EA024907B1 - Интеллектуальная упаковка для выявления микроорганизмов - Google Patents
Интеллектуальная упаковка для выявления микроорганизмов Download PDFInfo
- Publication number
- EA024907B1 EA024907B1 EA201101582A EA201101582A EA024907B1 EA 024907 B1 EA024907 B1 EA 024907B1 EA 201101582 A EA201101582 A EA 201101582A EA 201101582 A EA201101582 A EA 201101582A EA 024907 B1 EA024907 B1 EA 024907B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- microorganisms
- vanillin
- package
- food
- packaging
- Prior art date
Links
- 244000005700 microbiome Species 0.000 title claims abstract description 81
- 238000009450 smart packaging Methods 0.000 title abstract description 12
- MWOOGOJBHIARFG-UHFFFAOYSA-N vanillin Chemical compound COC1=CC(C=O)=CC=C1O MWOOGOJBHIARFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- FGQOOHJZONJGDT-UHFFFAOYSA-N vanillin Natural products COC1=CC(O)=CC(C=O)=C1 FGQOOHJZONJGDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 235000012141 vanillin Nutrition 0.000 claims abstract description 44
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims description 42
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 claims description 9
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 6
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims description 5
- 241000233866 Fungi Species 0.000 claims description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims 5
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 34
- 239000000047 product Substances 0.000 description 33
- 230000008859 change Effects 0.000 description 30
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 30
- SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N Indole Chemical compound C1=CC=C2NC=CC2=C1 SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 12
- PZOUSPYUWWUPPK-UHFFFAOYSA-N indole Natural products CC1=CC=CC2=C1C=CN2 PZOUSPYUWWUPPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- RKJUIXBNRJVNHR-UHFFFAOYSA-N indolenine Natural products C1=CC=C2CC=NC2=C1 RKJUIXBNRJVNHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 9
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 8
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 7
- 238000011161 development Methods 0.000 description 7
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 7
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 7
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000009499 Vanilla fragrans Nutrition 0.000 description 5
- 244000263375 Vanilla tahitensis Species 0.000 description 5
- 235000012036 Vanilla tahitensis Nutrition 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000003283 colorimetric indicator Substances 0.000 description 4
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 4
- -1 metal complex compounds Chemical class 0.000 description 4
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 4
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 4
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 4
- 235000021485 packed food Nutrition 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 3
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 3
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 3
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 3
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 3
- 238000009456 active packaging Methods 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 3
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 3
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 description 2
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 description 2
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N Piperidine Chemical compound C1CCNCC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N Tryptophan Natural products C1=CC=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- RRAFCDWBNXTKKO-UHFFFAOYSA-N eugenol Chemical compound COC1=CC(CC=C)=CC=C1O RRAFCDWBNXTKKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 2
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 2
- 229960001031 glucose Drugs 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 2
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 2
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 108010009004 proteose-peptone Proteins 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 2
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 2
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 2
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 2
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 2
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 2
- 240000001538 Agaricus subrufescens Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010076119 Caseins Proteins 0.000 description 1
- NPBVQXIMTZKSBA-UHFFFAOYSA-N Chavibetol Natural products COC1=CC=C(CC=C)C=C1O NPBVQXIMTZKSBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 1
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 239000005770 Eugenol Substances 0.000 description 1
- 206010016952 Food poisoning Diseases 0.000 description 1
- 208000019331 Foodborne disease Diseases 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- XQFRJNBWHJMXHO-RRKCRQDMSA-N IDUR Chemical compound C1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C(=O)NC(=O)C(I)=C1 XQFRJNBWHJMXHO-RRKCRQDMSA-N 0.000 description 1
- UVMRYBDEERADNV-UHFFFAOYSA-N Pseudoeugenol Natural products COC1=CC(C(C)=C)=CC=C1O UVMRYBDEERADNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000003113 alkalizing effect Effects 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 235000008429 bread Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 description 1
- 239000005018 casein Substances 0.000 description 1
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 description 1
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- WIIZWVCIJKGZOK-RKDXNWHRSA-N chloramphenicol Chemical compound ClC(Cl)C(=O)N[C@H](CO)[C@H](O)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 WIIZWVCIJKGZOK-RKDXNWHRSA-N 0.000 description 1
- 229960005091 chloramphenicol Drugs 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 239000003593 chromogenic compound Substances 0.000 description 1
- 239000010634 clove oil Substances 0.000 description 1
- 230000001332 colony forming effect Effects 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 1
- 239000008121 dextrose Substances 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- AIUDWMLXCFRVDR-UHFFFAOYSA-N dimethyl 2-(3-ethyl-3-methylpentyl)propanedioate Chemical compound CCC(C)(CC)CCC(C(=O)OC)C(=O)OC AIUDWMLXCFRVDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 235000021186 dishes Nutrition 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 239000002320 enamel (paints) Substances 0.000 description 1
- 230000006862 enzymatic digestion Effects 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 229960002217 eugenol Drugs 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000002496 gastric effect Effects 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007407 health benefit Effects 0.000 description 1
- 231100000206 health hazard Toxicity 0.000 description 1
- 238000009654 indole test Methods 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N iodomethane Chemical compound IC INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 235000010746 mayonnaise Nutrition 0.000 description 1
- 239000008268 mayonnaise Substances 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 238000012543 microbiological analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 1
- 239000000825 pharmaceutical preparation Substances 0.000 description 1
- 229940127557 pharmaceutical product Drugs 0.000 description 1
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 235000019624 protein content Nutrition 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000002470 solid-phase micro-extraction Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004809 thin layer chromatography Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000012137 tryptone Substances 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 235000005282 vitamin D3 Nutrition 0.000 description 1
- 239000011647 vitamin D3 Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
- C12Q1/04—Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
Abstract
Изобретение относится к новой интеллектуальной упаковке, разработанной с использованием нового материала, включающего твердую подложку из частично полярного адсорбента, пропитанную раствором ванилина, который позволяет визуально выявлять рост микроорганизмов в различных видах продуктов без необходимости прямого контакта с микроорганизмом или средой, его содержащей.
Description
Изобретение относится к области пищевых, химико-фармацевтических и косметических продуктов. В частности, оно касается нового материала, состоящего из твердой подложки из частично полярного адсорбента, пропитанного раствором ванилина и его использования в качестве колориметрического индикатора для выявления присутствия микроорганизмов в продуктах питания, косметических средствах или фармацевтических товарах.
Предпосылки создания изобретения
Каждый год в мире происходит бесчисленное количество случаев госпитализации из-за пищевых токсикоинфекций, возникающих в результате присутствия микроорганизмов.
Со своей стороны, потребители XXI века требуют пищевые продукты с высоким органолептическим качеством и большой пищевой ценностью, а значит, подвергшиеся минимальной обработке, в отличие от обычных продуктов. Очевидно, что применение менее жестких условий обработки приводит к возрастанию микробиологической опасности, и поскольку разнообразие микробного поведения становится критичным, постольку необходимо знать о реальной возможности выживания и размножения остаточных микробов в каком-либо продукте для того, чтобы точно определять его срок годности или микробиологические факторы риска, которые хотел бы допустить производитель.
