Wie entwickelt Listeria eine antimikrobielle Resistenz in Lebensmitteln?

Ein Forschungsprojekt der Surrey-Gruppe BioProChem zeigt entscheidende Erkenntnisse über das Wachstum der Listerien in Lebensmitteln – insbesondere bei der Anwendung neuartiger, milderer Verarbeitungstechniken -, die Auswirkungen auf die Lebensmittelindustrie haben könnten.

Die von der BioProChem-Gruppe innerhalb der Abteilung Chemie und Verfahrenstechnik geleitete Forschung wurde im Juli 2018 im International Journal of Food Microbiology veröffentlicht. Die Forschung wurde in Zusammenarbeit mit der Surrey’s School of Biosciences and Medicine und der KU Leuven in Belgien durchgeführt.

Im Rahmen des Projekts haben die Forscher Lebensmittel umgestaltet, damit sie gründlich untersuchen können, wie Bakterien in einer streng kontrollierten chemischen und strukturellen Umgebung antimikrobielle Resistenzen entwickeln – und insbesondere, wie Listeria auf Nisin (ein natürliches antimikrobielles Mittel, das aus Milchsäurebakterien in Milchprodukten hergestellt wird) und auf Wärme in einer solchen kontrollierten Umgebung reagiert. Sie fanden heraus, dass in Lebensmittelmodellen, die sowohl Proteine als auch Polysaccharide (eine Art Kohlenhydrate) enthalten, die Bakterien ausschließlich auf dem Protein wachsen, was darauf hindeutet, dass Listerien einen Mechanismus haben, der darüber entscheidet, wo das Wachstum stattfinden wird.

Die Forschung könnte nützliche Informationen für Lebensmittelverarbeiter liefern, da die Resistenz gegen antimikrobielle Mittel eine immer größere Herausforderung wird. Wenn Zellen einer leicht belastenden Umgebung ausgesetzt sind – wie z.B. einem allmählichen Temperaturanstieg – entwickeln sie nicht nur eine Resistenz gegen diesen speziellen Faktor, sondern auch gegen andere, und zwar über einen Mechanismus, der als „Kreuzschutz“ bezeichnet wird. Infolgedessen wird bis 2050 geschätzt, dass mehr Menschen an bakteriellen Infektionen sterben werden als an Krebs.

Gleichzeitig werden jedoch konventionelle Sterilisationstechniken aufgegeben, weil die Verbraucher Lebensmittel verlangen, die einer minimalen Verarbeitung unterliegen und einen hohen Nährwert sowie sensorische Eigenschaften aufweisen, die bei der Sterilisation verloren gehen. Lebensmittelhersteller prüfen daher Alternativen wie die Verarbeitung mit natürlichen antimikrobiellen Verbindungen, Ultraschallbehandlung, hydrostatischer Druck oder mildere Wärmebehandlung.

Dr. Eirini Velliou, der das aktuelle Projekt in Surrey geleitet hat, erklärt: „Unsere Forschung könnte es den Herstellern ermöglichen, Produkte und Verarbeitungstechniken besser auf sie zuzuschneiden. Langfristiges Ziel ist es, die Sicherheit vom Erzeuger bis zum Verbraucher zu gewährleisten und herauszufinden, wie Bakterien aufgrund der spezifischen chemischen und strukturellen Eigenschaften eines Lebensmittels in der gesamten Nahrungskette Resistenzen entwickeln können“.

Das Forschungspapier „Modellierung der mikrobiellen Dynamik und antimikrobiellen Resistenzentwicklung von Listerien in viskoelastischen Lebensmittelmodellsystemen verschiedener struktureller Komplexitäten“ wurde im Juli 2018 im International Journal of Food Microbiology veröffentlicht.

Mehr Informationen:
Katherine M. Costello et al. Modellierung der mikrobiellen Dynamik und antimikrobiellen Resistenzentwicklung von Listeria in viskoelastischen Lebensmittelmodellsystemen verschiedener struktureller Komplexitäten, International Journal of Food Microbiology (2018). DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2018.07.011

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