CN110088013B - 用于监测食品新鲜度的装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于实时、连续检测食品的腐败和新鲜度的装置。

Description

用于监测食品新鲜度的装置及其使用方法
技术领域
本发明提供了用于实时、连续检测食品的腐败和新鲜度的装置。
背景技术
食品、特别是含有大量蛋白质和/或糖和/或脂肪的食品，由于微生物例如乳酸菌、酵母和真菌的生长而随着时间的推移而腐败。食品储存装置常用于在各种不同的条件下在储存期间保护食品，以保持食品的新鲜度。
提供食品质量的测量的几种食品质量指示剂在本领域中是已知的，例如在美国专利申请号2012/0107191中所公开的。
已经做出了在食品包装中包含这类指示剂的尝试。例如，Cavallo等(J.FoodEng.,136:48-55,2014)公开了含有亚甲基蓝的改良的聚丙烯薄膜，用于食品例如牛奶的包装。
DE 102004019427公开了一种指示剂，其包括乳酸试条并被附连到食品容器或食品容器的开口区域。所述乳酸试条基于在所述食品上做出的pH值测量来指示所述食品的当前状况。
US 6723285公开了一种用于食品的零售包装的系统，其为消费者指示所述食品的质量状态。所述系统包含：(a)容器，其具有含有所述食品的用于被所述消费者消费的第一部分的第一区室和含有所述食品的第二部分的第二区室；以及(b)指示剂，所述指示剂与所述食品在所述第二区室中的部分混合。指示剂可能能够指示pH的变化。
美国专利申请号2006/0057022也公开了一种标签，其包括食品质量指示剂，并且可以被贴附在透明食品包装内部或透气食品包装外部并被任何人读取，以确定被包装食品的质量。
WO/2014/102556公开了一种具有指示装置的容器。所述指示装置包含固定到所述容器内壁的指示剂。所述指示剂被排列成以便在所述指示剂与所述容器的内壁之间提供中间的间隔部分。
对于能够提供包含在其中的食品的新鲜或腐败的实时可靠的指示，而不将指示剂组合物暴露于可以显著危害其准确性的物质的食品储存装置，存在着未满足的需求。
发明内容
本发明提供了一种储存装置，其包含食品和包含所述食品样品的至少一个仓室，其中所述至少一个仓室还包括含有至少一种指示剂的组合物。
有利的是，本文中公开的储存装置不断地提供包含在其中的食品的新鲜(和/或腐败)的实时准确且可视的指示。因此，消费者可以在所述指示的基础上容易地确定所述食品是否新鲜。所述指示由含有所述食品样品的指示剂组合物提供，所述样品被维持和储存在与所述食品(所述样品所源自的食品)维持和储存的条件完全相同的条件(例如温度、储存期)下。令人吃惊的是，即使在所述食品样品和所述食品具有基本上相同的含量时，由本文公开的装置内的指示剂组合物提供的指示不会被所述食品的含量弱化。
应该理解，对于所述食品样品感测的条件来说，“完全相同的条件”包括环境条件例如储存温度、储存时长等，其与所述食品的储存条件等同、本质上相同、基本上相近或高度相近。事实上，在下文中已显示，少量食品样品(例如在所述至少一个仓室中的食品样品)和大量食品样品(例如所述装置内的所述食品样品所源自的食品)的腐败速率是相近的(图2)。
当在本文中使用时，术语“基本上相近的含量”是指所述食品与食品样品之间的相似性程度。所述术语包括但不限于稀释度的相似性和/或其它相似性，使得所述食品样品相对于所述食品来说本质上没有改变。
在一些实施方式中，提供了一种装置，其包含：食品；和至少一个仓室，所述仓室包含所述食品的样品和包含至少一种指示剂的组合物，其中所述仓室内的食品样品与所述储存装置内的所述食品相比被稀释。
在一些实施方式中，本文中使用的术语“装置”、“储存装置”和“食品储存装置”是可互换的。
在一些实施方式中，所述至少一个仓室内的食品样品与所述储存装置内的食品相比被稀释到1％至50％。
在一些实施方式中，所述至少仓室是非渗透性三维结构。
在一些实施方式中，所述至少一个仓室被附连到所述装置。
在一些实施方式中，所述装置还包含至少一个容器，其中所述至少一个容器含有所述食品。
在一些实施方式中，所述至少一个仓室被附连到所述至少一个容器。
在一些实施方式中，所述至少一个仓室包含透明窗，使得所述仓室的至少一部分是可以通过所述透明窗从外部观察的。
在一些实施方式中，至少一种指示剂选自细菌指示剂、氧化还原指示剂和pH指示剂。
在一些实施方式中，所述至少一种指示剂以一定浓度提供，使得其对所述食品样品的腐败做出响应改变其颜色。
在一些实施方式中，至少一种指示剂是pH指示剂。
在一些实施方式中，至少一种指示剂是细菌指示剂。
在一些实施方式中，所述指示剂在小于0.1pH单位的pH变化后改变颜色。
在一些实施方式中，所述至少一种细菌指示剂不含季铵盐和季铵组成部分。
在一些实施方式中，所述至少一种细菌指示剂在存在高于预定阈值的细菌群体的情况下提供可检测的指示。
在一些实施方式中，所述组合物包含多种指示剂。
在一些实施方式中，所述至少一种指示剂选自溴百里酚蓝、甲酚红、酚红、甲基红、溴甲酚蓝、靛红、酸性红、柠檬黄、溴甲酚绿、溴酚蓝和甲基橙。
在一些实施方式中，所述组合物还包含至少一种过渡金属组成部分。
在一些实施方式中，所述过渡金属组成部分包含Cr(III)。
在一些实施方式中，所述仓室还包含水性溶剂。
在一些实施方式中，所述食品包含乳制品。
在一些实施方式中，提供了一种装置，其包含：食品，和至少一个仓室，所述仓室包含所述食品的样品；包含至少一种指示剂的组合物；和通过膜彼此分隔开的多个区室。
在一些实施方式中，所述膜是多孔膜。
在一些实施方式中，所述膜不能透过平均尺寸分布高于10nm的粒子。
在一些实施方式中，所述膜不能透过水不溶性有机胶体材料。
在一些实施方式中，所述膜不能透过脂肪酸和蛋白质。
在一些实施方式中，所述膜包含平均尺寸在0.01微米至1微米范围内的孔眼。
在一些实施方式中，所述膜具有10％至80％的孔隙率。
在一些实施方式中，所述多个区室包含第一和第二区室，所述第一区室包含所述食品样品，并且所述第二区室包含所述食品样品的过滤过的部分。
在一些实施方式中，所述第二区室包含透明窗，使得所述区室的至少一部分是可以通过所述透明窗从外部观察的。
在一些实施方式中，与所述储存装置内的所述食品相比，所述至少一个仓室内的所述食品的样品被稀释。
在一些实施方式中，提供了一种装置，其包含：食品和至少一个仓室，其中所述至少一个仓室包含所述食品的样品和包含至少一种细菌指示剂的组合物。
在一些实施方式中，至少一种细菌指示剂在选自N＝N键和C＝C键的内部双键还原后提供指示。
在一些实施方式中，所述至少一种细菌指示剂不是抗细菌的。
在一些实施方式中，所述至少一种细菌指示剂不含季铵盐和季铵组成部分。
在一些实施方式中，所述细菌指示剂在存在高于预定阈值的细菌群体的情况下提供可检测的指示。
在一些实施方式中，至少一种细菌指示剂选自甲基红、甲基橙、靛红、溴酚蓝、酸性红、柠檬黄、溴甲酚绿及其组合。
在一些实施方式中，至少一种细菌指示剂包含偶氮染料。
在一些实施方式中，所述至少一个仓室还包含至少一种过渡金属组成部分。
在一些实施方式中，所述至少一种过渡金属组成部分包含Cr(III)。
在一些实施方式中，提供了选自靛红、柠檬黄、酸性红及其组合的染料的用途，其用作食品质量指示剂。
在一些实施方式中，提供了一种检测食品腐败的方法，所述方法包括：
提供一种装置，所述装置包含食品和至少一个仓室，所述仓室包含所述食品的样品和包含至少一种指示剂的组合物，其中所述仓室内的食品样品与所述储存装置内的食品相比被稀释；并且
检测所述至少一个仓室中的颜色变化，由此检测所述食品的腐败。
在一些实施方式中，提供了一种检测食品腐败的方法，所述方法包括：
提供一种装置，所述装置包含食品和至少一个仓室，所述仓室包含所述食品的样品、包含至少一种指示剂的组合物、和通过膜彼此分隔开的多个区室；以及
检测所述至少一个仓室中的颜色变化，由此检测所述食品的腐败。
在一些实施方式中，提供了一种检测食品腐败的方法，所述方法包括：
提供一种装置，所述装置包含食品和至少一个仓室，其中所述至少一个仓室包含所述食品的样品和包含至少一种细菌指示剂的组合物；并且
检测所述至少一个仓室中的颜色变化，由此检测所述食品的腐败。
提供了一种用于确定食品质量的方法，所述方法包括提供选自靛红、柠檬黄、酸性红及其组合的染料；和
向食品添加所述染料，其中所述染料的颜色变化指示了所述食品的腐败。
从后文给出的详细描述和附图，本发明的其它实施方式、特点、优点和完整的适用范围将变得显而易见。然而，应该理解，所述详细描述尽管指示了本发明的优选实施方式，但仅仅是为了说明而提供，因为对于本领域技术人员来说，在本发明的精神和范围之内的各种不同改变和修改将从该详细描述变得显而易见。
附图说明
图1是示出了对于在4℃(三角形)和18℃(正方形)下储存的牛奶样品来说，牛奶样品的pH随时间变化的图。
图2A是示出了对于在室温下储存的少量牛奶样品(2-5ml；三角形)和大量牛奶样品(50-100ml；正方形)来说，牛奶样品的pH随时间变化的图。
图2B是示出了对于在18-20℃下储存的0.5ml牛奶样品(虚线，正方形)、1.5ml牛奶样品A组(虚线，三角形)、1.5ml牛奶样品B组(虚线，无标志)和50ml牛奶样品(实线，圆圈)来说，牛奶样品的pH随时间变化的图。
图3A是储存在Eppendorf管中的含有溴百里酚蓝的牛奶样品在新鲜时(左)和变得腐败后(右)的照片。
图3B是示出了在含有溴百里酚蓝的Eppendorf管中在18℃储存60h的全脂奶样品在RGB基础上，在红-蓝(正方形)、红-绿(圆圈)和绿-蓝(三角形)范围内的图像分析随时间变化的图。
图4示出了储存在两个Eppendorf管中的牛奶样品在新鲜时(顶部照片)和变得腐败后(底部照片)的照片，每个管具有通过膜彼此分隔开的两个区室，并且还含有包含溴百里酚蓝的组合物。
图5是对应于图4的在RGB基础上，在红-蓝(圆形)、红-绿(正方形)和绿-蓝(三角形)范围内的图像分析。
图6显示了储存在两个Eppendorf管中的牛奶样品在新鲜时(顶部照片)、在不新鲜但尚未腐败时(即可食用，处于过渡状态；中间照片)和变得腐败时(底部照片)的照片，每个管具有通过膜彼此分隔开的两个区室，并且还含有包含甲酚红的溶液。
图7是对应于图6的在RGB基础上，在红-蓝(圆形)、红-绿(正方形)和绿-蓝(三角形)范围内的图像分析。
图8A是示出了对于全脂奶(正方形)、2倍稀释的牛奶(菱形)、5倍稀释的牛奶(圆圈)、10倍稀释的牛奶(X)和20倍稀释的牛奶(三角形)样品来说，在300至700nm范围内的波长下牛奶样品的透明度百分率的图。
图8B是图8A的一部分，对应于全脂奶(正方形)、2倍稀释的牛奶(菱形)和5倍稀释的牛奶(圆圈)在300至700nm范围内的波长下。
图9是描绘了储存在4℃的牛奶样品的pH随储存时间的变化的图：全脂奶样品(三角形)，10倍稀释的牛奶样品(正方形)，20倍稀释的牛奶样品(圆圈)。
图10A示出了储存在Eppendorf管中的包含甲基红指示剂溶液的1:10稀释的牛奶样品在新鲜时(顶部照片)和变得腐败后(底部照片)的照片。
图10B是示出了在含有甲基红的Eppendorf管中储存95h的1:10稀释的牛奶样品在RGB基础上，在红-蓝(正方形)、红-绿(圆圈)和绿-蓝(三角形)范围内的图像分析随时间变化的图。
图11A示出了储存在各自含有甲基红溶液的4个Eppendorf管中的全脂奶样品在新鲜时(顶部照片)、在过渡期中(中间照片)和变得腐败后(底部照片)的照片。
图11B示出了储存在各自含有靛红溶液的2个Eppendorf管中的全脂奶样品在新鲜时(顶部照片)、在过渡期中(中间照片)和在腐败时(底部照片)的照片。
图11C示出了储存在各自含有酸性红溶液的2个Eppendorf管中的全脂奶样品在新鲜时(顶部照片)、在过渡期中(中间照片)和在腐败时(底部照片)的照片。
