DE19928887A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Keimbelastung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung der Keimbelastung auf im wesentlichen flächigem Material (insbesondere auf Verpackungsmaterialien), mit dem die Keimbelastung äußerst genau, mit hoher Empfindlichkeit und sehr kostengünstig erfaßt werden kann. Dafür wird eine Keimaufnahmeeinrichtung zur Keimaufnahme relativ zum Material und dieses abstreifend bewegt und nach der Keimaufnahme im Hinblick auf die Keimbelastung untersucht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung der Keimbelastung auf im wesentlichen flächigem Material.

Üblicherweise werden zur Erfassung der Keimbelastung auf im wesentlichen flächigem Material (Oberflächenkeimbelastung), z. B. auf einer Verpackungsbahn oder einem Verpackungsbogen, zwei unterschiedliche Verfahren benutzt.

Zum einen ist es möglich, die Keimbelastung mit Hilfe des sogenannten "Abklatschver­ fahrens" zu ermitteln. Dabei wird eine mit festem Nährmaterial (z. B. Agar) gefüllte Schale auf das zu untersuchende Material "geklatscht", d. h. aufgedrückt, und nach einigen Sekunden wieder entfernt. Eventuell auf dem Material vorhandene Keime werden so von dem Nährmaterial aufgenommen und können bei der anschließenden Untersuchung im Labor nachgewiesen werden. Die untersuchte Fläche stimmt dabei mit der Größe der Schale überein. Um größere Flächen zu untersuchen, müssen mehrere Schalen verwendet werden.

Dieses Verfahren hat den weiteren Nachteil, daß oft Nährmaterialreste auf dem untersuch­ ten Material verbleiben, was die weitere Verwendbarkeit des Materials, insbesondere im Nahrungsmittelsektor, stark einschränkt.

Insbesondere bei der Erfassung der Keimbelastung von sehr keimarmem Material ergibt sich die Notwendigkeit, eine sehr große Fläche im Hinblick auf Keimbelastung zu untersuchen, um eine statistisch signifikante Aussage treffen zu können. In der Lebensmittelindustrie sind durch die Verschärfung der Lebensmittelhygieneverordnung immer höhere Anforderungen an das Verpackungsmaterial gestellt worden. Die verwendeten Verpackungsmaterialien haben mittlerweile üblicherweise eine Keimbelastung zwischen 0,01 und etwa 0,5 Keime pro 100 cm². Um Veränderungen der Keimbelastung auf solchen Verpackungsmaterialien während des Herstellungsprozesses nachweisen zu können, ist es daher erforderlich, die Keimbelast­ ung sehr genau messen zu können.

Daher ist es zum anderen anerkannte Methode, zur Erfassung der Keimbelastung in etwa kreisrunde Prüflinge mit einer Fläche von ca. 50 cm² in vorbestimmter Anzahl aus dem Verpackungsmaterial auszustanzen und im Labor im Hinblick auf Keimbelastung zu untersuchen. Diese Methode ist jedoch außergewöhnlich aufwendig und daher kostspielig. Zum einen kann die Ausstanzung nur bei ruhendem Verpackungsmaterial, also bei Stillstand der Verpackungsmaschine, durchgeführt werden und zum anderen wird durch die Ausstanzung das Material zerstört und kann nicht weiter verwendet werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vor­ richtung bereitzustellen, mit dem die Keimbelastung auf im wesentlichen flächigem Material (insbesondere auf Verpackungsmaterialien) äußerst genau und mit hoher Empfindlichkeit erfaßt werden kann. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Erfassung der Keimbelastung sehr kostengünstig zu bewerkstelligen.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Keimauf­ nahmeeinrichtung zur Keimaufnahme relativ zum Material und dieses abstreifend bewegt und nach der Keimaufnahme im Hinblick auf die Keimbelastung untersucht wird. Die Keim­ aufnahmeeinrichtung muß in der Lage sein, Keime von den flächigen Materialien aufzunehmen. Material und Keimaufnahmeeinrichtung werden dazu relativ zueinander bewegt, dabei ist es unerheblich, ob die Keimaufnahmeeinrichtung gegenüber dem stehenden Material oder das Material gegenüber der feststehenden Keimaufnahmeeinrich­ tung bewegt wird oder ob Keimaufnahmeeinrichtung und Material mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegt werden. Die Keimaufnahmeeinrichtung wird nach der Keimauf­ nahme im Hinblick auf Keimbelastung untersucht. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß es zerstörungsfrei arbeitet.