Изучение попадания и распространения патогенных организмов в пищевых продуктах является, на самом деле, одной из приоритетных задач Европейского содружества в области безопасности пищи. Ее целью является определение рисков, действительно существующих для пищевых продуктов, а также применение микробиологических критериев и параметров безопасности пищевых продуктов для некоторых типов продовольствия.
В настоящее время на рынке нет рыночных материалов с натуральными веществами, способных визуально выявлять в упакованных продуктах широкий спектр микроорганизмов. Следовательно, ни потребитель, ни оптовые, ни розничные продавцы не могут определить, заражены упакованные продукты микроорганизмами, или нет. В случае патогенных микроорганизмов эта ситуация создает серьезную опасность для здоровья. Для того чтобы их контролировать, необходимо прибегать к микроскопическому исследованию и микробиологическому анализу или высеву на селективные культуральные среды, что предполагает большие затраты сил, времени и материалов. Далее, эти методы разрушительны, после них анализируемый продукт больше нельзя использовать в коммерческой цепочке; они занимают очень долгое время, поскольку время культивирования длится до тех пор, пока не станет возможно подсчитать титр микроорганизмов, а именно от 2 до 7 дней, не считая времени, необходимого на предварительное обогащение культуры. Такие анализы также требуют значительных лабораторных расходов. В любом случае, такие анализы проводятся на случайной выборке достоверного количества образцов, но их никогда нельзя сделать для каждого отдельно упакованного продукта, так что всегда есть возможный риск микробного заражения продукта, не выявленного производителем или конечным потребителем. В фармакологии риск значительно больше, так как проблема такого характера выявляется тогда, когда вред уже нанесен, и часто непоправимый.
В последние годы в ответ на запросы потребителей в отношении срока годности, сохранения их свойств, свежести, внешнего вида продуктов и т.п. были разработаны системы упаковки продуктов питания. С другой стороны, современные методы маркетинга требуют привлекательной упаковки, сообщающей потребителю нечто, позволяющее выбрать данный продукт. Во-вторых, упаковки развивались с годами, отвечая глубоким изменениям в образе жизни, и упаковочная индустрия должна была соответствовать этим изменениям.
Упаковки должны, среди прочих, выполнять следующие функции: вмещать пищевой продукт;
защищать пищевой продукт от физического, химического и микробиологического воздействия; сохранять качество и полезные свойства пищи; предотвращать подделки;
поддерживать продукт в состоянии, соответствующем установленным нормам коммерческой реализации;
показывать и идентифицировать продукт информировать потребителей о свойствах продукта питания;
продлевать сроки годности и т.п.
В последнее время в связи с новыми требованиями потребительского спроса возникли два новых направления в упаковке - активная упаковка и интеллектуальная упаковка. Активную и интеллектуальную упаковки можно рассматривать как следующее поколение в упаковке продуктов питания.
Активные материалы и предметы в контакте с пищевыми продуктами определены в соответствии с Европейской директивой 1935/2004 как те, что предназначены для увеличения срока хранения или поддержания или улучшения состояния упакованных продуктов и которые созданы с избирательным включением компонентов, пропускающих вещества к упакованной пище или ее окружению или адсорбирующих вещества от пищевых продуктов или окружающей их среды. В последние годы созданы значительные достижения в области активной упаковки, опубликовано было много работ, касающихся этого пред- 1 024907 мета (Робпдие/, А., Вайе, К., Νσίιι, С. (2007), ТЬе ике οί па1ига1 ойк ак апЬш1стоЫа1 8о1иЬоп8 еккепйа1 ίη рарег раскадтд. Рай II. Ргодгекк ш Отдашс Соайпдк 60 (1): 33-38), Робпдие/, А., №тт, С., апб Вай1е, К. (2008). Νην аппатоп-Ъакеб асйуе рарег раскадтд адашк! Р1и/ориккЮ1ошГег Гооб кройаде. 1оитпа1 оГ АдйсиЬита1 апб Рооб СЬет181гу 56 (15)), Боре/, Р., ЗапсЬе/ С., ВаЙ1е, К., апб №пп, С. (2007Ъ). Осуе1ортеп1 оГ йех1Ъ1е апЙ1тсгоЫа1 Гйтк икшд еккепйа1 ойк ак асйуе адепй. 'Чоита1 оГ АдйсиЬшй апб Рооб СЬет181гу 55 (21): 8814-8824) Оийетге/, Ь., ЗапсЬе/ С., ВаЙ1е, К.; №пп, С. (2009). Νην апйт1стоЫа1 асйуе раскаде Гог Ъакегу ртобисй. Тгепбк ш Рооб Заепсе & ТесЬпо1оду 20 (2): 92-99).
Что касается интеллектуальных упаковок, ее задачи другие, что и определяет их выделение с учетом специального назначения. Их действие дает возможность осуществить мечту потребителей в современном мире о том, что упаковка сама сообщает о качестве продукта, который в ней находится, или о событиях, происходивших при его приготовлении, действуя как информатор о возможной порче или разрушении, а также о неправильном хранении, транспортировке или распространении. Согласно Директиве 1935/2004 интеллектуальные упаковочные средства определяются как те материалы, которые контролируют состояние упакованных продуктов питания или окружающей их среды.
Интеллектуальной упаковкой, будем считать такую, в которой используются свойства или компоненты пищевых продуктов или упаковочного материала как показатели качества пищи и ее происхождения; до настоящего времени используются в основном временно-температурные индикаторы, индикаторы микробиологического качества, индикаторы кислорода и двуокиси углерода.
Таким образом, интеллектуальная упаковка определяется как та, что отслеживает состояние упакованной пищи путем сообщения информации о качестве упакованной пищи при транспортировке и хранении, указанное состояние пищи означает физиологические процессы (дыхание фруктов и свежих овощей); химические процессы (окисление жиров); физические процессы (зачерствение хлеба, усыхание); микробиологические аспекты (повреждение микроорганизмами) и заражение (насекомыми).
Эти упаковки представляют огромный интерес для пищевой промышленности, и доказательством этому служит то большое количество усилий, направленных на развитие и исследования этого вида упаковки.
Внутри этой группы находятся упаковки, несущие этикетки, красители или эмалевые покрытия, которые используются как индикаторы качества, сохранности или обработки упакованного продукта. Они основаны на физико-химических, ферментативных или других реакциях, в основном приводящих к изменению цвета в устройстве, что указывает на повреждение или изменение, имевшие место в пищевом продукте.
Таким образом, возможность применения взаимодействия между пищей и упаковкой можно начать использовать в положительном смысле, например, для блокирования или ингибирования причин порчи пищи.
