🧴 Challenge-Test — Bewertung des Konservierungsschutzes
Kurz gefasst
Prüfung der Wirksamkeit des Konservierungsschutzes von Kosmetika (Challenge-Test / PET). Die Prüfung erfolgt nach PN-EN ISO 11930:2019/A1:2022; Teststämme: S. aureus ATCC 6538, E. coli ATCC 8739, P. aeruginosa ATCC 9027, C. albicans ATCC 10231, A. brasiliensis ATCC 16404. Das Verfahren umfasst 11 Schritte (insgesamt rund 31 Tage 6 Std. 45 Min.–33 Tage 8 Std. 45 Min.); eingesetzt wird sie unter anderem für: Bewertung der Wirksamkeit des Konservierungssystems neuer kosmetischer Rezepturen, Überprüfung des Konservierungsschutzes nach Formeländerungen (Austausch des Konservierungsmittels, pH-Änderung), Prüfung der mikrobiologischen Stabilität von Produkten im Rahmen der Registrierung.
Auf einen Blick
- Norm: PN-EN ISO 11930:2019/A1:2022
- Kategorie: Pharmazie und Kosmetik
- Verfahrensschritte: 11
- Gesamtdauer der Schritte: 31 Tage 6 Std. 45 Min.–33 Tage 8 Std. 45 Min.
- Teststämme: S. aureus ATCC 6538, E. coli ATCC 8739, P. aeruginosa ATCC 9027, C. albicans ATCC 10231, A. brasiliensis ATCC 16404
- Inokulumkonzentration: 10⁵–10⁶ KBE/g Produkt
- Bebrütungstemperatur: 20–25 °C
Übersicht
Der Challenge-Test (Belastungstest, Preservation Efficacy Test — PET) ist eine zentrale mikrobiologische Prüfung, die die Fähigkeit eines kosmetischen Mittels bewertet, sich gegen sekundäre mikrobiologische Kontamination während Herstellung, Lagerung und Gebrauch zu schützen. Die Norm PN-EN ISO 11930 beschreibt das Referenzverfahren zur Bewertung des antimikrobiellen Schutzes von Kosmetika.
Bei der Prüfung werden bekannte Mengen von Testmikroorganismen kontrolliert in eine Probe des kosmetischen Mittels eingebracht (Beimpfung), und anschließend wird die Veränderung der Keimzahl dieser Mikroorganismen in genau festgelegten Zeitabständen über 28 Tage verfolgt. Die logarithmische Reduktion (log reduction) wird für jeden Stamm und jedes Intervall berechnet, und die Ergebnisse werden mit den Annahmekriterien der Norm verglichen.
Die Prüfung ist im Rahmen des Safety Assessment (Sicherheitsbewertung) eines kosmetischen Mittels nach der Verordnung (EG) Nr. 1223/2009 gefordert. Der Challenge-Test ist einer der grundlegenden Bestandteile der Produktinformationsdatei (PIF — Product Information File) und wird von der für die Produktsicherheit verantwortlichen Person (safety assessor) verlangt.
Die Norm definiert zwei Annahmeprofile: Profil A (bevorzugt — starker Schutz) und Profil B (akzeptabel — Mindestschutz). Das Ergebnis des Challenge-Tests bestätigt, dass das Konservierungssystem des Produkts (Konservierungsmittel, pH-Wert, Wasseraktivität, Zusammensetzung) ausreicht, um vor realistischer Kontamination unter Gebrauchsbedingungen zu schützen. Die erforderliche Mindestprobenmenge beträgt 250 g für eine vollständige Prüfung (5 Stämme × Doppelbestimmungen × 4 Zeitpunkte).
Prinzip der Methode
Die Probe des kosmetischen Mittels wird getrennt mit fünf Teststämmen beimpft: Staphylococcus aureus ATCC 6538, Escherichia coli ATCC 8739, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027, Candida albicans ATCC 10231 und Aspergillus brasiliensis ATCC 16404. Jeder Stamm wird in einer Konzentration von ca. 10⁵–10⁶ KBE/g Produkt eingebracht (die Beimpfung darf die Produktzusammensetzung um nicht mehr als 1 % verändern). Die Proben werden bei 20–25 °C bebrütet. An den Tagen 7, 14 und 28 (Bakterien und Hefen) sowie 14 und 28 (Schimmelpilze) werden Probenanteile entnommen, das Konservierungssystem wird neutralisiert (durch Verdünnung oder chemische Neutralisationsmittel), und die Zahl lebensfähiger Mikroorganismen wird mit dem Plattenverfahren bestimmt. Die logarithmische Reduktion wird berechnet: log R = log N₀ − log Nₜ, wobei N₀ die KBE-Zahl nach der Beimpfung und Nₜ die am Tag t ist. Die Ergebnisse werden mit den Kriterien des Profils A oder B verglichen.
Anwendungen
- Bewertung der Wirksamkeit des Konservierungssystems neuer kosmetischer Rezepturen
- Überprüfung des Konservierungsschutzes nach Formeländerungen (Austausch des Konservierungsmittels, pH-Änderung)
- Prüfung der mikrobiologischen Stabilität von Produkten im Rahmen der Registrierung
- Dokumentation des Safety Assessment nach Verordnung 1223/2009 (PIF)
- Optimierung der Konservierungsmittelkonzentration (Minimierung bei erhaltener Wirksamkeit)
- Vergleichsprüfungen von Konservierungssystemen (herkömmlich vs. „preservative-free“)
- Bewertung von Produkten mit den Angaben „natural“ / „ohne Parabene“ — Bestätigung des Schutzes
- Validierung von Produktionstechnologien (Heißabfüllung, aseptische Abfüllung)
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Teststämme | S. aureus ATCC 6538, E. coli ATCC 8739, P. aeruginosa ATCC 9027, C. albicans ATCC 10231, A. brasiliensis ATCC 16404 |
| Inokulumkonzentration | 10⁵–10⁶ KBE/g Produkt |
| Bebrütungstemperatur | 20–25 °C |
| Messintervalle (Bakterien/Hefen) | Tag 7, 14, 28 |
| Messintervalle (Schimmelpilze) | Tag 14, 28 |
| Profil A (bevorzugt) — Bakterien | ≥3 log Reduktion (Tag 7), ≥3 log (Tag 14), kein Wachstum (Tag 28) |
Norm
- Normnummer
- PN-EN ISO 11930:2019/A1:2022
- Titel (PL)
- Kosmetyki — Mikrobiologia — Ocena ochrony przeciwdrobnoustrojowej produktu kosmetycznego
- Title (EN)
- Cosmetics — Microbiology — Evaluation of the antimicrobial protection of a cosmetic product
Schritt-für-Schritt-Verfahren
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Vorbereitung der Teststämme
Lyophilisierte Stämme auf geeigneten Nährmedien aktivieren (TSA für Bakterien, SDA für Pilze). 2–3 Passagen durchführen. Suspension mit einer Dichte von 10⁷–10⁸ KBE/mL herstellen.
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Standardisierung des Inokulums
Dichte der Suspension auf McFarland 0,5 (ca. 10⁸ KBE/mL) einstellen oder mit dem Densitometer messen. Auf 10⁶–10⁷ KBE/mL verdünnen.
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Beimpfung der Produktproben
Je 20–30 g Produkt in sterile Gefäße einwiegen (getrennt für jeden Stamm). Inokulum in einem Volumen <1 % der Probenmasse zugeben. Gründlich mischen. Konzentration von 10⁵–10⁶ KBE/g erreichen.
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Bestätigung der Ausgangskonzentration (T₀)
Unmittelbar nach der Beimpfung 1 g Probe entnehmen. Im Neutralisationsmittel verdünnen. Auf TSA/SDA ausimpfen. Kolonien nach der Bebrütung zählen — N₀ bestätigen.
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Bebrütung der Proben
Beimpfte Proben 28 Tage bei 20–25 °C im Dunkeln lagern. Nicht ohne Notwendigkeit öffnen.
