纳他霉素是一种高效和安全的食品防霉剂,在世界上已经应用了几十年了,近年来在我国从生产到应用有了长足的发展,由于纳他霉素可以有效的防止食品和饲料的霉变,预防黄曲霉毒素的发生和发展,将对我国的食品安全和人民的健康做出巨大的贡献。
在纳他霉素生产和销售过程中,一些厂商认为纳他霉素产品的颜色越白越好,尽管国际质量标准规定的颜色为米白色到米黄色。而进口的产品却似乎越来越黄。究其原因可能是与纳他霉素的多晶型有关。
多晶型是指同一种物质形成多种晶型的现象,不同晶型的同一物质在溶解度、熔点、密度、稳定性、颜色等方面有显著的差异。
纳他霉素也是多晶型物质。在生产中可因结晶条件、制备工艺不同而得到不同晶型的晶体。由于晶型的不同,其物理化学性质也不同,直接影响使用效果,因此在生产过程中,需要进行实验研究。以确定不同的晶型的性质和效果。
目前的产品主要为α-纳他霉素,晶型为单斜晶,其特点是非常稳定,在显微镜下观察为60微米直径的盘状结晶,颜色较浅。缺点是溶解性差,扩散性和悬浮性也差。因此在使用前,最好用溶剂,如醇或冰醋酸等溶解后使用。使用比较麻烦,并加入了不希望有的成分。因此国外对纳他霉素晶型进行了研究,大大提高了溶解性、分散性和悬浮性,从而提高和增强了纳他霉素的抗菌能力,减低了使用量,使用更方便。
α-纳他霉素的溶解度为30-50ppm/水。对纳他霉素敏感的一些真菌已经足够了,但对一些不敏感的真菌,如:朱红轮枝孢, 灰葡萄孢,发癣菌,还有曲霉、镰刀菌、青霉等则显不足。因此,不同晶型溶解度的不同,对这些菌的效果就有不同。
多晶型物质在不同的溶剂中结晶时,可以形成不同颜色的晶体,这是由于晶型不同,光学性质也不同,从而产生了不同的颜色。
在结晶时,溶剂分子可以按比例结合在晶格中而构成分子复合物,称为溶剂化物(溶剂加成物)。纳他霉素与低级醇等溶剂形成溶剂化物。若结合的溶剂分子是水,则称为水合物。纳他霉素可以形成三水的水合物。纳他霉素还可以与钙和钡形成盐。
目前发现有多种不同形式的纳他霉素可以增强抗真菌的效果,我们现有的纳他霉素为α-纳他霉素,晶型为Monoclinic单斜晶。其他的一些可以增强抗真菌的效果形式为:
1.微粒化α-纳他霉素(micronised)。
2.γ-纳他霉素,晶型为斜方晶(Orthorhombic)。
3.δ-纳他霉素,晶型为斜方晶(Orthorhombic)。
4.纳他霉素钙盐(Calcium dinatamycinate),晶型为三斜晶(Triclinic)。
5.纳他霉素钡盐(Barium dinatamycinate),晶型为单斜晶(Monoclinic)。
6.纳他霉素甲醇化物,晶型为斜方晶(Orthorhombic)。
7.纳他霉素乙醇化物。
8.纳他霉素丁醇化物。
9.纳他霉素丙酮化物。
10.纳他霉素二氯甲烷化物。
11.气相二氧化硅载体纳他霉素。
从溶解性和扩散性来看最好的为,纳他霉素甲醇化物、纳他霉素乙醇化物和纳他霉素丙酮化物,其次为,纳他霉素钡盐和纳他霉素钙盐,再其次为,γ-纳他霉素、δ-纳他霉素、纳他霉素丁醇化物、纳他霉素二氯甲烷化物、气相二氧化硅载体纳他霉素,最后为,微粒化α-纳他霉素,最差的就是α-纳他霉素。
对溶解性、扩散性和抗霉菌实验简单叙述如下:溶解性,将纳他霉素产品在水中充分溶解一定时间后,离心,取上清用紫外方法测定含量,对比溶解性。悬浮性和再悬浮性的测试是将一定量的不同厂家纳他霉素在水中充分悬浮后,观察分层和出现沉淀的时间,并在数天后观察沉淀是否容易的再悬浮,还是形成颗粒。扩散性,用药物敏感试纸承载一定量的纳他霉素水悬液,放置到生测培养基上,在6℃冰箱中扩散24小时,将试纸放置到一个新生测培养基上,在老的生测培养基上,用标准纳他霉素溶液为对照,测出纳他霉素抑菌直径,算出扩散和释放量,重复在新的生测培养基上的操作,测出每天扩散和释放量。抗霉菌实验为,用不同的纳他霉素产品喷涂在奶酪表面,并接种一定量的真菌孢子,培养一段时间观察菌落数。
纳他霉素的溶剂化物虽然溶解性好,但作为食品防霉剂似乎不合适,可以作为外用软膏等使用,或可以在减压干燥的条件下,将溶剂除去,形成具有空洞的纳他霉素的粉,这种粉非常蓬松,在特定的湿度条件下处理数天,就可以得到稳定的三水纳他霉素。其稳定性比无水的高。
纳他霉素的粉碎时,可以增加纳他霉素的表面积,从而增加了纳他霉素的效果,另外,多晶型物质经过粉碎研磨等处理,可引起晶型破坏,形成无定型(amorphous)。这种无定型也可以增加纳他霉素的扩散能力和溶解性。在纳他霉素结晶时或粉碎时加入气相二氧化硅和微晶纤维素也可以增加扩散能力和溶解性。
上述的不同纳他霉素晶型可以通过控制条件相互转变,目前最容易做到的是将α-纳他霉素片状的结晶(10-60微米)粉碎到10微米以下。可以使结晶的表面积增大2-3倍,从而使其扩散性和悬浮性大大增强。天津伊科拜尔生物添加剂有限公司生产的纳他霉素就是这种产品。另一个方法是控制结晶的方法,可以形成针状的α-纳他霉素微小结晶,而不是大的片状结晶,从而达到提高纳他霉素效果的作用,这种微小结晶颜色为米色或米黄色。其他形式的纳他霉素主要用在其他一些方面,如医药、畜牧和农业等用途上。