Neue schnelle PCR-Methode weist Salmonellen in Lebensmitteln innerhalb weniger Stunden nach

Eine neue Strategie zur Erkennung noch am selben Tag zeigt, wie einfache, kostengünstige Laborschritte Salmonellen in Fleisch, Gemüse und Milchprodukten viel schneller aufdecken können als herkömmliche Methoden. Dies könnte ein wirksames Instrument sein, um zu verhindern, dass kontaminierte Lebensmittel jemals den Verbraucher erreichen.

Eine aktuelle Studie veröffentlicht in Grenzen in der Mikrobiologie beschreibt eine schnelle, kostengünstige, auf Echtzeit-PCR basierende Schnelldurchsatzmethode zur schnellen und frühzeitigen Erkennung von Salmonellenkontaminationen in verschiedenen Lebensmitteln unter Verwendung mehrerer Protokollkombinationen.

Was sind Salmonellen?

Über die Hälfte aller lebensmittelbedingten Krankheiten weltweit werden durch lebensmittelbedingte Krankheitserreger, insbesondere Salmonellen, verursacht. Jedes Jahr, Salmonellen Die Infektion verursacht Hunderttausende Todesfälle und infiziert allein in Europa 18 Menschen pro 100.000 Einwohner.

Salmonella enterica und Salmonella bongori sind die beiden primären Salmonella-Arten, die weiter in sechs Unterarten und über 2.600 Serotypen charakterisiert werden können, von denen die meisten Infektionen sowohl bei Tieren als auch beim Menschen verursachen. Der Verzehr von kontaminiertem Fleisch oder der Kontakt mit infizierten Tieren sind die Hauptursachen für die Ansteckung von Menschen mit Salmonellen.

Salmonellen befallen pflanzliche, tierische und fischbasierte Lebensmittel; Allerdings sind Eier und Eiprodukte die häufigsten Infektionsquellen beim Menschen. Auch Schweinefleisch, Backwaren, Milchprodukte und Gemüse sind an Salmonellose beteiligt.

Salmonellen erkennen

Die Isolierung von Salmonellen erfolgt typischerweise mithilfe analytischer Referenzmethoden, die zwar zeitintensiv sind, aber einen empfindlichen und zuverlässigen Nachweis von Krankheitserregern ermöglichen. Die internationale Standardmethode zum Nachweis von Salmonellen umfasst die Verwendung verschiedener Agarmedien nach einer Voranreicherungsbehandlung, die das Wachstum des Erregers für die anschließende Analyse ermöglicht. Dies ist jedoch ein zeitaufwändiger Prozess, der erst nach fünf Tagen zu endgültigen Ergebnissen führt.

Im Falle eines möglichen Salmonellenausbruchs ist es entscheidend, die Infektionsquelle schnell zu identifizieren und die weitere Verbreitung kontaminierter Lebensmittel zu verhindern. Um die Aktualität des Nachweises von Salmonellen zu beschleunigen, wurden die Polymerase-Kettenreaktion (PCR)-Diagnostik und andere molekularbasierte Methoden entwickelt; Viele dieser Tests sind jedoch technisch anspruchsvoll und ähnlich zeitaufwändig.

Evaluierung von Schnell-PCR-Optionen für verschiedene Lebensmittelarten

Die Forscher der aktuellen Studie entwickelten eine äußerst vielseitige qualitative Echtzeit-PCR-Methode zum schnellen Nachweis von Salmonellen in verschiedenen Lebensmittelmatrizen innerhalb von sieben Stunden. Anstatt sich auf einen einzigen diagnostischen Arbeitsablauf zu verlassen, wurden in der Studie mehrere Kombinationen von DNA-Extraktionsmethoden, Anreicherungsbrühen und Inkubationsbedingungen bewertet. Um die Empfindlichkeit dieser Methode zu bestätigen, kontaminierten die Forscher Blattgemüse, Hackfleisch, Wasserbüffel-Mozzarella-Käse und Muscheln, die in verschiedenen Supermärkten in ganz Kampanien, Italien, gekauft wurden.

Alle Proben wurden einer DNA-Extraktion mit lösungsmittelfreien, nicht kommerziellen Methoden unterzogen, um sicherzustellen, dass nur kostengünstige und einfache Methoden in die Analyse einbezogen wurden.

Die Erkennung variiert je nach Bedingungen

Die Kombination von Chelex-100 für die DNA-Extraktion mit vorgewärmter Anreicherungsbrühe mit gepuffertem Peptonwasser (BPW) und einer Inkubation über Nacht bei 41,5 °C ermöglichte den erfolgreichen Nachweis von Salmonellen innerhalb von vier Stunden in Hackfleisch, Mozzarella-Käse und Muscheln. Bei Blattgemüse war jedoch nach vier Stunden bei geringer Kontamination kein Nachweis mehr zu verzeichnen.

In Hackfleisch wurde der Salmonellennachweis acht Stunden nach Beginn der Inkubation bei der niedrigsten Kontaminationsstufe beobachtet, wobei Proben, die der höchsten Salmonellenkonzentration ausgesetzt waren, sechs Stunden lang positiv waren. Bei Mozzarella-Käse betrugen die entsprechenden Nachweiszeiten sechs bzw. vier Stunden. Die Zugabe von Zusätzen zur Anreicherungsbrühe führte nicht zu einem signifikanten Unterschied in der Nachweiszeit oder der Salmonellenkonzentration.

Frühere Studien haben gezeigt, dass Chelex-100 qualitativ hochwertigere DNA produziert, was möglicherweise zur überlegenen Zuverlässigkeit und Leistung dieser Methode beiträgt. Die Kombination von Koch- und Chelex-100-Methoden für routinemäßige bakteriologische Tests ist im Vergleich zu komplexen und teuren Extraktionskits auch kostengünstiger.

Wichtig ist, dass größere Probenvolumina der Lebensmittelmatrix die Nachweiszeit nicht veränderten, was darauf hindeutet, dass die Extraktionseffizienz nicht vom Probenvolumen abhängt. Daher ist diese neuartige Salmonellen-Nachweisstrategie mit geringeren Anforderungen an das Reagenzvolumen, kürzeren Verarbeitungszeiten und verkürzten Testzeiten verbunden, ohne dass die Genauigkeit oder Empfindlichkeit der Ergebnisse beeinträchtigt wird.

Der schnelle Workflow bietet ein vielversprechendes Tool zur Erkennung am selben Tag

Die aktuelle Studie beschreibt eine schnelle Strategie, die mehrere Ansätze zur Vorerkennung mit molekularen Tests kombiniert, um eine kostengünstige Alternative zu herkömmlichen, teuren und oft zeitaufwändigen Salmonellen-Analysemethoden zu bieten, obwohl diese Methode noch nicht vollständig automatisiert ist. Die weit verbreitete Anwendung dieses Ansatzes bietet das Potenzial, Aufsichtsbehörden und Lebensmittelunternehmen bei der wirksamen Überwachung der bakteriologischen Qualität von Lebensmittelprodukten zu unterstützen.

Diese Methode könnte ein innovatives Instrument zur Verbesserung der Beurteilung von Epidemieausbrüchen darstellen und nicht nur die Lebensmittelsicherheit, sondern auch eine schnelle Diagnose in Notfällen gewährleisten.

Dennoch sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die Zuverlässigkeit dieser Ergebnisse bei sehr geringen Kontaminationsniveaus und bei anderen Lebensmitteln zu bestätigen.

Quellen: