Challengetesten in de voedingsindustrie: méér dan Listeria alleen
Challengetesten zijn laboratoriumproeven waarbij een bekend aantal micro-organismen (zoals Listeria monocytogenes, Salmonella, Bacillus cereus, gisten of schimmels) bewust aan een levensmiddel worden toegevoegd. Vervolgens wordt het product onder realistische bewaarcondities (zoals temperatuur, verpakking en tijd) opgeslagen om te observeren of en hoe snel het micro-organisme groeit, overleeft of afsterft. Ze hebben tot doel de microbiologische veiligheid of houdbaarheid van een specifiek product te beoordelen in zijn echte matrix en verpakking. Challengetesten zijn vooral gekend in kader van Listeria-beheersing maar hebben tal van andere toepassingen en troeven.
Challengetesten zijn geen “nice-to-have”, maar een kritisch onderdeel van voedselveiligheidsbeheer. Ze bieden concrete data over het gedrag van micro-organismen in jouw specifieke producten, waardoor je gefundeerde keuzes kunt maken omtrent veiligheid, houdbaarheid en kwaliteit.
Challengetesten geven inzicht in het gedrag van micro-organismen in het specifieke product. Elk levensmiddel heeft een unieke samenstelling (pH, wateractiviteit, conserveringsmiddelen, etc.). Challengetesten tonen aan hoe een pathogeen of bederforganisme zich werkelijk gedraagt in dat product, onder die specifieke omstandigheden (bijv. tijdens houdbaarheid, gekoeld transport).
Challengetesten zorgen voor validatie van houdbaarheid en veiligheid. Testen helpen bij het valideren van de houdbaarheidsdatum, vooral voor gekoelde, kant-en-klare producten. Ze kunnen bevestigen dat een product veilig blijft gedurende de hele houdbaarheid, ook als er contaminatie zou optreden. Terwijl een klassieke houdbaarheidstest enkel de status test van micro-organismen op een bepaald tijdstip in een bepaald product. Deze laatst is dus een steekproef, terwijl een challengetest wel degelijk informatie geeft over de houdbaarheid van alle producten binnen een bepaalde productrange. Lees hier verder over het verschil tussen challengetesten en houdbaarheidstesten.
Ook beoordelen ze de effectiviteit van barrières en conserveringsstrategieën. Hoe effectief zijn zout, zuur, MAP-verpakking of hittebehandeling? Een challengetest toont specifiek aan wat de effecten zijn van deze technieken in jouw producten. Verder kunnen ze aantonen dat een combinatie van milde conserveringstechnieken (hurdle technology) effectief kan werken tegen micro-organismen zoals Salmonella spp., E.coli, B.cereus en gisten en schimmels.
Hurdle technology is een strategie in de voedselveiligheid waarbij meerdere barrières (hurdles) tegelijk worden toegepast om de groei van micro-organismen te remmen of voorkomen. In plaats van één zware bewerking (zoals sterilisatie), combineer je milde technieken zodat ze samen effectief zijn, zonder de smaak, textuur of voedingswaarde van het product sterk te beïnvloeden. Deze technieken zijn op zich vaak onvoldoende om voedselveiligheid te garanderen. Hierdoor zijn er ook geen theoretische modellen die de veiligheid onderbouwen. Een challenge test kan je hierbij dus voldoende onderbouwing bieden. Het laat dus toe om veiligheid, houdbaarheid en kwaliteit in balans te houden.
Challengetesten zorgen voor een wettelijke onderbouwing in kader van de normen voor Listeria monocytogenes in Verordening (EU) 2073/2005 in kant- en klare maaltijden. Let op: de testen zijn hierbij het laatste puzzelstuk in een volledig onderbouwde Listeria studie. Meer informatie hierover lees je in onze whitepaper Listeria. Download de whitepaper hier.
De testen zorgen tevens voor een validatie van de beheersystemen binnen de HACCP (GIRA) plannen. De resultaten kunnen helpen beslissingen te onderbouwen zoals temperatuurbeheersing of productherformulering. Door productgroepen voor een challengetest goed doordacht samen te stellen, kunnen de resultaten voor meerdere producten worden gebruikt. Zo kan je de houdbaarheidstermijn van nieuwe producten direct vastleggen en producten sneller op de markt brengen, zonder te moeten wachten op analyses einde houdbaarheid. Dit is zeker ook nuttig voor producten met een lange houdbaarheidstermijn.
