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Tierärztliche Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 07/07
Herstellung und Charakterisierung monoklonaler Antikörper zum Nachweis von Cronobacter spp

Tierärztliche Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 07/07

Play Episode Listen Later Jan 31, 2015


Cronobacter spp. sind opportunistische pathogene Erreger, die insbesondere nach der Aufnahme kontaminierter Lebensmittel schwere Infektionen mit hohen Letalitätsraten bei Neugeborenen und immungeschwächten Erwachsenen hervorrufen können. Um spezifische immunchemische Nachweisverfahren für diese Keimgruppe zu etablieren, wurden in der vorliegenden Arbeit monoklonale Antikörper (mAK) zum Nachweis von Cronobacter spp. generiert und umfassend charakterisiert. Zur Präparation der Immunogene wurden Cronobacter-Keime mit Polymyxin B behandelt und anschließend wurden Mäuse entweder mit dem durch Zentrifugation erhaltenem Zellpellet (Ghosts) oder mit dem zellfreien Überstand (Lysat) dieser Präparationen immunisiert. Beide Präparationen erwiesen sich als hoch immunogen, die nachweisbaren Titer lagen üblicherweise bei > 1:10.000. Insgesamt konnten 14 stabile Hybridomzelllinien (sieben je Ansatz) etabliert werden. Die Intra- bzw. Inter-Genus-Spezifität und Affinität der entsprechenden mAK wurde umfassend unter Verwendung von indirekten EIA-Verfahren überprüft. Für Studien zur Epitopspezifität der generierten mAK wurden Immunoblots und Immunfluoreszenz-Analysen eingesetzt. Alle mAK, die aus der Immunisierung mit Cronobacter-Ghosts resultierten, zeichneten sich durch ein sehr breites Reaktionsspektrum aus, Kreuzreaktionen wurden vorzugsweise mit Vertretern aus der Familie der Enterobacteriaceae aber auch mit anderen gramnegativen Keimen beobachtet. Für alle mAK konnten Proteine als antigene Determinanten identifiziert werden, die relativen Molekulargewichte reaktiver Proteinbanden lagen üblicherweise im Bereich von > 40 kDa. Demgegenüber zeigten sechs der sieben mAK, die aus der Immunisierung von Mäusen mit Polymyxin B generierten Lysat-Präparationen resultierten, eine hohe Affinität für die O-spezifische Seitenkette der Cronobacter-typischen Lipopolysaccharide (LPS): mAK 2G4 αL reagierte hochspezifisch mit dem C. turicensis-Stamm (MHI 21026; Serotyp O1). Im indirekten EIA war dieser Erreger bei Keimzahlen von ca. 104 KbE/ml noch nachweisbar. Für die weiteren fünf mAK, die alle spezifisch mit C. sakazakii des Serotyps O1 reagierten, wurden im indirekten EIA Nachweisgrenzen im Bereich von 105-107 KbE/ml ermittelt. Alle mAK gegen LPS gehören zum IgG-Subtyp und reagierten in der Immunfluoreszenz mit lebenden Cronobacter-Keimen.

Tierärztliche Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 05/07
Einsatz von modifizierten Rundtränken als tiergerechte Wasserversorgung für Pekingmastenten unter Praxisbedingungen und ihr Einfluss auf Tierhygiene und verschiedene Gesundheitsparameter

