CN1894420A - 确定产品是否处于待使用或待消费状态的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及确定产品是否处于待使用或待消费状态的方法和装置,其中所述产品计划保存于限制其降解的温度条件下一段时间。根据本发明,一种指示物与所述产品相关,所述指示物提供:(i)指示产品可使用或消费的信号;和(ii)超过保存期限以后,指示产品使用或消费状态变化的信号,所述期限依赖于产品保存条件。这样使得当产品保存于比标准或推荐条件更好条件下时,所述指示物提供产品可以使用或消费更长时间的信息,或者当产品保存于比标准或推荐条件更差条件下时,提供产品可以使用或消费更短时间的信息。
Description
本发明涉及确定产品是否处于待使用或待消费状态的方法和指示物,其中所述产品计划在限制其降解的温度条件下保存一段时间。
在公开号WO 03/025529的国际专利申请中描述了系统性和自动化检测产品的方法,所述产品在分销网络的保存依赖于温度,尤其是经历冷链(cold chain)的产品。
在这个已有申请所述的方法中提供一种标志物,当产品温度超过特定温度阈值或当保存条件偏离特定参照水平时,该标志物改变状态,这些条件或者是超过特定温度阈值比特定时期更长的时间,或者是超过特定保存期。
换句话说,该已有文件所述方法提供依赖于超过特定时间或温度阈值或限制的指示。
热敏感产品、尤其是食品,是连续依赖于时间和温度之间联系的产品。保存温度的存在只是使保证一定产品使用期成为可能的一种推荐条件。
这尤其适用于新鲜食品。
实际上,标准,尤其是食品标准,要求根据温度和保存时间条件按期消费或使用。例如,对于应保存于0℃到+4℃的产品,当局确定的按期消费包括与冷链合理中断相对应的将产品暴露于较高温度(+8℃)更长或更短时间(AFNOR standard NF V01-003)。
本发明从这种现象出发,即因为是基于预设的保存条件而确定,按期使用通常并非最佳。例如,对于应保存于0℃到+4℃的易腐产品,在所述标准提供暴露于+8℃温度而中断冷链的条件下,如果产品没有暴露于高于+4℃的温度,与标准指示的时间相比,使用期可以延长。这意味着尽管有些产品可以被消费却没有被消费,这构成实践和经济方面的明显缺陷。
因此,在根据本发明的方法中,将具有依赖于时间和温度的特征的指示物与易腐产品一起组合,所述特征与所述产品的对应特征相似。根据产品的保存条件,该指示物提供有关易腐产品使用或消费可能性的信息;
当产品保存于比标准条件更好的条件下时,该指示物提供使产品可以使用或消费更长时间的信息,
而当产品保存于比标准条件更差的条件下时,该指示物提供使产品可以使用或消费更短时间的信息。
因此,用这种方法,使用或消费期限作为产品的实际温度和保存期条件的函数而变化;制造商在包装易腐产品时记录的消费期限或最佳使用期限变成动态的,并因此依赖于产品的实际条件。例如,对于食品,如果温度条件更差,保存期将缩短;相反,如果温度条件更好,使用期限将延长,如图15所示。
在这些条件下,使用期限与规定提供的相比可以大大延长。举例来说,消费者可能冷冻具有特定消费期限的新鲜产品,一旦被冷冻,该产品可以保存几周,甚至几个月,并因此可以在远超过易腐产品上标记的使用期限时消费,如图16所示。所述方法考虑到产品在冷冻之前的实际降低过程在冷冻期间不再继续,并指示解冻以后产品仍可以消费,直至指示条件变化,消费者现在还不能得到这些信息。
让我们假设消费者购买消费期限为正常保存条件下包装后7天的易腐产品。让我们假设他决定在消费期限过期2天前冷冻该产品。因为在-18℃冷冻停止了微生物对产品的降解,消费者可以决定一个月以后解冻其产品并在接下来的几天内消费。因此消费者没有任何信息能使他知道他可以消费该易腐产品直到何时。如所述,本发明方法可以对该问题作出应答,因为它考虑到产品在冷冻之前、之中和之后的实际降解。如此,消费者将有一种指示物,该指示物在无状态变化时将向他确认他可以消费该产品;而如果解冻以后消费者保持该产品在冷藏箱中太长,该指示物将通过状态变化向他提供该产品不再能被消费的信号。这在图13中示出。
另外,众所周知,通常强烈建议不要再冷冻已经被解冻的产品,具体是因为起初存在于产品中的细菌生长的风险。用本发明,也可以控制这种风险,因为指示物具有与产品对应特征相似的依赖于时间和温度的特征。如此,指示物将经历与易腐产品相同的过程,并且可以再次冷冻,从而指示物状态的变化涉及产品暴露于导致降解的温度的所有期间。
然而,本发明不局限于食品。其他产品如药物、疫苗和待输血液必须保存于预定温度范围内,偏离该范围(向上或向下)可能引起使用期限提前。同样地,如果产品保存于最优条件下,使用期限可能延长。
通常,即使应保存于某一温度范围,如果产品具有最佳保存温度,那么与该最佳温度越近,消费期限或使用期限将可以增加越多。
人们注意到,与现有技术相比,尤其是涉及食品保存领域的现有技术相比,本发明不限于指示物可用于产品保存温度超出限制的情况,而且可应用于产品的正常保存条件。因此,本发明不仅仅是超过阈值的简单指示物。而且,它还是易腐产品的实际、动态消费期限或动态使用期限。
优选提供含有微生物物质的指示物,尤其是当所讨论易腐产品是食品或生物制品时。
在一个实施方案中,提供产酸微生物物质指示物,并通过跟踪培养基的pH过程来测量这种微生物物质的活性,这种过程通常是酸化;从而,只要pH没有降到预定值以下,指示物发出产品可以消费的信号;并且当pH降到预定值以下时,指示物发出产品不再能被消费的信号。
在此情况下,为跟踪指示物中的pH过程,酪蛋白被加入,例如加入到含微生物物质的培养基中,当pH值降低到某个值以下时它们形成沉淀,从而改变培养基的外观。
如此,本发明涉及确定产品是否处于待使用或待消费状态的方法,该产品计划在某温度条件下保存一段限制其降解的时间,指示物与产品组合的方法,使得提供指示产品可以使用或消费的信号,并在超过保存期限后,提供指示产品的可能使用或消费状态变化的信号,该期限依赖于产品保存条件,
从而使得当产品保存于比标准或推荐条件更好条件下时,所述指示物提供产品可以使用或消费更长时间的信息,或者当产品保存于比标准或推荐条件更差条件下时,所述指示物提供产品可以使用或消费更短时间的信息。
优选提供含有微生物物质的指示物。
在一个实施方案中,提供含酸化微生物物质的指示物,并通过显示剂产生信号,指示当微生物物质所处介质pH降低到预定值以下时的状态变化。
在一个实施方案中,当pH降低到预定值以下时显示剂形成沉淀。
这种显示剂例如包含酪蛋白。
在一个实施方案中,显示剂包含至少一种颜色指示物。
所述颜色指示物,例如,选自:茜素(Alizarine)、茜素磺酸钠、茜素红、苯并红紫、苯甲酰金胺G、苯甲酰乙基金胺、间苯二酚蓝、溴氯酚蓝、溴甲酚绿、溴酚蓝、胭脂红酸、2,4-二硝基苯酚、4-(4-二甲基氨基-1-萘基偶氮基)-3-茴香醚磺酸、α-二硝基苯酚、β-二硝基苯酚、γ-二硝基苯酚、4,4-双(邻-甲苯三氮烯基)-2,2′-茋二磺酸二钠、4,4-双(对-二甲基氨基苯基偶氮)-2,2′-茋二磺酸二钠、4-(对-乙氧基苯基偶氮)-间-苯撑-二胺单盐酸盐、乙基红、乙基橙、六甲氧基红、醌醇sulfonaphthalein、间苯二酚蓝、四碘荧光素、lasmoid、N,N-二甲基-对-(间-甲苯偶氮基)-苯胺、4′-甲氧基-2.4-二氨基偶氮苯、甲基红、甲基红alphazurin、α-萘胺、α-萘氨基偶氮苯、萘红、肟蓝、4′-氧-3′-甲基-2.4-二氨基偶氮苯、4′-氧-2.4-二氨基偶氮苯、4-苯偶氮基-1-萘胺、副品红-六-乙酸、对硝基苯酚、对-乙氧基柯衣定、对-硫-邻-甲氧基苯偶氮二甲基-α-萘胺、刚果红、紫红、刃天青、萘红、四溴甲酚、四碘苯酚磺基酞(tetraiodophenolsulfophthalein)、玫红酸、dithiozone、铬蓝、溴甲酚紫、靛胭脂红、卡可西灵、calceine、曙红extra、eriochromocyanine、噻唑黄、铬黑T(eriochromium black T)、α-硝基-β-萘酚、三号橙(orange III)、甲基红、罗丹明B、rhodazonate钾、麝香草酚磺基酞(thymolsulfophthalein)、氯化铑、三羟基-2,6,7-苯基-9异呫吨(isoxanthene)、氧化钍、二甲苯橙四钠盐、花色素类、酚酞、苯并红紫4B、苯并红紫B、α-萘红盐酸盐、石蕊、甲基红、混合指示剂、间苯二酚蓝。
在一个实施方案中,为使指示物适合产品,选择以下参数中至少一个:微生物物质的性质、该微生物物质的量、营养物的性质、营养物的量、微生物物质产酸所需元素的性质和这些元素的量、微生物所处介质的结构改进剂的性质和这种结构改进剂的量、介质的起始pH、影响介质aw[水活度]的参数、用于测量pH降低的显示剂的性质和这种显示剂的量、确定该显示剂改变状态的pH的参数。
