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Lebensmittelverderbern auf die Schliche kommen

Manche Probleme der Ernährungsindustrie mit Lebensmittelkontaminationen sind hausgemacht. Das gilt nicht zuletzt für die Getreideproduktion und -verarbeitung. Die Gefahren, sagen amtliche Lebensmittelkontrolleure, liegen heute in der Sauberkeit von Silos und Transportfahrzeugen, in der Rückverfolgbarkeit von Kontaminationen bei den Lagerbetrieben, sowie in der Qualitätskontrolle bei den Vertreibern, insbesondere was Mykotoxine angeht. Der BioLAGO-Club Food for Health traf sich zum Thema Sicherheit von Backwaren und -produktion an der Hochschule Albstadt-Sigmaringen, einem der bundesweiten Zentren zur Entwicklung von Methoden in der Lebensmittelanalytik und für das hygienische Design von Produktionsanlagen.

Brotgetreide 2009/10: Produktion Deutschland © LEL 2010; BMELV 2011; B2Bioworld
2009/2010 waren Kontrolleure der Lebensmittelüberwachung Verunreinigungen in Mehltransportern auf die Spur gekommen. Sie hatten sich damals in die leeren Tanksilos gezwängt und grünen und schwarzen Schimmel entdeckt. Das galt zunächst als ein für die Kontrollpraxis typischer Fall mangelnder Hygiene. Doch es wurde ernster, als die Behörde in der Probe bei der Laboranalyse Verunreinigungen durch E. coli, Pseudomonaden, Clostridium perfringens und Schimmelpilze zu beanstanden hatten. Letztere bilden Mykotoxine, die zwar nicht akut toxisch wirken, doch die inneren Organe schädigen, wenn sie über einen längeren Zeitraum entweder mit der Nahrung, über die Haut, oder über die Atmung aufgenommen werden. Das kann bis zum Tod führen. Ochratoxine beispielsweise verursachen Nierenerkrankungen. Erbrechen und Gastroenteritis sind Folgen von Deoxynivalenol (DON). Zearalenon (ZEA) ist verantwortlich für krankhafte Veränderungen der Ovarien, Abort und Sterilität. Bei den Bakterien ist es nicht viel anders. Die Aufnahme bestimmter Stämme (z.B. EHEC) kann tödlich sein. Clostridium perfringens löst Darmbrand (Enteritis necroticans) aus. Pseudomonaden verursachen Infektionen, Lungenentzündung und Herzerkrankungen bei Menschen mit geschwächtem Immunsystem. Auch wenn die Gesundheitsrisiken für den Menschen noch wissenschaftlich kontrovers diskutiert werden, belegt sind sie in Tierversuchen. Konsens ist, dass die chronische Exposition zu Schädigungen beim Menschen führt, wobei Kleinkinder stärker als Erwachsene betroffen sind.

Zwischen Ekel, akuter Gesundheitsgefahr und Langzeitschäden

Ungereinigte Gewebematte auf der Unterseite eines Mehltransporters vor der Lebensmittelkontrolle © B2Bioworld

Was zunächst wie mangelnde Sorgfalt eines einzelnen Spediteurs bzw. Betriebs aussah und nicht als akute Gefahr für Leib und Leben einzustufen war, entpuppte sich in den behördlichen Nachforschungen bald als Systemrisiko im Mehltransport und dort vor allem bei Tanklastern mit nicht-kippbaren Eutersilos. Auch nach der üblichen Tankreinigung bleiben Mehlreste, die dann zum Schimmelpilzbiotop und zum Mykotoxinspeicher für nachfolgende Mehlladungen werden. Die Medien (BZ 2010; MMnews 2010; WDR 2010) haben vergangenes Jahr das Thema aufgegriffen. Auf Fachtagungen gab es einige Vorträge. Viel ist inzwischen nicht geschehen.

Gereinigte Gewebematte mit Mehlresten auf der Unterseite sichergestellt. © B2Bioworld

Die Versicherer kennen das Kontaminationsproblem eher vom Hörensagen. Sie haben dazu keine speziellen Zahlen und Präventionsprogramme. Die Schadenssummen wären sowieso vernachlässigenswert, sagt man dort. Die Bäcker wiederum bestehen darauf, dass sie ebenfalls die Vorschriften einhalten. Niemand sei diesbezüglich hierzulande zu Schaden gekommen. Manche der befragten Betriebe verweisen auf ihre IFS-Zertifizierung, doch ist dies gerade in der Backindustrie verbesserungsbedürftig (s.u.).

Nach den Medienberichten hat man Roger Fischinger in der Branche gesagt: „So heiß wird’s nicht gegessen wie’s gekocht wird. Das verflaut wieder.“ Man hat seine Angebote abschlägig beschieden und ihm mitgeteilt: „Warum sollen wir soviel Geld ausgeben, wenn es nicht kontrolliert wird?“

Höchstgehalte ausgewählter Kontaminanten in Getreideerzeugnissen. © VDM 2011a:10 (Werte ab 1.7.2006)
Fischinger stammt aus dem schwäbischen Harthausen und ist ehemaliger Fuhrunternehmer, der heute ein patentiertes Belüftungssieb aus Edelstahl für Mehltransporter und -silos vertreibt. Es lässt sich in weniger als fünf Minuten im Silo ein- und ausbauen und ist leicht reinigbar. Dafür hat Fischinger sogar einen Innovationsgutschein des Landes Baden-Württemberg erhalten. Allerdings wird seine Innovation vom Markt nicht angenommen. Die großen Fahrzeug- und Silohersteller (Jahresproduktion in Deutschland ca. 1.250 Silofahrzeuge) wollen sich nicht in die eigene Entwicklung und ins Geschäft mit Ersatzteilen und Wartungsverträgen reden lassen. Die QS-Beauftragten der Mühlenbetriebe sagen, dass sie durch betriebsinterne Analysen schon immer Mehlkontaminationen verhindern bzw. frühzeitig entdecken (1). Den Transportunternehmern ist das neue Sieb zu teuer. Am Ende deckt die Produkthaftungsversicherung eventuelle Warenschäden ab.

Die Lösungen, die Lebensmittelsicherheit zu erhöhen, sind bekannt (EC 2010; Fischer 2003; HDE/FCD 2006), doch die Anreize sind in der Branche hoch, alles beim Alten zu belassen. So fordert der Verband Deutscher Mühlen (VDM) heute wie vor zehn Jahren: „Eine erhebliche Rolle für die Getreidewirtschaft spielen … die Mykotoxine. Hier muss die Branche ihr Augenmerk schärfen und die Kontrolldichte vergrößern“ (VDM 2011b). Die Lebensmittelkontrolleure sind überfordert angesichts 1.610 Silofahrzeugen mit 3.009 Siloanhängern (2) und schätzungsweise 13 Mio. Tonnen Getreideprodukten (s. Tabelle), die jährlich in Deutschland transportiert werden. Demgegenüber stehen rund 2.500 Lebensmittelkontrolleure mit vielen weiteren Aufgaben. Davon sind 280 in Baden-Württemberg, von wo aus das Gros der Mehltransporte startet, denn hier gibt es mit Bayern die meisten Handelsmühlen (BW: 75; BY: 82).

Biotechnologische Methoden revolutionieren die traditionelle Lebensmittelanalytik

Im Fall der Mehltransporte ist das Entdeckungsrisiko von Lebensmittelkontaminationen und für mangelnde Hygiene gering. Doch das könnte sich bald ändern, wenn weiterentwickelte biotechnologische Methoden mit Unterstützung der Behörden in die Praxis kommen.

Gefährliche Bakterien, Pilze und deren Stoffwechselprodukte werden von mikrobiologischen Tests, von ELISA- oder PCR-basierten Tests entdeckt. Im Fall der mikrobiologischen Verfahren werden Abstriche gemacht und die gesuchten Bakterien in speziell präparierten Nährmedien angezüchtet. Basis des ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) ist die Antikörper-Antigen-Reaktion. Bei diesem Test nutzt man die Eigenschaft von Antikörpern aus, in Lösungen hochspezifisch diejenigen Proteine zu finden, an denen sie andocken können. Beim PCR-Verfahren vergleicht man eine definierte DNA-Sequenz (z.B. eines Bakteriums) mit jenen der Probe.

Diese Verfahren waren bis vor wenigen Jahren nur von Chemikern und Biologen im Labor durchzuführen. Heute können mit neuen Tests etliche Getreide-, Mehl- und Backwarenkontaminanten vom Mitarbeiter im Lager und dem Personal an der Warenannahme entdeckt werden, betont Wondu Wolde-Mariam, CEO von Helica Biosystems. Das Unternehmen bietet auch Tests für die Kontrolle der Mykotoxinbelastung von Fruchtsäften an.

Bewertungsschema Enterobakterien / E. coli © Almedica 2011
Zudem ist die Analytik schneller. Früher musste man auf das Ergebnis eines mikrobiologischen Tests auf Enterobakterien oder Hefen fünf Tage warten, heute nur noch 24 bis 48 Stunden. Ein bis zwei Tage waren die Regel für Mykotoxintests, doch jetzt kann das Ergebnis schon in zehn (z.B. Ochratoxin) bis 25 Minuten (z.B. DON) vorliegen. Doch bei weitem nicht alle Auftragslabors investieren in die neuen Technologien. Warum auch, wenn die Auftraggeber sich mit weniger zufrieden geben.

Es gibt heute Lebensmitteltests, die vor Ort unabhängig vom Labor durchgeführt werden können. Damit sind auch die Kosten für die Analysen wesentlich gesunken. Für einen Vor-Ort Test auf E. coli, coliforme Mikroorganismen oder Hefen kann man zum Beispiel eine sogenannte „Abklatschkarte“ nutzen. Man legt sie auf die verdächtige Stelle und kultiviert im Anschluss daran den Abklatsch im Nährmedium. Kosten pro Probe: 1 Euro. Bei einem typischen Schimmelpilztest zieht das Personal in der Warenannahme an verschiedenen Stellen der angelieferten Charge bis zu zehn Teilproben. Getreidekörner werden vermahlen. Mehl mischt man direkt im mitgelieferten Puffer an. Es reicht 1 Gramm, damit bei einem Ochratoxintest nach etwa 3 Minuten Rühren das Ergebnis vorliegt. Durch chemische Färbung kann dann abgelesen werden, ob eine Probe belastet ist oder nicht. Dazu kommen noch je nach Test zwischen 7 bis 15 Minuten für die Probenvorbereitung. In den vergangenen Jahren wurden Instrumente entwickelt, die auf die neuen Methoden abgestimmt sind und bedeutend schneller und sensitiver arbeiten. Verwendet man bei einer Vor-Ort-Analyse einen tragbaren Scanner für einen Teststreifen, kann man die Mykotoxinbelastung quantifizieren. Noch einen Schritt weiter geht ein Projekt der VK Mühlen AG zur Entwicklung eines Biosensors, der parallel sechs Mykotoxine in ca. 20 Minuten messen soll. Der Prototyp basiert auf dem ELISA-Prinzip. Er soll mit einem Auslesegerät kombiniert werden und 2013 fertig sein.

Die Vor-Ort-Tests funktionieren, bedürfen aber der Optimierung. So dauern die mikrobiologischen Tests immer noch zu lange. Zudem bedarf es beim Abklatschtest einer sorgfältigen Probenvorbereitung, um Kreuzkontaminationen zu vermeiden. Auch die Kosten müssen noch weiter sinken, denn die gängigen Schnelltests messen meist nur einen Kontaminationsfaktor. Häufig sind sie nur für eine einzige Getreideart anwendbar. Neogen hat jedoch bereits einen Schnelltest entwickelt zur parallelen Messung dreier verschiedener Mykotoxine. Doch solche Mykotoxintests sind noch nicht gerichtsfest, sagt Marc Hübner, Lebensmittelchemiker bei R-Biopharm Deutschland. Kommt es zum Streit, muss ein falsch-positives Testergebnis ausgeschlossen sein. Weigert sich ein Spediteur, die beanstandete Ware wieder mitzunehmen oder wird Schadenersatz abgelehnt, dann braucht es in jedem Fall eine (teure) HPLC-Analyse im akkreditierten Labor. Doch all dies ist kein Grund, alles beim Alten zu lassen. Schnelltests vor Ort, sagt Hübner, ersetzen nicht das Labor. Sie sind aber eine wichtige Ergänzung, weil sie erste Hinweise auf Kontaminationen liefern, wo eine Kontrolle per Augenschein alles in Ordnung fände.

Validierung: Test auf 10 Mykotoxine im Getreidemüsli. © Bailey 2010
Die Laboranalytik wandelt sich ebenfalls. Hochsensitive Chromatographieinstrumente und Massenspektrometer spüren Verunreinigungen auch unbekannter Kontaminanten auf, wo traditionelle Methoden nichts finden. Auch hier geht der Trend zu Multi-Analyt-Verfahren. Lauryn Bailey (2010), Eurofins USA, hat zusammen mit dem Instrumentenbauer Waters einen LC-MS Test entwickelt, der zehn verschiedene Mykotoxine zugleich messen kann. Im Moment gibt es noch Probleme mit der Varianz von bestimmten Toxinen zwischen verschiedenen Messungen einer Probe. Diese werden aber bald behoben sein. Die Industriewissenschaftler arbeiten bei der Validierung eng mit den US-Behörden zusammen, so dass in den USA bald ein neuer und gerichtsfester Test zur Verfügung stehen wird.

Im Projekt zur „Überprüfung von Transportfahrzeugen für pulverförmige Lebensmittel“, das Brigitte Gutmacher, Lebensmittelchemikerin beim Chemischen und Veterinäruntersuchungsamt (CVUA) Sigmaringen angeregt hat, geht es ebenfalls um die Verbesserung der Kontrollmethoden. Das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) hat das Projekt in den bundesweiten Überwachungsplan 2011 aufgenommen.

Entscheidend ist die schnelle Entwicklung von analytischen Untersuchungsmethoden

Die Behörden legen zunehmend Wert auf präventive Maßnahmen, und dabei ist der Austausch mit Industriewissenschaftlern ein wesentliches Element, einerseits um die eigene Wissensbasis zu verbreitern und andererseits die eigenverantwortlichen Kräfte in der Ernährungsbranche zu stärken. Reiner Wittkowski, Vizepräsident des Bundesinstituts für Risikobewertung, war deshalb auch bei der Eröffnung von ThermoFishers Food Safety Response Center (FSRC) in Deutschland dabei. FSRC ist ein eigenständiges, wissenschaftliches Forschungslabor des US-Konzerns, das global agiert. Hauptaufgabe ist die schnelle Entwicklung von analytischen Untersuchungsmethoden von chemischen Kontaminanten und Rückständen insbesondere bei Lebensmittelkrisen. Das Labor arbeitet mit Behörden und Lebensmittelunternehmen zusammen und stellt seine Ergebnisse öffentlich zur Verfügung. „Ich halte das für eine gute Initiative,“ bewertete Wittkowski zur Eröffnung des Food Safety Response Center das Konzept ”nicht nur in Krisen, auch wenn wissenschaftliche Erkenntnisse zu einem eigentlich altbekannten Problem auftauchen, brauchen die Produzenten und Vertreiber von Nahrungsmitteln ebenso wie die Lebensmittelkontrolle Schnittstellen zu wissenschaftlichen Ansprechpartnern.“

Quellenverweise:

(1) Die Frage wie unabhängig auch eine extreme Auftragsanalytik ist und wie weit sie deshalb Änderungen der Ablaufprozesse bewirken kann, ist selten thematisiert. Eine Ausnahme macht der europäische Verband der Auftragslabors: “As far as impartiality is concerned it is not realistic to envisage that a testing or calibration laboratory can be completely free from external influences. After all, they perform on a commercial basis, assignments for their clients. Impartiality can, however, be secured if the operations are, for example, controlled by a structure where members are chosen to provide a balance of interests and where no single interest predominates” (eurolab 1997/2011: 5).
(2) Laut Zahlen des Kraftfahrt-Bundesamtes 2011. Wie viele Transporter davon Lebensmittel bzw. davon Getreideprodukte transportieren ist nicht bekannt. Silokonstruktionen werden nicht erfasst.

Literatur:

Bailey LE (2010): Development of a Sample Preparation Method and Analytical Assay using LC-MS/MS for Quantitation of 10 Mycotoxins in a Single Analysis. Presentation 47th Florida Pesticide Residue Workshop. July 21.

European Commission EC (2010): Regulation (EC) N. 401/2006 of 23 February 2006 laying down the methods of sampling and analysis for the official control of the levels of mycotoxins in foodstuffs. March 13. https://www.gesundheitsindustrie-bw.deeur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CONSLEG:2006R0401:20100313:EN:PDF.

Eurolab (1997/2011): Independence and Impartiality in Testing Laboratory Operations. Brussels. Reported July. https://www.gesundheitsindustrie-bw.dewww.eurolab.org/mem/m_docs/rep/el_11-01_00_186.pdf.

Fischer C (2003): Implementierung eines Qualitätssicherungssystems zur Beherrschung der Betriebs- und Prozesshygiene bei der Verarbeitung pflanzlicher und tierischer Lebensmittel in einer Bäckerei und Konditorei. Dissertation, München.

Hauptverband des Deutschen Einzelhandels, Fédération des Entreprises du Commerce et de la Distribution HDE/FCD (2006): IFS Logistic Standard. Version 1. Juni. Berlin/Paris.

Landesanstalt für Entwicklung der Landwirtschaft und der Ländlichen Räume (LEL) (2010): Agrarmärkte 2010. Stuttgart. https://www.gesundheitsindustrie-bw.dewww.landwirtschaft-bw.info/servlet/PB/show/1318444/LEL_Agrarmaerkte%202010%20-%20Gesamtdukument%20%28x%29.pdf.

MMnews (2010): Lebensmittelskandal: Tödlicher Schimmel in Mehltransportern. 28. Oktober. https://www.gesundheitsindustrie-bw.dewww.mmnews.de/index.php/etc/6682-krebs-schimmel-im-mehl.

Verband Deutscher Mühlen VDM (2011a): Leitfaden zur Produkt- und Verfahrenssicherheit für Mühlen. Bonn. zuletzt überarbeitet 2006.

Verband Deutscher Mühlen VDM (2011b): Leitlinien für Mühlenfuttermittel. Bonn. zuletzt überarbeitet 2001.

Voss KA, Snook ME (2010): Stability of the mycotoxin deoxynivalenol (DON) during the production of flour-based foods and wheat flake cereal. Food Additives & Contaminants. December: 1694-1700.

WDR (2010): Gesundheitsbelastung durch schmutzige Mehltransporter. 26. November.

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/fachbeitrag/aktuell/lebensmittelverderbern-auf-die-schliche-kommen