Tierärztliche Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 05/07

Play Episode Listen Later Jul 30, 2011


Der Ständige Ausschuss des Europäischen Übereinkommens zum Schutz von Tieren in landwirtschaftlicher Tierhaltung fordert in seinen Empfehlungen in Bezug auf Pekingenten (1999), dass Enten, sofern sie keinen Zugang zu Badewasser haben, mit solchen Wasservorrichtungen ausreichend versorgt werden müssen, die es ihnen ermöglichen, mit dem Schnabel Wasser aufzunehmen, den Kopf mit Wasser zu bedecken und sich problemlos Wasser über den Körper zu schütten. Ferner sollten sie die Möglichkeit haben, ihren Kopf unter Wasser zu tauchen. Im Rahmen dieser Studie wurde untersucht, inwieweit die Tränke AquaDuc T® (Firma Big Dutchman GmbH, Vechta) unter Praxisbedingungen die Tierhygiene und verschiedene Gesundheitsparameter von Cherry-Valley Pekingmastenten (Wichmann Geflügelproduktionsgesellschaft mbh, Wachenroth) beeinflusst. Diese Studie ergänzt die Arbeiten von HEUBACH (2007), KÜSTER (2007), KOPP (2005), MANZ (2005), NUSSER (2008) und REMY (2005), in welchen alternative Wasserversorgungsangebote für Pekingmastenten in Kleingruppen erforscht wurden. Die Untersuchungen wurden in drei Entenmastbetrieben durchgeführt, die über Mastkapazitäten zwischen 7.500 und 13.500 Tieren verfügten. Je nach Betrieb entsprach dies einer Besatzdichte von 19,9 - 20,5 kg/m2 (6,6 - 6,8 Tiere/m2). Bei allen Betrieben handelte es sich um Fensterstallungen, die das Umtriebsverfahren betrieben und Bodenhaltung auf Stroheinstreu praktizierten. Die Tränke AquaDuc T® wurde in jeder Stallung grundsätzlich auf der Gefällseite installiert, um einen bestmöglichen Wasserabfluss zu gewährleisten. In Betrieb 1 und Betrieb 3 wurden jeweils acht sich abwechselnde Kontroll- und Versuchsdurchgänge, in der Folge als Besuchsart bezeichnet, durchgeführt. In Betrieb 2 waren es aus betriebsinternen Gründen fünf. Während in den Kontrolldurchgängen die Tiere nur über Nippeltränken mit Tränkwasser versorgt wurden, standen ihnen während der Versuchsdurchgänge auch Rundtränken (ab dem 25. LT täglich für sechs Stunden mit vierstündigem Wasserzulauf) zur Verfügung. Betrieb 1 hatte im Vergleich zu den beiden anderen zusätzlich Auffangschalen unter den Nippeltränken installiert. Die Datenerhebung fand an jeweils zwei Besuchen pro Betrieb und Mastdurchgang statt, jeweils in den Zeitfenstern 28. - 32. und 35. - 39. Lebenstag. Pro Besuch wurden grundsätzlich die Staub- und Ammoniakwerte nach einem bestimmten Schema gemessen, das Wasser der verschiedener Tränkevarianten beprobt (Auffangschalen, Nippeltränken, Rundtränken) und 100 Enten, 50 auf der rundtränkenabgewandten Stallseite und 50 Enten auf der Rundtränkenseite, bonitiert. Parallel wurden Videoaufzeichnungen angefertigt und ethologisch ausgewertet (siehe HARNISCH (2012)). Die Bonitur, die im Rahmen dieser Studie ausgewertet wurde, umfasste die Parameter Paddelhyperkeratose, Paddelnekrose, Verschmutzung Augenumgebung, Augenentzündung und Ulcus corneae. Zusätzlich wurden in jedem Betrieb einmalig Probeschlachtungen für einen Versuchs- und einen Kontrollbesuch an 20 männlichen und 20 weiblichen Enten durchgeführt. Neben den Schlachtparametern wurden die Blutparameter Hämatokrit, Hämoglobin und IgY sowie die Bruchfestigkeit der Ober- und Unterschenkel ermittelt. Die Bayrische Landesanstalt für Landwirtschaft, Lehr-, Versuchs- und Fachzentrum für Geflügelhaltung Kitzingen (LfL) erhob zu jedem Mastdurchgang Produktionsparameter sowie die Lufttemperatur und -feuchte. Außerdem wurden Mistprofile erstellt. Bei der quantitativen Untersuchung der durchschnittlichen Gesamtkeimzahl und Enterobacteriaceae-Anzahl schnitt die Nippeltränke mit einer Gesamtkeimzahl von 10.950 ± 1.583 KbE/ ml (n = 226) und einer Enterobacteriaceae-Anzahl von 113 ± 30 KbE/ml (n = 187) am besten ab. Bei den Rundtränken wurden eine Gesamtkeimzahl von 3.955.864 ± 877.640 KbE/ml (n = 40) und eine Enterobacteriaceae-Anzahl von 14.763 ± 2.459 KbE/ml (n = 33) festgestellt. Das ungünstigste Ergebnis erzielten die Auffangschalen, weil sie häufig mit Futterresten, Federn und Staubpartikeln verschmutzt waren. Hier zeigten sich ein Gesamtkeimzahl von 5.174.412 ± 564.137 KbE/ml (n = 62) und Enterobacteriaceae-Anzahl von 47.301 ± 11.057 KbE/ml (n = 44). Ein signifikanter Einfluss des Zeitfensters auf die gefundene Keimzahl war nicht feststellbar. Hinsichtlich der qualitativen Untersuchung der Proben auf Salmonellen konnten aus einer Nippeltränkenprobe (n = 226), fünf Rundtränkenproben (n = 184) und neun Auffangschalenproben (n = 62) Salmonellen isoliert werden. Am häufigsten war das Serovar S. choleraesuis (zehnmal) zu finden, gefolgt von S. arizonae (dreimal) und S. kottbus (zweimal). Bei der Untersuchung von Rundtränken-Doppelproben (es wurden Proben um 10:00 Uhr während der Rundtränkenbefüllung mit frischem Wasser und regulär um 12:00 Uhr gezogen) fiel auf, dass die Wasserproben um 10:00 Uhr in der Regel niedrigere Gesamtkeimzahlen und Enterobacteriaceae-Gehalte aufwiesen als die um 12:00 Uhr gezogenen Rundtränkenproben. Die Mittelwerte (± SEM) der gemessenen Staubkonzentrationen (n= 5 Durchgänge (Betrieb 2) bzw. 8 Durchgänge (Betrieb 1 und 3)) bewegten sich betriebsunabhängig zwischen 0,53 ± 0,01 mg/m3 (Betrieb 2, Versuch, 1. Zeitfenster) und 1,08 ± 0,21 mg/m3 (Betrieb 1, Kontrolle, 1. Zeitfenster). In keinem der Betriebe konnte binnen eines Zeitfensters eine signifikante Beeinflussung der Staubwerte durch die Besuchsart festgestellt werden. Auch ein signifikanter Einfluss des Zeitfensters innerhalb der Besuchsart Kontrolle oder Versuch war nicht zu ermitteln. Die von PETERMANN (2006) genannten Staubwerte in Geflügelställen und die von ZUCKER et al. (2005) erhobenen Staubwerte in Entenställen wurden im Rahmen dieser Arbeit weder in den Kontroll- noch in den Versuchsbesuchen erreicht. Die gemessenen Ammoniakschadgaskonzentrationen (n= 5 Durchgänge (Betrieb 2) bzw. 8 Durchgänge (Betrieb 1 und 3)) betrugen betriebsunabhängig zwischen 4,33 ± 1,21 ppm (Betrieb 2, Kontrolle, 1. Zeitfenster) und 8,76 ± 0,24 ppm (Betrieb 2, Versuch, 2. Zeitfenster). Wie bei den Staubwerten konnte in keinem der Betriebe innerhalb eines Zeitfensters ein signifikanter Einfluss der Besuchsart auf die Ammoniakwerte festgestellt werden. Eine Beeinflussung der Ammoniakkonzentration der Stallluft durch den Zeitpunkt des Besuchs war ebenfalls nicht erkennbar. In den Vereinbarungen verschiedener Bundesländer über die Haltung von Pekingenten sowie in den Empfehlungen der DEUTSCHEN LANDWIRTSCHAFTS-GESELLSCHAFT E.V. heißt es, dass der Ammoniakgehalt im Tierbereich in der Stallluft unter 10 ppm liegen sollte und dauerhaft 20 ppm nicht überschreiten darf. In Bezug auf diese Forderungen gab es in keinem Betrieb