专利名称：一种抗微生物组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及改进的基于有机酸的抗微生物组合物，这种组合物的制备方法，及其在处理和保存有机物质以及对材料表面进行消毒中防治有害细菌的用途。
粮食及肉牛和家禽饲料的一个重要的质量因素是它们不含沙门氏菌、李斯特菌属(listeria)、大肠杆菌和其他会导致食物中毒的细菌。
一般是通过使用有机酸混合物，特别是丙酸和甲酸，或有机酸及其铵盐混合物或者有机酸的盐杀死家禽饲料中的沙门氏菌(世界家禽(Poultry International),1994年7月，第40-42页)。所述产品或是溶液或是固体。
根据US-5 234 703，对于胴体，例如小鸡的胴体，是通过使用除乙酸、丙酸、柠檬酸和盐酸以外还包含中等链长(如C10)的脂肪酸的溶液进行消毒的。据报道，这种混合物对如鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌有效。
公开文本WO 92/21239中描述了一种抗微生物组合物，它例如可以杀死沙门氏菌；这种组合物中含有多不饱扣C5-C14一元羧酸如山梨酸或其衍生物，并混和有取代或未取代的芳香羧酸如苯甲酸或它的盐或酯。这种混合物中还可以包含有机或无机酸。
表面活性季铵化合物是众所周知的杀微生物剂，已知它还对沙门氏菌等有效。因此，根据专利公开文本US-5 145 853，如氯化十六烷基三甲基铵这样的试剂，通过在猪和家禽的饲料中加入所述的铵化合物，可用于防治肠道疾病如沙门氏菌病。
现在已经知道，一般在阴离子表面活性剂、聚合物及蛋白质和血液存在下，季铵化合物的杀微生物作用会减弱。(K.H.Wallhausser化妆品工业中使用的抗微生物防腐剂(Antimicrobial preservativesused by the cosmetic industry)，第605-745页，选自J.J.Kabara(编辑)化妆品和药物保存(Cosmetic and drug preservation),Marcel Dekker,1984)。然而，在某些申请中，例如专利公开文本US-3 560 390(Gaines)，曾描述了在杀微生物的清洁剂中，季铵化合物也可以与阴离子表面活性洗涤剂或脂肪酸盐一起调配。
专利公开文本DD-291 914(Luthardt等)公开了具有杀真菌和细菌作用的具有取代或未取代水杨酸根阴离子的脂肪或芳香季铵化合物的活性盐，它适合在农业和园艺中使用。这些化合物包括水杨酸乙醇二乙基铵、水杨酸C12-C18-烷基二甲基铵、水杨酸C12-C18-烷基三甲基铵、水杨酸C12-C18-烷基二甲基苄基铵和水杨酸C16-C18-烷基铵。这些组合物中不含游离酸。
公开文本US-3 578 667(Wakeman&Coates)中描述了把季铵化合物的盐和某些脂肪族二羧酸按摩尔比1∶1和1∶2制备的组合物的用途，作为杀微生物制剂可用于防治如葡萄球菌和沙门氏菌。
在专利公开文本CA-2 082 994中，描述了用各种水溶性有机离子代替卤化物抗衡离子制备的季鏻和铵盐以及它们作为防护剂在技术领域中用于防治有害微生物。但这些组合物中不含游离酸。
在专利公开文本EP-127 131(Hofinger)中，描述了季铵化合物(R1R2R3)N+(CH2CH2O)xA-的制备方法和它可作为不腐蚀金属的消毒剂的用途，化合物中的R1和R2是C8-C12烷基，R3是C1-C4烷基，阴离子抗衡离子A-由乙酸根、丙酸根、乙醇酸根、丙醇二酸根、苹果酸根、酒石酸根、柠檬酸根、马来酸根和富马酸根组成。在组合物中不存在游离酸。
专利申请EP-537 426(Malkino等)还描述了杀真菌化合物，这种化合物的腐蚀性比季铵氯化物要小，用于机械加工的冷却水、空调系统和其他类似的应用，在该化合物中卤化物抗衡离子被磷酸烷基酯、磷酸聚氧乙烯烷基醚酯或各种羧酸所代替。没有公开含有游离酸的组合物。
在专利公开文本DE-2 344 887(Eucken&Baginsky)中描述了用来保存鲜切花的组合物，这些组合物中含有糖类20-64％(重量)，非氧化性的无机强酸0.04-10％(重量)，山梨酸0.01-0.5％(重量)，和氯化烷基二甲基苄基季铵0.01-0.5％(重量)，以及可能的琥珀酸和/或二羟乙酸0.1-5％(重量)和水35-80％(重量)。组合物中不含C1-C4-羧酸。
基于小分子羧酸及其混合物的试剂在用于灭杀沙门氏菌和其他有害细菌以及保存源于动植物的物质中还有许多不足之处。液态产品是通过喷嘴把产品分散成非常细小的液滴散布在目标物上的，这样可以使其在被处理的材料上分散得尽可能均匀。然而，当液滴尺寸变小时，随空气气流而浪费掉的产品比例变大，这时随着损失增加气味也变得更糟。还希望减少由于产品而导致的腐蚀。通过改进产品效率也可以减少酸的使用量。
本发明的一个目标是减少上文所提到的各种缺陷。