选择那些参数,例如,使得当产品在标准或推荐条件下保存预定期限以后,将出现指示状态改变的信号。
可以选择参数使得当产品不再能被消费时将出现指示状态改变的信号。
在一个实施方案中,在标准或推荐条件下,选择指示物的参数使得在一段时间后出现指示状态改变的信号,通过将其从微生物物质酸化的最佳值移开而修饰这些参数中的一种,可以增加这段时间。
在一个实施方案中,微生物物质选自乳酸菌科,优选乳杆菌属、肠球菌属、肉杆菌属、明串珠菌属和魏斯氏菌属。
在一个实施方案中,微生物物质选自以下物种:栖鱼肉杆菌、Lactobacillusfuchuensis和肠膜明串珠菌。
在一个实施方案中,营养物包含碳源和氮源,优选还包含无机盐和/或维生素和/或微量元素。
碳源,例如,选自下组的糖:甘油、赤藓糖醇、D-阿拉伯糖、L-阿拉伯糖、核糖、D-木糖、L-木糖、阿东糖醇、β-甲基木糖苷、半乳糖、D-葡萄糖、D-果糖、D-甘露糖、L-山梨糖、鼠李糖、卫矛醇、肌醇、甘露醇、山梨糖醇、α-甲基-D-甘露糖苷、α-甲基-D-葡萄糖苷、N-乙酰-葡萄糖胺、扁桃苷、熊果苷、七叶苷、水杨苷、纤维二糖、麦芽糖、乳糖、蜜二糖、蔗糖、海藻糖、菊糖、松三糖、D-棉子糖、淀粉、糖原、木糖醇、β-龙胆二糖、D-松二糖、D-来苏糖、D-塔格糖、D-岩藻糖、L-岩藻糖、D-阿糖醇、L-阿糖醇、葡萄糖酸盐、2-酮代葡萄糖酸盐、5-酮代葡萄糖酸盐。
结构改进剂,例如,选自:琼脂、琼脂糖、明胶、黄原胶、硬葡聚糖、瓜尔胶。
在一个实施方案中,当不与产品组合时,指示物是被灭活的,而当与产品组合时被活化。
灭活例如可以通过下组的手段实施:冷冻、微囊化微生物物质和/或营养物,和分成间隔。
在一个实施方案中,通过选自下组的物理作用活化指示物:压力变化、温度变化、所暴露辐射的波长变化。
在一个实施方案中,微生物物质可以被冻结和解冻。
本发明还涉及上述方法在食品类型或生物或药物产品上的应用。
本发明还涉及上述方法在食品上的应用,其中指示物被参数化,使得当产品保存温度接近最佳保存温度时指示状态改变的信号出现被延迟很多。
本发明还涉及上述方法在计划保存于0℃到约+4℃的食品上的应用,并且其中指示物包含在低于或等于约+4℃的温度下具有酸化活性的微生物物质。
如此,本发明还涉及确定产品是否处于待使用或待消费状态的装置,该产品计划在某温度条件下保存一段限制其降解的时间,该装置包含计划与产品组合的至少一种指示物,使得该指示物提供指示产品可以使用或消费的信号,并在超过保存期限后,提供指示产品的可能的使用或消费状态变化的信号,该期限依赖于产品保存条件,
从而使得当产品保存于比标准或推荐条件更好条件下时,所述指示物提供产品可以使用或消费更长时间的信息,或者当产品保存于比标准或推荐条件更差条件下时,所述指示物提供产品可以使用或消费更短时间的信息。
优选地,指示物含有微生物物质。
在一个实施方案中,装置包含含酸化微生物物质的指示物、显示剂和提供信号的物质,所述信号指示当微生物物质所述介质pH降低到预定值以下时的状态变化。
例如,显示剂是这样的,使得当pH降低到预定值以下时显示剂形成沉淀。
在一个实施方案中,显示剂包含酪蛋白。
在一个实施方案中,显示剂包含至少一种颜色指示物。
在一个实施方案中,所述颜色指示物包括于下组:茜素、茜素钠磺酸盐、茜素红、苯并红紫、苯甲酰金胺G、苯甲酰乙基金胺、间苯二酚蓝、溴氯酚蓝、溴甲酚绿、溴酚蓝、胭脂红酸、2,4-二硝基苯酚、4-(4-二甲基氨基-1-萘基偶氮基)-3-茴香醚磺酸、α-二硝基苯酚、β-二硝基苯酚、γ-二硝基苯酚、4,4-双(邻-甲苯三氮烯基)-2,2′-茋二磺酸二钠、4,4-双(对-二甲基氨基苯基偶氮)-2,2′-茋二磺酸二钠、4-(对-乙氧基苯基偶氮)-间-苯撑-二胺单盐酸盐、乙基红、乙基橙、六甲氧基红、醌醇sulfonaphthalein、间苯二酚蓝、四碘荧光素、lasmoid、N,N-二甲基-对-(间-甲苯偶氮基)-苯胺、4′-甲氧基-2.4-二氨基偶氮苯、甲基红、甲基红alphazurin、α-萘胺、α-萘氨基偶氮苯、萘红、肟蓝、4′-氧-3′-甲基-2.4-二氨基偶氮苯、4′-氧-2.4-二氨基偶氮苯、4-苯偶氮基-1-萘胺、副品红-六-乙酸、对硝基苯酚、对-乙氧基柯衣定、对-硫-邻-甲氧基苯偶氮二甲基-α-萘胺、刚果红、紫红、刃天青、萘红、四溴甲酚、四碘苯酚磺基酞(tetraiodophenolsulfophthalein)、玫红酸、dithiozone、铬蓝、溴甲酚紫、靛胭脂红、卡可西灵、calceine、曙红extra、eriochromocyanine、噻唑黄、铬黑T(eriochromium black T)、α-硝基-β-萘酚、三号橙(orange III)、甲基红、罗丹明B、rhodazonate钾、麝香草酚磺基酞(thymolsulfophthalein)、氯化铑、三羟基-2,6,7-苯基-9异呫吨(isoxanthene)、氧化钍、二甲苯橙四钠盐、花色素类、酚酞、苯并红紫4B、苯并红紫B、α-萘红盐酸盐、石蕊、甲基红、混合指示剂、间苯二酚蓝。
在一个实施方案中,指示物的至少一个参数使得指示物适合产品,所述参数包括于下组:微生物物质的性质、该微生物物质的量、营养物的性质、营养物的量、微生物产酸所需元素的性质和这些元素的量、微生物所处介质的结构改进剂的性质和这种结构改进剂的量、介质的起始pH、影响介质aw[水活度]的参数、用于测量pH降低的显示剂的性质和这种显示剂的量、确定该显示剂改变状态的pH的参数。
在一个实施方案中,指示物参数例如使得当产品在标准或推荐条件下保存预定期限以后,将出现指示状态改变的信号。
在一个实施方案中,装置包含指示物,其中参数如此选择,使得当产品不再能被消费或使用时,将出现指示状态改变的信号。
在一个实施方案中,微生物物质选自乳酸菌科,优选乳杆菌属、肠球菌属、肉杆菌属、明串珠菌属和魏斯氏菌属。
在一个实施方案中,微生物物质被归入以下物种:栖鱼肉杆菌、Lactobacillusfuchuensis和肠膜明串珠菌。
在一个实施方案中,营养物包含碳源和氮源,优选还包含无机盐和/或维生素和/或微量元素。
碳源,例如,选自下组的糖:甘油、赤藓糖醇、D-阿拉伯糖、L-阿拉伯糖、核糖、D-木糖、L-木糖、阿东糖醇、β-甲基木糖苷、半乳糖、D-葡萄糖、D-果糖、D-甘露糖、L-山梨糖、鼠李糖、卫矛醇、肌醇、甘露醇、山梨糖醇、α-甲基-D-甘露糖苷、α-甲基-D-葡萄糖苷、N-乙酰葡萄糖胺、扁桃苷、熊果苷、七叶苷、水杨苷、纤维二糖、麦芽糖、乳糖、蜜二糖、蔗糖、海藻糖、菊糖、松三糖、D-棉子糖、淀粉、糖原、木糖醇、β-龙胆二糖、D-松二糖、D-来苏糖、D-塔格糖、D-岩藻糖、L-岩藻糖、D-阿糖醇、L-阿糖醇、葡葡萄酸盐、2-酮代葡萄糖酸盐、5-酮代葡萄糖酸盐。
在一个实施方案中,结构改进剂包括在下组中:琼脂、琼脂糖、明胶、黄原胶、硬葡聚糖、瓜尔胶。
在一个实施方案中,当不与产品组合时,指示物是灭活的,而当与产品组合时被活化。
在一个实施方案中,灭活例如可以通过包括于下组的手段实施:冷冻、微囊化微生物物质和/或营养物,和分成间隔。
在一个实施方案中,通过选自下组的物理作用活化指示物:压力变化、温度变化、所暴露辐射的波长变化。
在一个实施方案中,微生物物质可以被冻结和解冻。
在一个实施方案中,指示物的形式是标签,优选是自粘性标签。
在一个实施方案中,指示物包括至少一面,其中一个区域可以观察显示剂产生的信号。
在一个实施方案中,所述标签包含多个内部间隔,例如胶囊,使它可以在某个时段中使组成成分相隔离,所述间隔的壁能用任何合适手段破裂,例如通过向标签施加压力。
通过阅读不同实施方案的说明,本发明的其它特性和优点将是显而易见的,并提供附图作为这些说明的参考,其中:
图1表示作为时间函数,不同菌株在低温下对介质的酸化;
图2表示菌株CRYO-CB002在不同温度下的生长;
图3表示具有10或20g/L葡萄糖、乳糖、半乳糖、果糖或蔗糖时菌株CRYO-CB002的生长速度;
图4表示一种乳酸菌对介质酸化的动力学的实例;
图5表示作为明胶浓度和Bloom强度函数的凝胶强度曲线;
图6表示两种保存条件下作为菌株CRYO-CB002不同起始量的函数的介质pH曲线;
图7表示作为明胶浓度函数的pH曲线;
图8表示具有不同甘油浓度时菌株CRYO-CB002对介质的酸化;
图9表示在两种温度下,作为起始pH的函数,菌株CRYO-CB002对介质的酸化速度;
图10表示存在2%葡萄糖或2%甘露醇时菌株CRYO-CB002(起始量1×104U)对介质的酸化;
图11的照片显示乳酸菌对介质酸化期间酪蛋白沉淀和混合指示物的变化;
图12表示根据本发明的标签;
图13显示本发明的一个优点;
图14显示成卷的根据本发明的指示物和组合指示物与产品的方式;
图15和16表示根据本发明方法的应用实例的图解。
此处重述易腐产品的消费期限或最佳使用期限的确定(AFNOR标准NFV-01-003)。对于易腐产品,货架期被确定为平均保存温度的函数。