Многие из существующих интеллектуальных индикаторов очень полезны для индустрии упаковки продовольствия, такие как временно-температурные индикаторы, показатели целостности упаковки, микробного роста, аутентичности упаковки и т.д. Некоторые из них являются собственностью компаний, но только малая часть коммерчески используется, наиболее известны временно-температурные индикаторы.
Имеется не так много ссылок, относящихся к развитию интеллектуальной упаковки, которая способна быстро и эффективно выявлять наличие микроорганизмов в продуктах питания при их приобретении или потреблении. В связи с тем, что поглощение испорченной пищи с микробиологической точки зрения является одной из самых главных причин заболевания (пищевого отравления), зараженные упакованные продукты важно выявлять рано, т.е. до потребления. Поэтому продавец может вовремя их удалить, и потребители смогут избежать их потребления без риска для здоровья.
В известных разработках в отношении этого типа интеллектуальных упаковок требуется прямой контакт между микроорганизмом и датчиком, действующим как интеллектуальная упаковка, как, например, в патентах ЕР 1326653, \УО 03093784, \УО 2008026119 (К1тЪег1у-С1агк ^ойбдабе, ΙΝΟ), где используется хромогенный детектор, или в заявке \УО 0013009 ЦоЬпкоп МайЬеу РиЪйс ЫтЪеб Сотрапу), где комплексные соединения металлов используются как подложки для осуществления реакции. В работе ПекЪогбек, ί.: ΤΌΝίνΕ, Ь РтеуоЕ А. Аппа1ек РтапсоЪек РЬаттасеийдиек 1972, 30 (7-8), 507-518 используется цветная реакция ванилина в серной и фосфорной кислотах для определения наличия липидов при исследованиях бактерий, и в конце выявляется присутствие жирных кислот с помощью методов тонкослойной хроматографии и газовой хроматографии. И опять, в этой разработке для проведения реакции необходим прямой контакт между бактерией и реактивом. Далее, система производства индикаторов такого типа очень сложная, что затрудняет их изготовление в промышленных масштабах. Более того, механизм реакции очень сложный, и требует сначала создания окрашенного соединения, которое исчезнет при контакте с микроорганизмами. Кроме того, соединения, используемые в качестве хромогенов, являются химическими веществами, которые, в некоторых случаях, для того, чтобы началась реакция,
- 2 024907 требуют специальных условий, таких как закисление, или комплексными химическими соединениями, ряд которых не может сегодня применяться в контакте с пищевыми продуктами, или имеются строгие ограничения по их концентрации. В любом случае в качестве основных хромогенных соединений используются природные соединения, гораздо меньше соединений используются в качестве пищевых добавок, что дает технологические преимущества и пользу для здоровья.
В свете недостатков упаковок, описанных выше, авторы настоящего изобретения после большого исследования разработали новый материал, который включает твердый носитель из частично полярного адсорбента, пропитанный раствором ванилина, который можно использовать в качестве колориметрического индикатора для выявления микроорганизмов в упакованных продуктах разного рода.
Ванилин (3-метокси-4-гидроксибензальдегид), разрешенный как пищевая добавка, может успешно выявлять рост микроорганизмов с помощью простой и легко определяемой хромогенной реакции. Он также действует в составе сенсора без необходимости находиться в прямом контакте с пищей или упакованным продуктом, однако чтобы это произошло, необходимо наличие небольшого количества влаги в газовой фазе.
Ванилин является природным соединением, обнаруженным во многих овощах, особенно, в стручках ванили. В промышленности его получают из эвгенола, основного составляющего гвоздичного масла. Также, его получают путем окисления лигнина, сложного полимера, находящегося в древесине растений.
Ванилин широко используется как отдушка в продуктах питания, особенно в выпечке. Он также используется в фармацевтике в качестве стимулятора желудочной деятельности, и в парфюмерии.
В уровне техники известно несколько работ, в которых также приводится использование ванилина в качестве предшественника других реактивов, но для этого необходим длительный процесс синтеза и смешивание с такими растворителями, как этанол, и такими реактивами, как концентрированная соляная кислота, пиперидин, йодистый метил и другие. Например, в документе \УО 2008026119 ванилин не является основным компонентом изобретения, и в происходящей реакции изменения цвета он требует присутствия другого соединения.
Другие методы, используя ванилин в качестве детектора наличия микроорганизмов, нуждаются в сильном закислении среды НС1 с недостатками, которые из этого следуют, а также они способны выявлять наличие только тех микроорганизмов, которые способны образовывать индол. Так, источник Рег1ш, Н.Т апб КагаЪшег (IV. ЕисНбек 1954, 14, 345-353) описывает среду, содержащую триптофан, как способ выделения Е.соН и Р.уи1даг18 из смеси, основанный на различии в образовании индола из триптофана. Одновременно с этим они также разработали реагент для постановки индольного теста. В этих условиях они используют добавку 0,25% раствора ванилина в концентрированной соляной кислоте для образования фиолетовой окраски с индолом при прямом контакте и в жидкой фазе. Значит, индол-образующие микроорганизмы должны быть обнаружены в указанном растворе, образуя индол, что приводит к хромогенной реакции.
В свете указанных недостатков одним из главных преимуществ настоящего изобретения является именно использование безвредного природного соединения, пищевой добавки, каким является ванилин, и возможность выявлять наличие микроорганизмов без необходимости прямого контакта между микроорганизмом и упаковочным материалом.
Его применение нацелено на разрешение проблемы, связанной с большим риском для общества, а именно, наличия патогенных микроорганизмов в продуктах питания, фармацевтических и косметических товарах и в других упакованных продуктах.
Предлагаемый материал включается в материал для упаковки продуктов питания или любых других продуктов, восприимчивых к загрязнению микроорганизмами, так что с помощью легко распознаваемого изменения цвета (от бесцветного до пурпурного) потребитель способен отказаться от продукта и избежать потребления пищи или использования продуктов, зараженных или загрязненных микроорганизмами, вредными для здоровья.
С другой стороны, это система, которая вносит огромный вклад в контроль качества упакованных товаров путем своевременного удаления загрязненных партий, тем самым предотвращая их попадание к конечному потребителю, а также предотвращая проблемы и убытки из-за возможных возвратов. Области использования, связанные с разработкой и развитием этого нового метода, могут быть, с одной стороны, индустрия упаковки, которая отвечала бы за производство и вывод на рынок материала, включенного в упаковку, а с другой стороны, пищевая, косметическая или фармацевтическая индустрия. В этих областях имеют дело с оптимизацией расположения данного материала внутри упаковки, учитывая промышленный упаковочный процесс, для обеспечения размещения, которое будет легко заметно конечному потребителю и которое не будет мешать упакованному продукту или затруднять промышленный упаковочный процесс.