本发明还包括进一步的实施方案，其目的是在一实施步骤中，对消毒目标如建筑材料表面、车轮、防护鞋袜筹产生短期的酸化杀微生物作用，此后在该表面留下一层薄的油质或蜡质保护层，抑制细菌生长及保护不被腐蚀。
现在可以用一种新的抗微生物组合物解决上文提到的问题，这种组合物的特征在于它包含一种抗微生物组分，其中含有如下亚成分a)大约50-99.9％(重量)的取代或未取代的C1-C4-一元羧酸，和b)大约0.1-50％(重量)杀微生物或抑制微生物的阳离子有机氮化合物。
本发明是基于这样的认识，(这只是其中情形之一)，在被C1-C4-羧酸所破坏的微生物中，阳离子杀微生物或抑制微生物的氮化合物可以更好地作用发挥。而且，与不存在C1-C4-羧酸时相比，在较低的pH值条件下被处理的动植物只有较少量的阴离子官能团，这种阴离子官能团可以束缚阳离子活性剂，形成无效的形式；因此，羧酸也是以这种方式来提高阳离子的抗微生物性能。根据本发明阳离子氮化合物还在阳离子方向上改变液滴的电荷，并同时提高了它们对主要带阴离子的生物材料的吸附能力，由此改进了组合物的效率并减少了损失。通过使用阳离子活性剂和阴离子化合物的混合物，使得产品在被处理的有机材料表面更有效，因此提高了抗微生物作用，例如在原生植物如整个谷类的保护中，可以提高基于甲酸的产品的效率并减少腐蚀作用。此外，阳离子活性剂或它与阴离子化合物混合可减少所述的混合物的表面张力，从而便于小液滴在喷嘴中的形成，并使产品分布均匀。
因此本发明通过加入阳离子有机氮化合物，可以提高含有C1-C4-一元羧酸的防腐剂组合物对沙门氏菌和其他有害细菌的抗微生物效率。
在根据本发明的抗微生物组合物中，抗微生物组分的第一亚成分a)是未取代或取代的C1-C4-一元羧酸，它大约占所述抗微生物组分重量的50-99.9％(重量)，优选60-99％(重量)。未取代或取代的C1-C4-一元羧酸(例如)可以选自下列物质甲酸、乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、乙醇酸、乳酸、羟基丁酸、丙酮酸、乙酰乙酸及其混合物。优选的酸是甲酸、乙酸、丙酸、乳酸或其任意混合物，特别是甲酸或甲酸和丙酸的混合物。
在根据本发明的抗微生物组合物中，抗微生物组分的第二亚成分b)是具有杀微生物或抑制微生物作用的阳离子有机氮化合物。在本发明中，它是指化合物中至少有一个与带正电荷的氮连接的有机链或环。根据本发明，在组合物中带有阳离子的化合物可以在有C1-C4-一元羧酸影响的情况下存在。这种亚成分的量优选大约占抗微生物组分重量的0.1-10％(重量)，最优选大约0.5-5％(重量)。
在本发明中可以单独或混合使用许多不同的阳离子有机氮化合物或在酸性环境中可形成这种阳离子的化合物，作为亚成分b)抑制细菌的生长。在下文中Cn-Cm-烷基链是指直链或支链、饱和或不饱和、取代或未取代的脂肪族、脂环族或芳香族烷基，各种链长可以单独或任意混合存在。
使用的铵化合物包含那些阳离子是R1-N+(R2,R3,R4)形式的化合物，这里R1是C2-C22-烷基或羟烷基链；R2是与R1相同或不同的C2-C22-烷基或羟烷基链，或者是苄基、C1-C4-烷基苄基、C1-C4-烷基或羟烷基或氢原子；R3和R4是C1-C4-烷基、羟烷基或氢原子。如果抗微生物组分基本上只包括C1-C4-一元羧酸和铵化合物，那么R1优选C8-C22-烷基链。
阳离子氮化合物还可以是包括含氮的环如吡啶环的化合物，在这里氮带正电荷的形式与铵化合物中的相同。与“通常”的铵化合物差别是，在本发明范围内这些化合物可被称作杂环铵化合物。
适合用作亚成分b)的一些氮化合物实例是卤化烷基三甲基铵，如氯化十六烷基三甲基铵、氯化肉豆蔻基三甲基铵、氯化椰油烷基三甲基铵；卤化二烷基二甲基铵，如氯化二辛基二甲基铵、氯化二癸基二甲基铵、氯化二月桂基二甲基铵、氯化二椰油烷基二甲基铵、氯化二肉豆蔻基二甲基铵、氯化二(十六烷基)二甲基铵、氯化二硬脂酰二甲基铵、氯化二甲基二(氢化动物脂基)铵；卤化苄基铵，特别是卤化C12-C16-烷基二甲基苄基铵，如氯化十二烷基二甲基苄基铵或氯化十二烷基乙基苄基二甲基铵；叔胺，如癸基二甲基胺、月桂基二甲基胺、肉豆蔻基二甲基胺、十六烷基二甲基胺、棕榈基二甲基胺；仲胺，如二辛胺、二(十二烷基)胺等；伯胺，如辛胺、癸胺、十二烷基胺、油胺、烷基二氨基乙基甘氨酸的盐酸盐；环状铵化合物，如环己胺；或者吡啶、咪唑、吡咯、异喹啉或吗啉的烷基衍生物盐，一些实例是氯化十六烷基吡啶和氯化月桂基异喹啉；聚阳离子铵化合物，如聚亚己基缩二胍的盐酸盐。在上述铵化合物中，氯离子可以用其他一些阴离子代替，例如，溴离子、甲酸根或乙酸根，当亚成分a)和胺相互混合时可以生成后者。除了上面列出的化合物以外，适用的化合物还包括烷基链长长度与那些提及的烷基链长不同的化合物，或用诸如乙基或羟乙基代替(例如)一个或多个甲基的化合物。阳离子化合物的烷基链也可以包含杂原子，如酯基或酰胺基或者可以促进化合物的生物降解能力的双键。单独或各种混合的氮化合物也可用作配方的亚成分b)。
特别是在根据本发明下文所述方法制备的组合物中使用亚成分c)时，亚成分b)还可以优选地是小分子的氨基化合物，在这里R1基优选C2-C18-烷基或-羟烷基。一些实例是三乙胺、环己胺、二甲基氨基-2-甲基-1-丙醇、二乙基氨基乙醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、氨基丁醇、单乙醇胺、二甲基氨基乙醇、二乙醇胺、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、吗啉、三乙醇胺、哌嗪、氨基乙基乙醇胺、1,2-乙二胺、N,N,N’,N’-四顺式-(2-羟丙基)-1,2-乙二胺和此类型的其他许多化合物。
根据本发明的一个实施方案，在本发明中另外还使用了亚成分c)，它是含有C5-C22-烷基或-芳基的有机酸，优选羧酸，其使用量大约是0.1-10％(重量)，优选大约0.5-5％(重量)。
可以单独或混合使用许多不同的有机酸作为亚成分c)。这些酸包括含有C5-C22-烃链的未取代的或取代的一元和多元羧酸及羟基酸，如己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、反油酸、linolic acid、亚油酸、反亚油酸、花生四烯酸、枞酸、山梨酸、抗坏血酸、肉桂酸、酒石酸、苹果酸、苯甲酸、对羟基苯甲酸和水杨酸。特别适用的酸是其本身具有抑制微生物生长的特性的酸，如苯甲酸、对羟基苯甲酸、水杨酸、山梨酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、棕榈酸、棕榈油酸、linolic acid、亚油酸或花生四烯酸。可用的酸还包括氨基羧酸和烷基氨基羧酸，例如，十二烷基氨基丙酸。还可使用聚合的多元羧酸，如聚丙烯酸或由丙烯酸和可聚合的不饱和化合物形成的共聚酸。除了羧酸以外，还可以使用阴离子是磺酸根、硫酸根或磷酸根的其他取代或未取代的有机酸。
对于上文所列出的化合物，Cn-Cm烷基链所表示的是直链或支链的、饱和或不饱和的、取代或未取代的脂肪族、脂环族或芳香族烷基，各种链长可以单独或任意混合存在。
亚成分c)的化合物可以以酸或盐例如碱金属盐、铵盐，或酯的形式添加到组合物中。
亚成分c)优选其本身具有杀微生物或抑微生物作用的化合物。
根据本发明的一个特别优选的实施方案，组合物中的抗微生物组分包括a)约50-99.9％(重量)的未取代或取代的C1-C4-一元羧酸，b)约0.1-10％(重量)杀微生物的阳离子有机氮化合物，c)约0.1-10％(重量)的含有C5-C22烷基或芳基的有机酸，和d)约0-30％(重量)的水。
根据本发明的组合物可以简单地通过将亚成分a)和b)混合在一起的方法制备。
根据一个优选实施方案，单独使亚成分b)和c)相互反应，在亚成分b)的阳离子和亚成分c)的阴离子之间形成加合化合物，一种阴-阳离子复合物，即“ancat”或“catan”化合物或盐，在这里称作ancat化合物，然后将这种化合物与亚成分a)混合。
ancat化合物(例如)可以在没有介质或者使用合适的溶剂如水作为介质的情况下，把亚成分b)和c)以所需的摩尔比混合在一起制备。例如可以用下面的方法1、2和3进行制备-在方法1中，把亚成分b)和c)以所需要的摩尔比混合在一起，必要时可以小心加热。尤其是当亚成分b)是伯胺和亚成分c)是有机酸时，这个方法特别适用。-方法2特别适用于制备水溶性阴离子和水溶性阳离子化合物的互成盐(mutual salts)。将阴离子组分c)和阳离子组分b)单独溶于水中，然后将溶液混合。取决于不同的温度和原料，在摩尔比接近1∶1的混合物中，可用任何已知方法将ancat化合物以油状、糊状或蜡状沉淀形式从水相中分离出来。必要时，可用水将起始成分从产品中洗掉。在本方法中也可以使用水溶性很差的辅助溶剂，这种情况下从水相中分离含ancat产品的有机相，产品在与亚成分a)混合前，必要时可以通过蒸发除去有机溶剂。-方法3。将阴离子组分c)和阳离子组分b)分别溶于相同或不同的有机溶剂中并混合溶液，或者将其依次或同时溶于相同溶剂或溶剂混合物中，最后通过蒸发除去溶剂。
方法2生产出的产品最大程度上不含卤素，酸性组分a)蒸发后在金属表面上形成的油质或蜡质aucat层，具有优异的防腐蚀特性。
在某些情况下，亚成分b)的胺与亚成分c)的酸反应，使得在ancat化合物中还生成相应的酰胺。
将ancat化合物或其亚成分溶解、乳化或分散于包含亚成分a)的连续相中。应该注意的是，当ancat化合物与亚成分a)混合时，亚成分a)含有的酸强于亚成分c)，这样根据本发明，ancat化合物分解使得亚成分c)在产品中主要以酸的形式存在。当亚成分a)开始被使用目标吸收或蒸发时，ancat化合物又在被处理的表面形成。
根据本发明，通过使用ancat化合物，可提高组合物中溶解性差的亚成分如苯甲酸或水杨酸的溶解性并防止其沉淀。
根据本发明的组合物，优选的ancat化合物包括苯甲酸、对羟基苯甲酸或水杨酸的烷基吡啶盐，苯甲酸、对羟基苯甲酸或水杨酸的烷基苄基二甲基铵盐，苯甲酸、对羟基苯甲酸或水杨酸的烷基三甲基铵盐，或者是苯甲酸、对羟基苯甲酸或水杨酸的伯烷基铵盐。
