Bestimmung der alkalischen Phosphatase in Milch: Schnelle Überwachung der Pasteurisierung

In der Milchwirtschaft ist die Überprüfung der Wirksamkeit der Wärmebehandlung ein entscheidender Schritt für die mikrobiologische Sicherheit, die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und das Chargenmanagement. Der Alkalische-Phosphatase-Test ( ALP-Test) ist eines der am häufigsten verwendeten Analyseverfahren, um sicherzustellen, dass die Pasteurisierung ordnungsgemäß durchgeführt wurde und das Produkt sicher freigegeben werden kann.

Die Inaktivierung der ALP ist nämlich ein technischer Indikator dafür, dass die für pasteurisierte Milch erforderlichen Mindestbedingungen für die Wärmebehandlung erfüllt sind. In einer Produktionsumgebung ist jedoch die Schnelligkeit des Ergebnisses ein entscheidender Faktor: Sie ermöglicht bei der Qualitätskontrolle schneller in das Chargenmanagement einzugreifen und etwaige Abweichungen zu bearbeiten.

Mit CDR FoodLab^® kann die Bestimmung der alkalischen Phosphatase direkt im Werk durchgeführt werden, und zwar mithilfe eines schnellen, standardisierten Verfahrens, das auf die Anforderungen der Qualitätskontrolle in der Milchwirtschaft zugeschnitten ist.

Alkalische Phosphatase ist ein Enzym, das natürlicherweise in Rohmilch verschiedener Tierarten vorkommt, darunter Rinder, Schafe und Ziegen. Seine analytische Bedeutung beruht auf seiner besonderen Hitzebeständigkeit: ALP wird durch Wärmebehandlungen inaktiviert, die etwas stärker sind als diejenigen, die erforderlich sind, um die wichtigsten nicht sporenbildenden Krankheitserreger von Bedeutung für die öffentliche Gesundheit abzutöten, darunter Mycobacterium tuberculosis und Coxiella burnetii.

Aus diesem Grund wird das Fehlen von ALP-Aktivität in wärmebehandelter Milch als Indikator für die Wirksamkeit der Pasteurisierung herangezogen. Das Prinzip beruht auf einer Sicherheitsmarge: Wenn das Enzym inaktiviert wurde, hat der Prozess ausreichende Zeit-Temperatur-Bedingungen für die Abtötung der vegetativen Formen der Zielpathogene erreicht.

Der ALP-Test ersetzt daher weder eine umfassende mikrobiologische Bewertung noch garantiert er das Fehlen sporenbildender Mikroorganismen, sondern stellt eine spezifische und etablierte Kontrollmethode dar, um die ordnungsgemäße Wärmebehandlung pasteurisierter Milch zu validieren.

Im Betrieb dient der ALP-Test nicht nur als Kontrollinstrument, sondern unterstützt auch Produktionsentscheidungen. Ein Ergebnis außerhalb des festgelegten Bereichs kann auf eine unzureichende Pasteurisierung, eine Kontamination mit Rohmilch nach dem Verarbeitungsprozess oder in einigen Fällen auf komplexere Phänomene wie eine enzymatische Reaktivierung hindeuten.

Die Zeit, die benötigt wird, um das Ergebnis zu erhalten, wirkt sich direkt auf das Produktmanagement aus. Lange Durchlaufzeiten können zu vorsorglicher Lagerung, Verzögerungen bei der Chargenfreigabe, zusätzlichen Tests oder logistischen Engpässen führen. Aus diesem Grund wird die Verfügbarkeit einer Schnellmethode, die direkt in der Produktion eingesetzt werden kann, zu einem strategischen Element der Qualitätskontrolle.

Dieses Problem ist besonders relevant in Umgebungen, in denen das hauseigene Labor mehrere Proben, mehrere Produktionslinien oder unterschiedliche Matrices verwalten muss. Schafsmilch kann beispielsweise einen etwa dreimal höheren ALP-Grundwert aufweisen als Kuhmilch, während Ziegenmilch Werte aufweisen kann, die bis zu fünfmal niedriger sind. Diese Variabilität erfordert einen analytischen Ansatz, der auf die Matrix und den Produktionsprozess abgestimmt ist.

CDR FoodLab^® ermöglicht die Bestimmung der alkalischen Phosphatase direkt vor Ort und reduziert damit den Arbeitsaufwand im Vergleich zu herkömmlichen Labormethoden. Das System verwendet vorab abgefüllte, gebrauchsfertige Reagenzien, wodurch die Vorbereitungsschritte auf ein Minimum reduziert und der Analyseprozess vereinfacht werden.

Die Analyse ist in 25 Minuten abgeschlossen und ermöglicht die gleichzeitige Verarbeitung mehrerer Proben. Diese Funktion ist besonders nützlich, wenn das ALP-Ergebnis in Entscheidungsprozesse der Qualitätskontrolle integriert werden muss, beispielsweise für die Chargenfreigabe oder zur zeitnahen Überprüfung einer potenziellen Prozessabweichung.

Aus analytischer Sicht arbeitet das System in einem Messbereich von 0,1 bis 7 U/l, mit einer Auflösung von 0,01 U/l und einer Wiederholgenauigkeit von 0,12 U/l. Diese Parameter ermöglichen den Einsatz des Tests als schnelles Überwachungsinstrument für eine ordnungsgemäße Pasteurisierung bei gleichzeitig einfacher und standardisierter Analyseverwaltung.

Weitere Informationen: Technisches Datenblatt zum Alkalische Phosphatase (ALP)-Test mit CDR FoodLab^®

Eine der größten Herausforderungen bei der ALP-Untersuchung ist die Interpretation auffälliger Ergebnisse. Eine verbleibende Aktivität kann auf einen tatsächlichen Fehler bei der Wärmebehandlung oder auf eine erneute Kontamination mit Rohmilch zurückzuführen sein, doch in manchen Matrices kann auch eine enzymatische Reaktivierung eine Rolle spielen.

Eine ALP-Reaktivierung kann vor allem in fettreichen Produkten wie Sahne oder in UHT-Milch auftreten, die bei Temperaturen über 30 °C gelagert wird, insbesondere in Gegenwart von Magnesiumsalzen. In diesen Fällen muss der Qualitätsmanager zwischen einer tatsächlichen Nichtkonformität, reaktiviertem ALP und möglichem ALP mikrobiellen Ursprungs unterscheiden.

Gerade in diesen Szenarien kann ein Schnelltest, der in der Nähe der Produktionslinie durchgeführt wird, dazu beitragen, die Untersuchungszeiten zu verkürzen und zeitnahe Entscheidungen zu unterstützen.

Die Vorteile von CDR FoodLab^® gehen über die Messung der alkalischen Phosphatase hinaus. Die gleiche Plattform ermöglicht die Überwachung weiterer Parameter, die für die Beurteilung der Qualität von Rohstoffen und der Unversehrtheit der thermischen Verarbeitung nützlich sind.

Dazu gehören Peroxidase, die dabei hilft, eine mögliche Überpasteurisierung zu erkennen; Furosin/Fructosyl-Lysin als Indikator für die Intensität der Wärmebehandlung und die Frische; Milchsäure als Marker für die Primärhygiene sowie Harnstoff und Ammoniak zur Überwachung der vorgelagerten Lieferkette.

Auf diese Weise lässt sich der ALP-Test in ein umfassenderes Qualitätskontrollkonzept integrieren: nicht nur zur Überprüfung der Einhaltung der Wärmebehandlung, sondern zur umfassenden Überwachung des Rohmaterials, des Prozesses und des Endprodukts.

1. Punoo, H. A. (2018). Validierung der Pasteurisierung von Milchprodukten anhand der alkalischen Phosphatase-Aktivität. Concepts of Dairy & Veterinary Sciences, 1(3), 78–89. Lupine Publishers. DOI: 10.32474/CDVS.2018.01.000113
2. Fachbereich Lebensmittelwissenschaft der Cornell University. (2022). Alkalische Phosphatase (ALP)-Test zur Überprüfung der Milchpasteurisierung. Dairy Foods Science Notes (Version 11-07). Cornell University, Ithaca, NY.

• Grundprinzip der ALP-Methode;
• Auswertung von Ergebnissen außerhalb der Spezifikation;
• technische Spezifikationen des CDR FoodLab^®-Tests;
• Fälle, in denen eine enzymatische Reaktivierung auftreten kann;
• Rolle der ALP bei der Pasteurisierungskontrolle.