Schnelltest soll Salmonellen bereits nach 8 Stunden erkennen
Eine Infektion mit Salmonellen kann für die Betroffenen sehr gefährlich werden. Fraunhofer-Forscher haben jetzt ein Verfahren entwickelt, mit dem die Bakterien in Lebensmitteln deutlich schneller nachgewiesen werden können – um ihre Verbreitung zu verhindern.
Manches sieht lecker aus und hat es doch in sich. Rohes Hackfleisch und rohe Eier sind typische Salmonellen-Träger.
Foto: panthermedia.net/BreakingTheWalls
Salmonellen sind stäbchenförmige Bakterien, die in erster Linie in tierischen Produkten vorkommen und durch Lebensmittel auf den Menschen übergehen können. Häufig verläuft die Erkrankung harmlos, doch in schweren Fällen oder für Personen mit einem geschwächten Immunsystem, wie chronisch Kranke oder sehr alte Menschen, besteht sogar Lebensgefahr. Tests auf Salmonellen sind daher ein wichtiger Bestandteil der Lebensmittelhygiene. Die herkömmlichen Verfahren sind jedoch mit einem Problem behaftet: Die Auswertung benötigt mehrere Tage. In dieser Zeit gelangen bei der industriellen Lebensmittelproduktion große Mengen in den Handel. Der neue Schnelltest des Fraunhofer-Instituts für Zelltherapie und Immunologie IZI-BB in Potsdam, Institutsteil Bioanalytik und Bioprozesse, soll hier Abhilfe schaffen.
Rohe Lebensmittel bergen ein besonders großes Salmonellen-Risiko
Eier, Geflügel oder Hackfleisch sind typische Beispiele für Lebensmittel, in denen sich die Salmonellen offensichtlich wohlfühlen. Eine kleine Unterbrechung in der Kühlkette oder eine zu lange Aufbewahrungszeit können schon ausreichen, damit sich die Bakterien so stark vermehren, dass das Immunsystem des Menschen mit ihnen zu kämpfen hat. Besonders gefährlich wird es, wenn Produkte nicht durchgegart sind – Hackfleisch und Eier werden häufig roh verzehrt. Denn Hitze vertragen Salmonellen nicht gut. Eine Infektion lässt sich aber nur sicher vermeiden, wenn die Produkte für mindestens zehn Minuten bei einer Temperatur über 70 Grad Celsius gegart wurden.
Ist das nicht der Fall und waren Bakterien im Essen, hängt es von zwei Faktoren ab, wie schwer die Infektion verläuft: von der Menge der übertragenen Salmonellen und von der körperlichen Verfassung des Betroffenen. Ist diese gut und die Bakterienzahl gering, verläuft die Erkrankung oft sogar ohne Beschwerden. Meistens kommt es jedoch zu Symptomen wie anhaltenden Durchfall, Erbrechen, Fieber und Bauchschmerzen. Sie halten einige Tage lang an, bis es dem Körper gelingt, die Bakterien zu vernichten. Anders sieht es aus, wenn die verzehrten Lebensmittel sehr stark mit Salmonellen befallen waren oder / und die Erkrankten ein geschwächtes Immunsystem haben. Dann kann eine Salmonellen-Infektion sogar tödlich verlaufen.
Umso wichtiger ist es daher, die Ausbreitung der Bakterien über die Ernährung zu unterbinden. Mit herkömmlichen mikrobiologischen Verfahren dauert es allerdings bis zu vier Tage, die Erreger nachzuweisen. So lange wartet kein Hersteller mit der Auslieferung seiner Ware. Als Folge gelangen Produkte in den Umlauf, die einerseits Salmonellen-Infektionen auslösen und andererseits die Industrie viel Geld kosten, weil teure Rückrufaktionen mit ihnen verbunden sind. Beides könnte ein schnelleres Testverfahren vermeiden.
Testverfahren von 4 Tagen auf unter 8 Stunden reduziert
Bei den herkömmlichen Verfahren nimmt schon die Anreicherung der Bakterien viel Zeit in Anspruch. Denn die Mikroben, die normalerweise nur in sehr geringen Mengen in den Lebensmitteln vorhanden sind, kommen in ein flüssiges Nährmedium, wo sie angezüchtet und vermehrt werden – vorausgesetzt, Salmonellen sind vorhanden. Durch diesen Prozess wächst die Keimzahl so stark, dass die Erreger nachgewiesen werden können. Allein das dauert etwa 18 Stunden. Es folgen jedoch weitere Schritte: selektive Anreicherung und Inkubation der Salmonellen in zusätzlichen Flüssigmedien, das strichförmige Ausstreichen einer Bakterienkultur auf Agarplatten sowie schließlich die serologischen Tests. Insgesamt dauert es daher 4 Tage, bis die Ergebnisse vorliegen.
Die Fraunhofer-Forscher haben bei Schritt eins, der Anreicherung, angesetzt und die Zeit auf vier bis sechs Stunden reduziert: „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“, erklärt 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.“
Kompaktes Testgerät wird entwickelt
All diese Schritte führen die Wissenschaftler bislang manuell durch. Deswegen sind sie jetzt dabei, ein Gerät zu entwickeln, in dem alle Abläufe automatisch erfolgen. Es soll eine Größe von ungefähr 40 mal 40 Zentimetern haben. Das Prinzip des neuen Testverfahrens lässt sich nach Angabe der Forscher übrigens auch auf andere Krankheitserreger übertragen, die mitunter in Lebensmitteln zu finden sind. Dafür müssten lediglich die Fängermoleküle am Computer mithilfe von Gendatenbanken an andere Organismen angepasst werden.
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