根据本发明，在通常的温度下，防腐剂是以溶液或固体形式存在。固态有利于(例如)运输更安全、气味更少和易于分散。根据本发明的一个优选实施方案，除了抗微生物组分以外组合物还包括固体、颗粒载体。在这样的情况下，如果抗微生物组分与颗粒状载体相互的重量比在1∶10-10∶1范围内，那么优选其在3∶7-7∶3范围内。考虑到是用酸溶液浸渍颗粒载体，颗粒载体的比表面就必须要大或者其必须是吸附剂。颗粒载体的平均颗粒尺寸优选大约是0.01-20mm。
上述颗粒物优选是下列物质中的一种或几种基于硅和/或铝的氧化物的无机颗粒物，如硅藻土、硅藻土(moler)、硅酸、二氧化硅、氧化铝、膨润土、蒙脱石、珍珠岩、滑石、绿泥石、膨胀蛭石、硅酸钙、硅酸铝钠、沸石、水溶性差的无机盐和有机酸以及有机物如合成聚合物、淀粉、纤维素、纤维素衍生物、木质素、木质素衍生物和固体饲料原料。
制备固体组合物，可以通过用溶液形式的组合物浸渍有机或无机吸附材料，如二氧化硅、泥质矿物和纤维素或其混合物。固体组合物也可以通过用组合物的液体成分或各种成分的液体混合物来浸渍相同或不同的吸附材料，最后将各种吸附材料相互混合。如果有的话，同时也可以加入抗微生物组分的亚成分b)和c)以及其他可能的固体成分，如动物营养素和其他饲料成分。
最后，本发明还涉及以上文所描述的任何组合物作为抑制饲料原料和制剂等中的有害微生物的物质的用途。在这种情况下，所涉及到的就是向饲料原料或动物饲料中添加作为处理物或添加剂的组合物。组合物也可用于青贮饲料保藏或谷物保存，或者用于包装材料、仪器和设备、车辆和其他技术装备和材料、鞋袜和其他需要保护的设备以及动物棚、地下仓库和其他房屋的消毒。
根据本发明的组合物中除了上面所提到的成分以外，还可以包含其他化合物来增强防腐效果，例如由取代或未取代苯甲酸形成的酯，例如苯甲酸或羟基苯甲酸与C1-C4的醇形成的酯，如苯甲酸、对羟基苯甲酸或水杨酸的甲酯、乙酯、丙酯或丁酯；C8-C16羧酸的单甘油酯或其他杀菌或抑菌的表面活性剂化合物；盐类，例如镁、锌和铜盐；动物营养素；控制混合物含盐量或缓冲pH值的化合物，例如磷酸铵或硫酸钾；咪唑烷基脲，酚类和磺酸类，例如磺化油或醛类，如甲醛。此外，可以加入作为抗氧化剂的混合物组分，例如丁化羟基茴香醚或羟基甲苯或者gallus酸的酯。它们还可以包含已知的配位剂，例如根据J.R.Hart的出版物作为防腐增强剂的螯合剂(Chelating agents as preservativepotentiators)第323-337页，节选自J.J.Kabara(编辑)化妆品和药物保存(Cosmetic and drug preservation),Marcel Dekker1984，强化季铵化合物对微生物的效果。一些合适的配位剂实例是次氮基乙酸、乙二胺四乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸、二亚乙基三胺五乙酸和环己二胺四乙酸。
必要时，还可以在组合物中使用其他添加剂，例如醇类、氨基醇、糖类、盐类和表面活性剂，用于提高其运输、溶解或润湿性能。
除了抗微生物组分的亚成分a)以外，根据本发明组合物中还可以包含其他与水反应呈酸性的有机或无机化合物，如酸或缩多酸，或者在溶液中生成酸的化合物。合适的无机酸包括磷酸、硫酸、盐酸和硝酸。这种酸也可以以部分中性的形式存在。形成酸的化合物包括反应呈酸性的盐和酸酐。
因此，根据本发明的组合物可以用来处理打算作为动物饲料的源于动植物的物质，其目的是杀死正在进入物质中或可能已经存在于其中的细菌，或者抑制其繁殖，使其达到这样的程度，即当与饲料或动物接触时，在人或动物体内不会导致由这些细菌引起的疾病的程度。根据本发明，含有最大浓度的某些组合物的饲料还可以起到治疗动物肠道感染的作用。
为了处理饲料及饲料原材料，可以使用亚成分b)和c)，当然，应选择那些对人和家畜尽可能安全的化合物，主要选择那些符合法律和规章所给定用途的化学品。
根据本发明，当使用组合物时，可以将其喷洒到(例如)饲料原材料中。这样小分子的亚成分a)较快地浸渍到被处理材料中，它在碱性或pH-缓冲成分或者挥发作用下可能至少部分呈中性。亚成分b)和c)在被处理物表面及被灭杀的细菌表面保持较大的量。后来，根据本发明的组合物会形成油质或蜡质ancat盐膜。在这种形式下，其吸附表面的能力要大于没有亚成分c)的组合物。
根据本发明的组合物也适用于对各种材料、设备和表面例如牛棚和其他动物棚进行消毒处理。
组合物也可以用于C1-C4羧酸的其他用途中。
组合物适用于灭杀或抑制很多种微生物，例如一些革兰(gram)氏阴性和革兰(gram)氏阳性的细菌，例如沙门氏菌、大肠杆菌、假单胞菌属、梭状芽孢杆菌属、李斯特菌属(Listeria)、弯曲菌属和椰尔森氏菌属(Yersinia)，或者霉菌、酵母菌和真菌，例如镰孢霉属、曲霉属、青霉属、酵母属和念珠苗属。