Um die Höhe der Keimbelastung genau zu bestimmen, ist es vorteilhaft, daß die Keimauf­ nahmeeinrichtung das Material entlang einer Fläche vorbestimmter Größe abstreift. Die Keimbelastung kann dann leicht durch Quotientenbildung der bei der Untersuchung ermittelten Anzahl der Keime und des Flächeninhalts der Fläche vorbestimmter Größe ermittelt werden. Die Genauigkeit des Verfahrens kann im Prinzip beliebig gesteigert werden. Dafür ist es nur notwendig, die Fläche, die die Keimaufnahmeeinrichtung abstreift, zu vergrößern.

Für bestimmte Anwendungen kann es von Vorteil sein, wenn die überstreifte Fläche markiert wird. Insbesondere bei sehr großflächigen Materialien, z. B. Verpackungsmaterialrol­ len, kann durch die Markierung der Ort der Keimaufnahme nachträglich ermittelt werden, so daß je nach Ergebnis der Keimbelastungsuntersuchung die überstreifte Fläche gegebenen­ falls aussortiert werden kann. Die Markierung kann beispielsweise durch Einkerbungen in dem Material erfolgen.

Insbesondere für Verpackungsmaterialrollen ist es von Vorteil, daß die Materialien entlang der im wesentlichen ruhenden Keimaufnahmeeinrichtung abgestreift und mit Hilfe einer För­ dereinrichtung transportiert werden. Dadurch ist ein sehr gleichmäßiger Keimaufnahmevor­ gang gewährleistet. Außerdem kann der Keimaufnahmevorgang während des Betriebes einer Verpackungsmaschine vorgenommen werden. Im Gegensatz zu den bereits bekannten Verfahren muß hier die Fördereinrichtung nicht angehalten werden, wie es beispielsweise bei dem "Abklatschverfahren" notwendig ist.

Ist die Geschwindigkeit des sich bewegenden Materials bekannt, so ist es vorteilhaft, daß die Größe der abzustreifenden Fläche über das Andrücken der Keimaufnahmeeinrichtung an das relativ zur Keimaufnahmeeinrichtung bewegte Material während eines bestimmten Zeitintervalls definiert wird. Jegliches vorheriges Kennzeichnen der zu untersuchenden Fläche entfällt somit. Der Keimaufnahmevorgang kann daher beliebig zu jeder Zeit durch Andrücken der Keimaufnahmeeinrichtung an die bewegten Materialien während eines bestimmten Zeitintervalls vorgenommen werden. Die Fläche ergibt sich dann aus dem Produkt aus der effektiven Breite der Keimaufnahmeeinrichtung, der Fördergeschwindigkeit und der Zeit, während der die Keimaufnahmeeinrichtung an das bewegte Material angedrückt wurde.

Oftmals steht in unmittelbarer Nähe zum Ort der Keimaufnahmen kein geeignetes Labor zur Untersuchung der Keimaufnahmeeinrichtung im Hinblick auf Keimbelastung zur Verfügung. Daher ist es von Vorteil, wenn die Keimaufnahmeeinrichtung Mittel aufweist, Keime zumin­ dest so lange am Leben zu erhalten, bis die Untersuchung im Hinblick auf Keimbelastung durchgeführt wird. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer Pufferlösung, z. B. physiolo­ gischer Kochsalzlösung, erreicht werden. Die Pufferlösung verhindert ein vorzeitiges Abster­ ben der Keime.

Um das Meßergebnis nicht zu verfälschen, ist es weiterhin von Vorteil, daß mindestens der die aufgenommenen Keime umfassende Teil der Keimaufnahmeeinrichtung zwischen Keimaufnahme und mikrobiologischer Untersuchung in einer Umgebung, die das Keim­ wachstum hemmt, aufbewahrt wird. Dies kann beispielsweise durch Aufbewahrung in einer kühlen Umgebung geschehen, z. B. durch Transport des Keimträgermaterials in einer Kühlbox bei ca. 2-4°C.

