Humanpathogene und antibiotikaresistente Bakterien in Frischgemüse und Potential von Bakteriophagen zu deren Kontrolle

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1 Humanpathogene und antibiotikaresistente Bakterien in Frischgemüse und Potential von Bakteriophagen zu deren Kontrolle Charles M.A.P. Franz Max Rubner-Institut Bundesforschungsinstitut für Ernährung und Lebensmittel Institut für Mikrobiologie und Biotechnologie (MBT) Kiel

2 Top 5 pflanzliches Nahrungsmittel/Pathogen (Europa 2013) Ranking Position Erreger Nahrungsgruppe 1 st Salmonella spp. Blattgrün in rohen Salaten 2 nd Salmonella spp. Pathogene E. coli 3 rd Noroviren Salmonella spp. Shigella spp. 4 th Bacillus spp. Noroviren Salmonella spp. Pathogene E. coli Yersinia spp. 5 th Noroviren Shigella spp. Tomaten, Melonen, Zwiebel- und Stängelgemüse Frische Schoten, Hülsenfrüchte, Getreide Blattgrün in rohen Salaten Sprossen Frische Schoten, Hülsenfrüchte, Getreide Gewürze und getrocknete Kräuter Himbeeren, Zwiebel- und Stängelgemüse Himbeeren Sprossen Karotten Tomaten, Karotten Karotten EFSA Panel on Biological Hazards (BIOHAZ) Scientific opinion on the risk posed by pathogens in food of non-animal origin. Report part 1: Outbreak data analysis and risk ranking of food pathogen combinations. EFSA Journal 11(1):

3 Pathogene Bakterien in Lebensmitteln Stärkeres Bewusstsein seit der EHEC Epidemie 2011 Potentielle Gefährdung durch rohen Verzehr Weiterhin problematisch ist der Eintrag antibiotikaresistenter Bakterien

4 Ziel: Erfassung des mikrobiologischen Status von frischem Gemüse in Norddeutschland in 2015 mit besonderem Augenmerk auf: Keimbelastung Gefährdung durch pathogene Bakterien Salmonella STEC L. monocytogenes S. aureus B. cereus Gefährdung durch antibiotikaresistente, opportunistische Keime Möglichkeiten der Reduktion durch Anwendung von Bakteriophagen

5 Kulturabhängige Keimzahlbestimmungen aerobe mesophile Koloniezahl PC-Agar (25 C, h) Enterobacteriaceae VRBD-Agar (30/37 C, 24 h) Enterobacteriaceae, E. coli CCA/TBX-Agar (37 C, 24 h) Milchsäurebakterien MRS-Agar (37 C, 48 h) präsumtive Bacillus cereus PEMBA/Bacara Agar (30 C, 24 h) Staphylococcus aureus MSE/Baird Parker-Agar (37 C, 48 h) Hefen und Schimmelpilzen YGC/PDA-Agar (25 C, 72 h)

6 ..Die am häufigsten vorkommenden Bakterienarten, welche mit Krankenhausinfektionen in Verbindung stehen, sind Methicillin-resistente S. aureus, Enterococcus-Arten und Gram-negative Bakterien wie z. B. E. coli und Pseudomonas aeruginosa...darüber hinaus sind besonders antibiotikaresistente Milkroorganismen wie z.b. Acinetobacter, Enterobacter, Klebsiella (K. pneumoniae, K. oxytoca), Proteus, Pseudomonas, Serratia und Stenotrophomonas besonders besorgniserregend....diese gehören auch zum Mikrobiom von pflanzlichen Frischeprodukten. Können Bakterien (opportunistisch pathogene Vertreter) aus dem Gemüsemikrobiom zu Krankenhausinfektionen führen?

7 Bakteriophagen für die Biokontrolle von Pathogenen in Lebensmitteln Bakteriophagen bieten die Möglichkeit einer gezielten Inaktivierung einer bestimmten Bakterienspezies bzw. eines bestimmten Stammes

8 Phagencharakterisierung aufgrund ihrer Morphologie Podoviridae Siphoviridae CS-08 (E. coli O8:H9) CS-21 (E. coli O111:H-) CS-20a (E. coli O103:H2) CS-59 (Enterococcus) Kurze bzw. lange whiskers Lange bzw. sehr lange tails Myoviridae Isometrischer Kopf Kurzer bzw. verlängerter Kopf CS-01 (E. coli O91:H-) Gewebter und & gestreifter tail CS-49 (E. coli O157:H-) CS-30 (Klebsiella- ESBL) CS-51 (E. coli 4 - ESBL)

9 Neue Forschungsansätze Minimierung der Keimbelastung von pflanzlichen Frischeprodukten (UV-C Behandlungen, Bakteriophagen, Konservierungsstoffe) Untersuchungen zu Eintragswegen von Pathogenen in der Lebensmittelkette Salat (Wasser/Gülle/Gärresten aus Biogasanlagen) und Ansätze zur deren Kontrolle (s./o. und Schutzkulturen?) Untersuchungen zu Antibiotikaresistenzen und deren Übertragungswegen Isolierung und Charakterisierung von geeigneten virulenten Phagen mit entsprechendem Wirtsspektrum als Biokontrollagenzien Einsatz von Phagen als Biokontrollagenzien zur Inhibierung von Pathogenen oder antibiotikaresistenten Bakterien in Lebensmitteln (Gemüse/Milch/Milchprodukte) Anwendung von Phagen zur Reduktion von Biofilmen zur Unterstützung bzw. Verbesserung von Betriebshygienemaßnahmen