Genuss und Gefahr aus Küche und Keller: Mikrobiologie der Lebensmittel - PD Dr. Markus Schuppler Institut für Lebensmittel, Ernährung und ...

 
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Genuss und Gefahr aus Küche und Keller: Mikrobiologie der Lebensmittel - PD Dr. Markus Schuppler Institut für Lebensmittel, Ernährung und ...
Genuss und Gefahr aus Küche und Keller:
    Mikrobiologie der Lebensmittel
                 PD Dr. Markus Schuppler
    Institut für Lebensmittel, Ernährung und Gesundheit
                         ETH Zürich
Genuss und Gefahr aus Küche und Keller: Mikrobiologie der Lebensmittel - PD Dr. Markus Schuppler Institut für Lebensmittel, Ernährung und ...
Organigramm

              «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Genuss und Gefahr aus Küche und Keller: Mikrobiologie der Lebensmittel - PD Dr. Markus Schuppler Institut für Lebensmittel, Ernährung und ...
Mikroorganismen in Lebensmitteln

Produktions &          Verderber        Pathogene &
Fermentations         und Fäulnis-     Toxinbildende
 Organismen             Erreger           Erreger

Saccharomyces            Botrytis         Listeria
  cerevisiae             cinerea       monocytogenes
                                             «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Genuss und Gefahr aus Küche und Keller: Mikrobiologie der Lebensmittel - PD Dr. Markus Schuppler Institut für Lebensmittel, Ernährung und ...
Herstellung von Lebensmitteln mit Mikroorganismen
Weiss- & Blauschimmelkäse
Penicillium camemberti    Wachstum auf der Oberfläche       Reifung aussen > innen

Penicillium roqueforti   Wachstum im Inneren (Belüftung!)   Reifung innen > aussen

                                                                   «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Genuss und Gefahr aus Küche und Keller: Mikrobiologie der Lebensmittel - PD Dr. Markus Schuppler Institut für Lebensmittel, Ernährung und ...
Herstellung von Lebensmitteln mit Mikroorganismen
Rohschinken und "echte" Salami
Einsatz von Penicillium nalgiovense
=> Trocknung und "Schutz" der Oberfläche, Geschmacksentwicklung

                                                                  «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Genuss und Gefahr aus Küche und Keller: Mikrobiologie der Lebensmittel - PD Dr. Markus Schuppler Institut für Lebensmittel, Ernährung und ...
Alkoholische Gärung
Saccharomyces cerevisiae
(Bäckerhefe & Weinhefe)

                           «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Genuss und Gefahr aus Küche und Keller: Mikrobiologie der Lebensmittel - PD Dr. Markus Schuppler Institut für Lebensmittel, Ernährung und ...
Weinfehler
                              Sensorische Beschreibung:

                              medizinal, animal
                              Pferdeschweiss
                              Kuhmist (trocken)
                              Schweisssocken
                              nasses Leder
                              Heftpflaster
Brettanomyces spp.            würzig, metallisch

Brettanomyces Fehlton wird
                              manchmal auch: Affenscheisse
begünstigt durch Restzucker
und Alkohol über 14% Vol.
                                                   «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Genuss und Gefahr aus Küche und Keller: Mikrobiologie der Lebensmittel - PD Dr. Markus Schuppler Institut für Lebensmittel, Ernährung und ...
Weinfehler

                                   „Parker bevorzugt kräftige,
                                   dunkelrote, fast schwarze,
                                   ölige Bordeaux mit hohem
                                   Gehalt an Tanninen.
                                   In seinen Kommentaren lobt er
                                   schon mal einen Wein, weil der
                                   Geschmack von Ketchup und
                                   Barbecue-Gewürzen im
                                   Bouquet anklinge.
                                   Für amerikanische Wein-
                                   liebhaber ein Kompliment,
                                   für Franzosen ein Graus.“

                                   Quelle SPIEGEL ONLINE:
   „Ein bisschen Brett ist nett“   Robert Parker
                                   Herausgeber des Wine Spectators

                                                        «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Genuss und Gefahr aus Küche und Keller: Mikrobiologie der Lebensmittel - PD Dr. Markus Schuppler Institut für Lebensmittel, Ernährung und ...
Edelfäule beim Wein durch Befall mit Botrytis cinerea

                                   • Zellen der Beerenhaut sterben ab

                                   • Wasser wird abgegeben

                                   • Traubensaft wird konzentriert

                                   • Zucker nimmt zu und Säure ab

 Botrytis cinerea (Grauschimmel)

                                                          «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
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Verderb von Lebensmitteln durch Schimmel

                                      «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Verderb von Lebensmitteln durch Bakterien
Weichfäule bei Gemüse und Obst durch Pectobacterium carotovorum
                                       (Erwinia carotovora)

       Melone                        Kohl, Salat, Kartoffeln

                                                               «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Verderb von Lebensmitteln durch Bakterien
                          Anzahl Bakterien pro cm2

            frisch          leichter Geruch    stärkerer Geruch   Zersetzung
                                                Schleimbildung
Oberfläche von frischem Fleisch:
Enterobakterien,
Mikrokokken,
fäkale Streptokokken,
Pseudomonaden,
Laktobazillen,
aerobe Sporenbildner
Kühlung führt zu einer speziellen
“Kühlhausflora“

                                                                  «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
«VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
«VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
«VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Gesundheitliche Gefährdung durch den Verzehr von Lebensmitteln

Fremdstoffe            Pflanzengifte     Mykotoxine Mikroorganismen Parasiten

Zusatzstoffe           Alkaloide         Aspergillus                                 Nematoden
Rückstände             Glykoside         Penicillium                                 Zestoden
Umweltchemikalien      Peptide           Fusarium
Farbstoffe             Allergene
Konservierungsstoffe   Solanin
Weichmacher            Lektine
Desinfektionsmittel
Nitrite
N-Nitrosoverb.         Pilzgifte         Intoxikationen   (Toxi)-Infektionen          Infektionen
Amine
Amide                  Muscarin
                       Phalloidin        Clostridium        Salmonella                S. typhi
Toxische Metalle
                                         B. cereus          Shigella                  M. tuberculosis
PAK
                                         S. aureus          E. coli                   Listeria
halogeniert KW
Radionuklide           Fischgifte                           Vibrio                    Brucella
                                                            C. perfringens            Campylobacter
                       Scombrotoxismus                      B. cereus                 Yersinia
                       Ichthyotoxismus                                                Viren
                       Mytilotoxismus                                                 Protozoen

                                                                             «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Krankheitserreger in Lebensmitteln: Bakterien

Salmonella Enterica        Listeria     Staphylococcus aureus
Campylobacter sp.       monocytogenes   Bacillus cereus
Escherichia coli EHEC                   Clostridium botulinum

    Toxiinfektionen       Infektionen           Toxine

                                                 «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
«VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Zusammenfassung Zoonose Report der EU von 2011

Source:   EFSA, (European Food Safety Authority), ECDC (European Centre for Disease Prevention and Control), 2013.
          The European Union Summary Report on Trends and Sources of Zoonoses, Zoonotic Agents and Food-borne Outbreaks in 2011;
          EFSA Journal 2013;11(4):3129, 250 pp. doi:10.2903/j.efsa.2013.3129.

                                                                                                                          «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Listeriose
Häufigkeit der Listeriose: ca. 40-60 (gemeldete) Fälle pro Jahr in CH
Tendenz: leicht steigend
Letalitätsrate: ca. 25-40 % (d.h. 15-20 Todesfälle pro Jahr in CH)
Gefährdete Personen: YOPIs: Young, Old, Pregnant, Immunocompromised

                                                                     «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Listeriose
Häufigkeit der Listeriose: ca. 40-60 (gemeldete) Fälle pro Jahr in CH
Tendenz: leicht steigend
Letalitätsrate: ca. 25-40 % (d.h. 15-20 Todesfälle pro Jahr in CH)
Gefährdete Personen: YOPIs: Young, Old, Pregnant, Immunocompromised

                                                                     «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Listeriose
Häufigkeit der Listeriose: ca. 40-60 (gemeldete) Fälle pro Jahr in CH
Tendenz: leicht steigend
Letalitätsrate: ca. 25-40 % (d.h. 15-20 Todesfälle pro Jahr in CH)
Gefährdete Personen: YOPIs: Young, Old, Pregnant, Immunocompromised

                                                                     «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Listeria monocytogenes
Gram-positive, nicht-sporenbildende Stäbchen, peritrich begeisselt
Wachstum: aerob, auch fakultativ anaerob; pH-Wert 5,0 - 9,5; aw- Wert
bis 0,92; bis etwa 10% NaCl); Temperatur 1°C - 45 °C => psychrotroph

Ø kann sich in kühlgelagerten Lebensmitteln (4 - 8°C) gut vermehren

                                                                «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Kontaminations-
routen für Listerien

Problem:
Listerien sind
ubiquitär in der
Natur verbreitet

                       Krämer / Prange: Lebensmittel-Mikrobiologie 7. Auflage, utb 1421

                                                                         «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
«VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Listeriose-Ausbrüche weltweit seit 2008

                      Foods 2018, 7(6), 85; https://doi.org/10.3390/foods7060085
                                                            «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Krankheitserreger in Lebensmitteln:     Bakterien

Salmonella Enterica        Listeria     Staphylococcus aureus
Campylobacter sp.       monocytogenes   Bacillus cereus
Escherichia coli EHEC                   Clostridium botulinum

    Toxiinfektionen       Infektionen           Toxine

                                                 «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Samonellen
Ø Hohe Tenazität
Ø Sehr hohe Infektionsdosis (mind. 104-105 Keime pro g Lebensmittel)
Ø meist Vermehrung im Lebensmittel nötig
Ø Dauerausscheider

Campylobacter
Ø Geringe Tenazität
Ø Sehr niedrige Infektionsdosis (nur 100 – 500 Keime)
Ø Keine Vermehrung im Lebensmittel
Ø Keine Dauerausscheider

                                                             «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Samonellen und Campylobacter

Salmonella Enterica
Campylobacter sp.
Escherichia coli EHEC

   Toxiinfektionen
                             Campylobacter in der Schweiz - Risikofaktoren und Massnahmen zum Umgang mit der Problematik
                             Eidgenössisches Departement des Innern EDI, Bundesamt für Gesundheit BAG

                                                                                         «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
«VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Campylobacter

Campylobacter in der Schweiz - Risikofaktoren und Massnahmen zum Umgang mit der Problematik
Eidgenössisches Departement des Innern EDI, Bundesamt für Gesundheit BAG

                                                                                              «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Campylobacter

Salmonella Enterica
Campylobacter sp.
Escherichia coli EHEC

   Toxiinfektionen

                        «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Campylobacter

Salmonella Enterica
Campylobacter sp.
Escherichia coli EHEC

   Toxiinfektionen

                        «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Campylobacter

Salmonella Enterica
Campylobacter sp.
Escherichia coli EHEC

   Toxiinfektionen

                        «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
UNINVITED GUESTS
AT THE TABLE –
A CONSUMER
INTERVENTION
FOR SAFE
POULTRY PREPARATION

Bearth A.,
Cousin M. E.,
and Siegrist M.
(2013)

Journal of Food Safety,
33 (4) :394–404 .

                          «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
UNINVITED GUESTS
AT THE TABLE –
A CONSUMER
INTERVENTION
FOR SAFE
POULTRY PREPARATION

Bearth A.,
Cousin M. E.,
and Siegrist M.
(2013)

Journal of Food Safety,
33 (4) :394–404 .

                          «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Campylobacter

Campylobacter in der Schweiz - Risikofaktoren und Massnahmen zum Umgang mit der Problematik
Eidgenössisches Departement des Innern EDI, Bundesamt für Gesundheit BAG

                                                                                              «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
«VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Campylobacter

                «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Enterohämorrhagische Escherichia coli (EHEC, STEC)

Prototyp: E. coli Serovar O157:H7
Vorkommen: Rindfleisch, Rohmilch, pflanzliche LM (Salate, Spinat, Sprossen)

                          Oberflächenwasser

                              Abwasser              Kulturpflanzen

               Fäzes
                                                     Vegetarische
                                                     Lebensmittel

   Nutztiere
                                                       Mensch                      Mensch
   (Rind, Schaf, Ziege)

                                                                «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Krankheitserreger in Lebensmitteln:     Bakterien

Salmonella Enterica        Listeria     Staphylococcus aureus
Campylobacter sp.       monocytogenes   Bacillus cereus
Escherichia coli EHEC                   Clostridium botulinum

    Toxiinfektionen       Infektionen           Toxine

                                                 «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Staphylococcus aureus

Übertragung auf LM in der Regel durch mangelnde Personalhygiene

                                        Krämer / Prange: Lebensmittel-Mikrobiologie 7. Auflage, utb 1421

                                                                      «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Staphylococcus aureus

Mensch                     Lebensmittel
                           Vermehrung:         Mensch
Geräte &                     >106/g
Geschirr                   Toxinbildung!   «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Bacillus cereus
Vorkommen in Erde, Staub, Wasser, und Pflanzen
Taxonomisch in einer Gruppe mit B. thuringiensis und B. anthracis
Wachstum: fakultativ anaerobe; pH-Wert: > 4,5; aw-Wert: > 0,93
          Temp: 5° - 48°C (psychrotrophe Stämme bei 3°-7°C)

Übertragung auf LM:
häufig
Getreideprodukte (Cerealien),
Gewürze => Fleisch, Geflügel
2 unterschiedliche Toxine:
1. Emetisches Toxin (v.a. Reisgerichte)
2. Diarrhö Toxin    (v.a. eiweissreiche LM)
                                               Krämer / Prange: Lebensmittel-Mikrobiologie 7. Auflage, utb 1421

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Bacillus cereus Toxine

                         Rückruf von 10 Millionen Dosen
                         in den USA im Dezember 2009

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Clostridium botulinum
Kerner, J.C. (1817) Vergiftung durch verdorbene Würste.
Tübinger Blätter für Naturwissenschaften und Arzneykunde 3:1–45.
Am 12. Februar 1815 kaufte ein 44jähriger, dem Branntweintrinken gewohnter Bauer
eine Leberwurst und aß diese um 8 Uhr nachts mit Widerwillen, weil sie voll Schimmel,
sauer und stinkend gewesen. Am Morgen des anderen Tages fühlte er Schwindel und
sah alles doppelt. Am 2.Tage hatte er einen beengten Atem, konnte nichts mehr
hinunterschlucken und es trat eine große Heiserkeit ein. Er ließ sich vom Chirurgen eine
Ader öffnen. Der Kranke sagte nun, er wisse, er sterbe und daran sei alleine die traurige
Wurst Schuld. Am 5. Tag sprach der Kranke bei vollem Bewusstsein nur mit größter
Anstrengung. Zog man die geschlossenen Augenlider auseinander, so erschienen die
Pupillen ganz ausgedehnt, unbeweglich und wie stier. Das Gesicht war gerötet, der
Körper gleichsam überwärmt und die Haut war trocken. Das Harnlassen war versiegt
und der Stuhlgang kam auch auf Klistiere nicht. Die Arme konnte der Kranke bewegen,
doch sagte er, sie seien ihm wie gelähmt. Er falle beim Versuche zu gehen um. Am
Nachmittag des 7. Tages erbleichte das Gesicht des Kranken. Er gab zu verstehen, dass
man beten solle, machte lebhafte, fast konvolutische Bewegungen, wurde ruhiger und –
atmete nicht mehr! 6 Tage und 19 Stunden nach Genuss der traurigen Wurst...
                                                                        «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
«VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
«VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Bakteriophagen (Phagen)

- komplex gebaute Viren die Bakterien
  infizieren
- Hochspezifisch > infizieren nur
  bestimmte Untergruppen von Bakterien!
- werden nach Infektion und Vermehrung
  in der Bakterienzelle durch Zerstörung
  der Bakterienzelle freigesetzt

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Infektion                         Multiplikation

Lyse                              Plaque Bildung
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Anwendung von Bacteriophagen zur Biokontrolle von Listerien
          1.0E+05
                        Hotdogs kontaminiert mit L. monocytogenes gelagert bei 6° C

          1.0E+04
cfu/cm2

          1.0E+03                                                        control

          1.0E+02

          1.0E+01
                                                                       plus A511

          1.0E+00
                    0         1         2          3         4           5       Tage           6
                                                                       «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Endolysine von Listeria Bakteriophagen
> die `Lizenz zum Töten` innerhalb von Sekunden
10 s                              30 s                              60 s

90 s                             120 s                              150 s

                                                                                                    10 μm

Zugabe von Ply511 Phagenendolysin (50 μg/ml) zu einer Listeria monocytogenes Kultur
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Phagenproteinhybride binden an die Oberfläche von
Listeria Zellen

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5
L
T
4
K
2
0
1
4

    Interaktion von Listeria monocytogenes mit Acanthamoeba

         Doyscher et al.,   Acanthamoeba feature a unique backpacking strategy to trap and feed on Listeria monocytogenes and other motile bacteria,
                            Environmental Microbiology 2012, 15(2):433-46. doi: 10.1111/j.1462-2920.2012.02858.x.

                                                                                                                               «VZI Symposium 2019» 31. Januar 2019
Herzlichen Dank
    für ihre
Aufmerksamkeit!

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