Teil des Pfeilers mikrobiologische Probenahme des TAAG Learning Centers. Er ergänzt das Programm des Umgebungsmonitorings, das sich meist auf Oberflächen konzentriert.
Inhaltsverzeichnis
Auch die Luft transportiert Mikroorganismen
Die meisten Programme des Umgebungsmonitorings konzentrieren sich auf Oberflächen, und das zu Recht: Dort setzen sich Krankheitserreger fest und gelangen von dort in das Produkt. Doch zwischen einer kontaminierten Oberfläche und einem exponierten Lebensmittel liegt auch die Luft. Eine Übersichtsarbeit von Masotti und Mitarbeitern in Trends in Food Science & Technology beschreibt sie als Faktor, der zur Kreuzkontamination beiträgt: Auch wenn die in einen Betrieb eintretende Luft meist gekühlt und gefiltert wird, setzen Prozesse, Personal und die Anlagen selbst im Inneren Mikroorganismen frei. Das Ergebnis sind Bioaerosole, die zwischen Betrieben, innerhalb desselben Betriebs und von Tag zu Tag stark schwanken.
In einer im Brazilian Journal of Microbiology veröffentlichten Studie in einem brasilianischen Molkereibetrieb nennen die Autoren als Hauptquellen von Aerosolen das Personal, die Bodenabläufe, das Lüftungssystem und das bei Reinigung und Sanitisierung unter Druck aufgebrachte Wasser.
Wann die Luftprobenahme sinnvoll ist
Die Luftprobenahme bringt am meisten dort, wo das Produkt nach seiner letzten Behandlung und vor dem Verschließen der Verpackung exponiert ist:
- Zonen zum Abkühlen, Schneiden und Verpacken von Backwaren, ein kritischer Punkt, der im Artikel über Mikrobiologie in der Bäckerei beschrieben ist.
- Abfüll- und Verpackungsräume für Milchprodukte, Getränke und Produkte mit langer Haltbarkeit.
- Bereiche für verzehrfertige Lebensmittel, in denen kein nachfolgender Schritt die Keimbelastung senkt.
- Prozesse, die empfindlich gegenüber Verderb durch Schimmelpilze und Hefen sind, die sich leicht über die Luft verbreiten, wie im Artikel über Verderbniserreger erläutert.
Sie ist auch nützlich, um die Wirkung konkreter Veränderungen zu prüfen: eine Baumaßnahme, ein neuer Filter im Luftsystem, eine Änderung des Personenflusses oder eine Reinigung mit Hochdruckschläuchen in der Nähe von exponiertem Produkt.
Passive Methode: Sedimentationsplatten
Die Norm ISO 14698-1:2003 zur Kontrolle der Biokontamination in Reinräumen und kontrollierten Umgebungen definiert die Sedimentationsplatte als Behälter, zum Beispiel eine Petrischale, mit einem geeigneten sterilen Nährmedium, der für eine definierte Zeit geöffnet bleibt, um die aus der Luft sedimentierenden lebensfähigen Partikel aufzufangen.
Sie ist die einfachste und günstigste Methode und misst etwas von praktischer Bedeutung: was auf eine offene Oberfläche fällt, so wie es auch auf ein exponiertes Produkt fallen würde. Ihre Einschränkung ist, dass sie nicht angibt, wie viele Mikroorganismen pro Luftvolumen vorhanden sind, und dass kleine, schwebend bleibende Partikel sich kaum ablagern.
Der Index der mikrobiellen Luftkontamination (IMA)
Damit Sedimentationsplatten vergleichbar sind, schlugen Pasquarella und Mitarbeiter den IMA-Index mit einem standardisierten Schema „1/1/1" vor: Platte mit 9 cm Durchmesser, 1 Stunde geöffnet, 1 Meter über dem Boden und etwa 1 Meter von Wänden und Hindernissen entfernt. Das Ergebnis wird in KBE pro Platte in dieser Zeit angegeben. Eine Übersichtsarbeit von 2020 in Acta Biomedica führt die vorgeschlagenen Klassen auf (0 bis 5 sehr gut; 6 bis 25 gut; 26 bis 50 mittelmäßig; 51 bis 75 schlecht; über 75 sehr schlecht) und stellte fest, dass Lebensmittelbetriebe zu den Innenräumen gehörten, in denen er am häufigsten angewendet wurde.
Aktive Methoden: Luftprobenehmer
Ein aktiver Probenehmer saugt ein bekanntes Luftvolumen an und fängt die lebensfähigen Partikel auf, sodass das Ergebnis in KBE/m3 angegeben werden kann. ISO 14698-1 unterscheidet zwei Prinzipien:
- Impaktion: Die Luft prallt auf eine feste Oberfläche, normalerweise eine Agarplatte. Es ist das im Betrieb am weitesten verbreitete Format.
- Impingement: Die Luft prallt auf eine Flüssigkeit, in der die Partikel verbleiben, was anschließend Filtrieren, Ausplattieren oder die Analyse mit molekularen Methoden erlaubt.
Es gibt auch Filtrations-, Zentrifugal- und Kaskadenprobenehmer. Bei Impaktoren mit perforiertem Deckel können mehrere Partikel durch dieselbe Öffnung treten; deshalb stellen die Hersteller Korrekturtabellen für die Zählung bereit. Die Studie im Molkereibetrieb wandte diese Korrektur für ein Gerät mit 400 Öffnungen an.
Passiv oder aktiv: was die Daten sagen
Die Studie von Salustiano und Mitarbeitern verglich beide Methoden in sechs Bereichen eines Molkereibetriebs. Die Ergebnisse veranschaulichen ihre Unterschiede gut:
- Der Impaktionsprobenehmer erfasste 2- bis 10-mal mehr Mikroorganismen als die Sedimentation.
- Die dominierende Gruppe hing von der Methode ab: Mit dem Probenehmer überwogen Hefen und Schimmelpilze, mit den Sedimentationsplatten aerobe mesophile Bakterien.
- Die Sedimentationsplatten erfassten weder Coliforme noch Staphylococcus aureus, die mit dem Probenehmer in niedrigen Konzentrationen auftraten.
- Die Luftfeuchtigkeit zeigte einen Zusammenhang mit dem Anstieg der Keimzahlen; die Temperatur nicht.
Die Autoren folgerten, dass für die Erfassung von Mikroorganismen aus der Luft, einschließlich Krankheitserregern, die Impaktionsmethode zu empfehlen ist. Die Übersichtsarbeit zum IMA ergänzt eine Nuance: Die aktive Probenahme misst die Konzentration in der Luft und die passive spiegelt wider, was sich auf kritischen Oberflächen ablagert, und es gibt keine feste Entsprechung zwischen beiden. Viele Betriebe setzen beide mit unterschiedlichen Zwecken ein.
Wie die Probenahme zu planen ist
Punkte, Zeitpunkte und Zustände
ISO 14698-1 verlangt, dass das Monitoring nach Risikozonen geplant wird und dass die Probenahme selbst weder Produkt noch Zone kontaminiert. Sie unterscheidet außerdem drei Zustände einer Anlage: neu errichtet, in Ruhe und im Betrieb. Für einen Lebensmittelbetrieb ist es meist am aussagekräftigsten, im Betrieb zu beproben, nahe dem exponierten Produkt und etwa in Höhe der Linie, und dies mit Proben im Ruhezustand zu ergänzen, um den Beitrag des Prozesses vom Beitrag des Luftsystems zu trennen.
Medien und Bebrütung
In der Studie im Molkereibetrieb wurden Plate-Count-Agar für aerobe Mesophile, Kartoffel-Dextrose-Agar für Schimmelpilze und Hefen, VRB-Agar für Coliforme und Baird-Parker für S. aureus verwendet, mit Volumina von 100 bis 1000 Litern Luft je nach erwarteter Belastung. Der Deckel des Probenehmers wurde vor und nach jeder Entnahme sterilisiert und mit 70-prozentigem Alkohol desinfiziert. Wie bei jeder Beimpfung hängt das Ergebnis davon ab, dass die Medien kontrolliert sind, ein Thema, das wir im Artikel über die Qualitätskontrolle von Nährmedien nach ISO 11133 behandeln. Der Transport der Platten ins Labor folgt den Leitlinien des Artikels über Transport und Lagerung von Proben.
Wie die Ergebnisse zu lesen sind: Es gibt keinen universellen Grenzwert
Häufig werden Referenzwerte zitiert. Die brasilianische Studie nennt die von der American Public Health Association (APHA) für aerobe Mesophile in Prozessbereichen empfohlenen: 90 KBE/m3 mit Probenehmer und 30 KBE/cm2/Woche mit Sedimentationsplatten; und führt weitere Vorschläge an, von 180 bis 360 KBE/m3 für Mesophile und von 70 bis 430 KBE/m3 für Schimmelpilze und Hefen je nach Bereich.
Eine systematische Übersichtsarbeit von Loveniers und Mitarbeitern, 2024 im International Journal of Food Microbiology veröffentlicht, ordnet diese Zahlen ein. Nach der Auswertung von zwanzig Jahren Literatur kommt sie zu dem Schluss, dass es keine etablierten Normen oder Leitlinien mit quantitativen Grenzwerten für Mikroorganismen in der Luft der Lebensmittelindustrie gibt, dass belastbare Evidenz für einen direkten Zusammenhang zwischen der Luftbelastung und der Produktkontamination fehlt und dass fehlende standardisierte Probenahmemethoden den Vergleich von Studien verhindern. Ihr Vorschlag ist, an jedes Produkt und jeden Produktionskontext angepasste Kriterien festzulegen, gestützt auf eine Risikobewertung.