下面给出了一些实施方案和参考实施例，其目的只是对本发明进行说明。所有的百分比是重量百分比。实施例蒸发试验制备下面的组合物(各成分的量用重量百分比表示)成分 ABCDEFG对比甲酸 5654.9 53.8 51.5 54.9 53.8 51.5丙酸 2928.4 27.8 26.7 28.4 27.8 26.7苯甲酸9 8.8 8.6 8.3 8.8 8.6 8.3辛胺 - 248 ---乙醇胺- ---248水6 5.9 5.8 5.5 5.9 5.8 5.5摩尔比(BA=苯甲酸)辛胺BA - 0.21 0.44 0.91 ---乙醇胺BA- ---0.41 0.84 1.74在室温下混合物保持稳定。
当溶液在陪替(Petri)氏培养皿上干燥时，固态苯甲酸从样品A中结晶出来，在样品B-D中残余物多少有点儿油状，在样品E-G中是蜡状。根据本发明还可以用环己胺制备相应的混合物，并且得到油状残余物。制备实施例实施例1-6通过先后将苯甲酸和辛胺溶于含有其他成分的混合物中，制备下面的组合物(各成分的量用重量百分数表示)。实施例成分 123456甲酸 76.0 74.4 71.2 73.6 72.0 68.8磷酸 1.9 1.9 1.8 1.8 1.8 1.7水 17.1 16.7 16.0 16.6 16.2 15.5苯甲酸 3.0 3.0 3.0 6.0 6.0 6.0辛胺 2.0 4.0 8.0 2.0 4.0 8.0摩尔比辛胺苯甲酸0.63 1.26 2.52 0.32 0.63 1.26在实施例1-6的组合物中，在室温下苯甲酸保持溶解状态，而在没有胺的条件下，在苯甲酸一小时内就已经沉淀了。各种Ancat盐实施例7苯甲酸-辛胺。
将0.4g苯甲酸溶于0.4g正辛胺中，同时加热混合物(摩尔比辛胺苯甲酸为1.06)。得到胶粘的、油状化合物。当用其制备基于甲酸的饲料防腐制剂时，剧烈搅拌混合物即可将其溶解。实施例8-24最低抑制浓度(生物筛选试验)通过使用不同量的表1中的防腐剂，用在胨水(pH6)中制备的一系列稀释度的微生物培养物来进行本试验。通过使用生物筛选仪器(Labsystems，芬兰Finland)48小时监测细菌生长。这种仪器自动测量样品系列的浊度，作为时间的函数其表明细菌的生长情况。本发明对参考混合物1-3和实施例组合物8-24进行了研究。表1.参比180％甲酸+2％H3PO4+18％水参比295％参比混合物1+2.5％苯甲酸乙酯+2.5％苯甲酸钠参比390％参比混合物1+5％苯甲酸乙酯+5％苯甲酸钠实施例8 95％参考混合物1+2.5％苯甲酸乙酯+2.5％KloraminT/氯卞烷铵实施例9 92.5％参考混合物1+5％苯甲酸乙酯+2.5％KloraminT/氯卞烷铵实施例10 90％参考混合物1+5％苯甲酸乙酯+5％KloraminT/氯卞烷铵实施例11 95％参考混合物1+2.5％苯甲酸乙酯+2.5％苯甲酸钠/氯化十六烷基吡啶实施例12 92.5％参考混合物1+5％苯甲酸乙酯+2.5％苯甲酸钠/氯化十六烷基吡啶实施例13 90％参考混合物1+5％苯甲酸乙酯+5％苯甲酸钠/氯化十六烷基吡啶实施例14 95％参考混合物1+2.5％Ampholac YJH-40+2.5％苯甲酸钠/氯化十六烷基吡啶实施例15 92.5％参考混合物1+5％Ampholac YJH-40+2.5％苯甲酸钠/氯化十六烷基吡啶实施例16 90％参考混合物1+5％Ampholac YJH-40+5％苯甲酸钠/氯化十六烷基吡啶实施例17 95％参考混合物1+2.5％Amphoteen 24+2.5％苯甲酸钠/氯化十六烷基吡啶实施例18 92.5％参考混合物1+5％Amphoteen 24+2.5％苯甲酸钠/氯化十六烷基吡啶实施例19 90％参考混合物1+5％Amphoteen 24+5％苯甲酸钠/氯化十六烷基吡啶实施例20 95％参考混合物1+2.5％苯甲酸乙酯+2.5％苯甲酸钠/氯化十六烷基吡啶实施例21 92.5％参考混合物1+5％苯甲酸乙酯+2.5％苯甲酸钠/氯化十六烷基吡啶实施例22 90％参考混合物1+5％苯甲酸乙酯+5％苯甲酸钠/氯化十六烷基吡啶实施例23 95％参考混合物1+5％Ampholac YJH-40实施例24 95％参考混合物1+5％Amphoteen 24Ampholae YJH-40是二氨基二丙酸辛酯和Amphoteen 24是C12-C14-烷基二甲基甜菜碱。