Главным преимуществом использования такого индикатора, какой представлен в данном изобретении, является возможность известить потребителя о том, что пища, которую он или она готовы съесть, или продукт, который он или она готовы использовать, не свободны от микроорганизмов в момент приобретения и употребления, исходя из этого и поэтому он или она могут воздержаться от потребления его и отказаться от продукта.
- 3 024907
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - нанесение сенсорного материала на полипропиленовую пленку. Культура Е.соН.
Фиг. 2 - нанесение сенсорного материала на бумажные фильтры в отсутствие микроорганизмов (контроль), со средой культивирования (левая колонка) и без среды (правая колонка).
Фиг. 3 - нанесение сенсорного материала на клейкую бумажную этикетку. Культура Е.соН.
Фиг. 4 - нанесение сенсорного материала на бумажные фильтры в присутствии микроорганизмов (Е.соН) или в отсутствие микроорганизмов (контроль). Средой выращивания является среда МюллерХинтона.
Фиг. 5 - график дней, необходимых для появления цвета на различных средах (Мюллер-Хинтон, ΤδΑ, МЕА) для различных микроорганизмов.
Фиг. 6 - нанесение сенсорного материала на бумажный фильтр при различных рН в культуре без микроорганизмов, среда Мюллер-Хивтон.
Фиг. 7 - график изменения концентрации ванилина от времени а) в отсутствие микроорганизмов (контроль); Ь) СапФНа а1Ысап8; с) §1арНу1ососси8 аигеик; Н) 8а1топе11а сНо1ега8Ш8.
Объект изобретения
Во-первых, объектом изобретения является материал, содержащий твердую подложку из частично полярного адсорбента, пропитанного раствором, содержащим ванилин.
Еще одним объектом изобретения является использование указанного материала в качестве колориметрического индикатора для визуального определения роста микроорганизмов, причем указанный индикатор для формирования изменения цвета не требует прямого контакта с микроорганизмами или со средой, содержащей их.
Наконец, объектом изобретения также является использование ванилина в качестве колориметрического реактива для визуального выявления роста микроорганизмов.
Описание изобретения
Настоящим изобретением заявляется новая интеллектуальная упаковка, сконструированная из нового материала, который позволяет визуально выявлять рост микроорганизмов в продуктах различной природы без прямого контакта с организмом или средой, содержащей его.
Таким образом, в главном аспекте изобретения рассматривается указанный материал, который состоит из твердой подложки из частично полярного адсорбента, пропитанного раствором, содержащим ванилин.
Наличие ванилина в составе материала позволяет выявлять рост микроорганизмов за счет простой и легко распознаваемой хромогенной реакции. Изменение цвета (с бесцветного на пурпурный) в условиях тестирования четко отражает присутствие микроорганизмов, как в чистой культуре на чашках Петри, так и в пищевых продуктах, например, в самодельном майонезе без консервантов, в лекарствах или косметических товарах.
Ванилин является природным соединением, которое реагирует на присутствие микроорганизмов. В отсутствие ванилина цветная реакция не происходит. Реакция является необратимой, и образуемая окраска увеличивает свою интенсивность по мере продолжения микробного роста.
В одном из вариантов исполнения изобретения раствор ванилина содержит этанол. Минимальная концентрация ванилина, необходимая для того, чтобы увидеть цветную реакцию, составляет 10%, предпочтительное содержание ванилина в этаноле - примерно от 10 до 50%.
Реакция нуждается в водной среде или, как минимум, влаге, чтобы быть видимой, устойчивой и необратимой и таким образом служить колориметрическим детектором. Следовательно, твердая подложка должна быть сделана из частично полярного адсорбирующего материала, способного удерживать влагу, выделяемую в паровой фазе самими пищевыми продуктами, предпочтительно использовать бумагу или картон.
В случае, когда ванилин включается в гидрофобную среду, реакция не будет постоянной из-за того, что жидкость будет конденсироваться на гидрофобной подложке и, хотя она будет сходным образом окрашиваться, она не сохранится, поскольку капля конденсата упадет под действием силы тяжести. Следовательно, при такой подложке результат не будет необратимым и стабильным.
Как отмечено выше, описанные признаки материала изобретения делают его пригодным для визуального выявления микробного роста, следовательно, другим ключевым аспектом изобретения является использование этого нового материала в качестве колориметрического индикатора для визуального выявления наличия микроорганизмов.
Реакция индикатора проходит в газовой (паровой) среде, следовательно, ванилин не нуждается в прямом контакте с микроорганизмом или со средой, содержащей его. Таким образом, индикатор и микроорганизмы могут быть отделены друг от друга, при контакте между ними только через газовую среду.
Тот факт, что индикатору не требуется прямой контакт с организмом, дает очень большие преимущества, и это важное отличие его от индикаторов, известных в настоящее время, поскольку при данном способе вещества, выделяемые микроорганизмами в процессе их метаболизма, достигают газовой среды и через нее они доходят до индикатора, где и происходит хромогенная реакция. Это позволяет поместить индикатор на крышку или приклеить на упаковочный материал, или сделать его частью упаковочного
- 4 024907 материала, но на некотором расстоянии. Материал имеет также то преимущество, что при тех же условиях, т.е. действие в газовой среде, он реагирует на наличие микроорганизмов в любой части продукта, где бы они не находились, не ограничиваясь частью или фракцией такового, как в случае, когда требуется непосредственный контакт.
Более того, тот факт, что изменение цвета происходит вследствие переноса или диффузии веществ от микроорганизмов в газовую среду, позволяет достичь высокой чувствительности, что означает, что индикатор реагирует на появление самых первых колоний микроорганизмов в среде.
В присутствии концентраций микробов, равных или больше чем 10 колониеобразующих единиц на мл или мг (КОЕ/мл, КОЕ/мг) пищевых продуктов, содержащих микроорганизмы, индикатор необратимо меняет окраску от бесцветной (или белой, в зависимости от бумаги или твёрдой подложки) до розовофиолетовой. Интенсивность окраски зависит от концентрации микроорганизмов. Индикатор позволяет проводить визуальное определение роста широкого спектра микроорганизмов, таких, как плесени, дрожжи и/или бактерии.
Все микроорганизмы, образующие индол в процессе своего метаболизма, реагируют с ванилином. Кроме того, другие микроорганизмы, не производящие индол в процессе своего метаболизма, такие, как 8а1тоие11а и Ркеийотоиак крр, также дают положительную идентификационную реакцию с ванилином, в силу чего реакция не будет индол-ванилин специфичной, а может быть определена как более общая реакция азотсодержащие вещества-ванилин.
Выявление микроорганизмов интеллектуальным сенсором или системой заявляемого изобретения, может выполняться в запакованном продукте. Упакованный продукт может быть разным по своей природе, предпочтительнее это пища, фармацевтический или косметический продукт.