AFNOR标准NF V-01-003,于2004年2月生效,涉及食品卫生和安全,提供建立用于验证易腐、冷藏食品的微生物学货架期的老化试验方案的指导。它描述评价微生物学易腐产品的消费期限或最佳使用期限的方法。
该标准规定,易腐产品的消费期限或最佳使用期限的确定必须考虑多个介入方(制造商、运输方、分销商和消费者)对冷链的控制程度。因此该使用期限被确定为产品保存期间沿冷链通常观察到的平均状态的函数。
该标准定义三种例证性情况,将该使用期限确定为冷链控制估算水平的函数。
如果冷链完全受控,对整个货架期保存于最佳温度(例如对于多数食品,+4℃)的产品确定使用期限。
如果冷链部分受控,对货架期的三分之二时间保存于最佳温度(例如+4℃)、而三分之一的时间保存于冷链中断的合理温度(通常+8℃)的产品确定使用期限。
如果冷链控制不充分,对三分之一的货架期保存于最佳温度、而在三分之二的货架期保存于冷链中断的合理温度的产品确定使用期限。
由此,消费期限或最佳使用期限是作为统计数据和预设保存条件的函数而提前固定的值,这个期限是固定的,不依赖于易腐产品的实际保存条件。问题在于,该使用期限是静态值,因为其确定方式预设多个介入方(制造商、运输方、分销商和消费者)对冷链的控制水平,而不能代表产品的实际货架期。因此,该使用期限仅构成保存一定时期后易腐产品卫生条件的理论和统计指标。
本方法可提供这个问题的解决方案,并通过根据产品实际经历的保存条件而独立、动态地确定每个产品的消费期限或最佳使用期限,从而可以降低健康风险。
该指示物可被参数化以同样地适用于处于相同保存条件下的产品。由此,产品的消费期限或最佳使用期限由指示物确定并依赖于易腐产品的实际保存条件。
在第一种应用中,指示物可以被参数化,根据按AFNOR标准NF-01-003确定的易腐产品的消费期限或使用期限来改变条件。当产品保存条件比该标准提供的平均条件更差时,指示物发出产品在初始提供的日期之前不再能被消费的信号;当产品保存条件(最佳保存温度,产品的冷链或冷冻没有任何中断)比所提供平均条件更好时,指示物发出产品在初始提供的日期之后仍可以被消费的信号。
在第二种应用中,根据对每种产品的具体微生物降解的研究,指示物可以被参数化而同样适用于依赖保存条件(时间和温度)的产品,并因而完全替代正如消费者当前已知的、根据现行标准确定的产品消费期限或最佳使用期限。通过基于产品的实际微生物降解速度来参数化指示物,这可以被实现。
有很多产品易腐,并且对降解或改变敏感,这可以是微生物学或非微生物学的,取决于它们的保存时间和温度。它们优选是新鲜或速冻食品,例如,在商店出售或由供餐公司配送(热或冷)的那些、药品(疫苗、眼用洗剂)、医学活性物质(血)、热敏化学产品(诊断试剂或分析试剂、显影剂)、化妆品、插花或敏感的消费品(酒、矿质水、雪茄)。每种这些产品具有自己的敏感度和自己的降解动力学,取决于保存温度和持续时间,并因此具有推荐保存条件下的自己的消费期限或最佳使用期限。下表中给出几个实例:
产品 | 保存 | |
温度 | 持续时间 | |
分割家禽 | 0℃至+4℃ | 7天 |
罐装肉 | 0℃至+4℃ | 29天 |
腊肉(larding bacon)块 | 0℃至+4℃ | 50天 |
熟菜肴冷运送 | 0℃至+3℃ | 1到6天 |
熟菜肴热运送 | >+63℃ | 几小时 |
血 | +2℃至+8℃ | 42天 |
疫苗 | +2℃至+8℃ | 2到6个月 |
矿质水 | +18℃至+20℃ | 打开后15天 |
巧克力 | +8℃至+18℃ | 12个月 |
抗凝剂 | +15℃至+25℃ | 24个月 |
根据本发明的指示物可以被参数化,从而覆盖与易腐产品对应的不同消费期限或最佳使用期限,使得当产品保存于确定该使用期限而选择的条件下时其状态变化发生在所提供的日期。
指示物:
指示物是透明标签的形式,具有适应于其应用和将使用它的产品的减小的厚度和表面。根据一个实施方案,标签是自粘性的,并且其表面是条形码大小,以贴在与在先的专利申请WO 03/025529所述相同的表面上。标签厚度优选尽可能充分减小,以离散(discrete)并整合到它所附着的产品(或包装)中,并且不妨碍阅读它所覆盖的信息。在一个实施方案中,自粘性标签成卷提供,如图14a所示,可在自动或人工包装装配线上使用,如图14c所示用手贴或如图14b所示借助工业贴标机来贴。依据这种实施方案,以高速和合理成本进行指示物的制造和使用,以满足工业和大量生产的需要和限制。
所以,指示物包含透明包封,任选是自粘性的,含有酸化微生物物质、培养基、发生酸化的元素和一种或多种结构改进剂,如图12所示。
指示物的透明包封例如由以下材料中至少一种制造:聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。
微生物物质:
用于指示物的微生物物质可以是各种类型。优选地,使用改变所处培养基pH的微生物物质,优选的是,这种微生物物质是在生长或发育期间或经代谢活性而产酸的微生物。酸化微生物物质优选是非致病性和无毒的。例如,它被用于食品组合物中(阳性或技术性(technical)微生物物质)。
此外,微生物物质在与产品保存温度和时期相容的温度下表现出酸化活性。其酸化动力学还与这些保存温度和时期相容,并与易腐产品的降解动力学相一致。
许多酸化微生物,例如,细菌,尤其是乳酸菌可用作本发明的指示物。后一种细菌科用于很多食品的转化和保存:所以多数乳酸菌不表现任何消费风险。大多数这些细菌是食品级的。它们就是所谓的阳性菌群,它们的无害性通常被保证。如此,有可能没有风险的将它们与消费品组合。
在其生长和代谢活性期间乳酸菌产酸(基本是乳酸)。所以,这些细菌将培养它们的介质酸化。这些酸化特性是已知的,并用于非常多农业和食品应用中。
在很多易腐食品中乳酸菌在以与降解菌群和致病性菌群相近的温度和生长速率下天然生长。所以,使用乳酸菌可以反映指示物所附着产品的污染和微生物降解动力学。
在乳酸菌科中,根据温度和生长速率,选择其行为与易腐产品降解微生物的生长动力学最佳对应的菌株。重要的是,微生物生长或具有酸化代谢活性的速率和温度与易腐产品的保存温度相容,还与这些产品的降解或变化动力学相容。
易腐产品通常保存于冷态(在0℃和+4℃之间),但在冷链中断期间它们能暴露于更高温度。选择保留相对嗜中温性的适冷乳酸菌株用作指示物。它们是在通常0℃到+45℃的温度下能存活、生长或具有酸化代谢活性的菌株。根据一个优选实施方案,从0℃到+37℃,生长或酸化代谢活性必须增加强度,使得这些菌株的生长速率(或其酸化代谢活性强度)与易腐产品的降解动力学相容。
根据定义,嗜中温菌是能在+20℃到+45℃的温度下生存并且最佳生长在+37℃的细菌。适冷细菌是最佳生长温度在+20℃到+30℃温度范围但能在0℃生存和生长的细菌。嗜冷细菌是能在-5℃到+30℃的温度下生存并且最佳生长在+15℃的细菌。耐寒细菌是能在冷介质中生长的细菌。
例如在乳杆菌属、肠球菌属、肉杆菌属、明串珠菌属和魏斯氏菌属中,131株乳酸菌的生长特性在本发明框架范围内被研究。保留能在低温(0℃和至少+4℃和+8℃)下生长的菌株。然后,测量菌株的主要值(根据温度、pH和aw),得到最佳结果。
在这些菌株之中,有些对指示物特别有效:尤其是栖鱼肉杆菌物种的两种菌株,即由本发明人分离的菌株CRYO-CB001和菌株CRYO-CB002,它们在巴斯德研究所的National Microorganism Culture Collection的保藏号分别为CNCM I-3297和CNCM I-3298;来自the Collection of the Pasteur Institute的一株Lactobacillusfuchuensis(保藏号CIP 107633);来自ATCC保藏中心的一株肠膜明串珠菌(保藏号ATCC 10880);这些菌株能被使用是因为它们在低温下的酸化代谢活性。图1表示对于如下参数化的指示物在+4℃和+8℃介质的酸化:葡萄糖20g/L-胰蛋白胨10g/L-酵母提取物5g/L-Tween 80 1.08g/L-无水磷酸二钾2.6g/L-无水硫酸镁0.222g/L-无水硫酸锰0.055g/L-pH6.2-起始物104CFU/mL。例如,如图2所示,菌株CRYO-CB002能在-4℃到+37℃温度下生长,而抵抗指示物中低于-80℃和高于+47℃的温度。这使它能覆盖易腐产品尤其是新鲜食品保存期间能发现的大部分温度。
对于其它实施方案,将选择和使用依赖于温度而具有不同生长或酸化代谢活性动力学的菌株。例如,对于将保存于+18℃到+20℃温度下的产品,选择在较低温度下具有极缓慢酸化代谢活性的严格嗜中温菌(能在+20℃到+45℃温度下生长)。
同样地,嗜中温细菌(暴露于高于+25℃的温度时生长)选用于应保存于+15℃到+25℃温度下的产品,它们与耐寒细菌组合,在低温下生长更迅速(暴露于低于+15℃的温度时生长);由此获得的指示物在高于+25℃和低于+15℃的温度下生长更快。
