Die Produktion von Konsumeiern steigt seit Jahren weltweit, aber auch auf europäischer und deutscher Ebene, stetig an. Eier und Eiprodukte stellen die häufigste Quelle für lebensmittelassoziierte Salmonellen-Ausbrüche mit hoher Evidenz dar. So wurden 2018 EU-weit 91.857 humane Salmonellose-Infektionen gemeldet. Zur Reduktion der meist auf der Schalenoberfläche vorkommenden Salmonellen dürfen Konsumeier der Klasse A weder gewaschen noch auf andere Weise gereinigt werden. Die Behandlung mit kaltem atmosphärischem Plasma ist eine neue Technologie für ein schonendes und effizientes Dekontaminationsverfahren. Es ist ionisiertes Gas aus einer Mischung von UV-Strahlung, geladenen Teilchen und freien Radikalen. Ziel dieser Arbeit war es daher, die Effektivität von direktem bzw. semi-direktem atmosphärischem Plasma bei der Inaktivierung von Salmonella Enteritidis direkt und auf der Eischale sowie den Einfluss auf die Ei-Qualität zu testen.
Das Dekontaminationsvermögen von direktem atmosphärischem Plasma (Plasma-Jet kINPen 09® neoplas tools GmbH, DE) wurde zunächst mit drei typischen Bakterienarten der Eischale sowie vier Salmonella (S.) Serovaren auf Agar-Platten untersucht (n = 6 je Parameterkombination). Argon und ein Argon-Sauerstoff-Gemisch wurden für die Generierung des Plasmas genutzt. Die bakterielle Inaktivierung wurde durch Ausbildung von Hemmzonen (Mikroorganismen-Agar-Platten-Test) und mittels Reduktionsfaktoren beschrieben.
Anschließend wurden die Parameter der Plasmabehandlung (Abstand zwischen Plasmaquelle und Eischalenoberfläche, Gasdurchflussrate, Gasart, Behandlungszeit) an die Matrix Ei angepasst. Dafür wurden mit S. Enteritidis künstlich kontaminierte Eischalen (auf 1 cm2) mit der oben genannten Plasmaquelle behandelt (mindestens n = 5 je Parameterkombination). Basierend auf diesen Ergebnissen wurde die semidirekte Plasmaquelle FEPS (Flexible Electrode Plasma Source; INP Greifswald) mit Luft als Prozessgas entwickelt, die eine Behandlung der gesamten Eischale ermöglicht.
Die Reduktion der Gesamtkeimzahl (GKZ) sauberer und verschmutzter Eier (n = 15), inokulierter S. Enteritidis auf sauberen Eischalen (n = 10) sowie der Einfluss der Plasmabehandlung auf ausgewählte Qualitätsparameter (n = 15) und sensorische Beschaffenheit der Eier wurden geprüft (n = 15).
Alle Daten wurden mittels Kolmogorov-Smirnov-Test auf Normalverteilung geprüft. Je nach Gruppenanzahl wurden darauffolgend t-Tests oder ANOVA-Tests mit anschließendem Post-Test nach Bonferroni durchgeführt. Für die Analyse der Zusammenhänge der verschiedenen Plasmabehandlungs-Parameter wurde im entsprechenden Fall eine multivariate ANOVA durchgeführt. Die Nominaldaten (positiv/negativ) der niedrigen Kontaminationsdosis wurden mithilfe univariater logistischer Regression für die Berechnung der Odds-Ratios sowie mittels multivariater Regression zur Ermittlung übergreifender Zusammenhänge ausgewertet. Unterschiede wurden bei p < 0,05 als statistisch signifikant angesehen.
Im Mikroorganismen-Agar-Platten-Test wurden Zonen kompletter Sterilisation und ein mittlerer Reduktionsfaktor von 1,31 log10 KBE/Agar-Platte (± 0,96) bei einer Behandlungszeit von 300 s verzeichnet. Argon-Plasma führte dabei in 54 % der Versuche zu statistisch signifikant größeren Hemmzonen und Argon-Sauerstoff-Plasma in 74 % der Versuche zu statistisch signifikant höheren Reduktionsfaktoren. Der Einfluss verschiedener Gasarten auf die Reduktion unterschiedlicher Bakterienspezies war nicht einheitlich und konnte keinen bestimmten Kategorien (wie z. B. Gramverhalten oder Gattung) zugeordnet werden.
Die Behandlung der Eioberfläche (1 cm2) erreichte eine maximale Reduktion von 2,27 log10 KbE/Ei (99,42 %) S. Enteritidis mit reinem Argon-Plasma. Eine Zumischung von Sauerstoff erwies sich als statistisch signifikant weniger wirksam. Als optimale Behandlungsparameter ergaben sich: Argon als Prozessgas, 12 mm Abstand, 5 slm Gasdurchfluss und 300 s Behandlungszeit. Dabei zeigten sich, außer bei den getesteten Abständen, statistisch signifikante Unterschiede.
Mit der FEPS wurden durchschnittlich 86,9 % (saubere Eier) und 73,5 % (verschmutzte Eier) der natürlichen Keimflora reduziert. Die erzielten Reduktionen sauberer und verschmutzter Eier unterschieden sich statistisch nicht signifikant voneinander. Die Reduktion von S. Enteritidis auf der Eischale lag bei 4,1 log10 KbE/Ei. Der pH-Wert im Eiweiß, die Höhe der Luftkammer und Haugh Units wurden durch die Plasmabehandlung statistisch nicht signifikant beeinflusst. Bei Färbung der Eischale ließen sich leichte Aufhellungen im Bereich der Elektroden feststellen. Teilweise wurde ein chemisch-saurer Geruch der Schale (vor allem bei rohen Eiern) festgestellt. Einige der behandelten Eier zeigen Strommarken, d. h. Verbrennungen auf Grund lokaler thermischer Effekte.
Atmsophärisches Plasma ist für die Behandlung von Konsumeiern geeignet. Sowohl drei typische Bakterienarten der Eischale als auch die vier getesteten S. Serovare wurden signifikant reduziert. Die Ergebnisse konnten auf die Eischale übertragen werden und mit der FEPS ist eine Behandlung des gesamten Eies ohne nachteilige Effekte auf Qualitätsparameter möglich. Inokulierte S. Enteritidis wurden innerhalb von 300 s um 4,1 log Stufen reduziert.
Lokale Kutikulaveränderungen, geringe sensorische Abweichungen sowie lokal auftretende Strommarken sollten durch eine Optimierung der FEPS vermieden werden können. Im Vergleich mit alternativen Dekontaminationsverfahren stellt Plasma eine schnelle und schonende Alternative dar.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:72891 |
| Date | 27 November 2020 |
| Creators | Moritz, Maike |
| Contributors | Universität Leipzig |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0024 seconds