Challenge-Tests (Mikrobiologische Belastungstests)

So überprüfen Sie die mikrobiologische Stabilität und Sicherheit Ihrer Produkte und Produktionsverfahren

Juni 2023. Durch einen Challenge-Test erbringen Sie den Nachweis, dass Ihr Produkt die mikrobiologischen Anforderungen über einen Prozessabschnitt oder eine definierte Zeitdauer erfüllt und bestimmte Keimzahlen im Toleranzbereich bleiben bzw. keine Keimvermehrung stattfindet.

Im Rahmen von Produkt-Challenge-Tests wird ein Lebensmittel oder dessen Komponenten im Labor künstlich mit Mikroorganismen kontaminiert. Unter möglichst realitätsnahen Bedingungen kann so z. B. der Einfluss des Produktionsprozesses, der Verpackung und Lagerung, des Einsatzes von Schutz- und Starterkulturen sowie von Lebensmittelzusatz- und Konservierungsstoffen auf das Keimwachstum relevanter Mikroorganismen untersucht werden.

Challenge-Tests dienen der Produktsicherheit, ermöglichen die Festlegung und Verifizierung der Mindesthaltbarkeit oder des Verbrauchsdatums eines Produkts und dienen dem Nachweis bei amtlichen Kontrollen oder den Anforderungen des Handels.

Gesundheitsgefährdung durch Mikroorganismen während der Haltbarkeit

Die Kalkulation der Haltbarkeit und damit auch der Sicherheit eines Lebensmittels über den gesamten Handelszeitraum ist abhängig von der Physikochemie des Erzeugnisses und dem Erfolg der technologischen Verfahren zur Haltbarmachung. Haben im Produkt gesundheitlich bedenkliche Mikroorganismen aus dem Rohstoff überlebt oder sind diese während der Verarbeitung durch eine sekundäre Kontamination eingebracht worden, kann bei Verbrauchenden eine Lebensmittelinfektion oder Intoxikation ausgelöst werden. Dies gilt insbesondere für verzehrfertige Produkte ohne sichere Verfahren zur Haltbarmachung wie z. B. rohes Fleisch (Carpaccio oder Mett), Fisch (Lachs/Thunfisch mit Sushi-Qualität) oder Rohwürste. Aber auch erhitzte Erzeugnisse können durch Mikroorganismen abgegebene, hitzestabile, präformierte Toxine wie Staphylokokken-Enterotoxine, das emetische Toxin von Bacillus cereus oder Histamin enthalten.

Ablauf eines Challenge-Tests auf Listeria monocytogenes

Für den Challenge-Test auf Listeria monocytogenes werden nach EU-Empfehlung^[1] mindestens zwei charakterisierte Stämme des Testkeimes ausgewählt. Es wird untersucht, ob diese sich bei der entsprechend deklarierten Lagertemperatur in oder auf dem zu testenden Produkt vermehren. Neben den zwei bekannten Stämmen sollte darüber hinaus ein Teststamm direkt aus dem Produktionsumfeld verwendet werden.

Zu Beginn des Tests wird eine mikrobiologische Basisuntersuchung und ein Test auf Abwesenheit einer "natürlichen" Kontamination mit der zu testenden Keimspezies durchgeführt. Danach werden je nach Notwendigkeit Parallelproben der gleichen Charge mit der frisch hergestellten Suspension der Keime beimpft. Die Verpackungen werden, ggf. unter Schutzatmosphäre, wieder hermetisch verschlossen. Anschließend werden die Proben bei deklarierter Temperatur in einem kalibrierten Kühlbrutschrank gelagert und nach einem streng überwachten Versuchsplan zu festgelegten Zeitpunkten untersucht. Zur Simulation einer möglichen Temperaturüberschreitung werden die Proben in eine leicht höhere Temperatur umgelagert. Am Ende des Challenge-Tests wird die mikrobiologische Basisuntersuchung wiederholt, um einen möglichen Einfluss auf das Testergebnis zu erkennen.

Ziel des Challenge-Tests ist, eine Aussage zum Wachstumspotenzial der Stämme machen zu können. Wurde eine typische Wachstumskurve ermittelt, kann bestimmt werden, zu welchem Zeitpunkt welche Keimzahl zu erwarten ist. Aktuell müssen die Ergebnisse eines Challenge-Tests für Listeria monocytogenes den Überwachungsbehörden aufgrund gekoppelter Untersuchungspflichten des Herstellers, Kontrollaktivitäten der Ämter und der Wichtigkeit für eventuelle Rückrufszenarien in Form des Prüfberichts vorgelegt werden. Dieser wird darüber hinaus auch häufig von Handelsketten angefordert.

Das beschriebene Konzept kann im Sinne eines Belastungstests auch auf andere pathogene Keime und nicht pathogene Verderbniserreger angewandt werden, um die Stabilität eines Produktes mittels Sensorik zu testen. Sofern mit einem Challengetest keine ISO- oder Guideline-Vorgaben verknüpft sind, kann dieser je nach Produkt oder Prozess auch kundenspezifisch für anderweitige Testabläufe auf Ihre Fragestellung angepasst werden.

Gesetzliche und unternehmerische Verpflichtungen – Empfehlungen und Vorgaben der VO (EG) Nr. 2073/2005

Die größte Verpflichtung der Hersteller und Händler sind sichere Produkte, die die EU-weiten gesetzlichen Kriterien der Verordnung (EG) Nr. 2073/2005^[2] für die Eigenkontrollen sowie die Anforderung der Verordnung (EG) Nr. 178/2002^[3], Artikel 14, erfüllen. Um die gesetzlichen Anforderungen der Verordnung (EG) Nr. 2073/2005^[2] zu erfüllen, wird u. a. die Etablierung eines HACCP-Konzeptes und weiterer Hygienekonzepte gefordert. Diese beinhalten z. B. ein Umfeldmonitoring mit Trendanalyse im Falle der Produktion von verzehrfertigen Produkten mit Wachstumspotential für Listeria monocytogenes. Wissenschaftliche Literatur zum Keimwachstum und dessen Beherrschung sowie die Nutzung von Prädiktoren (z. B. ComBase, FSSP)^[4] werden empfohlen.

Beim Nachweis von Zoonose-Erregern im Endprodukt, aber auch in bestimmten Umfeldproben, besteht eine Meldepflicht des Unternehmens. Dies unterstreicht den Stellenwert der gesetzlichen Forderungen. Ein sorgfältiges Rohstoffmonitoring sowie Spezifikationen zwischen Handelspartner:innen und Audits zur Herkunft und Logistik der Rohstoffe ergänzen die technologischen und Labor-Kontrollmaßnahmen.

Beratung und Analyse

Wir stehen Ihnen für die Planung, Durchführung und Bewertung Ihres Challenge-Tests gerne zur Verfügung. Für allgemeine Informationen und Hintergründe zu den Tests wenden Sie sich an Ihre:n persönliche:n Kundenbetreuer:in oder kontaktieren Sie unsere Expert:innen Gabi Bauckmann und Hans-Georg-Leusch.

Quellen

[1] EURL Lm Technical Guidance Document on challenge tests and durability studies for assessing shelf-life of ready-to-eat foods related to Listeria monocytogenes, Version 4 of 1 July 2021
[2] Konsolidierter Text: Verordnung (EG) Nr. 2073/2005 über mikrobiologische Kriterien für Lebensmittel
[3] Konsolidierter Text: Verordnung (EG) Nr. 178/2002 zur Festlegung der allgemeinen Grundsätze und Anforderungen des Lebensmittelrechts, zur Errichtung der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit und zur Festlegung von Verfahren zur Lebensmittelsicherheit
[4] Food Spoilage and Safety Predictor (FSSP)