指示物所含介质被微生物物质酸化的动力学依赖于这种物质的代谢,但它也依赖于引入指示物中的微生物物质的量。通常,引入指示物中的微生物物质的量越大,所含介质酸化越快(对于给定温度)。相反,引入指示物中的微生物物质的量越小,介质酸化越慢。对于给定的介质配方,这是真实的。
所以,这意味着指示物过程依赖于所含微生物物质的类型,但也依赖于量。由此,根据这些实施方案,或多或少的微生物物质可以引入指示物中,以获得介质酸化及相应更快或更慢的状态变化。
生长介质
指示物含有酸化微生物物质。这种微生物物质必须位于能使其发育、生长或酸化代谢的介质中。
例如,当使用乳酸菌时,指示物必须含有能使细菌存活和生长、还能使这些细菌代谢产酸的培养基。
通常,为了细菌良好生长,培养基必须含有碳源(通常是糖)、氮源(通常来源于蛋白质)、无机盐、多种维生素、微量元素或必需脂肪酸。
为了生长,乳酸菌株可以培养于含不同碳源的介质上。例如,以下的糖可用于菌株CRYO-CB001和CRYO-CB002的生长:甘油、核糖、半乳糖、D-葡萄糖、D-果糖、D-甘露糖、甘露醇、α-甲基-D-葡萄糖苷、N-乙酰-葡萄糖胺、扁桃苷、熊果苷、七叶苷、水杨苷、纤维二糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖、海藻糖和β-龙胆二糖。
介质中所含糖,如葡萄糖,也被细菌用于产生乳酸。因此它对于细菌的酸化活性也是必需的。这意味着指示物必须含有可被细菌用于酸化代谢的糖,例如葡萄糖或果糖。
可被细菌利用的糖,例如葡萄糖、果糖、乳糖、半乳糖或蔗糖的性质改变细菌如菌株CRYO-CB002的生长速率,如图3所示,和介质的酸化动力学。
在一个优选实施方案中,菌株CRYO-CB002和CRYO-CB001的生长和酸化活性。
氮源对于乳酸菌的生长也是必需的。不同的来源,例如,胰蛋白胨、蛋白胨或蛋白质来源的任意化合物能可被使用。介质中所含氮源的类型和量影响细菌生长。
胰蛋白胨和蛋白胨可以单独或组合以浓度1%或2%重量(w/w)用于指示物。
根据菌株CRYO-CB002的一个优选实施方案,已经验证了含1%蛋白胨的介质;根据相同菌株的另一个优选实施方案,已经验证了含1%胰蛋白胨的介质。
如对MRS培养基(de Man,Rogosa,Sharpe)的推荐,将酵母提取物加入介质中;同样地,也可以加入对于促进乳酸菌生长或代谢必需的盐(例如NaCl,K2HPO4和MgSO4)。
例如,使用的一种介质由以下组成:
胰蛋白胨 | 1% |
酵母提取物 | 0.5% |
Tween 80 | 0.108% |
无水磷酸二钾 | 0.26% |
无水硫酸镁 | 0.0222% |
无水硫酸锰 | 0.0055% |
葡萄糖 | 2% |
所以,介质的营养组成影响菌株生长速率、其酸化代谢活性,因而影响指示物的参数化。
最后,含酸化微生物物质的介质的pH是重要的。事实上,介质pH必须与微生物物质的生长和代谢活性相容,例如,对于乳酸菌pH9-4。例如,对于菌株CRYO-CB002,最适生长pH是pH7.1。于是,微生物物质可以酸化介质,该介质的起始pH必须足够高(对于乳酸菌通常高于6),而且与微生物物质的生长和酸化代谢相容。
由于酸化动力学对指示物的参数化有影响,含微生物物质的介质的起始pH对这种参数化也有影响。
酸化的显示:
在根据本发明的指示物中,易腐产品的降解被微生物物质模拟。微生物物质的生长及其酸化代谢通过指示物中所含介质的连续酸化而被显示。介质的酸化可通过多种显示剂显示。
当指示物改变状态时,所述指示物表示消费期限或最佳使用期限的结束。当所含介质pH降低到某个值以下时,指示物改变状态,实例如图4所示。pH降低到某个值以下由指示物中含有的一种或多种显示剂的状态改变而显示。
使用颜色指示物来显示介质酸化。颜色指示物是弱酸或弱碱,其酸和碱形式具有不同颜色。所以,当含颜色指示物的介质的pH降低到指示物pKi以下或以上时,指示物的颜色改变。
因此,如果所含颜色指示物具有与所讨论pH相等的pKi,那么指示物的颜色可以在某个pH处变化。使用颜色指示物的一个益处是颜色改变的信号可以由肉眼识别。此外,颜色变化明确而突然发生,这防止主观理解导致的混乱。
很多指示物可用于所述方法,例如,甲基红、混合指示剂、间苯二酚蓝、花色素类、酚酞2,4-二硝基苯酚、乙基橙、苯并红紫4B、苯并红紫B、α-萘红盐酸盐、石蕊、玫红酸、dithiozone、铬蓝、溴甲酚紫、靛蓝胭脂红、卡可西灵、calceine、曙红extra、eriochromocyanine、噻唑黄、铬黑T(eriochromium black T)、α-硝基-β-萘酚、三号橙、甲基红、罗丹明B、rhodazonate钾、thymolsulfophthalein、氯化铑、三羟基-2,6,7-苯基9-异呫吨(isoxanthene)、氧化钍、二甲苯橙四钠盐。
以下颜色指示物也可用于指示物中:茜素、茜素磺酸钠、茜素红、苯并红紫、苯甲酰金胺G、苯甲酰乙基金胺、间苯二酚蓝、溴氯酚蓝、溴甲酚绿、溴酚蓝、胭脂红酸、2,4-二硝基苯酚、4-(4-二甲基氨基-1-萘基偶氮基)-3-甲氧基苯磺酸、α-二硝基苯酚、β-二硝基苯酚、γ-二硝基苯酚、4,4-双(邻-甲苯三氮烯基)-2,2′-茋二磺酸二钠、4,4-双(对-二甲基氨基苯基偶氮)-2,2′-茋二磺酸二钠、4-(对-乙氧基苯基偶氮)-间-苯撑-二胺单盐酸盐、乙基红、乙基橙、六甲氧基红、醌醇sulfonaphthalein、间苯二酚蓝、四碘荧光素、lasmoid、N,N-二甲基-对-(间-甲苯偶氮基)-苯胺、4′-甲氧基-2.4-二氨基偶氮苯、甲基红、甲基红alphazurin、α-萘胺、α-萘氨基偶氮苯、萘红、肟蓝、4′-氧-3′-甲基-2.4-二氨基偶氮苯、4′-氧-2.4-二氨基偶氮苯、4-苯偶氮基-1-萘胺、副品红-六-乙酸、对硝基苯酚、对-乙氧基柯衣定、对-硫-邻-甲氧基苯偶氮二甲基-α-萘胺、刚果红、紫红、刃天青、萘红、四溴甲酚、四碘苯酚磺基酞(tetraiodophenolsulfophthalein)。
根据优选实施方案,使用以下指示物:花色素类、酚酞、2,4-二硝基苯酚、乙基橙、苯并红紫4B、苯并红紫B、α-萘红盐酸盐、石蕊、甲基红、混合指示剂、间苯二酚蓝。
根据特别优选的实施方案,使用混合指示剂,因为它具有有益的美学和技术特性。在接近酪蛋白沉淀pH的pH下发生颜色变化,并且其颜色,变化前为绿色而变化后为蓝色,对应能为公众使用的色码,尤其是就市场而言。
然而,根据需要尤其是与易腐产品和其包装相关的市场需要,可以使用其他颜色指示物。
显示超过易腐产品的消费期限或最佳使用期限的另一种手段是,使起初透明的指示物变得不透明。
系统性检查其保存依赖于冷链的产品的方法描述于在先专利申请WO03/025529。通过遮盖附着指示物/标签的条形码可以系统检测产品的过期。
在一个实施方案中,标签遮盖附着的信息;当它易读时该信息能指示产品可以被消费或使用。
当介质酸化时,酪蛋白能用于使指示物不透明。
酪蛋白是一种主要的乳蛋白。其超过一半的氨基酸携带自由的可离子化基团。在乳中,酪蛋白发现于胶束状态的盐复合物中。pH下降导致酪蛋白沉淀。在乳中pH到4.7时它完全沉淀。如果介质中逐渐发生酸化,由于乳酸发酵,均质凝聚物如在酸乳中形成。因此,乳中可溶性酪蛋白在乳酸存在时沉淀,并以不溶性形式被发现。
在凝固乳以形成新鲜乳酪然后形成盐化和成熟乳酪期间,此反应很经常用于食品和农业。
酪蛋白非常适用于本发明实施方案,因为它在碱性pH、中性pH(pH7)或弱酸性pH(高于其等电点)可以是透明溶液,而在低pH(低于其等电点)可以形成不透明沉淀。酪蛋白的沉淀点根据介质的离子强度和温度而变化。在指示物中,根据所选盐浓度,酪蛋白在5.7-5范围的pH值沉淀。
另外,酪蛋白不是非常昂贵的产品,是食品级的,并用于食品和农业的很多应用中。
可通过酸沉淀从乳中提取酪蛋白,然后可以用氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)或氢氧化钙(CaOH)中和。然后分别获得酪蛋白钠、钾或钙。通过溶解这些酪蛋白酸盐可以使酪蛋白重新溶解。
也可以通过切向微滤或超滤从乳中提取酪蛋白。根据该方法,回收得到或多或少污染有其他可溶性乳蛋白质的酪蛋白。
可将不同纯度的酪蛋白钠(Na+)、钙(Ca++)、钾(K+)或天然酪蛋白(未被沉淀)用于指示物。
优选地,将浓度为5%、6%、7%、8%、9%和10%的酪蛋白钠和酪蛋白钾引入指示物中。已经使用浓度为0.5%、0.75%和1%的天然酪蛋白和酪蛋白钙。在这些浓度下,不同酪蛋白在介质中以透明形式溶解。所以,它们使透过指示物读条形码成为可能。
