Natürliche, hochwertige Produkte mit gleichzeitig maximaler Lebensmittelsicherheit – diese Anforderungen des Verbrauchers haben die Produktionsprozesse aber auch die Methoden der Qualitätskontrolle in der Getränkeherstellung nachhaltig verändert. Döhler bietet hier seinen Kunden aus der Getränkeindustrie neben kulturellen DMD-Nährmedien und mikrobiologischen Analysen auch Unterstützung bei technologischen Fragen sowie wissenschaftliche Prüfprogramme zur Untersuchung der Produktstabilität.

Die Produktauslobung „Frei von künstlichen Zusatzstoffen“ ist in den letzten Jahren von der Nische zum Standard avanciert. In der modernen Herstellung von Getränken werden heute chemische Zusätze und Rohstoffe erheblich reduziert und fast gänzlich durch natürliche Inhaltsstoffe ersetzt. Dies hat einen immensen Einfluss auf die mikrobiologische Suszeptibilität - denn die mikrobiologische „Eintrittsbarriere“ in das Getränk wird oft durch einen höheren Nährstoff-, einen geringeren Säuregehalt und einer schwächeren Karbonisierung reduziert. Der Einsatz chemischer Konservierungsstoffe verliert ebenfalls mehr und mehr an Bedeutung. Auch die Änderung von Produktions- und Abfüllverfahren, die eine schonendere Verarbeitung der Produkte ermöglichen, können das Risiko getränkeverderbender Mikroorganismen erhöhen. All diese Faktoren stellen eine zuverlässige und sichere Qualitätskontrolle vor Herausforderungen. Die Wahl der „richtigen“ Analyse-Methode wird immer bedeutsamer!

Validierung aseptischer Anlagen: einfache und schnell

Der Früherkennung von Sekundärkontaminationen, die sich aus der Abfülltechnologie und der Produktionsumgebung selbst ergeben, kommt eine immer größere Bedeutung zu. Der zunehmende Einsatz von aseptischen Anlagen zur Abfüllung von Getränken bis hin zur stückigen Fruchtzubereitungen machen höchste Qualitätsstandards unerlässlich.

Der Abfüllprozess auf aseptischen Anlagen sollte bei der Inbetriebnahme oder bei größeren Änderungen, z. B. bei Wartung oder Service, überprüft und validiert werden, um Sekundärkontaminationen mit getränkeverderbenden Mikroorganismen zu vermeiden. Darüber hinaus empfiehlt sich eine jährliche Revalidierung auch für den unveränderten Abfüllprozess, um Kontaminationen frühzeitig zu entdecken. Nur die Validierung mit standardisierten, qualitätsnormierten Kulturmedien gewährleistet die Vergleichbarkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse. Der alternative Einsatz von abzufüllendem Produkt ist, durch die zu erwartenden Qualitätsunterschiede, nicht reproduzierbar und kann die Ergebnisses stark beeinflussen oder sogar verfälschen.

AVM - Aseptisches Validierungsmedium – ist der eingetragene Markenname des Linden Grain-Mediums von Döhler. Dieses Medium erlaubt den standardisierten Nachweis von getränkeverderbenden Bakterien, Hefen oder Schimmelpilzen bei der Validierung von aseptischen Abfüllanlagen für Getränke mit einem pH-Wert von 3 bis 6,3, wie z.B. Soft-Drinks, Säften, aber auch Milcherzeugnissen. AVM hat eine optimierte Nährstoffzusammensetzung und erlaubt die flexible
pH-Wert Einstellung des Mediums, was diesen sehr breiten und universellen Einsatz ermöglicht. Das Produkt ist in verschiedene Konfigurationen als Pulver oder gebrauchsfertige Lösungen erhältlich. Durch den Einsatz von AVM kann die Analyse der Proben schon innerhalb von fünf bis sieben Tagen erfolgen, was eine schnelle Inbetriebnahme der aseptischen Anlage erlaubt und unnötige Standzeiten der Anlage minimiert.

