專利名稱：抗微生物組合物的制作方法
抗微生物組合物本發(fā)明涉及抗微生物組合物。特別地，本發(fā)明涉及包含萜類化合物和抗微生物劑的抗微生物組合物，以及所述組合物在不同應(yīng)用中的用途，包括防止、對(duì)抗或治療微生物感染，或防止微生物生長(zhǎng)或定居的應(yīng)用。所述抗微生物組合物的具體應(yīng)用包括用于動(dòng)物墊料產(chǎn)業(yè)，例如禽舍，用于普通抗微生物產(chǎn)品，例如抗菌劑和消毒劑，用于食品工業(yè)，例如包裝材料，以及用于產(chǎn)品的直接處理，用于土壤、覆蓋物或植物材料以防止植物病原體的擴(kuò)散，還能用于各種醫(yī)療方面的應(yīng)用。
禽舍中墊料材料內(nèi)的微生物活性導(dǎo)致雞糞便中的尿酸轉(zhuǎn)變成氨。這對(duì)飼養(yǎng)密度高的禽舍是一個(gè)特有的問題，禽舍中廢棄物的高濃度的銨使其變成堿性，這導(dǎo)致銨轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔?，高濃度的氨氣?duì)禽類有毒害，當(dāng)其排入大氣時(shí)，成為酸雨的重要促成因素。因此，動(dòng)物房的氨排放受到密切關(guān)注，新法案迫使農(nóng)戶遵守嚴(yán)格的排放法規(guī)(IPPC，國(guó)際植物保護(hù)公約)。實(shí)際上，實(shí)施國(guó)際植物保護(hù)公約意味著擁有40，000多只禽類的農(nóng)戶必須(I)使氨的排放最小化，(2)減少由禽舍散發(fā)的臭味，以及(3)制定適當(dāng)?shù)募S便管理計(jì)劃。在富含銨的墊料上飼養(yǎng)的家禽會(huì)遭受足、胸的“腐蝕性燒傷”以及足墊皮膚炎(FPD)之苦，這就降低了最終的食品的質(zhì)量。防止銨造成的“腐蝕性燒傷”不僅能改善動(dòng)物的健康安樂，也會(huì)因動(dòng)物生長(zhǎng)得更好，以及更高質(zhì)量的動(dòng)物產(chǎn)品而減少農(nóng)戶的損失。因此有必要使禽舍中的微生物活性最小化。目前，減少微生物活性以防止動(dòng)物墊料中的微生物將尿酸轉(zhuǎn)變成氨和銨通過保持盡可能低的墊料含水量來實(shí)現(xiàn)。據(jù)稱在這方面有效的報(bào)道是使用吸濕的墊料材料。然而，實(shí)際上，很難保持墊料的低濕度水平，因?yàn)榍蓊愶曫B(yǎng)密度通常較高，并且冷凝和液體濺出會(huì)導(dǎo)致墊料越來越濕。潮濕會(huì)助長(zhǎng)微生物活性，其導(dǎo)致雞糞便中存在的尿酸形成銨。當(dāng)pH值升至高于7時(shí)，銨轉(zhuǎn)變成氨，在pH值高于8時(shí)氨濃度明顯增高。為了防止墊料材料產(chǎn)生腐蝕性，一旦尿酸轉(zhuǎn)變成氨，可以添加酸式鹽，例如明礬(KAl (SO4)2. 12H20)或硫酸氫鈉以保持低PH值。然而，這些化合物并不持久，且對(duì)農(nóng)戶而言價(jià)格昂貴。而且所產(chǎn)生的廢物內(nèi)的大量的鋁會(huì)因重金屬濃度升高而產(chǎn)生廢物處理問題。因此，上述“酸化物質(zhì)”并不常用，禽舍中氨的形成仍舊普遍。經(jīng)飼養(yǎng)用于食肉或產(chǎn)蛋的動(dòng)物，例如雞的另一個(gè)問題是食品中攜帶病原體的風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)估計(jì)超市銷售的75-95%的冷凍雞肉感染有彎曲桿菌，10%的感染有沙門氏菌。對(duì)于從事育種和產(chǎn)崽的農(nóng)戶而言，在動(dòng)物房中檢測(cè)到沙門氏菌則意味著整個(gè)崽群需要銷毀，這造成農(nóng)戶嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。一般認(rèn)為，這些細(xì)菌從動(dòng)物房，尤其是墊料中進(jìn)入動(dòng)物體。