Teil der Säule mikrobiologische Probenahme des TAAG Learning Centers. Wenn Sie sich für die Probenahme der Betriebsumgebung interessieren, lesen Sie Umgebungsmonitoring in Lebensmittelbetrieben.
Inhaltsverzeichnis
Warum eine einzelne Probe nicht genügt
Mikroorganismen verteilen sich in einer Charge nicht gleichmäßig. Sie können sich in wenigen Verpackungen, in einem Bereich eines Sacks oder in Klumpen innerhalb eines Pulvers konzentrieren. Geht es darum, eine Charge Rohstoff oder Fertigprodukt anzunehmen oder abzulehnen, sagt die Analyse einer einzelnen Einheit daher sehr wenig aus. Der Codex Alimentarius fasst dies in einem Hinweis zusammen, den man im Kopf behalten sollte: Ein gut gestalteter Probenahmeplan legt die Wahrscheinlichkeit fest, Mikroorganismen in einer Charge nachzuweisen, aber kein Plan kann die Abwesenheit eines bestimmten Organismus sicherstellen.
Dieser Artikel behandelt die Probenahme von Chargen. Die Probenahme von Oberflächen und der Betriebsumgebung wird in den Leitfäden zur Oberflächenprobenahme und zum Umgebungsmonitoring erklärt.
Was ein mikrobiologisches Kriterium ist
Nach den Codex-Grundsätzen zur Festlegung und Anwendung mikrobiologischer Kriterien (CXG 21-1997, 2013 überarbeitet) umfasst ein Kriterium den relevanten Mikroorganismus, den Probenahmeplan mit der Zahl der zu entnehmenden Einheiten und der Größe der Analyseeinheit, die mikrobiologischen Grenzwerte, die Zahl der Einheiten, die sie einhalten müssen, die Analysemethoden und, je nach Zweck, eine Angabe zur statistischen Leistungsfähigkeit des Plans. Ein Kriterium ohne Probenahmeplan ist nur eine Zahl.
Der Codex unterscheidet zwei Arten von Plänen. Variablenpläne verwenden die Zählwerte ohne Gruppierung und setzen Kenntnisse über die Verteilung der Mikroorganismen in der Charge voraus, weshalb sie wenig genutzt werden. Attributive Pläne klassifizieren jede Einheit als konform oder nicht konform und sind in der Praxis am häufigsten für die Chargenannahme im Einsatz. Ihre einzige Voraussetzung ist, dass die Einheiten mit einer probabilistischen Technik, etwa einfacher oder geschichteter Zufallsauswahl, aus der gesamten Charge entnommen werden.
Die vier Parameter: n, c, m und M
- n: Zahl der Probeneinheiten, die unabhängig und zufällig aus der Charge entnommen werden.
- c: maximale Zahl von Einheiten, die ein unerwünschtes Ergebnis liefern dürfen, ohne dass die Charge abgelehnt wird.
- m: mikrobiologischer Grenzwert, der die konformen Einheiten von den nicht konformen (im Zweiklassenplan) beziehungsweise von den bedingt akzeptablen (im Dreiklassenplan) trennt.
- M: im Dreiklassenplan der Grenzwert, oberhalb dessen eine Einheit nicht akzeptabel ist.
Zweiklassenpläne
Jede Einheit ist konform oder nicht konform. Es ist der typische Plan für Pathogene, bei dem auf Anwesenheit oder Abwesenheit in einer definierten Menge geprüft wird und c meist 0 beträgt. Zum Beispiel verlangt die Verordnung (EG) 2073/2005 für Salmonella in Hackfleisch, das zum Rohverzehr bestimmt ist, n = 5 und c = 0, mit Abwesenheit in 25 g: Ein einziges positives Ergebnis in einer der fünf Einheiten genügt, damit das Ergebnis unbefriedigend ist.
Dreiklassenpläne
Sie werden bei Zählungen verwendet. Einheiten unterhalb von m sind konform, solche zwischen m und M sind bedingt akzeptabel und solche oberhalb von M sind nicht akzeptabel. In derselben Verordnung lautet das Prozesshygienekriterium für E. coli in Hackfleisch n = 5, c = 2, m = 50 KBE/g und M = 500 KBE/g. Das Ergebnis ist befriedigend, wenn alle Werte unter m liegen; akzeptabel, wenn höchstens zwei von fünf zwischen m und M liegen und der Rest unter m; und unbefriedigend, wenn ein Wert M überschreitet oder mehr als zwei zwischen m und M liegen.
Wie anspruchsvoll ein Plan wirklich ist
Die Leistung eines Plans wird durch seine Operationscharakteristik (OC-Kurve) beschrieben, die die Wahrscheinlichkeit der Annahme einer Charge in Abhängigkeit vom Anteil fehlerhafter Einheiten zeigt. Der Codex verlangt, dass der Plan diese statistischen Eigenschaften angibt. Eine einfache Rechnung für Pläne mit c = 0 macht es deutlich:
- Eine Charge, in der 10 % der Einheiten kontaminiert sind, wird bei 5 entnommenen Einheiten mit einer Wahrscheinlichkeit von 0,95 angenommen, also etwa 59 %. Bei 30 Einheiten sinkt die Wahrscheinlichkeit auf etwa 4 %.
- Sind nur 1 % der Einheiten kontaminiert, nimmt ein Plan mit 5 Einheiten die Charge in etwa 95 % der Fälle an, einer mit 60 Einheiten in etwa 55 %.
Die Schlussfolgerung ist unbequem, aber wichtig: Pläne mit wenigen Einheiten erkennen stark kontaminierte Chargen gut und Chargen mit niedriger, verstreuter Kontamination sehr schlecht. Ein größeres n macht die Kurve steiler und verbessert die Trennschärfe; ein kleineres c verringert das Risiko für den Verbraucher, erhöht aber die Wahrscheinlichkeit, akzeptable Chargen abzulehnen. Das kostenlose Werkzeug der ICMSF für Probenahmepläne, eine Tabellenkalkulation, schätzt diese Wahrscheinlichkeiten für Zwei- und Dreiklassenpläne.
Das Fallschema der ICMSF
Die Internationale Kommission für mikrobiologische Spezifikationen für Lebensmittel (ICMSF) schlug vor, die Strenge des Plans dem Risiko anzupassen, mit 15 Fällen, die die Schwere der Gefahr und das, was dem Lebensmittel zwischen Probenahme und Verzehr widerfahren kann, kombinieren: dass die Bedingungen die Gefahr verringern, sie nicht verändern oder sie erhöhen können. Für schwerwiegende Gefahren (Fälle 10 bis 12) verwenden Zweiklassenpläne mit c = 0 jeweils 5, 10 und 20 Einheiten; für sehr schwere Gefahren (Fälle 13 bis 15) 15, 30 und 60 Einheiten.
Eine von der ICMSF veröffentlichte statistische Analyse (Dahms, 2004), die eine logarithmische Normalverteilung mit einer Standardabweichung von 0,8 log annimmt, schätzt, dass Fall 10 (n = 5, c = 0, Abwesenheit in 25 g) Chargen mit einem geometrischen Mittel von 1 KBE pro 32 g mit 95 % Wahrscheinlichkeit ablehnt, während Fall 15 (n = 60) Chargen von 1 KBE pro 526 g erfasst. Der Unterschied zeigt, warum Lebensmittel für empfindliche Bevölkerungsgruppen die strengsten Pläne erhalten: Die Verordnung 2073/2005 selbst verlangt n = 30 für Salmonella in getrockneter Säuglingsnahrung.
Probeneinheit, Analyseeinheit und Sammelproben
Die Probeneinheit ist das, was der Charge entnommen wird; die Analyseeinheit ist die analysierte Portion (zum Beispiel 25 g). Das Bacteriological Analytical Manual (BAM) der FDA empfiehlt, mindestens 100 g pro Probeneinheit zu gewinnen, und ordnet Lebensmittel für Salmonella in drei Kategorien ein, mit 60, 30 oder 15 Analyseeinheiten, je nach Empfindlichkeit des Verbrauchers und dem Vorhandensein eines nachfolgenden letalen Schritts.
Um den Arbeitsaufwand zu verringern, erlaubt das BAM, fünfzehn Einheiten zu je 25 g zu einer Sammelprobe von 375 g zusammenzufassen, sofern die Methode nichts anderes vorsieht. Der Codex schränkt diese Praxis ein: Das Zusammenfassen von Proben kann bei Anwesenheits-/Abwesenheitsanalysen im Rahmen eines Zweiklassenplans in Betracht gezogen werden, sofern es das Ergebnis gegenüber der Analyse einzelner Einheiten nicht beeinflusst, ist aber für Zählungen und Dreiklassenpläne nicht geeignet, da es die Konzentration jeder Einheit verdünnt.
Praktische Regeln, die oft vergessen werden
- Die Analyse nicht wiederholen, um eine Charge zu „bestätigen“: Der Codex weist darauf hin, dass eine Charge, sofern der Plan es nicht vorsieht, nicht erneut analysiert werden sollte. So lange zu beproben, bis ein Negativbefund vorliegt, hebelt die statistische Logik des Plans aus.
- Der Plan ist ein Minimum, wenn eine Charge bewertet wird: Die Verordnung 2073/2005 legt fest, dass ihre Pläne mindestens einzuhalten sind, wenn die Annehmbarkeit einer Charge beurteilt werden soll. Sie erlaubt eine Verringerung der Einheitenzahl nur, wenn der Betreiber anhand dokumentierter Vorgeschichte wirksame Verfahren auf Grundlage von HACCP nachweist.
- Gleitende Fenster zur Prozessverifizierung: Geht es darum, einen Prozess zu verifizieren und nicht eine Charge anzunehmen, beschreibt der Codex den Ansatz des gleitenden Fensters, der stets die letzten n Ergebnisse mit den Grenzwerten vergleicht.
- Die Probenahme geht vor der Methode: Eine Methode mit ausgezeichneter Nachweisgrenze gleicht einen Plan mit wenigen Einheiten bei einer Charge mit verstreuter Kontamination nicht aus, wie es bei Lebensmitteln mit niedriger Feuchte vorkommt.
Sind die Einheiten einmal entnommen, müssen sie unverändert im Labor ankommen. Die Versandbedingungen werden im Artikel zu Transport und Lagerung von Proben beschrieben.
Fazit
Attributive Probenahmepläne verwandeln ein mikrobiologisches Kriterium in eine Entscheidung mit bekannter Wahrscheinlichkeit. n, c, m und M richtig zu lesen und die dahinterstehende Operationskurve zu verstehen, zeigt, welche Chargen der Plan erkennt und welche er durchlässt. Die Strenge dem Risiko anzupassen, wie es die ICMSF vorschlägt, die Mindestpläne einzuhalten und Analysen nicht zu wiederholen, um eine Charge zu retten, sind die Grundlagen dafür, dass die Probenahme ihre Funktion erfüllt.
Über TAAG
Erfahren Sie, wie die molekularen Nachweiskits von TAAG die Antwortzeit verkürzen, wenn ein Probenahmeplan die Analyse vieler Einheiten pro Charge verlangt.
Häufig gestellte Fragen
Was bedeuten n, c, m und M in einem mikrobiologischen Kriterium?
n ist die Zahl der aus der Charge entnommenen Einheiten; c die maximale Zahl der Einheiten mit unerwünschtem Ergebnis, die toleriert werden; m der Grenzwert, der die konformen Einheiten trennt; und M in Dreiklassenplänen der Grenzwert, oberhalb dessen eine Einheit nicht akzeptabel ist.
Wann wird ein Zweiklassenplan und wann ein Dreiklassenplan verwendet?
Zweiklassenpläne werden typischerweise für Pathogene mit Anwesenheits-/Abwesenheitsanalyse und c = 0 verwendet. Dreiklassenpläne werden bei Zählungen eingesetzt, zum Beispiel von Hygieneindikatoren, bei denen eine begrenzte Zahl von Einheiten zwischen m und M toleriert wird.
Garantiert ein negativer Plan mit n = 5, c = 0, dass die Charge frei vom Pathogen ist?
Nein. Wären 10 % der Einheiten der Charge kontaminiert, würde dieser Plan sie in etwa 59 % der Fälle annehmen. Kein Probenahmeplan kann die Abwesenheit eines Mikroorganismus sicherstellen; er legt nur die Wahrscheinlichkeit seines Nachweises fest.
Kann man mehrere Einheiten zu einer Sammelprobe mischen?
Bei Anwesenheits-/Abwesenheitsanalysen im Rahmen eines Zweiklassenplans ja, sofern es das Ergebnis gegenüber der Einzelanalyse nicht beeinflusst. Der Codex weist darauf hin, dass es bei Zählungen und in Dreiklassenplänen nicht geeignet ist.