用于食品中的納他霉素-環糊精復合物、它們的制造方法以及用途

用于食品中的納他霉素-環糊精復合物、它們的制造方法以及用途
【專利摘要】本發明涉及用納他霉素改善烘焙產品的保存的方法。提供了一種包含納他霉素的組合物，所述納他霉素為納他霉素-環糊精復合物的形式，并且將所述組合物作為抗真菌劑施用到烘焙產品上。本發明還涉及包含有效抗真菌量的納他霉素的烘焙產品。本發明的另一個方面為抗真菌的納他霉素組合物及其用途，所述組合物具有改善的抗真菌活性。另外，本發明涉及用于改善納他霉素的所述抗真菌活性的方法。
【專利說明】用于食品中的納他霉素-環糊精復合物、它們的制造方法以及用途
【背景技術】
[0001]本發明涉及納他霉素-環糊精復合物以及它們的制造和用途。本發明特別涉及用納他霉素改善烘焙產品的保存的方法。
[0002]現有摶術
[0003]可以用多種方法處理和處置食品以改善其保存，S卩，停止或大大減慢由微生物(如酵母或其他真菌)造成的腐敗。最合適的方法根據食品的不同而有所不同。
[0004]就烘焙產品而言，許多工業生產的焙烤食品是通過烘焙方法使用基本上無菌的表面生產的，但烘焙后處理時，由于暴露于空氣傳播的污染物以及設備接觸，會快速導致真菌表面污染。具有相對中性的pH、高含水量和高水活度的烘焙產品，如面包、蛋糕、松餅、華夫餅干和玉米粉薄烙餅，特別容易因多種霉菌(主要是青霉菌和曲霉菌屬)的作用而快速腐敗。制造無霉菌保質期較長的口感好、高水分的產品對于烘焙行業而言存在不斷的和持續的技術挑戰。如果存在可能的腐敗，為了防止顧客投訴，零售商會將保質期內的大量產品退回，從而增加了制造商的質量成本。
[0005]已采用多種方法試圖達到食品(如，烘焙產品)所需的保質期。這些方法包括添加濕潤劑以降低水活度；在產品中添加化學抑霉防腐劑，如丙酸鹽或山梨酸鹽；通過包含除氧劑的氣調包裝和活性包裝限制氧的可用性；或者用包含乙醇的小袋或條狀內插管在包裝中提供飽和乙醇頂空。化學防腐劑(如山梨酸酯和丙酸鹽)在低PH下具有最佳效果，所以通常將酸與這些防腐劑一起加入，以降低烘焙產品的pH，從而提高所加入的防腐劑的效力。然而，加入酸、化學防腐劑和濕潤劑會影響產品的口味和質量，因此它們的使用通常是獲得最美味產品與可能的最長保質期之間的折中。基于包裝系統的保存非常依賴于包裝完整性，但即使是最好的系統，也會由于包裝損壞或密封失效并由此喪失包裝完整性而遭受保質期失效。因此，使用酸、化學防腐劑和濕潤劑并沒有解決提供不會不利地影響食品口味的聞效保存系統的問題。
[0006]納他霉素為通過細菌納塔爾鏈霉菌的發酵而產生的多烯大環內酯類天然抗真菌齊U。納他霉素(此前稱為匹馬菌素)能有效對抗所有酵母和霉菌，其中濃度為l_40ppm的納他霉素能抑制大多數菌株。
[0007]在世界上的大多數國家，納他霉素作為被批準用于乳酪和某些肉制品如干臘腸的防腐處理劑已被使用了多年。盡管長期使用，但迄今為止未報告抗性菌株的生長，這與化學有機酸山梨酸鹽和丙酸鹽防腐劑不同，對于它們，已檢測到和報告了許多抗性酵母和霉菌。
[0008]納他霉素以非常低的含量應用于乳酪和臘腸的效力還未報告對產品的質量或口味具有任何不利的影響。盡管納他霉素已長期用于乳酪和臘腸，但卻很少有報告將納他霉素用于其他類型的食物。
[0009]US2004/0013781公開了在延長的保質期內保持松軟的全烤面包產品。可以用微生物抑制劑保護面包，微生物抑制劑可以是納他霉素。在所述的實施例中，烘烤時將抑制劑添加到生面團中。然而，還有一種建議是在烘烤后將山梨酸鉀抑制劑水溶液噴到面包上。[0010]已有人提出將納他霉素用于延長具有中等或高水分的精制烘焙產品的保質期(US2005/0163895)。
[0011]US2006/0165857公開了用納他霉素防止腐敗的烘焙產品，所述納他霉素以有效抑制霉菌生長的量均勻分布在表面上。
[0012]US2005/0042341A1公開了用于食品工業的納他霉素劑型，更具體地講為納他霉素被包封在生理上可接受的外殼內的微膠囊。
[0013]W02008/110531A1公開了將納他霉素噴灑到烘焙產品上的方法以及通過加熱從烘焙產品移除溶劑的方法。
[0014]在本領域中已知的是，與環糊精形成包合化合物可改變客體分子的物理和化學性質，主要是水溶性。環糊精(CD)由多個吡喃葡萄糖苷單元構成。分子的內部能夠容納疏水性分子，如納他霉素。
[0015]Koontz等人研究了納他霉素和它的環糊精包合復合物(J.Agric.FoodChem.2003,51，pages7106-7110and7111-7114(《農業和食物化學雜志》，2003 年，第 51 卷，第7106-7110頁和第7111-7114頁))。他們得出的結論是，復合物允許大幅提高納他霉素的水溶性而不顯著改變它的原結構或抗真菌活性，這通過進行最小抑制濃度(MIC)研究來評價。然而,測試卻顯示納他霉素-Y-CD復合物的一種MIC水平有提高。在該研究中，通過以下方法制備β -⑶、羥基丙基β -⑶和Y -⑶納他霉素復合物:分別將16mM、70mg和70mg的各種CD溶解于水中并分別添加濃度為2.0g/L、6.0g/L和5.0g/L的納他霉素，所述濃度大大超過其固有溶解度。對懸浮液進行超聲處理，并快速攪拌48h，隨后通過薄膜進行過濾。將獲得的溶液凍干，獲得粉末。用所述粉末制備納他霉素濃度為0.4-25 μ g/mL的樣品。