图11D示出了储存在各自含有柠檬黄溶液的2个Eppendorf管中的全脂奶样品在新鲜时(顶部照片)、在过渡期中(中间照片)和在腐败时(底部照片)的照片。
图11E示出了储存在各自含有溴甲酚绿溶液的2个Eppendorf管中的全脂奶样品在新鲜时(顶部照片)、在过渡期中(中间照片)和在腐败时(底部照片)的照片。
图11F是对应于图11A的在RGB基础上，在红-蓝(正方形)、红-绿(圆圈)和绿-蓝(三角形)范围内的图像分析。
图11G是对应于图11B的在RGB基础上，在红-蓝(正方形)、红-绿(圆圈)和绿-蓝(三角形)范围内的图像分析。
图11H是对应于图11C的在RGB基础上，在红-蓝(正方形)、红-绿(圆圈)和绿-蓝(三角形)范围内的图像分析。
图11I是对应于图11D的在RGB基础上，在红-蓝(正方形)、红-绿(圆圈)和绿-蓝(三角形)范围内的图像分析。
图11J是对应于图11E的在RGB基础上，在红-蓝(正方形)、红-绿(圆圈)和绿-蓝(三角形)范围内的图像分析。
图11K是在18-20℃下储存的含有靛红的1.5ml牛奶样品的在RGB基础上，在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)范围内的图像分析。
图11L示出了对应于图11K的红-蓝x绿-蓝x红-绿的乘积。
图11M描绘了对应于图2B的在腐败期间测量到的pH相对于对应于图11K的牛奶样品在腐败后在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)范围内的RGB反射。
图11N示出了在两个Eppendorf管中的对应于图11K的牛奶样品的照片——0.5ml样品(右列)和1.5ml样品(左列)；在新鲜时(顶部线)，在18-20℃下4h后(从顶部起第二条线)，在18-20℃下20h后(从顶部起第三条线)，在18-20℃下28h后(从顶部起第三条线)，在18-20℃下43h后(从顶部起第四条线)，在18-20℃下50h后(从顶部起第五条线)，在18-20℃下55h后(从顶部起第六条线)和在18-20℃下62h后(底部线)。
图12显示了储存在各自含有甲基红溶液的两个Eppendorf管中的酸奶样品，在25℃下45h后(从顶部起第二张照片)，在25℃下66h后(从顶部起第三张照片)，在25℃下90h后(从底部起第二张照片)和在25℃下150h后(从顶部起最后一张张照片)。
图13是对应于图12的在RGB基础上，在红-蓝(正方形)、红-绿(圆圈)和绿-蓝(三角形)范围内的图像分析。
图14是在24℃下储存36h的含有甲基红溶液的鸡胸样品在RGB基础上，在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)范围内的图像分析。
图15示出了对应于图14的储存在各自含有甲基红溶液的两个Eppendorf管中的鸡胸样品，在新鲜时(左侧照片)、在24℃下24h后(中间照片)和在24℃下36h后(右侧照片)。
图16示出了储存在各自含有靛红溶液的两个Eppendorf管中的鸡胸样品，在新鲜时(左侧照片)、在24℃下24h后(中间照片)和在24℃下36h后(右侧照片)。
图17是对应于图16的在RGB基础上，在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)范围内的图像分析。
图18示出了储存在含有甲基橙溶液的Eppendorf管中的鸡胸样品，在新鲜时(左侧照片)、在24℃下24h后(中间照片)和在24℃下36h后(右侧照片)。
图19是对应于图18的在RGB基础上，在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)范围内的图像分析。
图20是在24℃下储存36h的含有甲基红溶液的鸡胸样品在RGB基础上，在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)范围内的图像分析。
图21示出了对应于图20的红-蓝x绿-蓝x红-绿的乘积。
图22示出了对应于图20的储存在两个各自含有甲基红溶液的Eppendorf管中的两个白干酪样品，在新鲜时(左侧照片)、在24℃下15h后(从左侧起第二张照片)、在24℃下24h后(从右侧起第二张照片)和在24℃下32h后(右侧照片)。
图23示出了储存在两个各自含有靛红溶液的Eppendorf管中的白干酪样品，在新鲜时(左侧照片)、在24℃下15h后(从左侧起第二张照片)、在24℃下24h后(从右侧起第二张照片)和在24℃下32h后(右侧照片)。
图24是对应于图23的在RGB基础上，在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)范围内的图像分析。
图25示出了对应于图24的红-蓝x绿-蓝x红-绿的乘积。
图26示出了储存在两个各自含有甲基橙溶液的Eppendorf管中的白干酪样品，在新鲜时(左侧照片)、在24℃下15h后(从左侧起第二张照片)、在24℃下24h后(从右侧起第二张照片)和在24℃下32h后(右侧照片)。
图27是对应于图26的在RGB基础上，在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)范围内的图像分析。
图28示出了对应于图27的红-蓝x绿-蓝x红-绿的乘积。
图29示出了储存在两个各自含有溴酚蓝溶液的Eppendorf管中的白干酪样品，在新鲜时(左侧照片)、在24℃下15h后(从左侧起第二张照片)、在24℃下24h后(从右侧起第二张照片)和在24℃下32h后(右侧照片)。
图30是对应于图29的在RGB基础上，在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)范围内的图像分析。
图31示出了对应于图30的红-蓝x绿-蓝x红-绿的乘积。
图32示出了储存在两个各自含有酸性红溶液的Eppendorf管中的白干酪样品，在新鲜时(左侧照片)、在24℃下15h后(从左侧起第二张照片)、在24℃下24h后(从右侧起第二张照片)和在24℃下32h后(右侧照片)。
图33是对应于图32的在RGB基础上，在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)范围内的图像分析。
图34示出了对应于图33的红-蓝x绿-蓝x红-绿的乘积。
图35A示出了储存在两个各自含有包含甲基红和酸性红的组合的溶液的Eppendorf管中的全脂奶样品，在新鲜时(左侧照片)、在过渡期中(中间照片)和在腐败时(底部照片)。
图35B是对应于图35A的在RGB基础上，在红-蓝(正方形)、红-绿(圆圈)和绿-蓝(三角形)范围内的图像分析。
图36A示出了储存在两个各自含有包含甲基红和Cr(III)指示剂的组合的溶液的Eppendorf管中的全脂奶样品，在新鲜时(顶部照片)、在过渡期中(36h后；中间照片)和在腐败时(80h后；底部照片)。
图36B是对应于图36A的在RGB基础上，在红-蓝(正方形)、红-绿(圆圈)和绿-蓝(三角形)范围内的图像分析。
图37A是显示了在腐败期间在牛奶样品中的总细菌计数(实线)和pH(虚线)随时间变化的图。双向箭头指示在样品的指示剂溶液中发生颜色变化的时间点：样品1(全脂奶，靛红)；样品2(全脂奶，靛红)；样品3(全脂奶，甲基红)；样品4(x10稀释的牛奶，靛红)；样品5(x10稀释的牛奶，靛红)；和样品6(x10稀释的牛奶，溴甲酚绿)。斜箭头指示在牛奶腐败过程中发生相分离的时间点。
图37B是图37A的图的一部分，其聚焦于16-70小时。
图38是示出了牛奶样品的细菌计数随时间变化的图，所述样品为：不含指示剂(实线，圆圈)、含有靛红组I(虚线，菱形)、含有靛红组II(虚线，正方形)和含有甲基红(虚线，三角形)的全脂奶样品；以及含有靛红组III(虚线，正方形并带有X标志)、含有靛红组IV(虚线，“+”标志)和溴甲酚绿(实线，正方形)的x10稀释的牛奶样品。
详细描述
本发明提供了用于监测食品的新鲜度的装置和方法。通常，所述装置含有一个或多个仓室，每个仓室包括包含一种或多种指示剂的溶液和所述食品的样品。所述一个或多个仓室被配置用于提供所述食品样品的腐败的指示。所述指示可以基于pH和/或与微生物的存在相关的组分。通常，pH的降低和与微生物相关的化合物的量的增加指示了食品腐败。
本发明的装置可应用于食品容器中，例如牛奶纸盒、奶酪或酸奶容器、食品罐头等。所述装置也可用于检测商业容器中的食品腐败，所述商业容器含有一批食品容器，包括例如肉类容器和乳制品容器。
在一些实施方式中，提供了一种储存装置，其包含食品和至少一个仓室，所述仓室包含所述食品的样品和包含至少一种指示剂的组合物，其中所述至少一个仓室内的食品样品与所述食品相比被稀释。
当本文所用，术语“稀释的”是指所述食品样品与食品之间的含量(例如浓度)的差异，使得所述食品样品中某些组分的浓度与它们在所述食品中的浓度相比相对较低。在一些实施方式中，稀释的是指在0.01％至90％范围内的稀释。
如本文所用，0.01％稀释是指与所述食品中的100w/w或w/v或v/v相比，给定组分在所述食品样品中为0.01w/w或w/v或v/v。因此，0.01％稀释可以是指w/w比率或v/v比率等。稀释可以通过向所述食品样品添加预定量的稀释剂(溶剂)，从而获得所需的稀释度。稀释剂可以是指溶剂，并且可以包括水性溶液。此外，与所述食品相比稀释x％的食品样品是指含有x％的所述食品的组合物(即食品样品)。所述食品样品组合物的剩余部分(即100％-x％)，在本文中也被称为“稀释剂”，可以包括溶剂和/或指示剂组合物。在一些实施方式中，所述稀释剂基本上是所述指示剂组合物。在一些实施方式中，所述稀释剂包含水。在一些实施方式中，所述稀释剂包含水并具有基本上中性的pH(pH～7)。在一些实施方式中，所述稀释剂可以是略微碱性的，例如，所述稀释剂可以是具有高于7的pH、例如7.1至8.5范围内的pH的水。在一些实施方式中，所述稀释剂可以包括水和乙醇的混合物。在一些实施方式中，所述稀释剂可以在水中包括少于0.05％乙醇。
因此，在一些实施方式中，所述仓室包含食品样品、指示剂组合物和溶剂。
在一些实施方式中，所述溶剂是水性溶剂。
本文所用的术语“水性溶剂”包括水或水与有机溶剂的混合物，只要有机溶剂的量相对低即可，例如低于5％或低于1％。
应该理解，如果在所述食品样品中存在有机溶剂，例如乙醇，它以基本上不影响微生物的存活力的无毒性的量存在。
在一些实施方式中，所述仓室内的食品样品与所述储存装置内的食品相比被稀释到0.1％至75％。在一些实施方式中，所述仓室内的食品样品与所述储存装置内的食品相比被稀释到1％至50％。在一些实施方式中，所述仓室内的食品样品与所述储存装置内的食品相比被稀释到5％至30％。
在一些实施方式中，所述装置还包含至少一个容器，所述至少一个容器含有所述食品。
本文所用的术语“容器”可以与任何包装、特别是任何食品包装互换，其包括但不限于纸质容器，例如用于包装牛奶的纸质容器，用防水塑料、通常为聚乙烯涂层的纸板，由玻璃、聚合物和金属等可能适合用于食品包装的材料制成的容器。
在一些实施方式中，所述装置包含多个容器，每个容器包含食品。
在一些实施方式中，所述至少一个仓室被附连到所述装置。
在一些实施方式中，所述至少一个仓室被附连到所述装置内的至少一个容器。
在一些实施方式中，所述装置包含多个容器，其中至少一个仓室被附连到所述多个容器中的至少一个容器。
在一些实施方式中，所述装置包含多个容器，其中至少一个仓室被附连到所述多个容器中的每个容器。
在一些实施方式中，所述至少一个仓室是包含第一壁和第二壁的非渗透性三维结构，所述第一壁面朝所述装置的壁。