在本生物筛选试验中，制备了含有微生物菌种的系列样品，向其中加入0.02、0.04、0.06、0.08和0.1％的杀微生物剂。测试了其对表2中微生物的效率。表2.研究中使用的微生物M1婴儿沙门氏菌M2阿哥纳沙门氏菌M3蒙得维的亚(montevideo)沙门氏菌M4施瓦岑格隆德(schwartzgrund)沙门氏菌M5seftenberg沙门氏菌M64,12:b沙门氏菌M7大肠杆菌M8单核细胞增生李斯特(Listeria)氏菌最小抑制浓度如表3所示。表3.实施例8-24样品试验结果微生物样品M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8参比1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1参比2 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1参比3 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1实施例80.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.04 0.02实施例90.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.04 0.02实施例10 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.02 0.02实施例11 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.02 0.02实施例12 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.02 0.02实施例13 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02实施例14 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.02 0.02实施例15 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.02 0.02实施例16 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02实施例17 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.02 0.02实施例18 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.02 0.02实施例19 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02实施例20 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.02 0.02实施例21 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.02 0.02实施例22 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02实施例23 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1实施例24 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1 ＞0.1结果表明，在阴离子化合物存在下阳离子杀微生物化合物也发挥作用，同已知含有甲酸和苯甲酸盐的参比样品相比，其药效优异。实施例25-48最低抑制浓度2对下面液体制剂抑制各种微生物的最低浓度进行了试验；在制剂中使用的ancat混合物是以摩尔比1∶1制备的实施例25 97.5％甲酸+2.5％(辛酸+氯化十六烷基吡啶)实施例26 95％甲酸+5％(辛酸+氯化十六烷基吡啶)实施例27 97.5％乳酸+2.5％(辛酸+氯化十六烷基吡啶)实施例28 95％乳酸+5％(辛酸+氯化十六烷基吡啶)实施例29 97.5％乙酸+2.5％(辛酸+氯化十六烷基吡啶)实施例30 95％乙酸+5％(辛酸+氯化十六烷基吡啶)实施例31 97.5％丙酸+2.5％(辛酸+氯化十六烷基吡啶)实施例32 95％丙酸+5％(辛酸+氯化十六烷基吡啶)实施例33 97.5％甲酸+2.5％(己二酸+氯卞烷铵)实施例34 95％甲酸+5％(己二酸+氯卞烷铵)实施例35 97.5％乳酸+2.5％(己二酸+氯卞烷铵)实施例36 95％乳酸+5％(己二酸+氯卞烷铵)实施例37 97.5％乙酸+2.5％(己二酸+氯卞烷铵)实施例38 95％乙酸+5％(己二酸+氯卞烷铵)实施例39 97.5％丙酸+2.5％(己二酸+氯卞烷铵)实施例40 95％丙酸+5％(己二酸+氯卞烷铵)实施例41 97.5％甲酸+2.5％(辛酸+氯卞烷铵)实施例42 95％甲酸+5％(辛酸+氯卞烷铵)实施例43 97.5％乳酸+2.5％(辛酸+氯卞烷铵)实施例44 95％乳酸+5％(辛酸+氯卞烷铵)实施例45 97.5％乙酸+2.5％(辛酸+氯卞烷铵)实施例46 95％乙酸+5％(辛酸+氯卞烷铵)实施例47 97.5％丙酸+2.5％(辛酸+氯卞烷铵)实施例48 95％丙酸+5％(辛酸+氯卞烷铵)在上面，“氯卞烷铵”是一种组合物的产品名称，它是氯化烷基苄基二甲基铵的混合物，主要是氯化C12-C16-烷基二甲基苄基铵。