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Qualitätssicherung und Analytik: Ausgabe 04/2016, 04.04.2016

Verlässliche Resultate in wenigen Minuten

Mikrobiologische Untersuchungen brauchen bekanntlich Zeit. Doch Zeit ist kostbar, besonders in der Lebensmittelindustrie. Die Hightech-Keimzahlbestimmung mit Durchflusszytometrie liefert Ergebnisse innerhalb weniger Minuten.

Autor: Iris Gehard, freie Redakteurin aus München

Bilder: Hamfelder Hof Bauernmeierei GmbH & Co. KG

Für Trinkmilch produzierende Betriebe, wie die Bauernmeierei Hamfelder Hof, sind mikrobiologische Untersuchungen Routine und die Ergebnisse bedeutsam für die Qualität. Deshalb überprüfen Verantwortliche, neben der verwendeten Rohmilch, auch die daraus erhitzte Trinkmilch routinemässig auf die bakterielle Keimzahl. Hierfür setzt das Labor das übliche, etablierte Referenzverfahren gemäss Paragraph 64 LFGB (Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch) ein. Die Ergebnisse liegen jedoch erst zwei Tage nach Probenahme vor. Somit kann insbesondere pasteurisierte Milch aufgrund ihrer kürzeren Haltbarkeit in der Regel nicht bis zur mikrobiologischen Freigabe im Lager der Meiereien verbleiben. Stünden die Ergebnisse allerdings schneller zur Verfügung, könnten Betriebe – im schlimmsten Fall – eventuelle teure Rückrufaktionen verhindern.

Durchflusszytometrie.

Die Biomeierei der Bauerngemeinschaft Hamfelder Hof lässt ihre Trinkmilch daher vom Lebensmittellabor der LADR seit August 2015 mittels Durchflusszytometrie untersuchen. Das Verfahren bietet bei Molkerei-erzeugnissen den wesentlichen Vorteil einer kurzen Analysedauer: Das Ergebnis liegt wenige Minuten nach Eingang der Probe im Labor vor und damit zwei Tage vor dem Ergebnis der Referenzmethode. So kann die Freigabe von Milch und Milchprodukten deutlich früher als bisher erfolgen; bei pasteurisierter Milch noch vor Auslieferung in die Märkte. Da sich bereits in der Testphase zeigte, dass die durchflusszytometrischen Messungen nahezu identische Werte zum Referenzverfahren liefern, plant die Biomeierei ganz auf das neue Verfahren umzustellen. Die Durchflusszytometrie eignet sich für alle Milchsorten im Handel, von der pasteurisierten bis hin zur sogenannten länger haltbaren (ESL-)Milch.

Zwei Wege führen zum Ziel.

Die Bauernmeierei nutzt zwei Methoden zur Analyse. Zum einen lässt sie Untersuchungen aus der Originaltüte der abgefüllten Milch sofort durchführen und zum anderen die abgefüllte Milch in der Tüte «stressen». Bei diesem Stresstest inkubieren die Experten die Originalmilchtüten 24 Stunden in der Wärme und analysieren im Anschluss. Beide Untersuchungen geben wichtige Hinweise auf die Haltbarkeit der Milch sowie für die Prozesshygiene. Je schneller die Ergebnisse vorliegen, desto früher lassen sich eventuelle Probleme erkennen. Die Analysedauer ist dabei ein kritischer Faktor: «Normalerweise bleibt die Ware bei uns im Lager, bis uns die Unter- suchungsergebnisse und die mikrobiologische Freigabe vorliegen. Es gibt aber eine Ausnahme: die traditionell pasteurisierte Frischmilch», so Raymann. «Hier erwarten Handel und Kunden, dass die Milch schnell bei ihnen ist.»

Klassische Keimzahlbestimmung.

Die klassischen kulturellen mikrobiologischen Untersuchungen gemäss Paragraph 64 des LFGB, die als Referenzverfahren zur Ermittlung der Keimzahl gelten, nehmen vergleichsweise viel Zeit in Anspruch. Dies hängt mit der Untersuchungsmethodik zusammen: Das Probenmaterial wird aus definierten Verdünnungen des Lebensmittels auf Nährböden pipettiert und muss bei festgelegter Temperatur und Zeit im Brutschrank inkubieren. «Zur Ermittlung der aeroben, mesophilen Keimzahl in Milch stellen Labormitarbeiter eine dekadische Verdünnungsreihe her und setzen dann Petrischalen im Plattengussverfahren an», erläutert Burkhard Schütze, Leiter des Bereichs Lebensmittelanalytik bei LADR. «Anschliessend inkubieren die Fachleute die Agarplatten für 48 Stunden bei 30 °C.» Nach Ablauf dieser Zeitspanne zählen die Experten die sichtbaren Kolonien auf den Nährböden aus und ermitteln so das Ergebnis. «Die Inkubationszeit ist im Verfahren festgelegt. Die Analytik gemäss DIN 10192-5, Paragraph 64 LFGB L 01.00 – 57 dauert dementsprechend in jedem Labor zwei Tage und ist somit von Labor zu Labor vergleichbar», so der Experte.

