Kältetolerante Clostridien in Tierbeständen: Prävalenz, Pathogenität und Rolle als Verderbserreger

Mit einem Fleischkonsum von 60,5 kg pro Person und Jahr gehört Österreich in Europa und weltweit zu den Ländern mit dem höchsten pro Kopf Verbrauch von Fleisch. Die Herstellung von Fleisch verbraucht enorme Ressourcen. Daher bedeutet jeder Fleischverlust einen hohen wirtschaftlichen Verlust mit negativen Auswirkungen auf die Umwelt. Fleischerderb wird meist durch mikrobielle Kontamination verursacht. Diesem Risiko ist Fleisch auf allen Stufen der Lebensmittelkette ausgesetzt, beginnend bei der Schlachtung über Zerlegung, Verarbeitung, Verpackung, Lagerung, Transport und Verkauf bis zum Verbraucher. Der Verderbsprozess durch mesophile aerobe Keime kann durch Maßnahmen wie Vakuumverpackung und Kühllagerung verlangsamt werden. Unter diesen Bedingungen können sich jedoch bislang wenig bekannte, kältetolerante (psychrotolerante) obligate Anaerobier, wie z. B. bestimmte Clostridium spp. etablieren. Aufgrund des hierdurch gewonnenen Selektionsvorteils spielen diese Nischenkeime mittlerweile eine bedeutende Rolle als Verderbserreger.Kältetolerante Clostridium spp. (z.B. C. estertheticum, C. frigoriphilum, C. algidicarnis, und C. gasigenes) sind erst seit relativ kurzer Zeit als Verderbserreger von vakuumverpacktem frischem Fleisch bekannt. Sie befinden sich in Permafrostböden und verbreiten sich in allen Böden des gemäßigten und subtropischen Klimas. Als Kontaminationsquellen für Fleisch gelten Kot und Felle von geschlachteten Tieren. Ähnlich wie Sporen von mesophilen Sporenbildnern (z.B. C. perfringens, C. botulinum und Bacillus cereus) sind Sporen kältetoleranter Clostridien auch resistent gegen Umwelteinflüsse und Desinfektionsmittel. Der Verderb von vakuumverpacktem Fleisch durch kältetolerante Clostridien ist teilweise an der Aufblähung der Verpackung erkennbar, die sogenannte „Blown Pack Spoilage“ (BPS), verursacht durch CO2- und H2-Bildung. Der Druck in der Verpackung führt zu einem erheblichen Fleischtropfsaftverlust. Die beschriebene Problematik wurde für viele Länder, insbesondere für solche mit hoher Fleisch-Produktion und/oder -Konsum beschrieben, wie Brasilien, Irland, Neuseeland, das Vereinigte Königreich und die Vereinigten Staaten. In Deutschland sind laut eigener Studien 34 – 53 % des vakuumverpackten Fleischs mit kältetoleranten Clostridien belastet. In Österreich gibt es bisher keine Daten zum Vorkommen von kältetoleranten Clostridien in Tierbeständen, Schlacht- und Fleischverarbeitungsbetrieben und in vakuumverpacktem Fleisch und Fleischprodukten im Handel. Abgesehen von der Rolle als Verderbserreger von vakuumverpacktem frischem Fleisch wurden die Pathogenität der kältetoleranten Clostridien und ihr Potential als Verderbserreger von erhitztem Fleisch bis dato nicht untersucht. Ziele des beantragten Projekts sind daher: 1. Die Prävalenz kältetoleranter Clostridien in Rinderbeständen in Österreich festzustellen. 2. Das Pathogenitätspotential kältetoleranter Clostridien im intestinalen Zell/Organoidkulturmodell zu untersuchen. 3. Den Verderb von Sous-vide Fleisch durch kältetolerante Clostridien zu charakterisieren, und 4. Schnelle und effektive Nachweismethoden für kältetolerante Clostridien in Lebensmitteln zu etablieren, um den Verderb von Fleisch und Fleischprodukten durch diese Bakterien zu vermeiden.

Bios: Forschungsprojekte zur Unterstützung der Umsetzung der SDGs in der österreichischen Landwirtschaft 2022

Klinisches Zentrum für Wiederkäuer- und Kamelidenmedizin
Zentrum für Biologische Wissenschaften
Zentrum für Lebensmittelwissenschaften und Öffentliches Veterinärwesen
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