Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Identifizierung geeigneter Surrogate für Aspergillus-Spezies zur mikrobiologischen Validierung UV-basierter Entkeimungsverfahren

In der Lebensmittelindustrie wird UV-Strahlung häufig zur Entkeimung von Oberflächen (z. B. Packstoffe, Maschinenteile) eingesetzt. Die mikrobiologische Validierung ist dabei ein wichtiges Werkzeug für die Quantifizierung der Inaktivierungseffizienz in der Entwicklungsphase oder der Inbetriebnahme. Dabei werden spezielle Testkeime für die Herstellung künstlich kontaminierter Probenträger eingesetzt.

Diese sollen eine hohe und definierte Resistenz gegenüber dem jeweiligen Entkeimungsagens aufweisen, leicht nachweisbar sein und keine pathogenen Eigenschaften besitzen. Zur Prüfung verschiedener Verfahren werden in VDMA-Verbandsschriften Konidiosporen von Aspergillus brasiliensis bzw. niger empfohlen. Deren Verwendung, insbesondere für UV-basierte Entkeimungsmethoden, ist allgemein anerkannt und in Deutschland bzw. Europa etabliert und verbreitet. A. brasiliensis ist jedoch seit 2016 in den „Techn. Regeln für Biologische Arbeitsstoffe; TRBA 460“ in Risikogruppe 2 eingestuft, was die weitere Anwendung für mikrobiologische Validierungen in der Industrie ausschließt.

In diesem Vorhaben sollen geeignete Mikroorganismen als Surrogate für Aspergillus-Spezies gefunden und durch gezielte Anzuchtbedingungen in der Resistenz beeinflusst werden, welche künftig zur Wirksamkeitsprüfung UV-basierter Entkeimungsverfahren eingesetzt werden können. Dabei muss eine Korrelation zu den bisher üblichen Stämmen unter Berücksichtigung verschiedener Prozessparameter hergestellt werden. Bei positiver Umsetzung können Aspergillen komplett durch die gefundenen Surrogate ersetzt werden. Somit dienen die Ergebnisse direkt Herstellern von UV-Strahlern bzw. hygienischen Abfüllanlagen, bei denen es sich häufig um kleine und mittelständische Betriebe handelt, sowie Endanwendern aus der Lebensmittelindustrie, welche durch eine verlässliche Prüfung der Entkeimungsleistung ihrer Anlagen weiterhin ein hohes Maß an Sicherheit bzw. eine konstante Lagerstabilität der verpackten Produkte garantieren können.

Ergebniszusammenfassung:

Im Rahmen des Vorhabens wurden Surrogatkeime für die Aspergillus-Spezies gefunden, die im Jahr 2016 in die Risikogruppe-2 eingestuft wurden. Diese Surrogate können künftig zur Wirksamkeitsprüfung UV-basierter Entkeimungsverfahren eingesetzt werden. Durch die erzielten Erkenntnisse können die Wirksamkeitsprüfungen vor Ort, außerhalb zugelassener Labore wieder durchgeführt werden, welche für Unternehmen aus dem Maschinenbau sowie für Lebensmittelhersteller und Abpacker gleichermaßen hohe Relevanz besitzen. Die Hersteller von UV-Strahlern sowie von hygienischen Abfüllanlagen können die Surrogate im Rahmen von Challenge-Tests während der Entwicklungsphase nutzen, als Grundlage für die Prozessoptimierung und Anlagenauslegung. Für die Endanwender aus der Lebensmittelindustrie (z.B. Molkereien, Getränkehersteller, Feinkosthersteller, Backwarenhersteller, Fleischverarbeiter etc.) erhöht sich die mikrobiologische Sicherheit von hygienischen Abfüllanlagen, technischen Oberflächen sowie Verpackungsmaterialien. Auf diese Weise lassen sich Ausfallraten und imageschädigende Rückrufaktionen aufgrund mikrobiologisch kontaminierter Erzeugnisse reduzieren und somit die Sicherheit der Lebensmittel für den Verbraucher gewährleisten. Auch Prüflabore können die alternativen Testkeime für ihre Dienstleistungen wieder nutzen.

Auf Grundlage der ermittelten Surrogate werden in Zusammenarbeit mit dem VDMA-Arbeitskreis „Schnittstellenproblematik bei Aseptikanlagen“ mehrere VDMA-Fachverbandsschriften überarbeitet. Aufgrund fehlender Normung von derartigen Challenge-Tests genießen die VDMA-Fachverbandschriften jedoch normativen Charakter.