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May 21, 2023

Lebensmittelsicherheit: Reinigung mit Plasma statt Chemikalien

7. Juni 2023

7. Juni 2023

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by Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB)

Eine neue Methode zur Reinigung von Förderbändern in der Lebensmittelproduktion kann die weit verbreiteten Desinfektionschemikalien ersetzen. Plasmabehandeltes Wasser wirkt bei kürzerer Einwirkzeit wirksam gegen mikrobielle Kontamination und wird ohne umweltgefährdende Spuren abgebaut. Diese Ergebnisse wurden kürzlich in der Zeitschrift Innovative Food Science and Emerging Technologies veröffentlicht.

Entlang der gesamten Lebensmittelverarbeitungskette kann es zu mikrobieller Kontamination kommen. Um Gesundheitsrisiken für Verbraucher zu minimieren, müssen alle Produktionsprozesse sicher durchgeführt werden. Daher ist es gängige Praxis, Förderbänder mit Desinfektionsmitteln zu reinigen, beispielsweise in der Gemüse- oder Fleischverarbeitung. Die Prozesse sollen jedoch nicht nur die Lebensmittelsicherheit gewährleisten, sondern auch umweltfreundlich und nachhaltig sein.

Ein Forscherteam aus Wissenschaft und Industrie hat daher eine neue Methode entwickelt, die zur Reinigung von Lebensmittelförderbändern plasmabehandeltes Wasser anstelle der in der Industrie üblichen Desinfektionsmittel auf Aminbasis verwendet.

Zur Herstellung von plasmabehandeltem Wasser wird plasmabehandelte Luft in destilliertes Wasser oder Leitungswasser injiziert. Plasmabehandeltes Wasser enthält somit viele reaktive Stickstoff- und Sauerstoffspezies wie salpetrige Säure (HNO2), Stickstoffmonoxid (NO*) und Ozon (O3), die natürlich vorkommen und sich abbauen, ohne umweltschädliche Spuren zu hinterlassen, sondern insgesamt haben eine hohe antimikrobielle Wirksamkeit

Die Wissenschaftler untersuchten den Einsatz von plasmabehandeltem Wasser im Vergleich zu herkömmlichen Waschverfahren am Beispiel von Rückständen von Hackfleisch und Braeburn-Äpfeln auf Silikon- und PVC-Förderbändern. Der Reinigungsprozess umfasste in der Regel eine Vorreinigung mit Wasser (20 bar, Raumtemperatur) und mildem, fettlösendem Schaum, das Besprühen mit dem Wirkstoff und die anschließende Reinigung der Bänder mit Leitungswasser. Dadurch reduzierte der Einsatz von plasmabehandeltem Wasser die Keimzahl genauso effizient wie ein aminbasiertes Desinfektionsmittel (um >3 log10 KBE/cm²) und das bei einer deutlich kürzeren Inaktivierungszeit von nur einer Minute im Vergleich zu 15 Minuten mit herkömmlicher Reinigung.

Um den Reinigungserfolg zu überwachen, wurde zudem ein RGB-Farbsensorsystem zur automatisierten Erkennung von Speiseresten auf den Bändern entwickelt. „Eigentlich geht es um die mikrobielle Besiedlung auf den Förderbändern, die zur Gesundheitsgefahr werden kann. In der Praxis wäre die Überwachung der Mikroorganismen jedoch zu aufwendig und teuer, zumal sie sich nur auf den organischen Rückständen entwickeln“, erklärt Dr . Julia Durek, Wissenschaftlerin am Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie in Potsdam. „Wir haben daher das Sensorsystem zur Erkennung von Lebensmittelrückständen getestet. Das optische System arbeitet sehr schnell und erkennt selbst kleinste Rückstände präzise. Es ist einfach zu bedienen und kann daher zur automatisierten Hygieneüberwachung in der Lebensmittelproduktion eingesetzt werden.“

Dr. Julia Durek denkt über weitere Optimierungsmöglichkeiten nach. „Die etwas höhere Keimzahl auf Silikonbändern, die eine etwas rauere Oberfläche haben als PVC-Bänder, zeigt, dass wir in Zukunft stärker auf beschädigte oder gealterte Förderbänder achten sollten. In den Vertiefungen rauer Stellen können Mikroorganismen überleben.“ Anwendung von plasmabehandeltem Wasser. Darüber hinaus könnte insbesondere bei tierischen Produkten die Verwendung von warmem oder heißem Wasser eine bessere Fettlösewirkung und damit auch einen zusätzlichen Dekontaminationsnutzen bewirken.“

Mehr Informationen: Julia Durek et al., Optimierte Reinigung von Förderbändern mit plasmabehandeltem Wasser, unterstützt durch optische Erkennung von Lebensmittelrückständen, Innovative Food Science & Emerging Technologies (2023). DOI: 10.1016/j.ifset.2023.103379