Clostridien als Verursacher von Spätblähungen in handwerklichen ökologischen Käsereien

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1 Clostridien als Verursacher von Spätblähungen in handwerklichen ökologischen Käsereien Untersuchungen und Ergebnisse Sonja Degen, Durchgeführte Untersuchungen 1. Untersuchung der Gehalte käsereischädlicher Clostridien in Tankmilchproben 2. Erfassung von Daten zu Fütterung, Haltungs- und Tierhygiene sowie Melkhygiene Betriebsbesuche und Interviews 3. Laboruntersuchung der Effekte verschiedener Milchsäurebakterien-Kulturen auf das Clostridienwachstum Seite 2 1

2 1. Clostridiengehalte in Tankmilchen Quantitative Untersuchung der Belastung mit Clostridien in Rohmilch neun Milchviehbetriebe deren Milch in handwerklichen Käsereien verkäst wird Methode M nach VDLUFA (Verband deutscher landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten) speziell für Clostridien angepasstes Nährmedium: RCM (Reinforced Clostridial Medium) Zugabe von Proben in mehreren Verdünnungsstufen anaerobe Bebrütung, 37 C, 5 Tage Ermittlung der Most Probable Number (MPN-Verfahren, VDLUFA M.7.2.2) Seite 3 1. Clostridiengehalte in Tankmilchen Anzahl Proben Risiko für das Auftreten von Spätblähungen in Hartkäse erhöht ab 50 Sporen/l (Kammerlehner, 2003) über 1000 Clostridiensporen/Liter in allen Betrieben deutlich überschritten! Seite 4 2

3 2. Betriebsbesuche und Interviews Erfassung von Futterbeschaffenheit und -hygiene Silierqualität Stallhygiene Melkhygiene Tierhygiene Seite 5 2. Betriebsbesuche und Interviews Futterbeschaffenheit und -hygiene Anteil Heu in der Ration Anteil Maissilage in der Ration Anteil Grassilage in der Ration % % % davon Ackergras % Mähweide ja nein Asche im Silo % nicht bestimmt Feldsilos ja nein Befestigte Zufahrt ja nein Seite 6 3

4 2. Betriebsbesuche und Interviews Silierqualität Einsatz von Siliermitteln ja nein Name: Silageverdichtung hoch niedrig Silageabdeckung direkt nach Ernteabschluss erst am nächsten Morgen Eindringen von Regenwasser nein ja im Silo Schimmelbildung Oberfläche nein ja Schimmelbildung Nester nein ja Nacherwärmung im Silo nein ja Nacherwärmung auf Futtertisch nein ja Seite 7 2. Betriebsbesuche und Interviews Stallhygiene Liegeplätze trocken nass sauber kotverschmutzt Einstreu Stroh Sägemehl Silagereste sonstiges: Spaltenreinigung mind. 2x täglich < 2x täglich Stallklima gut mäßig Füttern nach dem Melken ja nein Seite 8 4

5 2. Betriebsbesuche und Interviews Melkhygiene Sauberkeit des Melkraums sauber ungenügend Sauberkeit des Melkplatzes und Melkstandes sauber ungenügend Sauberkeit des Melkzeugs sauber ungenügend häufige Liner Slips nein ja häufiges Abschlagen/Abfallen des Melkzeugs nein ja Beurteilung des Filters sauber schmutzig Vormelken ja nein Euterreinigung ja nein wie? Einwegtücher ausgekochte, saubere Lappen Anzahl Kühe pro Lappen 1 >1 Reinigung verschmutzter Tiere mit Euterdusche nein ja Beseitigung des Kotes nach jedem Tier ja nein wie? Gummiabzieher Wasserstrahl wenn mit Wasserstrahl: Tiere stehen währenddessen noch im Melkstand nein ja Seite 9 2. Betriebsbesuche und Interviews Tierhygiene: Tiere geschoren ja nein Euter geschoren und nachgeschoren ja nein Stallbelegung ok zu hoch Sauberkeitsscore: Seite 10 5

6 2. Betriebsbesuche und Interviews Sauberkeitsscore: Seite Betriebsbesuche und Interviews: Ergebnisse Futterbeschaffenheit und -hygiene Anteil Heu in der Ration 2 Betriebe Anteil Maissilage in der Ration 5 Betriebe, 5-40% Anteil Grassilage in der Ration Alle Betriebe, % Mähweide Feldsilos 6 Betriebe ja 1 Betrieb ja Seite 12 6

7 2. Betriebsbesuche und Interviews: Ergebnisse Silierqualität Einsatz von Siliermitteln Silageverdichtung Silageabdeckung Eindringen von Regenwasser im Silo Schimmelbildung Nacherwärmung im Silo Nacherwärmung auf Futtertisch 6 Betriebe ja In 8 Betrieben hoch In allen Betrieben direkt nach Ernteabschluss In allen Betrieben nein In 8 Betrieben ja In 5 Betrieben ja In 1 Betrieb ja Seite Betriebsbesuche und Interviews: Ergebnisse Stallhygiene Liegeplätze Einstreu Spaltenreinigung Stallklima Füttern nach dem Melken In allen Betrieben trocken und sauber Alle Stroh Sägemehl 2 Betriebe ja Kalk 7 Betriebe ja sonstiges: Sägemehl, Binsenheu, Pferdemist, Rindenmulch 4 Betriebe mind. alle 2-3 Std., 4 Betriebe mindestens 2x täglich, ein Betrieb mindestens 1x täglich In allen Betrieben gut 5 Betriebe ja (2 Betriebe Roboter) Seite 14 7