據(jù)信，上述問題的原因在于動(dòng)物墊料為這些細(xì)菌提供了適宜的基底，包括高溫(25-35 ° C )、高濕度水平、糞便中高濃度的營(yíng)養(yǎng)物以及處于適合所述細(xì)菌生長(zhǎng)范圍的PH值。因此，迫切需要減少動(dòng)物墊料中的微生物活性，以防止病原體生長(zhǎng)。壞死梭桿菌和黑色素類桿菌是足跟(蹄皮炎)的病原體，其病癥為綿羊、山羊和牛腳趾間區(qū)域感染，造成蹄腐爛。該病非常痛苦，且具接觸傳染性。接觸時(shí)能殺滅所述細(xì)菌的動(dòng)物墊料會(huì)顯著降低所述細(xì)菌對(duì)偶蹄類動(dòng)物造成的傷害。市面上有眾多合成消毒劑和消毒劑，其特征可描述為基于醇類、醛類、氧化劑、酚類或季銨的化合物。通常這些物質(zhì)可以有效殺滅微生物，但存在如下問題(1)細(xì)菌對(duì)醛類產(chǎn)生抗性；(2)氧化劑和酚類腐蝕性極強(qiáng)；(3)有機(jī)物質(zhì)使醛類失活；(4)醇類不持久；(5)上述物質(zhì)大多數(shù)對(duì)人類具有毒性或刺激性或者(6)對(duì)環(huán)境有負(fù)面影響。由于上述問題的存在，對(duì)“天然”和更“綠色”的抗微生物劑，例如香精油以及其他具有抗微生物性能的天然產(chǎn)品，例如香草醛有極大的需求。常見的香精油的例子包括百里香酚(來自百里香的天然酚類產(chǎn)品)，含有茶樹精油的產(chǎn)品，以及包含其他來自丁香(丁香酚)、桉樹、松樹等的香精油的產(chǎn)品。然而，香精油和其他植物來源的抗微生物產(chǎn)品的抗微生物性通常較弱，因此，為了發(fā)揮效力，需要使用高濃度而致使上述產(chǎn)品有強(qiáng)烈的氣味，這樣不僅昂貴，而且令使用者感到非常不悅。因此，本領(lǐng)域存在提高已知抗微生物劑活性的需求。發(fā)明人現(xiàn)證實(shí)，萜類化合物及其衍生物顯著改善已知抗微生物劑的抗微生物性倉泛。因此，根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供了抗微生物組合物，所述組合物包含萜類化合物或其衍生物，以及抗微生物劑，所述抗微生物劑干擾細(xì)胞膜完整性或蛋白質(zhì)合成。第二方面，提供萜類化合物或其衍生物用于增加抗微生物劑的抗微生物活性的用途，所述抗微生物劑干擾細(xì)胞膜完整性或蛋白質(zhì)合成。發(fā)明人研究了輕微加熱的木屑變得具有抗微生物活性的機(jī)制，并驚訝地發(fā)現(xiàn)，包含萜類化合物脫氫松香酸和抗微生物劑香草醛的所述木屑的提取物能夠強(qiáng)烈殺菌。然而，如實(shí)施例I所描述，最令人驚訝的是，他們發(fā)現(xiàn)，包含上述兩種物質(zhì)的提取物表現(xiàn)出比僅含香草醛，即不與萜類化合物組合時(shí)高出1000倍的抗微生物活性。如實(shí)施例3所示，該效應(yīng)并不僅限于二萜類化合物，例如松香酸、脫氫松香酸和海松酸，還擴(kuò)大至許多三萜類化合物，例如烏索酸、石竹素以及白樺脂醇。通?？刮⑸镂镔|(zhì)以純品形式使用，因而發(fā)明人相信，他們第一個(gè)發(fā)現(xiàn)任何萜類化合物，例如脫氫松香酸，都具有驚人的提高天然或合成抗微生物劑，例如香草醛的抗微生物活性的性能。術(shù)語“增加抗微生物劑的抗微生物活性”可以意味著，當(dāng)萜類化合物存在時(shí)，所述抗微生物劑呈現(xiàn)出比不存在萜類化合物時(shí)更高的抗微生物活性。活性的出人意料的增加可能是協(xié)同效應(yīng)的結(jié)果，其中兩種物質(zhì)以互補(bǔ)的方式干擾微生物細(xì)胞膜完整性或蛋白質(zhì)合成。因此，所述抗微生物劑能夠干擾微生物的細(xì)胞膜的完整性或其蛋白質(zhì)合成(例如RNA合成)，而所述萜類化合物會(huì)使所述抗微生物劑更容易進(jìn)入細(xì)胞，或增強(qiáng)其功能。所述抗微生物劑的抗微生物活性可以增加至少I倍，至少2倍，至少3倍，至少5倍，至少8倍，或至少10倍?？刮⑸锘钚钥梢栽黾又辽?0倍，至少50倍，至少100倍，200倍，300倍，500倍，700倍，或1000倍?？