沉淀强度以及相应的指示物的不透明程度依赖于酪蛋白浓度。指示物中酪蛋白浓度越高,不透明程度越大。指示物中酪蛋白浓度必须足以允许沉淀以后指示物不透明并防止阅读指示物下的条形码或信息。
优选地,因为获得高强度沉淀,在指示物中使用酪蛋白钠。优选地,这种酪蛋白酸盐使用的浓度为8%-10%。
两种类型显示剂(颜色指示物和酪蛋白)可以在一起使用,或分开使用。
如果它们一起使用,可选择在与酪蛋白沉淀相同pH时改变颜色的颜色指示物。在此情况下,一种的信号加强或支持另一种的信号。例如,颜色指示物将加强酪蛋白沉淀的指示或增加适用于包装或消费者口味的信号。
也可一起使用两种类型的显示剂,但选择在与酪蛋白沉淀pH不同的pH改变颜色的颜色指示物,以提供关于可以或不可以使用易腐产品的两种连续信息。
例如,可以首先发生酪蛋白沉淀(在pH5.2),并通过遮盖条形码,可以是指示产品不再可以被销售(按期销售)或必须很快消费的信号。然后发生颜色指示物的改变(在pH5或4.5),并指示产品绝对不能再被消费。对于此,选择改变pH低于酪蛋白沉淀pH的颜色指示物,并且这种差异可以被定量和参数化。
也包括相反的情况,即,使用在酪蛋白沉淀之前改变的颜色指示物,即,在高于酪蛋白沉淀pH的pH值改变颜色的指示物。
图11显示根据本发明在介质酸化后酪蛋白沉淀和混合指示物改变的实例的照片(在该实例中,指示物包含乳酸菌)。
结构改进剂:
指示物有利的是缩小尺寸的透明标签形式,全部容器和内容物都是透明的或透光的。指示物相对柔软并均一,以适用于所有易腐产品并贴到人们希望检查其降解的所有包装上。
结构改进剂可以加入介质中,以给予它期望的外观。所选结构改进剂必须允许指示物中的微生物物质生长、介质酸化和根据所选模式显示这种酸化。此外,所加入的结构改进剂必须是透明的,并且如果可能,是无色的,溶于介质中以免干扰酸化检测模式,尤其是使用遮盖条形码的方法时。最后,结构改进剂必须优选是食品级的,以辅助指示物用于食品和农业。
根据一个优选实施方案,所用结构改进剂是增稠剂或胶凝剂。
增稠剂增加溶液粘性。根据其浓度和温度,它们减慢或阻止含有它们的溶液的流动。它们可用于指示物中,保持介质处于均质和一致的状态。
胶凝剂将含有它们的溶液固化,形成大分子网络,使之可以根据胶凝剂类型、其浓度和温度而形成或多或少柔软而弹性的凝胶。当研究细菌在固体基质上的生长时,它们通常用于微生物学。为使保持介质为均质和一致状态并在指示物包装被刺破时阻止流动成为可能,指示物凝胶化可以是有用的。
可用于指示物的不同结构改进剂包括琼脂或琼脂糖(浓度0.5%-1.6%)、不同动物来源(猪、鸡、牛)和不同组织(皮肤、骨)的不同明胶、黄原胶、硬葡聚糖、瓜尔胶。下表将也可使用的多种结构改进剂组织在一起:
来源 | 类型 | 功能 |
藻类提取物 | 海藻酸 | 增稠剂胶凝剂 |
琼脂糖 | 胶凝剂 | |
种子提取物 | 瓜尔豆 | 增稠剂 |
角豆 | 增稠剂 | |
蔬菜亚产物提取物 | 果胶 | 胶凝剂 |
微生物,发酵 | 黄原胶 | 增稠剂 |
Gellan | 胶凝剂 | |
硬葡聚糖 | 增稠剂 | |
动物 | 明胶 | 胶凝剂 |
优选使用琼脂糖或琼脂、明胶或硬葡聚糖。
通常,结构改进剂浓度越高,指示物中所含微生物物质生长越慢,并且指示物介质酸化越慢。因此,结构改进剂浓度对指示物的参数化有影响。
在可使用的结构改进剂中,明胶的优点是用于制造很多食品并且是食品级的。其成本相对不太高,使之可以非常广泛的使用。它有多种来源(牛、猪、鸡、鱼)。根据其来源和制备方式(酸或碱提取)以及提取温度,明胶可以表现不同的胶凝力特征。该特征通过Bloom强度来测量。明胶的Bloom强度越高,形成的给定浓度凝胶越强。图5中说明了这一点(Chene,C.,2000,Gelatin-Theoretical aspects;Journalde l′ADRIANOR-Agro-Jonction No.24)。依据所选明胶类型及其Bloom强度,指示物的外观因而可以改变。因此,在相同浓度和相同温度下,Bloom强度为310的明胶将产生比Bloom强度为200的明胶结实得多的凝胶。
猪明胶150、250和310,牛明胶150、250和280,鸡明胶P200尤其可以0.125%到20%浓度用于指示物中。
形成的凝胶越强,微生物物质生长越慢,因此介质酸化越慢。因此,明胶具有的Bloom强度越高,介质酸化越慢。
同样地,明胶越浓(无论其Bloom强度如何),微生物生长越慢,介质酸化越慢。
所以,明胶的Bloom强度和所用明胶浓度对指示物的参数化有影响。因此,所用结构改进剂的类型和浓度使得可以改变指示物的外观以及介质酸化速率。因此,结构改进剂可作为待检查易腐产品的函数用于参数化指示物。
活化:
指示物含有微生物物质,它根据保存温度或多或少迅速地生并使介质酸化。指示物是可固定到易腐产品上的标签形式。指示物被参数化以跟踪与其组合的所述产品的降解。它必须用作动态消费期限或最佳使用期限。对于此,酸化过程的开始必须对应易腐产品消费期限或最佳使用期限的开始。为了方便和经济原因,指示物的制造在时间和空间上与所关注易腐产品的制造和/或包装分开。对此,微生物生长过程和介质酸化必须能独立于制造而被触发。
两种类型的方法可用于分离指示物的制造和活化。
冷冻是可逆性灭活微生物发育的方法,可用于在制造以后停止指示物中所含细菌的生长和代谢。一旦指示物(与含有位于标签内部的微生物物质的介质)装配好以后,指示物就被冷冻于负的温度下(通常没有液态水的温度),例如-18℃到-80℃。可以使用低于-18℃的冷冻温度。因为该温度对应食品工业和民用中施行的冷冻标准,因此优选使用该温度。
一旦它已经冻结,根据本发明的指示物在数月内保持稳定。没有观察到细菌滋生也没有观察到介质酸化。可以冷冻形式将指示物从制造位点运输到使用位点。
选用于根据本发明的指示物的乳酸菌支持在指示物内冷冻,并且只要它们暴露于与其生长相容的温度,这种冷冻不影响细菌生长能力。另外,指示物显示体系不因冷冻而改变。所以,冷冻使指示物的活性成分完整。它是完全可逆的灭活方法。
当该指示物因放置于等于或高于可发现液态水的温度而被解冻时,指示物被活化,所述可发现液态水的温度通常是0℃。这使微生物又可以生长并因而使介质酸化。然后介质酸化过程和该酸化的显示过程与上述过程进程相同。
能用于该方法的另一种技术是条件性活化指示物的系统。在这种条件性活化系统中,所制造的指示物(标签内介质中的微生物物质)不是直接有活性的。根据这种系统的指示物必须通过简单的物理方法独立于制造而被活化。为制造有条件无活性并可以被活化的指示物,微生物物质必须与营养物相隔离(反之亦然)以防止任何微生物物质的生长及其酸化代谢。
微生物物质和营养物之间的这种隔离可通过将紧密包封的细菌引入指示物中而实施。这要求预先制造含有微生物物质(或营养物)的小囊或珠。这些小囊必须较小,非渗透性的,并且在指示物内部所含介质中是稳定的。根据小囊大小、可称之为微囊化(小囊平均直径小于1mm)或大囊化(小囊平均直径大于1mm)。被小囊与介质的其它部分隔离的微生物物质因而不能生长或使介质变酸。指示物因此是无活性的。由此制造的指示物继续保持无活性和稳定,如果小囊自身在环境温度下稳定也包括在环境温度下。
为活化指示物,微生物物质(或营养)必须被释放到介质中。对此,必须打破小囊,如果可能,通过简单物理方法(压力、紫外(UV)、温度休克)。然后微生物物质被释放到介质中并又可以生长。相反地,如果小囊含有营养物,一旦这些小囊被打破,营养物可用于微生物物质的生长和指示物中介质的酸化。
指示物的活化是非常条件性的,因为它发生于当小囊破裂和当微生物物质(或营养物)被释放时。由于这些方法,可以大规模生产指示物并在制造或包装易腐产品的位置在环境温度下保存和运输。然后指示物可以根据需要活化。
有很多种微囊化或大囊化技术可以使用。例如,可使用复合凝聚、雾化反相乳液而囊化或沉淀海藻酸钠而囊化。这些技术可适用于本发明的特定需要:小尺寸囊、在水性介质中不渗透并完全稳定、通过与工业和微生物约束相容的简单物理方法破裂。
考虑隔离微生物物质和营养物的另一种方式是制造由两个不同间隔组成的指示物。一个间隔含有处于没有营养物的介质中的微生物物质,另一间隔含有与细菌隔离的营养物。两个间隔可用非渗透性的透明的屏障隔离,通过简单物理方法可破坏或中断该屏障。例如,如果屏障是比含有指示物的标签更脆的制造或装配膜,校准的压力可破裂此膜,使营养物和细菌互相接触。
在条件性活化系统的情况下(囊化或分成隔室),细菌必须在缺少营养物的介质中存活并保持稳定,包括在环境温度下。例如,可使用冻干细菌或处于无营养物只含盐的介质中的其它细菌。
参数化:
指示物模拟能污染或改变所附着产品的细菌的滋生。
在一种应用中,指示物被参数化为制造商通常根据AFNOR标准NF V-01-003定义的消费期限或最佳使用期限的函数:当产品保存在用于定义该使用期限的温度条件下时,指示物在预定使用期限改变状态;当产品保存于与标准预设条件相比的最适温度(最不利于产品降解和/或微生物滋生)下时,指示物在理论使用期限之后改变状态;当产品保存于与标准预设条件相比更差的温度(促进产品降解和/或微生物滋生的温度)下时,指示物在理论使用期限之前改变状态。
