Dieser Artikel vertieft den Verderb bei Kühltemperatur, einen Sonderfall dessen, was in Verderbniserreger erklärt wird, und ergänzt Biofilme in Lebensmittelbetrieben.
Inhaltsverzeichnis
Was ein psychrotropher Mikroorganismus ist
Ein psychrotropher Mikroorganismus kann sich bei Kühltemperatur vermehren, auch wenn seine optimale Wachstumstemperatur höher liegt. Die Norm ISO 17410:2019 definiert ihn operativ: Es sind die Bakterien, Hefen und Schimmelpilze, die nach aerober Bebrütung bei 6,5 °C auf einem festen Nährmedium Kolonien bilden. Es handelt sich nicht um eine taxonomische Gruppe, sondern um eine Fähigkeit, die sehr unterschiedliche Gattungen teilen, weshalb der Begriff von Verderbnisbakterien bis zu einem Krankheitserreger wie Listeria monocytogenes reicht.
Dieselbe Norm fasst in ihrer Einleitung zusammen, warum sie wichtig sind: Sie können gekühlte Lebensmittel durch Geruchs- und Geschmacksveränderungen verderben, und einige in der Rohmilch vorkommende Arten bilden hitzestabile Enzyme, die durch Pasteurisierung oder Sterilisation nicht vollständig inaktiviert werden und anschließend Fett oder Eiweiß des bereits behandelten Produkts abbauen. Dieser Artikel konzentriert sich auf diese Gruppe und auf die Kühlkette. Den allgemeinen Überblick über Hefen, Schimmelpilze und acidophile Bakterien gibt Verderbniserreger.
Warum Kühlung nur verlangsamt
Kälte senkt die Wachstumsgeschwindigkeit, hält sie bei einem psychrotrophen Keim aber nicht an. Deshalb hängt die Haltbarkeit eines gekühlten Lebensmittels ebenso davon ab, wie viele Zellen in die Verpackung gelangen, wie von der tatsächlichen Temperatur, bei der es gehalten wird. Kleine Temperaturunterschiede verändern das Ergebnis stark. Das BIOHAZ-Gremium der EFSA weist unter Berufung auf Sumner und Jenson (2011) darauf hin, dass bei vakuumverpackten Lammschultern ein Anstieg der Temperatur von −1,5 °C auf 0, 2 oder 5 °C die Zeit bis zum Verderb um etwa 30 %, 50 % bzw. 70 % verkürzt.
Bei Listeria monocytogenes ist es genauso. Eine Studie mit fünf Stämmen in BHI-Bouillon (Pennone et al., 2021) ermittelte mittlere maximale Wachstumsraten von 0,043 bis 0,048 h⁻¹ bei 4,5 °C, von 0,068 bis 0,071 h⁻¹ bei 7,8 °C und von 0,145 bis 0,187 h⁻¹ bei 12 °C: Zwischen 4,5 und 12 °C stieg die Geschwindigkeit auf etwas mehr als das Dreifache, und die Lag-Phase verkürzte sich mit steigender Temperatur. Die FDA fasst es in ihrem Leitfaden für verzehrfertige Lebensmittel zusammen: Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts verhindern das Wachstum von L. monocytogenes, bei Kühltemperatur vermehrt sie sich jedoch langsam, sodass die Kühlung für diesen Erreger eine weniger wirksame Kontrollmaßnahme ist als für andere wie Salmonella.
Die Ausgangsbelastung ist entscheidend, denn Kälte verlängert nur die Zeit, die eine Population braucht, um Verderbniswerte zu erreichen. Und Unterbrechungen der Kühlkette (Be- und Entladen, überfüllte Kühltheken, Haushaltskühlschränke) summieren sich. Diese quantitative Überlegung ist die Grundlage der prädiktiven Mikrobiologie.
Wer was verdirbt: die Umgebung entscheidet
Von der gesamten Mikrobiota, die auf ein Lebensmittel gelangt, verursacht nur ein Teil, die sogenannten spezifischen Verderbnisorganismen, die Veränderungen, die der Verbraucher ablehnt. Welcher davon dominiert, hängt von Matrix, Verpackung und Temperatur ab.