在一些实施方式中，所述第一壁和所述装置的壁形成共同壁，它是所述装置和所述至少一个仓室共同的单个壁。
在一些实施方式中，所述至少一个仓室的内含物是可视的。在一些实施方式中，所述至少一个仓室的内含物的颜色变化是可视的。
在一些实施方式中，所述至少一个仓室不能透过气体。在一些实施方式中，所述至少一个仓室不能透过液体。在一些实施方式中，所述至少一个仓室不透光。在一些实施方式中，所述至少一个仓室不能透过空气。在一些实施方式中，所述至少一个仓室不能透过水性溶液。在一些实施方式中，所述仓室由与所述装置相同的材料制成。在一些实施方式中，形成所述仓室和所述装置的材料的导热性和渗透性相近。在一些实施方式中，温度、湿度和/或与食品的储存相关的任何其它条件对所述装置和所述仓室具有本质上相同的影响，使得所述食品样品和获得它的所述食品被维持和储存在完全相同的条件下。
在一些实施方式中，所述至少一个仓室由不能透过气体的材料制成。在一些实施方式中，所述至少一个仓室由不能透过液体的材料制成。在一些实施方式中，所述材料具有导热性，使得所述至少一个区室内的食品样品与储存在所述储存装置中的食品感应到相同的温度。
在一些实施方式中，所述至少一个仓室由包含玻璃、橡胶、聚合物、不透气体的聚合物、不透液体的聚合物、不透气体和液体的聚合物、金属、用防水聚合物例如聚乙烯涂层的纸板及其组合的材料制成。
在一些实施方式中，与所述至少一个仓室相接触和/或紧邻的所述第一壁或第一壁的至少一部分，由不能透过所述食品、气体、所述食品样品或包含在所述至少一个仓室内的任何物质的材料制成，使得物质不会从装置转移到食品，反之亦然，包括通过流动或扩散的转移。因此，在一些实施方式中，所述第一壁或其至少上面提到的部分不能透过气体。在一些实施方式中，所述第一壁或其至少其前述部分由不能透过液体的材料制成。
在一些实施方式中，所述第二壁由不能透过气体的材料制成。在一些实施方式中，所述第二壁由不能透过液体的材料制成。
不希望受限于任何理论或机制，一些指示剂可能在来自于空气的氧气存在下氧化。非渗透性仓室可能能够将所述指示剂组合物与所述仓室外部的环境分开和任选地隔绝，从而提供关于所述食品样品的新鲜或腐败的更可靠的指示。所述指示的额外的可信度，可以通过将所述仓室置于与所述装置内的食品的条件基本上相近的条件下，使得所述仓室中的食品样品以与所述装置中的食品相同的速率腐败，来获得。
应该理解，所述至少一个仓室可以在任何方向附连到所述装置的任何部分，包括但不限于所述装置的任何壁、顶部、底部和/或侧面，它可以附连到所述装置的开口(例如盖子)、所述装置内部和/或所述装置外部。类似地，所述至少一个仓室可以附连到所述装置内的至少一个容器的任何部分。
在一些实施方式中，所述至少一个仓室附连到所述装置的壁。
在一些实施方式中，所述装置的壁是导热的。
本文使用的术语“附连”可以与术语“结合”、“联接”、“连接”、“缝合”等互换。附连可以通过本领域中已知的任何方法来实现，例如通过使用磁铁、螺纹和胶黏剂，包括但不限于生物相容性胶黏剂。
在一些实施方式中，所述至少一个仓室与所述装置之间的附连可能是可逆的。
在一些实施方式中，所述至少一个仓室与所述装置之间的附连可能是不可逆的。
在一些实施方式中，所述至少一个仓室至少沿着所述至少一个仓室的第一壁的周边附连到所述装置的壁。在一些实施方式中，所述至少一个仓室通过胶黏剂粘合到所述装置的壁。在一些实施方式中，所述胶黏剂是无毒性胶黏剂。在一些实施方式中，所述至少一个仓室被紧固到所述装置的壁。在一些实施方式中，所述至少一个仓室被夹紧到所述装置的壁上。
在一些实施方式中，所述第一壁和第二壁中的至少一者包含透明窗，使得所述至少一个仓室的至少一部分内含物可以通过所述透明窗从外部观察。
在一些实施方式中，所述透明窗由透明材料形成。在一些实施方式中，所述透明材料包括玻璃或透明聚合物。在一些实施方式中，所述透明窗是玻璃透明窗。在一些实施方式中，所述透明窗是聚合物透明窗。
在一些实施方式中，包含至少一种指示剂的组合物被印刷在所述透明窗上。
在一些实施方式中，所述至少一个仓室可包含印刷在基材上的指示剂。所述基材可以是所述仓室的一部分，例如所述仓室的壁。因此，所述指示剂组合物可以被印刷在所述仓室的一个或多个壁上。在一些可选实施方式中，所述指示剂组合物可以被印刷在所述装置的一个或多个壁上和/或所述装置内的至少一个容器的一个或多个壁上和/或所述食品上。在一些实施方式中，所述仓室可以是包含所述食品样品的印刷品和所述指示剂的印刷品的基材，由此形成印刷的基材。在一些实施方式中，所述印刷的基材覆盖有非渗透性材料。在某些实施方式中，所述装置包含用盖子可逆覆盖的开口，其中所述指示剂和所述食品样品被印刷在所述盖子上。
在一些实施方式中，所述包含至少一种指示剂的组合物被印刷在所述食品上。
在一些实施方式中，所述包含至少一种指示剂的组合物被印刷在所述至少一个仓室的壁上。在一些实施方式中，所述包含至少一种指示剂的组合物被印刷在所述至少一个仓室的外壁上。在一些实施方式中，所述包含至少一种指示剂的组合物被印刷在所述至少一个仓室的第二壁上。
在一些实施方式中，所述包含至少一种指示剂的组合物被印刷在所述共同壁上，即所述装置与所述至少一个仓室之间共有的壁上。
在一些实施方式中，当所述指示剂可见时，所述指示剂产生可见标志。在一些实施方式中，所述指示剂被印刷，以在所述指示剂可见时形成可见标志。例如，当所述指示对应于腐败食品时，所述标志可以采取单词的形状例如“腐败”或“S”或拇指朝下或“X”或红线，否则即当所述食品新鲜时，所述标志不可见，并且任选地，指示新鲜的标志可以变得可见。或者，当所述指示对应于新鲜食品时，所述标志可以采取单词“新鲜”的形状或具有拇指朝上的形状或“v”标志的形状或绿线，否则即当所述食品腐败时，所述标志可能不可见，并且任选地，指示腐败的标志可以变得可见。
在一些实施方式中，所述指示剂组合物未化学结合在形成所述装置的材料或形成所述至少一个容器的材料中。在某些实施方式中，所述指示剂组合物不是形成所述装置的配方的一部分或形成所述至少一个容器的材料。
在一些实施方式中，所述至少一种指示剂选自细菌指示剂，例如氧化还原指示剂和pH指示剂。在一些实施方式中，所述至少一种指示剂选自细菌指示剂和pH指示剂。在某些实施方式中，所述至少一种指示剂是细菌指示剂。在一些实施方式中，所述至少一种指示剂是pH指示剂。
在一些实施方式中，所述指示剂以与微生物的浓度和/或pH的变化成比例的速率改变颜色。
如本文所用的术语“指示剂”是指能够随着其环境中的性质变化而改变颜色的任何物质。改变颜色也包括但不限于失去颜色，例如当有色指示剂变成白色、无色或基本上透明时，以及获得颜色，例如当白色、无色或基本上透明的指示剂变成有色时。环境性质可以包括例如pH和细菌群体量。因此，pH指示剂和细菌指示剂是在本发明的装置中用作指示剂的优选实例。由于在阈值量的细菌或细菌副产物(例如硝酸盐、亚硝酸盐、硫和硫酸盐)产生时可能引起食品的pH变化，因此在细菌指示剂与pH指示剂之间可能存在交叠。特别优选的指示剂是对pH的变化做出响应改变其颜色的有色有机共轭分子，所述pH变化引起所述指示剂分子的π共轭的改变；以及对酶或细菌的反应做出响应改变其颜色的有色有机共轭分子，所述反应引起所述指示剂分子的π共轭的改变。
在一些实施方式中，所述指示剂在小于1pH单位、小于0.1pH单位或小于0.05pH单位的pH变化后改变颜色。
在一些实施方式中，所述指示剂在5至7的pH区域内小于0.1pH单位的pH变化后改变颜色。在一些实施方式中，所述指示剂在6至7的pH区域内小于0.1pH单位的pH变化后改变颜色。
在一些实施方式中，所述指示剂在5至7的pH区域内小于0.05pH单位的pH变化后改变颜色。在一些实施方式中，所述指示剂在6至7的pH区域内小于0.05pH单位的pH变化后改变颜色。
应该指出，尽管细菌可能有害或者可能无害，但细菌的废产物可能在口味上令人不快或者甚至可能是有害的。
在一些实施方式中，所述pH指示剂在适用于指示食品的新鲜度或腐败的任何pH范围内提供可检测标志。在某些实施方式中，所述pH指示剂在3.0至9.0的pH范围内提供可检测标志。在一些实施方式中，所述pH指示剂在4.0至9.0的pH范围内提供可检测标志。在一些实施方式中，所述pH指示剂在5.0至9.0的pH范围内提供可检测标志。在一些实施方式中，所述pH指示剂在8.0至9.0的pH范围内提供可检测标志。在一些实施方式中，所述pH指示剂在7.5至8.0的pH范围内提供可检测标志。在一些实施方式中，所述pH指示剂在7.0至7.5的pH范围内提供可检测标志。在一些实施方式中，所述pH指示剂在6.3至7.0的pH范围内提供可检测标志。在一些实施方式中，所述pH指示剂在5.7至6.3的pH范围内提供可检测标志。在一些实施方式中，所述pH指示剂在5.0至5.7的pH范围内提供可检测标志。
在一些实施方式中，所述细菌指示剂在高于一定阈值的量的细菌存在下提供可检测的指示。
在一些实施方式中，所述阈值由美国食品药品监督管理局(United States Foodand Drug Administration)(FDA)决定，FDA提倡遵守约1千万菌落形成单位/克，或CFU/g的食品腐败安全标准。因此，实测细菌水平高于FDA标准的食品被认为对于消费来说是不安全的，因此应该被立即丢弃。
在某一些实施方式中，所述细菌指示剂在与高于一定阈值的量的细菌的存在相关的化合物的存在下提供可检测的指示。
应该理解，细菌指示剂不是抗细菌材料。
在一些实施方式中，所述化合物是所述食品的细菌分解的结果。
在一些实施方式中，所述化合物是羧酸。在一些实施方式中，所述化合物包含乳酸和/或丁酸。在一些实施方式中，所述化合物是胺、硝酸盐、亚硝酸盐、硫和/或硫酸盐。
在一些实施方式中，所述细菌群体包含乳酸菌。
在一些实施方式中，所述细菌群体包含嗜冷菌。
嗜冷菌通常占冷却原料奶中总微生物群体的超过90％。嗜冷菌在20至30℃之间的温度下表现出最适代谢活性，然而，通过在它们的膜脂质中富集多不饱和脂肪酸，它们可以在低温下生长并繁殖。
类芽孢杆菌是存在于腐败牛奶中的一种产芽孢细菌。它造成牛奶腐败并且也引起乳凝。类芽孢杆菌也对各种不同的其他食品中的异味有贡献。类芽孢杆菌在其芽孢状态下可以抵抗巴氏消毒和随后的冷却的极端条件，使其能够在牛奶和其它食品中存活。
在一些实施方式中，所述微生物群体包含真菌。在一些实施方式中，所述真菌包含酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和/或异常汉逊酵母(Hansenula anomala)。在一些实施方式中，所述微生物群体包含酵母。
在一些实施方式中，所述至少一种细菌指示剂选自甲基红、甲基橙、溴酚蓝、靛红、酸性红、柠檬黄、溴甲酚绿及其组合。
在一些实施方式中，所述至少一种指示剂的组合物包括活性成分，所述活性成分适合于在限定的颜色范围内改变颜色，所述颜色范围取决于与食物腐败相关的化合物的浓度。
在一些实施方式中，所述至少一种指示剂是色度指示剂。
如本文所用的术语“色度指示剂”是指能够对感应到例如与腐败食品特征性的化合物相互作用做出响应改变颜色、包括从有色改变到无色(例如白色)的指示剂。
在一些实施方式中，所述色度指示剂可以提供颜色指示，其包括指示新鲜的第一颜色(例如绿色)、指示腐败的第二颜色(例如红色)和指示食品即将腐败的第三颜色(例如黄色)中的任一者或多者。后者可以提供特定日期或时间窗，在此期间食品仍然新鲜，但到所述特定日期后或到所述时间窗结束为止，所述食品将被认为是腐败的。
在一些实施方式中，所述可检测的指示可以包括下述指示中的任一者或多者：新鲜的指示，腐败的指示，和警报指示。后者可以是在腐败之前一定时间例如食品腐败之前几天的警报，由此为用户提供在食品失去其新鲜度和/或变得腐败之前剩余的时间的指示。
