制剂添加到生面团中。然而，还有一种建议是在烘烤后将山梨酸钾抑制剂水溶液喷到面包上。[0010]已有人提出将纳他霉素用于延长具有中等或高水分的精制烘焙产品的保质期(US2005/0163895)。
[0011]US2006/0165857公开了用纳他霉素防止腐败的烘焙产品，所述纳他霉素以有效抑制霉菌生长的量均匀分布在表面上。
[0012]US2005/0042341A1公开了用于食品工业的纳他霉素剂型，更具体地讲为纳他霉素被包封在生理上可接受的外壳内的微胶囊。
[0013]W02008/110531A1公开了将纳他霉素喷洒到烘焙产品上的方法以及通过加热从烘焙产品移除溶剂的方法。
[0014]在本领域中已知的是，与环糊精形成包合化合物可改变客体分子的物理和化学性质，主要是水溶性。环糊精(CD)由多个吡喃葡萄糖苷单元构成。分子的内部能够容纳疏水性分子，如纳他霉素。
[0015]Koontz等人研究了纳他霉素和它的环糊精包合复合物(J.Agric.FoodChem.2003,51，pages7106-7110and7111-7114(《农业和食物化学杂志》，2003 年，第 51 卷，第7106-7110页和第7111-7114页))。他们得出的结论是，复合物允许大幅提高纳他霉素的水溶性而不显著改变它的原结构或抗真菌活性，这通过进行最小抑制浓度(MIC)研究来评价。然而,测试却显示纳他霉素-Y-CD复合物的一种MIC水平有提高。在该研究中，通过以下方法制备β -⑶、羟基丙基β -⑶和Y -⑶纳他霉素复合物:分别将16mM、70mg和70mg的各种CD溶解于水中并分别添加浓度为2.0g/L、6.0g/L和5.0g/L的纳他霉素，所述浓度大大超过其固有溶解度。对悬浮液进行超声处理，并快速搅拌48h，随后通过薄膜进行过滤。将获得的溶液冻干，获得粉末。用所述粉末制备纳他霉素浓度为0.4-25 μ g/mL的样品。
[0016]Cevher等人研究了用于阴道生物粘附片制剂的Y -环糊精包合复合物中的纳他霉素的制备和表征(J.Pharm.Sc1.2008, Vol.97, pages4319_4335 (《药物科学杂志》，2008年，第97卷，第4319-4335页))。研究结论是，复合物提高了纳他霉素的溶解度，同时未改变它的抗真菌活性(antimyotic activity)。通过以化学计量1:1的量将纳他霉素加入Y -环糊精水溶液中制备纳他霉素和Y -环糊精的复合物。将悬浮液摇动7天，最后过滤。将滤液冻干，并将形成的纳他霉素-Y -环糊精复合物用于阴道生物粘附片制剂中。
[0017]专利公布CN101491240公开了用环糊精和衍生物制备纳他霉素-环糊精超分子包合物的方法。该方法涉及保持纳他霉素的抑菌活性以及提高纳他霉素的水溶性和稳定性。该方法包括用超纯水制备环糊精和衍生物的水溶液，将一定量的纳他霉素加入水溶液中，进行5分钟的超声处理，以及在悬浮液的容器上覆盖一层铝箔纸，将容器放在摇床上，在室温下发生反应。
[0018]US4, 883，785公开了抗真菌剂和环糊精的复合物。与现有技术两性霉素B抗真菌剂相比，包含两性霉素B的复合物提高了水溶性和稳定性。包含根据US4，883，758的复合物的制剂能有效对抗感染。这并不表示是由于与环糊精的复合而提高了抗真菌剂的抗真菌活性。
[0019]V.E.Teter 在她的硕士论文“Ensuring the Stability of Natamycin onShredded Cheese”(Virginia Tech, 24August2006)( “确保纳他霉素在碎乳酪上的稳定性”(弗吉尼亚理工大学，2006年8月24日))中测试了环糊精与纳他霉素的用途。她测试了用环糊精提高纳他霉素的水溶解度，以查看是否能够有效地将纳他霉素均匀分布在碎乳酪上。她还对碎乳酪进行了防止霉菌生长的测试。根据她的研究，对于用干燥纳他霉素、水性纳他霉素悬浮液或与未改性环糊精复合的纳他霉素处理过的样品而言，无霉菌的天数没有差别。
[0020]本文中引用的文件(“本文引用文件”)以及本文引用文件的每个中引用的每个文件或参考文献和所有规程、制造商文献、规范、使用说明、产品数据表、材料数据表等，如果与本文中提及的每种产品相关，则据此明确地以引用的方式并入本文。
[0021]如上所述，纳他霉素与环糊精的复合已用于提高纳他霉素的水溶性。复合物已用于多种药物制剂中，并已在碎乳酪的保存方面对其进行了测试。研究显示，纳他霉素-环糊精复合物的抗真菌活性几乎相当于非复合纳他霉素的抗真菌活性。另外，上文提及的用于形成纳他霉素与环糊精的包合复合物的现有技术方法在复合时间和复合程度方面相当无效。
