Untersuchungen zum Vorkommen und zur Tenazität von Cronobacter spp.

Abstract

In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass mittels geeigneter Nachweismethoden Cronobacter in 6,1 % (3/49) der Proben pulverförmiger Säuglingsanfangsnahrung nachweisbar ist. Die mit MPN-Verfahren (most probable number) festgestellte Verkeimung liegt im Bereich 10-3 KBE/g. Die Untersuchung von Verfolgsproben erbrachte Hinweise auf Kontaminationen durch eingesetzte Rohstoffe, Rekontaminationen innerhalb von Produktionslinien und Clusterbildung von Cronobacter in den Produkten. Bei der Untersuchung von in Frage kommenden Rohstoffen für die Produktion von pulverförmiger Säuglingsanfangsnahrung wurden besonders in Stärke und Lecithin Verkeimungen mit Cronobacter nachgewiesen, dabei wurden auch höhere Keimgehalte als in den Produkten gefunden (bis zu 0,75 KBE/g). Besonders betroffen waren dabei Mais- und Reisstärke. Die positiven Nachweise von Cronobacter gehören zu 88,9 % der Art C. sakazakii an. Durch die Markierung von Cronobacter mit GFPUV (mit UV-Licht angeregtes grünes fluoreszierendes Protein) konnte gezeigt werden, dass der Keim in der Lage ist, Wurzeln von Maiskeimlingen zu besiedeln. Im Bereich des Xylems, der Tracheiden, der Endodermis und der Rhizo- und Exodermis ist in den Interzellularen Cronobacter nachzuweisen. Ein Eintrag von Kontaminationen über Rohstoffe (hier Maisstärke) ist damit sehr wahrscheinlich. Mittels multipler linearer Regression konnte für C. sakazakii, E. cloaceae und P. agglomerans ein Modell zur Vorhersage der Absterberate unter Einbeziehung aller gemessenen physikalischen Parameter Zeit, Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit innerhalb der untersuchten Grenzen (0 - 55 Wochen; 20 – 50 °C; 20 – 90 % rel. Luftfeuchtigkeit) erstellt werden. Die wichtigsten Einflussgrößen stellen die Zeit und die Temperatur dar. C. sakazakii erweist sich gegenüber P. agglomerans und E. cloaceae, die die hauptsächliche Begleitflora von Cronobacter spp. in pulverförmiger Säuglingsanfangsnahrung darstellen, signifikant überlegen in der Trockenanpassung. Einige Stämme von C. sakazakii überleben den Versuchszeit¬raum von einem Jahr. Die aus pulverförmiger Säuglingsanfangsnahrung isolierten Stämme der genannten drei Arten erweisen sich hinsichtlich ihrer Tenazität gegenüber klinischen Isolaten signifikant überlegen. Der Zusatz von pulverförmiger Säuglingsanfangsnahrung zur Trocknung erhöht die Überlebensdauer aller eingesetzten Stämme signifikant.

In this paper it could be shown that, by using suitable methods, Cronobacter is detectable in 6,1 % (3/49) of the powdered infant formula (PIF) samples. Using the MPN technique (most probable number) the examined Cronobacter contaminations were within the range of 10-3 cfu/g. Testing follow-up specimens provided an indication of contamination by raw materials, recontaminations within production lines and clustering of Cronobacter in PIF. The investigation of raw materials, which are used for the production of PIF, showed, that especially corn starch, rice starch and soy lecithine were contaminated by Cronobacter. The bacterial content was higher than in PIF (up to 0,75 cfu/g). The majority of the detected Cronobacter strains belonged to Cronobacter sakazakii (88,9 %). Enterobacter cloaceae and Pantoea agglomerans were the most frequently found Enterobacteriaceae strains which came along with Cronobacter spp. contaminations. Cronobacter was marked with GFPUV (UV activated green fluorescent protein). The marked strains could be detected in the areas of xylem, tracheids, endodermis and rhizodermis inside the roots of corn seedlings. Therefore the contamination of PIF by raw materials (corn starch) is highly possible. By using a mathematical calculation based on multiple linear regression a prediction of the survival periods of Cronobacter sakazakii, Enterobacter cloaceae and Pantoea agglomerans could be developed, taking time (up to 55 weeks), temperature (20 – 50 °C) and relative humidity (20 – 90 %) into account. Time and temperature were the most important influencing variables. Compared to Enterobacter cloaceae and Pantoea agglomerans Cronobacter sakazakii showed a significant superior ability to survive dry stress. Some strains of Cronobacter sakazakii survived the testing period of 55 weeks. In addition strains of Cronobacter sakazakii isolated from PIF showed a significant superior ability to survive dry stress compared to strains isolated from hospitalized patients. The supplement of PIF to the dry experiment increased the survival time of all examined strains significantly.