Überschreitungen, weder während der Besuchsart Kontrolle noch während der Besuchsart Versuch. In den selbst durchgeführten Probeschlachtungen schnitten die Versuchstiere von Betrieb 1 und Betrieb 3 in Bezug auf ihr Lebendgewicht signifikant besser ab als die Kontrolltiere. Dieses Ergebnis wurde allerdings durch das LfL, welches die Schlachtergebnisse aller am Feldversuch beteiligten Daten auswertete, widerlegt. Das Lebendgewicht wurde durch die Tränkeform, insgesamt gesehen, nicht signifikant beeinflusst (siehe Dissertation HARNISCH (2012)). Der durchschnittliche Hämoglobingehalt der Enten dieser Untersuchungen schwankte zwischen 6,44 ± 0,09 mmol/l (Betrieb 2, Versuch) und 7,15 ± 0,07 mmol/l (Betrieb 1, Kontrolle), der Hämatokritgehalt zwischen 32,75 ± 0,40 % (Betrieb 3, Kontrolle) und 38,75 ± 0,48 % (Betrieb 2, Kontrolle). In Betrieb 1 und Betrieb 2 konnte sowohl in Bezug auf den Hämoglobin- als auch den Hämatokritgehalt ein signifikanter Unterschied, abgeleitet aus den geschätzten Randmitteln der Wechselwirkung Betrieb * Besuchsart des Regressionsmodells Hämoglobin und Hämatokrit, hinsichtlich der Kontroll- und Versuchsschlachtung festgestellt werden. In beiden Betrieben war das Ergebnis der Versuchsschlachtung signifikant geringer. Diese Werte decken sich mit den Ergebnissen von HATIPOGLU und BAGCI (1996). Von einer Hyperhydratation der Tiere kann daher nicht gesprochen werden. Die ermittelten IgY-Durchschnittswerte dieser Arbeit liegen zwischen 7,77 ± 0,74mg/ml (Betrieb 3, Kontrolle) und 12,63 ± 0,76mg/ml (Betrieb 1, Kontrolle). Hinsichtlich des IgY- Mittelwerts unterschieden sich weder die Kontrolltiere signifikant von den Versuchstieren. Es kann, wie auch in den Arbeiten von MANZ (2005) und HEUBACH (2007) festgestellt, kein nachteiliger Effekt der Rundtränken auf die IgY-Konzentrationen der Enten nachgewiesen werden. Die durchschnittliche Femurknochenlänge bewegte sich zwischen 67,48 ± 0,43 mm (Betrieb 2, Kontrolle) und 69,38 ± 0,46 mm (Betrieb 3, Versuch), die Breite zwischen 6,63 ± 0,06 mm (Betrieb 1, Versuch) und 6,99 ± 0,07 mm (Betrieb 2, Kontrolle) und die Höhe zwischen 7,98 ± 0,06 mm (Betrieb 2, Kontrolle) und 8,48 ± 0,06 mm (Betrieb 3, Versuch). Der durchschnittliche Tibiotarsus maß hingegen in der Länge zwischen 110,56 ± 0,55 mm (Betrieb 1, Kontrolle) und 112,30 ± 0,63 mm (Betrieb 1, Versuch), in der Breite zwischen 7,04 ± 0,06 mm (Betrieb 1, Kontrolle) und 7,62 ± 0,08 mm (Betrieb 2, Versuch) und in der Höhe zwischen 6,32 ± 0,05 mm (Betrieb 2, Kontrolle) und 6,73 ± 0,10 mm (Betrieb 3, Kontrolle). Bei den Größenparametern konnten in Bezug auf die Besuchsart und das Geschlecht der Tiere diverse signifikante Unterschiede festgestellt werden. Ein einheitliches Muster, aus dem allgemein gültige Schlüsse gezogen werden könnten, war nicht abzuleiten. Die gemittelte Bruchfestigkeit (± SEM) der Femura lag zwischen 230,07 ± 4,18 N (Betrieb 1, Versuch) und 235,66 ± 3,71 N (Betrieb 3, Versuch), die der Tibiotarsi zwischen 172,23 ± 4,64 N (Betrieb 1, Versuch) und 195,15 ± 4,64 N (Betrieb 2, Versuch). Die Dehnung der Femura bewegte sich zwischen 2,02 ± 0,04 mm (Betrieb 1, Kontrolle) und 2,18 ± 0,05 mm (Betrieb 3, Kontrolle), die der Tibiotarsi zwischen 3,80 ± 0,10 mm (Betrieb 2, Versuch) und 4,36 ± 0,12 mm (Betrieb 3, Versuch). In keinem der Betriebe zeigte sich hinsichtlich der Knochenbruchfestigkeit ein signifikanter Einfluss der Wechselwirkung Betrieb * Besuchsart oder Betrieb * Besuchsart * Geschlecht innerhalb des dazugehörigen Regressionsmodells in einer Konstellation, welche im Rahmen dieser Arbeit interessant wäre. Eine kontinuierliche Beeinflussung der Dehnung durch die Besuchsart oder das Geschlecht zeigte sich nicht, auch wenn in Betrieb 3 der Dehnungswert der Femura der Kontrolltiere signifikant über dem der Versuchstiere lag und in Betrieb 1 ein Einfluss des Geschlechts erkennbar war. Bei der Bonitur der Paddel konnte in jedem Betrieb – unabhängig von der Besuchsart – eine Hyperkeratose-Rate von über 80% festgestellt werden. Insgesamt war eine signifikant höhere oder niedrigere Hyperkeratose-Rate während der Versuchsbesuche nicht zu verzeichnen. Das Boniturmerkmal "Nekrose der Paddel" ist dagegen von der Besuchsart abhängig. Die Chance des Boniturmerkmals "keine Nekrose der Paddel" verringert sich in allen drei Betrieben während der Besuchsart Versuch. In Betrieb 1 und Betrieb 2 reduziert sich die Chance signifikant (Betrieb 1: p = 0,012; Betrieb 2: p < 0,001). Nach MAYNE (2005) sind die Gründe für das Auftreten von Fußballendermatitis komplex. Zu den zwei wahrscheinlichsten Ursachen zählen feuchte Einstreu und Biotinmangel. Daher ist bei der Installation der Rundtränke unbedingt darauf zu achten, dass ein guter Wasserablauf im Stall gewährleistet ist. Hier besteht weiterer Forschungsbedarf. Die Auswertung der Bonitur der Augen erfolgt zum Großteil in der Dissertation HARNISCH (2012). Bei insgesamt 8.300 Enten wurde eine betriebsunabhängige 3,9%ige Ulcus corneae-Rate festgestellt. Die Besuchsart hatte in Betrieb 2 einen signifikanten Einfluss (p = 0, 001), nicht aber in Betrieb 1 und Betrieb 3. Eventuell kann dies durch betriebsabhängige Faktoren erklärt werden und muss nicht zwingend mit der Wasserversorgung über die Rundtränke in Verbindung gebracht werden. Die deutschen Entenmäster bieten Pekingenten nur zögernd Wasservorrichtungen, wie sie in den EMPFEHLUNGEN IN BEZUG AUF PEKINGENTEN (ANAS PLATYRHYNCHOS) DES STÄNDIGEN AUSSCHUSSES DES EUROPÄISCHEN ÜBEREINKOMMENS ZUM SCHUTZ VON TIEREN IN LANDWIRTSCHAFTLICHER TIERHALTUNG (1999) gefordert werden, an. Sie nennen hierfür zum einen hygienische und zum anderen wirtschaftliche Gründe. Im Verlauf dieser Studie verbesserten sich die Hygiene- und Gesundheitsparameter oder blieben unverändert. Ausnahmen hierzu waren lediglich die signifikant höheren Keimzahlen in den Rundtränken im Vergleich zu den Nippeltränken und der Anstieg der Nekrose-Rate während der Besuchsart Versuch. Letztere kann wahrscheinlich durch ausreichende Entwässerung verbessert werden. Im Hinblick auf die Keimzahlen ist festzustellen, dass die gefundenen Gesamtkeimzahlen in Auffangschalen, welche in der Entenmast durchaus noch vorhanden sind, signifikant höher waren als in Rundtränken. Das pauschale Argument, dass der Einsatz von Rundtränken Tierhygiene und Tiergesundheit negativ beeinflusst, kann aus Sicht dieser Studie nicht bestätigt werden. Die Rundtränke AquaDuc T®, die den Enten Komfortverhalten ermöglicht, erfüllt aus Sicht der vorliegenden Ergebnisse die Voraussetzungen einer tiergerechten Wasserversorgung in der Praxis, und bietet die Möglichkeit die Empfehlungen des Ständigen Ausschusses des Europäischen Übereinkommens in Bezug auf Pekingenten hinsichtlich der Wasserversorgung umzusetzen.

Tierärztliche Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 04/07
Untersuchungen zum Vorkommen und zur Toxizität von Bacillus cereus in Gewürzen

Tierärztliche Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 04/07

Play Episode Listen Later Jul 18, 2008


B. cereus zählt zu den wichtigsten Verursachern von Qualitätsminderung und Verderb bei Lebensmitteln. Daneben wächst die Bedeutung Toxin-bildender B. cereus Stämme als Auslöser Lebensmittel-bedingter Erkrankungen, die zwei Formen einer gastrointestentinalen Erkrankung hervorrufen können: das diarrhoeische Syndrom, welches durch verschiedene Enterotoxinkomplexe (HBL, Nhe) induziert wird, und das emetische Syndrom, welches durch ein Dodekadepsipetid (Cereulid) ausgelöst wird. In komplexen Lebensmitteln werden vielfach Gewürze als Vektor für B. cereus - Kontaminationen angesehen. Jedoch sind kaum Studien über Gewürze als mögliche Eintragsquelle für B. cereus in Lebensmittel publiziert. Auch liegen nur wenig aktuelle Daten aus dem europäischen Raum über die tatsächliche Belastung von Gewürzen mit diesem Erreger vor. Ziel dieser Arbeit war es, das Vorkommen und die Toxizität von B. cereus in Gewürzen analysieren, um eine aktuelle Übersicht über die Kontamination mit diesem Erreger für eine Bewertung der mikrobiologischen Sicherheit von Gewürzen zu gewinnen. Hierfür wurden insgesamt 60 Gewürzproben zwölf verschiedener Gewürzsorten untersucht. Zunächst wurde mittels kultureller Verfahren die aerobe mesophile Gesamtkeimzahl sowie die Belastung mit Enterobacteriaceae und präsumtiven B. cereus bestimmt. Um auch kleinste Mengen des Erregers sicher nachweisen zu können, wurde zudem ein Real-Time PCR Assay als Alternative zur zeitaufwendigen und diagnostisch ungenauen konventionellen MPN- Methode erarbeitet. Im weiteren Verlauf der Arbeit wurden 151 präsumtive Kolonien, die aus den untersuchten Gewürzproben (n=60) isoliert wurden, mittels biochemischer und molekularbiologischer Analyse als B. cereus bestätigt. Anschließend wurde die Toxigenität und Toxizität der Isolate mittels PCR, immunchemischer Nachweisverfahren (ELISA, RPLA) sowie im Zellkulturtest charakterisiert. Darüberhinaus wurde im Challenge-Test mit marinierten Fleischerzeugnissen untersucht, inwieweit eine Kontamination von Lebensmitteln mit B. cereus tatsächlich aus der Verwendung kontaminierter Gewürze resultiert. Nach mikrobiologischer Analyse der Gewürzprodukte (n=60), waren nahezu alle der Proben als mikrobiologisch unbedenklich einzustufen. Kein Produkt hat den von der DGHM und der Europäischen Kommission empfohlenen Richtwert für B. cereus in Gewürzen von 103 KbE/g überschritten. Mit dem Real-Time PCR-Assay wurde zudem eine zuverlässige Alternative zum konventionellen MPN - Verfahren erarbeitet, der es ermöglichte auch kleinste B. cereus Mengen nach selektiver Anreicherung in den Gewürzproben zu identifizieren. Dies ist insbesondere im Hinblick auf das gesundheitsgefährdende Potential pathogener B. cereus von Bedeutung. So wurden 81% der Isolate (n=151), die aus den Gewürzen gewonnen wurden als diarrhöische und/oder emetische Toxinbildner identifiziert. Zudem wurde gezeigt, dass eine B. cereus Kontamination von Lebensmitteln durchaus aus der Verwendung damit hergestellter, belasteter Gewürze resultieren kann. Jedoch ist das Risiko für den Verbraucher hinsichtlich einer Lebensmittelvergiftung durch kontaminierte Gewürze als gering einzustufen. Zwar wurde B. cereus in 70 % der insgesamt 60 untersuchten Proben detektiert, allerdings in Keimzahlen, die nach derzeitigem Stand der Wissenschaft keine Lebensmittelvergiftung auslösen können. Dennoch ist das Gesundheitsrisiko, das von toxinbildenden B. cereus ausgeht nicht zu unterschätzen, da sie als Sporenbildner Erhitzungsprozesse von Lebensmitteln überleben, wieder auskeimen und sich vermehren können. Das Vorkommen von B. cereus in Gewürzen ist somit unter den Gesichtspunkten eines vorbeugenden Verbraucherschutzes und der Qualitätssicherung zu betrachten, nicht zuletzt da es auch angesichts eines stetig wachsenden Welthandels im Zuge der Globalisierung immer dringlicher wird eine mikrobiologisch unbedenkliche Ware zu gewährleisten. Letztendlich sind weitere Untersuchungen mit größeren Probenzahlen für eine besserere Risikoabschätzung unumgänglich. Mit dem Real-Time PCR Assay steht hierfür eine schnelle und zuverlässige Methode zur Verfügung, die einen Erregernachweis direkt aus Gewürzproben erlaubt.

Tierärztliche Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 03/07
Wahlversuche zu den offenen Tränkesystemen bei Pekingenten

Tierärztliche Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 03/07

Play Episode Listen Later Feb 8, 2008


In der vorliegenden Arbeit wurde in zwei Mastdurchgängen ein Teich als Schwimmmöglichkeit im Vergleich mit offenen Tränken in Hinblick auf eine artgemäße Entenhaltung unter Berücksichtigung hygienischer Bedingungen untersucht. Dabei wurde ein besonderes Augenmerk auf ethologische und gesundheitliche Parameter gelegt. In den beiden durchgeführten Mastdurchgängen wurden zwei Gruppen (1. Durchgang: n = 124, 2. Durchgang: n = 129 pro Gruppe) vergleichend gegenübergestellt. Die Gruppen wurden in zwei Abteilen mit sowohl einem kleinen Stall (20 m2) als auch Zugang zu einem Außenbereich mit Grasfläche (zusammen 300 m2) gehalten. Die Mastdauer betrug beim 1. Durchgang 47 und beim 2. Durchgang 50 Tage. Beide Durchgänge besaßen den gleichen Aufbau. Die beiden Gruppen wurden als Kontrollgruppe und Versuchsgruppe bezeichnet, wobei der Kontrollgruppe im Stall Nippeltränken und im Außenbereich Rundtränken sowie der Versuchsgruppe zusätzlich noch ein Teich zur Verfügung stand. Es wurden Verhaltensbeobachtungen in Form von Direktbeobachtung durchgeführt, die jeden 2. Tag stattfanden, sowie Videobeobachtungen, die einmal pro Woche dreimal täglich stattfanden. Des Weiteren erfolgte einmal pro Woche bei 20 willkürlich gewählten Tieren pro Gruppe eine Blutabnahme, um Hämatokrit, Hämoglobin- und IgY-Gehalt zu bestimmen. Außerdem wurde ebenfalls wöchentlich während der Blutabnahme das Gefieder bezüglich Verschmutzung und Qualität bonitiert sowie die Nasenlöcher auf Verstopfungen und Augen auf Veränderungen untersucht. Bei der letzten Blutentnahme vor der Schlachtung wurde zusätzlich die Gefiederqualität begutachtet. Schließlich wurden noch von den Nippeltränken, den Rundtränken, direkt nach sowie zwei und vier Stunden nach der Reinigung, und dem Teich, je vor und nach der Reinigung, einmal wöchentlich 20 ml-Wasserproben gezogen. Von diesen wurde die Gesamtkeimzahl und der Gehalt an Enterobacteriaceae bestimmt. Außerdem wurden die Proben noch im Speziellen auf Salmonellen untersucht. Am Teich konnte vermehrt arttypisches Badeverhalten und wasserassoziiertes Verhalten wie die arttypische Futteraufnahme in Form von Seihen und Gründeln sowie Putzen mit Tränkewasser beobachtet werden. Auch wurde die Gefiederpflege ohne Wasser verstärkt angeregt, was zu einem deutlich saubereren Gefieder und besserer Gefiederqualität führte. Vor allem Bauch- und Brustgefieder waren bei der Versuchsgruppe weniger verschmutzt als bei der Kontrollgruppe. Des Weiteren führte die Nutzung des Teiches zu einer 6 Zusammenfassung 179 verminderten Anzahl an Tieren mit verstopften Nasenlöchern und geröteten bzw. verschmutzten Augen. Bezüglich der Gesamtkeimzahl sowie dem Gehalt an Enterobacteriaceae kann keine einheitliche Aussage gemacht werden, da zum Teil die Keimzahlen am Teich nach 48 Stunden Benutzung höher lagen als an den Rundtränken nach vier Stunden Benutzung, zum Teil war aber auch das Gegenteil der Fall. Meist waren diese beiden Werte höher als an den Nippeltränken. Der Wasserverbrauch am Teich lag bereits ohne die Wassermenge, die zur Reinigung benötigt wurde, bedeutend höher als an Rundtränke und Nippeltränke. Trotz unterschiedlichem Wasserverbrauch ergaben sich nur selten signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen bezüglich Hämoglobingehalt und Hämatokrit. Auch beim Nachweis des Plasmagehalts an IgY konnte man zwischen den Gruppen keine signifikanten Unterschiede feststellen. Das Bereitstellen eines Teiches bringt vor allem für das Wohlbefinden und die Gesundheit der Tiere durchaus Vorteile. Ein Einsatz in der Praxis ist allerdings aus wirtschaftlichen Gründen aufgrund des hohen Wasserbedarfs und Arbeitsaufwands vermutlich nicht durchsetzbar. Die Freilandhaltung und insbesondere die Weidehaltung bietet ebenfalls eine Möglichkeit zur intensiven Beschäftigung und kann für Kleinstbetriebe oder Hobbyhalter aus ethologischer Sicht empfohlen werden.

