STABILISERING AV VANDIGE MINERALPREPARATER VED REUTERIN

Transkript

1 STABILISERING AV VANDIGE MINERALPREPARATER VED REUTERIN 1 Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å stabilisere et vandig preparat av mineraler med hensyn på mikrobicider, anvendelse av reuterin for den mikrobielle stabiliseringen av slike vandige mineralpreparater, og de vandige mineralpreparatene inneholdende reuterin. 1 I praksis anvendes vandige preparater og spesielt suspensjoner, dispersjoner eller oppslemminger av vann-uløselige faststoffer slik som mineraler, fyllstoff eller pigmenter i utstrakt grad i papir-, malings-, gummi- og plastindustrier som belegg, fyllstoff, ekstendere og pigmenter for papirfremstilling så vel som vandige lakk og malinger. For eksempel anvendes suspensjoner eller oppslemminger av kalsiumkarbonat, talk eller kaolin i store mengder i papirindustrien som fyllstoff og/eller som en komponent i fremstillingen av belagt papir. Typiske vandige preparater av vann-uløselige faststoffer er karakterisert ved at de omfatter vann, en vann-uløselig fast forbindelse og eventuelt ytterligere additiver i form av en suspensjon, en oppslemming eller dispersjon med et vannuløselig faststoffinnhold på 1 til 80 vekt-% basert på den totale vekten av preparatet. 2 Et typisk vandig preparat er en hvit mineraldispersjon (White Mineral Dispersion (WMD)) med et faststoffinnhold på 4-78 vekt-%. Det er også velkjent at slike høye faststoffs WMD er stabilisert med dispergeringsmidler som natriumpolyakrylater som for eksempel beskrevet i US,432, De ovennevnte vandige preparatene er ofte utsatt for forurensning av mikroorganismer slik som aerobe og anaerobe bakterier, sopp, alger og lignende som resulterer i endringer i preparategenskapene slik som endringer i viskositet og/eller ph, misfarginger eller reduksjoner i andre kvalitetsparametre, som negativt påvirker deres kommersielle verdi. Derfor tar vanligvis produsentene av slike vandige preparater forholdsregler for å stabilsere suspensjonene, dispersjonene eller oppslemmingene. Det er for eksempel kjent at aldehydfrisettende biocider reduserer veksten og akkumuleringen av slike mikroorganismer i vandige preparater og således reduserer tendensen til

2 2 uønskede forandringer i disse preparatene, som viskositetsendringer eller ubehagelig lukt. For å sikre en akseptabel mikrobiologisk kvalitet på vandige preparater anvendes konserveringsmidler eller biocider i hele livssyklusen til preparatet (fremstilling, lagring, transport, anvendelse). Innen teknikken er det foreslått flere tilnærminger for å forbedre den mikrobiologiske kvaliteten til vandige preparater. EP og EP beskriver for eksempel vandige suspensjoner eller dispersjoner av mineraler, fyllstoff og/eller pigmenter, inneholdende et mikrobicidmiddel i form av en løsning og derivater av fenol i delvis nøytralisert form. 1 US,496,398 vedrører en fremgangsmåte for å redusere mikroorganismer i kaolinleire-oppslemminger ved en kombinasjon av lavtemperaturvarme og reduserte nivåer av et mikrobicidmiddel. WO 02/02941 beskriver biocidsammensetninger for innlemmelse i malinger, belegg, gips og plast omfattende minst ett metalloksid og minst ett metallsalt. US 06/01114 nevner en blanding omfattende 1,2-benzisotiazolinon (BIT) og tetrametylolacetylendiurea (TMAD) for å beskytte industrielle materialer og produkter mot angrep og ødeleggelse av mikroorganismer. 2 Videre er det innen teknikken foreslått å tilsette formaldehyd-frisettende substanser til slike vandige preparater for å forbedre den mikrobiologiske kvaliteten. For eksempel nevner US-A en antimikrobiell sammensetning omfattende en formaldehyddonor. Videre beskriver WO 06/ en fremgangsmåte for beskyttelse mot mikroorganismer ved å øke OH- ionekonsentrasjonen av suspensjonen. 3 På grunn av det begrensede aktivitetsspekteret til flere biocider er imidlertid ikke effektiviteten av slike biocider mot mikroorganismer (hovedsakelig visse bakterietyper) alltid tilfredsstillende, og således er den oppnådde virkningen i noen tilfeller utilstrekkelig til å unngå mikrobiell forårsaket forandring av vandige mineralpreparater.

