Einfluss von Temperaturen unterhalb der Pasteurisierungsgrenze auf die Inaktivierung relevanter pathogener Keime in Milch

In milchverarbeitenden, handwerklichen Betrieben werden Temperaturen unterhalb der Pasteurisierungsgrenze nach wie vor als Wärmebehandlungsverfahren in Form der Thermisierung angewandt. Hierbei werden Temperaturen von 57 - 68 °C mit einer Heißhaltezeit von max. 30 s kombiniert, sodass ein nachträglicher Alkalinphosphatasetest positiv bleibt. Die Thermisierung stellt eine beliebte Wärmebehandlung in kleinen, traditionellen, handwerklichen Käsereien dar, in denen sie oftmals als Batch-Verfahren in Chargenpasteuren durchgeführt wird. Neben der Reduktion von Verderbniserregern und der daraus resultierenden verlängerten Lagerungsfähigkeit, auf die die Thermisierung abzielt, sind zudem die Aspekte der Lebensmittelsicherheit bedeutend. Hierbei liegt der Fokus auf milchassoziierten pathogenen Keimen, wie Listeria monocytogenes, Shiga-Toxin bildenden Escherichia coli, Salmonella enterica, Campylobacter jejuni oder Bacillus cereus, welche von besonderer gesundheitlicher Relevanz sind. Ziele der vorliegenden Studie waren folglich die Untersuchung des Inaktivierungspotenzials ausgewählter milchassoziierter pathogener Keime bei Temperatur-Zeit-Kombinationen unterhalb der Pasteurisierungsgrenze in Milch. Weitere Aspekte wie der Einfluss einer anschließenden Kühllagerung und Veränderungen der Matrix wurden darüber hinaus berücksichtigt. Nachfolgend wurde das Verhalten von Listeria innocua als Surrogatorganismus für L. monocytogenes während einer Thermisierung und anschließender Käseherstellung und –reifung analysiert. Eine parallel durchgeführte Befragung handwerklicher Betriebe sollte zusätzlich praxisnahe Informationen und Daten ermitteln, die neben einer allgemeinen Status-Quo-Erhebung in die Versuchsentwicklung einflossen. Im ersten Versuch wurden die Einflüsse unterschiedlicher Erhitzungstemperaturen unterhalb der Pasteurisierungsgrenze auf das Überleben pathogener Keime in Milch untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass L. monocytogenes im Vergleich zu den anderen pathogenen Keimen die höchste Hitzestabilität aufwies, während die vegetativen Zellen von B. cereus am hitzelabilsten waren. B. cereus Sporen wurden durch die Wärmebehandlung nicht reduziert und blieben im Verlauf der gesamten Lagerung auf einem konstanten Niveau. Während der Kühllagerung war L. monocytogenes im Gegensatz zu den anderen pathogenen Keimen in der Lage, sich zu erholen und zu vermehren. Der zweite Versuch befasste sich mit der praxisnahen Gestaltung einer Batch-Erhitzung unter Thermisierungsbedingungen. Des Weiteren wurden Einflüsse durch die Erregerkonzentrationen sowie durch die Begleitflora von Rohmilch untersucht. Die Ergebnisse deckten sich mit dem ersten Versuch. L. monocytogenes konnte selbst bei kleinen Inokulationskonzentrationen nicht vollständig inaktiviert werden. Bei der anschließenden Lagerung war eine Keimzahlvermehrung um mehrere Log-Stufen möglich, sodass eine Gesundheitsgefährdung nicht ausgeschlossen werden konnte. Die Gesamtkeimzahl der Ausgangmatrix und die Keimzahlzunahme von L. monocytogenes schienen sich dabei negativ aufeinander auszuwirken. Im dritten Versuch wurde das Verhalten von L. innocua während der Käseherstellung und –reifung mit einer vorherigen Thermisierung untersucht. L. innocua wurde insgesamt nicht vollständig eliminiert, konnte jedoch um mehrere Log-Stufen inaktiviert werden, sodass unter der Voraussetzung von niedrigen Ausgangskonzentrationen eine vollkommende Inaktivierung möglich wäre. Zusätzlich stellte die Thermisierung ein praktisches Verfahren zur Verbesserung der Milchhygiene dar und beeinflusste ähnlich wie die Pasteurisierung den pH-Wert des Käses am Ende der Reifung. Die für die praxisnahe Gestaltung des zweiten praktischen Versuchs relevante Befragung wurde im Zeitraum von Februar bis März 2022 mit der freundlichen Unterstützung des Verbands für handwerkliche Milchverarbeitung e.V. Deutschland an 750 Betriebe per E-Mail versendet. Mithilfe eines Online-Fragebogens wurden 20 Fragen zur Ermittlung demografischer und allgemeiner Daten sowie zum Erhitzungsmanagement und der Milchverarbeitung gestellt. Insgesamt konnten 113 der 134 beantworteten Fragebögen ausgewertet werden. Die deutschlandweit verteilten Betriebe waren meist parallel Milcherzeuger und verfügten über einen eigenen Tierbestand. Es wurde sowohl Kuh, als auch Ziegen- und Schafsmilch verarbeitet. Es lagen betriebsindividuell hohe Varianzen in der täglich verarbeiteten Milchmenge vor. Von der vielfältigen Produktpalette nahm die Käseherstellung einen Großteil ein. Aus der Befragung wurde zusätzlich deutlich, dass milchassoziierte Keime wie Listerien, E. coli, Campylobacter und Bacillen immer noch bedeutend für den Milchverarbeitungsbereich sind. Die Thermisierung stellte ein bekanntes Verfahren dar. Dabei war auffällig, dass hohe Varianzen in den eingesetzten Temperatur-Zeit-Kombinationen vorlagen. Eine Wärmebehandlung erfolgte im handwerklichen Betrieb häufig unter Rühren mit Temperaturkontrolle im Chargenpasteur. Im Rahmen der Studie konnte gezeigt werden, dass die Thermisierung als Erhitzungsverfahren nach wie vor eine Rolle in der handwerklichen Milch- und Käseverarbeitung spielt. Von einer sicheren, vollständigen Abtötung pathogener Keime durch die Erhitzung selber sowie im Hinblick auf eine anschließende Kühllagerung oder Käseherstellung kann aufgrund der erhobenen Daten nicht ausgegangen werden, was im Hinblick auf die Lebensmittelsicherheit berücksichtigt werden muss.