[0022]纳他霉素具有低水溶性，其最高溶解度为大约40ppm。尽管将纳他霉素喷洒到烘焙产品上已显示具有与抗真菌处理一样成功的结果，但由于纳他霉素的水溶性低，常规的方法仍具有许多缺点。这些缺点包括需要不断搅拌，以及在施加纳他霉素溶液或悬浮液时堵塞喷嘴。这些缺点在应用中带来相当多的不一致的问题。此外，纳他霉素的稳定性受到诸如光和氧化这些因素的影响。
[0023]许多烘焙产品需要具有非常长的保质期，如，环境温度下最长2至10周，有时更长。许多烘焙产品的高含水量使它们非常容易因为霉菌和酵母生长而腐败。在延长具有霉菌生长趋势的烘焙产品的保质期同时优化所需产品特征(如pH和口味)方面，仍存在持续的需要。

【发明内容】

[0024]根据本发明的发明是基于这样的认识:将纳他霉素复合在环糊精中改善了烘焙产品的保存。改善的保存允许使用比现有技术含量低的纳他霉素。改善的保存还可用于延长具有现有技术含量的纳他霉素的烘焙产品的保质期。
[0025]本发明的一个目的是获得上文提及的现有技术的问题中的一个或多个的解决方案，或至少基本上减轻所述问题中的一个或多个。一个目的是还提供用于形成纳他霉素-环糊精包合复合物的高效方法。本发明的特别目的是提出用纳他霉素改善烘焙产品的保存的方法。
[0026]本发明的目的是用具有如独立权利要求中所述的特征的方法和产品实现的。本发明的优选实施例在从属权利要求中呈现。因此，本发明的一个目的是提供用纳他霉素改善烘焙产品的保存的方法。该方法包括以下步骤，其中:提供包含纳他霉素的组合物，所述纳他霉素为纳他霉素-环糊精复合物的形式，并且其中所述组合物作为抗真菌剂被施用在所述烘焙产品上。
[0027]本发明还涉及在表面上包含有效抗真菌量的纳他霉素的烘焙产品，其中纳他霉素为包含纳他霉素-环糊精复合物的组合物的形式。
[0028]本发明还涉及具有改善的抗真菌活性的抗真菌纳他霉素组合物。纳他霉素为纳他霉素-环糊精复合物的形式，它是通过将环糊精和纳他霉素溶解于水溶液中并从而使所述环糊精与纳他霉素之间发生复合而形成的。任选地回收形成的组合物，并通过喷雾干燥将其加工成粉末。
[0029]另外，本发明涉及用于改变纳他霉素的抗真菌活性的方法。该方法包括以下步骤:将环糊精和纳他霉素溶解于水溶液中；使所述环糊精与所述纳他霉素之间发生复合，从而提供纳他霉素-环糊精复合物。该方法任选地包括从所述水溶液回收包含所述纳他霉素-环糊精复合物的组合物。该方法还包括通过喷雾干燥将包含所述纳他霉素-环糊精复合物的所述组合物加工成粉末。
[0030]本发明的另一个目的是将喷雾干燥的纳他霉素-环糊精组合物用作保存食品的抗真菌剂。
[0031]本发明提供了对将纳他霉素喷洒到焙烤食品上的现有技术的改善。它提供了一种方法，其中可以用较少的纳他霉素获得与在现有技术中相同的产品保质期。它还提供了允许通过使用现有技术量的纳他霉素获得较长产品保质期的方法。另外，本发明减少了现有技术在施用包含纳他霉素的水溶液期间遇到的问题。
【专利附图】

【附图说明】
[0032]通过参照附图对本发明进行说明，其中:
[0033]图1示出了 pH和Y -环糊精对纳他霉素溶解度的影响，
[0034]图2示出了与Y-环糊精复合时pH对纳他霉素溶解度的影响，
[0035]图3示出了在25°C和80% RH下12天之后玉米粉圆饼上的纳他霉素抑制结果，
[0036]图4示出了在25°C和80% RH下21天之后玉米粉圆饼上的纳他霉素抑制结果，
[0037]图5示出了在25°C和80% RH下28天之后玉米粉圆饼上的纳他霉素抑制结果，并且
[0038]图6示出了在25°C和80% RH下36天之后玉米粉圆饼上的纳他霉素抑制结果。【具体实施方式】
[0039]当根据常规方法将纳他霉素用于水溶液或悬浮液中时，纳他霉素的低水溶性会产生施用不一致的问题。需要不断搅拌，才能使纳他霉素溶液或悬浮液保持均匀。在喷洒施用纳他霉素期间，因为颗粒和/或结晶，所以会发生喷嘴堵塞的情况。因此，很难找到合适的施用方法。
[0040]为了减少食品上纳他霉素施用不一致的问题，有时必须使用比需要量更多的纳他霉素制剂才在产品的每个部分上确保充分的抗真菌保护。与防腐剂(例如抗真菌剂)在食品上的用量相关的安全规程限制了纳他霉素的使用。因此，必须限制纳他霉素的量，以使得食品的任何区域都不包含过高水平的纳他霉素。为了保持安全边际，使用时通常在向每个部分上施加充足的纳他霉素与避免各区域具有过高水平的纳他霉素之间达成折衷。