在一些实施方式中，所述可检测的指示是可颜色检测的指示。在一些实施方式中，所述可检测的指示包含在可见光谱内的颜色变化。
在一些实施方式中，所述装置还包含透明窗，从而能够观察所述可检测的指示。
在一些实施方式中，所述至少一种指示剂在低于30℃的温度下提供可检测的指示。
在一些实施方式中，所述至少一种指示剂以一定浓度提供，使其对食品样品的腐败做出响应改变颜色。在一些实施方式中，所述至少一种指示剂以一定浓度提供，使得它能够允许细菌繁殖。在一些实施方式中，所述至少一种指示剂的浓度是所述至少一种指示剂的摩尔数与所述至少一个仓室的体积的比率。在一些实施方式中，所述至少一种指示剂的浓度是所述至少一种指示剂的摩尔数与所述食品样品的体积的比率。应该理解，当所述食品样品是水基时，例如在牛奶和软奶酪产品的情况下，可以将指示剂与食品样品混合，使得所述指示剂-食品样品溶液的总体积保持基本不变。
因此，本文公开的装置和方法利用了预定的特定指示剂浓度，从而提供了基于颜色对食品质量的高度准确的确定以及因此对食品腐败时间点的确定。
在某些实施方式中，所述至少一种指示剂在10-10至10-6mol/ml范围内的浓度下。在一些实施方式中，所述至少一种指示剂以2·10-9至8·10-7mol/ml范围内的浓度提供。在一些实施方式中，所述至少一种指示剂以5·10-9至1·10-8mol/ml范围内的浓度提供。在某些实施方式中，所述至少一种指示剂以2·10-9至1·10-8mol/ml范围内的浓度提供。在一些实施方式中，所述至少一种指示剂以2·10-8至1.5·10-7mol/ml范围内的浓度提供。在一些实施方式中，所述至少一种指示剂以1.2·10-7至8·10-7mol/ml范围内的浓度提供。在一些实施方式中，所述至少一种指示剂以2·10-9至1.5·10-8mol/ml范围内的浓度存在。
在一些实施方式中，所述仓室内的组合物包含多种指示剂。在一些实施方式中，所述组合物包含两种指示剂。在一些实施方式中，所述组合物包含多种pH指示剂。在一些实施方式中，所述组合物包含两种pH指示剂。在一些实施方式中，所述组合物包含多种细菌指示剂。在一些实施方式中，所述组合物包含两种细菌指示剂。在一些实施方式中，所述组合物包含至少一种pH指示剂和至少一种细菌指示剂。在一些实施方式中，所述组合物包含一种pH指示剂和一种细菌指示剂。
在一些实施方式中，所述装置包含多个仓室，每个仓室包含所述食品的样品和包含至少一种指示剂的组合物。
在一些实施方式中，所述至少一个仓室还包含至少一种过渡金属。在一些实施方式中，所述至少一个仓室包含指示剂组合物、食品样品和至少一种过渡金属。在一些实施方式中，所述组合物除了所述至少一种指示剂之外还包含至少一种过渡金属。在一些实施方式中，所述至少一种过渡金属是无毒性过渡金属。
在一些实施方式中，所述至少一种过渡金属是非抗细菌的过渡金属，在后文中也被称为微生物相容性过渡金属。
术语“非抗细菌的”是指不影响(例如不显著有害于)微生物例如细菌和真菌的材料。
在一些实施方式中，所述过渡金属包含一种或多种金属。在某些实施方式中，所述一种或多种过渡金属中的每一者选自铬包括Cr(III)和Cr(II)、锰、钪、钛、钒、铁，包括Fe(II)和Fe(III)、钴、镍、铜、锌及其混合物。在一些实施方式中，所述过渡金属选自铬、锰、铁、铜及其混合物。每种可能性是本发明的独立实施方式。
在一些实施方式中，所述至少一种指示剂包含偶氮染料。
在一些实施方式中，所述至少一种指示剂选自偶氮染料、吲哚染料、蒽醌染料、苯酚染料、甲酚染料、百里酚染料、二甲酚染料、吩嗪染料及其任何组合。在一些实施方式中，至少一种指示剂选自溴百里酚蓝、甲酚红、酚红、甲基红、靛红、酸性红、柠檬黄、溴甲酚紫、茜素、氯酚红、溴甲酚绿、溴酚蓝、溴二甲酚兰、中性红和甲基橙。每种可能性是本发明的独立实施方式。
表1提供了几种指示剂在水性环境中的pH转变范围。
表1
Figure GDA0003254885990000281
在一些实施方式中，至少一种指示剂选自甲基红、甲基橙、溴酚蓝，靛红、酸性红、柠檬黄和溴甲酚绿。每种可能性是本发明的独立实施方式。
在一些实施方式中，所述至少一种指示剂是生物相容的。在一些实施方式中，所述至少一种指示剂是非抗细菌的(微生物相容的)。在一些实施方式中，所述至少一种指示剂不含季胺和季胺组成部分。在一些实施方式中，所述至少一种指示剂不含季铵盐和季铵组成部分。
不希望受到任何理论或机制限制，由于所述至少一种指示剂可能是细菌指示剂，即对细菌的含量敏感的指示剂，因此所述至少一种指示剂应该不含杀生物的季铵盐。从而，亚甲基蓝可能具有抗细菌活性，由此将不具有作为指示剂用于本文公开的装置的所需效果。
在一些实施方式中，所述食品样品以足以由所述至少一种指示剂产生可检测的指示的量存在于所述仓室中。在一些实施方式中，所述仓室中所述食品样品与所述至少一种指示剂的相对量使得由所述至少一种指示剂产生可检测的指示。
在一些实施方式中，所述仓室还包含水性溶剂。在一些实施方式中，所述水性溶剂是酸性水性溶剂。在一些实施方式中，所述水性溶剂是碱性水性溶剂。在一些实施方式中，所述水性溶剂和一部分所述食品形成采取溶液或悬液形式的食品样品。在一些实施方式中，所述溶液或悬液可以具有pH指示剂能够提供对应于所述食品的新鲜度和/或腐败的可检测的指示的范围内的pH。例如，当使用对pH降低到低于7.5做出响应改变其颜色的pH指示剂时，可以使用具有约7.7-8的pH的水性溶剂，以便将食品样品：水性溶剂混合物的pH调整到高于所述指示剂的颜色变化点的pH。结果，由食品样品的腐败引起的酸度提高，将导致pH下降到低于7.5并因此引起颜色变化。
在一些实施方式中，包含所述至少一种指示剂的组合物包含溶剂，使得所述至少一种指示剂溶解在其中。在一些实施方式中，所述溶剂是包含水作为主要组分的水性溶剂。在一些实施方式中，所述溶剂包含水和乙醇。在一些实施方式中，所述溶剂包含水和少于0.5％乙醇。在一些实施方式中，所述溶剂包含水和少于0.05％乙醇。在一些实施方式中，所述溶剂包含水和少于0.01％乙醇。
在一些实施方式中，所述仓室中的食品样品相对于所述食品被稀释到至少0.1％。
在一些实施方式中，所述样品被稀释，使得所述食品样品内不溶性物质的含量与所述食品内不溶性物质的含量相比为至少0.1％。在一些实施方式中，所述样品被稀释，使得所述食品样品中脂肪酸和/或蛋白质的含量与所述食品中脂肪酸和/或蛋白质的含量相比为至少0.1％。
在一些实施方式中，所述稀释不影响所述食品样品的pH，它与稀释之前所述食品的pH一致。
在一些实施方式中，所述食品的pH与所述食品样品的pH相近。
在一些实施方式中，稀释可以提高由所述指示剂提供的指示的可视性。因此，使用具有与所述食品近似相同的pH的水性溶剂，预期不会影响所述仓室内食品样品的混合物的pH。
在一些实施方式中，所述稀释不影响所述食品样品的电解质含量，并且它与稀释之前所述食品的电解质含量基本上相同。
在一些实施方式中，在将一部分食品添加到仓室时进行稀释，从而产生稀释的食品样品。因此，通过向所述仓室添加一部分所述食品来获得稀释的食品样品，其中所述仓室包括形成所需稀释度需要的适合量的溶剂。
在一些实施方式中，在向所述仓室添加所述食品样品之前进行稀释。
在一些实施方式中，提供了一种储存装置，其包含食品和仓室，其中所述仓室包含所述食品的样品、包含至少一种指示剂的组合物和通过膜彼此分隔开的至少两个区室。
如本文所用的术语“膜”可以与“分隔物”互换，并且是指在本文公开的仓室的区室之间分隔的组件。所述膜可以将所述食品样品(源自于所述食品)的一种或多种组分与其它组分分隔开。所述膜可以充当滤器，所述食品样品的一部分通过它从所述仓室的一个区室运输到另一个区室，其中所述一个区室或所述另一个区室包括所述指示剂组合物。
在一些实施方式中，所述膜是多孔膜。
在一些实施方式中，所述膜不能透过水不溶性胶体材料。在一些实施方式中，所述膜不能透过水不溶性有机胶体材料。
在一些实施方式中，所述至少两个区室包含第一区室和第二区室。
在一些实施方式中，所述食品样品可以最初被添加到所述第一区室，并允许通过所述膜扩散，使得所述第二区室接收所述食品样品的过滤过的部分。因此，在一些实施方式中，所述第一区室包含所述食品样品，并且所述第二区室包含所述食品样品的过滤过的部分。在一些实施方式中，每个区室还包含含有所述至少一种指示剂的组合物。在某些实施方式中，所述第二区室包含含有所述至少一种指示剂的组合物。
应该理解，所述包含至少一种指示剂的组合物可以存在于所有区室中，不必定只存在于所述第二区室中。
在一些实施方式中，所述膜被配置成用于将所述第一区室与所述第二区室分隔开。
在一些实施方式中，所述膜被配置成用于过滤所述食品样品，能够例如通过主动流动或自发扩散将一部分所述食品样品从所述第一区室转移到所述第二区室。
在一些实施方式中，所述膜不能透过所述食品样品的至少一些组分，从而阻止、妨碍或减缓所述组分从所述第一区室通往所述第二区室。通常，所述膜打算通过阻止从所述第一区室经所述膜通往所述第二区室，过滤出至少一部分所述食品样品(在所述第二区室之外)。所述一部分食品样品可以包括可能掩盖或以其它方式干扰观察由所述指示剂提供的颜色指示的化合物。在一些实施方式中，包括所述至少一种指示剂的所述第二区室对于用户来说是可视的，并且所述第一区室对于所述用户(例如消费者)来说是不可视的。通过过滤出产生浑浊并掩盖所述指示剂或颜色变化的观察的化合物，所述膜允许更清楚地检测所述食品的新鲜和/或腐败。例如，可以从牛奶产品的样品过滤出的化合物包括酪蛋白，这种通常包含平均粒径分布在约100nm范围内的粒子的颗粒状化合物。
这里使用的术语“消费者”是指任何人，包括但不限于顾客、制造商和分销商等。
在一些实施方式中，所述膜不能透过水不溶性胶体化合物。在一些实施方式中，所述膜不能透过脂肪酸和/或蛋白质。在一些实施方式中，所述膜不能透过分子量为至少500gr/mol的分子。在一些实施方式中，所述膜不能透过分子量为至少2,000gr/mol的分子。
在一些实施方式中，所述膜是多孔的，具有平均尺寸在0.01微米至1微米范围内的孔眼。在一些实施方式中，所述膜是多孔的，具有平均尺寸在1微米至4微米范围内的孔眼。在一些实施方式中，所述膜是多孔的，具有平均尺寸在4微米至10微米范围内的孔眼。在一些实施方式中，所述膜是多孔的，具有平均尺寸在10微米至100微米范围内的孔眼。在一些实施方式中，所述膜是多孔的，具有平均尺寸为至少100纳米的孔眼。
在一些实施方式中，所述膜是厚度为约10微米至约600微米的多孔膜。在一些实施方式中，所述膜是厚度为约10微米至约200微米的多孔膜。在一些实施方式中，所述多孔膜具有约25微米至约100微米的厚度。在一些实施方式中，所述多孔膜具有至多100微米的厚度。在一些实施方式中，所述多孔膜具有至少25微米的厚度。
在一些实施方式中，所述多孔膜具有约10％至约80％的孔隙率。在一些实施方式中，所述多孔膜具有约30％至约60％的孔隙率。在一些实施方式中，所述多孔膜具有约40％至约50％的孔隙率。
当在本文中使用时，术语“约”为指定值的±20％或±10％的值范围。例如，短语“具有约10微米至约600微米的厚度”包括10微米和600微米两者的±20％。
在一些实施方式中，所述膜由选自金属、聚合物和陶瓷的材料制成。在一些实施方式中，所述膜由聚合物制成。在一些实施方式中，所述聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、醋酸纤维素、硝酸纤维素、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯及其组合。每种可能性是本发明的独立实施方式。在一些实施方式中，所述聚合物包含聚丙烯。
在一些实施方式中，所述膜是离子交换膜。在一些实施方式中，所述膜是质子交换膜或碱性阴离子交换膜。