刮⑸锘钚陨踔量梢栽黾又辽?200倍，至少1500倍，1700倍，或至少2000倍或更多。所述抗微生物活性的增加可以用例如在實(shí)施例中描述的那些檢測(cè)法來確定。發(fā)明人測(cè)試了多種加熱后的植物材料，發(fā)現(xiàn)經(jīng)加熱的來自不同硬木和軟木，例如 松木和蔥木的包含萜類化合物和抗微生物劑的木屑呈現(xiàn)出令人驚訝的抗微生物性能。因此，所述萜類化合物和/或抗微生物劑可以來自植物，例如硬木或軟木。作為所述萜類化合物和/或抗微生物劑來源的適合的硬木種屬的例子包括冬青樹(冬青屬，Ilex genus)、橡樹(櫟屬，Quercus genus)、山毛櫸(山毛櫸屬，F(xiàn)agus genus)、白臘樹(白臘樹屬，F(xiàn)raxinusgenus)、楓樹(槭屬，Acer genus)、白楊樹(楊屬，Populus genus)、柳樹(柳屬，Salixgenus),以及栗樹(栗屬，Castanea genus),例如甜栗(歐洲板栗，Castanea sativa)。作為所述萜類化合物和/或抗微生物劑來源的適合的軟木種屬包括針葉樹或松樹。適合的軟木種屬的例子包括松樹(松屬，Pinus genus)、云杉(云杉屬，Picea genus)、雪松(雪松屬，Cedrus genus)、冷杉(冷杉屬，Abies genus)、落葉松(落葉松屬，Larixgenus)、花旗松(黃衫屬，Pseudotsuga genus)、鐵杉(毒參屬，Conium genus)、柏樹(柏科Cupressaceae family)、紅杉(北美紅杉屬，Sequoia genus)和紫杉(紅豆杉屬，Taxusgenus)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)源自松樹，尤其是歐洲赤松的材料表現(xiàn)出令人驚訝的抗微生物活性，由此為本發(fā)明的組合物提供了有用的來源。因此，所述萜類化合物和/或抗微生物劑可以源自松科，優(yōu)選為松屬，例如silvestrus松(Pinus silvestrus)或negrus松(Pinusnegrus)。諸如松香和歧化松香等來自木材的材料也是本發(fā)明所用萜類化合物的優(yōu)良來源。作為所述萜類化合物和/或抗微生物劑來源的植物材料可以先加熱，例如暴露于 至少50° C或至少115° C的溫度。所述植物材料可以暴露于低于200° C或低于150° C的溫度。所述植物材料可以暴露于介于75° C和175° C或介于100° C和160° C的溫 度。所述植物材料可以暴露于所述處理溫度至少30分鐘，至少I小時(shí)，至少5小時(shí)，至少24小時(shí)，至少36小時(shí)，至少48小時(shí)或至少72小時(shí)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，經(jīng)所述熱處理結(jié)果會(huì)產(chǎn)生本發(fā)明的抗微生物組合物。用于第一方面的組合物中，或用于第二方面的用途中的萜類化合物由異戊二烯單元，即2-甲基-1，3-丁二烯或CH2=C(CH3)CH=CH2組成。異戊二烯單元可以由通式(I)表示
權(quán)利要求
1.一種抗微生物組合物，包含萜類化合物或其衍生物，以及抗微生物劑，所述抗微生物劑干擾細(xì)胞膜完整性或蛋白質(zhì)合成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中，所述萜類化合物和/或抗微生物劑來自硬木或軟木。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的組合物，其中，所述萜類化合物和/或抗微生物劑來自冬青樹(冬青屬)、橡樹(櫟屬)、山毛櫸(山毛櫸屬)、白蠟樹(白蠟樹屬)、楓樹(槭屬)、白楊樹(楊屬)、柳樹(柳屬)，或栗樹(栗屬)，例如甜栗(歐洲板栗)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的組合物，其中，所述萜類化合物和/或抗微生物劑來自松樹(松屬)、云杉(云杉屬)、雪松(雪松屬)、冷杉(冷杉屬)、落葉松(落葉松屬)、花旗松(黃衫屬)、鐵杉(毒