Pseudomonas in an der Luft gelagertem Frischfleisch
In gekühltem Fleisch unter Sauerstoff dominieren die Pseudomonaden. Laut EFSA sind drei Arten, Pseudomonas fragi, P. fluorescens und P. lundensis, hauptsächlich für Schleimbildung und Fehlgerüche verantwortlich. Der sensorische Verderb wird in der Regel deutlich, wenn die Population 10⁷–10⁸ KBE/cm² erreicht, und die EFSA verwendete 10⁷ KBE/cm² als Endpunkt der Haltbarkeit in ihren Modellen. In ihrem Gutachten von 2016 zum Fleischtransport kam das Gremium zu dem Schluss, dass das Abkühlen von Rinder- oder Schafschlachtkörpern auf Oberflächentemperaturen von bis zu 10 °C ein ähnliches oder geringeres Pseudomonadenwachstum ergab als das Abkühlen auf 7 °C im Kern, das die Verordnung (EG) 853/2004 verlangt, während bei Schweineschlachtkörpern das Ergebnis von der Zieltemperatur und der angewandten Abkühlkurve abhing.
Milchsäurebakterien und Brochothrix unter Vakuum und Schutzatmosphäre
Wird der Sauerstoff entfernt, ändert sich das Bild. Die EFSA gibt an, dass Milchsäurebakterien und Brochothrix thermosphacta, sauerstofftolerante Anaerobier, unter anaeroben Bedingungen gelagertes Fleisch in der Regel als vorherrschende Verderbnisorganismen besiedeln, in einigen Fällen zusammen mit psychrophilen Clostridien. Kältetolerante Enterobakterien verursachen nur selten Verderb, es sei denn, es liegt ein Temperaturmissbrauch vor. Ein Beispiel dafür, wie variabel diese Gruppe ist, ist Lactococcus piscium, ein psychrotrophes Milchsäurebakterium, das laut einer Übersicht von Saraoui et al. (2016) aus vakuum- oder schutzgasverpacktem Fleisch, Meeresfrüchten und Gemüse isoliert wurde. Die meisten Studien zeigen, dass es Fleisch verdirbt, während es bei Meeresfrüchten die sensorischen Eigenschaften nicht beeinträchtigt und einige Stämme L. monocytogenes sogar hemmen.
Shewanella in auf Eis gelagertem Fisch
Bei Seefisch aus gemäßigten Gewässern, der an der Luft auf Eis gelagert wird, nennt die FAO Shewanella putrefaciens als spezifisches Verderbnisbakterium. Es nutzt das Trimethylaminoxid (TMAO) des Muskels als Elektronenakzeptor und reduziert es zu Trimethylamin (TMA), das für den typischen Geruch von verdorbenem Fisch verantwortlich ist, und bildet außerdem Schwefelwasserstoff (H₂S) und andere Schwefelverbindungen. Laut demselben Dokument sind bei aerober Lagerung Werte von 10⁸–10⁹ KBE/g spezifischer Verderbnisbakterien nötig, damit der Fisch verdirbt. Pseudomonaden hingegen verderben Fisch, ohne TMA oder H₂S zu bilden, mit fruchtigen und fauligen Gerüchen, und bei CO₂-verpacktem Fisch geht diese Rolle auf Photobacterium phosphoreum über.
Die Taxonomie wurde später verfeinert. Fonnesbech Vogel et al. (2005) isolierten mehr als 500 H₂S-bildende Stämme aus auf Eis gelagertem Ostseedorsch, Scholle und Flunder, und nach der Lagerung gehörte die Mehrzahl zu Shewanella baltica, das in Dorschsaft bei 0 °C gut wuchs. Die Verderbnisreaktionen (TMAO-Reduktion und H₂S-Bildung) bleiben dieselben; geändert hat sich der Name des Hauptverursachers.