在一些实施方式中，所述装置可以包括多个仓室，每个仓室包含所述食品的样品和包含至少一种指示剂的组合物。应该理解，所述多个仓室中的每一个仓室可以与所述多个仓室中的其它仓室相似，或者它可以不同。例如，所述多个仓室可以包括包含稀释的食品样品的仓室食品样品，和/或包含通过膜彼此分隔开的至少两个区室的仓室，和/或包含细菌指示剂的仓室，正如本文中公开的。
在一些实施方式中，提供了一种储存装置，其包含食品和仓室，其中所述仓室包含所述食品的样品和包含至少一种细菌指示剂的组合物。
在一些实施方式中，所述指示剂作为内部双键还原的结果提供指示。
在一些实施方式中，至少一种细菌指示剂选自偶氮染料、吲哚染料、甲酚染料及其任何组合。每种可能性是本发明的独立实施方式。
在一些实施方式中，所述至少一种细菌指示剂选自甲基红、甲基橙、溴酚蓝、靛红、酸性红、柠檬黄、溴甲酚绿及其组合。
在一些实施方式中，所述至少一种细菌指示剂在选自N＝N键和C＝C键的内部双键还原后提供指示。在一些实施方式中，所述还原是不可逆还原。
应该指出，靛红、酸性红和柠檬黄作为食品质量指示剂的用途是在本文中首次提出的。
因此，在一些实施方式中，所述至少一种细菌指示剂选自靛红、酸性红和柠檬黄。每种可能性是本发明的独立实施方式。
在一些实施方式中，提供了一种食品质量指示剂，其选自靛红、柠檬黄、酸性红及其组合。
在一些实施方式中，提供了一种由靛红组成的食品质量指示剂。
在一些实施方式中，提供了一种食品质量指示剂，其包含靛红。在一些实施方式中，提供了一种食品质量指示剂，其由靛红组成。在一些实施方式中，提供了靛红的用途，其用于检测食品中的微生物。在一些实施方式中，所述微生物包括细菌。在一些实施方式中，所述靛红的用途是用于检测食品中细菌或与细菌相关的化合物的存在。在一些实施方式中，所述靛红的用途是用于检测食品的腐败。
在一些实施方式中，提供了一种食品质量指示剂，其由甲基橙组成。
在一些实施方式中，提供了一种食品质量指示剂，其包含甲基橙。在一些实施方式中，提供了一种食品质量指示剂，其由甲基橙组成。在一些实施方式中，提供了甲基橙的用途，其用于检测食品中的微生物。在一些实施方式中，所述微生物包括细菌。在一些实施方式中，所述甲基橙的用途是用于检测食品中细菌或与细菌相关的化合物的存在。在一些实施方式中，所述甲基橙的用途是用于检测食品的腐败。令人吃惊的是，在本文公开的装置和方法中由甲基橙提供的指示不限于3.1至4.4pH的已知范围。相反，在本文公开的装置和方法中由甲基橙提供的指示在约6至7的更高pH值下是有效的。
在一些实施方式中，提供了一种食品质量指示剂，其由甲基红组成。
在一些实施方式中，提供了一种食品质量指示剂，其包含甲基红。在一些实施方式中，提供了一种食品质量指示剂，其由甲基红组成。在一些实施方式中，提供了甲基红的用途，其用于在食品中检测微生物。在一些实施方式中，所述微生物包括细菌。在一些实施方式中，所述甲基红的用途是用于检测食品中细菌或与细菌相关的化合物的存在。在一些实施方式中，所述甲基红的用途是用于检测食品的腐败。令人吃惊的是，在本文公开的装置和方法中由甲基红提供的指示不限于4.4至6.2pH的已知范围。相反，在本文公开的装置和方法中由甲基红提供的指示在高于6.2的更高pH值下是有效的。
在一些实施方式中，提供了一种食品质量指示剂，其由溴酚蓝组成。
在一些实施方式中，提供了一种食品质量指示剂，其包含溴酚蓝。在一些实施方式中，提供了一种食品质量指示剂，其由溴酚蓝组成。在一些实施方式中，提供了溴酚蓝的用途，其用于在食品中检测微生物。在一些实施方式中，所述微生物包括细菌。在一些实施方式中，所述溴酚蓝的用途是用于检测食品中细菌或与细菌相关的化合物的存在。在一些实施方式中，所述溴酚蓝的用途是用于检测食品的腐败。令人吃惊的是，在本文公开的装置和方法中由溴酚蓝提供的指示不限于3.0至4.6pH的已知范围。相反，在本文公开的装置和方法中由溴酚蓝提供的指示在约6至7的更高pH值下是有效的。
在一些实施方式中，提供了一种食品质量指示剂，其包含柠檬黄。在一些实施方式中，提供了一种食品质量指示剂，其由柠檬黄组成。在一些实施方式中，提供了柠檬黄的用途，其用于在食品中检测微生物。在一些实施方式中，所述微生物包括细菌。在一些实施方式中，所述柠檬黄的用途是用于检测食品中细菌或与细菌相关的化合物的存在。在一些实施方式中，所述柠檬黄的用途是用于检测食品的腐败。
在一些实施方式中，提供了一种食品质量指示剂，其包含酸性红。在一些实施方式中，提供了一种食品质量指示剂，其由酸性红组成。在一些实施方式中，提供了酸性红的用途，其用于在食品中检测微生物。在一些实施方式中，所述微生物包括细菌。在一些实施方式中，所述酸性红的用途是用于检测食品中细菌或与细菌相关的化合物的存在。在一些实施方式中，所述酸性红的用途是用于检测食品的腐败。
通常，酸性红(也被称为偶氮玉红、酸性淡红、食品红3、偶氮红质S、亮酸性红O、酸性红14或C.I.14720)是来自于偶氮染料组的合成的红色食品染料。已知其用于外部施用的药物和化妆品中。因此，酸性红在本文中首次被公开作为食品质量指示剂。
在一些实施方式中，提供了一种食品质量指示剂，其包含溴甲酚绿。在一些实施方式中，提供了一种食品质量指示剂，其由溴甲酚绿组成。在一些实施方式中，提供了溴甲酚绿的用途，其用于在食品中检测微生物。在一些实施方式中，所述微生物包括细菌。在一些实施方式中，所述溴甲酚绿的用途是用于检测食品中细菌或与细菌相关的化合物的存在。在一些实施方式中，所述溴甲酚绿的用途是用于检测食品的腐败。令人吃惊的是，在本文公开的装置和方法中由溴甲酚绿提供的指示不限于3.8至5.4pH的已知范围。相反，在本文公开的装置和方法中由溴甲酚绿提供的指示在约6至7的更高pH值下是有效的。
不希望受到任何理论或机制限制，作为细菌活性的结果，酸性红的N＝N偶氮键被还原，这引起共轭链中的断裂，作为响应，酸性红失去其红色。或者，颜色的丧失可能归因于酸性红分子的硫酸酯与羟基之间的分子内质子转移。
所述至少一种细菌指示剂作为选自N＝N键和C＝C键的内部双键的不可逆还原的结果提供指示。
在一些实施方式中，所述细菌指示剂包含偶氮染料。
在一些实施方式中，所述至少一种细菌指示剂包含多种指示剂。在一些实施方式中，所述包含至少一种细菌指示剂的组合物还包含含有过渡金属的组合物。在一些实施方式中，所述过渡金属可以是包含所述过渡金属和平衡离子的所述过渡金属的盐。在一些实施方式中，所述细菌指示剂与包含过渡金属的组合物的组合不是抗细菌的。
在某些实施方式中，所述过渡金属选自铬、锰、钪、钛、钒、铁、钴、镍、铜、锌及其混合物。在一些实施方式中，所述过渡金属选自铬、锰、铁、铜及其混合物。在一些实施方式中，所述过渡金属包含铬。在某些实施方式中，所述过渡金属包含Cr(III)。
在一些实施方式中，所述食品的腐败导致酸性和细菌群体的增加。
在一些实施方式中，所述食品包含乳制品。在一些实施方式中，所述乳制品选自牛奶、奶酪、调味乳、酸奶油、酸奶、奶油、冰沙、开菲尔、奶昔、冰激凌、黄油及其组合。在一些实施方式中，所述食品包含牛奶。在一些实施方式中，所述乳制品包含奶酪。在某些实施方式中，所述乳制品包含白干酪。在一些实施方式中，所述乳制品包含酸奶。
在一些实施方式中，所述食品包含肉制品。在一些实施方式中，所述肉制品包含家禽肉。
在一些实施方式中，所述检测在冷冻食品被解冻后发生并在所述食品再次冷冻时保持。因此，本文公开的装置和方法即使在冷冻食品中也可用于检测食品腐败。
提出了下面的实施例以便更充分地说明本发明的一些实施方式。然而，它们绝不应该被解释为限制本发明的广阔范围。
实施例
实施例1：牛奶储存温度与pH之间的相关性
对于储存在4℃的牛奶样品和储存在18℃的牛奶样品，监测牛奶样品的pH值长达345小时。图1示出了4℃储存的牛奶样品(三角形)和18℃储存的牛奶样品(正方形)的pH随时间的变化。由于新鲜度随时间下降，所述pH值相应地降低。可以看到，储存在18℃的牛奶样品的pH测量值在95h后急剧降低，指示了快速腐败，而储存在4℃的牛奶样品在更长时间仍然保持新鲜，腐败更慢。
实施例2A：少量和大量牛奶样品的腐败速率之间的相关性
监测少量(2-5ml)和大量(50-100ml)牛奶样品在室温下储存时的pH值直至60小时，以便比较它们的腐败速率。图2A示出了少量牛奶样品(三角形)和大量牛奶样品(正方形)的pH随时间的变化。由于新鲜度随时间下降，在大量和少量牛奶样品两者中都见证了pH值降低的趋势。更重要的是，见证了大量和少量牛奶样品两者以基本上相同的速率失去新鲜度并变得腐败。因此，结果表明，少量食品样品(例如在至少一个仓室中的食品样品)和大量食品样品(例如在食品样品所源自的装置中的食品)的腐败速率是相近的。
实施例2B：含有牛奶和靛红的少量和大量样品的腐败速率之间的相关性
为了确定外部指示剂靛红是否对测量到的pH具有影响，监测了少量(0.5ml)、中量(1.5ml)和大量(50ml)牛奶样品的pH值。所述样品通过将500ml原料奶与6gr 0.02％靛红水溶液在4℃下合并来制备。在4℃下1h后，将所述混合物分成4个50ml样品，两组3个1.5ml样品和15个0.5ml样品。所有样品经测量具有pH＝6.77。监测所述样品在18-20℃下储存时的pH值长达60小时，以便比较它们的腐败速率。图2B示出了0.5ml牛奶样品(虚线，正方形)、1.5ml牛奶样品A组(虚线，三角形)、1.5ml牛奶样品B组(虚线，无标志)和50ml牛奶样品(实线，圆圈)的pH随时间的变化。由于新鲜度随时间下降，在大量、中量和少量牛奶样品中都见证了pH值降低的趋势。更重要的是，见证了大量和少量牛奶样品两者以基本上相同的速率失去新鲜度并变得腐败。具体来说，图中线之间的相关系数(使用Microsoft Excel计算)为0.993或更高。因此，结果表明，少量食品样品(例如在至少一个仓室中的食品样品)和大量食品样品(例如在食品样品所源自的装置中的食品)的腐败速率是相近的。
实施例3：使用溴百里酚蓝指示全脂奶的质量
将未稀释的新鲜(pH＝6.84)和腐败(pH＝6.52)牛奶的样品分开置于两个Eppendorf管中。向每个样品添加溴百里酚蓝pH指示剂，并目测评估得到的颜色。通常，溴百里酚蓝是一种pH敏感的指示剂，其颜色从高于pH 7.6时的蓝色变为低于pH 6.0时的黄色。
图3A示出了含有溴百里酚蓝的新鲜牛奶样品(左)的照片和含有溴百里酚蓝的腐败牛奶样品(右)的照片。在两个样品之间没有可目测辨别的颜色变化，因为似乎牛奶样品的天然浊度掩盖了在牛奶质量从新鲜变为腐败后由所述指示剂提供的颜色变化。
监测含有溴百里酚蓝的新鲜牛奶样品的颜色变化(RGB标度，基于反射，所述检测是基于从仓室检测到的光)60h，以便了解在腐败过程中是否观察到可见的变化。结果提供在图3B中，其显示在所述牛奶样品腐败后，在红-蓝(正方形)、红-绿(圆圈)和绿-蓝(三角形)颜色范围内没有发生显著的颜色变化。这再次表明溴百里酚蓝pH指示剂不适合全脂(未过滤和未稀释的)牛奶样品中的腐败检测。
实施例4：在双区室管中使用溴百里酚蓝指示全脂奶的质量
由于牛奶的浊度造成溴百里酚蓝不能将新鲜牛奶样品与腐败样品分辨开，因此使用其中安装有膜，将每个管分成底部和顶部两个区室的Eppendorf管来进行相似的实验。将厚度为25-100μm的聚丙烯薄膜用作分隔膜。所述分隔膜的孔眼尺寸在数百纳米至几微米的范围内。所述管被构造成使得所述牛奶样品与所述指示剂溶液被所述分隔膜分离开。因此，将牛奶样品中的掩盖因素例如蛋白质、脂肪和糖类的浓胶体基本上与所述指示剂溶液分隔开，后者在底部区室中保持基本上透明。
图4呈现了置于Eppendorf管中的牛奶样品的照片，每个管具有顶部和底部两个区室，它们被分隔膜彼此分隔开。照片示出了新鲜样品(顶部左侧和顶部右侧照片)和腐败的样品(底部左侧和底部右侧照片)。