В отдельных вариантах реализации интеллектуальная система, образуемая из материала, служащего индикатором, может быть использована как собственно упаковочный материал или материал может быть прикреплен в виде бумажной наклейки, предпочтительно самоклеющейся, помещённой на внутренней поверхности упаковки, который может быть пластиковым или из другого материала, так, чтобы материал был в контакте с атмосферой, образующейся внутри упаковки. В области наклейки упаковка должна быть из прозрачного и бесцветного материала, для того чтобы можно было видеть изменение окраски, которое произойдёт в присутствии микроорганизмов.
Наконец, другой важный аспект изобретения заключается в использовании ванилина в качестве колориметрического реактива для визуализации обнаружения роста микроорганизмов в газовой среде, т.е. без прямого контакта между ванилином и микроорганизмом.
Примеры
В экспериментальных условиях была исследована активность индикатора на основе различных материалов подложек. Это позволило четко визуализировать действие индикатора на макроскопическом уровне.
На фиг. 1 показано применение в культуре Е.сой полипропиленовой (ПП) пленки, пропитанной раствором ванилина. Изменения цвета не наблюдалось, хотя использованная постановка была та, что разрабатывалась для данного индикатора.
Причина отсутствия ответа (изменение цвета) состоит в том, что данный материал не адсорбировал влагу или вещества или, что то же самое, реакция с составом, содержащим ванилин, не поддерживалась на этой подложке, поскольку происходила в не полярной среде, пропитавшей полипропилен (НИ). На самом деле присутствовал окрашенный ореол, покрывавший НН, но в конечном итоге он конденсировался и стекал с НН, показывая, что эта неполярная или неадсорбирующая подложка непригодна для использования в качестве подложки для данного индикатора.
На фиг. 2 представлены проведенные контрольные опыты (без микроорганизмов), в которых были использованы несколько подложек из бумажных фильтров, смоченных раствором ванилина в присутствии среды культивирования (левая колонка) и в её отсутствие (правая колонка). Ноказано, что в отсутствие микроорганизмов наличие среды культивирования недостаточно для развития реакции.
На фиг. 3 показано применение индикаторного материала согласно изобретению на самоклеющейся этикетке для определения наличия микроорганизмов в культуре Е.сой, в результате чего наблюдалось изменение цвета индикатора.
На фиг. 4 показано применение индикаторного материала на нескольких подложках из бумажных фильтров в различных культурах Е.сой и контрольной культуре, т.е. без микроорганизмов. Средой культивирования служила среда Мюллер-Хинтона. Было установлено, что окрашивание индикаторов происходит во всех культурах Е.сой, тогда как в контрольной культуре окрашивание не появлялось.
Для расширения исследования была проведена оценка поведения заявленного в изобретении материала в присутствии широкого ряда микроорганизмов, с целью определения минимальной концентрации, необходимой для нормальной работы индикатора.
Были проведены исследования по изучению эффективности индикатора в присутствии следующих микроорганизмов:
Грибы:
ЛкрегдШш йауик (Испанская коллекция типов культур - Зрашкй Туре СиЙиге Сойесйои, СЕСТ,
- 5 024907
2687);
РетсШШт гос.|иеГогЦ (Коллекци культур грибов - СиИите Со11есйои оГ Рии§1, ΙΒΤ, 21319);
Еитойит герепз (ΙΒΤ 1800);
РетсШшт 1з1апШсит (СЕСТ 2762);
РетсШшт аттипе (ΙΒΤ 21314);
РетсШшт ехраизит;
РетсШшт па1д1оуеп818.
Дрожжи:
СапШФа а1Ысап8 (Американская коллекция типов культур - Атепсап Туре СиИите Со11есИоп. АТСС, 64550);
ИеЬагуотусез Иапзепи (СЕСТ 10353);
2удозассИатотусе5 тоихи (СЕСТ 11928);
Во1туЙ8 сшетеа.
Бактерии:
Еп1етососси8 ГаесаНз (АТСС 29212);
Ыз1епа топосуЮдепез (АТСС 7644);
ВасШиз сегеиз (СЕСТ 495);
81арИу1ососсиз аигеиз (АТСС 29213);
5>а1топе11а сИо1егаезшз (СЕСТ 4000);
Уегзпна еШегосоШтса (СЕСТ 4315);
ЕзсИепсШа соН (АТСС 29252);
Рзеийотопаз аегидтоза (АТСС 27853).
Положительные реакции наблюдались как среди бактерий, так и среди грибов и дрожжей. Из протестированных микроорганизмов, дававших положительную реакцию, в табл. 1 указаны те, у которых значение концентрации микроорганизмов может быть легко выявлено в зависимости от концентрации внесенных клеток и от времени, необходимом для изменения цвета индикатора.
Таблица 1
Изменение цвета в единицах концентрации
Бактерии | Дни инкубации | МСС (КОЕ на мг/мл) | МСЭ (КОЕ на мг/мл) |
Р. аегидтоза | 1 2 3 | 10 10 10 | 10' 102 10 |
Е. соН | 1 | 10 | 10' |
2 | 10 | ю2 | |
3 | 10 | 10 | |
Е. ГаесаНз | 1 | 10 | Ιο5 |
2 | 10 | ю2 | |
3 | 10 | 102 | |
4 | 10 | 10 | |
В. сегеиз | 1 | 10 | До5 |
2 | 10 | ю4 | |
3 | 10 | 102 | |
4 | 10 | ю2 | |
8. аигеиз | 1 | 10 | >107 |
2 | ю | ю5 | |
3 | 10 | ю4 | |
4 | 10 | ю4 | |
Υ. еЫегоеоПНса | 1 2 3 4 | 10 10 10 10 | >10' >107 ю7 106 |
МСС: минимальная концентрация при засеве;
МСИ: минимальная обнаруживаемая концентрация.
Исследования были завершены изучением воздействия различных сред культивирования на изменение цвета адсорбирующей подложки, содержащей индикатор. Ввиду больших затрат ресурсов из
- 6 024907 большого количества культур авторы изобретения выбрали два микроорганизма в качестве представителей в каждой группе и три универсальных среды культивирования, которые поддерживают рост всех микроорганизмов, но с разным содержанием белка в качестве различающей характеристики. Выбранными средами были среда Мюллер-Хинтона (М.Н.), агар с солодовым экстрактом (М.Е.А.) и Триптонсоевый агар (Т.8.А.). Время исследования составило один год. В табл. 2 и 3 указаны выбранные микроорганизмы и среды культивирования. Различия в составе сред культивирования отражают различия в концентрациях питательных веществ, и, таким образом, моделируется ситуация в пищевых продуктах, в которых питательные вещества для микроорганизмов отличаются друг от друга.