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Probenahme am Tag 7
1 g Probe entnehmen (Bakterien + Hefen). Im Neutralisationsmittel (Dey-Engley-Bouillon) verdünnen. Verdünnungsreihe (10⁻¹ bis 10⁻⁵) herstellen. Auf TSA/SDA ausimpfen. Bebrüten.
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Probenahme am Tag 14
Verfahren vom Tag 7 für alle fünf Stämme wiederholen (Bakterien, Hefen und Schimmelpilze). Ausimpfen, bebrüten, ablesen.
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Probenahme am Tag 28
Letzter Messpunkt. Entnehmen, verdünnen, ausimpfen, bebrüten. Kolonien für alle Stämme ablesen und zählen.
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Berechnung der logarithmischen Reduktion
Für jeden Stamm und jeden Zeitpunkt berechnen: log R = log₁₀(N₀) − log₁₀(Nₜ). Ergebnisse mit den Kriterien der Profile A und B der Norm ISO 11930 vergleichen.
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Bewertung der Ergebnisse
Profil A (bevorzugt): Bakterien ≥3 log Reduktion bis Tag 7, kein Wachstum bis Tag 28; Hefen ≥1 log (Tag 7), kein Wachstum (Tag 28); Schimmelpilze — kein Wachstum (Tag 14, 28). Profil B (akzeptabel): mildere Kriterien.
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Bericht und Dokumentation
Bericht erstellen mit: Produktidentifikation, Teststämmen, Ergebnissen (Tabellen KBE/g und log R), Bewertung nach Profil A/B, Schlussfolgerung zur Wirksamkeit des Konservierungsschutzes. Als Teil der PIF archivieren.
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| Sicherheitswerkbank Klasse II | Thermo Fisher MSC-Advantage, Esco Labculture, FASTER BH-EN | 25 000–60 000 PLN |
| Brutschrank 20–25 °C (mit Kühlung) | Memmert IPP110, Binder KB240, POL-EKO ST 500 | 10 000–25 000 PLN |
| Brutschrank 30–35 °C | Memmert IN110, Binder BD115 | 8 000–20 000 PLN |
| Autoklav | Tuttnauer 3870ELV, Systec VX-75 | 20 000–60 000 PLN |
| Wasserbad 45–50 °C | Memmert WNB 22, GFL 1012, zum Temperieren der Nährmedien | 3 000–8 000 PLN |
| Vortex-Mischer | IKA Vortex 3, Heidolph Reax top | 1 500–4 000 PLN |
| Koloniezähler | Interscience Scan 300, IUL Flash & Go | 5 000–20 000 PLN |
Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien
| Reagenz | CAS | Details |
|---|---|---|
| Stamm S. aureus ATCC 6538 | — | Lyophilisierter Referenzstamm, Lagerung bei -20 °C / -80 °C, höchstens 5 Passagen ab dem Referenzstamm |
| Stamm E. coli ATCC 8739 | — | Lyophilisierter Referenzstamm, Lagerung in Kryokugeln bei -80 °C |
| Stamm P. aeruginosa ATCC 9027 | — | Referenzstamm, Lagerung in Kryokugeln bei -80 °C |
| Stamm C. albicans ATCC 10231 | — | Hefe — Referenzstamm, Kultur auf SDA, 30–35 °C |
| Stamm A. brasiliensis ATCC 16404 | — | Schimmelpilz — Referenzstamm, Kultur auf PDA, 20–25 °C, Sporenernte nach 7–14 Tagen |
| Casein-Soja-Agar (TSA) | 91079-40-2 | Zur Kultivierung von Bakterien und Bestimmung der TAMC, 500 g |
| Sabouraud-Dextrose-Agar (SDA) | — | Zur Kultivierung von Hefen und Schimmelpilzen, mit Chloramphenicol 50 mg/L |
| Neutralisationslösung (Dey-Engley-Bouillon) | — | Bouillon, die ein breites Spektrum von Konservierungsmitteln neutralisiert (Parabene, Formaldehyd, QAV, Isothiazolinone) |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- Arbeit mit pathogenen Mikroorganismen (S. aureus, P. aeruginosa, E. coli) — Sicherheitswerkbank BSL-2 verpflichtend
- Nitrilhandschuhe, Schutzbrille, Laborkittel — Pflicht
- Schimmelpilz A. brasiliensis — allergisierende Sporen, Einatmen vermeiden, in der Sicherheitswerkbank arbeiten
- Alle biologischen Abfälle vor der Entsorgung autoklavieren (121 °C, 15 min, 1 atm)
- Arbeitsplatz vor und nach der Arbeit mit 70%igem Alkohol desinfizieren
- Kryokugeln mit Stämmen — im Tiefkühlschrank bei -80 °C lagern, Passagenregister führen
Häufige Fragen
Welche Norm beschreibt diese Prüfung?
Die Prüfung erfolgt nach PN-EN ISO 11930:2019/A1:2022 — „Cosmetics — Microbiology — Evaluation of the antimicrobial protection of a cosmetic product“.
Wie funktioniert diese Methode?
Die Probe des kosmetischen Mittels wird getrennt mit fünf Teststämmen beimpft: Staphylococcus aureus ATCC 6538, Escherichia coli ATCC 8739, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027, Candida albicans ATCC 10231 und Aspergillus brasiliensis ATCC 16404. Jeder Stamm wird in einer Konzentration von ca.
Wie groß sind Messbereich und Genauigkeit?
Teststämme: S. aureus ATCC 6538, E. coli ATCC 8739, P. aeruginosa ATCC 9027, C. albicans ATCC 10231, A. brasiliensis ATCC 16404; Inokulumkonzentration: 10⁵–10⁶ KBE/g Produkt; Bebrütungstemperatur: 20–25 °C; Messintervalle (Bakterien/Hefen): Tag 7, 14, 28.
Wie lange dauert die Prüfung?
Die für die einzelnen Schritte angegebenen Zeiten ergeben zusammen rund 31 Tage 6 Std. 45 Min.–33 Tage 8 Std. 45 Min. Das Verfahren umfasst 11 Schritte.
Welche Geräte werden benötigt?
Sicherheitswerkbank Klasse II, Brutschrank 20–25 °C (mit Kühlung), Brutschrank 30–35 °C, Autoklav, Wasserbad 45–50 °C, Vortex-Mischer, Koloniezähler. Richtpreis für das Kerngerät (Sicherheitswerkbank Klasse II): 25 000–60 000 PLN.
Wo wird diese Prüfung eingesetzt?
Bewertung der Wirksamkeit des Konservierungssystems neuer kosmetischer Rezepturen; Überprüfung des Konservierungsschutzes nach Formeländerungen (Austausch des Konservierungsmittels, pH-Änderung); Prüfung der mikrobiologischen Stabilität von Produkten im Rahmen der Registrierung; Dokumentation des Safety Assessment nach Verordnung 1223/2009 (PIF); Optimierung der Konservierungsmittelkonzentration (Minimierung bei erhaltener Wirksamkeit); Vergleichsprüfungen von Konservierungssystemen (herkömmlich vs. „preservative-free“); Bewertung von Produkten mit den Angaben „natural“ / „ohne Parabene“ — Bestätigung des Schutzes; Validierung von Produktionstechnologien (Heißabfüllung, aseptische Abfüllung).
Welche Sicherheitsmaßnahmen gelten?
Arbeit mit pathogenen Mikroorganismen (S. aureus, P. aeruginosa, E. coli) — Sicherheitswerkbank BSL-2 verpflichtend; Nitrilhandschuhe, Schutzbrille, Laborkittel — Pflicht; Schimmelpilz A. brasiliensis — allergisierende Sporen, Einatmen vermeiden, in der Sicherheitswerkbank arbeiten; Alle biologischen Abfälle vor der Entsorgung autoklavieren (121 °C, 15 min, 1 atm); Arbeitsplatz vor und nach der Arbeit mit 70%igem Alkohol desinfizieren; Kryokugeln mit Stämmen — im Tiefkühlschrank bei -80 °C lagern, Passagenregister führen.
Welches Labor führt diese Prüfung durch?
Die Prüfung führen nach ISO/IEC 17025 akkreditierte Labore durch. Auf LabCoda finden Sie sie über die Normnummer PN-EN ISO 11930.