从具有新鲜牛奶样品的Eppendorf管中的黄色到具有腐败牛奶样品的Eppendorf管中的绿色，存在目测明显的颜色变化。所述颜色变化可以在包含过滤过的牛奶的底部区室处看到。所述结果证实了通过使用分隔膜消除掩盖因素而将新鲜与腐败食品区分开的方法的可行性。
此外，对在含有溴百里酚蓝指示剂的膜分隔的双区室Eppendorf管中新鲜全脂奶的上述样品的颜色变化(RGB标度)进行60h监测，以便定量在腐败过程中观察到的颜色变化。结果提供在图5中，其显示出在牛奶样品腐败后，在红-蓝(圆圈)、绿-蓝(三角形)和红-绿(正方形)颜色范围内存在显著的颜色变化。这种变化再次表明含有指示剂的双区室系统适合于检测或监测食品的腐败。
实施例5：在双区室管中使用甲酚红指示全脂奶的质量
使用5·10-9–1·10-8mol/ml甲酚红作为牛奶腐败的指示剂，在其中装配有分隔膜的Eppendorf管中进行相似的实验。通常，甲酚红是一种pH敏感的指示剂，其颜色从高于pH8.8时的红色变为低于pH 7.2时的黄色。通过聚丙烯分隔薄膜(厚度25-100μm)将管分成两个区室。这种膜的孔眼尺寸在数百纳米至几微米的范围内。所述管被构造成使得一部分所述牛奶样品通过所述膜扩散到底部区室。该部分与牛奶样品中的掩盖因素例如蛋白质、脂肪和糖类的浓胶体分离开，保持基本上透明。
图6示出了被分隔膜分成两个区室的Eppendorf管的照片，其含有甲酚红溶液和新鲜牛奶(顶部左侧和顶部右侧)或处于过渡期的牛奶(即在一定的储存时间后)(中间左侧和中间右侧)或腐败牛奶(底部左侧和底部右侧)。
在这里，从新鲜牛奶样品中的红色到腐败或完全腐败的牛奶样品中的黄色，也存在目测明显的颜色变化，显示出通过从与所述指示剂的反应中消除食品掩盖因素而将新鲜与腐败食品区分开的方法的可行性。
未腐败但不被认为是新鲜的样品(因为它已被储存一定量的时间)的指示可以被称为过渡状态，在此期间牛奶可食用并且没有腐败的指示，即没有臭味或相分离(即使在将牛奶样品与热水混合时)。通常，所述过渡阶段的特征在于pH的少量下降，例如pH可能从6.84变为6.86或从6.72变为6.76。在当前实例中，在室温下，对于大多数样品来说从新鲜到过渡的pH变化在6.82至6.84或6.69至6.70的范围内，但这仍然是绝对可接受的。
此外，对在含有甲酚红指示剂的膜分隔的双区室Eppendorf管中新鲜全脂奶的上述样品的颜色变化(RGB标度)进行70h监测，以便定量在腐败过程中观察到的颜色变化。结果提供在图7中，其显示出在牛奶样品腐败后，在红-蓝(圆圈)、绿-蓝(三角形)和红-绿(正方形)颜色范围内存在显著的颜色变化。这种变化再次表明含有指示剂的双区室系统适合于检测或监测食品的腐败。
实施例6：牛奶稀释度与透明度之间的相关性
用于从由pH指示剂所提供的颜色变化的目测检测中消除牛奶中某些组分的掩盖性质的另一种方法，是使用稀释的牛奶样品。为了评估稀释方法的可行性，对于全脂奶样品和与水混合产生2至20倍稀释的牛奶样品，测量所述牛奶样品在300至700nm范围内的透明度。图8A示出了对于全脂奶(正方形)、2倍稀释的牛奶(菱形)、5倍稀释的牛奶(圆圈)、10倍稀释的牛奶(X)和20倍稀释的牛奶(三角形)来说，牛奶样品在300至700nm范围内的波长下的透明度(以百分率为单位)。图8B是图8A在-0.15％至0.6％透明度范围内的放大图，其中全脂奶(正方形)、2倍稀释的牛奶(菱形)和5倍稀释的牛奶(圆圈)的趋势线彼此充分分离。所述结果表明，尽管用水稀释高达5倍的牛奶样品在透明度上没有显示出显著提高并且仍然浑浊，但稀释10至20倍的牛奶样品显示出透明度的显著提高，在600至700nm的波长下最为明显。
实施例7：稀释牛奶和全脂奶在腐败期间的pH之间的相关性
评估了稀释对腐败检测的影响。在4℃下储存的全脂奶样品和稀释牛奶样品(10倍和20倍)中，对牛奶的pH值进行345小时监测。稀释使用pH＝7.8的微碱性水性溶液获得。图9示出了储存在4℃的牛奶样品的pH随时间的变化：全脂奶样品(三角形)，10倍稀释的牛奶样品(正方形)和20倍稀释的牛奶样品(圆圈)。由于新鲜度随时间下降，对于全和稀释牛奶样品两者来说pH值相应地降低。此外，在所述全脂奶样品和稀释牛奶样品中观察到pH下降之间的良好相关性，在全脂奶的pH曲线与10倍和20倍稀释的牛奶的pH曲线之间计算的相关性值分别为0.947和0.943。所述结果证实了稀释方法在通过消除食品掩盖因素而将新鲜与腐败食品区分开中的可行性。
实施例8：使用甲基红指示稀释牛奶的质量
由于牛奶的浊度造成大多数pH指示剂不能将新鲜牛奶样品与腐败样品区分开，因此使用2·10-9–10-8mol/ml甲基红作为pH指示剂测试了牛奶样品的1:10稀释液。通常，甲基红从低于pH 4.4时的红色变为高于pH 6.2时的黄色。实验设置包括使用水性溶液进行稀释，将初始pH调整到7.16。由于牛奶样品中的掩盖因素例如蛋白质、脂肪酸和糖类的浓胶体被稀释，因此由指示剂提供的颜色指示可见且清楚。图10A示出了与甲基红指示剂溶液混合的新鲜(顶部左侧和顶部右侧)和腐败牛奶(底部左侧和底部右侧)的稀释的(1:10)样品的照片。
从新鲜牛奶样品中的黄色到腐败牛奶样品中的白色存在目测明显的颜色变化，指示了稀释方法在将新鲜与腐败食品区分开中的可行性。应该指出，在甲基红指示剂的情况下，所述颜色变化可能由N＝N键的还原而不是由质子化/去质子化过程引起。已知N＝N键的还原由细菌的作用引起，因此黄色从甲基红溶液的消失指示了由细菌的存在和活性造成的牛奶腐败，而不是通过pH变化。
此外，对含有甲基红的稀释的(1:10)新鲜牛奶的上述样品的颜色变化(RGB标度)进行95h监测，以便定量在腐败过程中观察到的颜色变化。结果提供在图10B中，其显示出在牛奶样品腐败后，在红-蓝(正方形)、绿-蓝(三角形)和红-绿(圆圈)颜色范围内存在显著的颜色变化。这种变化再次表明甲基红pH指示剂适合于检测或监测稀释食品的腐败。
实施例9A：使用细菌指示剂指示全脂奶的质量
正如在实施例3中看到的，除非稀释或通过膜过滤，否则由于牛奶的浊度，大多数pH指示剂不能将新鲜牛奶样品与腐败样品区分开。另一方面，实施例8表明，除了通过pH指示剂探测pH之外，可以通过探测细菌群体的生长来实现牛奶腐败的直接监测。进一步显示，在细菌存在下失去其黄色的甲基红，可以在稀释的食品中用作适合的质量和新鲜度指示剂，尽管它在与牛奶腐败相关的pH中不能起到pH指示剂的作用，建议了使用基于细菌存在的变化或与细菌存在相关的化合物的量的变化的指示。作为结果，使用对细菌的存在敏感，进而指示牛奶腐败的指示剂，使用全脂牛奶进行了实验。
使用Eppendorf管中的全脂奶样品和2·10-8–1.5·10-7mol/ml甲基红作为质量(新鲜/腐败)指示剂，进行了与实施例3和8中呈现的实验类似的实验。与指示剂混合的新鲜样品为黄色(图11A，顶部照片)。在过渡期中(中间照片)和腐败时(底部照片)，牛奶样品是无色的(白色)。
因此，从新鲜牛奶的黄色到腐败牛奶的白色，存在目测明显的颜色变化，确立了甲基红作为食品腐败的指示剂而不需使用稀释或通过膜的过滤的可行性。
使用靛红作为指示剂进行了使用全脂奶的类似实验。通常，靛红是一种pH敏感的指示剂，其颜色从高于pH 13.0时的黄色变为低于pH11.4时的蓝色。当牛奶新鲜时，所述样品–指示剂混合物在制备时制剂中是蓝色的(图11B，顶部)。在腐败期间，所述样品是无色的(白色；图11B，分别为中间和底部)。
从新鲜牛奶中的蓝色到腐败牛奶中的白色的目测明显的颜色变化显示出靛红作为食品质量的指示剂而不需使用稀释或食品样品与指示剂的分离的可行性。
不希望受到任何理论或机制限制，应注意在靛红指示剂的情况下，所述颜色变化可能由C＝C键的还原而不是由质子化/去质子化过程引起。已知该键的还原由细菌的作用引起，因此蓝色从靛红溶液的消失直接通过指示细菌作用而不是通常在细菌群体生长之后的pH变化，指示了牛奶的腐败。
使用酸性红作为质量指示剂进行了使用全脂奶的类似实验。通常，酸性红充当染料，具体来说充当红色食品着色剂。当牛奶新鲜时，所述样品–指示剂混合物在制备时制剂中是粉色的(图11C，顶部)。在腐败期间(中间照片)和腐败时(底部照片)，牛奶样品是无色的。
因此，从新鲜牛奶中的粉色到腐败牛奶中的白色的目测明显的颜色变化表明酸性红作为食品质量的指示剂而不需进行稀释或过滤出干扰组分的可行性。
不希望受到任何理论或机制限制，建议在酸性红存在下的颜色变化可能由N＝N键的还原而不是由质子化/去质子化过程引起。已知该键的还原由细菌作用引起，因此粉色从酸性红溶液的消失是由细菌的存在或细菌作用(而不是通常在细菌群体生长后的pH变化)造成的。
使用柠檬黄作为质量指示剂进行了使用全脂奶的类似实验。通常，柠檬黄充当染料，具体来说充当红色食品着色剂，因此这里首次显示了其作为食品质量指示剂的用途。当牛奶新鲜时，所述样品–指示剂混合物在制备时是黄色的(图11D，顶部)，并且在腐败期间(图11D，中间照片)和腐败时(图11D，底部照片)是无色的。
从新鲜牛奶中的明显黄色到腐败牛奶中的白中带黄的目测颜色变化，显示出柠檬黄作为食品腐败指示剂而不需进行稀释或过滤出干扰组分的可行性。
不希望受到任何理论或机制限制，建议柠檬黄的颜色变化可能由N＝N键的还原而不是由质子化/去质子化过程引起。已知该键的还原由细菌作用引起，因此黄色从柠檬黄溶液的消失对应于细菌作用(而不是通常在细菌群体生长后的pH变化)。
使用溴甲酚绿作为质量指示剂进行了使用全脂奶的类似实验。溴甲酚绿也被称为3',3”,5',5”-四溴-间甲酚-磺酞，类型：HIn+H2O In-+H3O+，pK：4.90。通常，溴甲酚绿是一种pH敏感的指示剂，颜色从高于pH 5.4时的蓝色变为低于pH 3.8时的黄色。当牛奶新鲜时，所述样品–指示剂混合物在制备时是粉色的(图11E，顶部)，并且在腐败期间(图11E，中间照片)和在腐败时(图11E，底部照片)是无色的。
从新鲜牛奶中的粉色到腐败牛奶中的白色(无色)的目测颜色变化，显示出溴甲酚绿充当食品质量的指示剂而不需进行稀释或过滤出干扰组分的可行性。
此外，对在甲基红(图11A)、靛红(图11B)、酸性红(图11C)、柠檬黄(图11D)和溴甲酚绿(图11E)存在下全脂奶样品的颜色变化(RGB标度)进行长达95h监测，以便定量在腐败过程中观察到的颜色变化。对应于甲基红作为指示剂的结果呈现在图11F中，其显示在牛奶样品腐败后在红-蓝(圆圈)、绿-蓝(三角形)和红-绿(正方形)颜色范围内存在显著变化。所述结果支持了甲基红指示剂适合用于全脂奶样品的腐败检测或质量监测的发现。对应于靛红作为指示剂的结果呈现在图11G中，其显示在牛奶样品腐败后在红-蓝(正方形)、绿-蓝(三角形)和红-绿(圆圈)颜色范围内存在显著变化。所述结果支持了靛红指示剂适合用于全脂奶样品的腐败检测或质量监测的发现。对应于酸性红作为指示剂的结果呈现在图11H中，其显示在牛奶样品腐败后在红-蓝(正方形)、绿-蓝(三角形)和红-绿(圆圈)颜色范围内存在显著变化。因此所述结果支持了酸性红是适合用于监测全脂奶质量的指示剂的发现。对应于柠檬黄作为指示剂的结果呈现在图11I中，其显示在牛奶样品腐败后在红-蓝(圆圈)、绿-蓝(三角形)和红-绿(正方形)颜色范围内存在显著变化。因此所述结果支持了柠檬黄是适合用于监测全脂奶质量的指示剂的发现。对应于溴甲酚绿作为指示剂的结果呈现在图11J中，其显示在牛奶样品腐败后在红-蓝(圆圈)、绿-蓝(三角形)和红-绿(正方形)颜色范围内存在显著变化。因此所述结果支持了溴甲酚绿是适合用于监测全脂奶质量的指示剂的发现。
实施例9B：使用细菌指示剂指示全脂奶的质量
如实施例2B中所述通过将500ml原料奶与6gr 0.02％靛红水性溶液在4℃下混合，制备了少量(0.5ml)、中量(1.5ml)和大量(50ml)牛奶样品。所述样品中指示剂的浓度在2·10-8至1.5·10-7mol/ml的范围内。