Schneller als traditionelle Methoden

. Aufgrund dieser vergleichsweise langen Analysedauer und der bei traditioneller Frischmilch geringeren Mindesthaltbarkeit, kann die Molkerei nicht alle Frischmilchprodukte bis zur mikrobiologischen Freigabe im Lager behalten. «Unser Ziel war es daher von Anfang an, dass wir die Milch bei auffälligen mikrobiologischen Ergebnissen zumindest nicht mehr aus den einzelnen Läden zurückrufen müssen, sondern maximal vom Grosshändler», so Raymann. «Der Idealfall ist natürlich, sie im eigenen Lager sperren zu können, wenn mikrobiologische Kriterien nicht erfüllt sind. Erst die Durchflusszytometrie eröffnet uns diese Chance.»

Milchanalyse in wenigen Minuten.

Bei der Durchflusszytometrie handelt es sich um ein technisch etabliertes Verfahren, das im Lebensmittelbereich – aufgrund der hohen Anschaffungskosten für das Analysegerät – jedoch hauptsächlich von Herstellern mit grossen Betriebslaboren für die Qualitätskontrolle eingesetzt wird. «Der wesentliche Vorteil der Zytometrie ist die kurze Analysedauer», erklärt Schütze. Rohmilch enthält natürlicherweise Keime und muss dementsprechend präanalytisch besonders behandelt werden. Sollten Mitarbeiter beispielsweise die Kühlbedingungen nach Probenahme und auf dem Transport ins Labor nicht konsequent einhalten, könnten sich die Keime gegebenenfalls vermehren und die Ergebnisse wären dann fälschlicherweise zu hoch. LADR setzt daher ein Probenröhrchen mit bakteriostatischem Mittel ein, so dass der Status quo der Probe bis zur Analyse erhalten bleibt. «Für zytometrische Untersuchungen schüttelt ein Laborant die Milchproben nach Ankunft im Labor auf und versetzt diese mit immunchemischen Reagenzien, die erlauben, dass ausschliesslich lebende Bakterien nachweisbar sind», so Schütze. «Die anschliessende Inkubation bei definierter Temperatur beträgt lediglich 20 Minuten.» Die darauf sofort folgende Messung im Analysegerät dauert pro Probe nur wenige Minuten. Durch enzyma- tische Reaktionen mit den immunchemischen Färbereagenzien emittieren die Bakterien Fluoreszenzsignale, die gemessen werden. Diese Signale entsprechen der Anzahl der Bakterien in der Milchprobe. «Der präanalytische Aufwand vor der eigentlichen Messung ist verhältnismässig gering, das Ergebnis liegt zügig, das heisst zwei Tage vor dem Ergebnis der Referenzmethode, vor», erklärt Schütze. «Denn die vorgeschriebene Inkubationszeit der Referenzmethoden von zwei Tagen auf PCM-Agarplatten ist hier nicht nötig.» Sind «gestresste Milchproben» zu analysieren, lassen sich diese unmittelbar nach der Stressphase messen. Durch den Einsatz der Durchflusszytometrie ist also in jedem Fall eine taggleiche Bestimmung der Keimzahl von Proben im Labor machbar.

Sicherheit bei traditioneller Frischmilch.

Die Bauernmeierei nutzt dieses Verfahren von Beginn an. Die Ergebnisse der Durchflusszytometrie sind mit den etablierten Referenzverfahren vergleichbar. «Die Datenlage bei den Validierungsstudien zeigte schon früh, dass die durchflusszytometrischen Messungen nahezu dieselben Ergebnisse liefern wie die kulturellen Koloniezählungen, deren Resultate erst nach zwei Tagen vorliegen», erklärt Schütze. «Auch im unteren Messbereich sind die Ergebnisse im Rahmen der Messunsicherheiten, die für mikrobiologische Methoden üblich sind, reproduzierbar. Festgelegte Spezifikationsüberschreitungen der Pro- dukte lassen sich sicher und schnell ermitteln und sofort mitteilen.»

Damit liegen der Bauernmeierei auch bei Frischmilchproben die Analyseergebnisse vor, wenn sich die Ware noch im Betrieb befindet: «Mit dem zytometrischen Verfahren wissen wir also selbst bei Produkten, die sofort in den Handel gehen, direkt nach dem Abfüllen, dass alles in Ordnung ist», so Raymann. «Generell können wir durch den analytischen Zeitgewinn Auffälligkeiten bei der Prozesshygiene früher erkennen und somit schneller reagieren.» Besonders bei Inbetriebnahme von neu installierten Anlagen sind Rückmeldungen zu qualitätssichernden Massnahmen und zur weiteren Optimierung der Anlagentechnik wichtig. Eine taggleiche Analytik und schnelle Informationen dazu, ob Änderungen in den Einstellungen und den Reinigungsprozessen die Produktqualität verbessern, sind wesentliche Bausteine, um optimale Prozesse zu erzielen. «Nachdem sich die Durchflusszytometrie schon während der Inbetriebnahme so gut bewährt hat, planen wir, vor allem bei den Stresstests nur noch dieses Verfahren für die Bestimmung der Gesamtkeimzahl einzusetzen», resümiert Raymann.


Weitere Informationen:
LADR GmbH
www.ladr-lebensmittel.de




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