Was ist ein Umwelterreger und wie kann er in das Produkt gelangen?

Umwelterreger sind Krankheitserreger (wie Bakterien, Viren, Pilze oder Parasiten), die in der Umwelt - außerhalb des Körpers von Menschen oder Tieren - vorkommen und von dort aus Infektionen verursachen können. Sie können im Wasser, im Boden, auf Oberflächen in der Produktionsumgebung, in der Luft und an anderen Stellen in der Produktionsumgebung gefunden werden. Diese Krankheitserreger können in der Produktionsumgebung lange Zeit überleben und sogar wachsen. Umweltpathogene stellen daher ein großes Risiko für die Verbraucher dar, da sie Produkte kontaminieren können, nachdem eine reduzierende Behandlung stattgefunden hat. Wir nennen dies Nachkontamination. Daher ist es wichtig, sie zu identifizieren und einen guten Überwachungsplan zu erstellen, um das Wachstum von Umweltpathogenen auszuschließen.

Die häufigsten Umwelterreger in der Lebensmittelindustrie sind Listeria Monocytogenes und Salmonella spp. Diese beiden Erreger stehen auch im Mittelpunkt der Gesetzgebung. Darüber hinaus gibt es mehrere Umwelterreger, die in bestimmten Sektoren von besonderer Bedeutung sind. Beispiele hierfür sind

Bacillus cereus
E. coli (STEC)
Campylobacter spp.
Enterobacteriaceae
Staphylococcus aureus
Clostridium perfringens

Passive und persistente Stämme

Es ist erwähnenswert, dass es in der Produktionsumgebung passive oder persistente Stämme (Hausstämme) geben kann. Passive Stämme werden einmalig bei der Umweltüberwachung gefunden und können durch Reinigungs- und Dekontaminationsverfahren entfernt werden, während persistente Stämme über einen längeren Zeitraum hinweg gefunden werden. Sie können sich beispielsweise in Nischen ansiedeln und zu einem wiederholten Problem werden, da sie durch Standard-Reinigungs- und Desinfektionsverfahren nicht vollständig inaktiviert werden können.

Das Wachstum von Krankheitserregern hängt stark von den Bedingungen ab, unter denen sich der Erreger befindet. Faktoren wie Temperatur, Vorhandensein von Nährstoffen, pH-Wert, aw-Wert (Wasseraktivität), Salzgehalt und das Vorhandensein von Sauerstoff können dazu führen, dass ein Krankheitserreger schnell wächst oder sich zurückbildet. Daher ist es wichtig, diese Parameter in Ihrem Betrieb zu kennen, um besser zu verstehen, welche Krankheitserreger ein Risiko darstellen können. Im Folgenden wird näher beschrieben, welche Umweltpathogene ein Risiko darstellen können und für welche Sektoren im Einzelnen.

Listeria monocytogenes

Listeria monocytogenes ist ein Bakterium, das zur Familie der Listeriaceae gehört und als gefährlicher Umwelterreger bekannt ist, insbesondere in der Lebensmittelindustrie. Das Bakterium kann die Krankheit Listeriose auslösen, eine schwere Infektion, die vor allem Risikogruppen wie schwangere Frauen, ältere Menschen und Menschen mit geschwächtem Immunsystem betrifft. Listerien können auch so genannte Biofilme bilden, in denen die Bakterien robuster sind und an Oberflächen haften können.

Listeria monocytogenes zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, unter Bedingungen zu wachsen, die für viele andere Bakterien unmöglich sind:

Temperaturbereich à wächst zwischen -0,4°C und 45°C mit einem Optimum zwischen 30-37°C. Das bedeutet, dass die Bakterien in gekühlten Produkten wachsen können.
pH-Bereich à hat eine pH-Toleranz zwischen 3,3-9,6 mit einem Optimum von 7. Unterhalb eines pH-Wertes von 4,4 ist kein Wachstum möglich.
Aw-Wert e à wächst ab einem Aw-Wert von 0,92 mit einem Optimum von 0,97. Wächst daher nicht unter einem Aw-Wert von 0,92.
Salztoleranz à Kann bei Salzgehalten bis zu 10 % wachsen. Überlebt bei einem Salzgehalt von 20 %.
Vorhandensein von Sauerstoff à Listeria ist fakultativ anaerob, d. h. er kann sowohl mit als auch ohne Sauerstoff wachsen.

