Schnelltest zum Nachweis von Salmonellen in Lebensmitteln

(03.02.2020) Niemand ist vor einer Infektion mit Salmonellen gefeit, besonders häufig betroffen sind jedoch Säuglinge, Kleinkinder, Senioren und Personen mit angegriffenem Immunsystem.

Bei abwehrgeschwächten Menschen kann die Magen-Darm-Erkrankung zu erheblichen Komplikationen führen. Bislang dauert es mehrere Tage, Salmonellen in Lebensmitteln nachzuweisen.

Ein neuer Schnelltest von Fraunhofer-Forscherinnen und -Forschern soll die Keime künftig bereits nach weniger als acht Stunden aufspüren.

Wässriger, anhaltender Durchfall, Erbrechen, Fieber, Bauchschmerzen – wer unter diesen Symptomen leidet, könnte von einer Salmonelleninfektion betroffen sein.

Immer wieder kommt es zu Lebensmittelvergiftungen durch Salmonellen. Rohes Fleisch ist eine häufige Infektionsquelle.; Bildquelle: Fraunhofer IZI-BB
Immer wieder kommt es zu Lebensmittelvergiftungen durch Salmonellen. Rohes Fleisch ist eine häufige Infektionsquelle.

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

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

Gefordert sind daher deutlich kürzere Nachweisverfahren. Gemeinsam mit der SELEKTIS GmbH entwickelt ein Forscherteam 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.

Die Investitionsbank des Landes Brandenburg (ILB) und des Landes Berlin (IBB) fördern das Vorhaben mit Fördergeldern des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE).

Anreicherungsprozess auf vier bis sechs Stunden reduziert

Viel Zeit wird bislang 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.

Dieser Prozess dauert 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 Salmonellen 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.

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«, erläutert Dr. Harald Peter, Wissenschaftler am Fraunhofer IZI-BB.

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

Automatisiertes System zur Probenvorbereitung und zum Erregernachweis geplant

Molekularbiologische Detektionsverfahren werden zwar bereits 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 beispielsweise 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«, beschreibt Dr. Peter die Herausforderung. Der Vorteil: Der Test lässt sich auch auf andere Lebensmittelpathogene übertragen. Hierfür müssen lediglich die Fängermoleküle am Computer mithilfe von Gendatenbanken an andere Organismen angepasst werden.



Weitere Meldungen

Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL)

Salmonellen waren 2023 häufige Ursache für Lebensmittel-Rückrufe

Bundesamt veröffentlicht Jahresstatistik 2023 zum Portal lebensmittelwarnung.de
Weiterlesen

Zoonosen-Monitoring: Weniger Campylobacter-Bakterien auf Hähnchen

Zoonosen-Monitoring: Weniger Campylobacter-Bakterien auf Hähnchen

Bei Masthähnchen sind im Jahr 2022 etwa 10 % weniger Campylobacter-Keime in sogenannten Halshautproben am Schlachthof quantitativ nachgewiesen worden als in den Vorjahren
Weiterlesen

Spezifische Anapassungen im Stoffwechsel erlauben es verschiedenen Salmonellen-​Stämmen, den Darm gemeinsam zu besiedeln.; Bildquelle: Adobe Stock

Wie Salmonellen im Darm koexistieren und Antibiotikaresistenzen austauschen

Der Darm ist ein idealer Ort für eng verwandte Bakterien, um lebenswichtige Informationen wie Antibiotikaresistenzen auszutauschen
Weiterlesen

Nachweis von Salmonellen; Bildquelle: Wiley-VCH

Nachweis von Salmonellen

Einfacher, schneller Farbtest auf Lebensmittelkontamination durch eine Nukleinsäuresonde
Weiterlesen

Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL)

Hundekauartikel und Futtermittel: Salmonellengefahr für Hundebesitzer

Das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) weist auf das Risiko einer Übertragung von Salmonellen und ggf. anderen potenziell gefährlichen Mikroorganismen beim Füttern von Hunden hin
Weiterlesen

Salmonellen überdauern die Antibiotika-Therapie in der weissen Pulpa (rot) der Milz.; Bildquelle: Biozentrum, Universität Basel

Verborgener Feind: Krankheitserreger verstecken sich im Gewebe

Antibiotika sind ein erprobtes Mittel, um Patienten bei bakteriellen Infektionen zu heilen. Einige Patienten erleiden allerdings einen Rückfall
Weiterlesen

Zoonosen-Monitoring 2020

Zoonosen-Monitoring 2020 weist gesundheitsgefährdende STEC-Bakterien nach

Im Rahmen des Zoonosen-Monitorings 2020 wurden in 13,2 % der untersuchten Proben von frischem Lammfleisch Shiga-Toxin bildende E. coli (STEC) nachgewiesen
Weiterlesen

 Europäisches Schnellwarnsystem RASFF

Salmonellen in Hundekauartikeln – eine Gefahr auch für Tierbesitzer

Jährliche Auswertung des BVL zu den Meldungen des Europäischen Schnellwarnsystems RASFF
Weiterlesen


Wissenschaft


Universitäten


Neuerscheinungen