參屬)、柏樹(柏科)、紅杉(北美紅杉屬)或紫杉(紅豆杉屬)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述萜類化合物是二萜類化合物或三萜類化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其中，所述三萜類化合物選自烏索酸、石竹素、樺木酸、模繞酮酸和羽扇豆醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其中，所述二萜類化合物選自脫氫松香酸、松香酸、海松酸、異貝殼杉烯酸、ent-3-卩-輕基異貝殼杉烯酸(ent-3-卩-hydroxykaurenoicacid)、salvic 酸(salvic acid)、桃拓酮、18-乙酸基-順式-海州常山-3，13-Z- 二烯-15-酸(18-acetoxy-cis-cleroda-3, 13-Z-dien-15~oic acid)、松香醇(7，13-松香二烯-18-醇，7, 13-abietadien-18-ol)、脫氫松香基狐(dehydroabieticylguanidines)、花柏酸、鐵銹醇、異海松酸、7-氧代-脫氫松香酸、7-羥基-脫氫松香酸和13-羥基-羅漢松-8，11, 13-三烯-18 酸(13-hydroxy-podocarpa-8, 11, 13-trien-18_oic acid)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合物，其中，所述萜類化合物為松香酸，或其衍生物，例如脫氫松香酸。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述抗微生物劑包含香精油。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合物，其中，所述香精油是百里香油、丁香油、茶樹精油、大茴香子油、菖蒲油、樟腦油、柏木油、肉桂油、香茅油、檸檬油、檸檬草油、梨莓油、肉豆蘧油、玫瑰草油(pamarosa oil)、薄荷油、迷迭香油、羅勒油、香根草油、黑胡椒油、姜油、沒藥油、牛至油、月桂葉油、香葉油、橙油、蒔蘿油或冬青油。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述抗微生物劑是香草醛，或其衍生物，例如香草酸或乙基香草醛。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述抗微生物劑是1，2_二苯乙烯，或其衍生物。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述抗微生物劑是松柏醛或其衍生物。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述抗微生物劑是脫氫姜油酮或其衍生物。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述抗微生物劑用分子式XII表示
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的組合物，其中，R1是OH、C1-C4的烷基或烷氧基、C1-C4的醛或C1-C2的烷基取代的苯基，優(yōu)選為OH、C1的烷氧基、C1的醛或C1-C2的烷基取代的苯基；R2是IC1-C4的烷基或烷氧基，或C2-C4的酯，優(yōu)選為IC1-C3的烷基、或C1-C3烷氧基，或C2-C3的酯；R3是H或C1-C4的烷基，優(yōu)選為H或C1-C3的烷基；R4是HX1-C4的烷基或亞烷基、C1-C4的烷氧基、C1-C4飽和或不飽和的醛，或C2-C4的酮，優(yōu)選為HX1-C3的烷基或亞烷基、C1-C2的烷氧基X1-C2的飽和或不飽和的醛，或C2-C3的酮；R5是H或C1-C4的烷基，優(yōu)選為H或C1-C2的烷基；以及R6是H或C1-C4的烷基，優(yōu)選為H或C「C2的烷基。
17.一種抗微生物組合物，包含萜類化合物或其衍生物，以及用分子式XII表示的抗微生物劑
