Oberflächenentkeimung in der Fleischverarbeitung

Forschungsprojekt "Verbesserung der Hygiene bei der Fleischverarbeitung durch Ausnutzung photokatalytischer Effekte zur Entkeimung von Oberflächen"

Insbesondere in der Fleischwirtschaft muss ein extrem hoher hygienischer Standard aufrecht erhalten werden. Es besteht immer die Gefahr, dass unerwünschte Mikroorganismen über Rohwaren, aber auch im Rahmen der Handhabung wie Zerlegung und Zuschnitt in die Verarbeitungskette gelangen. Um die Qualität, Sicherheit und Haltbarkeit des Endproduktes zu gewährleisten, ist jede begleitende Maßnahme, die zu einer Keimreduktion führt, erstrebenswert.

Eine innovative Möglichkeit zur Desinfektion ist die gezielte Ausnutzung photochemischer Effekte von Oberflächen. Hierzu werden die Oberflächen mit einer speziellen Titandioxidbeschichtung versehen und mit UV-Licht bestrahlt. Dadurch entstehen Sauerstoff- und Hydroxylradikale, die antimikrobiell wirken. Dieser Effekt wird bereits in der Industrie eingesetzt, allerdings bislang noch nicht bei produktberührenden Teilen in der Fleischverarbeitung.

Im Rahmen des zweijährigen Forschungsprojektes „Verbesserung der Hygiene bei der Fleischverarbeitung durch Ausnutzung photokatalytischer Effekte zur Entkeimung von Oberflächen“ sollten langzeitstabile Titandioxid-Beschichtungen von Oberflächen, die für die Lebensmittelindustrie von Bedeutung sind, entwickelt werden. Überdies sollte die antimikrobielle Wirksamkeit hinsichtlich der prozesstechnischen und konstruktiven Gestaltung der damit einhergehenden UV-Belichtung optimiert werden. Im Fokus des Forschungsanliegens standen vier verschiedene Beschichtungsverfahren.

Unter Zuhilfenahme einer detaillierten physikalischen und mikrobiologischen Analytik – einschl. der Entwicklung und Etablierung eines speziellen Testsystems – gelang es die photokatalytische Aktivität von Titandioxidoberflächen durch Modifizierungen in der Beschichtung und der Art der Vorbehandlung stark zu verbessern. Die Beschichtung mit einem Bindersystem zeigte im gesamten Projektverlauf die besten Ergebnisse.

Insgesamt wurde auf Metalloberflächen eine Beschichtung erzielt, die in Praxistests eine bereits zufriedenstellende Stabilität zeigte und auch eine überzeugende Aktivität im Methylenblautest als Referenzverfahren aufwies. Die Ergebnisse der Studie wiesen darauf hin, dass sich der hier erzeugte photokatalytische Effekt eher für eine langfristige und dauerhafte Entkeimung eignet. So sind mögliche Einsatzorte der Beschichtung z.B. schwer zugängliche Bereiche im Inneren von Maschinen oder Apparaten. Diese Art der Anwendung im Betrieb zielt auch auf eine Desinfektion während der Produktion, die zu einer ständigen Verbesserung der Hygiene beitragen kann. Eine dadurch verbesserte Produktsicherheit kann zu einer personellen Entlastung im Bereich Qualitätsmanagement und damit gesamtbetrieblich zu einer Leistungssteigerung genutzt werden.

Auch beschichtete Kunststoffoberflächen sind im Lebensmittelbereich von hohem Interesse. Ergebnisse der vorliegenden Untersuchungen an Kunststoffmustern lassen bereits erkennen, dass auch auf diesen Materialoberflächen die antibakterielle Wirkung durch die Titandioxidbeschichtung erreicht wird. Die Erforschung und Anwendung könnte in einem weiteren Projekt intensiver verfolgt werden.

Das vorliegende Projekt wurde im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (via AiF) über den Forschungskreis der Ernährungsindustrie e.V. (FEI) gefördert. (AiF-Projekt-Nr. 249 ZN; Laufzeit 2007 – 2009).

Neben dem DIL als Forschungsstelle war an dem Projekt überdies das FGK-Forschungsinstitut für Anorganische Werkstoffe – Glas/Keramik (Höhr-Grenzhausen) als zweite Forschungsstelle beteiligt. Als Industriegruppen nahmen der Bundesverband der Deutschen Fleischwarenindustrie e.V. (BVDF, Bonn), der VDMA Fachverband Nahrungsmittel- und Verpackungsmaschinen (Frankfurt) sowie das Forschungskuratorium Maschinenbau e.V. (FKM, Frankfurt) an dem Projekt teil.

Ansprechpartner beim DIL:

Dr.-Ing. Helmut Steinkamp
Leiter Geschäftsbereich Lebensmittelsicherheit

Telefon: +49 (0)54 31.183 – 135
Telefax: +49 (0)54 31.183 – 114
E-Mail: h.steinkamp@dil-ev.de

Weitere Informationen im Kurzbericht des Projektes:

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