Таблица 2
Микроорганизмы
Группа | Микроорганизмы | Среда культивирования |
Г рамположительная | В. сегеиз, Е. /аесаИз | М.Н., М.Е.А., Т.5.А. |
Г рамотрицательные | Р. аеги&пояа, В. с(ю1ега$т$ | М.Н., М.Е.А., Т.8.А. |
Дрожжи | С сйЫсапз | М.Н., М.Е.А., Т.8.А. |
Грибы | Α.βανιχ;, Р. годие/огА | М.Н., М.Е.А., Т.8.А. |
Таблица 3
Состав различных использованных для культивирования сред
Мюллер- Хинтон | Триптон-соевый агар | Декстрозный агар Сабуро | Агар с солодовым экстрактом | |
Крахмал 1,5 г | Хлорид натрия 5г | 0(+)Глюкоза 40 г | Солодовый экстракт 13 г | |
Мясная вытяжка 2 г | Казеиновый пептон 15 г | Хлорамфеникол 50 мг | Декстрин 2,5 г | |
Гидролизат казеинового пептона | Соевый пептон 5 г | Смесь пептонов Юг | Пептон желатиновый 5 г | |
Агар 15 г | Агар 15 г | Агар 15 г | ||
Конечный рН | 7,2 | 7,3+/- 0,2 | 5,5+/-0,2 |
Графики на фиг. 5 показывают количество дней, которые потребовались фильтру достичь окончательной, особенно черной окраски (пурпурной или очень насыщенной фиолетовой) для разных микроорганизмов на разных изученных средах. Согласно наблюдениям, насыщенность цвета зависела от концентрации микроорганизмов.
Исходя из этого исследования, было сделано заключение, что среда, в которой происходил рост микроорганизмов, значительно влияет на изменение цвета. Это изменение происходило быстрее в среде Мюллер-Хинтона с наибольшим содержанием азотистых веществ, за ней идёт Триптон-соевая среда и Среда с солодовым экстрактом, в которых изменения происходили медленнее.
Главное различие между этими средами состоит в содержании азотистых соединений. В случае среды Мюллер-Хинтона мясо и казеин обеспечивают азотистыми соединениями, витаминами, углеродом, серой и аминокислотами. Триптон-соевый агар, ферментный перевар бобов сои, поставляет азот, витамины и соли, в то время как агар с солодовым экстрактом содержит много полисахаридов, а в качестве единственного источника азота имеет пептон и в меньших количествах, чем в других двух средах. Это влияет на интенсивность реакции, протекающей с ванилином, и таким образом меняется цвет, поскольку в тех случаях, когда микроорганизмы растут быстро, из-за того, что они находят большое количество питательных веществ, реакция развивается быстрее, вызывая изменение цвета в индикаторе раньше по времени и интенсивнее, чем за то же время в других случаях.
Авторы изучили механизм протекающей реакции, показав, что микроорганизмы, выделяющие в ходе метаболизма индол, дают положительную реакцию, на основе чего можно предположить, что окрашивающее вещество является результатом химической реакции между индолом и ванилином. Однако микроорганизмы, не выделяющие индол, такие как 8а1тоие11а и Ркеиботоиак 8рр, также дают положительную реакцию с ванилином.
Были проделаны дополнительные анализы с целью продемонстрировать эффективность ванилина для выявления микроорганизмов и было установлено, что изменение окраски не обусловлено изменением рН или наличием СО2, выделяемого микроорганизмами. Н в процессе метаболизма. В этих исследованиях авторы изобретения выбрали для культивирования среду Мюллер-Хинтон, поскольку во всех случаях она давала самое быстрое изменение окраски.
- 7 024907
Действие СО2.
Микроорганизмы в процессе роста и дыхания выделяют СО2. Поскольку это соединение широко распространено и ввиду его летучести, авторы исследовали его воздействие на цвет, развивающийся на наклейках, пропитанных ванилином.
Это достигалось приготовлением чашек с питательной средой и наклейками, пропитанными изучаемым раствором ванилина, но без присутствия микроорганизмов. Инкубация чашек производилась в анаэробных контейнерах и в анаэробных и микроаэрофильных условиях, при использовании пакетов, образующих эту атмосферу.
Чашки в контейнерах не запечатывались герметично, поэтому СО2 мог проникать в чашки.
Тестирование проводилось с тремя параллельными пробами и показало, что через 50 дней инкубирования при 37°С чашек со средой Мюллер-Хинтон и фильтров с ванилином, изменения цвета на дисках не наблюдалось.
Следовательно, было сделано заключение, что изменение цвета не вызвано присутствием СО2.
Действие рН.
рН среды изменяли на поверхности. В три чашки была добавлена уксусная кислота, а в другие три ΝαΟΗ и наблюдалось, будет ли в отсутствие микроорганизмов происходить воздействие этих кислых или щелочных соединений на индикатор. Спустя три месяца наблюдений оказалось, что изменение цвета не происходит. Прямого контакта фильтров с закисляющими и защелачивающими реагентами не было.
В следующем исследовании кислота и щелочь были добавлены непосредственно на фильтр, на который предварительно был нанесён ванилин. В остальном подготовка чашек была одинаковой для всех проб, без посева микроорганизмов. Здесь также не было изменения цвета.
Дополнительно к этим исследованиям кислота и основание были непосредственно добавлены к смеси ванилина со спиртом, и фильтры, пропитанные этой смесью, были помещены на чашки, как это было во всех предыдущих опытах.
Спустя месяц не наблюдалось изменения цвета ни на одном из фильтров. Было сделано заключение, что изменение цвета индикатора не вызывается изменением рН. Спустя три месяца всё ещё не наблюдалось изменения цвета.
Однако, когда рН среды культивирования по существу менялась через 5 дней, было отмечено изменение цвета образцов, находившихся в газовой фазе со средой при рН 12 и рН 10 (фиг. 6).
Рост микроорганизмов также вызывал изменение в конечном значении рН среды, при основном значении рН около 10.
Анализ соединений, ответственных за изменение цвета.
С помощью хроматографических методов был проведен анализ превращения ванилина и новых соединений, которые появились после реакции.
Для выяснения превращения ванилина использовались методы 8РМЕ (метод твердофазной микроэкстракции) и СС-М8 (метод газохроматографической масс-спектрометрии).
Как можно видеть (фиг. 7), во всех случаях идёт снижение концентрации ванилина. Это снижение было больше в случаях с 8. аигеиз и 8. еЬо1ега8Ш8, тех микроорганизмов, которые вызывают также более быстрое и более интенсивное изменение цвета.
С помощью этих методов авторы не смогли определить наличие новых соединений, ответственных за изменение цвета, т.е. возможно, что получаемое окрашенное соединение не летучее. Однако снижение концентрации ванилина указывает на то, что его реакция с соединением, образующимся при росте микроорганизмов, имеет место, вследствие чего появляется новое окрашенное соединение.
