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wissenschaft 5·22 M.Sc.-Ing. Semra Gueler-Kul und Dipl. Biol. Joachim Wunderlich Aspergillus-Surrogate für UV-basierte Entkeimungsmethoden identifiziert Fraunhofer IVV empfiehlt Stämme für mikrobiologische Validierung von Blitzlicht/UVC-Strahlern Die Dekontamination von Oberflächen mit UV-basierten Entkeimungsmethoden ist gerade in der Lebensmittelindustrie eine wichtige und verbreitete Möglichkeit, um ohne nasschemische Substanzen zu arbeiten. Um die Entkeimungseffizienz solcher Verfahren zu quantifizieren, sind mikrobiologische Validierungen und geeignete Testmikroorganismen nötig. Die „Identifizierung geeigneter Surrogate für Aspergillus-Spezies zur mikrobiologischen Validierung UV-basierter Entkeimung“ war das Ziel eines vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AIF) geförderten Forschungsprojekts am Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV (Freising), das kürzlich erfolgreich beendet wurde. Zwei geeignete Ersatz-Stämme für Wirksamkeitstests von Xenon-Blitzlicht bzw. von UV-Mittel- und -Niederdruckstrahlern wurden in umfangreichen Studien erprobt und für die Praxis empfohlen. Um die Sicherheit und die Qualität mikrobiell verderblicher Lebensmittel aufrecht zu erhalten, werden produktspezifische Entkeimungsverfahren angewendet. Dadurch werden die pathogenen und verderbenden Mikroorganismen in den Lebensmitteln inaktiviert und somit die Haltbarkeit der Produkte verlängert. Um diesen Zustand zu erhalten und die mikrobiogische Stabilität zu gewährleisten, ist eine kontaminationsfreie Weiterverarbeitung und Lagerung der Produkte essentiell. Hierbei spielt eine keimfreie bzw. keimarme Abfüllung und Verpackung eine wesentliche Rolle. Nur dadurch können die gewünschten Qualitäts- und Sicherheitsmerkmale der Produkte für einen angemessenen Zeitraum gewährleistet werden. Zur Inaktivierung der pathogenen Mikroorganismen und Verderbserreger werden die Packmittel einem Entkeimungsprozess unterzogen. Dazu können chemische (z.B. Wasserstoffperoxid, Peressigsäure) bzw. physikalische Verfahren (z.B. UV-Bestrahlung, thermische Behandlung) verwendet werden. UV-Niederdruckstrahler, UV-Mitteldruckstrahler und Xenon Blitzlicht sind einige etablierte UV-basierte Entkeimungsmethoden, die effektiv, kostengünstig und einfach zu handhaben sind und für die Packmittelentkeimung in Lebensmittel-, Pharma- sowie Kosmetikindustrie weit verbreitet eingesetzt werden. Entkeimungsgrad abhängig von diversen Faktoren Der gewünschte Entkeimungsgrad ist abhängig von diversen Faktoren. Dazu zählen u. a. die Zusammensetzung sowie Oberflächen und Verpackungen werden v.a. in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie zur Entkeimung mit UV-Licht behandelt. Foto: Fraunhofer IVV mikrobiologische Stabilität des Produkts, der pH-Wert und a w - Wert, die Lagertemperatur, d.h. Kühllagerung oder Lagerung bei Raumtemperatur, die angestrebte Haltbarkeitsdauer und die Entkeimungsmethode des Produkts (Sterilisation, Pasteurisation) sowie die Konservierungsstoffe. Entsprechend diesen Eigenschaften steht für die Lebensmittelabfüllanlagen ein vom Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) erstelltes Hygieneklassen-Konzept (Hygienische Abfüllmaschinen für flüssige und pastöse Nahrungsmittel – Kategorisierung und typische Anwendungsfelder, Nr. 2/2000, 3. Auflage 2016; VDMA, Frankfurt am Main, Deutschland) zur Verfügung, das die Anlagen in „hygienische Abfüllmaschinen von Klasse I bis V“ einordnet. Dabei stellen die Abfüllmaschinen der Klasse IV und Klasse V (aseptische Abfüllmaschinen) die höchsten Hygieneanforderungen. Zur Verifizierung der festgelegten Anforderungen an den Wirkungsgrad der Entkeimungsvorrichtungen werden mikrobiologische Validierungen in Form von Challenge-Tests (Belastungstests) empfohlen. Die VDMA Fachverbandschriften 16 www.hygiene-report-magazin.de
november wissenschaft (Fachverband Nahrungsmittelmaschinen und Verpackungsmaschinen, FS Nr. 6/2008; Nr. 8/2014; Nr. 10/2016; Nr. 11/2016; Nr. 12/2007; Nr. 14/2006) besitzen mangels gesetzlicher Vorschriften dabei normativen Charakter und sind anerkannte Richtlinien für die Durchführung mikrobiologischer Validierungen in Deutschland sowie europaweit und werden auch in einschlägigen VDI-Blättern (VDI 4066 Blatt 1; VDI MT 4066 Blatt 2; VDI 4066 Blatt 3; VDI 4066 Blatt 4; VDI 4066 Blatt 5) zitiert. Bisheriger Testkeim auf Risikogruppe 2 hochgestuft Zur Überprüfung der unterschiedlichen Entkeimungsmethoden werden verschiedene Testorganismen verwendet. Für die Validierung der UV-basierten Entkeimungsmethoden wird in mehreren VDMA-Fachverbandschriften (Fachverband Nahrungsmittelmaschinen und Verpackungsmaschinen, FS Nr. 6/2008; Nr. 8/2014; Nr. 10/2016) Aspergillus brasiliensis DSM 1988 (Konidiosporen) als Testorganismus empfohlen. Dieser Testkeim ist in Deutschland und Europa sowie in vielen anderen Ländern anerkannt und weit verbreitet. Allerdings wurde Aspergillus brasiliensis DSM 1988 und einige weitere Aspergillus Species im Jahr VDMA: neuer Testkeim für hygienische Abfüllung Aspergillus carbonarius DSM 872 bei UV-Entkeimungsanlagen bevorzugt Der VDMA Fachverband Nahrungsmittelmaschinen und Verpackungsmaschinen spezifiziert in seinen Fachverbandsschriften Sporen von Aspergillus niger DSM 1957 oder Aspergillus brasiliensis DSM 1988 als Testkeim für die Überprüfung der Entkeimungsleistung von UV-basierten Entkeimungsvorrichtungen in Abfüllmaschinen der VDMA-Hygieneklassen III und IV. 2016 wurden u.a. die oben genannten Stämme in „TRBA 460“ (Technische Regeln für biologische Arbeitsstoffe) in Risikogruppe 2 eingestuft. Damit ist ihr Einsatz zur Überprüfung der Entkeimungsleistung von Abfüllmaschinen im Geltungsbereich der TRBA 460 außerhalb sogenannter S2-Labore nicht mehr möglich. 2016 in den „Technischen Regeln für biologische Arbeitsstoffe; TRBA 460“ von Risikogruppe 1 in die Risikogruppe 2 hochgestuft. Diese rechtsverbindliche Hochstufung hat zur Folge, dass dieser Schimmelpilz nur in Laboratorien gehandhabt werden darf, die nach dem Infektionsschutzgesetz und der Tierseuchenverordnung für den Umgang mit Mikroorganismen der Risikogruppe 2 zugelassen sind. Dies macht die Validierung von UV-basierten Entkeimungsverfahren außerhalb zugelassener Laboratorien, insbesondere an kommerziellen Abfüllanlagen, praktisch unmöglich. Für deutsche Mitarbeiter ist der Umgang mit diesem Mikroorganismus außerhalb zugelassener Laboratorien im Ausland ebenfalls nicht erlaubt. Eine Einstufung in die Risikostufe 2 kann auch für weitere europäische Länder erwartet werden. Aus den genannten Gründen sollten im Rahmen des IGF- Projekts „Surrogat“ geeignete Ersatzkeime für Aspergillus brasiliensis DSM 1988 gefunden werden, die für die mikrobiologischen Validierungen der UV-basierten Entkeimungssystemen auch in Feldversuchen verwendet werden können. Im AIF-Forschungsprojekt „SURROGATE“ (AiF-Nr.: 20924 N/1, vgl. nebenstehender Text) wurden daraufhin am Fraunhofer IVV Untersuchungen bzgl. möglicher Ersatzkeime durchgeführt, die in Bezug auf UV-Entkeimungsvorrichtungen eine vergleichbare Abtötungskinetik wie Sporen von Aspergillus brasiliensis aufweisen. Auf Grundlage der Untersuchungen wird der VDMA künftig in seiner Veröffentlichungsreihe „Fachverbandsschriften Nahrungsmittelmaschinen und Verpackungsmaschinen“ Aspergillus carbonarius DSM 872 als bevorzugten Testkeim für die Überprüfung der Entkeimungsleistung von UV-Entkeimungsanlagen spezifizieren. www.vdma.org In diesem Zusammenhang wurden umfangreiche Literaturrecherchen und anschließende Resistenzscreening-Studien durchgeführt, um eine Auswahl potentiell geeigneter Kandidaten zu ermitteln. Praxisrelevante Aspekte wissenschaftlich untersucht Darüber hinaus wurden folgende praxisrelevanten Aspekte wissenschaftlich untersucht und bewertet: l Lagerfähigkeit der Surrogate in Suspension und als Bioindikatoren vor und nach den Entkeimungsprozessen HYGIENETECHNIK MADE IN UNNA CLEAN-FIELD Sohlen- und Radreinigung Kohlhoff Hygienetechnik GmbH & Co. KG Isaac-Newton-Straße 2 · 59423 Unna · Deutschland Telefon: +49(0)2303-98183-0 · info@kohlhoff-hygiene.de www.kohlhoff-hygiene.de 17 Auf unserer Website finden Sie über 100 Produkte für die Personal- und Betriebshygiene in Industrie und Handwerk