在另一种应用中,指示物被参数化来反映腐产品的降解,而不论其是否是微生物降解。这种参数化例如依据对每种产品特异的评估微生物研究或产品稳定性过程研究。当易腐产品的保存条件(温度和时间)导致所述产品的不适于消费或使用的一定水平的改变和降解时,发生状态改变,并且这独立于标注使用期限自身。
本发明描述组成易腐产品的动态消费期限或最佳使用期限的指示物。
微生物物质的生长速率和所述微生物物质对介质酸化的速率必须修改成反映作为时间和保存温度函数的易腐产品的降解。这种修改通过参数化指示物而实现。
这种参数化可以
(i)基于根据AFNOR标准NF V-01-003确定的易腐产品的消费期限或最佳使用期限;然后通过作为实际保存条件的函数,发出产品在该日期之前不再能消费或相反产品在该日期之后能被消费的信号,指示物提供与这种预定使用期限相关的动态参数;
(ii)或基于产品的实际微生物降解研究和,因为指示物使用行为反映降解菌丛行为的细菌,它可以是易腐产品降解水平专用指示物。
在所有情况下,指示物必须被参数化,作为保存条件(时间和温度)的函数,以使其发展反映产品降解水平。
参数化由以下组成:作为保存温度和时间的函数,确定指示物必须改变状态的时刻,也即,指示物内显示剂改变状态的时刻。
因此显示剂/pH对的参数化是关键的。所以,我们已经看到作为改变pH的函数颜色指示物的选择是决定性的。
对于某种显示剂(例如,混合指示物和/或酪蛋白钠)和在某种离子强度条件(介质盐水组成允许微生物物质滋生)下,检测介质pH降低到某个阈值以下的时刻是参数化的关键因素。这意味着检测微生物物质对介质酸化的动力学是必需的。
一般来说,介质酸化动力学越快,指示物改变(在某个温度下)越迅速。因此,建议检测指示物中介质酸化动力学。为检测酸化动力学,建议主要检测以下因素:
(1)根据在需要模拟其过程的产品保存温度下生长的能力选择微生物物质;
(2)根据其产酸能力选择微生物物质;
(3)引入介质中的微生物物质的量;
(4)微生物物质滋生所必需的营养物的量;
(5)微生物物质产酸所需要的前体底物的量;
(6)可影响微生物物质滋生的所有参数;
(7)介质起始pH。
(1)微生物物质必须根据产品保存温度、作为生长动力学和酸化代谢活性的函数而选择。例如,选择耐寒菌株以跟踪应保存于0℃到4℃的产品保存,例如,选择菌株CRYO-CB002、CRYO-CB001、CIP 107633和ATCC 10880。
选择的菌株越耐寒,指示物在低温(0℃、+4℃或+8℃)下改变状态越迅速。同理,选择的菌株生长越慢,在给定温度下产酸越慢,指示物改变状态越慢。
例如,如图1所示,菌株CIP 107633在低温(0℃或+8℃)下酸化介质比菌株CRYO-CB002更快。这使得可以有用于在冷状态有较短消费期限或使用期限的指示物。
(2)引入指示物中的微生物物质的量(起始物)对介质酸化动力学有影响,因而对其参数化有影响。引入指示物中的微生物物质的量越低,介质酸化需要的时间越多。相反,引入介质中的微生物物质的量越大,介质酸化越快(对于给定介质配方)。例如,对于菌株CRYO-CB002,1.6×109CFU/mL的起始物比5×107CFU/mL介质的起始物在+4℃下酸化更快,如图6-b(在此例中,指示物包含2.5%牛明胶,起始pH7.2)所示。用同样菌株,在+4℃下1/3和+8℃下2/3的消费期限条件下,用1×107CFU/mL比1×104CFU/mL介质酸化更快,如图6-a(在此例中,指示物包含2%鸡明胶200,起始pH6.4)所示。
因此,例如,对于菌株CRYO-CB002和给定介质配方,105CFU/mL的起始物使得可以在+8℃下11天内改变颜色指示物和沉淀酪蛋白,而107CFU/mL的起始物使得可以在相同条件下7天内改变和沉淀。
(3)营养物的量使得可以检测微生物物质的生长速率。因此,可以通过改变介质组成来参数化指示物。例如,菌株生长速率(以及介质酸化速率)依赖于存在的营养物及其浓度。介质对微生物生长越有利,介质酸化越快。例如,使用甘露醇导致菌株CRYO-CB002对介质酸化比使用葡萄糖的情况更慢,如图10所示(在此例中,指示物包含1×104CFU/mL的菌株CRYO-CB002起始物和2%葡萄糖或2%甘露醇)。
(4)微生物物质产酸需要的底物量使得可以检查介质酸化速率。事实上,如果产酸的前体底物(例如,可发酵糖,例如对于乳酸菌株来说是葡萄糖)是限制条件,微生物物质需要更多时间来产生足够使pH降低到某个阈值以下的酸。
(5)其它参数能对微生物物质滋生有影响。例如,指示物中使用的结构改进剂的质和量。例如对于胶凝剂,形成的凝胶强度越大(因为胶凝剂特性或因为其浓度),菌株滋生越不迅速,这将减慢介质酸化动力学。例如,对于给定介质配方和给定菌株,用3%鸡明胶比用2%鸡明胶(Bloom强度200)对介质的酸化更慢,如图7所示(在此例中,指示物包含1×106CFU/mL的菌株CRYO-CB002起始物,含2%和3%鸡明胶200,起始pH6.4,保存条件1/3时间在+4℃,2/3时间在+8℃)。
aw也是微生物物质生长速率的重要参数。aw是水活度;它表示介质中水的可用性。它对于区分无限制的、化学未结合的水(完全可用于参与反应)和结合水(不可用,尤其是对于微生物)是重要的。aw与化合物的渗透压成反比。因此,它受溶于水的或多或少润湿剂(NaCl(盐)、甘油、山梨醇、…)的影响。介质中或物质中存在的水的可用性影响细菌生长。降低aw减慢酶活性;它增加微生物的潜伏期时间并降低其生长速率。因此,修改甘油或如下表所示的改变aw值的任何其它润湿剂的浓度将是有利的,并使得可以修改和控制细菌生长时间。
Aw | 介质中甘油百分比(g) | 介质中NaCl百分比(g) |
0.995 | 0 | 0 |
0.990 | 3 | 1 |
0.985 | 6 | 2.5 |
0.980 | 10 | 3.5 |
0.975 | 13.5 | 4.5 |
0.970 | 15 | 5 |
0.960 | 20 | 6.5 |
与介质中NaCl和甘油百分比对应的aw
一般来说,降低介质aw,在此是降低菌株的最适aw值,减慢介质酸化的动力学。例如,介质中甘油或NaCl浓度越高,指示物状态改变得越慢(对于给定指示物配方)。例如,在+8℃,使用菌株CRYO-CB002,如果介质含有20%甘油将比含有12.5%甘油时酸化更慢,如图8所示。
(6)最后,介质起始pH对于参数化指示物是重要的。
一方面,介质pH必须与微生物物质的生长和代谢活性相容。例如,对于菌株CRYO-CB002,pH必须在3.6-9.2范围,介质pH对微生物物质的生长速率(例如,乳酸菌)有影响,因此对其酸化活性有影响。在接近所选菌株的最适生长pH(例如,对于菌株CRYO-CB002是pH7.1)的pH值下获得最佳微生物生长,因而获得最快的酸化动力学。
另一方面,当由于pH降低到阈值以下而使指示物状态改变时,介质起始pH与阈值pH越远,介质pH降低(由于微生物物质的酸化活性)到此阈值需要的时间越多。换句话说,指示物的pH越高(高于菌株的最适生长pH),指示物发生状态改变越晚(对于给定温度)。例如,对于菌株CRYO-CB002酸化介质,起始pH是9比起始pH是6.2发生酸化更晚,如图9-a在+8℃(在此例中,指示物包含2.5%鸡明胶200和1×105CFU/mL的菌株CRYO-CB002起始物)和图9-b在+4℃(在此例中,指示物包含1×106CFU/mL的菌株CRYO-CB002起始物和15%甘油)。
最后,如果介质起始pH在给定pH下被缓冲(例如,用磷酸或Tris缓冲剂),指示物pH降低更慢,这将延迟显示剂改变状态的时刻。例如,在+8℃,对于pH6.2的1%琼脂介质;含2%甘露醇;15%甘油;5%酪蛋白钠;3%混合指示物;接种1×104CFU/mL的菌株CRYO-CB002,当用HCl或NaOH调节pH时沉淀时间是12天,如果用0.1M磷酸盐缓冲液沉淀时间是17天。
对于参数化,我们提到了进入指示物制造的并对微生物物质的生长速率有影响以及对所述微生物物质酸化介质速率有影响的主要因素。
在给定温度下,介质酸化速率将决定介质pH达到显示剂改变状态(例如,酪蛋白沉淀或颜色指示物改变颜色)的阈值所需要的时间。
为说明指示物参数化的数据并提供对其进行良好说明所需的信息,此处有与不同保存温度相关的作为消费或最佳使用期限的函数的指示物的一系列配方实例。
对于这些实例,通过在第一次申请中描述的所述日期参数化指示物,发明人注意验证制造商在AFNOR标准NF V 01-003条件下在先定义的易腐产品的消费期限。
使用期限(指示物不透明时间) | 温度条件 | 菌株 | 起始物CFU/mL | 起始pH | 介质 |