Claims (7)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Упаковка для пищевых, фармацевтических или косметических продуктов, служащая для выявления роста бактерий, грибов и дрожжей в указанных пищевых, фармацевтических или косметических продуктах, содержащихся в упаковке, характеризующаяся тем, что она содержит визуально воспринимаемый колориметрический сенсор для выявления микроорганизмов в газовой среде внутри упаковки без прямого контакта сенсора, содержащегося в упаковке, с продуктами, помещенными в упаковку, при этом указанный сенсор выполнен в виде твердой подложки из полярного адсорбента, способного впитывать влагу, с поверхностным слоем, содержащим ванилин, и этот поверхностный слой получен путем пропитки твердой подложки раствором, содержащим по крайней мере 10% ванилина, при этом по крайней мере часть упаковки, возле которой помещен указанный сенсор, является прозрачной.
- 2. Упаковка по п.1, характеризующаяся тем, что поверхностный слой дополнительно содержит этанол.
- 3. Упаковка по п.2, характеризующаяся тем, что поверхностный слой получен путем пропитки твердой подложки раствором, который содержит по меньшей мере 10% ванилина в этаноле.
- 4. Упаковка по п.3, характеризующаяся тем, что поверхностный слой получен путем пропитки твердой подложки раствором, который содержит ванилин в этаноле в концентрации от 10 до 50%.
- 5. Упаковка по пп.1-4, характеризующаяся тем, что твердая подложка изготовлена из бумаги или- 8 024907 картона.
- 6. Упаковка по пп.1-5, характеризующаяся тем, что материал сенсора помещен на крышку упаковки или приклеен к внутренней поверхности упаковки.
- 7. Применение упаковки по любому из предшествующих пунктов для визуального выявления роста микроорганизмов в пищевых, фармацевтических и косметических продуктах в газовой среде внутри упаковки без прямого контакта сенсора, помещенного с внутренней стороны упаковки, с продуктами, содержащимися в упаковке.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES200930141A ES2354677B1 (es) | 2009-05-07 | 2009-05-07 | Envase inteligente para la detección de microorganismos. |
PCT/ES2010/000176 WO2010128178A1 (es) | 2009-05-07 | 2010-04-21 | Envase inteligente para la detección de microorganismos |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201101582A1 EA201101582A1 (ru) | 2012-04-30 |
EA024907B1 true EA024907B1 (ru) | 2016-11-30 |
Family
ID=43050012
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201101582A EA024907B1 (ru) | 2009-05-07 | 2010-04-21 | Интеллектуальная упаковка для выявления микроорганизмов |
Country Status (24)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8741596B2 (ru) |
EP (1) | EP2428580B1 (ru) |
JP (1) | JP5804279B2 (ru) |
KR (1) | KR101721712B1 (ru) |
CN (1) | CN102439166B (ru) |
AU (1) | AU2010244344B2 (ru) |
BR (1) | BRPI1011297B1 (ru) |
CA (1) | CA2765632C (ru) |
CL (1) | CL2011002788A1 (ru) |
CO (1) | CO6470867A2 (ru) |
DK (1) | DK2428580T3 (ru) |
EA (1) | EA024907B1 (ru) |
ES (2) | ES2354677B1 (ru) |
IL (1) | IL216168A (ru) |
MX (1) | MX2011011711A (ru) |
MY (1) | MY184059A (ru) |
NZ (1) | NZ596884A (ru) |
PE (1) | PE20120641A1 (ru) |
PL (1) | PL2428580T3 (ru) |
PT (1) | PT2428580E (ru) |
SG (2) | SG10201402029WA (ru) |
UA (1) | UA106751C2 (ru) |
WO (1) | WO2010128178A1 (ru) |
ZA (1) | ZA201108628B (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020223380A1 (en) * | 2019-04-30 | 2020-11-05 | Smylio Inc. | Oral appliance holder |
RU210196U1 (ru) * | 2020-07-27 | 2022-03-31 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Пастера Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека" (ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера) | Диск для приготовления жидких питательных сред, содержащих индикаторы pH или редокс-потенциала |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101769456B1 (ko) | 2011-05-26 | 2017-08-30 | 주식회사 엘지생활건강 | 유통기한의 경과에 대한 표시 기능을 가진 화장료 조성물 |
US20130269537A1 (en) | 2012-04-16 | 2013-10-17 | Eugenio Minvielle | Conditioning system for nutritional substances |
US20130269538A1 (en) | 2012-04-16 | 2013-10-17 | Eugenio Minvielle | Transformation system for nutritional substances |
US9541536B2 (en) | 2012-04-16 | 2017-01-10 | Eugenio Minvielle | Preservation system for nutritional substances |
US10219531B2 (en) | 2012-04-16 | 2019-03-05 | Iceberg Luxembourg S.A.R.L. | Preservation system for nutritional substances |
US20140069838A1 (en) | 2012-04-16 | 2014-03-13 | Eugenio Minvielle | Nutritional Substance Label System For Adaptive Conditioning |
US9702858B1 (en) | 2012-04-16 | 2017-07-11 | Iceberg Luxembourg S.A.R.L. | Dynamic recipe control |
US9460633B2 (en) | 2012-04-16 | 2016-10-04 | Eugenio Minvielle | Conditioner with sensors for nutritional substances |
US9414623B2 (en) | 2012-04-16 | 2016-08-16 | Eugenio Minvielle | Transformation and dynamic identification system for nutritional substances |
US9072317B2 (en) * | 2012-04-16 | 2015-07-07 | Eugenio Minvielle | Transformation system for nutritional substances |
US9016193B2 (en) | 2012-04-16 | 2015-04-28 | Eugenio Minvielle | Logistic transport system for nutritional substances |
US9528972B2 (en) | 2012-04-16 | 2016-12-27 | Eugenio Minvielle | Dynamic recipe control |
US9069340B2 (en) | 2012-04-16 | 2015-06-30 | Eugenio Minvielle | Multi-conditioner control for conditioning nutritional substances |
US9171061B2 (en) | 2012-04-16 | 2015-10-27 | Eugenio Minvielle | Local storage and conditioning systems for nutritional substances |
US9436170B2 (en) | 2012-04-16 | 2016-09-06 | Eugenio Minvielle | Appliances with weight sensors for nutritional substances |
US9429920B2 (en) | 2012-04-16 | 2016-08-30 | Eugenio Minvielle | Instructions for conditioning nutritional substances |
US9080997B2 (en) | 2012-04-16 | 2015-07-14 | Eugenio Minvielle | Local storage and conditioning systems for nutritional substances |
US9564064B2 (en) | 2012-04-16 | 2017-02-07 | Eugenio Minvielle | Conditioner with weight sensors for nutritional substances |
US8733631B2 (en) | 2012-04-16 | 2014-05-27 | Eugenio Minvielle | Local storage and conditioning systems for nutritional substances |
US10790062B2 (en) | 2013-10-08 | 2020-09-29 | Eugenio Minvielle | System for tracking and optimizing health indices |
CN105462824B (zh) | 2014-05-27 | 2021-02-02 | Bd控股私人有限公司 | 在商业无菌检测中使用血培养基平台的改进 |
USD762081S1 (en) | 2014-07-29 | 2016-07-26 | Eugenio Minvielle | Device for food preservation and preparation |
