簡介
在生產消費品時，有效地清潔生產設備對質量控制來說至關重要。清潔工藝的目標是降低產品污染的風險，有效的清潔工藝可以將風險降低到可接受的水平，以確保產品質量。如果無法衡量和驗證清潔工藝的有效性，就無法了解產品質量和消費者安全的風險。
根據(jù)美國食品和藥品管理局（FDA）提供的數(shù)據(jù)，2017年食品和飲料行業(yè)產品召回的主要原因是微生物對產品的污染。對于減少和消除微生物污染來說，強有力的清潔工藝至關重要，因此監(jiān)控清潔工藝有效性的方法同樣至關重要。
總有機碳（TOC）分析是消費品生產商廣泛采用的非專屬方法，用于檢測產品、清潔劑、以及微生物等污染物的殘留量。
為了證明TOC分析法適用于預期用途，我們對設備清潔之后可能尚存的殘留物進行了回收和線性研究。工廠通常會測試化學污染物和化合物，但很少用TOC分析法來測試微生物的回收率。本文旨在探討對于清潔驗證和確認，TOC分析法能否證明可接受的微生物污染回收率和線性。
實驗設計和設置
我們同科羅拉多大學博爾德分校合作，用一整夜時間在胰酶大豆肉湯中培養(yǎng)100毫升枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）。以4500轉/分鐘的速度將最終培養(yǎng)物的十毫升等分試樣離心分離10分鐘，形成細胞沉淀。
在每次離心之間，倒出上面的液體，用渦旋混合方法用10毫升超純水使沉淀細胞重新懸浮。重復此過程7次。設計淋洗循環(huán)以除去細胞培養(yǎng)基帶來的TOC污染。在第7次淋洗循環(huán)后，根據(jù)已有的4,6-二氨基-2-苯基吲哚（4,6-diaminidino-2-phenylindole，DAPI）染色任務來對細胞進行重新懸浮、稀釋、計數(shù)（見圖1）。
確定細胞密度之后，用Sievers*M9 TOC分析儀測量1 ppm確認標樣組，然后進行三次細胞濃度稀釋。在測量TOC之后，用0.45μm滅菌過濾器過濾剩余樣品，除去細菌（見圖2）。然后再次測量TOC以確定每個樣品的非細胞背景TOC（見圖2）。
討論與結論
微生物TOC相關結果和試樣污染圖都說明了連續(xù)監(jiān)測已有的清潔工藝有效性的重要性。在理想光線下，很容易在試樣板上看到最高細胞密度（5.8E+07細胞/mL）的污染斑。而對于較低細胞密度，即使光線很好，也很難在試樣板上看到污染斑。這表明除了強有力的清潔工藝之外，還需要用非目測的方法來測試清潔工藝的有效性。根據(jù)收集的數(shù)據(jù)，可以想象用于生產消費品的設備上仍有顯著的微生物污染，卻僅憑目視檢查就被投放到生產中，導致嚴重后果。因此必須連續(xù)監(jiān)測已有的清潔工藝的有效性，才能降低產品質量風險和消費者安全風險。最后，由于微生物分子組成的不確定性，很難確定微生物溶液的回收率。本研究根據(jù)先前在確定活性微生物細胞中的碳含量時的發(fā)現(xiàn)，旨在確定微生物溶液的理論回收率。圖5是理論微生物TOC產出量的計算過程?；诿總€細胞的碳原子參考數(shù)，5.8E+07細胞/mL的理論TOC濃度為11.6 ppm。
在本文的實驗中，測量到5.8E+07細胞/mL的TOC實際回收值為9.13 ppm，對挑戰(zhàn)性的化合物的回收率為78.7%，從而證明實驗方法是成功的。
總之，本研究用Sievers M9 TOC分析儀演示了在清潔驗證和確認時的細胞密度同目視檢測限的關系，成功地證實了微生物TOC回收率。實驗數(shù)據(jù)支持使用Sievers TOC分析儀來確認設備清潔度，同時表明除了目視檢查之外還須考慮使用監(jiān)測微生物污染的定量方法。TOC分析法是測量殘留物、監(jiān)測清潔工藝、降低總體風險的有效方法。Sievers分析儀為您提供能解決您一切清潔驗證和確認需求的TOC解決方案、服務、支持。
參考文獻
1.Recall Index and Spotlight.Expert Solutions
2.DAPI Protocol For Fluorescence Imaging Thermo-Fisher Scientific–US
3.Phillips,Rob,and Ron Milo.“A Feeling for the Numbers in Biology."Proceedings of the National Academy of Sciences 106,no.51(December 22,2009):21465.
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