3 3 Anvendelsen av "naturlige" mikrobicider slik som reuterin er generelt fordelaktig på grunn av deres enkle og miljøvennlige tilgjengelighet. Mange av de vanlig anvendte naturlige mikrobicidene er imidlertid ikke egnet til å bli anvendt i vandige mineralpreparater på grunn av de vanligvis høye phverdiene av slike preparater og deres komplekse kjemi. phen er ikke bare viktig med hensyn på stabiliteten av biocidformuleringen, men også med hensyn på mediet som den anvendes i. På grunn av ustabiliteten til mange mikrobicider ved høy ph er de ofte formulert i et svakt surt medium. Dette forårsaker imidlertid en uønsket endring av phen i preparatet som skal stabiliseres. 1 Videre har mange mikrobicider multiple resistanser for mikrobene som skal behandles, slik at det er et kontiuerlig behov for nye og effektive mikrobicider for anvendelse i forskjellige media. Reuterin er kjent for sine antimikrobielle egenskaper på andre tekniske områder slik som matindustrien og har et bredt spekter av mikrobiell aktivitet. Det omfatter en blanding av substanser fremstilt ved Lactobacillus reuteri, en naturlig forekommende substans i mage-tarmsystemet til mennesker og dyr, fra glyserol. 2 Reuterin er kjent for å hemme veksten av noen skadelige gram-negative og gram-positive bakterier, sammen med gjær, sopp og protozoer. Reuterin er imidlertid ganske sensitivt også med hensyn til høye ph-verdier og opp til nå er det bare kjent som et konserveringsmiddel i matindustrien, medikamentlevering, biomedisinske materialer og som et kosttilskudd, idet det er en lav cytotoksisk substans (den er for eksempel mindre cytotoksisk enn aldehyder med høy molekylvekt). 3 For eksempel beskriver US,849,289 og JP konserveringsmidler for mat med en bred antimikrobiell aktivitet uten å påvirke matkvaliteten ved å blande reuterin oppnådd fra Lactobacillus reuteri med en emulgator for mat slik

4 4 som monoglyserider av fettsyrer, glyserinfettsyreestere eller sakkaridfettsyreestere. I EP er det beskrevet en matsammensetning omfattende Lactobacillus reuteri som fremstiller reuterin i nærvær av glyserol eller glyseraldehyd for å lette mage-tarmforstyrrelser. 1 2 Det er imidlertid ikke funnet noen beskrivelse av at reuterin også fordelaktig kan anvendes i vandige mineralpreparater. I motsetning er det f.eks. i "Production and Isolation of Reuterin, a Growth Inhibitor Produced by Lactobacillus reuteri" (Talarico T. et al., Antimicrobial Agents and Chemotherapy, Des. 1988, Vol 32, Nr. 12, s ) til og med vist at reuterin nedbrytes ved eksponering for et alkalisk miljø ved 37 C. Dessuten er generelt mikrobestammer som eksisterer i vandige mineralpreparater forskjellige fra de som finnes i matmiljø, nemlig på grunn av høyere ph, lavere vanninnhold og dårlig næringsinnhold av de vandige mineralpreparatene. Det er således et kontinuerlig behov for en fremgangsmåte for å redusere veksten og akkumuleringen av mikroorganismer i vandige preparater inneholdende mineraler, redusere tendensen til forandringer i disse preparatene, og opprettholde den ønskede viskositeten og ph, glansen og fargen og forhindre vond lukt, ved mikrobicider som er egnet for anvendelse i vandige mineralpreparater. Følgelig er det et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte for effektivt å stabilisere vandige preparater inneholdende mineraler med hensyn på mikrober ved et enkelt tilgjengelig mikrobicid, også ved høye ph-verdier, så vel som å tilveiebringe de resulterende vandige preparater. 3 Videre er et annet formål med foreliggende oppfinnelse anvendelse av alternative mikrobicider for å stabilisere vandige preparater inneholdende mineraler, som er enkelt tilgjengelige og anvendelige og har gode applikasjonskarakteristikker.

5 Det ble overraskende funnet at reuterin fordelaktig kan anvendes for den mikrobielle stabiliseringen i det komplekse miljøet til vandige mineralpreparater. De ovennevnte og andre formål har således blitt løst ved en fremgangsmåte for å stabilisere vandige mineralpreparater med hensyn på mikrober inneholdt deri ved tilsetning av reuterin til de vandige preparatene, hvori de vandige preparatene av mineraler er vandige dispersjoner, suspensjoner eller oppslemminger av uløselige mineraler i et vandig medium og har et faststoffinnhold fra 40 til 8 vekt-% av den totale vekten av preparatet. 1 I konteksten til foreliggende oppfinnelse omfatter "stabilisering" desinfisering og konservering mot og en hvilken som helst kontroll av den mikrobielle forurensningen av vandige mineralpreparater. Vandige mineralpreparater ifølge foreliggende oppfinnelse er hvilke som helst typer vandige dispersjoner, suspensjoner eller oppslemminger av uløselige mineraler, i et vandig medium. 2 Det er foretrukket at mineralene inneholdt i det vandige preparatet er valgt fra gruppen omfattende naturlige mineraler, syntetiske mineraler, fyllstoff eller pigmenter slik som tørr- og våtmalt naturlig kalsiumkarbonat slik som kalk, kalkstein, kalsitt, marmor og dolomitt; utfelt kalsiumkarbonat i dets aragonittiske, kalsittiske og vaterittiske form; kalsiumsulfat; kvarts; attapulgitt; leirer slik som kaolin, kaolinittisk leire, kalsinert kaolinittisk leire og montmorillonitt; glimmer; talk; kiselgur; finknust silika; aluminiumoksid; aluminiumhydroksid; silikater slik som aluminiumsilikat; jernoksid; titandioksid; pimpstein; sepiolitt og blandinger derav så vel som komposittmaterialer omfattende én eller flere av de ovennevnte substanser, f.eks. pigmentkompositter inkludert utfelt kalsiumkarbonat, glimmer, titandioksid og blandinger derav. 3 Det vandige preparatet er foretrukket en "hvit mineraldispersjon" (WMD), omfattende dispersjoner av kalsiumkarbonat slik som naturlig kalsiumkarbonat, oppmalt kalsiumkarbonat, utfelt kalsiumkarbonat, kaolin, dolomitt, kaolinittisk leire, kalsinert kaolinittisk leire eller blandinger derav.

6 6 Kalsiumkarbonat anvendes f.eks. som et beleggs- og fyllpigment, og er særlig kjent for å forbedre de optiske egenskapene til sluttproduktet, slik som glans, opasitet eller klarhet. Kalsiumkarbonat kan være av to typer: oppmalt eller naturlig kalsiumkarbonat henvist til som henholdsvis GCC og NCC, og syntetisk eller utfelt kalsiumkarbonat henvist til som PCC. PCC i betydningen ifølge foreliggende oppfinnelse er et syntetisk materiale, generelt oppnådd ved utfelling på grunn av reaksjonen med karbondioksid og kalk i et vandig miljø eller ved utfelling av en kalsium- og karbonationkilde i vann. Det kan ha rombohedrisk, skalenohedrisk, aragonittisk, kalsittisk og/eller vaterittisk struktur. 1 NCC i betydningen ifølge foreliggende oppfinnelse er et kalsiumkarbonat oppnådd fra naturlige kilder slik som kalkstein, marmor, kalk eller dolomitt, og kan bearbeides ved en behandling slik som maling, sikting og/eller fraksjonering ved våt- eller tørrmetoder, for eksempel med en syklon eller sorterer. Malt naturlig kalsiumkarbonat henvises generelt til som GCC. 2 Hvilke som helst av de ovennevnte materialene anvendelige i foreliggende oppfinnelse kan i tillegg være overflatebehandlede, for eksempel med fettsyrer, slik som stearinsyre, og deres salter. Kalsiumkarbonater kan videre være overflatereagerte, f.eks. med medium til sterke syrer slik som fosforsyre. Kompositter omfattende kalsiumkarbonat kan også anvendes. Leire viser generelt til krystallinske små partikler av hovedsakelig vannholdige silikater av aluminium, noen ganger med magnesium- og/eller jernsubstitusjon for alt eller en del av aluminiumen. Hovedgruppene av leiremineraler er: kaolinitt, hovedbestanddelen av kaolin; halloysitt; illitt; montmorillonitt og vermikulitt. Uttrykket "kaolinittisk leire" anvendt heri viser til en myk hvit leire som hovedsakelig er sammensatt av mineralet kaolinitt. 3 Kaolin er spesielt anvendt i papirindustrien for å belegge og fylle papir og papp og forbedre de optiske egenskapene til sluttproduktet slik som glans, opasitet eller klarhet. Kaolinbaserte produkter kan imidlertid også inkludere malinger,

7 7 agrikulturelle sammensetninger, glassfiberprodukter, polymer- og gummisammensetninger, keramiske applikasjoner, katalysatorbærere, farmasøytika, kosmetikk, adhesiver, filterhjelpemidler og mange andre. I en spesifikk utførelsesform er det vandige mineralpreparatet en kalsiumkarbonatdispersjon omfattende utfelt kalsiumkarbonat. I dette tilfellet kan reuterin tilsettes før, under og/eller etter utfellingen av kalsiumkarbonatet, eller hvilket som helst annet mineral oppnådd ved utfelling. Naturlig forekommende malt kalsiumkarbonat kan også være omfattet i det vandige preparatet, i hvilket tilfelle reuterin kan tilsettes før, under og/eller etter oppmaling av kalsiumkarbonatet eller hvilket som helst annet mineral utsatt for pulveriseringstrinn slik som oppmaling. 1 Tilsetningen av reuterin til det vandige mineralpreparatet ifølge oppfinnelsen kan utføres ved fremgangsmåter kjent innen teknikken, for eksempel ved å dispergere, suspendere eller oppslemme vann-uløselige faststoffer, foretrukket mineraler, pigmenter eller fyllstoff med, hvis egnet, tilsetning av et dispergeringsmiddel og, hvis egnet, ytterligere additiver i vann. Uløselig i betydningen ifølge foreliggende oppfinnelse betyr at ikke mer enn 1 vekt-%, foretrukket 0,1 vekt-%, mer foretrukket 0,01 vekt-% av faststoffene, foretrukket mineraler, pigmenter eller fyllstoff er oppløst. 2 Et vandig preparat ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter uløselige mineralfaststoffer, vann og eventuelt ytterligere additiver. Foretrukket har det vandige mineralpreparatet et faststoffinnhold fra 4 til 82 vekt-%, spesielt fra 70 til 80 vekt-%, særlig fra 72 til 78 vekt-%, f.eks. 7 vekt-% av den totale vekten av preparatet. Vanninnholdet av det vandige mineralpreparatet er foretrukket fra 1 til 60 vekt- %, mer foretrukket fra 18 til vekt-%, spesielt fra til vekt-%, særlig fra 22 til 28 vekt-%, f.eks. 2 vekt-% av den totale vekten av preparatet. 3 Det totale faststoffinnholdet i betydningen ifølge foreliggende søknad tilsvarer restvekten av preparatet etter tørking i tre timer ved C.

8 8 1 De vann-uløselige faststoffene i preparatet kan ha en partikkelstørrelsesfordeling som vanlig anvendt for materialet(-ene) involvert i denne type produkt. Generelt vil 90 vekt-% av partiklene ha en "esd" (ekvivalent sfærisk diameter som målt ved den velkjente sedimentasjonsteknikken ved anvendelse av Sedigraph 0 serie, Micromeritics) på mindre enn µm. Grovkornede mineraler, fyllstoff eller pigmentmaterialer kan ha en partikkel-esd på generelt (dvs. minst 90 vekt-%) i området fra 2 til µm. Finkornede mineraler, fyllstoff eller pigmentmaterialer kan ha en partikkel-esd på generelt mindre enn 2 µm, f.eks. 90 vekt-% mindre enn 2 µm. Det er foretrukket at faststoffpartiklene i preparatet har en d 0 -verdi på fra 0,1 til 0 µm, foretrukket fra 0,2 til 6 µm og mest foretrukket fra 0,4 til 2 µm, for eksempel 0,7 µm som målt ved å anvende en Sedigraph 0 fra Micromeritics Instrument Corporation. Fremgangsmåten og instrumentet er kjent for fagmannen og er vanlig anvendt til å bestemme kornstørrelser av fyllstoff og pigmenter. Målingen utføres i en vandig løsning av 0,1 vekt-% Na 4 P 2 O 7. Prøvene dispergeres ved å anvende en høyhastighetsrører og ultralyd. Den mikrobielle stabiliseringen av de ovennevnte mineralpreparater, spesielt karbonatdispersjoner med reuterin er spesielt overraskende i lys av det faktum at phen i disse suspensjonene vanligvis er høy. 2 3 ph-verdien til mineralpreparatene ifølge oppfinnelsen kan være i området på fra over 7 til,, foretrukket fra 8, til, f.eks. 9 til 9, som målt ved 2 C. Typisk har de vandige preparatene ifølge foreliggende oppfinnelse en viskositet i området fra fra 0 til 800 mpa s og foretrukket til 600 mpa s, som målt ved et Brookfield DV-II Viskosimeter ved en hastighet på 0 rpm og utstyrt med en LV-3 spindel. Reuterin anvendelig i foreliggende oppfinnelse omfatter 3- hydroksypropionaldehyd, slik som monomerisk 3-hydroksypropionaldehyd ("monomer"), hydratisert monomerisk 3-hydroksypropionaldehyd ("hydrat"), dimerisk 3-hydroksypropionaldehyd ("dimer"), eller sykliske former derav eller blandinger derav. Vanligvis danner 3-hydroksypropionaldehyd en dynamisk multikomponent likevekt sammen med hydratet og dimeren, forholdene mellom disse kan variere over et bredt område.

9 9 Reuterin, som er spesielt egnet for stabilisering av de vandige mineralpreparatene ifølge oppfinnelsen kan generelt oppnås ved flere veier, foretrukket involvert glyseroldehydratase (EC ) som omdanner glyserol til reuterin. Det kan fremstilles naturlig ved fermentering og/eller syntetisk, f.eks. ved å gå fra glyserol via akrolein (fra en petrokjemisk eller ikkepetrokjemisk kilde) og ved hydrolyse, til reuterin. For foreliggende oppfinnelse er reuterin fra en hvilken som helst kilde generelt egnet. Fra et økonomisk og miljømessig standpunkt er det imidlertid spesielt foretrukket å anvende reuterin som kommer fra den mikrobielle omdanningen av glyserol. 1 In vivo foregår den aktive reuterinsyntesen i mage-tarmkanalen, f.eks. i tykktarmen via Lactobacillus reuteri metabolisme, hvis tilstrekkelige mengder glyserol blir tilgjengelig som et produkt av luminale mikrobielle fermenteringer, fordøyelse av luminalt fett, løsnet slim og avskallede epitelceller og tarmrensing av endogen plasmaglyserol. In vitro kan reuterin syntetiseres fra glyserol og foretrukket Lactobacillus reuteri under ph, temperatur og anaerobe betingelser lignede de i mage-tarmkanalen. 2 Reuterin anvendelig i foreliggende oppfinnelse kan være naturlig oppnådd eller syntetisert reuterin, hvori, av praktiske grunner, syntetisk reuterin er foretrukket. Det er flere Lactobacillus reuteri stammer, som er anvendelige i fremstillingen av reuterin, f.eks. DSM 833, DSM 834, DSM 83, DSM 1709, DSM 016, DSM 03, DSM 06, og/eller ATCC 23272, ATCC 3608, ATCC 3609, ATCC 148, ATCC 739, hvori stammene DSM 016 og henholdvis ATCC 23272, ATCC 3608, ATCC 3609, er spesielt egnede. 3 Det er en rekke publikasjoner som beskriver fremstillingen av reuterin ved Lactobacillus reuteri fra glyserol. Fremgangsmåter egnet for anvendelse i foreliggende oppfinnelse er beskrevet for eksempel, men ikke kun, i: Y. Doleyres et al., Appl Microbiol Biotechnol (0) 68; s ; T.L. Talarico et al., Antimicrobial Agents and Chemotherapy, Dec. 1998, s ; A.S. Sani et

10 al., paper, 9th International Conference on Agricultural Biotechnology: Ten Years After (ICABR), Ravello (Italy), 6.. juli 0; Q. Lüthi-Peng; Appl Microbiol Biotechnol (02) 60; s Reuterin tilsettes til det vandige preparatet i en effektiv mengde. I betydningen ifølge foreliggende oppfinnelse tilsvarer en "effektiv mengde" av reuterin en mengde som på tilsetningstidspunktet fører til målbar biocidaktivitet (f.eks. reduksjon eller forhindring av veksten og/eller akkumulering av mikroorganismer) i et vandig preparat sammenlignet med et tilsvarende preparat som ikke inneholder noe reuterin eller noen andre biocidforbindelser. 1 Reuterin som skal blandes med det vandige mineralpreparatet som skal stabiliseres, konserveres eller kontrolleres med hensyn til dets mikrobielle forurensning kan tilsettes i hvilket som helst ønsket forhold for å oppnå den ønskede biocidaktiviteten. Det kan tilsettes én gang, f.eks. før, under eller etter fremstilling av det vandige mineralpreparatet, eller flere ganger, f.eks. i spesifikke tidsintervaller, under lagring eller før og/eller under transport av preparatene, på en måte som er kjent for fagmannen. 2 Reuterinkonsentrasjonene som skal anvendes avhenger av typen og forekomsten av mikroorganismer som skal kontrolleres, den mikrobielle mengden ved start og av den forventede lagringstiden av de vandige preparatetene av mineraler, fyllstoff eller pigmenter som skal beskyttes. Den optimale mengden som skal anvendes kan bestemmes ved preliminære tester og testserier i laboratorieskala og ved supplerende driftstester. I en foretrukket utførelsesform er en egnet mengde reuterin tilsatt til det vandige mineralpreparatet en mengde basert på vekten av vann på fra omtrent 0 til 000 ppm, foretrukket fra omtrent 0 til 00 ppm, mer foretrukket fra omtrent 40 til 00 ppm, f.eks. 49 eller 990 ppm. 3 Tilsetningen av reuterin til det vandige mineralpreparatet utføres foretrukket ved temperaturer på fra til 90 C, mer foretrukket til 60 C, f.eks. C.

11 11 Ved tilsetning av reuterin kan stabilisering, konservering og/eller kontroll av den mikrobielle forurensningen av vandige mineralpreparater tilveiebringes over en lang tidsperiode. Biocidaktiviteten (stabilisering, konservering og/eller kontroll av den mikrobielle forurensningen) av vandige mineralpreparater kan tilveiebringes i en tidsperiode på minst 2 dager, mer foretrukket i minst 4 dager, enda mer foretrukket i minst 6 dager og mest foretrukket i minimum 8 dager. 1 Tilsetningen eller anvendelsen av reuterin i vandige mineralpreparater resulterer i en redusert vekst og akkumulering av mikroorganismer og tendensen til forandringer i disse preparatene er redusert, mens lav viskositet, fargeglans og luktkvalitet av preparatene kan opprettholdes. Videre resulterer stabiliseringen av slike preparater mot angrep og ødeleggelse av mikroorganismer i en forbedret mikrobiell kvalitet av preparatene. Eksempler på mikroorganismer som kan vokse og akkumulere i de vandige preparatene, dispersjonene eller oppslemmingene av mineraler, fyllstoff eller pigmenter, og som kan kontrolleres ved anvendelse av reuterin er særlig aerobe og anaerobe bakterietyper. 2 De følgende typer er kjent for å være til stede i vandige mineralpreparater, fyllstoff eller pigmenter: Alkaligener, slik som Alcaligenes faecalis, alternarier, slik som Alternaria tenius, bakteroider slik som Bacteroides vulgatus, eubakterier slik som Eubacterium eligens, pseudomoner, slik som Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas oleovorans, Pseudomonas mendocina, Pseudomonas pseudoalcaligenes, Pseudomonas rubescens, Pseudomonas stutzeri og Pseudomorcas putida, enterokokker, slik som Enterococcus faecalis, enterobakter, slik som Enterobacter aerogenes, korynebakterier, slik som Corynebacterium aquaticum, citrobakter, slik som Citrobacter freundii, bacilli, slik som Bacillus firmus og Bacillus subtilis, Desulfovibrio desulfuricans, metylobakterier, slik som Methylobacterium extorquens. Særlig er Pseudomonas aeruginosa vanlig i oppslemminger, slik som kalsiumkarbonatoppslemminger. 3 I lys av det overraskende funnet at reuterin også kan være effektivt i vandige mineralpreparater med en høy ph er anvendelse av reuterin i slike vandige

12 12 mineralpreparater for å stabilisere disse med hensyn på mikrobiell vekst som beskrevet i detalj over et ytterligere aspekt ved foreliggende oppfinnelse. På grunn av tilsetningen av reuterin er de vandige mineralpreparatene ifølge oppfinnelsen meget resistente mot angrep av mikroorganismer, særlig av aerobe eller anaerobe bakterietyper, sopp, alger og lignende, og tillater således problemfri håndtering av produktene under fremstilling, lagring, transport og sluttanvendelse. 1 De vandige preparatene som inneholder mineraler og reuterin hvori de vandige mineralpreparatene er vandige dispersjoner, suspensjoner eller oppslemminger av uløselig mineraler i et vandig medium og har et faststoffinnhold fra 40 til 8 vekt-% av den totale vekten av preparatet, er således også et aspekt ved foreliggende oppfinnelse. På grunn av deres konservering ved reuterin er de spesielt anvendelige i mange applikasjoner, for eksempel innen feltet papirfremstilling, malinger, rengjøringsmidler og kosmetikk og spesielt innen områder som krever ikketoksiske mikrobicider, slik som matindustrien, hushold, personlig pleie, helsevesen, farmasøytisk industri, medisinsk tilsyn etc. 2 De følgende eksempler og tester vil ytterligere illustrere oppfinnelsen, men er ikke ment å begrense oppfinnelsen på noen måte. Eksemplene under viser den god mikrobiologiske stabiliteten til de vandige preparatene av mineraler, pigmenter eller fyllstoff beskyttet med sammensetningen ifølge foreliggende oppfinnelse: EKSEMPLER Eksempel Fremstilling av reuterin Lactobacillus reuteri (DSM 016 stamme) ble dyrket i 2 prøver av ml MRS (Difco Lactobacilli MRS Agar (kat. nr. 2881)) ved 37 C under aerobe betingelser og med blanding ved 140 rpm i 12 ml sterile mediaflasker.

13 13 MRS agar hadde hovedsakelig følgende sammensetning pr. liter: proteosepepton nr. 3 storfekjøttekstrakt gjærekstrakt dekstrose polysorbat 80 ammoniumsitrat natriumacetat magnesiumsulfat mangansulfat dikaliumfosfat,0 g,0 g,0 g,0 g 1,0 g 2,0 g,0 g 0,1 g 0,0 g 2,0 g ph 6, ± 0,2 etter autoklavering ved 121 C i 1 minutter Etter 24 timer ble cellene høstet ved sentrifugering ved 4000 g i min. ved romtemperatur. Deretter ble hver av de resulterende pelletene resuspendert i ml PBS (0,01 M fosfatbufret saltløsning; tilgjengelig f.eks. fra SIGMA under produktnr. P3813 som pulver; innhold av én pose, når oppløst i én liter av destillert eller avionisert vann, vil gi 0,01 M fosfatbufret saltløsning (NaCl 0,138 M; KCl 0,0027 M); ph 7,4, ved 2 C) og samlet i ett rør. Den samlede prøven ble vasket to ganger med PBS og sentrifugert ved 4000 g i min. 1 Den resulterende pelleten ble deretter resuspendert i ml av 0,2 M steril glyserolløsning for dens bioprosessering til 3-hydroksypropionaldehyd, og røret ble inkubert uten lokk ved romtemperatur i et anaerobt (N 2 ) kammer i 2-3 timer ved 37 C. Etter bioprosesseringen separeres væskefasen fra biomassen ved filtrering ved anvendelse av steritop filtreringsenheter (0,2 µm).

14 14 2. Effektivitet av reuterin i hvite mineraldispersjoner Fremstilling av en kalsiumkarbonatoppslemming kg av nordnorsk marmor med en esd (ekvivalent sfærisk diameter) på omtrent 4 µm ble våtmalt i en resirkulerende, horisontal 2 liters abrasjonskulemølle (Dynomill) ved anvendelse av 0,6 vekt-% av en radikalpolymerisert polyakrylsyre (MV 6000 g/mol). Karboksylsyregruppene til polyakrylsyren ble nøytralisert med 0 mol-% natrium og 0 mol-% magnesium. Etter oppmaling hadde kalsiumkarbonatoppslemmingen den følgende partikkelstørrelsesfordelingen: Diameter (µm) vekt-% < 2 91, < 1 62,2 < 0,2 17,9 1 Partikkelstørrelsesfordelingen ble målt ved å anvende en Sedigraph 0 fra Micromeritics Instrument Corporation. Fremgangsmåten og instrumentet er kjent for fagmannen og er vanlig anvendt for å bestemme kornstørrelse av fyllstoff og pigmenter. Målingen utføres i en vandig løsning av 0,1 vekt-% Na 4 P 2 O 7. Prøvene dispergeres ved anvendelse av en høyhastighetsrører og ultralyd. Brookfield-viskositeten til oppslemmingen ble bestemt til 180 mpa s, som målt ved et Brookfield DV-II viskosimeter utstyrt med en LV-3 spindel ved en hastighet på 0 rpm og romtemperatur ( ± 3 C). 2 Faststoffinnholdet av oppslemmingen ble bestemt ved å oppvarme en veid oppslemmingsprøve ved en temperatur på 1 C inntil en konstant vekt (innen +/- 0,1 %) oppnås. Prosentandelen av den resterende vekten i forhold til den opprinnelige prøvevekten tilsvarer faststoffinnholdet av oppslemmingen. Vekten tapt relativt under denne oppvarmingsprosessen representerer vanninnholdet. Minimal inhiberingskonsentrasjon i hvite mineraldispersjoner 0 g av den oppnådde sterile oppslemmingen (faststoffinnhold 7 vekt-%) av oppmalt kalsiumkarbonat (ph 9,) ble inokulert med to forskjellige mengder,

15 1 basert på den totale vekten av oppslemmingen, 16 ppm og 3 ppm av reuterin i form av en reuterinløsning med en konsentrasjon på 1 mmol/l. Dette tilsvarer henholdsvis 49 ppm eller 990 ppm, beregnet på vekten av vann i oppslemmingen. 1 Prøvene ble deretter lagret i 3 dager ved C under aerobe betingelser. Etter lagringen ble prøvene inokulert (inokulering 1) med 1 ml av en oppslemming av oppmalt kalsiumkarbonat (60 vekt-% < 1 µm; 7 vekt-% faststoffer; 2 vekt-% vann, ph 9,) forurenset med et standard bakteriespektrum ( > cfu/ml), omfattende hovedsakelig Pseudomonas spp. (f.eks. Pseudomonas putida, Pseudomonas mendocina, Pseudomonas pseudoalcaligenes) og inkubert i 24 t ved C og det totale levedyktige antallet ble bestemt ifølge platetellingsmetoden. Prøver som ikke viste noen vekst (< 0 cfu/ml) ble ytterligere inokulert med 1 ml forurenset oppmalt kalsiumkarbonatoppslemming (60 vekt-% < 1 µm) (inokuleringer 2 og 3) og inkubert i 24 t ved C. Det totale levedyktige antallet ble bestemt ifølge platetellingsmetoden. Det ble ikke utført mer enn tre inokuleringer. Resultatene er vist i den følgende tabellen. totalt levedyktig antall [TVC ml -1 ] reuterin batch A [ppm] inokulering 1 >> 4 < 0 < 0 inokulering 2 >> 4 < 0 < 0 inokulering 3 >> 4 < 0 < 0 2 For å bekrefte disse resultatene ble testene gjentatt ved å anvende reuterin med opprinnelse fra forskjellige batcher B til D oppnådd ved den ovenfor beskrevne fremgangsmåten. Resultatene av disse kontrolleksperimentene beviste klart reproduserbarheten av den mikrobicide effektiviteten av reuterin i hvite mineraldispersjoner som beskrevet over og vist i den følgende tabellen, som også omfatter resultatene av et tilsvarende eksperiment med EGFH som et komparativt eksempel.

16 16 TVC (cfu/ml) reuterinbatcher 0 B C D kontroll [ppm] 163 ppm 163 ppm 326 ppm EGHF ppm inokulering 1 >> 4 < 0 < 0 < 0 < 0 inokulering 2 >> 4 < 0 < 0 < 0 < 0 inokulering 3 >> 4 < 0 < 0 < 0 < 0

17 17 Patentkrav 1. Fremgangsmåte for å stabilisere vandige mineralpreparater med hensyn på mikrober inneholdt deri ved tilsetning av reuterin til det vandige preparatet, hvori de vandige mineralpreparatene er vandige dispersjoner, suspensjoner eller oppslemminger av uløselige mineraler i et vandig medium og har et faststoffinnhold fra 40 til 8 vekt-% av den totale vekten av preparatet Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at mineralene er valgt fra gruppen omfattende naturlige mineraler, syntetiske mineraler, fyllstoff eller pigmenter slik som tørr- og våtmalt naturlig kalsiumkarbonat slik som kalk, kalkstein, kalsitt, marmor og dolomitt; utfelt kalsiumkarbonat i dets aragonittiske, kalsittiske og vaterittiske form; kalsiumsulfat; kvarts; attapulgitt; leirer slik som kaolin, kaolinittisk leire, kalsinert kaolinittisk leire og montmorillonitt; glimmer; talk; kiselgur; finknust silika; aluminiumoksid; aluminiumhydroksid; silikater slik som aluminiumsilikat; jernoksid; titandioksid; pimpstein; sepiolitt og blandinger derav så vel som komposittmaterialer omfattende én eller flere av de ovennevnte substanser, f.eks. pigmentkompositter inkludert utfelt kalsiumkarbonat, glimmer, titandioksid; så vel som overflatebehandlede materialer omfattende én eller flere av de ovennevnte substanser, f.eks. fettsyre-behandlede materialer, så vel som kalsiumkarbonat, som er overflatereagert, f.eks. med en medium-sterk til en sterk syre; og blandinger derav Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 eller 2, karakterisert ved at det vandige preparatet er en kalsiumkarbonatdispersjon omfattende utfelt kalsiumkarbonat og hvori reuterin er tilsatt før, under og/eller etter utfellingen av kalsiumkarbonatet. 4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, karakterisert ved at det vandige preparatet er en kalsiumkarbonatdispersjon omfattende naturlig kalsiumkarbonat og hvori reuterin er tilsatt før, under og/eller etter oppmaling av kalsiumkarbonatet. 3. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, karakterisert ved at det vandige preparatet har et faststoffinnhold fra 4 til 82 vekt-%, spesielt fra 70 til 80 vekt-%, særlig fra 72 til 78 vekt-%, f.eks. 7 vekt-% av den totale vekten av preparatet.

18 18 6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, karakterisert ved at det vandige preparatet har et vanninnhold på fra 1 til 60 vekt-%, mer foretrukket fra 18 til vekt-%, spesielt fra til vekt-%, særlig fra 22 til 28 vekt-%, f.eks. 2 vekt-% av den totale vekten av preparatet. 7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, karakterisert ved at det vandige preparatet har en ph i området fra over 7 til,, foretrukket fra 8, til, f.eks. 9 til 9, som målt ved 2 C. 8. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, karakterisert ved at reuterin er oppnådd fra reaksjonen av glyserol med Lactobacillus reuteri Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, karakterisert ved at reuterin omfatter monomerisk 3-hydroksypropionaldehyd, hydratisert monomerisk 3-hydroksypropionaldehyd, dimerisk 3- hydroksypropionaldehyd eller sykliske former derav eller blandinger derav.. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, karakterisert ved at reuterin er tilsatt til det vandige preparatet i en mengde basert på vekten av vann fra omtrent 0 til 000 ppm, foretrukket fra omtrent 0 til 00 ppm, mer foretrukket fra omtrent 40 til 00 ppm, f.eks. 49 eller 990 ppm Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, karakterisert ved at reuterin er tilsatt til det vandige mineralpreparatet ved temperaturer fra til 90 C, foretrukket til 60 C, f.eks. C. 12. Anvendelse av reuterin for stabilisering av vandige mineralpreparater med hensyn på mikrober, hvori de vandige mineralpreparatene er vandige dispersjoner, suspensjoner eller oppslemminger av uløselige mineraler i et vandig medium og har et faststoffinnhold fra 40 til 8 vekt-% av den totale vekten av preparatet Anvendelse ifølge krav 12, karakterisert ved at mineralene er valgt fra gruppen omfattende naturlige mineraler, syntetiske mineraler, fyllstoff eller pigmenter slik som tørr- og

19 19 våtmalt naturlig kalsiumkarbonat slik som kalk, kalkstein, kalsitt, marmor og dolomitt; utfelt kalsiumkarbonat i dets aragonittiske, kalsittiske og vaterittiske form; kalsiumsulfat; kvarts; attapulgitt; leirer slik som kaolin, kaolinittisk leire, kalsinert kaolinittisk leire og montmorillonitt; glimmer; talk; kiselgur; finknust silika; aluminiumoksid; aluminiumhydroksid; silikater slik som aluminiumsilikat; jernoksid; titandioksid; pimpstein; sepiolitt og blandinger derav så vel som komposittmaterialer omfattende én eller flere av de ovennevnte substanser, f.eks. pigmentkompositter inkludert utfelt kalsiumkarbonat, glimmer, titandioksid; så vel som overflatebehandlede materialer omfattende én eller flere av de ovennevnte substanser, f.eks. fettsyre-behandlede materialer, så vel som kalsiumkarbonat som er overflatereagert, f.eks. med en medium-sterk til en sterk syre; og blandinger derav Anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 12 til 13, karakterisert ved at det vandige preparatet har et faststoffinnhold fra 4 til 82 vekt-%, spesielt fra 70 til 80 vekt-%, særlig fra 72 til 78 vekt-%, f.eks. 7 vekt-% av den totale vekten av preparatet. 1. Anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 12 til 14, karakterisert ved at det vandige preparatet har et vanninnhold på fra 1 til 60 vekt-%, mer foretrukket fra 18 til vekt-%, spesielt fra til vekt-%, særlig fra 22 til 28 vekt-%, f.eks. 2 vekt-% av den totale vekten av preparatet Anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 12 til 1, karakterisert ved at det vandige preparatet har en ph i området fra 7 til,, foretrukket fra 8, til, f.eks. 9 til 9,. 17. Anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 12 til 16, karakterisert ved at reuterin er tilsatt til det vandige preparatet i en mengde basert på vekten av vann fra omtrent 0 til 000 ppm, foretrukket fra omtrent 0 til 00 ppm, mer foretrukket fra omtrent 40 til 00 ppm, f.eks. 49 eller 990 ppm Anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 12 til 17, karakterisert ved at reuterin er tilsatt til det vandige mineralpreparatet ved temperaturer fra til 90 C, foretrukket til 60 C, f.eks. C.

20 19. Vandig preparat inneholdende mineraler og reuterin, hvori det vandige preparatet er en vandig dispersjon, suspensjon eller oppslemming inneholdende uløselige mineraler i et vandig medium og reuterin og har et faststoffinnhold fra 40 til 8 vekt-% av den totale vekten av preparatet.