Krankheitserreger wie Salmonellen können durch Lebensmittel übertragen werden. Besonders häufig sind diese Bakterien in Eiern und Geflügelfleisch aber auch in Käse- oder Wurstaufschnitt zu finden. Forscher vom Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo) haben gemeinsam mit der terraplasma GmbH eine neue Methode entwickelt, um Lebensmittel vor Bakterien zu schützen. Das Team nutzt dafür kaltes Plasma. Plasma entsteht, wenn Gas ausreichend Energie zugeführt wird, beispielsweise über ein elektrisches Feld. Dabei entstehen geladene Teilchen. „Diese Teilchen reagieren mit den Zellmembranen und dem Erbgut von Bakterien und zerstören sie. Menschliche und tierische Zellen bleiben dabei intakt“, erklärt Birte Ahlfeld vom Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit der TiHo.

Mit Plasma Salmonellen bekämpfen

Wegen seiner antimikrobiellen Wirkung wird kaltes Plasma bereits erfolgreich eingesetzt, um etwa Saatgut keimfreifrei zu machen oder chronische Wunden zu heilen. Dass damit auch Lebensmittel sicherer werden können, konnte das Team um Ahlfeld im Rahmen einer im Fachjournal „PLOS ONE“ erschienenen Studie nun beweisen. Für ihre Untersuchungen nutzen sie mit Salmonellen und Listerien kontaminierten Lachsschinken und behandelten diesen mit kaltem atmosphärischen Plasma. 

Plasmaerzeugung aus Raumluft

Die terraplasma GmbH, ein Spin-Off des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik in Garching bei München, hatte eigens dafür ein Gerät entwickelt, das kaltes Plasma aus der Raumluft erzeugt: das Plasmatube-System. Dieses System besteht aus zwei zylindrischen Plasmaquellen, mit jeweils zwei elektrisch voneinander isolierten Elektroden. „Die Fläche der Elektroden ist erweiterbar, so können wir vermutlich große Oberflächen mit kaltem Plasma behandeln. Das ist mit bisher untersuchten Verfahren noch nicht möglich gewesen“, sagt Ahlfeld.

Bakterienmenge auf kontaminierten Schinken reduziert

Bei der Behandlung des kontaminierten Lachsschinkens wurden jeweils die Spannung des elektrischen Feldes, die Luftfeuchtigkeit des Gases sowie die Behandlungsdauer verändert und danach die Anzahl der noch lebenden Bakterien mit denen von unbehandeltem Lachsschinken verglichen. Das Ergebnis: Die Anzahl der Bakterien auf dem behandelten Schinken ließ sich mittels kaltem Plasma signifikant reduzieren, auch wenn Bakterien noch nachweisbar waren. 

Bessere Konservierung durch Plasmabehandlung

Nachdem der plasmabehandelte Schinken unter handelsüblicher Schutzgasatmosphäre verpackt und weitere 14 Tage bei acht Grad Celsius gekühlt wurde, reduzierte sich diese Bakterienmenge nochmals deutlich, so dass sie teils kaum nachweisbar war. Für das Abtöten der Bakterien war auch die Verpackung unter Schutzgasatmosphäre hilfreich, erklärt Ahlfeld's Kollegin an der TiHo, Karolina Lis: „Das Schutzgas enthält keinen Sauerstoff, stattdessen hohe Konzentrationen an Stickstoff und Kohlenstoffdioxid. Dadurch werden sauerstoffabhängige Mikroorganismen in ihrem Wachstum gehemmt und im Schinken enthaltenes Fett wird nicht ranzig.“


Weitere Bakterien bekämpfen

Fazit: Die Behandlung mit kaltem atmosphärischen Plasma kann Lebensmittel nicht nur vor Bakterien schützen, sondern auch das gängige Konservierungsverfahren effektiv unterstützen. Auch ist die Erzeugung mittels des neuartigen Plasmatube-Systems relativ kostengünstig, da Raumluft als Arbeitsgas verwendet wird, und ist zugleich äußerst umweltfreundlich, da kein Abfall entsteht. Die Hannoveraner Forscher arbeiten bereits daran, weitere Bakterien mittels Plasma zu bekämpfen: „Wir möchten ein Behandlungsprotokoll entwickeln, das gegen alle relevanten Bakteriengattungen wirksam ist. Zudem müssen wir ausschließen, dass sich der Nährstoffgehalt, die Beschaffenheit und der Geschmack des Lebensmittels durch die Behandlung verändern“, erklärt Lis.

bb