[0016]Cevher等人研究了用于陰道生物粘附片制劑的Y -環糊精包合復合物中的納他霉素的制備和表征(J.Pharm.Sc1.2008, Vol.97, pages4319_4335 (《藥物科學雜志》，2008年，第97卷，第4319-4335頁))。研究結論是，復合物提高了納他霉素的溶解度，同時未改變它的抗真菌活性(antimyotic activity)。通過以化學計量1:1的量將納他霉素加入Y -環糊精水溶液中制備納他霉素和Y -環糊精的復合物。將懸浮液搖動7天，最后過濾。將濾液凍干，并將形成的納他霉素-Y -環糊精復合物用于陰道生物粘附片制劑中。
[0017]專利公布CN101491240公開了用環糊精和衍生物制備納他霉素-環糊精超分子包合物的方法。該方法涉及保持納他霉素的抑菌活性以及提高納他霉素的水溶性和穩定性。該方法包括用超純水制備環糊精和衍生物的水溶液，將一定量的納他霉素加入水溶液中，進行5分鐘的超聲處理，以及在懸浮液的容器上覆蓋一層鋁箔紙，將容器放在搖床上，在室溫下發生反應。
[0018]US4, 883，785公開了抗真菌劑和環糊精的復合物。與現有技術兩性霉素B抗真菌劑相比，包含兩性霉素B的復合物提高了水溶性和穩定性。包含根據US4，883，758的復合物的制劑能有效對抗感染。這并不表示是由于與環糊精的復合而提高了抗真菌劑的抗真菌活性。
[0019]V.E.Teter 在她的碩士論文“Ensuring the Stability of Natamycin onShredded Cheese”(Virginia Tech, 24August2006)( “確保納他霉素在碎乳酪上的穩定性”(弗吉尼亞理工大學，2006年8月24日))中測試了環糊精與納他霉素的用途。她測試了用環糊精提高納他霉素的水溶解度，以查看是否能夠有效地將納他霉素均勻分布在碎乳酪上。她還對碎乳酪進行了防止霉菌生長的測試。根據她的研究，對于用干燥納他霉素、水性納他霉素懸浮液或與未改性環糊精復合的納他霉素處理過的樣品而言，無霉菌的天數沒有差別。
[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個中引用的每個文件或參考文獻和所有規程、制造商文獻、規范、使用說明、產品數據表、材料數據表等，如果與本文中提及的每種產品相關，則據此明確地以引用的方式并入本文。
[0021]如上所述，納他霉素與環糊精的復合已用于提高納他霉素的水溶性。復合物已用于多種藥物制劑中，并已在碎乳酪的保存方面對其進行了測試。研究顯示，納他霉素-環糊精復合物的抗真菌活性幾乎相當于非復合納他霉素的抗真菌活性。另外，上文提及的用于形成納他霉素與環糊精的包合復合物的現有技術方法在復合時間和復合程度方面相當無效。
[0022]納他霉素具有低水溶性，其最高溶解度為大約40ppm。盡管將納他霉素噴灑到烘焙產品上已顯示具有與抗真菌處理一樣成功的結果，但由于納他霉素的水溶性低，常規的方法仍具有許多缺點。這些缺點包括需要不斷攪拌，以及在施加納他霉素溶液或懸浮液時堵塞噴嘴。這些缺點在應用中帶來相當多的不一致的問題。此外，納他霉素的穩定性受到諸如光和氧化這些因素的影響。
[0023]許多烘焙產品需要具有非常長的保質期，如，環境溫度下最長2至10周，有時更長。許多烘焙產品的高含水量使它們非常容易因為霉菌和酵母生長而腐敗。在延長具有霉菌生長趨勢的烘焙產品的保質期同時優化所需產品特征(如pH和口味)方面，仍存在持續的需要。

【發明內容】

[0024]根據本發明的發明是基于這樣的認識:將納他霉素復合在環糊精中改善了烘焙產品的保存。改善的保存允許使用比現有技術含量低的納他霉素。改善的保存還可用于延長具有現有技術含量的納他霉素的烘焙產品的保質期。
[0025]本發明的一個目的是獲得上文提及的現有技術的問題中的一個或多個的解決方案，或至少基本上減輕所述問題中的一個或多個。一個目的是還提供用于形成納他霉素-環糊精包合復合物的高效方法。本發明的特別目的是提出用納他霉素改善烘焙產品的保存的方法。
[0026]本發明的目的是用具有如獨立權利要求中所述的特征的方法和產品實現的。本發明的優選實施例在從屬權利要求中呈現。因此，本發明的一個目的是提供用納他霉素改善烘焙產品的保存的方法。該方法包括以下步驟，其中:提供包含納他霉素的組合物，所述納他霉素為納他霉素-環糊精復合物的形式，并且其中所述組合物作為抗真菌劑被施用在所述烘焙產品上。