18.萜類化合物或其衍生物增加抗微生物劑的抗微生物活性的用途，所述抗微生物劑干擾細(xì)胞膜完整性或蛋白質(zhì)合成。
19.萜類化合物或其衍生物增加用分子式XII表示的抗微生物劑的抗微生物活性的用途
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的用途，其中，所述抗微生物劑的抗微生物活性增加至少8倍。
21.根據(jù)權(quán)利要求18-20中任一項(xiàng)所述的用途，其中，所述萜類化合物和抗微生物劑如權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)中所限定。
22.含有極性基團(tuán)和剛性疏水部分的化合物用于增加香精油或香草醛的抗微生物活性的用途。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的用途，其中，所述化合物是類異黃酮植物抗毒素(例如菜豆素)、大豆抗毒素或紫檀堿。
24.一種包含根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的抗微生物組合物的液體劑型。
25.一種包含根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的抗微生物組合物的動(dòng)物墊料。
26.一種包含根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的抗微生物組合物的覆蓋物。
27.一種防止或抑制微生物定居于物體的方法，其包含用根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的抗微生物組合物接觸或涂覆所述物體的表面。
28.—種包含根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的抗微生物組合物的物體。
29.一種根據(jù)權(quán)利要求28所述的物體，其中所述物體是醫(yī)療器械，例如醫(yī)用導(dǎo)管、支架、創(chuàng)傷敷料、繃帶、避孕器、外科用植入物、替代的關(guān)節(jié)、隱型眼鏡、繃帶、創(chuàng)傷敷料或石膏。
30.一種包含根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的抗微生物組合物的紡織品或聚合物。
31.一種包含根據(jù)權(quán)利要求30所述的紡織品或聚合物的衣著類商品。
32.一種包含根據(jù)權(quán)利要求30所述的紡織品或聚合物的鞋或其鞋墊。
33.一種包含根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的抗微生物組合物的包裝材料。
34.一種根據(jù)權(quán)利要求33所述的包裝材料，其中，所述包裝材料用于包裝食品或食品原料。
35.根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的抗微生物組合物的用途，其用于防止或抑制食品的微生物感染的方法中，該方法包含用權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的抗微生物組合物接觸或涂覆食品的表面。
36.一種包含根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的抗微生物組合物的容器。
37.一種根據(jù)權(quán)利要求36所述的容器，其中，所述容器能夠容納食品，或?yàn)閺U物容器。
全文摘要
本發(fā)明提供了包含萜類化合物和抗微生物劑的抗微生物組合物，以及所述組合物在不同應(yīng)用中的用途，包括防止、對(duì)抗或治療微生物感染，或防止微生物生長(zhǎng)或定居。
文檔編號(hào)A01N35/02GK102630141SQ201080050567
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日
發(fā)明者弗朗西斯庫斯·安東尼厄斯·安娜·瑪麗亞·德萊, 米娜卡蘭塔爾·扎德 申請(qǐng)人:薩里大學(xué)