Натамицин. Полезная информация от компании Navichem

CAS номер: 7681-93-8
Брутто формула: C33H47NO13
Внешний вид: порошок белого или почти белого цвета, до желтоватого
Химическое название и синонимы: Pimaricin, Natamycin.
Физико-химические свойства:
Молекулярный вес  665,725 г / моль
Температура плавления 280 ° C (536 ° F)
Температура кипения / интервал температур кипения: 952 ° C (1746 ° F)
Температура вспышки:> 110 ° C (> 230 ° F)
Растворимость в / Смешиваемость с водой при 20 ° C (68 ° F): <0,1 г / л
Коэффициент распределения (н-октанол / вода): Не определен.
Опасные продукты разложения: Угарный газ и углекислый газ, оксиды азота.

Описание:

Натамицин (пимарицин) является фунгицидом полиеновой макролидной группы. Он имеет молекулярную массу 665,725 г / моль. Регистрационный номер CAS для натамицина составляет 7681-93-8, а молекулярная формула C33H47NO13. Первичная структура натамицина состоит из большого лактонового кольца из 25 атомов углерода. Лактоновое кольцо связано с микозаминовой частью, m-аминосахаром, посредством гликозидной связи. Натамицин классифицируется как полиен макролидный антибиотик и, в частности, как тетраеновый антибиотик из-за его четырех сопряженных двойных связей. Микозаминовая часть (3-амино-3,6-дидезокси-D-манноза) натамицина в положении С15 представляет собой шестичленное пиранозное кольцо. Натамицин образует цилиндрическую структуру благодаря выравниванию гидроксильных групп его амфипатической цепи по отношению друг к другу . Внешность цилиндра полностью неполярна. Растворимость натамицина составляет 20-50 мг / л в воде. Натамицин растворим в ледяной уксусной кислоте, метилпирролидоне, диметилформамиде, диметилсульфоксиде, глицерине и пропиленгликоле. Натамицин нерастворим в высших спиртах, эфирах, сложных эфирах, ароматических или алифатических углеводородах, хлорированных углеводородах, кетонах, диоксане, циклогексаноле и различных маслах (Raab, 1972). Микозамин является основным продуктом гидролиза натамицина. В фармацевтических или промышленных препаратах натамицина были обнаружены микозамин и следы 13-гидрокси-2,4,6,8,10-тетрадека пентаен-1-ал. Доказательства существования продуктов разложения натамицина с интактным лактоновым кольцом были получены, когда была предпринята попытка разложить натамицин при низком pH. В водной 5% вес / объем суспензии при рН 1,5 натамицин полностью терял свою биологическую активность после того, как его хранили в темноте в течение 2 месяцев при комнатной температуре или в течение 2 недель при 40 ° С. Из реакционной смеси агликон-апо-натамицин выделяли в виде светло-желтого аморфного вещества с довольно высоким выходом. В реакции разложения два моля натамицина привели к образованию одного моля апонатамицина и одного моля микозамина. Апо-натамицин содержит один натамицин- и один натамицинолидный фрагмент, причем каждая эпоксидная группа (при С4-С5) гидролизуется (Brik, 1976).

Применение: 

Натамицин — это противогрибковый полиеновый макролидный антибиотик, который широко применяется в здравоохранении и пищевой промышленности. В настоящее время это единственная противогрибковая пищевая добавка со статусом GRAS(Generally recognized as safe ). В соответствии с Директивой 95/2 / ЕС натамицин можно использовать для обработки поверхности полутвердого и полумягкого сыра и сырокопченых колбас при максимальном уровне 1 мг / дм2 на внешних 5 мм поверхностях и соответствует 20 мг / кг.

Противогрибковые свойства натамицина первоначально использовались при разработке лекарственных средств для лечения актуальных грибковых расстройств. Исторически натамицин использовался для лечения инфекций глаз, волос, слизистых оболочек, ногтей и кожи с участием организмов родов Candida (кандидоз), Epidermophyton, Microsporum и Trichophyton (трихофития; стригущий лишай). Несмотря на то, что натамицинсодержащие препараты от распространенных грибковых инфекций первоначально вводились в ряде стран, они практически устарели. Однако переход к более новым методам лечения не завершен во всем мире. В некоторых странах натамицин все еще используется. Тем не менее, глобальные продажи натамицина для фармацевтического применения, согласно данным IMS Health (MIDAS), показал снижение на 39% в период между 1997 и 2000 годами (JECFA, 2002). Единственное существенное терапевтическое применение натамицина для человека — лечение грибкового кератита. Обзор научной литературы с 2002 года продолжает подтверждать этот вывод. В Европе существует ветеринарный препарат, содержащий натамицин. Хотя натамицин все еще используется, более новые способы, например, антимикотические азольные агенты являются предпочтительными.(согласно данным, Scientific Opinion on the use of natamycin (E 235) as a food additive EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food (ANS)2, 3 European Food Safety Authority (EFSA), Parma, Italy).

Получение: 

Натамицин получают в промышленных масштабах путем ферментации с использованием Streptomyces natalensis или Streptomyces gilvosporeus. Натамицин извлекают из культурального бульона с использованием бутанола после подкисления до рН 3,0. Затем сырые препараты проходят несколько стадий очистки, включая осаждение, экстракцию и распылительную сушку. В ферментационном бульоне S. natalensis натамицин встречается в основном в кристаллической форме из-за его низкой растворимости в воде. Нерастворимые игольчатые кристаллы или диски образуются во время ферментации. Частицы обычно имеют диаметр от 0,5 до 20 микрон. Смесь крупных и мелких частиц является предпочтительной для большинства применений. Время ферментации, которое обычно составляет от 48 до 120 часов, зависит от количества клеток в инокуляте, состава среды и желаемого выхода. Ферментация происходит при температуре от 25 до 30 ° С и при рН от 6 до 8. После завершения ферментации натамицин извлекается с помощью процессов экстракции, фильтрации и сушки. РН культурального бульона регулируют для растворения натамицина. Затем добавляют органический растворитель — метанол или бутанол. Фильтрация используется для отделения биомассы и других примесей от продукта натамицина. Регулировка рН, которая является примерно нейтральной, приводит к осаждению кристаллов натамицина. Почти чистый белый порошок получается после периода сушки. (согласно информации на natamycinvgp.com).

Действие: 

Механизм действия и устойчивость к противомикробным препаратам натамицина используется в пищевой промышленности в качестве противогрибкового консерванта для сыров и колбас. Консервант эффективен в концентрациях от 1 до 10 мг / кг (Thomas and Delver-Broughton, 2003; Stark, 2004). В общем, дрожжи более чувствительны, чем плесень.

Противогрибковая активность натамицина и других полиенов (то есть амфотерицина В) обусловлена ​​их связыванием со стеролом клеточной мембраны, эргостеролом, который является основным стеролом в грибковых мембранах. Натамицин имеет большое лактоновое кольцо с жесткой липофильной цепью, содержащей сопряженные двойные связи, и гибкую гидрофильную часть, несущую несколько гидроксильных групп. Вероятно, что гидрофобная область образует комплекс с эргостеролом в мембране, образуя полярную пору, через которую могут свободно проходить небольшие ионы, такие как K , H , аминокислоты и другие метаболиты, нарушая ионный контроль клетки и убивая клетку (Hamilton-Miller, 1974; Deacon, 1997). Бактерии нечувствительны к этим антибиотикам, потому что в их мембранах отсутствуют стерины, и поэтому они естественным образом устойчивы к натамицину. Сообщенные минимальные ингибирующие концентрации (MIC) натамицина для бактерий выше 250 мг / л. В мембранах животных клеток холестерин является основным мембранным стеролом, для которого натамицин обладает гораздо меньшей специфичностью, чем эргостерол.

Сообщается, что индукция устойчивых к натамицину мутантов в грибах затруднена (Athar and Winner, 1971). Такие мутанты неизменно демонстрируют снижение скорости метаболизма и роста in vitro, и в отсутствие полиенов легко возвращаются к нормальному метаболизму, росту и чувствительности к натамицину. Кандида штаммы устойчивые к нистатину содержат меньше эргостерола, чем чувствительные (Athar, Winner, 1971; Safe et al., 1977). Общепринято, что существует потенциальный риск развития резистентности среди грибковой флоры вследствие длительного многократного применения натамицина. Однако такие исследования показывают, что уровень сопротивления будет низким. Устойчивость C. albicans к натамицину индуцируется после 25 пассажей в средах с повышением концентрации натамицина. Это сопротивление развивалось постепенно, и MIC увеличивался с 2,5-12 до 12-50 мг / л. JECFA в 1976 году сообщил, что отбор штаммов, устойчивых к натамицину, in vitro не вызывал перекрестную резистентность к другим полиенам (JECFA, 1976).

Обследования на складах сыра и на заводах по производству сухих колбас, где 50% -ный препарат натамицина использовался в течение 10 лет, не выявили изменений в составе или чувствительности загрязняющей грибковой флоры (de Boer и Stolk-Horsthuis, 1977; de Boer et al., 1979; Hoekstra и Van der Horst, 1998). De Boer и Stolk-Horsthuis (1977) попытались вызвать толерантность у штаммов грибов, перенося каждую культуру 25-31 раз в среды, содержащие концентрации натамицина, равные и превышающие MIC. После многократных переносов MIC увеличивался только у 8 из 26 штаммов максимум до 4 мг / л. Общее отсутствие повышенной устойчивости было обусловлено летальным (фунгицидным) способом действия и нестабильностью соединения.

Желудочно-кишечная флора человека может подвергаться воздействию следовых количеств проглоченных остатков натамицина. В кишечной микрофлоре преобладают виды бактерий, тогда как виды дрожжей и грибов — только ок. 0,001% от общей флоры. Несколько исследований на экспериментальных животных показывают, что натамицин и любые потенциальные продукты распада не проявляют антибиотическую активность в толстой кишке. Нет экспериментальных доказательств того, что грибы приобретают устойчивость к натамицину. Поскольку на полиены не влияют бактерии, а грибы в кишечном тракте обнаруживаются в небольших количествах, последствия воздействия проглоченных следов натамицина можно считать минимальными.

Токсикологические данные: Острая токсичность.

LD50 перорально — крыса — 2730 мг / кг.