(参考文献CTFA化妆品成分词典(Cosmetic Ingredients Dictionary)，第三版。化妆品、化妆用具和香料协会(The Cosmetic、Toiletry andFragrance Association)，美国1982年)对于本生物筛选试验，制备了含有微生物菌种及0.02、0.04、0.06、0.08和0.1％杀微生物剂的系列。研究的细菌是M1 婴儿沙门氏菌M2 酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)M3 lambica念珠菌M4 单核细胞增生李斯特(Listeria)氏菌M5 大肠杆菌在试验溶液中的最低抑制浓度是细菌样品 M1 M2 M3 M4 M5实施例25 0.06 0.06 0.02 0.02 0.02实施例26 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02实施例27 0.06 0.06 0.02 0.02 0.02实施例28 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02实施例29 0.06 0.08 0.02 0.02 0.02实施例30 0.02 0.04 0.02 0.02 0.02实施例31 0.06 0.06 0.02 0.02 0.04实施例32 0.02 0.04 0.02 0.02 0.02实施例33 0.06 0.06 0.02 0.02 0.04实施例34 0.04 0.06 0.02 0.02 0.02实施例35 0.08 ＞0.1 0.02 0.02 0.04实施例36 0.04 (0.1) 0.02 0.02 0.02实施例37 0.08 0.10.02 0.04 0.04实施例38 0.04 0.08 0.02 0.02 0.02实施例39 0.08 0.08 0.02 0.04 0.04实施例40 0.04--0.020.02实施例41 0.08--0.040.04实施例42 0.04--0.020.02实施例43 0.08--0.040.04实施例44 0.04--0.020.02实施例45 0.08--0.040.04实施例46 0.04--0.020.02实施例47 0.08--0.040.04实施例48 0.04--0.020.02实施例49-50饲料试验将婴儿沙门氏菌以1500-3000个细菌/克的接种量与饲料均匀混合，并将其均匀混合到商品化鸡饲料制剂中，这种鸡饲料大约2/3是谷物，其余主要是鱼粉和大豆。再将试验的抗微生物组合物以相当于8千克/公吨的剂量尽可能均匀地散布到被污染的饲料中。把胨水放入对照烧瓶中。在室温下将培养体贮存在1升用铝箔密封的锥形烧瓶中。在每一取样日从培养体中取出两个10g的平行样品，并经Ultra-Turrax搅拌后，把样品制成稀释的系列。
从稀释试管中，把样品分散在陪替(Petri)氏培养皿上的50μl琼脂平面培养基上。在37℃培养24小时后，计数生成的细菌群。实施例组合物49-50与本发明相对应。实施例介质沙门氏菌消失的时间(两个平行试验)参比 胨水 ＞30d参比 溶液1*) 7.7d实施例49 95％溶液1 5.5d5％氯化十六烷基吡啶实施例50 95％溶液1 5.1d2.5Kloramin-T
2.5％氯化十六烷基吡啶*)80％甲酸，2％磷酸和18％水实施例51青贮试验根据本发明制备的保存剂组合物，是将71.5％甲酸、18％丙酸、4.5％苯甲酸、4.0％辛胺和2％水混合，并加热混合物直到苯甲酸溶解。参比的组合物中含有大约56％甲酸、29％丙酸、9％苯甲酸、5.5％水，和抑止苯甲酸结晶析出的0.5％单酸甘油酯。用青贮法比较防腐剂。以相当于每公吨饲料5升的量在草上喷洒防腐剂。把青贮饲料装入塑料袋中扎紧。在0-试验中没有使用防腐剂，下面是得到的结果0-试验参比本发明(实施例51)pH,1wk 4.1 4.3 4.11mo 3.9 4.0 4.2乳酸，g/kg无水1wk 4628 382mo 8454 42乙酸，g/kg无水1wk 18842mo 2215 7糖类，g/kg无水1wk 19140 1262mo 2097 120氨*)，％可溶的营养蛋白质1wk 5.4 5.0 5.02mo 15.6 6.0 5.0酵母菌，cfu/g1wk 300000＜100＜1001mo 4400000490000 3200霉菌，cfu/g