Challengetesten geven je informatie over kwaliteitsbehoud en bederfpreventie. Challengetesten kunnen ook worden uitgevoerd met bederforganismen, zoals gisten, schimmels en melkzuurbacteriën. Je test zo de organoleptische houdbaarheid (smaak, geur, uiterlijk) én microbiologische stabiliteit.
Tenslotte kunnen challengetesten bijdragen tot het voorkomen van recalls en merkschade. Door vooraf risico’s in kaart te brengen, kun je als bedrijf recalls en voedselincidenten voorkomen. Dit bespaart kosten, beschermt de consument én het imago van jouw merk.
Ook voor de validatie van het gedrag van andere micro-organismen dan Listeria monocytogenes kunnen challengetesten zeer nuttig zijn.
B.cereus vormt sporen die hitte kunnen overleven en kan zowel toxines vormen vóór als ná consumptie. Vooral een risico in zetmeelrijke producten, bijvoorbeeld gegaarde rijst of pasta. Deze wordt vaak warm bewaard of langzaam afgekoeld. Hierdoor kan uitgroei en toxinevorming ontstaan. Zuivelproducten zoals desserts en puddings kunnen besmet raken na verhitting. Koude bewaring is hier cruciaal. Een challengetest leert je hier of en hoe snel de bacterie kan uitgroeien en wanneer toxineproductie zal ontstaan onder jouw bewaartemperatuur en duur.
Salmonella spp. komt voor in rauwe dierlijke ingrediënten (vlees, eieren, melk) en kan zich bij bepaalde temperaturen vermenigvuldigen. In chocolade of droge producten zoals kruiden beschermt een lage wateractiviteit tegen groei. Echter kan Salmonella zeer lang overleven. De combinatie van lage zuurtegraad en vocht vormen een risico op uitgroei in gekoelde, kant en klare maaltijden met rauwe groentecomponenten. Een challengetest helpt hierbij de risico’s in te schatten en de houdbaarheid te valideren.
Clostridium botulinum produceert levensgevaarlijke neurotoxines in anaërobe omgevingen (vacuüm, MAP-verpakt), vooral bij onvoldoende conservering. In geval van milde bewaarcondities en conservering kan het dus een risico vormen in MAP- verpakte vis en vleeswaren. Ook in gekoelde, kant- en klare maaltijden met weinig zuur en conserveermiddelen is uitgroei mogelijk. Een challengetest kan dan aantonen of een combinatie van pH, aw, verpakking en temperatuur voldoende is om groei en toxinevorming te voorkomen.
Escherichia coli (Shigatoxine-producerend, STEC) heeft een zeer lage infectieuze dosis. Hierdoor is het gevaarlijk bij consumptie van rauwe of slechts licht bewerkte producten. Rauwmelkse kazen en koud gerookte vleeswaren zijn hiervan een voorbeeld. Ook in groentesappen en smoothies is er een risico op uitgroei omwille van de relatief neutrale pH. Validatie van de bewaarcondities ten opzichte van de specifieke matrix van de producten is dan ook essentieel om de veiligheid van deze producten te kunnen garanderen.
Deze zijn niet altijd pathogeen maar zorgen voor bederf en verlies van sensorische kwaliteit. Sappen en sauzen met natuurlijke suikers zijn bijzonder gevoelig voor gisting en gasvorming. Ook bij brood en gebak kan schimmelvorming optreden, zeker in geval van langer houdbaarheid zonder conserveermiddelen. Een challengetest kan dan aantonen welke bederforganismen domineren, hoe snel ze uitgroeien en of je conservering afdoende is.
Hoewel voorspellende microbiologische modellen (zoals ComBase of FSSP) nuttige inzichten geven, zijn ze geen vervanging voor challengetesten in de praktijk.
Een challengetest meet wat er écht gebeurt met micro-organismen in jouw specifieke product. Terwijl een model is gebaseerd op standaardmatrixen (labmedia of generieke voedingsmiddelen), die sterk kunnen afwijken van jouw receptuur. Een challengetest biedt dus realistische resultaten die de werkelijke risico’s weerspiegelen.