[0027]本發明還涉及在表面上包含有效抗真菌量的納他霉素的烘焙產品，其中納他霉素為包含納他霉素-環糊精復合物的組合物的形式。
[0028]本發明還涉及具有改善的抗真菌活性的抗真菌納他霉素組合物。納他霉素為納他霉素-環糊精復合物的形式，它是通過將環糊精和納他霉素溶解于水溶液中并從而使所述環糊精與納他霉素之間發生復合而形成的。任選地回收形成的組合物，并通過噴霧干燥將其加工成粉末。
[0029]另外，本發明涉及用于改變納他霉素的抗真菌活性的方法。該方法包括以下步驟:將環糊精和納他霉素溶解于水溶液中；使所述環糊精與所述納他霉素之間發生復合，從而提供納他霉素-環糊精復合物。該方法任選地包括從所述水溶液回收包含所述納他霉素-環糊精復合物的組合物。該方法還包括通過噴霧干燥將包含所述納他霉素-環糊精復合物的所述組合物加工成粉末。
[0030]本發明的另一個目的是將噴霧干燥的納他霉素-環糊精組合物用作保存食品的抗真菌劑。
[0031]本發明提供了對將納他霉素噴灑到焙烤食品上的現有技術的改善。它提供了一種方法，其中可以用較少的納他霉素獲得與在現有技術中相同的產品保質期。它還提供了允許通過使用現有技術量的納他霉素獲得較長產品保質期的方法。另外，本發明減少了現有技術在施用包含納他霉素的水溶液期間遇到的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]通過參照附圖對本發明進行說明，其中:
[0033]圖1示出了 pH和Y -環糊精對納他霉素溶解度的影響，
[0034]圖2示出了與Y-環糊精復合時pH對納他霉素溶解度的影響，
[0035]圖3示出了在25°C和80% RH下12天之后玉米粉圓餅上的納他霉素抑制結果，
[0036]圖4示出了在25°C和80% RH下21天之后玉米粉圓餅上的納他霉素抑制結果，
[0037]圖5示出了在25°C和80% RH下28天之后玉米粉圓餅上的納他霉素抑制結果，并且
[0038]圖6示出了在25°C和80% RH下36天之后玉米粉圓餅上的納他霉素抑制結果。【具體實施方式】
[0039]當根據常規方法將納他霉素用于水溶液或懸浮液中時，納他霉素的低水溶性會產生施用不一致的問題。需要不斷攪拌，才能使納他霉素溶液或懸浮液保持均勻。在噴灑施用納他霉素期間，因為顆粒和/或結晶，所以會發生噴嘴堵塞的情況。因此，很難找到合適的施用方法。
[0040]為了減少食品上納他霉素施用不一致的問題，有時必須使用比需要量更多的納他霉素制劑才在產品的每個部分上確保充分的抗真菌保護。與防腐劑(例如抗真菌劑)在食品上的用量相關的安全規程限制了納他霉素的使用。因此，必須限制納他霉素的量，以使得食品的任何區域都不包含過高水平的納他霉素。為了保持安全邊際，使用時通常在向每個部分上施加充足的納他霉素與避免各區域具有過高水平的納他霉素之間達成折衷。
[0041]根據本發明，可使用抗真菌劑納他霉素改善食品保存。采用本發明的方法和產品可以減輕上文提及的導致施用不均勻的問題。可以實現納他霉素的更均勻分布，并可以使用較少量的納他霉素。分布更為均勻(尤其是在施用水溶液的納他霉素-環糊精組合物時)是溶液中包含更均勻的和任選更高濃度的納他霉素的結果，其中納他霉素為納他霉素-環糊精復合物的形式。另外，可以使用比常規方法用量更少的水溶液，這減輕了產品表面上的水量增加所產生的問題。在產品上加水會帶來增大霉菌生長的風險的問題。此外，水可能會破壞烘焙產品的表面紋理。
[0042]意外的是，已經發現與包含非復合形式的納他霉素的納他霉素組合物相比，包含納他霉素-環糊精復合物的組合物改善了烘焙產品的保存。改善的保存允許使用比現有技術工藝含量低的納他霉素。改善的保存還可用于延長具有現有技術含量的納他霉素的烘焙產品的保質期。
[0043]已發現的是，納他霉素與環糊精的復合本質上與發生復合反應的溶液的pH值有關。從復合時間和復合程度方面來講，與現有技術工藝相比，高pH值顯著提高了反應過程的效率。低PH值也顯著提高反應過程的效率。這是一個驚人的發現，因為納他霉素自身在堿性和酸性水溶液中均快速降解。
[0044]在現有技術中，已對將納他霉素-環糊精復合物的水溶液施用到碎乳酪上或用于醫藥制劑中進行了研究。現有技術顯示，形成納他霉素-環糊精包合復合物未改變納他霉素在碎乳酪上的抗真菌活性。在本發明中，已令人吃驚地發現，當將納他霉素-環糊精復合物施用到烘焙產品上時，產品的保存可得以改善。當納他霉素與環糊精復合時，每單位施用的納他霉素的抗真菌活性與單獨的納他霉素相比有所提高。測試表明，在焙烤食品上單獨施用環糊精顯示沒有抗真菌活性。還發現，只是在溶液中將Y-環糊精與納他霉素混合在一起并將其施用到焙烤食品上未提供相同水平的抗真菌活性。形成足夠高濃度的納他霉素-環糊精復合物還需要另外的步驟，以便在焙烤食品上獲得最大的期望效果。
[0045]結合本發明的研究已顯示，將包含納他霉素-環糊精復合物的組合物施用到其他食品(例如乳酪和臘腸)上不具有與將復合物施用到烘焙產品上時相同的效果。
