采用蛇麻酸控制生物的方法技术

本发明专利技术涉及控制水系统如造纸系统、冷却系统和多种类型生产用水系统中生物的方法，该方法包括向水系统中添加蛇麻酸。本发明专利技术还提供包含蛇麻酸和造纸混悬液或粘浆和／或添加剂如造纸添加剂的组合物。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及控制生物如微生物的方法，特别是采用蛇麻酸(hopacid)抑制生物生长和/或杀灭生物的控制方法。此处仅作举例说明，本专利技术在水系统，如造纸系统和生产用水系统，特别是涉及循环和/或再循环水的系统，如冷却水系统中有具体的应用。
技术介绍
对于水系统，如含有循环和/或再循环水的系统，如造纸系统和生产用水系统，冷却水系统中的生物，特别是微生物的控制是一个由来已久且难以解决的问题。这些微生物产生生物污垢，如微生物或微生物产物(如代谢产物)沉积，这些沉积产生膜状、团状和其他形式的沉积，可以造成孔洞栓塞、流量降低、热交换效率降低、堵塞等不良后果。例如，生成生物粘泥、形成沉积以及生成丝状菌等问题已经引起了特别的关注。例如，造纸机械中的沉积以及冷却系统中的污垢多数是由丝状菌(如浮游球衣菌(Sphaerotilus natans))造成的。多种丝状菌生长在浸没表面上，呈单链状，被包裹在称为“鞘”的结构之中。鞘被认为是一种保护性结构，而且这种结构提高了生物体的存活力。例如，鞘结构被认为可保护生物体免受生物杀灭剂的侵害，这是因为这种保护性结构例如阻碍了生物杀灭剂的进入。生长在被造纸液流浸没的表面上的丝状菌可以造成大的沉积形成，这些沉积中含有细胞以及被菌丝绊住的惰性原料(微粒、粉末、纤维等)。丝状菌的“长条”以及大的沉积块有可能掉出，在纸中造成诸如孔洞、其他缺损和破裂等问题，因此使得造纸成本明显提高。丝状菌也会使冷却塔出现故障。例如，在冷却装置中，浸没表面被丝状菌和其它类型的细菌弄脏，使得冷却系统换热效率降低，此外，大量的生物质掉出并且在工业设备中循环也会带来一些其他的问题。事实上造成上述问题的多种微生物对于控制它们的手段，如抑制其生长和/或杀灭它们的手段具有抵抗能力，使得这些微生物的控制变得更加困难。例如，造成使用水的工业系统如生产用水系统和造纸系统故障的微生物能够对抗广谱的条件和物质，因此在宽范围的条件下可以存活。所以现已开始采用生物杀灭剂控制这些微生物。然而，常规生物杀灭剂价高并且对环境友好程度不高，表现出非所希望的广谱活性(即，对于特定的目标微生物并无特异性杀灭的能力)，必须以较大浓度使用，和/或对人体有害和/或对人体有危害和/或甚至对人有毒。此外，在需要控制微生物的水系统或介质中，还需要考虑所用组合物以及方法的相容性。因此，仍需要具有上述效能同时又不表现出上述缺点的生物杀灭剂。基于上述的种种原因，在此方面作改进具有长期的需求性。众所周知，在酿造工业中，某些蛇麻酸可抑制造成啤酒腐败的微生物的生长。例如，第5,082,975号美国专利中公开了蛇麻酸-六氢蛇麻酮可抑制某种乳杆菌(Lactobacillus)生长的事实。该专利进而认为，由于麦芽汁和啤酒中存在蛇麻酸，因此蛇麻可能有助于控制酿造室内的细菌感染。由于在啤酒中未发现β-蛇麻酸，因此，如果确实存在这种控制作用的话，则认为是因为α-蛇麻酸或异α-蛇麻酸的原因。众所周知，β-蛇麻酸高度不稳定，在沸腾的麦芽汁中被氧化为苦味的蛇麻酮类物质，而且其结晶在数天或数小时内会自行变质。现已发现将其转化成六氢蛇麻酮(六氢β-酸)可以克服稳定性差的缺点。蛇麻酮作为酿造过程中被弃置的废料，其产量大大过剩，使其成为一个潜在的廉价原料。第4,918,240号美国专利是第5,082,975号美国专利的相关专利。此处全文引用这些专利作为参考。第5,455,038号美国专利中公开了蛇麻酸，四氢异葎草酮和六氢蛇麻酮(分别为α和β-蛇麻酸)，作为酿造工业的产品，已被证明是能够抑制食物源性病原体如利斯特氏菌(Listeria)、葡萄球菌(Staphylococcus)、杆菌(Bacillus)和梭菌(Clostridium)的化合物。