Nachweis von Biofilmen

Sekundärkontaminationen von Getränken erfolgen ebenfalls durch nicht einwandfreie hygienische Bedingungen in der Produktionsumgebung. Der Übertragung von Mikroorganismen aus Biofilmen kommt hierbei eine besondere Bedeutung zu.
Biofilme sind Ansammlungen von verschiedensten Mikroorganismen auf lebenden und nicht-lebenden Oberflächen. Sie bilden sich nach einer reversiblen Anheftung, welcher eine irreversible feste Anheftung folgt. Bei der irreversiblen Anlagerung spielen schleimbildende Essigsäurebakterien oder andere ubiquitäre Schleimbildner wie Enterobacter cloacae, Klebsiella pneumoniae, Cryptococcus sp., Rhodotorula sp. u.a. eine besondere Rolle. Die Schleimkapseln dieser Organismen bieten einen hervorragenden Schutz gegen Austrocknung, Hitze und Desinfektionsmitteln. Sie fördern damit auch die Ansiedlung andere Mikroorganismen, die ebenfalls von der Schutzwirkung der Schleimkapseln profitieren. Da Essigsäurebakterien und andere Schleimbildner den Sauerstoff in den Belägen sehr schnell verbrauchen, bietet sich hier für mikroaerophile oder anaerobe Getränkeschädlinge ein optimales sauerstoffarmes bis sauerstofffreies Mikromilieu. Hier können zum Beispiel in einer Brauerei streng anaerobe Bierschädlinge, wie Pectinatus und Megasphera sehr gut wachsen. Auf ähnliche Weise können sich bei Herstellern nicht alkoholischer Getränke, z.B. gärkräftige Hefen und getränkeschädliche Leuconostoc- und Lactobacillus-Arten anreichern. In Mineralbrunnenbetrieben konnten auch in solchen Schleimbelägen coliforme Bakterien, Escherichia coli und Fäkalstreptokokken nachgewiesen werden. In der letzten Phase der komplexen Vergesellschaftung, spricht man auch von persistierenden Biofilmen, die auf Hygienemängel hinweisen und zu einem erhöhten Risiko für Sekundärkontaminationen der Endprodukte führen. Schwachpunkt- und Trendanalysen in der Getränkeproduktion sind deshalb essentielle Bestandteile eines effektiven, biologischen Qualitätskontrollprogramms.

Die gebrauchsfertige NBB-B-Am Bouillon erlaubt das Monitoring von Schwachpunkten in der Produktion und Abfüllung durch einfachen Gebrauch von Abstrich-Tupferproben. Abstriche mit sterilen Tupfern werden an kritischen Punkten genommen und direkt in gebrauchsfertiger NBB-B-Am Bouillon inkubiert. Die einfache visuelle Auswertung wird durch einen Indikatorfarbwechsel von rot nach gelb unterstützt. So ist ein eindeutiger und schneller Nachweis möglich. 

Der biologische Zustand einer Produktionsanlage ist einwandfrei, wenn über mehrere Wochen durchschnittlich unter 20% positive Befunde mit NBB-B-Am vorliegen. Höhere oder ansteigende Befunde deuten auf persistente Biofilme hin, in die sich früher oder später auch relevante alkoholfreie Getränke- oder Bierschädlinge und andere Problemkeime einnisten und adaptieren können.