[0046]在本說明書和權利要求中，下列術語和表達方式具有下文所定義的含義。
[0047]根據本發明的“烘焙產品”可由生面團(其可以是用酵母發酵的或不用酵母發酵的)制成，例如用發酵粉發酵的面包。烘焙產品通常選自免揉面包、百吉餅、法式長棍面包、餅干、面包條、布朗尼、小圓面包、漢堡卷、蛋糕、甜餅、燕麥片、薄脆餅干、薄煎餅、甜點(如棒狀甜點，包括太妃糖、檸檬、棗、無花果和填充水果的甜點)、新月形面包、小圓烤餅、丹麥糕餅、扁平面包、法國吐司、水果面包、卡利面包(khari)、牛角面包、月餅、松餅、圓盤烤餅、辣味食品、南卡太餅(nankatais)、盤式面包、薄煎餅、酥皮糕點(包括長形松餅、奶油松餅和油炸圈餅)、餡餅、皮塔餅、比薩餅或比薩餅皮、速發面包、面包卷、黑面包、三明治袋、司康餅、美式甜面包、甜卷餅、模制面包、吐司、玉米粉圓餅、華夫餅干、小麥面包、全麥面包或酵母發酵的高水分特種面包(包括添加纖維的低熱量英式松餅)。最通常的是，烘焙產品可以是酵母發酵的面包，包括面包卷、甜卷餅、百吉餅、新月形面包和比薩餅皮；扁平面包，包括圓盤烤餅和皮塔餅；酵母發酵的高水分特種面包；發酵粉發酵的面包，包括餅干、司康餅、松餅、燕麥片和速發面包；小圓烤餅；甜的即食型焙烤食品，包括蛋糕、芝士蛋糕、餡餅和酥皮糕點，或玉米粉圓餅。烘焙產品可以是烘焙的、半烘焙的、部分烘焙的、預烘焙的或未烘焙的。冷凍烘焙產品也包括在根據本發明的烘焙產品的定義中。然而，此類產品可以通過冷凍而不是化學防腐劑進行充分保存。
[0048]“抗真菌劑”是防止或減緩某些微生物(諸如酵母或真菌)生長的化合物。納他霉素為抗真菌劑。表達方式“有效抗真菌量”或其變型形式在本文中用于意指足以防止或減緩微生物生長的納他霉素的量。
[0049]與納他霉素結合使用的表達方式“改善的抗真菌活性”是指納他霉素組合物的抗真菌活性在一個或多個方面與單獨的納他霉素的抗真菌活性有所不同。本發明的包含納他霉素-環糊精復合物的組合物具有改善的抗真菌活性，其例如在被施用到烘焙產品上的所述組合物的水溶液中顯示為比施用到所述烘焙產品上的相同量的非復合納他霉素更有效。據信，與以非復合形式使用的納他霉素相比，用根據本發明的方法制備的包含納他霉素-環糊精復合物的組合物的改善的抗真菌活性允許更多的經施用納他霉素分子充當抗真菌劑。本發明中的納他霉素的“改善抗真菌活性”通過本發明的方法進行。
[0050]“保存”是阻止或大大減慢由微生物導致或加速的食品腐敗。這可以通過用防腐劑(例如抗真菌劑)處理食品來完成。
[0051]術語“環糊精”或“⑶”是指包含多個葡萄糖單體(最常見的是包含6至12個單體)的環狀低聚糖。葡萄糖單位的具體聯接和構象提供了具有剛性錐形結構(其具有特定體積的中空內部空間)的環糊精分子。內部腔體的“襯里”由氫原子和糖苷鍵橋接的氧原子形成，這使得該內表面成為相當疏水的區域。該腔體的獨特形狀和物理化學性質能夠使環糊精分子與有機分子或有機分子的一部分形成可以適應該腔體的包合復合物。
[0052]表達方式“納他霉素-環糊精復合物”或“納他霉素-環糊精包合復合物”是指其中環糊精為載體分子而納他霉素為包合分子的復合分子。表達方式“環糊精配制的納他霉素”或其變型形式也是指本發明的包含納他霉素-環糊精復合物的組合物。納他霉素分子的疏水內部腔體連接至環糊精分子的疏水內部腔體。復合物外部的兩端均是極性的或親水性的。因為水為極性溶劑，所以包合復合物天性地可溶于水溶液。與現有技術方法相比，本發明的方法提供在納他霉素與環糊精之間的顯著更有效的反應。因此，與根據現有技術方法制備的相應的納他霉素-環糊精溶液相比，所得的提供復合物的水溶液中的作為環糊精包合復合物的納他霉素分子具有更高的比例。本發明方法的高復合率能夠充分利用引入該方法的納他霉素。還提供了納他霉素組合物，其中引入本發明方法的納他霉素的至少50%為復合形式。通常多于75%的納他霉素為復合形式。理想的是90%或更多的納他霉素(諸如95%或更多)為復合形式。據信，本發明方法能夠實現納他霉素最高98-100%的復合，同時無需從溶液中移除未復合的納他霉素。在現有技術中，反應溶液中有一大部分納他霉素一直未反應，且通常需要將這種不溶解的納他霉素從溶液中移除。
[0053]表達方式“納他霉素-環糊精組合物”是指包含納他霉素-環糊精復合物以及任何未反應的納他霉素和/或環糊精的組合物。該組合物可以是噴霧干燥的粉末的形式。根據本發明制備的納他霉素-環糊精組合物通常包含10重量％以上的納他霉素。組合物中納他霉素的最大量通常為30重量％。理想的是，組合物包含10-25重量％的納他霉素，例如12-20重量％。組合物中的少量納他霉素可以以未復合的形式溶解。組合物的其余部分包含環糊精和其他化合物，例如在PH調節期間形成的鹽。制備組合物時，計算納他霉素與環糊精的摩爾比，以便確保足夠的環糊精已用于在理論上與組合物中的所有納他霉素復合。摩爾比與組分的質量比(納他霉素:環糊精)基本上相同。復合過程中納他霉素與環糊精的摩爾比理想地為1/1，但通常更高，例如1/1至1/5，以確保環糊精的量足夠高。理想的是，復合過程中納他霉素與環糊精的摩爾比為1/2至1/4。組合物中的摩爾比和質量比在相同的范圍內。