此外，第5,286,506号美国专利公开了在固体食品中掺入从蛇麻中提取出的β-酸可以保护这些食品免受食物源性病原体，包括Listeriamonocytogenes的侵蚀。第5,455,038号美国专利公开了α和β-蛇麻酸对于利斯特氏菌(Listeria)的抑制作用。此处全文引用这些专利作为参考。β-氢化蛇麻酮的衍生物可抑制和杀灭癌细胞(WO 97/31630和WO98/11883)以及对于抗生素具有抗药性的菌株如金黄葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)和禽分枝杆菌复合物(Mycobacterium avian Complex)或肠球菌属(enterococcus)(“半合成化合物-六氢蛇麻酮的抗微生物活性”，Stenhan等人，Journal of Antimicrobial Chemotheraphy(1998)41，519-522)。此处全文引用这些文献作为参考。另外，α和β-蛇麻酸已被确定为对于甲氧西林有抗药性的金黄葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的治疗药物(日本专利JP 9067250)。此处全文引用该专利作为参考。第5,370,863号美国专利公开了含有蛇麻酸及其盐的口腔护理组合物，可以有效抑制引发牙斑和牙周疾病的格兰氏阳性菌，包括浮游球衣菌(Strepococcus mutans)，此处全文引用作为参考。其代表性的组合物是一种含有四氢异葎草酮的牙膏。蛇麻酸已被认为对格兰氏阳性菌有选择性，例如，参见以上作为参考的WO 98/11883。
技术实现思路
本专利技术提供一种在水系统或介质中，如造纸系统和生产用水系统，特别是涉及循环和/或再循环水的系统，如冷却水系统中控制生物如微生物、特别是细菌的方法，该方法采用了易于从可更新资源中获得并且有效的原料。本专利技术提供一种在所述水系统中控制所述生物的方法，该方法采用的原料相对便宜。本专利技术提供一种在所述水系统中控制所述生物的方法，该方法对多种微生物有效，同时对于影响所述水系统的微生物有特异性。本专利技术提供一种在水系统中控制生物生长的方法，其中水系统选自造纸系统、冷却系统以及生产用水不与终产品接触的生产用水系统，或其组合系统，该方法包括向所述水系统中添加蛇麻酸。优选地，蛇麻酸选自α或β-蛇麻酸及其混合物。在优选实施方案中，该方法包含添加蛇麻酸，其中蛇麻酸选自以下分子式所代表的一个或多个化合物 其中，“----”代表一个任选的双键，R1选自OH；以及饱和或不饱和(约含1至5个双键)的、直链或支链烷基或烯基，其中包含约1至20个碳原子，优选为约1至10个碳原子，更优选约1至5个碳原子；R2选自-OH；＝O；-SH；＝S；以及饱和或不饱和(约含1至5个双键)的、直链或支链烷基或烯基，其中包含约1至20个碳原子，优选为约1至10个碳原子，更优选约1至5个碳原子； R3选自-OH；＝O；-SH；＝S和-OOR，其中R选自H和CnH2n+1，其中n为约2至10的整数，优选约2至7，更优选约2至5；R4选自饱和或不饱和(约含1至5个双键)的、直链或支链烷基或烯基，其中包含约1至20个碳原子，优选为约1至10个碳原子，更优选约1至5个碳原子；含约1至20个碳原子的酮基，优选为含约1至10个碳原子，更优选含约1至4个碳原子；通式为C(O)H的醛基或通式为C(O)CnH2n+1的酮基，其中n为约2至10的整数，优选约2至7，更优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制水系统中生物的方法，其中水系统选自造纸系统，冷却系统或不与最终产品直接接触的生产用水系统、或这些水系统的组合，所述方法包含向水系统中添加蛇麻酸。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：亚力山大W布林，小约翰M克罗南，菲利普S戴维斯戴维斯，迈克尔J迈耶，弗雷迪L辛格尔顿，
申请(专利权)人：赫尔克里士公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]