Da es sich um einen umweltbedingten Erreger handelt, gibt es neben der Anwesenheit auf dem Produkt noch andere mögliche Lebensräume:

Feuchte und kühle Produktionsumgebungen
Abflüsse, Bodenabläufe, Nähte und Ritzen von Maschinen
Orte, an denen Kondensation möglich ist
Biofilme (Listerien können sich in Biofilmen festsetzen, was sie widerstandsfähiger gegen die übliche Reinigung und Desinfektion macht)

Darüber hinaus kommen die Bakterien auch in der natürlichen Umwelt vor, z. B. im Boden, im Wasser, in Pflanzen und in tierischen Fäkalien. Listeria ist nicht anspruchsvoll, was Nährstoffe angeht. Sie wachsen gut in Umgebungen mit hohem Eiweiß- und Kohlenhydratgehalt, wie z. B:

Fleischerzeugnisse (gekocht/gekocht)
Weichkäse und Molkereiprodukte (Brie, Camembert, Rohmilchkäse)
Fisch (geräuchert)
Verzehrfertige Produkte
Abgepacktes rohes Gemüse und/oder Salate

Die Überwachung von Listerien ist besonders wichtig in Bereichen, in denen gekühlte, verzehrfertige Produkte hergestellt werden. Dies liegt daran, dass diese Produkte häufig bereits einer reduzierenden Behandlung unterzogen wurden, so dass eine nachträgliche Kontamination dazu führen kann, dass die Verbraucher den Erreger direkt und ohne Erhitzung zu sich nehmen.

Relevante Sektoren für Listeria Monocytogenes sind daher:

Fleisch- und Geflügelverarbeitungsbetriebe (insbesondere gekochte und gebratene Produkte wie Wurstwaren)
Molkereiindustrie (insbesondere Weichkäse und Rohmilchprodukte)
Fischverarbeitungsbetriebe (vor allem geräucherter, roher Lachs oder andere Fischarten)
Gemüseverarbeitungsbetriebe (insbesondere Rohsalate und geschnittenes Gemüse)
Fertiggerichte (verzehrfertige Mahlzeiten)

Abgesehen davon, dass in diesen Sektoren ein erhöhtes Risiko besteht, ist das Risiko von Listeria monocytogenes eine relevante Gefahr für fast jeden Sektor. Stellen Sie sicher, dass Faktoren, die das Wachstum von Listerien fördern oder hemmen können, identifiziert werden, damit eine angemessene Bewertung des Risikos von Listerieninfektionen vorgenommen werden kann.

Salmonella spp.

Salmonella spp. sind eine Gruppe von Bakterien aus der Familie der Enterobacteriaceae, die weltweit dafür bekannt sind, Infektionen durch Lebensmittel zu verursachen. Salmonellen kommen häufig in Nutztieren und deren Produkten vor und sind daher eine häufige Ursache für Magen-Darm-Infektionen. Sie verursachen die Krankheit Salmonellose.

Salmonellen haben relativ geringe Anforderungen an Wachstum und Überleben:

Temperaturbereich: wächst zwischen 8°C und 47°C, mit einem Optimum bei 37°C.
pH-Bereich: Toleranz von etwa pH 4,4 bis 9, mit optimalem Wachstum zwischen pH 6,5-7,5.
Aw-Wert: wächst ab einem aw-Wert von mindestens 0,95, kann aber auch bei niedrigeren Werten überleben.
Sauerstoffbedarf: fakultativ anaerob - wächst sowohl mit als auch ohne Sauerstoff.
Trockene Bedingungen: Salmonellen können unter trockenen Bedingungen überleben.

Salmonellen kommen natürlicherweise in den Därmen von Tieren vor und können über Fäkalien in die Umwelt gelangen. In Produktionsstätten können sie durch kontaminierte Rohstoffe wie rohes Fleisch, Eier, Gewürze oder Nüsse gelangen. Die Bakterien können auf trockenen Oberflächen, in Staub und in schwer zu reinigenden Bereichen wie Nähten, Ritzen und Maschinen überleben. Salmonellen können sich auch in feuchten Bereichen wie Abflüssen, nassen Böden und Kondenswasserstellen ansammeln. Sie können sich durch Personal, Luftströmungen oder Kreuzkontamination zwischen "schmutzigen" und "sauberen" Bereichen verbreiten.

Salmonella ist ein Bakterium mit relativ geringen Ansprüchen an die Ernährung und nutzt eine breite Palette von Nährstoffen, die häufig in tierischen Produkten enthalten sind. Denken Sie vor allem an Proteine und Fette, aber auch Zucker und Mineralien werden von Salmonella spp. als Nährstoffe genutzt. Wenn Sie dies auf Produkte übertragen, müssen Sie an folgende Produkte denken

Fleisch, Eier und Milchprodukte (Proteine)
Teig, Milchprodukte und Gemüse (Kohlenhydrate)
Fleischzubereitungen und Soßen (Fette)

Diese Nährstoffpräferenz spiegelt sich auch in den Bereichen wider, in denen Salmonellen besonders häufig vorkommen. Dazu gehören:

Fleisch- und Geflügelindustrie
Eierverarbeitung
Molkerei-Industrie
Futtermittelindustrie

Darüber hinaus können Salmonellen auch in anderen Produktgruppen vorkommen, da sie auch unter trockenen Bedingungen überleben können und somit trotzdem in ein Produkt gelangen. Sich dessen bewusst zu sein, ist von entscheidender Bedeutung, da trockene Produkte oft nicht sofort als salmonellengefährdet angesehen werden. Beispiele hierfür sind:

Kräuter und Gewürze
Nüsse und Erdnüsse
Schokolade
Mehl und Schrot

Bacillus cereus

Bacillus cereus ist ein sporenbildendes Bakterium, das in der Natur und in der Lebensmittelproduktion weit verbreitet ist. Das Bakterium ist besonders berüchtigt für seine Fähigkeit, hitzestabile Toxine zu produzieren, die Lebensmittelvergiftungen verursachen können. Diese Sporen lassen sich nur schwer entfernen, so dass das Bakterium auch nach Reduktionsschritten wie Pasteurisierung und Kochen im Produkt verbleiben kann.

Wachstumsfaktoren von Bacillus cereus:

Temperaturbereich: wächst zwischen 5°C und 50°C, mit einem Optimum bei 30-37°C.
Einige Stämme können sogar bei Kühltemperaturen wachsen, was sie in gekühlten Produkten gefährlich macht.
pH-Bereich: ca. 4,3 bis 9,3, mit einem Optimum bei 6-7.
Aw-Wert: wächst ab einem aw-Wert von 0,91, aber das Überleben in trockenen Produkten über Sporen ist ausgezeichnet.
Salzgehalt: wächst bei einem Salzgehalt von bis zu 10%.
Sauerstoffgehalt: B. cereus ist fakultativ anaerob - er wächst sowohl mit als auch ohne Sauerstoff.

Wie bereits erwähnt, bildet B. cereus Sporen, die sehr widerstandsfähig gegen Hitze, Austrocknung und chemische Reinigung sind - sie können Pasteurisierung und Trocknung überstehen.

Bacillus cereus kommt in der Natur in Erde, Staub, Pflanzenmaterial und Wasser vor und ist daher in der Umwelt weit verbreitet. Das Bakterium kann über Rohmaterialien wie Getreide, Reis, Milch und Gemüse in die Produktionsstätten gelangen.

Da B. cereus Sporen bildet, kann es auf Oberflächen, in Staubpartikeln und in Trockenprodukten wie Pulvern oder Gewürzen überleben. Schlechte Hygiene, unzureichende Reinigung von Geräten oder die Verwendung von kontaminierten Rohstoffen erhöhen das Risiko einer Ausbreitung. B. cereus bezieht seine Nährstoffe aus Proteinen und Zuckern, vor allem aber aus Stärke. Dies liegt daran, dass das Bakterium Stärke effizient in Nährstoffe umwandeln und dann Toxine produzieren kann. Daher findet man B. cereus häufig in Produkten wie:

Kartoffeln, Reis, Nudeln und Getreideerzeugnisse
Milch- und Sahneprodukte (sowohl roh als auch in Pulverform)
Desserts/Backwaren
Kräutern und Gewürzen
Fertiggerichte und Mahlzeitensalate mit Kräutern und Stärkebestandteilen

Dies bedeutet, dass es einige Sektoren gibt, in denen die Wahrscheinlichkeit höher ist, während des Produktionsprozesses auf B. cereus zu stoßen:

Molkereiindustrie (Milch und Desserts)
Getreide verarbeitende Industrie (Stärkequelle)
Kräuter- und Gewürzindustrie
Fertiggerichte

Neben den verschiedenen Sektoren im Produktionsprozess ist die Wahrscheinlichkeit, auf B. cereus zu stoßen, auch in Großküchen oder Gastronomiebetrieben hoch. Denken Sie an Restaurants, Kantinen und andere Betriebe, in denen Lebensmittel zubereitet werden. Da die Produkte hier gelagert (nicht immer richtig gekühlt), vorgekocht und erhitzt werden, besteht die Möglichkeit, dass sich Toxine gebildet haben.

E. Coli (STEC)

Escherichia coli (STEC) oder Shiga-Toxin produzierendes Escherichia coli ist ein Bakterium, das im Darm von Menschen und Tieren lebt, aber auch in der Umwelt überleben kann. Es ist vor allem dafür bekannt, dass es schwere Lebensmittelvergiftungen verursacht, deren Symptome von Durchfall bis zu Nierenversagen (HUS - hämolytisch-urämisches Syndrom) reichen. Die Gefahr liegt vor allem in der Produktion von Shiga-Toxinen, die für Darm und Nieren schädlich sind.

Die Wachstumsbedingungen für STEC sind wie folgt:

Temperaturbereich: wächst zwischen 2,5 °C und 50 °C mit einem Optimum von 37 °C
pH-Bereich: wächst zwischen einem pH-Wert von 4,2 und 9,5 mit einem Optimum von 6,8
Aw-Wert: wächst ab einem minimalen Aw-Wert von 0,935.
Sauerstoffgehalt: STEC ist fakultativ anaerob - wächst sowohl mit als auch ohne Anwesenheit von Sauerstoff.

Shiga-Toxin produzierende Escherichia coli (STEC) leben natürlicherweise im Darm von Tieren, insbesondere von Rindern, wo sie über Fäkalien in die Umwelt gelangen. Sie gelangen über rohes Fleisch, Gemüse (über kontaminiertes Wasser oder Dung) und unzureichend verarbeitete Milchprodukte in die Produktionsstätten. Die Bakterien können auf Oberflächen von Maschinen, Böden und Verpackungsmaterialien überleben, insbesondere wenn diese nicht ordnungsgemäß gereinigt sind.

STEC kann sowohl in kühler als auch in warmer Umgebung überleben, was das Risiko erhöht. Schlechte Hygienepraktiken, wie z. B. die Kreuzkontamination zwischen rohen und zubereiteten Lebensmitteln, sorgen dafür, dass sich STEC innerhalb der Produktionsstätte weiter ausbreitet.

Die wichtigsten Nahrungsquellen für STEC sind eiweiß-, fett- und zuckerhaltige Produkte. Beispiele hierfür sind:

Rohes Fleisch (hauptsächlich Rindfleisch)
Molkereiprodukte (hauptsächlich Rohmilchprodukte)
Gemüse (ebenfalls hauptsächlich rohe Produkte)
Fruchtsäfte (unpasteurisiert)

Daher sind die relevanten Sektoren, in denen ein erhöhtes Risiko für das Auftreten von STEC besteht, auch diejenigen, in denen diese Produkte hergestellt werden. Beispiele hierfür sind:

Fleischverarbeiter, die rohe Rindfleischprodukte herstellen
Milchverarbeitungsbetriebe, die Rohmilchprodukte herstellen
Gemüseverarbeiter, die unverarbeitete Produkte herstellen, bei denen das Gemüse z. B. durch kontaminiertes Wasser verunreinigt sein kann.
Fruchtsafthersteller, deren Produkte nicht pasteurisiert sind.

Campylobacter spp.

Campylobacter spp. (insbesondere Campylobacter jejuni und Campylobacter coli) sind Bakterien, die für eine der weltweit häufigsten lebensmittelbedingten Infektionen beim Menschen verantwortlich sind: die Campylobakteriose. Eine geringe Menge der Bakterien reicht aus, um jemanden krank zu machen. Diese Bakterien können schwere gastrointestinale Symptome wie Durchfall, Bauchschmerzen, Fieber und in einigen Fällen schwere Komplikationen wie das Guillain-Barré-Syndrom verursachen.