[0054]表達方式“水溶液”為溶液，其中水用作溶劑。溶液還可以包含其他添加劑，例如液體或溶解的物質，如酸和/或堿以及鹽。[0055]本發明涉及用納他霉素改善烘焙產品的保存的方法。根據本發明的方法包括以下步驟，其中:提供包含納他霉素的組合物，所述納他霉素為納他霉素-環糊精復合物的形式，并且將所述組合物作為抗真菌劑施用在所述烘焙產品上。
[0056]可以通過噴霧干燥將包含納他霉素-環糊精復合物形式的納他霉素的組合物加工成粉末。可將包含納他霉素-環糊精復合物形式的納他霉素的組合物以水溶液提供，用于施用。
[0057]在本發明的一個實施例中，所述組合物是由水溶液施用的，其中該水溶液通過將噴霧干燥的納他霉素-環糊精組合物溶解在水中而提供。
[0058]噴霧干燥是通過用氣體快速干燥液體或漿料來制備干燥粉末的方法。該方法具有許多有益效果，如比其他干燥方法有效率。用噴霧干燥制備的粒子具有比(例如)用冷凍干燥制備的粒子更為多孔的結構。此外，噴霧干燥使得有可能改變液滴的大小和溫度，并以此提高成品粉末的一致性。多孔的噴霧干燥粉末在加入水中時將在例如溶解速率、水合速率和可分散性方面具有優異特性。
[0059]可以用本領域已知的并適用于食品工業的常用噴霧干燥機獲得噴霧干燥的納他霉素-環糊精組合物。所述噴霧干燥機的一家商業供應商為Gea Niix)公司。合適的大型噴霧干燥機的例子為Gea Niro流化噴霧干燥機FSD?。噴霧干燥過程中典型的入口溫度為100-300°C，更具體地講為150-250°C，并且甚至更具體地講為180-200°C。噴霧干燥過程中典型的出口溫度為70-120°C，更具體地講為75-100°C，并且甚至更具體地講為80-90°C。
[0060]在本發明中，包含用作抗真菌劑的納他霉素-環糊精復合物的組合物可以與一種或多種抗微生物劑一起使用，所述一種或多種抗菌劑可殺死微生物或減慢微生物的生長。抗微生物劑可以為(例如)鹽、山梨酸鹽或苯甲酸鹽。所述組合物還可以與上光成分一起使用，所述上光成分為烘焙產品提供另外的保護覆蓋物。所述上光劑可以為例如鹽、糖、糖上光劑和以蛋為基礎的上光劑或調味上光劑。
[0061]所述方法的實施例包括將有效抗真菌量的組合物施用到烘焙產品上的步驟。有效量通常包括在所述烘焙產品的表面上0.1 μ g/cm2或更多、優選0.1至7.0 μ g/cm2、最優選0.2至0.9 μ g/cm2的納他霉素。本發明方法的一個實施例涉及在烘焙后將組合物施用到烘焙產品上。優選地，施用組合物時烘焙產品的溫度不低于50°C。
[0062]納他霉素對烘焙時使用的高溫敏感，因此一種選擇是在烘焙過程后施用納他霉素。如果溫度不低于50°C，則來自烘焙產品的熱量可提供一種方式使溶劑從烘焙產品的表面蒸發。應避免將過量的水性納他霉素噴灑到烘焙產品上，因為這會導致表面水分過量。理想的是，噴灑納他霉素不應增加烘焙產品的水分，因為較高的含水量會增大霉菌生長的風險。在本發明中，納他霉素組合物通常溶解在水溶液中。然而，也可以使用其他類型的施用方法，例如將干燥粉末刷到食品上，或將包含復合物的組合物引入非酵母發酵的烘焙產品的生面團中。對于臘腸和類似的產品而言，浸潰是合適的施用方法。
[0063]在本發明的一個實施例中，所述納他霉素-環糊精組合物以包含所述組合物的鍋油或油脂的形式施用到烘焙產品上。該組合物通常與鍋油或油脂混合，并在烘焙之前將該混合物涂覆到鍋上。可以使用常規的鍋防粘涂層設備。鍋油或鍋油脂的施用可能有利于將納他霉素全面施用到焙烤食品上，還施用到側面和底部上。這樣，鍋油或油脂的施用連同其他形式的施用(諸如施用來自水溶液的組合物)可以為整個產品提供保護。[0064]納他霉素與環糊精的復合改善了納他霉素的熱穩定性，因此，與在鍋油或油脂中單獨使用納他霉素相比，復合物在烘焙后保持較高的抗真菌活性。
[0065]本發明提供了制備烘焙產品的方法，其中通過將包含納他霉素-環糊精復合物的組合物施用到其表面上來延長它的保質期。該烘焙產品通常旨在獲得長保質期。它們還通常具有使其易受由霉菌和酵母引起的表面腐敗的影響的含水量。此類烘焙產品尤其是冷卻后具有0.75-0.95的水活度Aw的烘焙成形產品。
[0066]本發明還涉及在表面上包含有效抗真菌量的納他霉素的烘焙產品，所述納他霉素為包含納他霉素-環糊精復合物的組合物的形式。所述烘焙產品的表面上的納他霉素的量為0.1 μ g/cm2或更多，優選0.1至7.0 μ g/cm2,最優選0.2至0.9 μ g/cm2。該量的納他霉素使烘焙產品保持無霉菌狀態的天數有所不同，這取決于多種因素，例如產品類型。通常，該量足以在烘焙產品當在環境溫度下儲存產品時使其長時間保持無霉菌狀態，所述長時間例如2至3周并且最長至6周，環境溫度是指介于15與30°C之間的溫度，并且通常為18至25。。。
[0067]本發明的另一個方面是具有改善的抗真菌活性的抗真菌納他霉素組合物。在該組合物中，所述納他霉素為納他霉素-環糊精復合物的形式，它是通過將環糊精和納他霉素溶解于水溶液中，使所述環糊精與納他霉素之間發生復合而形成的。然后，任選地回收這樣形成的組合物，并通過噴霧干燥將其加工成粉末。
[0068]在一個實施例中，所述納他霉素-環糊精復合物中的環糊精包括和/或Y-環糊精，優選Y-環糊精。
[0069]納他霉素對高和低pH值均敏感，并在此類條件下降解。盡管如此，本發明使用了此類pH范圍。在本發明的一個實施例中，在形成抗真菌組合物的納他霉素-環糊精復合物時，復合步驟中水溶液的PH值在8或更高范圍內，優選8至13，更優選8至12。通常，pH值在10至12范圍內。在另一個實施例中，復合步驟中水溶液的pH值在6或更低范圍內，優選I至4。通常，pH值低于4，諸如在3至4范圍內。與本發明有關的研究已顯示，在pH值大于8的水溶液中納他霉素-環糊精復合物的形成最高效。在pH值低于6時，納他霉素-環糊精復合物的形成也很高效。通過控制PH值和溫度，可以大大提高效率并可以縮短達到適當復合水平所需的時間長度。圖1示出了與單獨的納他霉素(未復合)相比PH和Y-環糊精對納他霉素溶解度的影響的測試結果。圖1中的曲線圖顯示，對于與Y-環糊精復合的納他霉素而言，溶解的納他霉素的百分比在pH值為6或更低以及pH值為8或更高時開始增大。該曲線圖還顯示，在PH值低于3或高于8時所述百分比顯著增大，其中與環糊精復合時超過15%的納他霉素溶解，而對于單獨的納他霉素而言，只有不到4%的納他霉素溶解。圖1顯示，在pH值大于9時，溶解度百分比高達15至20%。圖2示出了 pH和Y -環糊精對納他霉素溶解度的影響的測試結果。從圖中可以看出，在pH值高于10時，溶解的納他霉素的百分比相當高，如大于40 %，并且在pH值低于3時，溶解度大于20 %。通過將納他霉素(1% )和環糊精(1% )與水(98% )混合進行圖1和圖2中的測試。
[0070]在上述兩個實施例中，在復合之后優選地將水溶液的pH值調節至6至8范圍內。進行該調節是為了防止產品變質。可以通過添加合適的堿或酸來進行PH值調節。通過添加堿，例如NaOH，可以升高pH值。通過添加酸，例如HC1，可以降低pH值。在調節pH值的過程中，酸和堿彼此反應形成中性鹽。例如,NaOH和HCl形成NaCl (氯化鈉)。選擇的堿和酸應使得通過它們的反應形成的鹽是無毒的并被批準用于食品。或者，選擇的堿和酸應使得形成的鹽可易于從混合物中移除，例如難溶鹽。理想的是，形成的鹽對于其他反應物是惰性的。優選的是，形成的鹽不需要從抗真菌組合物中移除。如果鹽需要移除，則可以(如)使用色譜法移除。還可以從混合物中回收納他霉素-環糊精復合物，例如通過使納他霉素-復合物沉淀并將它們過濾或離心，從而使其與含鹽水溶液分離。
[0071]另外，在所述環糊精和納他霉素的復合步驟中，水溶液的溫度可以為O至100°C，優選15至30°C。納他霉素對熱敏感。加熱或冷卻反應混合物需要消耗能量，因此能夠在環境溫度下進行反應是有利的。
[0072]根據一個方面，本發明還涉及改善納他霉素的抗真菌活性的方法，所述方法包括以下步驟:
[0073]a.將環糊精和納他霉素溶解在水溶液中，
[0074]b.使所述環糊精與所述納他霉素之間發生復合，從而形成納他霉素-環糊精復合物，
[0075]c.任選地從所述水溶液回收包含所述納他霉素-環糊精復合物的組合物，以及
[0076]d.通過噴霧干燥將包含所述納他霉素-環糊精復合物的所述組合物加工成粉末。
[0077]在用于改善納他霉素的抗真菌活性的方法的一個實施例中，步驟b中的pH值在8或更高的范圍內，優選8至13，更優選8至12。通常，pH值在10至12范圍內。在另一個實施例中，步驟b中的pH值在4或更低的范圍內，優選I至4。通常，pH值低于4，諸如在3至4范圍內。
[0078]在上述兩個實施例中，在步驟b中形成的溶液的pH值在復合之后優選地降低到6至8的范圍。可以通過添加合適的堿或酸來進行pH值調節。通過添加堿，例如NaOH，可以升高pH值。通過添加酸，例如HC1，可以降低pH值。
[0079]盡管現有技術中已執行了納他霉素-環糊精復合，但與現有技術方法相比，根據本發明的方法顯著提高了工藝的效率。主要的改善是通過在納他霉素與環糊精的復合步驟中控制水溶液的pH值來實現的。
[0080]本發明的另一方面是將噴霧干燥的納他霉素-環糊精組合物用作保存食品的抗真菌劑，所述組合物包含具有改善的抗真菌活性的納他霉素組合物。食品優選地為烘焙產品O