WO2020013005A1 (ja) * | 2018-07-13 | 2020-01-16 | 日本電気硝子株式会社 | ガス検出材料 |
CN109939254A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-28 | 陈芸 | 一种手术器械包消毒状态标识装置 |
TWI726526B (zh) * | 2019-12-10 | 2021-05-01 | 台灣奈米碳素股份有限公司 | 一種基於食品風味以色彩組合提供食品廣告的裝置及方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006065350A2 (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-22 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Microbial detection and quantification |
US20070264680A1 (en) * | 2004-03-22 | 2007-11-15 | Proteus S.A. | Method and Test-Kit for the Detection and Quantification of Organisms |
WO2008026119A2 (en) * | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Microbe-sensitive indicators and use of the same |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2857361A (en) * | 1954-10-14 | 1958-10-21 | Exxon Research Engineering Co | Odor improvement of petroleum resins with vanillin |
US4900681A (en) * | 1988-06-02 | 1990-02-13 | Taffe Patricia A | Hydrazine detection |
JP3177367B2 (ja) * | 1993-11-08 | 2001-06-18 | 大和製罐株式会社 | 酸性保存食品中の好酸性芽胞形成細菌検出方法及び測定キット |
JP3444959B2 (ja) * | 1994-04-27 | 2003-09-08 | キヤノン株式会社 | 微生物分解活性確認方法、それを用いた微生物スクリーニング方法および環境浄化方法 |
GB9818766D0 (en) | 1998-08-28 | 1998-10-21 | Johnson Matthey Plc | Improvements in sensors |
GB0025084D0 (en) | 2000-10-13 | 2000-11-29 | Cambridge Meditech | Improvements in detection |
WO2003093784A2 (en) | 2002-01-17 | 2003-11-13 | Toxin Alert, Inc. | Liaison superficielle d'immunoglobuline sur polymere flexible, au moyen d'une matrice de vernis hydrosoluble |
-
2009
- 2009-05-07 ES ES200930141A patent/ES2354677B1/es active Active
-
2010
- 2010-04-21 DK DK10772046T patent/DK2428580T3/en active
- 2010-04-21 CN CN201080020206.0A patent/CN102439166B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-04-21 UA UAA201114460A patent/UA106751C2/ru unknown
- 2010-04-21 EP EP10772046.8A patent/EP2428580B1/en active Active
- 2010-04-21 SG SG10201402029WA patent/SG10201402029WA/en unknown
- 2010-04-21 KR KR1020117029286A patent/KR101721712B1/ko active IP Right Grant
- 2010-04-21 MY MYPI2011005344A patent/MY184059A/en unknown
- 2010-04-21 MX MX2011011711A patent/MX2011011711A/es active IP Right Grant
- 2010-04-21 AU AU2010244344A patent/AU2010244344B2/en not_active Ceased
- 2010-04-21 PE PE2011001923A patent/PE20120641A1/es not_active Application Discontinuation
- 2010-04-21 CA CA2765632A patent/CA2765632C/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-04-21 PL PL10772046T patent/PL2428580T3/pl unknown
- 2010-04-21 BR BRPI1011297-9A patent/BRPI1011297B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2010-04-21 EA EA201101582A patent/EA024907B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2010-04-21 SG SG2011082088A patent/SG175942A1/en unknown
- 2010-04-21 JP JP2012509063A patent/JP5804279B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-04-21 NZ NZ596884A patent/NZ596884A/en not_active IP Right Cessation
- 2010-04-21 PT PT107720468T patent/PT2428580E/pt unknown
- 2010-04-21 ES ES10772046.8T patent/ES2534838T3/es active Active
- 2010-04-21 WO PCT/ES2010/000176 patent/WO2010128178A1/es active Application Filing
- 2010-04-21 US US13/319,048 patent/US8741596B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-11-06 IL IL216168A patent/IL216168A/en active IP Right Grant
- 2011-11-07 CL CL2011002788A patent/CL2011002788A1/es unknown
- 2011-11-24 ZA ZA2011/08628A patent/ZA201108628B/en unknown
- 2011-12-06 CO CO11168037A patent/CO6470867A2/es not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070264680A1 (en) * | 2004-03-22 | 2007-11-15 | Proteus S.A. | Method and Test-Kit for the Detection and Quantification of Organisms |
WO2006065350A2 (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-22 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Microbial detection and quantification |
WO2008026119A2 (en) * | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Microbe-sensitive indicators and use of the same |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020223380A1 (en) * | 2019-04-30 | 2020-11-05 | Smylio Inc. | Oral appliance holder |
RU210196U1 (ru) * | 2020-07-27 | 2022-03-31 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Пастера Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека" (ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера) | Диск для приготовления жидких питательных сред, содержащих индикаторы pH или редокс-потенциала |
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA024907B1 (ru) | Интеллектуальная упаковка для выявления микроорганизмов | |
Park et al. | Application of biosensors in smart packaging | |
Chun et al. | Evaluation of a freshness indicator for quality of fish products during storage | |
Dobrucka et al. | Active and intelligent packaging food-Research and development-A Review | |
CN106794271B (zh) | 使用耐灭菌剂调节物的生物灭菌指示器 | |
US6428748B1 (en) | Apparatus and method of monitoring an analyte | |
US6149952A (en) | Method for determining deleterious bacterial growth in packaged food utilizing hydrophilic polymers | |
CA2499145A1 (en) | Food-borne pathogen and spoilage detection device and method | |
US20060057022A1 (en) | Food quality indicator | |
US20100136607A1 (en) | Sensor device | |
Pavelková | Intelligent packaging as device for monitoring of risk factors in food | |
US3206317A (en) | Food spoilage indicator | |
CN111830022A (zh) | 一种肉类新鲜度指示阵列、其制备方法及应用 | |
CA2559708A1 (en) | Food borne pathogen sensor and method | |
Kerry | Application of smart packaging systems for conventionally packaged muscle-based food products | |
Genovese et al. | Natural and biocompatible optical indicators for food spoilage detection | |
WO1998020337A1 (en) | Methods and devices for detecting spoilage in food products | |
Komali et al. | Fabrication of cellulose acetate membrane for monitoring freshness of minimally processed pomegranate (Punica granatum) arils | |
Kuswandi | Real-time quality assessment of fruits and vegetables: sensing approaches | |
JP4338909B2 (ja) | 大腸菌群の検出法並びに検出キット | |
Kuswandi | INTELLIGENT PACKAGING APPLICATIONS FOR FRUITS AND VEGETABLES | |
Heydari et al. | Enzymes as Active Packaging System 10 | |
CN105349611A (zh) | 食品和餐饮具中单增李斯特菌快速检测冷水凝胶试纸片及其制备方法与应用 | |
MXPA06010408A (es) | Sensor de patogenos transportados en alimento, y metodo. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |