Wachstum von Mikroorganismen trotz Hitzebehandlung

Routinekontrolle muss auch auf hitzeresistente Mikroorganismen abgestimmt werden

Mit einer Hitzebehandlung – Kurzzeiterhitzung oder Pasteurisation – werden im Produkt enthaltene Mikroorganismen abgetötet und die Haltbarkeit des Produktes verlängert. Die gängigen Verfahren sind auf die typischerweise vorkommenden Mikroorganismen optimiert. So werden z. B. in Brauereien die Einstellungen von Zeit und Temperatur für die Hitzebehandlung auf das Abtöten von Hefen und Bakterien ausgerichtet. Trotzdem kommen Mikroorganismen ins Produkt – warum?

Die Problemstellung

Die Wirkung von thermischen Verfahren wird als Keimreduzierung in log-Stufen angegeben, d. h. bei Einwirkung von Hitze bei einer festgelegten Temperatur über eine bestimmte Zeit wird typischerweise ein prozentualer Anteil der vorhandenen Mikroorganismen abgetötet. Die Konditionen der Hitzeeinwirkung und die Abtötungsraten sind abhängig von der Beschaffenheit des behandelten Produkts, aber auch entscheidend von der Art des abzutötenden Mikroorganismus. Die Abtötungsrate sollte idealerweise 100 % sein, doch wird diese normalerweise nicht erreicht. Einerseits ist die Hitzeverteilung oft nicht überall gleich und so bekommt ein Teil des Produktes nicht die theoretisch berechnete Dosis. Andererseits können auch die Mikroorganismen z. T. sehr hohe Temperaturen überdauern – höher als dies manche Produkte vertragen. Die Routinekontrolle muss daher auch auf hitzeresistente Mikroorganismen abgestimmt werden, insbesondere bei allen Produkten, die mit Fruchtanteilen und Zucker hergestellt werden.

Lösungsansätze

Wenn Mikroorganismen eine Hitzebehandlung überleben, dann hat entweder die Anlage eine Störung oder war falsch eingestellt – oder es handelt sich um hitzeresistente Mikroorganismen, die verbreitet auf Früchten oder Pflanzen vorkommen. Zu diesen zählen typische Sporen bildende Bakterien wie Bacillus Arten und Clostridien, aber auch hitzeresistente Schimmelpilze wie einzelne Penicillium Arten, Byssochlamys, Neosartorya oder Talaromyces. Bei einer Hitzebehandlung werden normalerweise die vegetativen Zellen abgetötet, doch die Sporen überleben. Und diese werden erst durch die Hitzeeinwirkung aus ihrer Ruhephase erweckt, keimen dann aus und vermehren sich weiter, wodurch sie das fertige Produkt verderben.

Der Nachweis von solchen Sporenbildnern im Rohstoff bzw. vor der Hitzebehandlung ist schwierig, wenn nicht genügend vegetative Zellen vorhanden sind – die Sporen selbst lassen sich kaum nachweisen. In der Fruchtsaft- und AfG Industrie sind solche Analysenverfahren, die mit einer Hitzebehandlung der Probe vor der eigentlichen Untersuchung mit Anreicherung beginnen, schon Standard – die Sporen werden zum Auskeimen angeregt und können dann nachgewiesen werden.

Brauereien, die sich zunehmend auch mit der Produktion von Mischgetränken beschäftigen, müssen hier erst nachziehen, für sie sind noch keine standardisierten Routineverfahren etabliert. Wir kombinieren unsere Erfahrungen aus der Fruchtgetränke-Mikrobiologie mit unserem Wissen aus der Brauereianalytik und unterstützen Sie sowohl mit schnellen Analysen als auch bei der Planung und Etablierung von Analysenverfahren für Ihre Produkte in Ihrem eigenen Labor.