Die Wachstumsbedingungen für Campylobacter sind wie folgt:

Temperaturbereich: wächst zwischen 32°C und 45°C, mit einem Optimum bei 41-42°C. Campylobacter ist ein thermophiles Bakterium und wächst am besten bei der Körpertemperatur des Geflügels. Außerdem können die Bakterien nicht außerhalb des Tierkörpers wachsen.
pH-Bereich: etwa 4,9 bis 9,0
Aw-Wert: wächst ab einem Aw-Wert von mindestens 0,99 und ist anfällig für Austrocknung.
Salzgehalt: wächst ab einem Salzgehalt von 2-4,5%.
Sauerstoffgehalt: Campylobacter ist mikro-aerophil, d. h. er wächst bei niedrigem Sauerstoffgehalt. Das Optimum liegt zwischen 6-10% O2 und 2-10% CO2.

Campylobacter kommt im Magen-Darm-Trakt von Warmblütern vor, hauptsächlich bei Geflügel, aber auch andere Tiere können Träger sein. In Produktionsbetrieben sind die Bakterien in Geflügelschlachthöfen auf den Schneidemaschinen, Bodenflächen, Werkbänken und Rohren weit verbreitet. Die Bakterien können auch leicht durch Kreuzkontaminationen übertragen werden, sowohl am Produktionsstandort als auch in der Küche des Verbrauchers.

Im Vergleich zu anderen Umweltpathogenen hat Campylobacter eine spezifischere Vorliebe für Nährstoffe. Er bevorzugt nämlich Aminosäuren als Energiequelle, insbesondere die Aminosäuren Asparagin, Serin und Glutamin. Im Vergleich zu anderen Krankheitserregern nutzt Campylobacter keinen Zucker als Nahrungsquelle, so dass er gut auf eiweißreichen Produkten wie Fleisch und Milch wächst.

Campylobacter ist ein umweltbedingter Krankheitserreger, der in tierischen Erzeugnissen vorkommen kann. Daher sind die wichtigsten Sektoren, die für diesen Umwelterreger in Frage kommen, folgende:

Geflügelverarbeitung
Dies ist bei weitem der wichtigste Sektor. Geflügel ist der natürliche Träger von Campylobacter, und unter diesen Bedingungen wächst der Erreger am besten
Fleischverarbeitung von anderen Tierarten
Milch- und Molkereiverarbeiter

Staphylococcus aureus

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein weit verbreitetes Bakterium, das auf der Haut und den Schleimhäuten von Menschen und Tieren lebt. Dieses Bakterium kann über die Bildung von Toxinen Lebensmittelinfektionen verursachen und gilt als typischer Umweltkeim, da es über lange Zeit auf Oberflächen überleben und sich durch Personal oder über die Luft übertragene Partikel verbreiten kann.

Die Wachstumsbedingungen von S. aureus sind wie folgt:

Temperaturbereich: wächst zwischen 7°C und 48°C, mit einem Optimum bei 35°C. Toxine können zwischen 10°C und 48°C gebildet werden.
pH-Bereich: etwa 4,5 bis 9,3 mit optimalem Wachstum bei 6,8
Aw-Wert: wächst ab einem Aw-Wert von 0,83-0,86 und gedeiht daher in trockenen Umgebungen.
Salzgehalt: S. aureus ist halotolerant und wächst daher in Umgebungen mit einem Salzgehalt von bis zu 15 %.
Sauerstoffgehalt: S. aureus ist ein fakultativ anaerobes Bakterium - es wächst sowohl mit als auch ohne Sauerstoff.

S. aureus ist ein Umweltkeim, der in der Regel nicht in den Produkten selbst vorkommt, sondern hauptsächlich auf der Haut, in der Nase und im Rachen von Menschen und Tieren.

In Produktionsstätten kann er über das Personal selbst (insbesondere bei mangelnder Hygiene), über Kontaktflächen wie Schneidebretter und Werkbänke auftreten und sich durch Biofilmbildung auf rauen Oberflächen festsetzen. Die Nährstoffe, die S. aureus für sein Wachstum benötigt, befinden sich hauptsächlich in protein- und kohlenhydratreichen Produkten wie z. B:

Fleischerzeugnisse
Molkereiprodukte
Eiprodukte
Konditoreiprodukte
Fischprodukte

S. aureus wird vor allem durch schlechte Zubereitungstechniken in Küchen und Suppenküchen übertragen, wobei die größte Gefahr von der Nachkontamination ausgeht. S. aureus wird auch vor allem dann zum Problem, wenn die Produkte nicht richtig gekühlt werden. In diesen Fällen sind die folgenden Branchen besonders anfällig für S. aureus: