Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Die technologische Kontrolle mittels modified atmosphere packaging und der Nachweis von Listeria monocytogenes in kurzgereiften Rohwürsten

Josupeit, Stephanie Karin

The aim of this study was to determine the influence of different modified atmospheres on the growth of Listeria monocytogenes in short ripened sausages.   In the model tests the basic meat mix (total fat content: 14 %, meat protein without connecting tissue protein: 19 %) was inoculated with 103 cfu Listeria mono­cytogenes (fieldstrain isolate 6) per gram. The process of inoculating the sausage ground mass was done under controlled conditions (temperature, laboratory conditions etc.).The procedure to spread homogeneously the Listeria monocytogenes inoculated bouillon in the basic meat mix was determined in additional precedent experiments using the reference strain DSM 20600. Following the inoculation the raw sausages were packaged in six modified atmospheres (proportion from product to volume of gas was 1:1,6). Four variations used graduations of carbon dioxide (CO2) and nitrogen (N2) (C1: 100 Vol. %N2, C2: 30 Vol. % CO2/70 Vol. %N2, C3: 60 Vol. % CO2/40 Vol. % N2, C4: 100 Vol. % CO2), in one further variation 100 Vol. % oxygen (O2) (C5) was inserted into the package and in the final one 100 Vol. % argon (Ar) (C6) was used. During the time of storage (21 days) analyses were performed in intervals of four days. On each day six raw sausages of each category (n = 6) were investigated microbiologically. The parameters in these quantitative analyses were Listeria mono­cytogenes and the total aerobic plate count. The determination of the aerobic plate count was done by using the pouring technique on plate-count-agar. For the deter­mi­nation of the genera Listeria monocytogenes the spreading technique on the selec­tive culture medium OCLA-Agar was used. Additionally chemical analyses (total protein, total fat, hydroxy proline, meat protein without connecting tissue protein, amount of oxymyoglobin to nitrosylmyoglobin), physical parameters as pH and the wateractivity as well as the colour of the meat product (L*-, a*-, b*-values) and the composition of the atmospheres (Vol.%) were determined. Altogether 180 samples were investigated. The statistical evaluation of the differences in the amount of detected bacteria between the atmosphere variations was processed by using of the computer programme „SAS“ (statistical analysis system).   The results of the analyses showed, that the use of all tested variations of CO2 and N2 in the MAP-technology inhibited the growth of Listeria monocytogenes in packa­ged fresh ripened fermented sausage. However, none of the investigated combi­na­tions of the CO2:N2 concentrations resulted in a reduction of Listeria monocy­togenes. When using an atmosphere of 100 Vol. % oxygen a decrease of Listeria monocytogenes could be determined (from lg 3,01 to 2,31 cfu/g). Compared to the use of the other atmopheres the aerobic plate count increased statistically significant (p ≤ 0,05). Besides, under 100 Vol. % oxygen less than 10 % of the myoglobin was transferred into nitrosylmyoglobin. After inserting 100 Vol. % of argon into the package the number of Listeria monocytogenes stopped at a plateau of ap­proximately lg 2.78 to lg 2.96 cfu/g.   It can be concluded that using modified atmosphere packaging for a produkt like fresh ripened fermented sausage can control Listeria monocytogenes, namely the multiplication of the bacteria. According to this the classification of the product “Frische Mettwurst” into category III instead of category II according to the EU VO 2073/2005 is justified. To obtain a decrease of Listeria monocytogenes more technological hurdles in the product or packaging are necessary. Alternatively it is possible to control Listeria monocytogenes by using modified atmosphere packaging in combination with starter cultures typically used in manufacturing fresh ripened fermented sausage. An additional study to investigate this is recommanded.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, in Modellversuchen den Einfluss von unterschiedlichen modifizierten Atmosphären auf das Wachstum von Listeria mono­cytogenes bei der Verpackung von kurzgereifter Rohwurst am Beispiel „Frische Mettwurst“ zu untersuchen. Dabei stand besonders die Wirkung der verschiedenen Schutzatmosphären auf das Wachstum und die Vermehrung von Listeria monocy­to­genes im Vordergrund.   Dazu wurde eine Rohwurstgrundmasse (GF: 14 %, BEFFE: 19 %) hergestellt und unter kontrollierten Bedingungen mit 103 KbE/g Listeria monocytogenes (Feldstamm, Isolat 6) inokuliert. Die Methode zur homogenen Verteilung wurde dafür in mehreren Vor­versuchen mit einem Referenzstamm (DSM 20600) ermittelt. Die Verpackung der Rohwürste erfolgte mit einer Scha­lenversiegelungsanlage in sechs verschiedenen Chargen (Produkt/Gasvolu­men­ver­hältnis 1:1,6), vier mit unterschiedlichen Kon­zentra­tionen der Schutzgase CO2 und N2 (C1: 100 Vol. %N2, C2: 30 Vol. % CO2/70 Vol. %N2, C3: 60 Vol. % CO2/40 Vol. % N2, C4: 100 Vol. % CO2), eine Charge wurde unter 100 Vol. % Sauerstoff (O2) (C5) und eine unter 100 Vol. % Argon (C6) verpackt. Innerhalb eines Untersuchungs­zeitraumes von 21 Tagen wurden im Abstand von jeweils vier Tagen sechs Rohwürste je Charge (n=6) mikrobiologisch untersucht. Dabei wurden Listeria monocytogenes und die mesophile aerobe Gesamtkeimzahl quantitativ nachge­wie­sen. Die Bestimmung der Gesamtkeimzahl erfolgte auf Plate-Count-Agar im Plattengussverfahren. Als selektives Nährmedium diente OCLA-Agar für den Nachweis von Listeria monocytogenes im Spatel­verfahren. Weiterhin wurden eine chemische Vollanalyse (GE, GF, Hydroxiprolin, BEFFE, Umrötung) und physikalische Untersuchungen wie pH-, aw-Wert- und Farbmessungen (L*-,a*-,b*-Farbwerte) durchgeführt und die Zusammensetzung der Schutzgase in den Atmosphären (Vol. %) gemessen. Insgesamt wurden 180 Proben untersucht. Die statistische Auswertung der Unterschiede in den Keimzahlen bei der Verwendung von unterschiedlichen Schutzgasen erfolgte mittels des Statistik-Programmpakets „SAS (Statistical-Analysis-System)“.   Die Ergebnisse zeigten, dass bei dem Produkt „Frische Mettwurst“ die verschiedenen Abstufungen der eingesetzten Schutzgase CO2 und N2 einen hemmen­den Einfluss auf das Wachstumsverhalten von Listeria monocytogenes haben. In den Chargen, in denen Kohlendioxid (CO2) und Stickstoff (N2) in verschiedenen Abstufungen als Schutzatmosphäre verwendet wurde, konnte bei keiner Konzen­trations­zusammen­setzung ein darüber hinausgehender Reduzierungseffekt nachge­wiesen werden. Bei Verpackung unter 100 Vol. % O2 konnte dagegen ein wachstumshemmen­der Einfluss auf Listeria monocytogenes beobachtet werden (von lg 3,01 auf lg 2,31 KbE/g Wurstmasse), allerdings war hier die aerobe mesophile Gesamtkeimzahl statistisch signifikant (p £ 0,05) höher als in den übrigen Chargen und das Produkt war nicht umgerötet (< 10 %), sondern behielt über den gesamten Untersuchungs­zeitraum eine braune Farbe. Bei 100 Vol. % Argon, eingesetzt als Schutzgas, bewegten sich die Listerien-Keimzahlen auf einem Plateaus (von lg 2,78 auf lg 2,96 KbE/g Wurstmasse).   Die Untersuchungen zeigten, dass eine Verpackung von frischer Mettwurst unter den hier eingesetzten modifizierten Atmosphären im Hinblick auf das Wachstums­verhalten von Listeria monocytogenes eine Möglichkeit zur Kontrolle dieser Keime insbesondere hinsichtlich der Vermehrung bietet. Demnach könnte eine Einordnung des Produktes „Frische Mettwurst“ statt in Kategorie II in die Kategorie III der EU VO 2073/2005 gerechtfertigt werden. Eine Reduzierung von Listeria monocytogenes erfordert weitere technologische Hürden. Da in der hier vorliegenden Arbeit bei der Herstellung der „Frischen Mettwurst“ auf Starterkulturen verzichtet wurde, sollte in weiteren Untersuchungen der Einfluss der Atmosphären in Kombination mit Starterkulturen untersucht werden.

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Josupeit, Stephanie Karin: Die technologische Kontrolle mittels modified atmosphere packaging und der Nachweis von Listeria monocytogenes in kurzgereiften Rohwürsten. Hannover 2006. Tierärztliche Hochschule.

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