1wk330000＜100 ＜1001mo 5100000190000 ＜100乳酸杆菌属，cfu/g1wk 33000000920000 2100001mo 3800000000120000000 20000*)还含有胺，以氨计算结果表明，在实验室条件下进行的这个试验中0-试验的乳酸发酵非常成功。然而，青贮饲料中含有大量的霉菌和酵母菌。当使用参比试剂时，这些菌的量明显减少，乙酸发酵下降，并且青贮饲料含糖很高。即使在根据本发明的组合物中苯甲酸(对它们有效)的浓度是参比样品中相应浓度的一半，但通过使用该组合物极好地防治了霉菌和酵母菌。虽然已经证明使用的剂量对乳酸菌太高，但是青贮饲料的分析还是得到了良好的结果。实施例52-55袋(Bag)试验在塑料袋中使用下面的根据本发明的组合物，根据先前实施例用青贮法进行试验实施例组合物5299.0％溶液2+1.0％OA5399.0％溶液2+1.0％CPy5499.0％溶液2+1.0％BA+OA(摩尔比1∶1)5599.0％溶液2+1.0％BA+CPy(摩尔比1∶1)溶液247％甲酸，23％甲酸铵，30％水BA= 苯甲酸OA= 辛胺CPy 氯化十六烷基吡啶在试验后的分析结果如下实施例*1 pH*2*3*4*5*6实施例5219.0 4.3 11.2 1.5 5.5 3.4 1.8实施例5320.0 4.0 13.9 0.5 7.3 5.2 1.1实施例5419.5 4.0 13.4 0.2 7.5 4.7 0.7实施例5520.2 4.1 13.6 0.7 7.0 6.9 0.7*1无水物质含百分量*2乳酸，g/100g干青贮饲料*3乙酸，g/100g干青贮饲料*4游离酸，g/100g干青贮饲料*5糖类，g/100g干青贮饲料*6氨和胺(以氨计算)，g/100g干青贮饲料所有的组合物均得到良好的青贮结果。
权利要求
1．一种抗微生物组合物，其特征在于它包括的抗微生物组分中含有以下亚成分a)大约50-99.9wt％的取代或未取代的C1-C4-一元羧酸，和b)大约0.1-50wt％的杀微生物或抑制微生物的阳离子有机氮化合物。
2．根据权利要求1的组合物，其特征在于取代或未取代的C1-C4-一元羧酸是甲酸、乙酸、丙酸、乳酸或其任何混合物，最优选甲酸或甲酸和丙酸的混合物。
3．根据权利要求1或2的组合物，其特征在于阳离子氮化合物是R1-N+(R2,R3,R4)类型的铵化合物，其中R1是C2-C22-烷基或羟烷基链；R2是C2-C22-烷基或羟烷基链，它与R1相同或不同或者是苄基或C1-C4-烷基苄基，C1-C4-烷基或羟烷基或者氢原子；R3和R4是C1-C4-烷基或羟烷基或者氢原子。
4．根据权利要求1或2的组合物，其特征在于阳离子氮化合物具有含氮的环，例如吡啶基环，其中氮具有正电荷。
5．根据权利要求3或4的组合物，其特征在于氮化合物包括的阳离子是十六烷基吡啶，肉豆蔻基或十六烷基三甲基铵，十二烷基或肉豆蔻基苄基二甲基铵，二辛基、二癸基或二(十二烷基)二甲基铵，或其任意混合物。
6．根据上述权利要求任一项的组合物，其特征在于作为亚成份抗微生物组分另外还包括c)含量大约为0.1-10wt％、优选大约为0.5-5wt％的含有C5-C22-烷基或芳基的有机酸，优选羧酸。
7．根据权利要求6的组合物，其特征在于所述的酸是苯甲酸、对羟基苯甲酸、水杨酸、山梨酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、棕榈酸、棕榈油酸、油酸、亚油酸或花生四烯酸中的一种或几种。
8．根据上述权利要求任一项的组合物，其特征在于它包括的抗微生物组分中含有a)大约50-99.9wt％的取代或未取代的C1-C4-一元羧酸，b)大约0.1-10wt％的杀微生物或抑制微生物的阳离子有机氮化合物，c)大约0.1-10wt％的含有C5-C22-烷基或芳基的有机酸，和d)大约0-30wt％的水。
9．根据上述权利要求任一项的组合物，其特征在于它另外还包括平均颗粒尺寸大约为0.01-20mm的固体颗粒载体，并且抗微生物组分与颗粒载体的重量比范围在1∶10-10∶1之间，优选范围在3∶7-7∶3之间。
10．根据权利要求6-8任一项的组合物的制备方法，其特征在于首先使亚成分b)和c)相互反应，使得在亚成分b)的阳离子和亚成分c)的阴离子之间形成阴-阳离子加合化合物，然后再将这个化合物与亚成分a)混合。
11．根据权利要求10的方法，其特征在于阴-阳离子加合化合物是苯甲酸、对羟基苯甲酸或水杨酸烷基吡啶盐；苯甲酸、对羟基苯甲酸或水杨酸烷基苄基二甲基铵盐；苯甲酸、对羟基苯甲酸或水杨酸烷基三甲基铵盐；或者苯甲酸、对羟基苯甲酸或水杨酸伯烷基铵盐。
12．根据权利要求1-9任一项的组合物的用途，其特征是在动物饲料原料和制剂以及其他类似的有机产品中用作为杀死有害细菌或抑制其生长的试剂。
13．根据权利要求12的用途，其特征是用于青贮饲料或谷物的保存。
14．根据权利要求1-9任一项的组合物的用途，其特征是用于包装材料、仪器和设备、车辆和其他技术装置和材料、鞋袜和其他需要保护的设备以及动物棚、地下仓库和其他房屋的消毒或改善卫生质量。
全文摘要
本发明涉及一种抗微生物组合物及其制备方法和用途。根据本发明,该组合物中的抗微生物组分中包含大约50—99.9%(重量)取代或未取代的C
文档编号A23L3/3544GK1225553SQ97196559
公开日1999年8月11日 申请日期1997年7月18日 优先权日1996年7月19日
发明者T·阿尔纳斯 申请人:凯米拉化学有限公司