Experimental Reduction of Salmonella in Raw Chicken Breasts The objective of
this study was to identify a suitable decontamination method for chicken meat.
For this, investigations on a combination of physical and chemical
interventions were carried out in the laboratory, and further experiments were
done in the process-line of a poultry meat producing enterprise. Initial
trials determined the appropriate temperature, contact time and treatment
solution for the immersion treatments which are based on sensory attributes
such as the surface appearance, taste, odor and texture of the chicken meat.
The antimicrobial effect of bacterial reduction in pure culture and of
artificially contaminated chicken meat further was investigated. Trials which
imitated natural contamination were designed for and evaluated in an
experimental process-line within an enterprise. The applications by immersion
were composed of hot water, hot lactic acid, hot and cool water and
chlorinated water. Concerning the industrial tests, vacuum tumbling and
freezing were further process steps. In terms of reduction of the microbial
counts, immersion in a hot lactic acid solution did enhance the antimicrobial
effect. The application of a 2-3% hot lactic acid immersion at 70 and 75◦C for
10 - 30 seconds contact time was able to reduce the number of Salmonella on
artificially contaminated chicken breast surfaces significantly more
effectively compared to water immersion. The highest reduction of Salmonella
(2.01 log10 MPN per gram meat) was achieved by a 3% lactic acid treatment at
75◦C for 20 seconds contact time. Hot water treatment alone eliminated 1 – 2
log10 CFU Salmonella Typhimurium per ml pure culture and 1 log10 CFU per gram
contaminated meat. Notably, bacterial reductions achieved in the experiments
in the enterprise were lower than in the laboratory experiments. The ranges of
bacterial reductions by heat treatment at 80◦C for 15 - 30 seconds with and
without 3% lactic acid solution were for mesophilic aerobic bacteria between
0.2 to 0.3 and 0.1 to 0.3, for Enterobacteriaceae between 0.1 to 0.8 and 0.1
to 0.4, for coliforms between 0.4 to 0.9 and 0.0 to 0.4, and for pseudomonads
between 0.4 to 0.6 and 0.0 to 0.4 log10 CFU per gram meat for each of the two
respective treatments. Vacuum tumbling employed before the immersion in 3%
lactic acid soluion (TLHL) did effectively decontaminate the natural
contamination with mesophilic aerobic bacteria and with pseudomonads (p≤
0.05). Similarly, vacuum tumbling used after the hot water immersion (HLT)
also significantly reduced natural contaminations, but for Enterobacteriaceae
and coliforms in this case. Hot water followed by cool water in the enterprise
experiments resulted in a reduction of bacterial counts of mesophilic aerobic
bacteria of 0.02 to 0.53, of Enterobacteriaceae of 0.04 to 0.28, of coliforms
of 0.10 to 0.37 and of pseudomonads of 0.08 to 0.96 log10CFU per gram chicken
meat. Two-time treatment with hot water at 70°C for 15 seconds and cool water,
followed by tumbling and freezing, did reduce bacteria more effectively than
one-time treatment with hot water followed by cool water. Based on these low
antimicrobial effects, the following immersion methods are not recommended for
practical application: hot water at 80°C for 15 seconds (HW1); hot water at
75°C for 15 seconds and then cool water followed by tumbling for 15 minutes
(HCS2 and HCK2); two-times treatment with hot water at 70°C, 15 seconds and
cool water (HCD2) without tumbling. In terms of the microstructure of meat,
collagen fibers started to denature at 80°C for 15 seconds in a hot lactic
acid immersion and at 80°C for 20 seconds in a hot water immersion without
lactic acid. With regard to the sensory attributes of treated chicken breast
surfaces, aiming at results that almost equal the visual surface of raw
chicken meat, the best treatment was two-time hot and cool water immersion. In
contrast, TLHL clearly did reduce the natural bacterial contamination of
chicken breast. Unfortunately, this method caused unacceptable taste and
appearance changes. Treatment with 3% lactic acid did not make the meat sour
but led to a change of the meat texture. In the chemical treatment experiment,
chlorinated water inactivated Salmonella Typhimurium in culture 3 log10 CFU
per ml. However, chlorinated water did not reduce bacteria on chicken breasts
very efficiently. Additionally adverse sensory effects occurred. Concerning
the decontamination of raw chicken breasts minimizing a compromise must be
found for minimizing tissue damage and sensory alterations on the one hand and
maximizing antimicrobial effects on the other hand.Labor- und Praxisversuche zur Reduktion der Salmonellenkontamination von rohen
