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Mikrobiologische Validierung von hygienischen und aseptischen Abfüllanlagen mit resistenzgeprüften Testorganismen

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18.09.2015 Für den Nachweis und die Quantifizierung der Entkeimungsleistung von aseptischen und hygienisch arbeitenden Abfüllanlagen werden mikrobiologische Validierungen unter Verwendung von ausgewählten Testorganismen durchgeführt. Praktische Erfahrungen haben allerdings gezeigt, dass die Mikroorganismen und deren Sporen massiven Resistenzschwankungen unterliegen, die letztlich das Ergebnis einer Anlagenvalidierung verfälschen können.

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Entscheider-Facts für Betreiber

  • Das Fraunhofer IVV führt mikrobiologische Validierungen von hygienischen und aseptischen Abfüllanlagen mit resistenzgeprüften Bioindikatoren durch.
  • Mögliche Schwachstellen im Abfüllprozess können so frühzeitig beseitigt und die Entkeimungseffizienz auf der Packmittel- und Anlagenseite optimiert werden.
  • Im Rahmen des Forschungsprojektes „Proveresist“ entwickelt das Fraunhofer IVV eine Methode zur Messung der Resistenz von Mikroorganismen im trockenen Zustand gegenüber flüssigem Wasserstoffperoxid und Peressigsäure weiter und erarbeitet ein Konzept für einen entsprechenden Normentwurf.
  • Damit wird für Unternehmen, die sich mit der hygienischen und aseptischen Abfüllung von Lebensmitteln und Pharmazeutika befassen, erstmals eine Methode verfügbar, die die bisher verwendeten Challenge-Tests tatsächlich validierbar macht.

So begünstigen weniger resistente Sporen falsch-positive Ergebnisse, die in der Praxis zu falschen Maschineneinstellungen und höheren Ausfallraten führen können. Die Ursachen für solche Schwankungen im Inaktivierungsverhalten sind häufig nicht bekannt oder schwer zu kontrollieren. Um die Prozesssicherheit zu erhöhen, führt das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV mikrobiologische Validierungen von hygienischen und aseptischen Abfüllanlagen mit resistenzgeprüften Bioindikatoren durch.  Mögliche Schwachstellen im Abfüllprozess können so frühzeitig beseitigt und die Entkeimungseffizienz auf der Packmittel- und Anlagenseite optimiert werden.

Die Verpackung hat in der Nahrungs- und Genussmittelindustrie einen hohen Stellenwert, da sie chemische, physikalische und mikrobiologische Wechselwirkungen zwischen Umwelt und Füllgut unterbindet und auf diese Weise einen hohen Qualitäts- und Sicherheitsstandard über eine längere Zeitspanne gewährleistet. Für eine ausreichende mikrobiologische Stabilität des abgepackten Lebensmittels wird neben der Behandlung des eigentlichen Produktes, wie zum Beispiel bei der Pasteurisation oder UHT-Erhitzung von Milch, auch die Verpackung bzw. der Packstoff einem Entkeimungsprozess unterzogen. Ziel einer Packstoffentkeimung ist die zuverlässige Abtötung von pathogenen Mikroorganismen und Verderbsorganismen. Nur so kann eine hohe Produktqualität und die Sicherheit des Konsumenten über einen langen Zeitraum gewährleistet werden.

Wichtige Funktion: Verpackungsmaterial sterilisieren

Eine Hauptfunktion hygienisch bzw. aseptisch arbeitender Abfüllanlagen ist das Entkeimen bzw. Sterilisieren des Verpackungsmaterials unmittelbar vor dessen Befüllung. Allgemein kann bei der Packstoffentkeimung zwischen zwei Verfahrensansätzen unterschieden werden: der Teilentkeimung zum einen und einer vollständigen Sterilisation im Rahmen der sogenannten aseptischen Abfüllung zum anderen. Bei der Teilentkeimung erfolgt nur eine partielle Reduktion der mikrobiologischen Belastung auf dem Packstoff; daraus resultieren eine verlängerte Haltbarkeit und ein verbesserter Hygienestatus der abgefüllten Produkte. In diesem Bereich gibt es keine klar definierten Anforderungen bezüglich der Testkeime und Reduktionsraten. Zum Einsatz kommen diverse physikalische Verfahren wie Bestrahlung- beispielsweise UV/IR-Strahlung – oder Dampf, aber auch chemische Agenzien basierend auf Peressigsäure und Wasserstoffperoxid. Häufig werden die Verfahren auch in Kombination angewendet. Die Teilentkeimung wird oft bei sauren Produkten mit pH-Werten unter 4,5 eingesetzt, bei denen ein Auskeimen bakterieller Sporen nicht möglich ist sowie bei Lebensmitteln mit begrenzter Haltbarkeit und Erzeugnissen, die in der Kühlkette vertrieben werden.

Heftausgabe: September 2015
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Über den Autor

Dr. Peter Muranyi, Geschäftsfeldmanager Lebensmittelqualität und sensorische Akzeptanz, Joachim Wunderlich, Abteilungsleiter Qualitätserhalt Lebensmittel, Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV, Freising
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