8 2. Betriebsbesuche und Interviews: Ergebnisse Melkhygiene Sauberkeit von Melkraum, Melkplatz, Melkstand, In allen Betrieben sauber Melkzeug häufige Liner Slips In keinem Betrieb häufiges Abschlagen/Abfallen des Melkzeugs In allen Betrieben nein Beurteilung des Filters In 8 Betrieben sauber Vormelken In allen Betrieben ja Euterreinigung In allen Betrieben ja wie? 4 Betriebe Einwegtücher, 2 Betriebe ausgekochte, saubere Lappen Anzahl Kühe pro Lappen In 2 Betrieben >1 Reinigung verschmutzter Tiere mit Euterdusche 5 Betriebe ja Beseitigung des Kotes nach jedem Tier wie? wenn mit Wasserstrahl: Tiere stehen währenddessen noch im Melkstand 7 Betriebe ja 6 Betriebe Wasserstrahl 2 Betriebe ja Seite Betriebsbesuche und Interviews: Ergebnisse Tiersauberkeit: Tiere geschoren Euter geschoren und nachgeschoren Stallbelegung 3 Betriebe ja 3 Betriebe ja In allen Betrieben ok 100% 80% 60% 40% 20% 0% Sauberkeitsscore starke Varianz zwischen den teilnehmenden Betrieben Anteil der Tiere mit dem Sauberkeitsscore 1 sollte deutlich erhöht werden Tiere mit den Scores 3 und 4 sollten bei einer Verwendung der Rohmilch als Käsereimilch nicht auftreten Seite 16 8

9 3. Laborversuch zur Auswahl geeigneter Kulturen Verwendung verschiedener Starterkulturen zur Überprüfung der hemmenden Wirkung auf Clostridien (nach Martínez-Cuesta et al., 2010): Clostridienanreicherung in RCM-Bouillon (Cl. butyricum und tyrobutyricum) anaerobe Bedingungen, 37 C, 3 Tage Sporengewinnung (nach Anastasiou et al., 2009) zweimalige Zentrifugation Bestimmung der Sporenkonzentration Seite Laborversuch verwendete Starterkulturen: 1. und 2. Lactococcus (Lc.) lactis ssp. lactis; Lc. lactis ssp. cremoris (2x) 3. Lactobacillus (Lb.) rhamnosus 4. nisinproduzierende Lc. lactis ssp. lactis Ansatzkombinationen (in entrahmter H-Milch): jede Kultur einzeln Sporen von Cl. butyricum und tyrobutyricum Kontrolle: nur mit Clostridiensporen, ohne Starterkulturen ( K ) Inkubation unter anaeroben Bedingungen, Raumtemperatur, 20 Tage Probenentnahmen an den Tagen 4, 8, 13, 20 zur Sporenzahlbestimmung Seite 18 9

10 3. Laborversuch: Ergebnisse 140 Clostridiensporen/ml Tag 1. und 2. Lc. lactis ssp. lactis; Lc. lactis ssp. cremoris (2x) 3. Lb. rhamnosus 4. nisinproduzierende Lc. lactis ssp. lactis K Kontrolle K Seite 19 Diskussion der Ergebnisse Stall-, Tier- und Melkhygiene = wichtige Instrumente, um Eintrag von Clostridiensporen in Käsereimilch zu reduzieren/unterbinden Anteil verschmutzter Zitzen reduzieren nach Gleeson et al. (2013) Sporengehalt senken durch Zitzen waschen oder desinfizieren und trocknen mit separaten Tüchern vor dem Melken Melkstand nicht reinigen, wenn Tiere noch im Melkstand Melkzeugzwischenreinigung oder -desinfektion guter Zustand der Zitzengummis gute Zitzenkondition (wenig Hyperkeratosen) Einsatz eines Schaumreinigers regelmäßige Kontrolle der Zitzensauberkeit vor dem Melken Seite 20 10