Ingrediënteninteracties, vetgehalte, bewaartechniek, verpakking (MAP, vacuüm), et cetera beïnvloeden groei. Modellen houden vaak alleen rekening met pH, aw en temperatuur. Een challengetest houdt rekening met alle product- en procesfactoren tegelijk.
Tijdens een challengetest worden ook de verpakking en omgevingscondities getest zoals zuurstofverbruik in MAP-verpakte producten of temperatuurfluctuaties tijdens distributie. Deze omstandigheden kunnen tijdens een challengetest exact worden gesimuleerd.
Challengetesten geven empirisch bewijs dat je conserveringsmaatregelen (bijvoorbeeld lage pH, zout, pasteurisatie) effectief zijn. Modellen kunnen slechts schatten.
Je krijgt specifieke data over jouw unieke product, niet een schatting op basis van aannames. Dit is vooral belangrijk voor grensgevallen of innovatieve producten die dus niet binnen de standaard matrices vallen waarover modellen informatie geven. Denk hierbij aan plant-based producten en producten op basis van fermentatie.
Een challengetest toont ook de effecten van microbiële interacties zoals aanwezige competitieve flora die pathogenen onderdrukt of de groei juist stimuleert. Modellen houden zelden rekening met natuurlijke contaminanten of flora.
Challengetesten helpen je ook beslissingen te onderbouwen bijvoorbeeld wanneer een houdbaarheidsverlenging van producten nodig is. Doordat je een challengetest hebt, kan je in dergelijke omstandigheden snel en veilig beslissen en voorkom je voedselverspilling en inkomstenverlies.
Kan je dan modellen helemaal niet gebruiken? Toch wel. Vaak is een hybride aanpak waarbij je zowel voorspellende modellen als challengetesten gebruikt de meest efficiënte en onderbouwde manier om voedselveiligheid en houdbaarheid te valideren. Beide methoden hebben hun sterktes en samen vormen ze een krachtig instrument voor risicobeoordeling, productontwikkeling en validatie.
Voorspellende modellen worden gebruikt als een snelle en laagdrempelige eerste inschatting. Ze helpen om te bepalen of en wanneer micro-organismen kunnen groeien in een bepaalde productformulering — bijvoorbeeld: zal Listeria monocytogenes groeien bij pH 5,2 en 9°C?
Daarnaast zijn modellen ideaal om verschillende recepturen of procesinstellingen met elkaar te vergelijken voordat je in het lab aan de slag gaat. Zo kan je tijdens productontwikkeling of bij wijzigingen snel beoordelen of je product op papier veilig is. Is het antwoord “ja”? Dan kun je verder. Is het antwoord “nee”? Dan weet je dat bijsturing of verder onderzoek nodig is.
Zodra een model aangeeft dat het risico beheersbaar lijkt, komt de challengetest in beeld. Die dient om te verifiëren of het voorspelde gedrag ook daadwerkelijk optreedt in jouw specifieke productmatrix.
Tijdens een challengetest observeer je in realistische omstandigheden hoe snel een micro-organisme groeit, of toxines ontstaan en of jouw productcondities (zoals pH, aw, verpakking en bewaartemperatuur) echt voldoende zijn om groei te remmen. Zo voldoe je bovendien aan de eisen van wetgeving of audits, zoals die van de NVWA/FAVV of BRCGS/IFS/FSSC22000.
Ook na een challengetest kunnen voorspellende modellen nuttig blijven. Als uit de test blijkt dat het gedrag van de bacterie voorspelbaar is, kun je modellen gebruiken om scenario’s door te rekenen, zoals het effect van een tijdelijk verhoogde temperatuur tijdens transport.
Met behulp van dynamische modellen (zoals ComBase of PMP) kun je dan simuleren wat er gebeurt bij temperatuurfluctuaties of kleine formuleringwijzigingen, zonder telkens opnieuw te hoeven testen.
Een hybride aanpak laat toe om middelen slim in te zetten. Door modellen in te zetten als voorselectie, vermijd je onnodige challengetesten in laag-risicoproducten. Tegelijk weet je precies waar wel te investeren in een uitgebreide test, bijvoorbeeld wanneer een model onvoldoende zekerheid biedt of wanneer wetgeving het vereist.
Zo maak je op een efficiënte en onderbouwde manier de juiste keuzes: modellen voor snelle go/no-go-beslissingen en challengetesten waar het écht telt.