[0041]根据本发明，可使用抗真菌剂纳他霉素改善食品保存。采用本发明的方法和产品可以减轻上文提及的导致施用不均匀的问题。可以实现纳他霉素的更均匀分布，并可以使用较少量的纳他霉素。分布更为均匀(尤其是在施用水溶液的纳他霉素-环糊精组合物时)是溶液中包含更均匀的和任选更高浓度的纳他霉素的结果，其中纳他霉素为纳他霉素-环糊精复合物的形式。另外，可以使用比常规方法用量更少的水溶液，这减轻了产品表面上的水量增加所产生的问题。在产品上加水会带来增大霉菌生长的风险的问题。此外，水可能会破坏烘焙产品的表面纹理。
[0042]意外的是，已经发现与包含非复合形式的纳他霉素的纳他霉素组合物相比，包含纳他霉素-环糊精复合物的组合物改善了烘焙产品的保存。改善的保存允许使用比现有技术工艺含量低的纳他霉素。改善的保存还可用于延长具有现有技术含量的纳他霉素的烘焙产品的保质期。
[0043]已发现的是，纳他霉素与环糊精的复合本质上与发生复合反应的溶液的pH值有关。从复合时间和复合程度方面来讲，与现有技术工艺相比，高pH值显著提高了反应过程的效率。低PH值也显著提高反应过程的效率。这是一个惊人的发现，因为纳他霉素自身在碱性和酸性水溶液中均快速降解。
[0044]在现有技术中，已对将纳他霉素-环糊精复合物的水溶液施用到碎乳酪上或用于医药制剂中进行了研究。现有技术显示，形成纳他霉素-环糊精包合复合物未改变纳他霉素在碎乳酪上的抗真菌活性。在本发明中，已令人吃惊地发现，当将纳他霉素-环糊精复合物施用到烘焙产品上时，产品的保存可得以改善。当纳他霉素与环糊精复合时，每单位施用的纳他霉素的抗真菌活性与单独的纳他霉素相比有所提高。测试表明，在焙烤食品上单独施用环糊精显示没有抗真菌活性。还发现，只是在溶液中将Y-环糊精与纳他霉素混合在一起并将其施用到焙烤食品上未提供相同水平的抗真菌活性。形成足够高浓度的纳他霉素-环糊精复合物还需要另外的步骤，以便在焙烤食品上获得最大的期望效果。
[0045]结合本发明的研究已显示，将包含纳他霉素-环糊精复合物的组合物施用到其他食品(例如乳酪和腊肠)上不具有与将复合物施用到烘焙产品上时相同的效果。
[0046]在本说明书和权利要求中，下列术语和表达方式具有下文所定义的含义。
[0047]根据本发明的“烘焙产品”可由生面团(其可以是用酵母发酵的或不用酵母发酵的)制成，例如用发酵粉发酵的面包。烘焙产品通常选自免揉面包、百吉饼、法式长棍面包、饼干、面包条、布朗尼、小圆面包、汉堡卷、蛋糕、甜饼、燕麦片、薄脆饼干、薄煎饼、甜点(如棒状甜点，包括太妃糖、柠檬、枣、无花果和填充水果的甜点)、新月形面包、小圆烤饼、丹麦糕饼、扁平面包、法国吐司、水果面包、卡利面包(khari)、牛角面包、月饼、松饼、圆盘烤饼、辣味食品、南卡太饼(nankatais)、盘式面包、薄煎饼、酥皮糕点(包括长形松饼、奶油松饼和油炸圈饼)、馅饼、皮塔饼、比萨饼或比萨饼皮、速发面包、面包卷、黑面包、三明治袋、司康饼、美式甜面包、甜卷饼、模制面包、吐司、玉米粉圆饼、华夫饼干、小麦面包、全麦面包或酵母发酵的高水分特种面包(包括添加纤维的低热量英式松饼)。最通常的是，烘焙产品可以是酵母发酵的面包，包括面包卷、甜卷饼、百吉饼、新月形面包和比萨饼皮；扁平面包，包括圆盘烤饼和皮塔饼；酵母发酵的高水分特种面包；发酵粉发酵的面包，包括饼干、司康饼、松饼、燕麦片和速发面包；小圆烤饼；甜的即食型焙烤食品，包括蛋糕、芝士蛋糕、馅饼和酥皮糕点，或玉米粉圆饼。烘焙产品可以是烘焙的、半烘焙的、部分烘焙的、预烘焙的或未烘焙的。冷冻烘焙产品也包括在根据本发明的烘焙产品的定义中。然而，此类产品可以通过冷冻而不是化学防腐剂进行充分保存。
[0048]“抗真菌剂”是防止或减缓某些微生物(诸如酵母或真菌)生长的化合物。纳他霉素为抗真菌剂。表达方式“有效抗真菌量”或其变型形式在本文中用于意指足以防止或减缓微生物生长的纳他霉素的量。
[0049]与纳他霉素结合使用的表达方式“改善的抗真菌活性”是指纳他霉素组合物的抗真菌活性在一个或多个方面与单独的纳他霉素的抗真菌活性有所不同。本发明的包含纳他霉素-环糊精复合物的组合物具有改善的抗真菌活性，其例如在被施用到烘焙产品上的所述组合物的水溶液中显示为比施用到所述烘焙产品上的相同量的非复合纳他霉素更有效。据信，与以非复合形式使用的纳他霉素相比，用根据本发明的方法制备的包含纳他霉素-环糊精复合物的组合物的改善的抗真菌活性允许更多的经施用纳他霉素分子充当抗真菌剂。本发明中的纳他霉素的“改善抗真菌活性”通过本发明的方法进行。
[0050]“保存”是阻止或大大减慢由微生物导致或加速的食品腐败。这可以通过用防腐剂(例如抗真菌剂)处理食品来完成。
[0051]术语“环糊精”或“⑶”是指包含多个葡萄糖单体(最常见的是包含6至12个单体)的环状低聚糖。葡萄糖单位的具体联接和构象提供了具有刚性锥形结构(其具有特定体积的中空内部空间)的环糊精分子。内部腔体的“衬里”由氢原子和糖苷键桥接的氧原子形成，这使得该内表面成为相当疏水的区域。该腔体的独特形状和物理化学性质能够使环糊精分子与有机分子或有机分子的一部分形成可以适应该腔体的包合复合物。
[0052]表达方式“纳他霉素-环糊精复合物”或“纳他霉素-环糊精包合复合物”是指其中环糊精为载体分子而纳他霉素为包合分子的复合分子。表达方式“环糊精配制的纳他霉素”或其变型形式也是指本发明的包含纳他霉素-环糊精复合物的组合物。纳他霉素分子的疏水内部腔体连接至环糊精分子的疏水内部腔体。复合物外部的两端均是极性的或亲水性的。因为水为极性溶剂，所以包合复合物天性地可溶于水溶液。与现有技术方法相比，本发明的方法提供在纳他霉素与环糊精之间的显著更有效的反应。因此，与根据现有技术方法制备的相应的纳他霉素-环糊精溶液相比，所得的提供复合物的水溶液中的作为环糊精包合复合物的纳他霉素分子具有更高的比例。本发明方法的高复合率能够充分利用引入该方法的纳他霉素。还提供了纳他霉素组合物，其中引入本发明方法的纳他霉素的至少50%为复合形式。通常多于75%的纳他霉素为复合形式。理想的是90%或更多的纳他霉素(诸如95%或更多)为复合形式。据信，本发明方法能够实现纳他霉素最高98-100%的复合，同时无需从溶液中移除未复合的纳他霉素。在现有技术中，反应溶液中有一大部分纳他霉素一直未反应，且通常需要将这种不溶解的纳他霉素从溶液中移除。
[0053]表达方式“纳他霉素-环糊精组合物”是指包含纳他霉素-环糊精复合物以及任何未反应的纳他霉素和/或环糊精的组合物。该组合物可以是喷雾干燥的粉末的形式。根据本发明制备的纳他霉素-环糊精组合物通常包含10重量％以上的纳他霉素。组合物中纳他霉素的最大量通常为30重量％。理想的是，组合物包含10-25重量％的纳他霉素，例如12-20重量％。组合物中的少量纳他霉素可以以未复合的形式溶解。组合物的其余部分包含环糊精和其他化合物，例如在PH调节期间形成的盐。制备组合物时，计算纳他霉素与环糊精的摩尔比，以便确保足够的环糊精已用于在理论上与组合物中的所有纳他霉素复合。摩尔比与组分的质量比(纳他霉素:环糊精)基本上相同。复合过程中纳他霉素与环糊精的摩尔比理想地为1/1，但通常更高，例如1/1至1/5，以确保环糊精的量足够高。理想的是，复合过程中纳他霉素与环糊精的摩尔比为1/2至1/4。组合物中的摩尔比和质量比在相同的范围内。
[0054]表达方式“水溶液”为溶液，其中水用作溶剂。溶液还可以包含其他添加剂，例如液体或溶解的物质，如酸和/或碱以及盐。[0055]本发明涉及用纳他霉素改善烘焙产品的保存的方法。根据本发明的方法包括以下步骤，其中:提供包含纳他霉素的组合物，所述纳他霉素为纳他霉素-环糊精复合物的形式，并且将所述组合物作为抗真菌剂施用在所述烘焙产品上。
[0056]可以通过喷雾干燥将包含纳他霉素-环糊精复合物形式的纳他霉素的组合物加工成粉末。可将包含纳他霉素-环糊精复合物形式的纳他霉素的组合物以水溶液提供，用于施用。
[0057]在本发明的一个实施例中，所述组合物是由水溶液施用的，其中该水溶液通过将喷雾干燥的纳他霉素-环糊精组合物溶解在水中而提供。
[0058]喷雾干燥是通过用气体快速干燥液体或浆料来制备干燥粉末的方法。该方法具有许多有益效果，如比其他干燥方法有效率。用喷雾干燥制备的粒子具有比(例如)用冷冻干燥制备的粒子更为多孔的结构。此外，喷雾干燥使得有可能改变液滴的大小和温度，并以此提高成品粉末的一致性。多孔的喷雾干燥粉末在加入水中时将在例如溶解速率、水合速率和可分散性方面具有优异特性。
[0059]可以用本领域已知的并适用于食品工业的常用喷雾干燥机获得喷雾干燥的纳他霉素-环糊精组合物。所述喷雾干燥机的一家商业供应商为Gea Niix)公司。合适的大型喷雾干燥机的例子为Gea Niro流化喷雾干燥机FSD?。喷雾干燥过程中典型的入口温度为100-300°C，更具体地讲为150-250°C，并且甚至更具体地讲为180-200°C。喷雾干燥过程中典型的出口温度为70-120°C，更具体地讲为75-100°C，并且甚至更具体地讲为80-90°C。
[0060]在本发明中，包含用作抗真菌剂的纳他霉素-环糊精复合物的组合物可以与一种或多种抗微生物剂一起使用，所述一种或多种抗菌剂可杀死微生物或减慢微生物的生长。抗微生物剂可以为(例如)盐、山梨酸盐或苯甲酸盐。所述组合物还可以与上光成分一起使用，所述上光成分为烘焙产品提供另外的保护覆盖物。所述上光剂可以为例如盐、糖、糖上光剂和以蛋为基础的上光剂或调味上光剂。
[0061]所述方法的实施例包括将有效抗真菌量的组合物施用到烘焙产品上的步骤。有效量通常包括在所述烘焙产品的表面上0.1 μ g/cm2或更多、优选0.1至7.0 μ g/cm2、最优选0.2至0.9 μ g/cm2的纳他霉素。本发明方法的一个实施例涉及在烘焙后将组合物施用到烘焙产品上。优选地，施用组合物时烘焙产品的温度不低于50°C。
[0062]纳他霉素对烘焙时使用的高温敏感，因此一种选择是在烘焙过程后施用纳他霉素。如果温度不低于50°C，则来自烘焙产品的热量可提供一种方式使溶剂从烘焙产品的表面蒸发。应避免将过量的水性纳他霉素喷洒到烘焙产品上，因为这会导致表面水分过量。理想的是，喷洒纳他霉素不应增加烘焙产品的水分，因为较高的含水量会增大霉菌生长的风险。在本发明中，纳他霉素组合物通常溶解在水溶液中。然而，也可以使用其他类型的施用方法，例如将干燥粉末刷到食品上，或将包含复合物的组合物引入非酵母发酵的烘焙产品的生面团中。对于腊肠和类似的产品而言，浸溃是合适的施用方法。
[0063]在本发明的一个实施例中，所述纳他霉素-环糊精组合物以包含所述组合物的锅油或油脂的形式施用到烘焙产品上。该组合物通常与锅油或油脂混合，并在烘焙之前将该混合物涂覆到锅上。可以使用常规的锅防粘涂层设备。锅油或锅油脂的施用可能有利于将纳他霉素全面施用到焙烤食品上，还施用到侧面和底部上。这样，锅油或油脂的施用连同其他形式的施用(诸如施用来自水溶液的组合物)可以为整个产品提供保护。[0064]纳他霉素与环糊精的复合改善了纳他霉素的热稳定性，因此，与在锅油或油脂中单独使用纳他霉素相比，复合物在烘焙后保持较高的抗真菌活性。
[0065]本发明提供了制备烘焙产品的方法，其中通过将包含纳他霉素-环糊精复合物的组合物施用到其表面上来延长它的保质期。该烘焙产品通常旨在获得长保质期。它们还通常具有使其易受由霉菌和酵母引起的表面腐败的影响的含水量。此类烘焙产品尤其是冷却后具有0.75-0.95的水活度Aw的烘焙成形产品。
[0066]本发明还涉及在表面上包含有效抗真菌量的纳他霉素的烘焙产品，所述纳他霉素为包含纳他霉素-环糊精复合物的组合物的形式。所述烘焙产品的表面上的纳他霉素的量为0.1 μ g/cm2或更多，优选0.1至7.0 μ g/cm2,最优选0.2至0.9 μ g/cm2。该量的纳他霉素使烘焙产品保持无霉菌状态的天数有所不同，这取决于多种因素，例如产品类型。通常，该量足以在烘焙产品当在环境温度下储存产品时使其长时间保持无霉菌状态，所述长时间例如2至3周并且最长至6周，环境温度是指介于15与30°C之间的温度，并且通常为18至25。。。
[0067]本发明的另一个方面是具有改善的抗真菌活性的抗真菌纳他霉素组合物。在该组合物中，所述纳他霉素为纳他霉素-环糊精复合物的形式，它是通过将环糊精和纳他霉素溶解于水溶液中，使所述环糊精与纳他霉素之间发生复合而形成的。然后，任选地回收这样形成的组合物，并通过喷雾干燥将其加工成粉末。
[0068]在一个实施例中，所述纳他霉素-环糊精复合物中的环糊精包括和/或Y-环糊精，优选Y-环糊精。
[0069]纳他霉素对高和低pH值均敏感，并在此类条件下降解。尽管如此，本发明使用了此类pH范围。在本发明的一个实施例中，在形成抗真菌组合物的纳他霉素-环糊精复合物时，复合步骤中水溶液的PH值在8或更高范围内，优选8至13，更优选8至12。通常，pH值在10至12范围内。在另一个实施例中，复合步骤中水溶液的pH值在6或更低范围内，优选I至4。通常，pH值低于4，诸如在3至4范围内。与本发明有关的研究已显示，在pH值大于8的水溶液中纳他霉素-环糊精复合物的形成最高效。在pH值低于6时，纳他霉素-环糊精复合物的形成也很高效。通过控制PH值和温度，可以大大提高效率并可以缩短达到适当复合水平所需的时间长度。图1示出了与单独的纳他霉素(未复合)相比PH和Y-环糊精对纳他霉素溶解度的影响的测试结果。图1中的曲线图显示，对于与Y-环糊精复合的纳他霉素而言，溶解的纳他霉素的百分比在pH值为6或更低以及pH值为8或更高时开始增大。该曲线图还显示，在PH值低于3或高于8时所述百分比显著增大，其中与环糊精复合时超过15%的纳他霉素溶解，而对于单独的纳他霉素而言，只有不到4%的纳他霉素溶解。图1显示，在pH值大于9时，溶解度百分比高达15至20%。图2示出了 pH和Y -环糊精对纳他霉素溶解度的影响的测试结果。从图中可以看出，在pH值高于10时，溶解的纳他霉素的百分比相当高，如大于40 %，并且在pH值低于3时，溶解度大于20 %。通过将纳他霉素(1% )和环糊精(1% )与水(98% )混合进行图1和图2中的测试。
[0070]在上述两个实施例中，在复合之后优选地将水溶液的pH值调节至6至8范围内。进行该调节是为了防止产品变质。可以通过添加合适的碱或酸来进行PH值调节。通过添加碱，例如NaOH，可以升高pH值。通过添加酸，例如HC1，可以降低pH值。在调节pH值的过程中，酸和碱彼此反应形成中性盐。例如,NaOH和HCl形成NaCl (氯化钠)。选择的碱和酸应使得通过它们的反应形成的盐是无毒的并被批准用于食品。或者，选择的碱和酸应使得形成的盐可易于从混合物中移除，例如难溶盐。理想的是，形成的盐对于其他反应物是惰性的。优选的是，形成的盐不需要从抗真菌组合物中移除。如果盐需要移除，则可以(如)使用色谱法移除。还可以从混合物中回收纳他霉素-环糊精复合物，例如通过使纳他霉素-复合物沉淀并将它们过滤或离心，从而使其与含盐水溶液分离。
[0071]另外，在所述环糊精和纳他霉素的复合步骤中，水溶液的温度可以为O至100°C，优选15至30°C。纳他霉素对热敏感。加热或冷却反应混合物需要消耗能量，因此能够在环境温度下进行反应是有利的。
[0072]根据一个方面，本发明还涉及改善纳他霉素的抗真菌活性的方法，所述方法包括以下步骤:
[0073]a.将环糊精和纳他霉素溶解在水溶液中，
[0074]b.使所述环糊精与所述纳他霉素之间发生复合，从而形成纳他霉素-环糊精复合物，
[0075]c.任选地从所述水溶液回收包含所述纳他霉素-环糊精复合物的组合物，以及
[0076]d.通过喷雾干燥将包含所述纳他霉素-环糊精复合物的所述组合物加工成粉末。
[0077]在用于改善纳他霉素的抗真菌活性的方法的一个实施例中，步骤b中的pH值在8或更高的范围内，优选8至13，更优选8至12。通常，pH值在10至12范围内。在另一个实施例中，步骤b中的pH值在4或更低的范围内，优选I至4。通常，pH值低于4，诸如在3至4范围内。
[0078]在上述两个实施例中，在步骤b中形成的溶液的pH值在复合之后优选地降低到6至8的范围。可以通过添加合适的碱或酸来进行pH值调节。通过添加碱，例如NaOH，可以升高pH值。通过添加酸，例如HC1，可以降低pH值。
[0079]尽管现有技术中已执行了纳他霉素-环糊精复合，但与现有技术方法相比，根据本发明的方法显著提高了工艺的效率。主要的改善是通过在纳他霉素与环糊精的复合步骤中控制水溶液的pH值来实现的。
[0080]本发明的另一方面是将喷雾干燥的纳他霉素-环糊精组合物用作保存食品的抗真菌剂，所述组合物包含具有改善的抗真菌活性的纳他霉素组合物。食品优选地为烘焙产品O
[0081]本发明的纳他霉素-环糊精组合物使得有可能将纳他霉素分子更均匀地分布在食品表面上，例如当以水溶液施用时。这样，只需较少的纳他霉素就能实现较佳的抗真菌效果。在常规的纳他霉素水溶液中，纳他霉素的一部分为结晶形式，这会防碍这些纳他霉素分子积极地履行抗真菌剂的功能。结合本发明进行的研究已显示，当纳他霉素与环糊精复合时，它更容易粘附到给定食品(例如烘焙产品)的亲水性表面上。
[0082]将包含纳他霉素-环糊精复合物的组合物施用到烘焙产品上之后，如果需要，可以将产品切成片，然后包装到例如保护套(其优选地由透明材料例如塑料薄膜制成)或使得假定购买者能够看到产品并被其吸引的盒子中。薄膜通常为防潮材料，以防止湿润的烘焙产品在数周的储存期间干燥并失去其柔软性。根据产品的不同，也可以使用其他包装形式。在包装一些防腐剂时，可以将(如)氮气喷射到包装中。一些面包产品在包装完毕后进行巴氏灭菌。[0083]可以用本发明进行的改善具有许多有益效果。它们减少或缓解了对用于搅拌纳他霉素溶液的设备的需要，因此为最终用户节省了设备成本。它们还使由于喷嘴堵塞而招致的生产线停工的次数减少，并确保更融合且均匀的施用一致性，从而减少了产品召回。另外，数据显示，用环糊精配制纳他霉素并施用到烘焙食品上允许在最终产品上使用较少的纳他霉素，这使得更容易符合现有的监管标准和认证。与环糊精复合还可以保护纳他霉素以免其因光和/或氧化而降解。结果是，即使在使用较低含量的纳他霉素时，也比现有技术的纳他霉素处理方法具有额外的保质期延长。最后，根据本发明的用于制备这些复合物的方法的效率远高于现有技术目前所提供的方法。