在4℃中1h后，将所述混合物分成4个50ml样品、两组3个1.5ml样品和15个0.5ml样品。所有样品经测量具有pH＝6.77。在如实施例2B中所述在18-20℃下储存的同时，对所述样品的pH值进行长达60小时监测。在此期间监测含有靛红的牛奶的上述样品的颜色变化(RGB标度)，以便了解在腐败过程中是否观察到可见的变化。
对应于靛红作为指示剂的结果呈现在图11K中，其显示在牛奶样品腐败后在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)颜色范围存在显著变化。此外，图11L示出了红-蓝x绿-蓝x红-绿的乘积，也显示出在牛奶样品腐败后的显著变化。所述结果支持细菌指示剂例如靛红适用于全脂奶样品的腐败检测或质量监测的发现。通过pH变化测量到的腐败与通过靛红颜色变化测量到的腐败之间的相关性可以在图11M中看到，其描绘了在腐败期间测量到的pH相对于在牛奶样品腐败后在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)范围内的RGB反射。
也目测检查了所述少量(0.5ml)和中量(1.5ml)样品。当牛奶新鲜时，所述样品–指示剂混合物在制备时是蓝色的，而在样品腐败期间所述样品是无色的。图11N示出了在两个Eppendorf管中0.5牛奶样品之一(右列)和1.5ml样品之一(左列)的照片；在新鲜时(顶部线；pH＝6.77)，在18-20℃下4h后(从顶部起第二条线；pH＝6.7)，在18-20℃下20h后(从顶部起第三条线；pH＝6.71)，在18-20℃下28h后(从顶部起第三条线；pH＝6.71)，在18-20℃下43h后(从顶部起第四条线；pH＝6.68)，在18-20℃下50h后(从顶部起第五条线；pH＝6.63)，在18-20℃下55h后(从顶部起第六条线；pH＝6.59)和在18-20℃下62h后(底部线；pH＝6.48)。
从新鲜牛奶中的蓝色到腐败牛奶中的白色的目测明显的颜色变化，显示出细菌指示剂例如靛红作为食品质量指示剂而不需使用稀释或食品样品与指示剂的分离的可行性。
实施例10：使用甲基红指示酸奶的质量
正如在实施例3中看到的，由于牛奶的浊度，pH指示剂不能将新鲜牛奶样品与腐败样品区分开。另一方面，在实施例9A和9B中显示，通过监测细菌群体的生长而不是pH可以克服所述浊度，优选地使用非抗细菌性并且通过内部键的还原进行颜色变化的指示剂。
为了扩展本公开的范围，使用绵羊奶酸奶进行实验，绵羊奶酸奶与牛奶相比酸性更高并且更加浑浊，并且与牛奶相比腐败花费的时间更长。
将绵羊奶酸奶样品与作为质量指示剂的甲基红混合，以便证实细菌指示剂在宽的pH范围内有效(延续实施例9A和9B)。所述样品内指示剂的浓度在1.2·10-7–8·10-7mol/ml的范围内。由于酸奶花费更多时间才会腐败，因此所述实验进行150h并在25℃下进行。在0h、45h、66h、90h和150h小时时获取照片和pH测量值。pH值如下：在0h、45h、66h、90h和150h小时后分别为4.27、4.10、4.04、4.06和3.99。
当酸奶新鲜时，所述样品–指示剂混合物在制备时是橙色的(图12，顶部)。随着时间，所述橙色逐渐褪去，直至在150h时消失(完全褪色)(图12，从顶部起第二张照片)。从新鲜酸奶中的橙色到腐败酸奶中的白色的目测明显的逐渐颜色变化，显示出甲基红作为食品质量指示剂而不需使用稀释或食品样品与指示剂的分离、不需进行稀释或过滤出干扰组分的可行性。
此外，对含有甲基红指示剂的酸奶的上述样品的颜色变化(RGB标度)进行150h监测，以便定量在腐败过程中观察到的颜色变化。结果提供在图13中，其显示了在奶样品腐败后在红-蓝(圆圈)、绿-蓝(三角形)和红-绿(正方形)颜色范围内存在显著的颜色变化。这种变化表明甲基红指示剂适合用于酸奶腐败的检测或监测。
实施例11：使用细菌指示剂指示鸡胸的质量
为了进一步扩展本公开的范围，使用鸡胸作为非乳制品食品例如肉类的代表进行了实验。
将鸡胸样品与作为质量指示剂的甲基红混合，以便证实细菌指示剂在广泛的pH范围内有效。所述实验在24℃下进行36h。在0h、24h和36h获取照片和RGB测量值。结果提供在图14中，其显示出在鸡胸样品腐败后在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)颜色范围内存在变化。这种变化表明甲基红指示剂适合用于鸡胸腐败的检测或监测。
当鸡胸新鲜时，所述样品–指示剂混合物是橙色的(图15，左侧照片)。随着时间推移，所述橙色逐渐褪去，正如在24℃下24h后(图15，中间照片)和24℃下36h后(图15，右侧照片)看到的。
使用靛红作为指示剂使用鸡胸进行了类似实验。当肉类新鲜时，所述样品–指示剂混合物在制备时是蓝色的(图16，左侧)。在腐败期间，所述样品褪色(在24h和36h后；图16，分别为中间和右侧)。
从新鲜鸡胸中的蓝色到腐败鸡胸中的褪色的目测明显的颜色变化，显示出靛红作为食品质量指示剂而不需使用稀释或食品样品与指示剂的分离的可行性。
此外，在36h的实验期间监测在靛红存在下鸡胸样品的颜色变化(RGB标度)，以便定量在腐败过程中观察到的颜色变化。对应于靛红作为指示剂的结果呈现在图17中，其显示出在鸡胸样品腐败后在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)范围内存在显著变化。所述结果支持指示剂例如靛红指示剂适用于非乳制品例如鸡肉的腐败检测或质量监测的发现。
使用甲基橙作为指示剂进行了使用鸡胸的类似实验。当鸡肉样品新鲜时，所述样品–指示剂混合物在制备时是橙色的(图18，左侧)。在腐败期间，所述样品褪色(在24h和36h后；图18，分别为中间和右侧)。
从新鲜鸡胸中的蓝色到腐败鸡胸中的褪色的目测明显的颜色变化，显示出甲基橙作为食品质量指示剂而不需使用稀释或食品样品与指示剂的分离的可行性。
此外，在36h的实验期间监测在甲基橙存在下鸡胸样品的颜色变化(RGB标度)，以便定量在腐败过程中观察到的颜色变化。结果呈现在图19中，其显示出在鸡胸样品腐败后在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)范围内存在显著变化。所述结果支持甲基橙指示剂适用于鸡肉制品的腐败检测或质量监测的发现。
实施例12：使用细菌指示剂指示白干酪的质量
为了将本公开的范围进一步扩展到具有各种不同质地的产品，使用白干酪进行了实验。
将白干酪样品与作为质量指示剂的甲基红混合，以便证实细菌指示剂在广泛的pH范围内有效。所述样品内甲基红的浓度在1.2·10-7至8·10-7mol/ml的范围内。所述实验在24℃下进行32h。在0h、15h、24h和36h获取照片和RGB测量值。结果提供在图20，其显示出在白干酪样品腐败后在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)颜色范围内存在变化。此外，图21示出了红-蓝x绿-蓝x红-绿的乘积也显示出白干酪样品腐败后的显著变化。这些变化表明指示剂例如甲基红适合于具有各种不同质地的产品的腐败检测或监测。
当白干酪新鲜时，所述样品–指示剂混合物在制备时是橙色的新鲜(图22，左侧照片)。随着时间，所述橙色逐渐褪去，正如在24℃下15h后(从左侧起第二张照片)、24℃下24h后(从右侧起第二张照片)和24℃下32h后(右侧照片)看到的。
使用靛红作为指示剂使用白干酪进行了类似实验。当白干酪新鲜时，所述样品–指示剂混合物在制备时是蓝色的(图23，左侧)。在腐败期间，所述样品褪色(在15h、24h和32h后；图23，分别为从左侧起第二张照片、从右侧起第二张照片和右侧照片)。
从新鲜白干酪中的蓝色到腐败白干酪中的褪色的目测明显的颜色变化，显示出指示剂例如靛红指示食品质量而不需使用稀释或食品样品与指示剂的分离的可行性。
此外，在32h的实验期间监测在靛红存在下白干酪样品的颜色变化(RGB标度)，以便定量在腐败过程中观察到的颜色变化。对应于靛红作为指示剂的结果呈现在图24中，其显示出在白干酪样品腐败后，在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)范围内存在显著变化。此外，图25示出了红-蓝x绿-蓝x红-绿的乘积也显示出白干酪样品腐败后的显著变化。这些结果支持指示剂例如靛红适合于奶酪制品的腐败检测或质量监测的发现。
使用甲基橙作为指示剂使用白干酪进行了类似实验。当奶酪新鲜时，所述样品–指示剂混合物在制备时是橙色的(图26，左侧)。在腐败期间，所述样品褪色(在15h、24h和32h后；图26，分别为从左侧起第二张照片、从右侧起第二张照片和右侧照片)。从新鲜白干酪中的橙色到腐败白干酪中的褪色的目测明显的颜色变化，显示出甲基橙作为食品质量指示剂而不需使用稀释或食品样品与指示剂的分离的可行性。
此外，在32h的实验期间监测在甲基橙存在下白干酪样品的颜色变化(RGB标度)，以便定量在腐败过程中观察到的颜色变化。结果呈现在图27中，其显示出在鸡胸样品腐败后，在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)范围内存在显著变化。此外，图28示出了红-蓝x绿-蓝x红-绿的乘积也显示出白干酪样品腐败后的显著变化。这些结果支持甲基橙指示剂适合于奶酪制品的腐败检测或质量监测的发现。
使用溴酚蓝作为指示剂使用白干酪进行了类似实验。当白干酪新鲜时，所述样品–指示剂混合物在制备时是蓝色的(图29，左侧)。在腐败期间，所述样品褪色成浅蓝色(在15h、24h和32h后；图29，分别为从左侧起第二张照片、从右侧起第二张照片和右侧照片)。
从新鲜白干酪中的蓝色到腐败白干酪中的褪色的目测明显的颜色变化，显示出溴酚蓝作为食品质量指示剂而不需使用稀释或食品样品与指示剂的分离的可行性。
此外，在32h的实验期间监测在溴酚蓝存在下白干酪样品的颜色变化(RGB标度)，以便定量在腐败过程中观察到的颜色变化。对应于溴酚蓝作为指示剂的结果呈现在图30中，其显示出在白干酪样品腐败后，在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)范围内存在显著变化。此外，图31示出了红-蓝x绿-蓝x红-绿的乘积也显示出白干酪样品腐败后的显著变化。这些结果支持溴酚蓝指示剂适合于奶酪制品的腐败检测或质量监测的发现。
使用酸性红作为指示剂使用白干酪进行了类似实验。当白干酪新鲜时，所述样品–指示剂混合物在制备时是粉色的(图32，左侧)。在腐败期间，所述样品褪色成浅蓝色(在15h、24h和32h后；图32，分别为从左侧起第二张照片、从右侧起第二张照片和右侧照片)。
从新鲜白干酪中的粉色到腐败白干酪中的褪色的目测明显的颜色变化，显示出酸性红作为食品质量指示剂而不需使用稀释或食品样品与指示剂的分离的可行性。
此外，在32h的实验期间监测在酸性红存在下白干酪样品的颜色变化(RGB标度)，以便定量在腐败过程中观察到的颜色变化。对应于酸性红作为指示剂的结果呈现在图33中，其显示出在白干酪样品腐败后，在红-蓝(虚线，三角形)、绿-蓝(虚线，正方形)和红-绿(实线，圆圈)范围内存在显著变化。此外，图34示出了红-蓝x绿-蓝x红-绿的乘积也显示出白干酪样品腐败后的显著变化。这些结果支持酸性红指示剂适合于奶酪制品的腐败检测或质量监测的发现。
实施例13：使用细菌指示剂的组合指示全脂奶的质量
正如实施例9A和9B中看到的，对细菌群体的增加做出响应改变颜色的指示剂允许将新鲜牛奶样品与腐败样品区分开，尽管牛奶的浊度具有掩盖效应。有趣的是确定超过一种指示剂的组合是否可以用于监测食品的质量。
使用全脂奶样品和甲基红与酸性红的组合进行了实验。当牛奶新鲜时，所述样品–指示剂混合物在制备时是橙色的(图35A，顶部)，并且在腐败期间在36h后(中间照片)和在腐败时在80h后(底部照片)颜色变为粉色。
此外，对含有甲基红-酸性红指示剂组合的牛奶的上述样品的颜色变化(RGB标度)进行80h监测，以便定量在腐败过程中观察到的颜色变化。结果提供在图35B中，其显示出在牛奶样品腐败后，在红-蓝(圆圈)、绿-蓝(三角形)和红-绿(正方形)颜色范围内存在显著的颜色变化。这种变化表明甲基红-酸性红指示剂组合适合于检测或监测食品的腐败。
实施例14：使用细菌指示剂和过渡金属的组合指示全脂奶的质量
使用全脂奶样品和甲基红与Cr(III)的组合进行了实验。当牛奶新鲜时，所述样品–指示剂混合物在制备时是黄色的(图36A，顶部)，并且颜色在腐败期间在36h后变为浅黄色(中间照片)并在腐败时在80h后(底部照片)变为白色。
此外，对含有甲基红-Cr(III)指示剂组合的牛奶的上述样品的颜色变化(RGB标度)进行80h监测，以便定量在腐败过程中观察到的颜色变化。结果提供在图36B中，其显示出在牛奶样品腐败后，在红-蓝(圆圈)、绿-蓝(三角形)和红-绿(正方形)颜色范围内存在显著的颜色变化。这种变化表明甲基红-Cr(III)指示剂组合适合于检测或监测食品的腐败。实验使用全脂奶样品和甲基红与Cr(III)的组合进行。
实施例15：控制腐败期间的颜色变化点
在50ml管中，从同一批原料奶制备全脂奶和x10稀释牛奶的样品。每种样品如下所述添加一种指示剂：样品1为全脂奶添加靛红指示剂，指示剂浓度为2.78·10-8mol/ml(WM1-IC)；样品2为全脂奶添加靛红指示剂，指示剂浓度为7.13·10-8mol/ml(WM3-IC)；样品3为全脂奶添加甲基红指示剂，指示剂浓度为1.46·10-8mol/ml(WM5-MR)；样品4为x10稀释牛奶添加靛红指示剂，指示剂浓度为1.5·10-8mol/ml(M10-2-IC)；样品5为x10稀释牛奶添加靛红指示剂，指示剂浓度为8·10-9mol/ml(M10-1-IC)；样品6为x10稀释牛奶添加溴甲酚绿，指示剂浓度为2·10-9mol/ml(M10-5-BC)。样品4-6内的指示剂浓度在2·10-9–1.5·10-8mol/ml的范围内。所有样品保持在20℃下并监测pH、细菌计数和颜色变化。结果提供在图37A中，其显示出腐败期间牛奶样品中的总细菌计数(实线)和pH(虚线)随监测时间的变化。双向箭头指示根据上面样品1至6的记号，在指示剂溶液中发生颜色变化的时间点。斜箭头指示在牛奶腐败过程中发生相分离的时间点。在同一样品中初始指示剂浓度与总细菌计数之间见证了显著的相关性(R2～0.982)。
图37B是图37A的图的一部分，其聚焦于腐败的时间段(第16-70小时)。
从上述结果可以推断，使用细菌指示剂，可以通过改变指示系统设置，例如通过改变指示剂或指示剂浓度和控制稀释度，来控制腐败期间颜色变化的时间点。此外，上述结果显示，所述指示剂溶液的颜色与总细菌计数和pH两者相关。
实施例16：指示剂和全脂奶之间pH和总细菌计数的相关性
在50ml容器中制备了(a)不含指示剂、(b)含有靛红组I、(c)含有靛红组II和(d)含有甲基红的全脂奶样品。同样地，在50ml容器中制备了(a)含有靛红组III、(b)含有靛红组IV和(c)含有溴甲酚绿的稀释牛奶样品(x10)。
按照授权微生物学实验室的乳制品样品的标准流程，将所述样品保持在20℃下并对样品的细菌计数进行66小时监测。结果提供在图38中，其显示了不含指示剂(实线，圆圈)、含有靛红组I(虚线，菱形)、含有靛红组II(虚线，正方形)和含有甲基红(虚线，三角形)的全脂奶样品以及含有靛红组III(虚线，正方形并带有X标志)、含有靛红组IV(虚线，“+”标志)和溴甲酚绿(实线，正方形)的x10稀释牛奶样品的细菌计数。牛奶/指示剂样品中的细菌计数相对于全脂奶中的细菌计数的R2相关性使用Microsoft Excel来计算。结果为：对于含有靛红组I的全脂奶样品来说R2＝0.9886；对于含有靛红组II的全脂奶样品来说R2＝0.9184；对于含有甲基红的全脂奶样品来说R2＝0.9033；对于含有靛红组III的稀释牛奶样品来说R2＝0.7896；对于含有溴甲酚绿的稀释牛奶样品来说R2＝0.7996；并且对于含有靛红组III的稀释牛奶样品来说R2＝0.8691。结果表明，指示剂的存在不显著影响细菌的繁殖。因此，这些指示剂可用作本文中公开的两部分装置的一部分，其中根据某些实施方式，所述稀释的食品以与待监测的食品样品大约相同的速率变得腐败。
具体实施方式的前述描述充分揭示了本发明的总体本质，使得其他人可以利用现有知识容易地修改和/或改造这些具体实施方式的各种不同应用，而不需过多实验并且不背离所述一般性概念，并且因此这些改造和修改应该并且打算被包含在所公开的实施方式的等同性意义和范围之内。应该理解，在本文中使用的短语或术语是出于描述而不是限制的目的。用于执行所公开的各种不同功能的手段、材料和步骤可以采取各种不同的可替选形式，而不背离本发明。

Claims (37)

1.一种用于监测食品新鲜度的装置，所述装置包含：
(a)所述装置内的、含有食品的至少一个食品包装；和
(b)至少一个仓室，所述仓室包含所述食品的样品和包含至少一种指示剂的组合物，其中所述仓室内的食品样品与所述食品包装内的所述食品相比被稀释；
其中至少一个仓室被附连到所述至少一个食品包装或所述装置；和
其中所述至少一个仓室是非渗透性三维结构。
2.一种用于监测食品新鲜度的装置，所述装置包含：
(a)含有食品的至少一个食品包装；和
(b)至少一个仓室，所述仓室包含所述食品的样品和包含至少一种指示剂的组合物，其中所述仓室内的食品样品与所述食品包装内的所述食品相比被稀释；
其中至少一个仓室被附连到所述至少一个食品包装；和
其中所述至少一个仓室是非渗透性三维结构。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述至少一个仓室内的食品样品与所述食品包装内的所述食品相比被稀释到1％至50％。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述至少一个仓室包含透明窗，使得所述仓室的至少一部分是可以通过所述透明窗从外部观察的。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其中至少一种指示剂选自细菌指示剂、氧化还原指示剂和pH指示剂。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述至少一种指示剂以一定浓度提供，使得它对所述食品样品的腐败做出响应而改变其颜色。
7.根据权利要求5所述的装置，其中至少一种指示剂是pH指示剂。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述指示剂在小于0.1pH单位的pH变化后改变颜色。
9.根据权利要求5所述的装置，其中至少一种指示剂是细菌指示剂。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述细菌指示剂不含季铵盐和季胺组成部分。
11.根据权利要求9所述的装置，其中所述细菌指示剂在存在高于预定阈值的细菌群体的情况下提供可检测的指示。
12.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述组合物包含多种指示剂。
13.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述至少一种指示剂选自溴百里酚蓝、甲酚红、酚红、甲基红、溴甲酚蓝、靛红、酸性红、柠檬黄、溴甲酚绿和甲基橙。
14.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述组合物还包含至少一种过渡金属组成部分。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述过渡金属组成部分包含Cr(III)。
16.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述仓室还包含水性溶剂。
17.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述食品包含乳制品。
18.一种用于监测食品新鲜度的装置，所述装置包含：
所述装置内的、含有食品的至少一个食品包装，和
至少一个仓室，所述仓室包含
所述食品的样品；
包含至少一种指示剂的组合物；和
通过膜彼此分隔开的多个区室；
其中至少一个仓室被附连到所述至少一个食品包装或所述装置；和
其中所述至少一个仓室是非渗透性三维结构。
19.一种用于监测食品新鲜度的装置，所述装置包含：
含有食品的至少一个食品包装，和
至少一个仓室，所述仓室包含
所述食品的样品；
包含至少一种指示剂的组合物；和
通过膜彼此分隔开的多个区室；
其中至少一个仓室被附连到所述至少一个食品包装；和
其中所述至少一个仓室是非渗透性三维结构。
20.根据权利要求18或19所述的装置，其中所述膜不能透过平均尺寸分布大于10nm的粒子。
21.根据权利要求18或19所述的装置，其中所述膜不能透过水不溶性胶体材料。
22.根据权利要求18或19所述的装置，其中所述膜不能透过脂肪酸和蛋白质。
23.根据权利要求18或19所述的装置，其中所述膜包含平均尺寸在0.01微米至1微米范围内的孔眼。
24.根据权利要求18或19所述的装置，其中所述膜具有10％至80％的孔隙率。
25.根据权利要求18或19所述的装置，其中所述多个区室包含第一和第二区室，所述第一区室包含所述食品的样品，并且所述第二区室包含所述食品的样品的过滤过的部分。
26.根据权利要求25所述的装置，其中所述第二区室包含透明窗，使得所述区室的至少一部分是可以通过所述透明窗从外部观察的。
27.根据权利要求18或19所述的装置，其中所述至少一个仓室内的所述食品的样品与所述食品包装内的所述食品相比被稀释。
28.一种用于监测食品新鲜度的装置，所述装置包含：
所述装置内的、含有食品的至少一个食品包装，和
至少一个仓室，其中所述至少一个仓室包含所述食品的样品和包含至少一种细菌指示剂的组合物；
其中至少一个仓室被附连到所述至少一个食品包装或所述装置；和
其中所述至少一个仓室是非渗透性三维结构。
29.一种用于监测食品新鲜度的装置，所述装置包含：
含有食品的至少一个食品包装，和
至少一个仓室，其中所述至少一个仓室包含所述食品的样品和包含至少一种细菌指示剂的组合物；
其中至少一个仓室被附连到所述至少一个食品包装；和
其中所述至少一个仓室是非渗透性三维结构。
30.根据权利要求28或29所述的装置，其中至少一种细菌指示剂在选自N＝N键和C＝C键的内部双键还原后提供指示。
31.根据权利要求28或29所述的装置，其中所述至少一种细菌指示剂不是抗细菌的。
32.根据权利要求28或29所述的装置，其中所述至少一种细菌指示剂不含季铵盐和季胺组成部分。
33.根据权利要求28或29所述的装置，其中所述细菌指示剂在存在高于预定阈值的细菌群体的情况下提供可检测的指示。
34.根据权利要求28或29所述的装置，其中至少一种细菌指示剂选自甲基红、靛红、酸性红、柠檬黄、溴甲酚绿及其组合。
35.根据权利要求28或29所述的装置，其中至少一种细菌指示剂包含偶氮染料。
36.根据权利要求28或29所述的装置，其中所述至少一个仓室还包含至少一种过渡金属组成部分。
37.根据权利要求36所述的装置，其中所述至少一种过渡金属组成部分包含Cr(III)。
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