Um sicherzustellen, daß ausschließlich Keime vom zu untersuchenden Material erfaßt werden, ist es vorteilhaft, daß zumindest ein Teil der Keimaufnahmeeinrichtung vor der Keimaufnahme steril behandelt wird. Dies kann z. B. durch ein Sterilisieren der Keimauf­ nahmeeinrichtung (bzw. durch autoklaves Behandeln) und anschließende im wesentlichen rekontaminierungsfreie Aufbewahrung bzw. Handhabung erfolgen.

Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Vorrichtung zur Erfassung der Keimbelastung auf im wesentlichen flächigem Material.

Bezüglich der Vorrichtung wird die eingangs genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Keimaufnahmeeinrichtung vorgesehen ist, die relativ zu dem Material streifend (bzw. ab­ streifend) bewegbar ist und nach Keimaufnahme im Hinblick auf Keimbelastung untersuch­ bar ist. Dadurch, daß die Keimaufnahmeeinrichtung streifend relativ zu dem Material be­ wegt, ist eine Keimaufnahme über die gesamte überstreifte Fläche möglich.

Für die Vorrichtung ist es von Vorteil, daß die Vorrichtung einen Griff aufweist. Dadurch kann die Vorrichtung beispielsweise in der Hand gehalten werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Halterung zur Aufnahme von Keimträgermaterial auf. Als Keimträgermaterial kann z. B. in physiologische Kochsalzlö­ sung getränkter Zellstoff verwendet werden. Das Keimträgermaterial wird in der Halterung aufgenommen und dann zur Keimaufnahme über das zu untersuchende Material gestreift.

Die Halterung ist vorzugsweise zylinderförmig ausgebildet. Dadurch ist gewährleistet, daß im Handel erhältliche Zellstoffrollen als Keimträgermaterial in der Halterung aufgenommen werden können.

Die Halterung kann besonders einfach durch eine längs des Zylinders laufende Rille verwirklicht sein. Das Keimträgermaterial wird dann in die Rille eingelegt. Einer zusätzlichen Halterung des Keimträgermaterials bedarf es dann in der Regel nicht. Die Rille kann beispielsweise in Form einer Kerbe ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, die Halterung als Hohlzylinder auszubilden, der eine längs des Zylinders verlaufende Unterbrechung aufweist.

Aufgrund seiner einfachen Handhabbarkeit wird vorzugsweise Zellstoff als Keimträger­ material vorgesehen.

Es ist besonders vorteilhaft, daß das Keimträgermaterial mit einer Nährlösung, z. B. physio­ logischer Kochsalzlösung, getränkt ist. Dadurch ist zum einen sichergestellt, daß die Keime nach der Keimaufnahme nicht absterben, und zum anderen ist die Keimaufnahme aufgrund der Adhäsionswirkung des Puffermediums deutlich erhöht.

Um sicherzustellen, daß das Keimträgermaterial nach der Keimaufnahme ausschließlich Kei­ me vom Material trägt, ist es vorteilhaft, daß die Keimaufnahmeeinrichtung vor der Keim­ aufnahme steril behandelt worden ist. Anderenfalls ist es möglich, daß das Keimträger­ material Keime von der Keimaufnahmeeinrichtung aufnimmt und so das Meßergebnis verfälscht.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten werden deutlich anhand der Figuren und der dazugehörigen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt bzw. eine Frontansicht der Keimaufnahmevorrichtung und

Fig. 2 eine Seitenansicht der Keimaufnahmeeinrichtung.

Die Vorrichtung 1 weist einen Haltegriff 2 und einen Edelstahlhohlzylinder 3 auf. Der Edel­ stahlhohlzylinder 3 ist in seiner Längsrichtung an der dem Haltegriff gegenüberliegenden Seite unterbrochen.

Mit dieser Ausführungsform der Vorrichtung kann die Keimzahl von ebenen, sich bewegen­ den Oberflächen, wie z. B. Packstoffen auf Rollen, bestimmt werden. Dazu werden in Pufferlösung getränkte sterilisierte Zellstoffrollen in den hitzebeständigen Edelstahlzylinder 3 eingeführt. Die Vorrichtung wird dann mit der Zellstoffseite auf die zu untersuchende sich bewegende Oberfläche während eines definierten Zeitintervalls unter adäquatem Druck ge­ drückt. Dabei werden die auf der Oberfläche befindlichen Mikroorganismen und Keime vom feuchten Zellstoff aufgenommen. Untersuchungen haben gezeigt, daß die Wiederfindrate, also die Wahrscheinlichkeit, daß zuvor aufgebrachte Keime von der Vorrichtung aufgenom­ men werden, bei etwa 90% liegt.

Bei entsprechender Andrückdauer kann ohne Schwierigkeiten eine Fläche von mehreren Quadratmetern abgestreift werden.

Nach der Keimaufnahme wird die Zellstoffrolle sofort in sterile Puffer- bzw. Kochsalzlösung überführt (z. B. in einen Stomacherbeutel mit 200 ml einer Ringerlösung mit Tween80) und bis zur Laboruntersuchung in einer gekühlten Umgebung (z. B. 2-4°C) aufbewahrt. Im Labor erfolgt dann später die Zerkleinerung bzw. Zerfaserung der Zellstoffrolle, und die Kolonie­ zahlbestimmung kann durchgeführt werden. Bei dem gesamten Verfahren ist auf eine im wesentlichen kontaminationsfreie Handhabung zu achten.

Die hier dargestellte Ausführungsform besteht aus einem hitzestabilen Edelstahlzylinder mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Länge von etwa 30 mm.

Mit dieser Vorrichtung kann die Keimbelastung auf Packrollen während des Betriebes einer entsprechenden Verpackungsmaschine zerstörungsfrei auf großen Flächen ermittelt werden. Damit sind diese Vorrichtung und das beschriebene Verfahren jedem zur Zeit bekannten Verfahren deutlich überlegen.

Claims (18)

1. Verfahren zur Erfassung der Keimbelastung auf im wesentlichen flächigem Material, dadurch gekennzeichnet, daß eine Keimaufnahmeeinrichtung zur Keimaufnahme relativ zu dem Material und dieses abstreifend bewegt wird und nach der Keimaufnahme im Hinblick auf Keimbelastung untersucht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keimaufnahme­ einrichtung das Material entlang einer Fläche vorbestimmter Größe abstreift.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die überstreifte Fläche markiert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material entlang der im wesentlichen ruhenden Keimaufnahmeeinrichtung abgestreift wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit Hilfe einer Fördereinrichtung transportiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der abzustreifenden Fläche über das Andrücken der Keimaufnahmeeinrichtung an das relativ zur Keimaufnahmeeinrichtung bewegte Material während eines bestimmten Zeitintervalls definiert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Keimaufnahmeeinrichtung Mittel aufweist, Keime zumindest so lange am Leben zu erhalten, bis die Untersuchung im Hinblick auf Keimbelastung durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der die aufgenommenen Keime erfassende Teil der Keimaufnahmeeinrichtung zwischen Keimaufnahme und mikrobiologischer Untersuchung in einer Umgebung, die das Keimwachstum hemmt, vorzugsweise bei einer Temperatur von ca. 2-4°C, aufbewahrt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Keimaufnahmeeinrichtung vor der Keimaufnahme steril behandelt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Keimaufnahmeeinrichtung vor der Keimaufnahme autoklav behandelt wird.

11. Vorrichtung (1) zur Erfassung der Keimbelastung auf im wesentlichen flächigem Material, dadurch gekennzeichnet, daß eine Keimaufnahmeeinrichtung vorgesehen ist, die relativ zu dem Material streifend bewegbar ist und die nach Keimaufnahme im Hinblick auf Keimbelastung untersuchbar ist.

12. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Griff (2) aufweist.

13. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Keimaufnahmeeinrichtung eine Halterung (3) zur Aufnahme von Keimträgermaterial aufweist.

14. Vorrichtung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (3) zylinderförmig ausgebildet ist.

15. Vorrichtung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zylinderförmige Halterung (3) eine längs des Zylinders verlaufende Rille aufweist.

16. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Keimträgermaterial Zellstoff vorgesehen ist.

17. Vorrichtung (1) nach Anspruch 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Keim­ trägermaterial mit einer Nährlösung, z. B. physiologischer Kochsalzlösung, getränkt ist.

18. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Keimaufnahmeeinrichtung vor der Keimaufnahme steril ist.