[0084]纳他霉素以商品名Natamaxli (例如Natamax_u'SF)从丹尼斯克集团(DaniscoA/S)商购获得。纳他霉素的其他供应商为例如帝斯曼食品配料部(DSM Food SpecialtiesBV)，此时其商品名为DelvocicT。
[0085]本发明还通过以下实例进行进一步说明。
[0086]实例 I
[0087]纳他霉素-环糊精复合物组合物的制备
[0088]将3.25重量份的Y -环糊精和I重量份的纳他霉素在水中混合。用NaOH将pH值升高至12-12.1，然后将混合物搅拌15-20分钟。用HCl将pH调至7。将溶液喷雾干燥，获得干燥粉末。
[0089]将获得的粉末溶解于水中，形成1% (w/w)溶液，24小时之后该溶液是澄清的并且没有产生沉淀。发现所述粉末为22-23%的纳他霉素，其中超过98%完全溶解在水中(复合的)。
[0090]实例2,参考实例 I:
[0091]腊肠和乳酪
[0092]在腊肠和乳酪切片上喷洒
[0093]a)包含0、50、100、150、200、300、400、500和750ppm纳他霉素的纳他霉素分散体，以及
[0094]b)包含0、50、100、150、200、300、400、500和750--111纳他霉素的纳他霉素-环糊精
复合物的水溶液。
[0095]进行喷洒，以便在切片的表面上提供0.77 μ g纳他霉素/cm2或更多的最低抑制剂量。
[0096]在25°C /80% RH下温育6天之后，分析腊肠和乳酪切片上的抗微生物活性。读数未显示腊肠或乳酪上的两种制剂(具有和不具有环糊精)之间具有显著差异。
[0097]在所考虑的剂量下，由复合导致的霉菌生长的任何减少应该已被确认。然而，事实并非如此。
[0098]实例3,参考实例2:
[0099]腊肠和乳酪(浸渍)
[0100]用以下制剂处理腊肠和乳酪方块:
[0101]a)包含0、0.75、1.25、1.625和2.0g/L纳他霉素的纳他霉素分散体，以及
[0102]b)包含0、0.75、1.25、1.625和2.0g/L纳他霉素的纳他霉素-环糊精复合物的水溶液。[0103]然后将腊肠暴露于室外空气10分钟。将腊肠保存在催熟室中，直到观察到可见的腐败为止。
[0104]然后将乳酪暴露于室外空气15分钟。将乳酪保存在8°C的培养箱中，直到观察到可见的腐败为止。
[0105]结果显示，与用纳他霉素-环糊精复合物的水溶液处理过的腊肠和乳酪相比，用纳他霉素分散体处理过的腊肠和乳酪不太容易腐败。
[0106]实例4:
[0107]玉米粉圆饼
[0108]采用高pH体系制备Y -环糊精-纳他霉素溶液，并对获得的溶液进行喷雾干燥。用标准的纳他霉素(Natamaxu'SF)处理法、喷雾干燥的Y-环糊精-纳他霉素产品和传统的化学防腐剂处理玉米粉圆饼，以评价它们在烘焙产品中的相对抗真菌功效。
[0109]玉米粉圆饼处理过程中的样品变量:
[0110]1.对照物-去离子水
[0111]2.对照物-Y -环糊精(0.5 %溶液)
[0112]3.传统化学防腐剂(延胡索酸盐、山梨酸盐、丙酸盐)
[0113]4.Natamax? SF(最终产品上的目标用量为约I2ppm的纳他霉素)
[0114]5.Y-环糊精-纳他霉素粉末(最终产品上的目标用量为约12ppm纳他霉素)
[0115]6.Y-环糊精-纳他霉素粉末(最终产品上的目标用量为约6ppm纳他霉素)
[0116]对于喷洒施用方式，将每种溶液以大约相同的喷洒量喷洒在36个玉米粉圆饼(直径为约7英寸)上。将玉米粉圆饼保存在21.7°C下的标准储存架上，然后对霉菌生长监测O至30天。下表1中呈现了玉米粉圆饼的施用数据。
[0117]表1:玉米粉圆饼的施用数据
[0119]保质期数据在表2中作为发霉玉米粉圆饼的数量(样品变量)呈现。
[0120]表2:保质期数据-发霉玉米粉圆饼的数暈(变暈)。
【权利要求】
1.一种用纳他霉素改善烘焙产品的保存的方法，所述方法包括以下步骤，其中: -提供包含纳他霉素的组合物，所述纳他霉素为纳他霉素-环糊精复合物的形式，以及 -将所述组合物作为抗真菌剂施用到所述烘焙产品上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述组合物是由水溶液施用的，所述水溶液是通过将喷雾干燥的组合物溶解在水中提供的。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述组合物以有效抗真菌量被施用到所述烘焙产品上，所述有效抗真菌量包括在所述烘焙产品的表面上0.1 μ g/cm2或更多、优选0.1至7.0 μ g/cm2、最优选0.2至0.9 μ g/cm2的纳他霉素。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中在烘焙后将所述组合物施用到所述烘焙产品上。
5.根据权利要求4所述的方法，其中当施用所述组合物时，所述烘焙的烘焙产品的温度不低于50°C。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述组合物以包含所述组合物的锅油或油脂的形式被施用到所述烘焙产品上。
7.一种在其表面上包含有效抗真菌量的纳他霉素的烘焙产品，所述纳他霉素为包含纳他霉素-环糊精复合物的组合物的形式。
8.根据权利要求7所述的烘焙产品，其中所述烘焙产品的所述表面上的纳他霉素的量为 0.1 μ g/cm2 或更多，优选 0.1 至 7.0 μ g/cm2，最优选 0.2 至 0.9 μ g/cm2。`
9.一种具有改善的抗真菌活性的抗真菌纳他霉素组合物，其中所述纳他霉素为纳他霉素-环糊精复合物的形式，所述复合物是通过将环糊精和纳他霉素溶解在水溶液中，使得所述环糊精与纳他霉素之间发生复合而形成的，然后任选地回收如此形成的组合物并通过喷雾干燥加工成粉末。
10.根据权利要求9所述的组合物，其中所述纳他霉素-环糊精复合物中的所述环糊精包括β -和/或Y -环糊精，优选地为Y -环糊精。
11.根据权利要求9或10所述的组合物，其中在所述复合步骤中所述水溶液的pH值在8或更高的范围内，优选8至13，更优选8至12。
12.根据权利要求9或10所述的组合物，其中在所述复合步骤中所述水溶液的pH值在6或更低的范围内，优选I至4。
13.根据权利要求11或12所述的组合物，其中在所述复合之后将所述水溶液的pH值调节到6至8范围内的pH值。
14.根据前述权利要求9至13中任一项所述的组合物，其中在所述环糊精和纳他霉素的所述复合步骤中，所述水溶液的温度为O至100°C，优选15至30°C。
15.根据前述权利要求9至14中任一项所述的组合物，其中包含所述纳他霉素-环糊精组合物的所述喷雾干燥的粉末包含10重量％以上的纳他霉素，优选10-25重量％的纳他霉素，更优选12-20重量％的纳他霉素。
16.—种改善纳他霉素的抗真菌活性的方法，所述方法包括以下步骤: a.将环糊精和纳他霉素溶解在水溶液中， b.使所述环糊精与所述纳他霉素之间发生复合，从而提供纳他霉素-环糊精复合物， c.任选地从所述水溶液回收包含所述纳他霉素-环糊精复合物的组合物，以及d.通过喷雾干燥将包含所述纳他霉素-环糊精复合物的所述组合物加工成粉末。
17.根据权利要求16所述的方法，其中步骤b中的pH值在8或更高范围内，优选8至13，更优选8至12。
18.根据权利要求16所述的方法，其中步骤b中的pH值在6或更低范围内，优选I至4。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中在所述复合之后将在步骤b中形成的所述溶液的PH值调节到6至8范围内。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的方法，其中步骤b中的温度为O至100°C，优选15至30°C。
21.根据权利要求9至15中任一项所述的喷雾干燥的纳他霉素-环糊精组合物作为用于食品保存的抗真菌剂的用途。
22.根据权利要求21所述的 用途，其中所述食品为烘焙产品。
【文档编号】A21D15/08GK103491807SQ201280006709
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年1月27日 优先权日:2011年1月28日
【发明者】T.斯纳贝, B.W.汤普森, S.L.马洛里 申请人:杜邦营养生物科学有限公司