Mett, Eier und Co: Schnelltest zum Salmonellen-Nachweis in Lebensmitteln

Salmonellen in Lebensmitteln mit Schnelltest nachweisen

Immer wieder kommt es zu durch Salmonellen verursachte Lebensmittelvergiftungen. Vor allem bei bestimmten Risikogruppen kann es zu schweren Krankheitsverläufen kommen. Eine häufige Infektionsquelle ist rohes Fleisch wie etwa Mett. Ein neuer Schnelltest soll helfen, die Erreger innerhalb kurzer Zeit aufzuspüren.

Kein Mensch ist vor einer Infektion mit Salmonellen gefeit, besonders häufig betroffen sind jedoch Säuglinge, Kleinkinder, Senioren und Personen mit angegriffenem Immunsystem. Bislang dauert es mehrere Tage, die Erreger in Lebensmitteln nachzuweisen. Laut einer aktuellen Mitteilung soll ein neuer Schnelltest von Fraunhofer-Forscherinnen und -Forschern die Keime künftig schon nach weniger als acht Stunden aufspüren.

Schwere Krankheitsverläufe möglich

Wie das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) auf seiner Webseite erklärt, sind Salmonellen Bakterien, deren Stoffwechselprodukte beim Menschen eine akute Darmentzündung, die Salmonellose, auslösen können. Diese gehört nach Angaben des Robert-Koch-Instituts (RKI) zu den häufigsten bakteriellen Erkrankungen beim Menschen.

Symptome für eine Salmonelleninfektion können unter anderem wässriger, anhaltender Durchfall, Erbrechen, Fieber und Bauchschmerzen sein.

Laut dem BVL können die Symptome mehrere Tage anhalten. In der Regel heilt die Erkrankung zwar auch ohne ärztliche Behandlung nach wenigen Tagen aus, vor allem bei Kleinkindern und älteren Menschen kann der Durchfall aber rasch zu einer lebensgefährlichen Austrocknung des Körpers oder zu einer Allgemeininfektion des Körpers führen.

„Daher sollte in diesen Fällen unverzüglich ein Arzt aufgesucht werden“ schreiben die Fachleute.

Bakterien gelangen über infizierte Lebensmittel in den Körper

Die Bakterien gelangen durch den Verzehr von infizierten tierischen Lebensmitteln wie Eiern, Ei-Produkten wie Mayonnaise, Milch, Geflügel, Meeresfrüchten und rohem Fleisch in den Magen-Darm-Trakt und lösen die typischen Krankheitszeichen aus.

Das Problem: Der Fraunhofer-Gesellschaft zufolge dauert es bislang bis zu vier Tage, um mit klassischen mikrobiologischen Verfahren Salmonellen in tierischen Produkten nachzuweisen. Lebensmittelherstellern dauert dieser Prozess aber zu lange – sie können das Ergebnis nicht bis zur Auslieferung ihrer Ware abwarten. In der Folge kommt es immer wieder zu teuren Rückrufaktionen.

Daher sind deutlich kürzere Nachweisverfahren gefordert. Gemeinsam mit der SELEKTIS GmbH entwickelt ein Forschungsteam am Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI-BB, Institutsteil Bioanalytik und Bioprozesse in Potsdam einen Schnelltest, mit dem sich bereits nach weniger als acht Stunden ermitteln lässt, ob Lebensmittel mit Salmonellen kontaminiert sind.

Anreicherungsprozess deutlich reduziert

Bislang wird viel Zeit für die Anreicherung der Bakterien benötigt: Dabei werden Mikroben, die nur in geringen Mengen vorhanden sind, in einem flüssigen Nährmedium über Nacht angezüchtet und vermehrt, sodass für eine anschließende Detektion eine ausreichend hohe Keimzahl zur Verfügung steht.

Den Angaben zufolge dauert dieser Prozess bisher etwa 18 Stunden, drei weitere Tage sind für die selektive Anreicherung und Inkubation der Salmonellen in zusätzlichen Flüssigmedien, das strichförmige Ausstreichen einer Bakterienkultur auf Agarplatten sowie für den serologischen Test erforderlich.

Den Projektpartnern ist es bereits gelungen, den ersten langwierigen Anreicherungsprozess von 18 Stunden auf vier bis sechs Stunden zu reduzieren. Mithilfe eines innovativen Verfahrens zur Kultivierung der Keime konnte dieses Ziel erreicht werden:

„Dies ist uns gelungen, indem wir eine Schnellkultur mit für Salmonellen optimierten Wachstumsbedingungen angelegt haben. Durch eine anschließende innovative, optimierte Anreicherungsmethode können wir die Konzentration der Bakterien so erhöhen, dass wir sie anschließend schon nach wenigen Stunden mit molekularbiologischen Methoden nachweisen können“, erläutert Dr. Harald Peter, Wissenschaftler am Fraunhofer IZI-BB.

„Hierzu wird die DNA der Salmonellen vervielfältigt und anschließend automatisch detektiert. Dazu extrahieren wir die DNA der Salmonellen und vervielfältigen sie molekularbiologisch so weit, dass sie nach weiteren 30 Minuten nachgewiesen werden können. Für den Schnelltest designen wir eigens die Moleküle, die spezifisch die DNA der Salmonellen nachweisen“, so der Wissenschaftler.

Entscheidend ist es, innerhalb kurzer Zeit eine möglichst hohe Konzentration an Salmonellen-DNA für den sensitiven Nachweis zu erhalten. Mit Fluoreszenzfarbstoffen können die Forschenden die vervielfältigte DNA markieren und mithilfe von Fängermolekülen detektieren.

Test lässt sich auch auf andere Krankheitserreger übertragen

Molekularbiologische Detektionsverfahren werden zwar bereits heute in Laboren eingesetzt, jedoch noch selten in vollautomatisierter Form, und bisher nicht in der Lebensmitteldiagnostik. Um dies zu realisieren, planen Dr. Peter und sein Team ein System, das alle Abläufe, die bislang noch manuell erfolgen, wie Kultivierung, Anreicherung, molekular-biologische Vervielfältigung bis hin zur Detektion, automatisiert durchführt.

Alle erforderlichen Komponenten werden künftig in ein rund 40 mal 40 Zentimeter großes, kompaktes Gerät integriert. Mit einigen molekularbiologischen Spezialverfahren können die Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer IZI-BB zum Beispiel auf bestimmte DNA-Aufreinigungsschritte verzichten und den Prozess so deutlich vereinfachen und beschleunigen.

„Laut Lebensmittelhygiene-Verordnung darf eine Probe von 25 Gramm Fleisch nicht eine einzige Salmonelle enthalten. Der neue Schnelltest muss daher in der Lage sein, innerhalb von insgesamt sechs bis acht Stunden, also innerhalb einer Arbeitsschicht, ein einziges Bakterium nachzuweisen. Eine weitere Aufgabe ist es, die Salmonellen von anderen Mikroorganismen zu unterscheiden“, so Dr. Peter.

Der Vorteil: Den Angaben zufolge lässt sich der Test auch auf andere Lebensmittelpathogene übertragen. Hierfür müssen lediglich die Fängermoleküle am Computer mithilfe von Gendatenbanken an andere Organismen angepasst werden. (ad)