11 Diskussion der Ergebnisse durch Auswahl von Kulturen schnelle und tiefe Säuerung (Wachstumsbereich von Cl. tyrobutyricum ph >5,5) Bildung hemmender Substanzen ABER: Kulturen können Wachstum von Clostridien begünstigen durch Stoffwechselprodukte Seite 21 Ziel Maßnahme Bemerkung/Nachteil Sporengehalt des Futters senken Sporeneintrag in Rohmilch reduzieren Sporenentfernung aus Rohmilch Sporenauskeimung verhindern möglichst wenig Erde in Futter einbringen Einsatz von Silagekulturen (schnell und tief säuernd) Sauberkeit der Zitzen- und Euterhaut verbessern durch Stallhygiene, Scheren des Euters, Zitzenreinigung vor Melken Baktofugierung Einsatz geeigneter Kulturen (schnell/ tief säuernd; Nisinbildung) Einsatz chemischer Substanzen (Nitrat, Lysozym, Nisin) Bruchbereiter mit Innenwand aus Kupfer - Machbarkeit - Aufwand - hoher Mindestdurchsatz - investitionsintensiv - Einfluss auf Reifungsverlauf und Käsequalität - Anpassung der Prozessparameter - rechtliche Situation - rechtliche Situation - Einfluss auf Reifungsverlauf und Käsequalität Brenntemperatur <57 C, Ausrühren des Bruches <20 min Kochsalzgehalt 13 g/kg Weitere Maßnahmen/Ideen: - Mikrofiltration - schnelle Reifungskulturen (Käse nach <3 Wochen reif) - Einsatz von Eiklar - Salzen vor Bruchabfüllung - Aufbau einer hemmenden Gegenflora - Pikieren - Einfluss auf Reifungsverlauf und Käsequalität - Anpassung der Prozessparameter - Einfluss auf Reifungsverlauf und Käsequalität - Anpassung der Prozessparameter - Einfluss auf Reifungsverlauf, Käsequalität und Lagerstabilität - Anpassung der Prozessparameter z.t. sehr komplex - z.t. investitionsintensiv Seite 22 11

12 Schlussfolgerungen für die Praxis: verschiedene Ansätze: Daten zu möglichen Quellen für Clostridiensporen Maßnahmenentwicklung für die handwerkliche Käsereiherstellung hygienische Maßnahmen (z.b. Einstreumanagement) Tiersauberkeit erhöhen insgesamte Verringerung des Eintrages von Clostridiensporen in die Rohmilch im Bereich der Milcherzeugung (z.b. durch Zitzenreinigung vor Melken) Einsatz geeigneter Milchsäurebakterien-Kulturen (schnellsäuernd, nisinbildend) Seite 23 Ausblick Folgeprojekt zur Klärung weiterer mikrobiologischer Ursachen von Käsefehlern (z.b. Blähungen durch Propionibakterien) Entwicklung von Maßnahmen zur Vermeidung des Auftretens der Käsefehler Bitte um Ihre Mitarbeit Bitte senden Sie uns Proben fehlerhafter Käse (wenn möglich, komplette Laibe) zusammen mit dem ausgefüllten Fragebogen zum Herstellungsprozess zu. Die Daten werden selbstverständlich anonymisiert ausgewertet und dargestellt. Seite 24 12

13 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Seite 25 Literatur Anastasiou R, Aktypis A, Georgalaki M, Papadelli M, De Vuyst L, Tsakalidou E (2009): Inhibition of Clostridium tyrobutyricum by Streptococcus macedonicus ACA- DC 198 under conditions mimicking Kasseri cheese production and ripening. Int Dairy J 19: Gleeson D, O'Connell A, and Jordan K (2013): Review of potential sources and control of thermoduric bacteria in bulk-tank milk. Irish Journal of Agricultural and Food Research: Kammerlehner J (2003): Käsetechnologie. Verlag Freisinger Künstlerpresse. Martínez-Cuesta M, Bengoechea J, Bustos I, Rodríguez B, Requena T, Peláez C (2010): Control of late blowing in cheese by adding lacticin 3147-producing Lactococcus lactis IFPL 3593 to the starter. Int Dairy J 20: VDLUFA (Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungs-anstalten e.v.) Methodenbuch VI (Milch), 4. Auflage, 1985, Gesamtwerk einschl Ergänzung Seite 26 13

14 Seite 27 Recht Verordnung (EG) 834/2007 Artikel 6: b) Beschränkung der Verwendung von Lebensmittelzusatzstoffen, von nichtökologischen/nichtbiologischen Zutaten auf Fälle, in den dies ein wesentliches technologisches Erfordernis darstellt Artikel 19: b) Es dürfen nur Zusatzstoffe,, Zubereitungen aus Mikroorganismen und Enzymen gemäß Artikel 21 für die Verwendung in der ökologischen/biologischen Produktion zugelassen worden sind Artikel 21: ii) ohne sie (=Erzeugnisse und Stoffe) kann das Lebensmittel nicht hergestellt oder haltbar gemacht werden Verordnung (EG) 889/2008 Artikel 27: Zum Zwecke von Artikel 19 Absatz 2 Buchstabe b der Verordnung (EG) Nr. 834/2007 dürfen bei der Verarbeitung von ökologischen/biologischen Lebensmitteln, ausgenommen Wein, nur die folgenden Stoffe verwendet werden: b) Zubereitungen aus Mikroorganismen und Enzyme, die üblicherweise bei der Lebensmittelherstellung verwendet werden; Verordnung (EG) 1333/2008 Gereifter Käse: Nisin Höchstmenge 12,5 mg/kg; Dieser Stoff kann als natürliches Produkt von Fermentierungsvorgängen in bestimmten Käsearten vorkommen. Seite 28 14