[发明专利]产品及过程控制方法

说明书

本发明涉及用于对消毒、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。

本发明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，本发明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。

本发明还涉及对消毒、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：将本发明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。

本发明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。

本发明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。