In der Praxis deckt sich das mit dem, was ISO 14698-1 verlangt: dass jeder Anwender eigene Warn- und Aktionsgrenzen festlegt, angemessen für seine Tätigkeit und jede Risikozone, ausgehend von einer bei der Inbetriebnahme ermittelten und regelmäßig überprüften Basislinie. Wertvoll ist der zeitliche Trend an derselben Stelle mit derselben Methode, weniger eine isolierte Zahl, die mit dem Wert eines anderen Betriebs verglichen wird.
Der normative Rahmen
ISO 14698-1 und 14698-2 wurden für Reinräume geschrieben, ihre Prinzipien dienen aber in der Lebensmittelindustrie als Referenz. In Europa veröffentlichte das CEN 2020 die Norm EN 17141, die die europäischen Fassungen der ISO 14698 ersetzte und einen informativen Anhang für die Lebensmittelherstellung enthält. Die ISO-14698-Normen gelten außerhalb dieses Bereichs weiter.
Wenn die Keimzahlen steigen, behandelt die Übersichtsarbeit von Masotti Luftbehandlungen wie chemisches Vernebeln, Ozon, UV-Strahlung oder kaltes Plasma, immer als Ergänzung zu Reinigung und Sanitisierung, nicht als Ersatz. Und ein anhaltender Anstieg in der Luft hat meist seinen Ursprung im Betrieb, etwa in einem Ablauf, einer Anlage mit Biofilm oder einer Reinigungspraxis, die Aerosole erzeugt; diese sollte man mit der Oberflächenprobenahme aufspüren.
Häufige Fehler
- Ergebnisse von Sedimentationsplatten mit in KBE/m3 ausgedrückten Grenzwerten vergleichen, oder umgekehrt.
- Methode, Medium oder Expositionszeit zwischen den Kampagnen ändern und damit die Vergleichbarkeit des Trends verlieren.
- Nur in Ruhe beproben, wenn der Betrieb nicht produziert und die Luft sauberer ist.
- Einen für eine andere Industrie veröffentlichten Grenzwert übernehmen, ohne eine eigene Basislinie aufzubauen.
- Die Luft als Ursache behandeln und die Quelle, die sie kontaminiert, nicht untersuchen.
Fazit
Die Luftprobenahme ergänzt, was die Oberflächenprobenahme nicht sieht: wie viel und was sich auf einem exponierten Produkt ablagert. Sedimentationsplatten sind einfach und spiegeln diesen Niederschlag wider; aktive Probenehmer quantifizieren pro Volumen und erfassen mehr Mikroorganismen. Da es keine universellen Grenzwerte für die Lebensmittelindustrie gibt, liegt der Wert des Programms darin, dieselbe Methode beizubehalten, eine eigene Basislinie aufzubauen, Warn- und Aktionsgrenzen je Zone festzulegen und die Quelle zu suchen, wenn der Trend steigt.
Über TAAG
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Häufig gestellte Fragen
Worin unterscheiden sich eine Sedimentationsplatte und ein Luftprobenehmer?
Die Sedimentationsplatte fängt auf, was sich während einer bestimmten Zeit auf ihr ablagert, und wird in KBE pro Platte und Zeit angegeben. Der aktive Probenehmer saugt ein bekanntes Luftvolumen an und erlaubt die Angabe des Ergebnisses in KBE/m3. In einer Studie in einem Molkereibetrieb erfasste die aktive Methode 2- bis 10-mal mehr Mikroorganismen.
Was ist der IMA-Index?
Er ist ein standardisierter Index für Sedimentationsplatten: Platte mit 9 cm, 1 Stunde geöffnet, 1 Meter über dem Boden und etwa 1 Meter von Wänden entfernt. Das Ergebnis in KBE pro Platte wird in Kategorien von sehr gut bis sehr schlecht eingeteilt.
Gibt es einen offiziellen Grenzwert für Mikroorganismen in der Luft von Lebensmittelbetrieben?
Es gibt keine Normen oder Leitlinien mit festgelegten quantitativen Grenzwerten für die Lebensmittelindustrie. Es gibt veröffentlichte Referenzwerte, etwa die der APHA, doch eine systematische Übersichtsarbeit von 2024 empfiehlt, an Produkt und Prozess angepasste Kriterien festzulegen, die auf einer Risikobewertung und einer eigenen Basislinie beruhen.