Einfach und sicher zum schnellen Ergebnis

Auch bei sehr geringen Kontaminationen in großen Probenvolumina bestimmt der Wunsch nach einfach zu handhabenden Testmethoden mit schnellen Nachweisen und sicheren Ergebnissen die Qualitätskontrolle von Getränken. Entscheidend ist das frühzeitige Erkennen geringster Spuren von schädigenden Mikroorganismen. Hier werden lange Inkubationszeiten von kulturellen mikrobiologischen Nachweisen von bis zu fünf Tagen oder länger zu einem immensen Nachteil. Das Trans Fast System von Döhler bietet hier die sichere und gleichzeitig Zeit sparende Lösung: Die kulturelle Methode für den qualitativen Nachweis von Hefen, Schimmelpilzen, Milch- und Essigsäurebakterien in alkoholfreien Getränken bei einem pH < 4,5 liefert zuverlässige Ergebnisse in weniger als 48 h. Je nach Probenvolumen oder zu Produkt  kann eine Voranreicherung in der gebrauchsfertigen Trans Fast Bouillon oder der direkte Nachweis im gebrauchsfertigen Trans Fast Gel erfolgen. In der Trans Fast Bouillon können schädigende Mikroorganismen in einem großen Volumen von bis zu 200 ml innerhalb von 48 Stunden angereichert werden. Die optimierte Nährstoffzusammensetzung initialisiert ein schnelles Wachstum auch von geschädigten Zellen. Der anschließende qualitative Nachweis erfolgt im Trans Fast Gel innerhalb von 24 Stunden. Die herkömmlicherweise mehr als 96 Stunden dauernden Analyse wird signifikant reduziert und die Nachweissicherheit auch bei geringsten Kontaminationen erhöht.

Während klassische Medien aufwendig als Agar in Petrischalen gegossen werden, ist das Trägersystem bei Trans Fast ein gebrauchsfertiges, flüssiges und transparentes Gel. Schädigende Mikroorganismen „baden“  in  den essentiellen Nährstoffen und können so schneller wachsen, sodass erste Befunde je nach Keimbelastung schon nach 24 Stunden erkennbar sind. Mikroorganismen in Petrischalen, die auf der Agar-Oberfläche „liegen“,  müssen im Gegensatz dazu die Nährstoffe einer zwei-dimensionalen Matrix entziehen und sind damit langsamer in ihrem Wachstum. Mit Trans Fast Gel reduziert sich die Zeit für einen sicheren Nachweis auf nur 48 Stunden. Die Inkubation und der direkte und schnelle visuelle Nachweis erfolgt in der Trans Fast Incubation Lightbox mit Innenbeleuchtung. Sie erlaubt eine direkte Ausleuchtung der Proben während Inkubation ohne aufwendige Entnahme. Bakterien, Hefen oder Schimmelpilze zeigen ein eindeutiges Erscheinungsbild im Röhrchen und sind deshalb einfach nachzuweisen (Abb. 3).

Diese  direkte und einfache Handhabung von Trans Fast unterstützt das effiziente Arbeiten im Qualitätslabor, was in der direkten Routineanwendung bei zahlreichen Getränkeherstellern bestätigt wird:

 „Höchste Produktsicherheit unserer Getränke, die ohne Konservierungsstoffe abgefüllt werden, steht im Hause Rhön Sprudel an erster Stelle. Der Spurennachweis von getränkeschädlichen Mikroorganismen mittels Trans Fast Gel, der den Einsatz von großen Probenvolumen erlaubt, erfüllt diese Ansprüche sehr zuverlässig. Die einfache Anwendung der Methode, die schnelle und sichere Auswertung der Proben ist optimal für den Routineeinsatz in unserer Qualitätssicherung“, sagt Christina Scheiber, Leiterin Mikrobiologie bei Mineral Brunnen Rhön Sprudel.

Zusammenfassung

Die Anwendung von schonenderen Abfüll- und Produktionsverfahren sowie der Einsatz von natürlichen Rohstoffen und Produkten erhöhen das Risiko von Kontaminationen mit getränkeschädigenden Mikroorganismen. Deshalb sind kulturelle Nachweise in der Qualitätssicherung von Getränkeherstellern nach wie vor unverzichtbar. Gebrauchsfertige Kulturmedien mit innovativen und optimierten Zusammensetzungen sowie verkürzter Inkubationszeiten ebnen den Weg für eine moderne Qualitätssicherung in der Getränkeindustrie.