产品及过程控制方法技术

本发明专利技术涉及具有确定物理形态，并最好含有水份的凝胶体，其特征在于：ａ）含有囊包的非病原性微生物，所述微生物具有已知的、能再繁殖的抵抗力；ｂ）具有多孔结构，所述多孔结构具有限定的孔径，能避免所囊包的微生物扩散出来，但能使适宜于微生物的营养液扩散进去，使产生的代谢物扩散出来；ｃ）在各种消毒过程中是热稳定的；ｄ）当将其送过供消毒、低热灭菌或蒸煮用的加工设备时，在力学性质上是稳定的；ｅ）表面无菌：ｆ）透明，以便在营养液中保温时可观察微生物的可能生长情况。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于对消毒、低热灭菌或蒸煮类过程进行生物控制的产品和方法。在食品，酿酒和制酪，公共健康服务，卫生及医疗制品，药物工业等行业中，普遍采用消毒、低热灭菌或蒸煮的方法对各种产品进行热处理，以杀死各种微生物。在健康服务和医疗制品工业中，一般利用所谓的孢子纸条来监测这种热处理过程。这类纸条用于吸收各种类型的孢子，例如在特定温度范围内的温度是稳定的枯草芽孢杆菌和stearothermphilus杆菌。然后将这些孢子纸条与待消毒的卫生制品一起置于大约120℃的高压灭菌器中，在环氧乙烷、福尔马林或热蒸汽的气态环境下消毒约20分钟。通过将纸条放入备有PH指示剂(如溴百用酚蓝)的营养液，根据可能生存的孢子的情况，检验孢子纸条。在37℃或55°-60℃下保温1-3天后，营养液颜色发生变化，表明高压灭菌处理不彻底。上述孢子纸条的应用仅限于某些场合。在这些应用场合中，污染产品和加工设备的危险对产品及设备的后续功能并不起决定作用。这就意味着所述方法不宜用于食品生产的消毒控制，尤其不宜于对液体食品产品进行直接的过程控制，因为孢子纸条上的孢子会直接转移到产品并沾染之。现有的其它各种消毒控制包括通过控制高压灭菌器和其它消毒反应器的温度来连续显示消毒过程中温度变化状态。这一方法的缺点在于只能任意地测定设备的某些特定点，而不能对液态产品或含碎片产品中的各微粒作直接测定。本专利技术涉及产品和用于对消毒、低热灭菌或蒸煮的各种过程进行直接生物控制的方法。该方法不会对被消毒产品和加工设备产生污染。更具体地说，本专利技术的一个方面涉及具有离散的或确定形态的含水凝胶体，所述凝胶体的特征在于a)含有被囊包的非病原性微生物，所述微生物具有已知的、能再繁殖的抵抗力;b)具有多孔结构，所述多孔结构具有限定的孔径，能避免所囊包的微生物扩散出来，但能使适宜于微生物的营养液扩散进去，并使产生的代谢物扩散出来;c)在各种消毒过程中是热稳定的;d)当将其送过供消毒、低热灭菌或蒸煮用的加工设备时，在力学性质方面是稳定的;e)表面无菌;f)透明，以便在营养液中保温时可观察微生物的可能生长情况。本专利技术还涉及对消毒、低热灭菌或蒸煮过程实施生物控制的方法，该方法的特征在于下列步骤将本专利技术的一个或多个凝胶体加到待消毒的产品中，对含有凝胶体的产品进行常规的消毒，在消毒过程结束后，将凝胶体与消毒过的产品分离，放在适宜于微生物生长的营养液中保温，通过营养液颜色的变化来显示微生物的可能生长情况。本专利技术的凝胶体可由任何具有上述a)至f)性质的适宜凝胶材料组成。例如，所述凝胶材料可由聚丙烯酰胺、海藻酸钙、聚亚胺酯、凝胶、琼脂或它们的混合物组成。凝胶体可由单纯的一种凝胶材料(如聚丙烯酰胺)组成，然而，该凝胶体最好包含一个凝胶材料(如聚丙烯酰胺或凝胶)核心，该核心由一层或多层另一种凝胶材料(如海藻酸钙)所包覆，其目的是保证预期温度范围内的微生物被紧紧地囊包于凝胶体内，从而避免沾染被消毒的产品。聚丙烯酰胺凝胶具有机械强度和热稳定性，易于处理，系完全透明体。在游离基的存在下，通过将单体丙烯酰胺与交联共聚物N，N′-亚甲双丙烯酰胺聚合，可制得所述的聚丙烯酰胺凝胶。其中所述的游离基是由化学引发剂(如过硫酸铵)或光化引发剂(如核黄素)提供的。通常加入能产生叔胺的TEMED(N，N，N′，N′-四甲基乙二胺)来控制反应。可通过适当地选择总的丙烯酰胺浓度和交联度来改变凝胶的孔径。聚合温度对孔径也有重要的影响。孔径的上限由囊包于凝胶体内的微生物的大小决定。所述的上限为十分之一或几十分之一微米。孔径的下限由以下成份的分子大小所决定，所述成份包括a)在保温期间扩散入凝胶体的营养液成份和b)从微生物中扩散出来并进入营养液的代谢物。根据待消毒产品的物理状态的不同，凝胶体可以是无水的或含水的。当用于对食品进行消毒控制时，高比例的水份给凝胶带来传热性质，这种传热性质与大多数液体和固体食品产品的传热性质完全相同，因此，可将凝胶的热处理杀菌效应直接应用于有关的产品。适宜的含水凝胶为含水量超过50%的聚丙烯酰胺、含水量大于90%的海藻酸钙或凝胶、含水量大于90%的聚亚胺酯凝胶。本专利技术的凝胶体应具有确定的物理形态，这种物理形态必须适合于受消毒控制处理的产品以及加工设备;凝胶的直径为几毫米至十毫米左右，例如，其大小可如同豌豆。囊包于凝胶体内的微生物应该是十分明确的，即具有已知的和能再繁殖低抗力的非病原性微生物，它可以是孢子或细菌、霉菌或酵母菌等真菌。抵抗力由所谓的D值(拾-存活值)来表示，即表示能杀死90%孢子的作用时间/温度/剂量。例如，就Stearo-theromphilus杆菌的D值而言，温度为121℃，作用时间大约为1.5分钟;就枯草芽孢杆菌的D值而言，温度为160℃，作用时间为5至10分钟。适宜的微生物是枯草芽孢杆菌，例如NigerATCC9372(ATCC＝TheAmericanTypeCultureCollec-tion，USA)或SSIMK1(SSI为丹麦国家血清菌保藏研究所的字头)，以及stearothermophilus杆菌，例如ATCC7953或NIH7953(NIH＝NationalInstituteofHealthCollection，USA)。这些细菌最好以孢子的形式使用。本专利技术凝胶体的一个重要特征在于该凝胶体在各种消毒过程中均是热稳定的，即在有关的消毒温度(例如高达140℃)下它是热稳定的。此外，凝胶体的机械强度能保证其以稳定的力学状态通过泵、管道、热交换器等设备。另外，所述凝胶体的表面必须是无菌的。最好用过氧化氢水溶液处理凝胶体以对凝胶体表面消毒，或者采用甲醛或环氧乙烷进行气体表面消毒。所述凝胶体还应是透明的。这种透明性保证了能迅速而简便地显示控制结果，例如可方便地观察保温过程中的颜色变化，并便于用显微镜检查微生物生长情况。较为理想的是，本专利技术的凝胶体呈球形，其直径为1-10mm。尤其理想的实施例是，本专利技术的“凝胶球”包括一个聚丙烯酰胺凝胶内球(核心)，微生物孢子被囊包在该内球(核心)中;该核心的外层由海藻酸钙凝胶或凝胶包覆，构成无菌表面，这种组合系统使孢子被牢固地囊包，并形成表面无菌的凝胶球。这类凝胶球的制备过程如下优选的凝胶体的制备1.聚丙烯胺核心的制备制备三份原液，用水制成100ml含25-35g丙烯酰胺和0.5-1.5gN，N′-亚甲双丙烯酰胺的溶液(原液A);将75-125mg过硫酸铵溶解于1ml水，制成原液B将0.1mlTEMED(N，N，N′，N′-四甲基-乙二胺)溶解于1ml水中，并向该溶液中加入不定量的孢子(如枯草芽孢杆菌孢子)，制成原液C。将2.5ml原液A稀释成15ml，并加入40μl原液B和60μl原液C，得到一种供聚合用的碱性溶液，它含有5%丙酰胺和0.2%N，N′-亚甲双丙烯酰胺，由该溶液形成聚丙烯酰胺体，并在0-50℃、最好是在25-30℃下使之固化。此后，将该聚丙烯酰胺体于蒸馏水中放置5-6分钟。2.海藻酸钙层的包覆于室温下，将聚丙烯酰胺体浸泡在含90%以上(最好是97%以上)水份的海藻酸钙溶液中。此后，将聚丙酰胺体浸于浓度至少为1-3%的盐水溶液(例如氯化钙水溶液)中，从而在聚丙烯酰胺凝胶体上沉淀凝结成一海藻酸薄膜。这种沉淀发生在室温下、1至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有确定物理形态、并最好含有水份的凝胶体，其特征在于：ａ）含有被囊包的非病原性微生物，该微生物具有已知的和能再繁殖的抵抗力；ｂ）具有多孔结构，所述多孔结构具有限定的孔径，能避免所囊包的微生物扩散出来，但能使适宜于微生物的营养液扩 散进去，并使产生的代谢物扩散出来；ｃ）在各种消毒过程中是热稳定的；ｄ）当将其送过加工设备进行消毒、低热灭菌或蒸煮时，它在力学性质方面是稳定的；ｅ）表面无菌；ｆ）透明，以便在营养液中保温时可观察微生物的可能的生长情况。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：简奥洛夫隆丁，尔夫朗纳，玛丽安赫斯特龙，
申请(专利权)人：迪夫钱公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]