Mikrobielle Verunreinigungen können entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Lebensmitteln auftreten. Förderbänder, beispielsweise in der Gemüse- oder Fleischverarbeitung, werden deshalb meist mit Desinfektionsmitteln gereinigt. Allerdings soll die Säuberung nicht nur Lebensmittelsicherheit gewährleisten, sondern auch umweltschonend und nachhaltig sein.
Ein Forscherteam aus Wissenschaft und Industrie hat deshalb ein neues Verfahren entwickelt, das beim Waschen von Lebensmittelförderbändern plasmabehandeltes Wasser anstelle der in der Industrie üblichen aminbasierten Desinfektionsmittel einsetzt. Zur Herstellung von plasmabehandeltem Wasser wird plasmabehandelte Luft in destilliertes oder Leitungswasser injiziert. Plasmabehandeltes Wasser beinhaltet damit viele reaktive Stickstoff- und Sauerstoffspezies wie salpetrige Säure (HNO2), Stickstoffmonoxid (NO) und Ozon (O3). Diese kommen in der Natur vor und lassen sich ohne umweltgefährdende Spuren abbauen. Gleichzeitig weisen sie in ihrer Gesamtheit eine hohe antimikrobielle Wirksamkeit auf.
Tests mit Hackfleisch und Äpfeln
Die Forscher haben den Einsatz von plasmabehandeltem Wasser im Vergleich zu gängigen Waschverfahren am Beispiel von Rückständen von Hackfleisch und Braeburn-Äpfeln auf Silikon- und PVC-Förderbändern untersucht. Der Reinigungsprozess beinhaltete in der Regel eine Vorreinigung mit Wasser (20 bar, Raumtemperatur) und mildem, fettlösendem Schaum, das Besprühen mit der Wirksubstanz und eine nachfolgende Reinigung der Bänder mit Leitungswasser. Im Ergebnis reduzierte die Anwendung von plasmabehandeltem Wasser die Keimzahl ebenso effizient wie ein aminbasiertes Desinfektionsmittel (um >3 log10 KBE/cm2). Darüber hinaus fiel die Inaktivierungszeit mit einer Minute deutlich kürzer aus als die 15 Minuten bei konventioneller Reinigung.
Um den Reinigungserfolg zu überwachen, wurde ergänzend ein RGB-Farbsensorsystem zur automatisierten Erkennung von Lebensmittelrückständen auf den Bändern entwickelt. „Eigentlich geht es ja um die mikrobielle Besiedlung auf den Förderbändern, die zur Gefahr für die Gesundheit werden kann. Für die Praxis wäre das Monitoring von Mikroorganismen allerdings zu zeit- und kostenaufwendig, zumal diese sich erst auf Grundlage der organischen Rückstände entwickeln“, sagt Dr. Julia Durek, Projektmitarbeiterin am Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB). „Wir haben daher das Sensorsystem auf das Erkennen von Lebensmittelrückständen getestet. Das optische System arbeitet sehr schnell und erkennt auch geringste Rückstände präzise, ist einfach zu handhaben und kann daher gut zur automatisierten Hygieneüberwachung in der Lebensmittelproduktion eingesetzt werden.“
Raue Oberflächen als Problem
Durek hat dabei noch weitere Optimierungsmöglichkeiten im Blick: „Die etwas höheren Keimzahlen auf Bändern aus Silikon, die gegenüber PVC-Bändern eine etwas rauere Oberfläche aufweisen, zeigen, dass wir künftig stärkeres Augenmerk auf beschädigte beziehungsweise gealterte Förderbänder legen sollten. In den Vertiefungen rauer Stellen können Mikroorganismen möglicherweise eine Anwendung von plasmaprozessiertem Wasser überdauern. Darüber hinaus könnte, insbesondere bei tierischen Produkten, auch die Verwendung von warmem oder heißem Wasser eine bessere fettlösende Wirkung und damit auch zusätzlichen Dekontaminationsvorteil bringen.“
Zum Projekt
Das bereits abgeschlossene Verbundprojekt „Vernetzung bioeffizienter physikalischer Detektions- und Prozessierungsmodule zur nachhaltigen Reinigung und Desinfektion in der Lebensmittelproduktionskette (Promona)“ wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert. Partner im Verbund waren das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie sowie die Firmen Silicann Systems und Walter Gerätebau. Die Koordination hatte das ATB inne.