Hühnerbrustfilets Die Arbeit diente dem Ziel, ein geeignetes
Dekontaminationsverfahren für Geflügelfleisch zu entwickeln. Hierfür wurden
Laboruntersuchungen mit physikalischen und chemischen Methoden sowie deren
Kombination durchgeführt. Die so gewonnenen Ergebnisse wurden weiterhin mit
Hilfe dreier Versuchsreihen in einem Geflügelfleisch verarbeitenden Betrieb
überprüft. Neben Erhebungen an Salmonella Typhimurium DSM 5569-Reinkulturen
wurde bei den Laborstudien rohe Pectoralis-Muskulatur künstlich kontaminiert
und in Test-Flüssigkeiten eingetaucht, wobei die Art des Mediums
(Leitungswasser, Lösungen verschiedener organischer Säuren, chloriertes
Wasser), die Behandlungsdauer und die Temperatur variierten. Bei den
Feldversuchen kamen das Vakuum-Tumbeln und Einfrieren als mögliche
Einflussfaktoren hinzu. Für die einzelnen Ansätze wurden außer der
Keimzahlreduktion die sensorisch erfassbaren Merkmale wie Aussehen,
Konsistenz, Geruch und Geschmack und z. T. mit Hilfe der histologischen
Analyse auch der Verleimungsgrad des Kollagens ermittelt. Gemessen an den mit
der kulturellen Technik nachweisbaren Keimzahlen zeigte im Modellversuch das
Eintauchen in heiße Milchsäurelösung eine bessere Inaktivierung als der reine
Abwascheffekt mit kaltem Leitungswasser. Bei den überprüften Varianten
handelte es sich um 70 und 75°C heiße, 2 und 3 %ige Laktatlösung sowie
Einwirkungszeiten von 10 – 30 Sekunden. Mit einer Verminderung der
Salmonellendichte um 2.01 log10 MPN/g erbrachte die Kombination 3%ige
Milchsäure/75°C/20 sec die stärkste Keimreduktion. Alleinige Anwendung von 70
bzw. 75°C heißem Wasser eliminierte 1-2 log10 KbE Salmonella Typhimurium/ml
Reinkultur und 1 log10 KbE/g kontaminiertes Geflügelfleisch. Bei den
Erhebungen im Verarbeitungsbetrieb fiel der Dekontaminationseffekt
vergleichbarer Vorgehensweisen geringer als im Laborexperiment aus. Die
Spannweiten der Keimzahl-reduktion beliefen sich bei der Prozessparameter-
Kombination „80°C/15-30 sec/ ohne und mit 3 %ige Laktatlösung“ auf 0,1-0,3
bzw. 0,2-0,3 aerobe mesophile Gesamtkeime, 0,0-0,4 bzw. 0,4-0,6 Pseudomonaden,
0,1-0,4 bzw. 0,1-0,6 Enterobakteriazeen, 0,0-0,4 bzw. 0,4-0,9 für Coliforme,
wobei die letzten beiden Gruppen als Indikatoren für Salmonellen dienten.
Außerdem verminderte Vakuum-Tumbeln vor der Milchsäurebehandlung (TLHL) die
Gesamtkeimzahl und Pseudomonadendichte signifikant (p<0.05), während Vakuum-
Tumbeln nach der Immersion in Heißwasser (HLT) statistisch nachweisbar die
Enterobakteriazeen- und Coliformenzahl senkte. Eine weiterhin im Betrieb
überprüfte zweistufige Modifikation, bei der eine Kaltwasser- der 15 sec
dauernden 70°C-Heißwassereinwirkung folgte, ergab eine Reduktion der
Gesamtkeimzahl von 0,02-0,53, der Enterobakteriazeen von 0,04-0,28, der
Coliformen von 0,10-0,37 und der Pseudomonaden von 0,08-0,96 KbE/g Brustfilet.
Der inaktivierende Effekt ließ sich verstärken, indem diese Behandlung
wiederholt wurde, gefolgt von den Prozessstufen Tumbeln und Einfrieren. Auf
Grund ihrer geringen antimikrobiellen Wirkung empfehlen sich folgende der
getesteten Varianten der Immersionstechnik nicht für die Praxis: 80°C heißes
Wasser/15 sec (HW1), 75°C heißes Wasser/15 sec mit nachfolgender
Kaltwasserbehandlung und 15-minütigem Tumbeln (HCS2 und HCK2), zweimaliges
Einwirkeng von 70°C heißem Wasser/15 sec mit anschließender Kühlung ohne
Tumbeln (HCD2). Im Hinblick auf die Mikrostruktur des Fleisches begann die
Denaturierung und Quellung der kollagenen Fasern bei 80°C Milchsäurelösung/15
sec bzw. 80°C Trinkwasser/20 sec. Zweimaliges Einwirken von 70°C heißem Wasser
und Kaltwasserabkühlung bewirkte die geringsten optischen Veränderungen der
rohen Fleischoberfläche. Die Kombination aus Vakuumtumbeln und nachfolgender
3%iger Laktatlösung zeigte allerdings eine deutlich bessere mikrobizide
Wirkung, doch wurden Aussehen und Textur zu stark verändert. Zwar verringerte
chloriertes Wasser die Salmonellendichte in Reinkulturen um 3 log10 KbE/ml,
doch war dieser Effekt bei kontaminierter Geflügelbrust deutlich abgeschwächt.
Darüberhinaus traten merkliche sensorische Abweichungen auf. Insgesamt muss
bei jeglicher Dekontamination von rohem Geflügelfleisch ein Kompromiss
zwischen der „erwünschten Denaturierung von mikrobiellem Eiweiß und der
unerwünschten Denaturierung von Fleischeiweiß“ gefunden werden. Im Gegensatz
zu vielen anderen Nationen wären die EG-Länder mit dieser Problematik jedoch
erst konfrontiert, wenn die Gemeinschaft ihre kritische Haltung zur chemischen
Dekontamination aufgeben würde. Angesichts weiterhin relevanter Salmonella-
Prävalenzen bei Schlachtgeflügel scheint ein Umdenken nicht ausgeschlossen zu
sein