7天 | 1/3+4℃;2/3+8℃ | CRYO-CB002 | 1×104 | 6.2 | 葡萄糖2%琼脂1%酪蛋白钠5% |
10天 | 1/3+4℃;2/3+8℃ | CRYO-CB002 | 1×104 | 6.2 | 葡萄糖2%甘油15%琼脂1%酪蛋白钠5% |
20天 | 1/3+4℃;2/3+8℃ | CRYO-CB002 | 1×104 | 6.2 | 甘露醇2%甘油20%琼脂1%0.1M磷酸盐缓冲液酪蛋白钠5% |
11天 | 2/3+4℃;1/3+8℃ | CRYO-CB002 | 1×104 | 6.5 | 葡萄糖2%硬葡聚糖1%酪蛋白钠10% |
13天 | +4℃ | CRYO-CB002 | 1×104 | 6.5 | 葡萄糖2%黄原胶0.25%酪蛋白钠10% |
10天 | 2/3+4℃;1/3+8℃ | CRYO-CB002 | 1×107 | 葡萄糖2%猪明胶310 1.6%酪蛋白钠10% | |
9天 | +8℃ | CRYO-CB002 | 1×105 | 6.2 | 葡萄糖2%猪明胶310 1.2%酪蛋白钠10% |
7天 | +8℃ | ATCC10880 | 1×105 | 6.2 | 葡萄糖2%猪明胶310 1.2%酪蛋白钠10% |
18天 | 2/3+4℃;1/3+8℃ | CRYO-CB002 | 1×105 | 6.2 | 葡萄糖2%猪明胶310 1.2%酪蛋白钠10% |
13大 | 2/3+4℃;1/3+8℃ | ATCC10880 | 1×105 | 6.2 | 葡萄糖2%猪明胶310 1.2%酪蛋白钠10% |
21天 | +4℃ | CRYO-CB002 | 1×105 | 6.2 | 葡萄糖2%猪明胶310 1.2%酪蛋白钠10% |
18天 | +4℃ | ATCC10880 | 1×105 | 6.2 | 葡萄糖2%猪明胶310 1.2%酪蛋白钠10% |
16天 | +4℃ | CIP107633 | 1×105 | 6.4 | 葡萄糖2%猪明胶310 5%酪蛋白钠10% |
8天 | +8℃ | CIP107633 | 1×105 | 6.4 | 葡萄糖2%猪明胶310 5%酪蛋白钠10% |
4天 | +15℃ | CIP107633 | 1×105 | 6.4 | 葡萄糖2%猪明胶310 5%酪蛋白钠10% |
2天 | +30℃ | CIP107633 | 1×105 | 6.4 | 葡萄糖2%猪明胶310 5%酪蛋白钠10% |
16天 | +8℃ | CRYO-CB002 | 1×105 | 6.4 | 葡萄糖2%猪明胶310 5%酪蛋白钠10% |
本发明不限于所述实施方案,本领域技术人员将认识到存在各种变化的实施方案,例如,在选择指示物的菌株时使用抗低温的菌株以跟踪可能经历冷冻步骤的产品过程,或者甚至选择在高于本说明书所示温度下的特定菌株,或者甚至使用所选菌株的混合物。
根据另一方面,本发明涉及检测易腐产品实际消费期限的方法,当在推荐温度条件下保存产品某段时间时达到该消费期限,一种方法,根据该方法包含下列成分的指示物与产品组合:
—在所述产品的推荐温度条件下具有某些生长特性的微生物,这些特性依赖于时间和温度;
—微生物培养基,和
—依赖于微生物生长阈值的显示剂。
使得当产品在推荐温度条件下保存时指示物提供在推荐使用期限改变状态的指示,或当产品保存于更差或更好温度条件下时,分别在此期限之前或在此期限之后提供这种指示。
在一个实施方案中,所述微生物是产酸微生物,所示显示剂依赖于介质pH。
在一个实施方案中,所述显示剂是酪蛋白,当介质pH值降低到预定值以下时形成沉淀。
所述显示剂可以是pH依赖的颜色指示物。
在一个实施方案中,所述微生物是乳酸菌群体,优选乳杆菌属、肠球菌属、肉杆菌属或明串珠菌属。
在此情况下,指示物成分可以包括于膜中,其至少一面包含可以观察显示剂所产生信号的区域,包含处于适当培养基中的预定量的酸化微生物、显示剂。标签也可以包含多个内部间隔,例如小囊,使得可以将一种或多种组成成分与其它成分隔离某段时间,所述间隔的壁能被任何合适方式破裂,例如通过压标签。
在一个实施方案中,易腐产品是食品或药品。这种易腐产品例如是计划保存于约+4℃的食品,并且其中指示物成分包含能在低于或等于+4℃的温度下生长的微生物。
本发明也涉及生物指示物成分,其特征在于它在包装中包含具有依赖于时间和温度的生长特性的酸化微生物群体、微生物培养基、依赖于介质pH的显示剂和结构改进剂,在包装的至少一个表面区域可以观察显示剂产生的信号。
在一个实施方案中,微生物存在于分离的间隔中,例如小囊中。
在一个实施方案中,成分的选择使得可以在预定温度下保存成分预定时间之后可以由显示剂产生信号。
在一个实施方案中,显示剂是酪蛋白,当介质pH降低到预定值以下时其形成沉淀。
在一个实施方案中,显示剂是pH依赖的颜色指示物。
在一个实施方案中,微生物是乳杆菌属、肠球菌属、肉杆菌属或明串珠菌属的乳酸菌群体。
在一个实施方案中,微生物是乳酸菌群体,它们能在低于+8℃、优选低于+6℃、更优选在+4℃或更低的温度下生长。
在一个实施方案中,微生物是能在-4℃到+50℃的温度下生长的乳酸菌群体。
在一个实施方案中,微生物可以被冷冻和解冻。
在一个实施方案中,微生物选自以下乳酸菌:栖鱼肉杆菌、或Lactobacillusfuchuensis或肠膜明串珠菌。
在一个实施方案中,培养基包含微生物存活和生长以及酸化功能必需的营养物。
本发明也涉及制备如上定义的生物指示物成分的方法,包括获得具有依赖于时间和温度的生长特性的酸化微生物群体和将这些微生物包装在适当培养基中,包装中存在依赖于介质pH的显示剂,如果必要还存在结构改进剂,在包装的至少一个表面区域可以观察由显示剂产生的信号。
在一个实施方案中,指示物的一些成分放置于分离的间隔中,其壁可以被破裂。
本发明也涉及由易腐产品和上述指示物成分形成的单元,所述指示物成分与该产品组合,尤其是通过相对方式组合。
在一个实施方案中,指示物成分通过粘合物被附着。
在一个实施方案中,指示物成分包含多个间隔,并通过破裂间隔壁附着之后或附着时被活化。
在一个实施方案中,易腐产品是食品或药品。
Claims (45)
1.确定产品是否处于待使用或消费状态的方法,该产品计划保存于限制其降解的温度条件下一段时间,方法中指示物与产品组合使得它提供指示产品可以被使用或消费的信号,然后在超过保存期限后,提供指示产品的可能使用或消费状态改变的信号,该期限依赖于产品保存条件,
使得当产品在比标准或推荐条件更好的条件下保存时,指示物提供产品可以使用或消费更长时间的信息,或当产品在比标准或推荐条件更差的条件下保存时,指示物提供产品可以使用或消费更短时间的信息。
2.根据权利要求1的方法,其中提供含有微生物物质的指示物。
3.根据权利要求2的方法,其中提供含有酸化微生物物质的指示物,并且信号借助显示剂产生,当微生物物质所处的介质pH降低到预定值以下时指示状态改变。
4.根据权利要求3的方法,其中当pH降低到预定值以下时显示剂形成沉淀。
5.根据权利要求4的方法,其中显示剂包含酪蛋白。
6.根据权利要求3或4的方法,其中显示剂包含至少一种颜色指示物。
7.根据权利要求6的方法,其中颜色指示物选自下组:茜素、茜素磺酸钠、茜素红、苯并红紫、苯甲酰金胺G、苯甲酰乙基金胺、间苯二酚蓝、溴氯酚蓝、溴甲酚绿、溴酚蓝、胭脂红酸、2,4-二硝基苯酚、4-(4-二甲基氨基-1-萘基偶氮基)-3-甲氧基苯磺酸、α-二硝基苯酚、β-二硝基苯酚、γ-二硝基苯酚、4,4-双(邻-甲苯三氮烯基)-2,2′-茋二磺酸二钠、4,4-双(对-二甲基氨基苯基偶氮)-2,2′-茋二磺酸二钠、4-(对-乙氧基苯基偶氮)-间-苯撑-二胺单盐酸盐、乙基红、乙基橙、六甲氧基红、醌醇sulfonaphthalein、间苯二酚蓝、四碘荧光素、lasmoid、N,N-二甲基-对-(间-甲苯偶氮基)-苯胺、4′-甲氧基-2.4-二氨基偶氮苯、甲基红、甲基红alphazurin、α-萘胺、α-萘氨基偶氮苯、萘红、肟蓝、4′-氧-3′-甲基-2.4-二氨基偶氮苯、4′-氧-2.4-二氨基偶氮苯、4-苯偶氮基-1-萘胺、副品红-六-乙酸、对硝基苯酚、对-乙氧基柯衣定、对-硫-邻-甲氧基苯偶氮二甲基-α-萘胺、刚果红、紫红、刃天青、萘红、四溴甲酚、四碘苯酚磺基酞、玫红酸、dithiozone、铬蓝、溴甲酚紫、靛胭脂红、卡可西灵、calceine、曙红extra、eriochromocyanine、噻唑黄、铬黑T、α-硝基-β-萘酚、三号橙、甲基红、罗丹明B、rhodazonate钾、麝香草酚磺基酞、氯化铑、三羟基-2,6,7-苯基-9异呫吨、氧化钍、二甲苯橙四钠盐、花色素类、酚酞、苯并红紫4B、苯并红紫B、α-萘红盐酸盐、石蕊、甲基红、混合指示剂、间苯二酚蓝。
8.根据权利要求2-7中任意一项的方法,其中,为使指示物适用于产品,选择包括于下组的至少一个参数:微生物物质的性质、该微生物物质的量、营养物的性质、营养物的量、微生物物质产酸需要的元素的性质以及这些元素的量、微生物物质所处介质的结构改进剂的性质以及这种结构改进剂的量、介质起始pH、影响介质aw[水活度]的参数、用于测量pH降低的显示剂的性质以及这种显示剂的量、确定该显示剂改变状态的pH的参数。
9.根据权利要求8的方法,其中选择参数使得当产品处于标准或推荐条件下时预定时间之后出现指示状态改变的信号。
10.根据权利要求8的方法,其中选择参数使得当产品不再能被消费时出现指示状态改变的信号。
11.根据权利要求9或10的方法,其中,在标准或推荐条件下,选择指示物的参数使得某段时间以后出现指示状态改变的信号,通过使这些参数之一偏离微生物物质酸化的最佳值以修改所述参数,从而增加这段时间。
12.根据权利要求2-11中任意一项的方法,其中微生物物质选自乳酸菌科,优选乳杆菌属、肠球菌属、肉杆菌属、明串珠菌属和魏斯氏菌属。
13.根据权利要求2-12中任意一项的方法,其中微生物物质选自以下物种:栖鱼肉杆菌、Lactobacillus fuchuensis和肠膜明串珠菌。
14.根据权利要求8-13中任意一项的方法,其中营养物包含碳源和氮源,优选还包含无机盐和/或微生物和/或微量元素。
15.根据权利要求14的方法,其中碳源选自下组的糖:甘油、赤藓糖醇、D-阿拉伯糖、L-阿拉伯糖、核糖、D-木糖、L-木糖、阿东糖醇、β-甲基木糖苷、半乳糖、D-葡萄糖、D-果糖、D-甘露糖、L-山梨糖、鼠李糖、卫矛醇、肌醇、甘露醇、山梨醇、α-甲基-D-甘露糖苷、α-甲基-D-葡萄糖苷、N-乙酰-葡萄糖胺、扁桃苷、熊果苷、七叶苷、水杨苷、纤维二糖、麦芽糖、乳糖、蜜二糖、蔗糖、海藻糖、菊糖、松三糖、D-棉子糖、淀粉、糖原、木糖醇、β-龙胆二糖、D-松二糖、D-来苏糖、D-塔格糖、D-岩藻糖、L-岩藻糖、D-阿糖醇、L-阿糖醇、葡萄糖酸盐、2-酮代葡萄糖酸盐、5-酮代葡萄糖酸盐。
16.根据权利要求8-15中任意一项的方法,其中结构改进剂选自下组:琼脂、琼脂糖、明胶、黄原胶、硬葡聚糖、瓜尔胶。
17.根据以上权利要求中任意一项的方法,其中当不与产品组合时指示物是失活的,而当与产品组合时被活化。
18.根据权利要求17的方法,其中通过包括在下组中的方式进行失活:冷冻、微囊化微生物物质和/或营养物以及分成间隔。
19.根据权利要求17或18的方法,其中通过选自下组的物理作用活化指示物:压力改变、温度改变、所暴露辐射的波长改变。
20.根据权利要求2的方法,其中微生物物质可以被冷冻和解冻。
21.根据以上权利要求中一项的方法在食品类型或生物或药物产品中的应用。
22.根据权利要求1-20中任意一项的方法在食品中的应用,其中指示物被参数化使得指示状态改变的信号的出现由于产品保存温度接近最佳保存温度而更加被推迟。
23.根据权利要求1-20中任意一项的方法在食品中的应用,所述食品计划保存于0℃-约+4℃的温度下,并且其中指示物包含在低于或等于约+4℃的温度下具有酸化活性的微生物物质。
24.确定产品是否处于待使用或消费状态的装置,该产品计划保存于限制其降解的温度条件下一段时间,该装置包含计划与产品组合的至少一种指示物,该指示物可以提供指示产品可以被使用或消费的信号,然后在超过保存期限以后,提供指示产品的可能使用或消费状态改变的信号,这种期限依赖于产品保存条件,
使得当产品在比标准或推荐条件更好的条件下保存时,指示物提供产品可以使用或消费更长时间的信息,或当产品在比标准或推荐条件更差的条件下保存时,指示物提供产品可以使用或消费更短时间的信息。
25.根据权利要求24的装置,包括含有微生物物质的指示物。
26.根据权利要求25的装置,包括含有酸化微生物物质的指示物、显示剂和当微生物物质所处的介质pH降低到预定值以下时提供指示状态改变的信号的物质。
27.根据权利要求26的装置,其中当pH降低到预定值以下时显示剂形成沉淀。
28.根据权利要求27的装置,其中显示剂包含酪蛋白。
29.根据权利要求26-28中任意一项的装置,其中显示剂包含至少一种颜色指示物。
30.根据权利要求29的装置,其中颜色指示物包括于下组:茜素、茜素磺酸钠、茜素红、苯并红紫、苯甲酰金胺G、苯甲酰乙基金胺、间苯二酚蓝、溴氯酚蓝、溴甲酚绿、溴酚蓝、胭脂红酸、2,4-二硝基苯酚、4-(4-二甲基氨基-1-萘基偶氮基)-3-甲氧基苯磺酸、α-二硝基苯酚、β-二硝基苯酚、γ-二硝基苯酚、4,4-双(邻-甲苯三氮烯基)-2,2′-茋二磺酸二钠、4,4-双(对-二甲基氨基苯基偶氮)-2,2′-茋二磺酸二钠、4-(对-乙氧基苯基偶氮)-间-苯撑-二胺单盐酸盐、乙基红、乙基橙、六甲氧基红、醌醇sulfonaphthalein、间苯二酚蓝、四碘荧光素、lasmoid、N,N-二甲基-对-(间-甲苯偶氮基)-苯胺、4′-甲氧基-2.4-二氨基偶氮苯、甲基红、甲基红alphazurin、α-萘胺、α-萘氨基偶氮苯、萘红、肟蓝、4′-氧-3′-甲基-2.4-二氨基偶氮苯、4′-氧-2.4-二氨基偶氮苯、4-苯偶氮基-1-萘胺、副品红-六-乙酸、对硝基苯酚、对-乙氧基柯衣定、对-硫-邻-甲氧基苯偶氮二甲基-α-萘胺、刚果红、紫红、刃天青、萘红、四溴甲酚、四碘苯酚磺基酞、玫红酸、dithiozone、铬蓝、溴甲酚紫、靛胭脂红、卡可西灵、calceine、曙红extra、eriochromocyanine、噻唑黄、铬黑T、α-硝基-β-萘酚、三号橙、甲基红、罗丹明B、rhodazonate钾、麝香草酚磺基酞、氯化铑、三羟基-2,6,7-苯基-9异呫吨、氧化钍、二甲苯橙四钠盐、花色素类、酚酞、苯并红紫4B、苯并红紫B、α-萘红盐酸盐、石蕊、甲基红、混合指示剂、间苯二酚蓝。
31.根据权利要求25-30中任意一项的装置,其中指示物的至少一个参数使得指示物适用于产品,所述参数包括于下组:微生物物质的性质、该微生物物质的量、营养物的性质、营养物的量、微生物物质产酸需要的元素的性质以及这些元素的量、微生物物质所处介质的结构改进剂的性质以及这种结构改进剂的量、介质起始pH、影响介质aw[水活度]的参数、用于测量pH降低的显示剂的性质以及这种显示剂的量、确定该显示剂改变状态的pH的参数。
32.根据权利要求31的装置,其中指示物使得参数是这样的,当产品在标准或推荐条件下保存预定时间之后出现指示状态改变的信号。
33.根据权利要求31的装置,包含指示物,其中参数使得当产品不再能被消费或使用时出现指示状态改变的信号。
34.根据权利要求25-33中任意一项的装置,其中微生物物质包括于乳酸菌科,优选乳杆菌属、肠球菌属、肉杆菌属、明串珠菌属和魏斯氏菌属。
35.根据权利要求25-34中任意一项的装置,其中微生物物质包括在以下物种的组中:栖鱼肉杆菌、Lactobacillus fuchuensis和肠膜明串珠菌。
36.根据权利要求30-35中任意一项的装置,其中营养物包括含碳源和氮源,优选还包含无机盐和/或微生物和/或微量元素。
37.根据权利要求36的装置,其中碳源包括于下组的糖:甘油、赤藓糖醇、D-阿拉伯糖、L-阿拉伯糖、核糖、D-木糖、L-木糖、阿东糖醇、β-甲基木糖苷、半乳糖、D-葡萄糖、D-果糖、D-甘露糖、L-山梨糖、鼠李糖、卫矛醇、肌醇、甘露醇、山梨醇、α-甲基-D-甘露糖苷、α-甲基-D-葡萄糖苷、N-乙酰-葡萄糖胺、扁桃苷、熊果苷、七叶苷、水杨苷、纤维二糖、麦芽糖、乳糖、蜜二糖、蔗糖、海藻糖、菊糖、松三糖、D-棉子糖、淀粉、糖原、木糖醇、β-龙胆二糖、D-松二糖、D-来苏糖、D-塔格糖、D-岩藻糖、L-岩藻糖、D-阿糖醇、L-阿糖醇、葡萄糖酸盐、2-酮代葡萄糖酸盐、5-酮代葡萄糖酸盐。
38.根据权利要求31-37中任意一项的装置,其中结构改进剂包括于下组:琼脂、琼脂糖、明胶、黄原胶、硬葡聚糖、瓜尔胶。
39.根据权利要求24-38中任意一项的装置,其中当不与产品组合时指示物是失活的,而当与产品组合时被活化。
40.根据权利要求39的装置,使得可通过包括于下组的方式进行失活:冷冻、微囊化微生物物质和/或营养物,以及分成间隔。
41.根据权利要求39或40的装置,使得通过选自下组的物理作用活化指示物:压力改变、温度改变、所暴露辐射的波长改变。
42.根据权利要求25的装置,其中微生物物质可以被冷冻和解冻。
43.根据权利要求24-42中任意一项的装置,其中指示物的形式是标签,优选自粘性标签。
44.根据权利要求43的装置,其中指示物包含至少一个面,该面的一个区域使得可以观察显示剂产生的信号。
45.根据权利要求43或44的装置,其中标签包含多个内部间隔,例如,小囊,使得一种或多种组成成分与其它成分在某段时间内相隔离,所述间隔的壁能被任何合适的手段破裂,例如通过压标签。
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