[0081]本發明的納他霉素-環糊精組合物使得有可能將納他霉素分子更均勻地分布在食品表面上，例如當以水溶液施用時。這樣，只需較少的納他霉素就能實現較佳的抗真菌效果。在常規的納他霉素水溶液中，納他霉素的一部分為結晶形式，這會防礙這些納他霉素分子積極地履行抗真菌劑的功能。結合本發明進行的研究已顯示，當納他霉素與環糊精復合時，它更容易粘附到給定食品(例如烘焙產品)的親水性表面上。
[0082]將包含納他霉素-環糊精復合物的組合物施用到烘焙產品上之后，如果需要，可以將產品切成片，然后包裝到例如保護套(其優選地由透明材料例如塑料薄膜制成)或使得假定購買者能夠看到產品并被其吸引的盒子中。薄膜通常為防潮材料，以防止濕潤的烘焙產品在數周的儲存期間干燥并失去其柔軟性。根據產品的不同，也可以使用其他包裝形式。在包裝一些防腐劑時，可以將(如)氮氣噴射到包裝中。一些面包產品在包裝完畢后進行巴氏滅菌。[0083]可以用本發明進行的改善具有許多有益效果。它們減少或緩解了對用于攪拌納他霉素溶液的設備的需要，因此為最終用戶節省了設備成本。它們還使由于噴嘴堵塞而招致的生產線停工的次數減少，并確保更融合且均勻的施用一致性，從而減少了產品召回。另外，數據顯示，用環糊精配制納他霉素并施用到烘焙食品上允許在最終產品上使用較少的納他霉素，這使得更容易符合現有的監管標準和認證。與環糊精復合還可以保護納他霉素以免其因光和/或氧化而降解。結果是，即使在使用較低含量的納他霉素時，也比現有技術的納他霉素處理方法具有額外的保質期延長。最后，根據本發明的用于制備這些復合物的方法的效率遠高于現有技術目前所提供的方法。
[0084]納他霉素以商品名Natamaxli (例如Natamax_u'SF)從丹尼斯克集團(DaniscoA/S)商購獲得。納他霉素的其他供應商為例如帝斯曼食品配料部(DSM Food SpecialtiesBV)，此時其商品名為DelvocicT。
[0085]本發明還通過以下實例進行進一步說明。
[0086]實例 I
[0087]納他霉素-環糊精復合物組合物的制備
[0088]將3.25重量份的Y -環糊精和I重量份的納他霉素在水中混合。用NaOH將pH值升高至12-12.1，然后將混合物攪拌15-20分鐘。用HCl將pH調至7。將溶液噴霧干燥，獲得干燥粉末。
[0089]將獲得的粉末溶解于水中，形成1% (w/w)溶液，24小時之后該溶液是澄清的并且沒有產生沉淀。發現所述粉末為22-23%的納他霉素，其中超過98%完全溶解在水中(復合的)。
[0090]實例2,參考實例 I:
[0091]臘腸和乳酪
[0092]在臘腸和乳酪切片上噴灑
[0093]a)包含0、50、100、150、200、300、400、500和750ppm納他霉素的納他霉素分散體，以及
[0094]b)包含0、50、100、150、200、300、400、500和750--111納他霉素的納他霉素-環糊精
復合物的水溶液。
[0095]進行噴灑，以便在切片的表面上提供0.77 μ g納他霉素/cm2或更多的最低抑制劑量。
[0096]在25°C /80% RH下溫育6天之后，分析臘腸和乳酪切片上的抗微生物活性。讀數未顯示臘腸或乳酪上的兩種制劑(具有和不具有環糊精)之間具有顯著差異。
[0097]在所考慮的劑量下，由復合導致的霉菌生長的任何減少應該已被確認。然而，事實并非如此。
[0098]實例3,參考實例2:
[0099]臘腸和乳酪(浸漬)
[0100]用以下制劑處理臘腸和乳酪方塊:
[0101]a)包含0、0.75、1.25、1.625和2.0g/L納他霉素的納他霉素分散體，以及
[0102]b)包含0、0.75、1.25、1.625和2.0g/L納他霉素的納他霉素-環糊精復合物的水溶液。[0103]然后將臘腸暴露于室外空氣10分鐘。將臘腸保存在催熟室中，直到觀察到可見的腐敗為止。
[0104]然后將乳酪暴露于室外空氣15分鐘。將乳酪保存在8°C的培養箱中，直到觀察到可見的腐敗為止。
[0105]結果顯示，與用納他霉素-環糊精復合物的水溶液處理過的臘腸和乳酪相比，用納他霉素分散體處理過的臘腸和乳酪不太容易腐敗。
[0106]實例4:
[0107]玉米粉圓餅
[0108]采用高pH體系制備Y -環糊精-納他霉素溶液，并對獲得的溶液進行噴霧干燥。用標準的納他霉素(Natamaxu'SF)處理法、噴霧干燥的Y-環糊精-納他霉素產品和傳統的化學防腐劑處理玉米粉圓餅，以評價它們在烘焙產品中的相對抗真菌功效。
[0109]玉米粉圓餅處理過程中的樣品變量:
[0110]1.對照物-去離子水
[0111]2.對照物-Y -環糊精(0.5 %溶液)
[0112]3.傳統化學防腐劑(延胡索酸鹽、山梨酸鹽、丙酸鹽)
[0113]4.Natamax? SF(最終產品上的目標用量為約I2ppm的納他霉素)
[0114]5.Y-環糊精-納他霉素粉末(最終產品上的目標用量為約12ppm納他霉素)
[0115]6.Y-環糊精-納他霉素粉末(最終產品上的目標用量為約6ppm納他霉素)
[0116]對于噴灑施用方式，將每種溶液以大約相同的噴灑量噴灑在36個玉米粉圓餅(直徑為約7英寸)上。將玉米粉圓餅保存在21.7°C下的標準儲存架上，然后對霉菌生長監測O至30天。下表1中呈現了玉米粉圓餅的施用數據。
[0117]表1:玉米粉圓餅的施用數據
[0119]保質期數據在表2中作為發霉玉米粉圓餅的數量(樣品變量)呈現。
[0120]表2:保質期數據-發霉玉米粉圓餅的數暈(變暈)。
【權利要求】
1.一種用納他霉素改善烘焙產品的保存的方法，所述方法包括以下步驟，其中: -提供包含納他霉素的組合物，所述納他霉素為納他霉素-環糊精復合物的形式，以及 -將所述組合物作為抗真菌劑施用到所述烘焙產品上。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述組合物是由水溶液施用的，所述水溶液是通過將噴霧干燥的組合物溶解在水中提供的。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述組合物以有效抗真菌量被施用到所述烘焙產品上，所述有效抗真菌量包括在所述烘焙產品的表面上0.1 μ g/cm2或更多、優選0.1至7.0 μ g/cm2、最優選0.2至0.9 μ g/cm2的納他霉素。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其中在烘焙后將所述組合物施用到所述烘焙產品上。
5.根據權利要求4所述的方法，其中當施用所述組合物時，所述烘焙的烘焙產品的溫度不低于50°C。
6.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其中所述組合物以包含所述組合物的鍋油或油脂的形式被施用到所述烘焙產品上。
7.一種在其表面上包含有效抗真菌量的納他霉素的烘焙產品，所述納他霉素為包含納他霉素-環糊精復合物的組合物的形式。
8.根據權利要求7所述的烘焙產品，其中所述烘焙產品的所述表面上的納他霉素的量為 0.1 μ g/cm2 或更多，優選 0.1 至 7.0 μ g/cm2，最優選 0.2 至 0.9 μ g/cm2。`
9.一種具有改善的抗真菌活性的抗真菌納他霉素組合物，其中所述納他霉素為納他霉素-環糊精復合物的形式，所述復合物是通過將環糊精和納他霉素溶解在水溶液中，使得所述環糊精與納他霉素之間發生復合而形成的，然后任選地回收如此形成的組合物并通過噴霧干燥加工成粉末。
10.根據權利要求9所述的組合物，其中所述納他霉素-環糊精復合物中的所述環糊精包括β -和/或Y -環糊精，優選地為Y -環糊精。
11.根據權利要求9或10所述的組合物，其中在所述復合步驟中所述水溶液的pH值在8或更高的范圍內，優選8至13，更優選8至12。
12.根據權利要求9或10所述的組合物，其中在所述復合步驟中所述水溶液的pH值在6或更低的范圍內，優選I至4。
13.根據權利要求11或12所述的組合物，其中在所述復合之后將所述水溶液的pH值調節到6至8范圍內的pH值。
14.根據前述權利要求9至13中任一項所述的組合物，其中在所述環糊精和納他霉素的所述復合步驟中，所述水溶液的溫度為O至100°C，優選15至30°C。
15.根據前述權利要求9至14中任一項所述的組合物，其中包含所述納他霉素-環糊精組合物的所述噴霧干燥的粉末包含10重量％以上的納他霉素，優選10-25重量％的納他霉素，更優選12-20重量％的納他霉素。
16.—種改善納他霉素的抗真菌活性的方法，所述方法包括以下步驟: a.將環糊精和納他霉素溶解在水溶液中， b.使所述環糊精與所述納他霉素之間發生復合，從而提供納他霉素-環糊精復合物， c.任選地從所述水溶液回收包含所述納他霉素-環糊精復合物的組合物，以及d.通過噴霧干燥將包含所述納他霉素-環糊精復合物的所述組合物加工成粉末。
17.根據權利要求16所述的方法，其中步驟b中的pH值在8或更高范圍內，優選8至13，更優選8至12。
18.根據權利要求16所述的方法，其中步驟b中的pH值在6或更低范圍內，優選I至4。
19.根據權利要求17或18所述的方法，其中在所述復合之后將在步驟b中形成的所述溶液的PH值調節到6至8范圍內。
20.根據權利要求16至19中任一項所述的方法，其中步驟b中的溫度為O至100°C，優選15至30°C。
21.根據權利要求9至15中任一項所述的噴霧干燥的納他霉素-環糊精組合物作為用于食品保存的抗真菌劑的用途。
22.根據權利要求21所述的 用途，其中所述食品為烘焙產品。
【文檔編號】A21D15/08GK103491807SQ201280006709
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年1月27日 優先權日:2011年1月28日
【發明者】T.斯納貝, B.W.湯普森, S.L.馬洛里 申請人:杜邦營養生物科學有限公司