Rohmilch: der Verderb, der die Hitzebehandlung überdauert
Bei gekühlter Rohmilch endet das Problem nicht mit dem Bakterium. Die Verordnung (EG) 853/2004 verlangt, sie im Betrieb unverzüglich auf höchstens 8 °C abzukühlen, wenn sie täglich abgeholt wird, oder auf höchstens 6 °C, wenn sie nicht täglich abgeholt wird. Während dieser Zeit in der Kälte wachsen die psychrotrophen Keime, und laut einer Übersicht von Sinha und Kelly (2026) können Pseudomonaden 70 % bis 90 % der psychrotrophen Population gekühlter Rohmilch ausmachen.
Viele dieser Pseudomonaden sezernieren AprX, eine sehr hitzestabile extrazelluläre Metalloprotease. Die Übersicht berichtet, dass sie nach einer UHT-Behandlung (138 °C für 18 bis 20 s) 25 % bis 88 % ihrer Aktivität behalten kann, mit einem D-Wert bei 140 °C von 124 s gegenüber 13 s für Plasmin, die milcheigene Protease. Pasteurisierung oder UHT töten das Bakterium ab, doch das bereits gebildete Enzym wirkt während der Lagerung des Endprodukts weiter und verursacht bitteren Geschmack, Gelbildung, Sedimentation und Destabilisierung des Eiweißes. Deshalb kann ein mikrobiologisch konformes Produkt Wochen später in der Qualität versagen, und deshalb liegt die wirksame Kontrolle vor der Hitzebehandlung: niedrige Ausgangsbelastung, durchgehende Kühlung und kurze Standzeiten. Wie sich die Risiken je nach Milchverarbeitungsprozess verändern, wird in Mikrobiologie in der Milchindustrie ausgeführt, und die Rolle der Oberflächen von Tanks und Leitungen als Quelle der Rekontamination in Biofilme in Lebensmittelbetrieben.
Listeria monocytogenes: der pathogene Psychrotrophe
Fast alle psychrotrophen Keime sind ein Qualitätsproblem. L. monocytogenes ist die relevante Ausnahme: ein Krankheitserreger, der im Kühlschrank wächst. Die Grundlagen des Erregers stehen in Listeria monocytogenes: Risiken und Nachweismethoden.
Deshalb werden die rechtlichen Kriterien über die Haltbarkeitsdauer definiert und nicht nur beim Verlassen des Betriebs. In der Verordnung (EG) 2073/2005 gilt für verzehrfertige Lebensmittel, die das Wachstum von L. monocytogenes begünstigen können (Zeile 1.2), ein Grenzwert von 100 KBE/g während der Haltbarkeitsdauer und von nicht nachweisbar in 25 g, bevor das Lebensmittel die unmittelbare Kontrolle des Herstellers verlässt. Automatisch als nicht wachstumsbegünstigend gelten Erzeugnisse mit pH ≤ 4,4 oder aw ≤ 0,92, mit pH ≤ 5,0 und aw ≤ 0,94 oder mit einer Haltbarkeitsdauer von weniger als fünf Tagen. Die seit dem 1. Juli 2026 geltende Verordnung (EU) 2024/2895 dehnt das Kriterium „nicht nachweisbar in 25 g“ auf den gesamten Zeitraum aus, in dem das Erzeugnis in Verkehr ist, es sei denn, der Unternehmer weist nach, dass während der gesamten Haltbarkeitsdauer 100 KBE/g nicht überschritten werden.
Dieser Nachweis stützt sich auf Haltbarkeitsstudien. Der technische Leitfaden des EU-Referenzlabors für Listeria (EURL Lm) stuft ein Lebensmittel als wachstumsbegünstigend ein, wenn das Wachstumspotenzial in einem Challenge-Test 0,5 log KBE/g übersteigt. Liegen keine eigenen Temperaturdaten vor, schlägt er vor, die Kühlkette mit 7 °C im Betrieb, 7 °C im Handel und 10 °C im Haushalt zu simulieren.
Wie sie gezählt werden: ISO 17410
ISO 17410:2019 ist das horizontale Verfahren zur Zählung psychrotropher Mikroorganismen in Lebensmitteln, Futtermitteln, Umgebungsproben aus dem Produktionsbereich und Proben aus der Primärproduktion. Sie ersetzte ihre Ausgabe von 2001 sowie die Milchnormen ISO 6730 und ISO 8552. Ihre Kernpunkte:
- Oberflächenausstrich auf Plate-Count-Agar (PCA) anstelle des Gussplattenverfahrens der früheren Milchnormen, weil psychrotrophe Keime empfindlich gegenüber der Wärme des geschmolzenen Agars sind.
- Aerobe Bebrütung bei 6,5 °C ± 1 °C für 10 Tage. Es ist eine langsame Analyse: Das Ergebnis liegt vor, wenn ein guter Teil der Haltbarkeit eines Frischprodukts bereits verstrichen ist, weshalb sie eher der Verifizierung von Prozess und Rohstoffen dient als der Chargenfreigabe.
- Zählung anhand der Platten mit weniger als 150 Kolonien, ausgedrückt nach ISO 7218, und Leistungsprüfung des Nährmediums nach ISO 11133.
- Schnellverfahren für Roh- und pasteurisierte Milch (Anhang B, informativ): Bebrütung bei 21 °C für 25 h. Die Norm weist darauf hin, dass nicht alle Mikroorganismen, die bei 6,5 °C Kolonien bilden, dies auch bei 21 °C tun, sodass es kein gleichwertiger Ersatz ist.
Die Norm enthält keine Leistungsdaten, weil keine Ringstudie durchgeführt wurde, und stellt klar, dass psychrotrophe Keime vor allem zur Prozessüberwachung herangezogen werden. Eine Psychrotrophenzahl sagt, wie viele kältefähige Zellen vorhanden sind, nicht, um welche Arten es sich handelt oder ob sie pathogen sind. Zur Interpretation der Zahl lohnt sich ein Blick auf was KBE sind und wie sie interpretiert werden.
Welche TAAG-Kits sich auf dieses Thema beziehen
Kein TAAG-Kit ersetzt die Zählung nach ISO 17410: Die Kits des Katalogs dienen dem qualitativen Nachweis, nicht der Zählung. Ihren Beitrag leisten sie bei dem Teil des Problems, der sich mit An- oder Abwesenheit beantworten lässt.
- Listeria in gekühlten Lebensmitteln und auf Oberflächen. Ampliora 2.3 Listeria spp. and L. monocytogenes (V-SF46, Real-Time-PCR mit Sonden, Mila-Design) und Specio 2.3 Listeria spp. and L. monocytogenes (V-SF04, Real-Time-PCR mit Schmelzkurve) weisen Listeria spp. und L. monocytogenes in Lebensmitteln, Getränken sowie lebenden und inerten Oberflächen nach und identifizieren sie, mit den angegebenen Branchen Getränke, Milch, Fleisch und Geflügel sowie verzehrfertige Lebensmittel. Specio 2.3 gibt eine Sensitivität von 1 KBE/25 g in Lebensmitteln an. Specio 1.4 L. monocytogenes (V-SF28) beschränkt sich auf die pathogene Art.
- Verderbnisbakterien in Milchprodukten. Specio 00.1 Bacteria (V-SF14, Real-Time-PCR mit Schmelzkurve) weist mehr als 80 Verderbnisbakterien nach und identifiziert sie, mit validierten Matrizes wie naturbelassener Milch, Magermilch, angereicherter Milch, Kakaomilch und Sahne sowie Oberflächen. Der Katalog veröffentlicht die Artenliste nicht; bevor man das Kit zur Suche nach Pseudomonas einsetzt, sollte man daher mit TAAG klären, ob die Gattung im Panel enthalten ist. Es weist das Bakterium nach, nicht die bereits gebildete Protease AprX.
Der Katalog enthält keine Kits für Shewanella, Photobacterium oder Milchsäurebakterien in verpacktem Fleisch; seine Laktobazillen-Kits sind für Bier validiert. In diesen Fällen bleibt die Plattenzählung das Werkzeug. Zur Auswahl nach Matrix und Branche siehe wie man ein TAAG-Kit auswählt.
Fazit
Die Kühlkette ist ein Werkzeug, um Zeit zu gewinnen, nicht um psychrotrophe Keime aufzuhalten: Jedes Grad zu viel verkürzt die Haltbarkeit, und jede Unterbrechung summiert sich. Welcher Organismus dominiert, hängt von Matrix und Verpackung ab, von den Pseudomonaden in an der Luft gelagertem Fleisch über die Milchsäurebakterien unter Vakuum und Shewanella in Fisch auf Eis bis zu den hitzestabilen Proteasen, die Pseudomonaden in der Milch hinterlassen. Listeria monocytogenes fügt demselben Mechanismus ein gesundheitliches Risiko hinzu, und deshalb betrachtet die Regulierung inzwischen die gesamte Haltbarkeitsdauer. Psychrotrophe Keime nach ISO 17410 zu zählen, die Ausgangsbelastung zu kontrollieren und Listeria rechtzeitig nachzuweisen sind Teile desselben Programms.
Über TAAG
Klären Sie mit TAAG den Anwendungsbereich von Ampliora 2.3 Listeria spp. and L. monocytogenes und Specio 00.1 Bacteria für Ihre gekühlten Produkte und Ihre Prozessoberflächen.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen einem psychrotrophen und einem mesophilen Mikroorganismus?
Ein psychrotropher Keim kann sich bei Kühltemperatur vermehren, auch wenn er bei höheren Temperaturen schneller wächst; ein typischer mesophiler Keim wächst in der Kälte kaum. ISO 17410 definiert psychrotrophe Keime operativ als diejenigen, die nach aerober Bebrütung bei 6,5 °C Kolonien bilden. Deshalb garantiert eine gute Mesophilenzahl keine lange Haltbarkeit unter Kühlung.
Warum verdirbt ein gekühltes Lebensmittel trotzdem?
Weil Kälte die Wachstumsgeschwindigkeit psychrotropher Keime senkt, sie aber nicht anhält. Die EFSA gibt unter Berufung auf Sumner und Jenson (2011) an, dass bei vakuumverpacktem Lammfleisch ein Anstieg von −1,5 °C auf 5 °C die Zeit bis zum Verderb um etwa 70 % verkürzt. Ausgangsbelastung und tatsächliche Temperatur in der gesamten Kette bestimmen, wie lange das Produkt hält.
Warum kann UHT-Milch gelieren oder bitter werden, obwohl sie keine lebenden Bakterien enthält?
Weil die Pseudomonaden, die in der gekühlten Rohmilch gewachsen sind, die Protease AprX sezernieren, die der Hitzebehandlung widersteht. Eine Übersicht von 2026 berichtet, dass sie nach UHT 25 % bis 88 % ihrer Aktivität behält. Das Enzym baut das Eiweiß während der Lagerung weiter ab, obwohl das Bakterium bereits abgetötet ist.
Wie lange dauert eine Psychrotrophenzählung nach ISO 17410?
Die Norm bebrütet die Platten 10 Tage bei 6,5 °C, mit Oberflächenausstrich auf Plate-Count-Agar. Für Roh- und pasteurisierte Milch enthält sie ein informatives Schnellverfahren bei 21 °C für 25 h, weist aber darauf hin, dass nicht alle Mikroorganismen, die bei 6,5 °C wachsen, bei 21 °C Kolonien bilden.
Warum unterscheidet sich Listeria monocytogenes von den übrigen psychrotrophen Keimen?
Weil sie ein Krankheitserreger ist und nicht nur ein Verderbniserreger, und weil sie sich unter Kühlung langsam vermehrt, sodass Kälte sie schlechter kontrolliert als andere Erreger. Deshalb gelten die Kriterien in der EU über die gesamte Haltbarkeitsdauer, und seit dem 1. Juli 2026 gilt „nicht nachweisbar in 25 g“ im Handel, es sei denn, der Unternehmer weist nach, dass 100 KBE/g nicht überschritten werden.