Grundsätze der mikrobiellen Konservierung
Warum wasserhaltige Zubereitungen verkeimen, wann Konservierung nötig ist und welche Systeme sich selbst konservieren.
Das Wichtigste in Kürze
- Konservierung verhindert die Vermehrung von Mikroorganismen, die nur in Gegenwart von freiem Wasser wachsen können; Maß dafür ist die Wasseraktivität \(a_w\) zwischen 0 und 1.
- Wasserfreie Zubereitungen aus Vaselin oder mittelkettigen Triglyceriden müssen nicht konserviert werden.
- Konservierungsmittel dürfen auch in sterilen und peroralen Arzneiformen stehen, verhindern aber keine Kontamination.
- Das Wirkungsspektrum von Konservierungsmitteln kann pH-abhängig sein.
- Selbstkonservierend sind Ethanol ab etwa 20 %, Isopropanol 30 %, Propylenglycol 25 % und Glycerol 85 %; eine 30%ige Saccharoselösung verkeimt leicht.
Worum es geht
Arzneizubereitungen sollen bis zum Ende ihrer Verwendung frei von Keimvermehrung bleiben. Ob man dafür ein Konservierungsmittel braucht, hängt vor allem vom verfügbaren Wasser ab. Das entscheidet täglich in der Rezeptur, etwa bei Cremes, Säften oder Tropfen.
Mikrobielle Stabilität
Konservierung heißt, die Vermehrung von Mikroorganismen in einer Zubereitung zu verhindern. Keime wachsen nur dort, wo freies Wasser verfügbar ist. Gelöste Stoffe und Lösungsmittel wie Glycerol binden Wasser und entziehen es den Mikroorganismen.
Die Wasseraktivität \(a_w\) ist der Wasserdampfdruck über der Zubereitung geteilt durch den Dampfdruck von reinem Wasser bei gleicher Temperatur. Sie liegt zwischen 0 (kein freies Wasser) und 1 (reines Wasser).
Bakterien brauchen die höchste Wasseraktivität, Hefen etwas weniger. Schimmelpilze kommen noch mit deutlich weniger freiem Wasser aus. Je tiefer \(a_w\) sinkt, desto weniger Keimarten können wachsen.
Konservierungsbedarf
Weil sich Mikroorganismen in der wässrigen Phase vermehren, muss genau dort genug Konservierungsmittel gelöst sein. Wasserfreie Zubereitungen bieten keinen Lebensraum. Eine Salbe aus Vaselin oder ein Öl aus mittelkettigen Triglyceriden braucht deshalb keine Konservierung.
Konservierungsmittel stehen nicht nur in wässrigen Lösungen. Auch Cremes und Gele mit Wasseranteil enthalten sie. Selbst sterile Arzneiformen dürfen konserviert sein, etwa Augentropfen im Mehrdosenbehältnis. Auch peroral angewendete Arzneimittel dürfen Konservierungsmittel enthalten.
Zwei Grenzen gelten immer:
- Konservierungsmittel verhindern keine Kontamination beim Herstellen oder Anwenden. Sie hemmen nur die Vermehrung eingebrachter Keime, Hygiene bleibt Pflicht.
- Ihr Wirkungsspektrum kann pH-abhängig sein. Sorbinsäure und Benzoesäure wirken zum Beispiel nur in undissoziierter Form, also im sauren Bereich.
Welche Stoffe man einsetzt, zeigt Antimikrobielle Konservierungsmittel. Wie man die Wirksamkeit prüft, steht unter Prüfung der Konservierung.
Selbstkonservierende Zubereitungen
Manche Zubereitungen sind selbstkonservierend: Ihre Bestandteile verhindern Keimwachstum ohne zusätzliches Konservierungsmittel. Alkohole und Polyole schädigen in ausreichender Konzentration die Mikroorganismen und senken zugleich die Wasseraktivität.
| Zubereitung | mikrobiell stabil? | Grund |
|---|---|---|
| Ethanol ab etwa 20 % (also auch 30 % und 50 %) | ja | antimikrobiell wirksamer Alkohol |
| Isopropanol 30 % | ja | antimikrobiell wirksamer Alkohol |
| Propylenglycol 25 % | ja | Polyol, konservierend |
| Glycerol 85 % | ja | geringe Wasseraktivität |
| Saccharoselösung 30 % | nein | zu viel freies Wasser |
Zucker schützt nur in hoher Konzentration. Ein Zuckersirup mit sehr viel Saccharose hält sich, weil kaum freies Wasser bleibt. Eine 30%ige Saccharoselösung dagegen ist ein guter Nährboden und verkeimt leicht. Sie muss konserviert werden.
Quiz
Aussage 1
Eine wässrige Lösung mit 30 % Saccharose gilt als selbstkonservierend.
Eine 30%ige Saccharoselösung enthält zu viel freies Wasser und verkeimt leicht. Erst sehr konzentrierter Zuckersirup ist mikrobiell stabil.
Aussage 2
Eine Salbe auf reiner Vaselingrundlage ohne Wasseranteil muss nicht konserviert werden.
Mikroorganismen vermehren sich nur in einer wässrigen Phase; wasserfreies Vaselin bietet ihnen keinen Lebensraum.
Aussage 3
Ein ausreichend konserviertes Arzneimittel ist gegen jede Kontamination beim Anwenden geschützt, sodass Hygiene nebensächlich wird.
Konservierungsmittel schließen eine Kontamination nicht aus. Sie hemmen nur die Vermehrung eingebrachter Keime.
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