Tierärztliche Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 03/07
Vorkommen und Charakterisierung des Toxinbildungsvermögens von Bacillus cereus-Isolaten aus ausgewählten Lebensmitteln

Tierärztliche Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 03/07

Play Episode Listen Later Feb 9, 2007


B. cereus, ein sporenbildendes, gram-positives Stäbchen, stellt aufgrund der Hitzeresistenz, der Kältetoleranz und dem Toxinbildungsvermögen ein Problem in der Lebensmitteltechnologie und –hygiene dar. Er wird häufig in geringen Keimzahlen nachgewiesen und ist bei erhitzten Produkten meist der einzige pathogene Keim, der sich insbesondere bei falschem Umgang mit dem Lebensmittel gut vermehren kann. B. cereus ist in der Lage zwei verschiedene Formen von Lebensmittelvergiftungen auszulösen. Die emetische Form wird durch ein ringförmiges Dodekadepsipeptid (Cereulid) verursacht, welches präformiert im Lebensmittel vorliegt. Das zweite Krankheitsbild mit dem Leitsymptom Durchfall wird durch Enterotoxinkomplexe (HBL, Nhe) ausgelöst. Die Arbeit beschäftigt sich mit dem Vorkommen von B. cereus in stärkehaltigen Produkten wie Reis und Nudeln, die oft an durch B. cereus verursachten Lebensmittelvergiftungen beteiligt waren. Des Weiteren wurden Produkte aus der Lebensmittelgruppe „Babynahrung“ sowie Convenience Food-Produkte untersucht. Nach Untersuchung von 203 Lebensmittelproben aus dem Einzelhandel konnte gezeigt werden, dass die untersuchten Produkte häufig mit B. cereus kontaminiert waren. Insbesondere bei Reis (n = 82) und Nudeln (n = 49) konnten sehr hohe Kontaminations-frequenzen von 88 % bzw. 92 % festgestellt werden. Allerdings erwiesen sich die meisten Produkte nur als sehr geringgradig kontaminiert. So wurden lediglich in 33 Fällen Keimzahlen zwischen 10 und 100 Keimen/g detektiert und nur in acht Fällen waren über 100 Keime/g in den Lebensmittelproben enthalten. Der Maximalwert lag bei 300 Keimen/g. Nach den vorliegenden Ergebnissen ist für die untersuchten Produkte bei unmittelbarem Verzehr das Verbraucherrisiko als gering einzustufen. So wurde zwar in bis zu 92 % der Proben (Nudeln) B. cereus gefunden, allerdings in Mengen, die üblicherweise keine Erkrankung hervorrufen. Lediglich in drei Proben wurden Stämme mit emetischen Toxinbildungsvermögen nachgewiesen. Generell ist auf den richtigen Umgang mit den Lebensmitteln zu achten, da eine Keimvermehrung, die letztendlich zu einer Lebensmittelvergiftung führen kann, bereits bei Raumtemperatur stattfindet.

Tierärztliche Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 03/07
Entwicklung einer Real-Time PCR-Nachweismethode für Yersinia enterocolitica

Tierärztliche Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 03/07

Play Episode Listen Later Feb 9, 2007


Yersinia (Y.) enterocolitica ist ein bedeutender Lebensmittelkeim, der vorwiegend in Schweinefleisch vorkommt. Kulturell ist er sehr schwer nachzuweisen, da er auf Selektivagar sehr schnell von anderen Keimen überwuchert wird. Zudem sind die kulturellen Isolierungsmethoden sehr zeitaufwendig und eine Aussage über pathogene oder apathogene Stämme kann aufgrund der Ergebnisse ohne weitere Diagnostik nicht getroffen werden. Aus diesen Gründen wird in der Diagnostik von Y. enterocolitica aus Lebensmitteln vermehrt der PCR-Nachweis eingesetzt, welcher innerhalb von Stunden, bei vorheriger Anreicherung nach einem Tag, ein zuverlässiges Ergebnis liefert. Abhängig von der Wahl des Zielgenes werden nur pathogene Keime detektiert. Die Sensitivität einer PCR ist in großem Maße von der Aufreinigung abhängig, deshalb sollte ein PCR-Protokoll immer einschließlich Probenvorbereitung etabliert werden. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Real-Time PCR-basiertes Nachweisverfahren, zusammen mit der Probenvorbereitung, für Y. enterocolitica in Lebensmitteln entwickelt. Nachgewiesen wurde das chromosomale ail-Gen, sowie das auf dem Plasmid lokalisierte virF-Gen. In Vorversuchen erfolgte die Optimierung von verschiedenen Bedingungen für eine PCR, wie die Mastermix-Konzentration, Primer-Konzentration und Annealing-Temperatur. Anschließend erfolgte die Untersuchung von gezielt kontaminierten Rinderhackfleischproben. Diese Proben wurden nach Anreicherung mit sechs verschiedenen Extraktionsverfahren aufgereinigt und anschließend mit drei PCR-Methoden, davon eine Real-Time PCR mit SYBR Green und eine TaqMan Real-Time PCR sowie eine konventionelle Multiplex-PCR mit Gelelektrophorese, auf Y. enterocolitica untersucht. Parallel dazu wurde der klassische kulturelle Nachweis mit Anreicherung in TSB und ITC und Ausstrich auf CIN-Agar durchgeführt. Abschließend erfolgte die Untersuchung von 150 Schweinefleischproben aus dem Handel. Diese wurden ebenfalls mittels der drei PCR-Methoden und kulturell untersucht. Die Aufreinigung der Proben erfolgte nach Anreicherung mit drei Extraktionsmethoden, welche in den Versuchen mit den beimpften Proben die besten Ergebnisse lieferten. Mit allen drei PCR-Methoden konnten ail-positive Y. enterocolitica ab einer Impfmenge von 10 KbE/10 g Hackfleisch und nachfolgende Anreicherung nachgewiesen werden. Der Nachweis des virF-Genes gelang nur mit der konventionellen PCR, bei der SYBR Green Real-Time PCR konnte das virF-Gen nur selten und nur bei sehr hohen Keimzahlen detektiert werden. Bei der SYBR Green Real-Time PCR (ail) lagen die Ct-Werte bei der niedrigsten Impfmenge von 10 KbE/10 g, je nach Aufreinigungsmethode, im Bereich von 28,5 bis 34,8, bei der höchsten Impfmenge von 105 KbE/10 g konnten Werte ab 19,6 Zyklen erzielt werden. Die besten Ergebnisse konnten mit der Aufreinigung der InstaGene™ Matrix (Biorad), dem Biorad Genomic Tissue Kit und dem Qiagen DNeasy Tissue Kit erzielt werden. Mit diesen Methoden erfolgt auch die Aufreinigung der Schweinefleischproben aus dam Handel. Insgesamt konnte in 43 Proben (29 %) ail-positive Y. enterocolitica detektiert werden. Die höchste Nachweisrate mit 42 positiven Proben (28 %) wurde mit der SYBR Green Real-Time PCR erzielt, wogegen mit der TaqMan Real-Time PCR in 23 Proben (15 %) und mit der konventionellen PCR nur in 20 Proben (13 %) pathogene Y. enterocolitica detektiert werden konnten. Am höchsten war die Nachweisrate nach Aufreinigung mit dem Biorad Genomic Tissue Kit, welcher schon in den Vorversuchen die beste DNA-Ausbeute lieferte. Kulturell konnte in keiner Probe Y. enterocolitica nachgewiesen werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Real-Time PCR eine sensitive und schnelle Methode zum Nachweis von pathogenen Y. enterocolitica in Lebensmitteln darstellt. Die Probenaufbereitung mit dem Biorad Genomic Tissue Kit liefert eine hohe DNA-Ausbeute, ist aber zeitaufwendig, wogegen die InstaGene Matrix zwar weniger sensitiv, dafür aber wesentlich schneller ist. Die Real-Time PCR mit SYBR Green eignet sich vor allem als kostengunstiges Screening, positive Ergebnisse sollten noch mit der sequenzspezifischen TaqMan Real-Time PCR bestätigt werden. Mit allen drei PCR-Methoden konnten ail-positive Y. enterocolitica ab einer Impfmenge von 10 KbE/10 g Hackfleisch und nachfolgende Anreicherung nachgewiesen werden. Der Nachweis des virF-Genes gelang nur mit der konventionellen PCR, bei der SYBR Green Real-Time PCR konnte das virF-Gen nur selten und nur bei sehr hohen Keimzahlen detektiert werden. Bei der SYBR Green Real-Time PCR (ail) lagen die Ct-Werte bei der niedrigsten Impfmenge von 10 KbE/10 g, je nach Aufreinigungsmethode, im Bereich von 28,5 bis 34,8, bei der höchsten Impfmenge von 105 KbE/10 g konnten Werte ab 19,6 Zyklen erzielt werden. Die besten Ergebnisse konnten mit der Aufreinigung der InstaGene™ Matrix (Biorad), dem Biorad Genomic Tissue Kit und dem Qiagen DNeasy Tissue Kit erzielt werden. Mit diesen Methoden erfolgt auch die Aufreinigung der Schweinefleischproben aus dam Handel. Insgesamt konnte in 43 Proben (29 %) ail-positive Y. enterocolitica detektiert werden. Die höchste Nachweisrate mit 42 positiven Proben (28 %) wurde mit der SYBR Green Real-Time PCR erzielt, wogegen mit der TaqMan Real-Time PCR in 23 Proben (15 %) und mit der konventionellen PCR nur in 20 Proben (13 %) pathogene Y. enterocolitica detektiert werden konnten. Am höchsten war die Nachweisrate nach Aufreinigung mit dem Biorad Genomic Tissue Kit, welcher schon in den Vorversuchen die beste DNA-Ausbeute lieferte. Kulturell konnte in keiner Probe Y. enterocolitica nachgewiesen werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Real-Time PCR eine sensitive und schnelle Methode zum Nachweis von pathogenen Y. enterocolitica in Lebensmitteln darstellt. Die Probenaufbereitung mit dem Biorad Genomic Tissue Kit liefert eine hohe DNA-Ausbeute, ist aber zeitaufwendig, wogegen die InstaGene Matrix zwar weniger sensitiv, dafür aber wesentlich schneller ist. Die Real-Time PCR mit SYBR Green eignet sich vor allem als kostengunstiges Screening, positive Ergebnisse sollten noch mit der sequenzspezifischen TaqMan Real-Time PCR bestätigt werden.

Tierärztliche Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 02/07
Messung der Farbe als Qualitätsparameter bei Rindfleisch im Hinblick auf die Festlegung von Richtwerten in der Allg. Verwaltungsvorschrift Lebensmittelhygiene

Tierärztliche Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 02/07

Play Episode Listen Later Jul 28, 2006


Um die Veränderung und Entwicklung der objektiven Rindfleischfarbe während der Lagerung zu untersuchen, wurden vakuumierte Fleischscheiben aus dem M. longissimus dorsi von 30 Rindern über 8 Wochen gelagert. In jeder Lagerwoche wurden die Farbwerte L*a*b* der bestehenden Fleischoberfläche und eines frischen Anschnittes mit dem Minolta Chroma-Meter CR-400 gemessen. Als weitere Qualitätsparameter wurden der mikrobiologische Status (Gesamtkeimzahl, Laktobazillen, Milchsäurebakterien), die sensorischen Eigenschaften und der pH-Wert bestimmt. Ziel der Untersuchungen war, Referenzwerte für die Entwicklung der Rindfleischfarbe L*a*b* während der Reifung und Lagerung zu erarbeiten. Weiterhin sollte in der vorliegenden Studie die Farbmessung an Praxis- und Routinebedingungen in der Fleischwirtschaft angepasst werden, um ihren Einsatz in der Praxis zu verstärken. Drittens dienten die Versuche dazu, Zusammenhänge und Einflussnahme zwischen der Fleischfarbe L*a*b* und anderen Qualitätsparametern von Rindfleisch aufzuzeigen. In Voruntersuchungen wurde die Fleischfarbe von 255 Roastbeefs (15 bis 20 h p. m.) unmittelbar nach der Zerlegung ermittelt. Bei einer verkürzten Farbaufhellung (10 min, + 12°C) unter Praxisbedingungen zeigte der M. longissimus dorsi folgende, durchschnittliche Farbwerte: L* 33,12; a* 18,45; b* 6,62. Die Farbmessung unmittelbar nach der Zerlegung, on-line, eignet sich für einen Vergleich der Fleischfarbe zwischen verschiedenen Teilstücken und Betrieben. In den Vorversuchen konnte zudem nachgewiesen werden, dass signifikante Unterschiede in der Farbe des Roastbeefs zwischen den einzelnen Schlachttierkörpern bestehen. Innerhalb des M. longissimus dorsi eines Tieres erwies sich die Farbverteilung in der vorliegenden Untersuchung jedoch als gleichmäßig. Eine Farbmessung kann damit an jeder Stelle des Roastbeefs vorgenommen werden und ist repräsentativ für den gesamten Muskel. Im Hauptversuch wurde die Fleischfarbe L*a*b* über einen achtwöchigen Untersuchungszeitraum sowohl an der bestehenden Fleischoberfläche als auch an einem frischen Anschnitt gemessen. Dabei zeigte sich, dass zwischen der Farbe von Oberfläche und Anschnitt des M. longissimus dorsi ein starker, statistisch gesicherter Zusammenhang besteht. Für die Farbmessung unter Laborbedingungen wird dennoch weiterhin die Messung an einem frischen Anschnitt nach einstündigem „blooming“ empfohlen. Mit vergleichbar hoher Sicherheit kann jedoch unter Praxisbedingungen im Betrieb die Fleischfarbe durch Messung an der bestehenden Fleischoberfläche bestimmt werden. Die Entwicklung der objektiven Rindfleischfarbe über einen Zeitraum von acht Wochen ist erstmals dokumentiert worden. Die gewonnenen Daten dienen als Richt- und Vergleichswerte für zukünftige Lagerversuche. Am Tag der Zerlegung (15 bis 20 h p. m.) zeigten sich für einen frischen Anschnitt folgende Farbwerte: L* 36,5, a* 21,6, b* 10,5. Die Farbwerte der bestehenden Fleischoberfläche lagen geringfügig höher: L* 37,2, a* 22,9, b* 11,1. In der dritten Lagerwoche, nach Abschluss der Rindfleischreifung, wurden für die Anschnittsfarbe folgende Werte gemessen: L* 39,5, a* 25,5, b* 13,3. Dieser Anstieg der Farbwerte während der Reifung ist auch für die Oberflächenfarbe (L* 40,3, a* 25,9, b* 13,5) festgestellt worden. Die Farbwerte L*a*b* zeigten ab der 4. bzw. 5. Lagerwoche einen nochmaligen Anstieg. In der fünften Lagerwoche lagen die Farbwerte von Anschnitt (L* 39,8, a* 25,7, b* 13,2) und Oberfläche (L* 40,4, a* 25,7, b* 13,2) sehr eng zusammen. Der Anstieg fällt mit dem Ende der Mindesthaltbarkeit (35 Tage) zusammen und deutet auf Veränderungen in der Güte der untersuchten Roastbeefs hin. In den eigenen Untersuchungen zeigte sich eine negative Korrelation der objektiven Fleischfarbe mit dem pH-Wert. Der pH-Wert beeinflusste die Ausprägung der Farbwerte L*a*b* massiv. Er wies ebenfalls einen starken Einfluss auf die sensorische Beurteilung der Fleischfarbe auf. Zur korrekten Beurteilung der gemessenen Farbwerte sowie der visuell ermittelten Farbe muss daher auch immer eine Bestimmung des pH-Wertes erfolgen. Die gemessenen Farbwerte L*a*b* des Roastbeefs wurden nur geringgradig durch den mikrobiologischen Status, vor allem durch die Anzahl der Laktobazillen, beeinflusst. Aus der objektiven Fleischfarbe kann demnach nicht auf die mikrobielle Belastung des Rindfleisches geschlossen werden. Zwischen der objektiven Farbe und den sensorischen Parametern bestanden hoch- bis höchstsignifikante Zusammenhänge. Die Unterschiede der Farbwerte L*a*b* zwischen einzelnen abstufenden Bewertungen der sensorischen Kriterien waren jedoch zu gering, um sichere Richtwerte für wünschenswerte Eigenschaften bzw. Verderbserscheinungen zu ermitteln. Anhand der gemessenen Farbwerte kann daher keine Aussage über die sensorische Beschaffenheit des Rindfleisches getroffen werden. In den vorliegenden Untersuchungen wurde zudem die Entwicklung des mikrobiologischen Status von vakuumiertem Rindfleisch über eine achtwöchige Lagerung nachvollzogen. Erstmals wurden die Gesamtkeimzahl sowie die Anzahl an Laktobazillen und Milchsäurebakterien kontinuierlich in ihrem Verlauf dokumentiert. Die ermittelten Keimzahlen dienen als Referenzwerte für die bakterielle Belastung von hygienisch gewonnenem Rindfleisch im Verlauf der Lagerung. Sie sollen fleischerzeugenden und -vermarktenden Betrieben Vergleichswerte für die Einschätzung des mikrobiologischen Status des eigenen Rindfleisches während der Lagerung an die Hand geben. Sensorische Abweichungen konnten in dieser Studie ab einem Oberflächenkeimgehalt von 106 KbE/cm2 festgestellt werden. Für rohes Rindfleisch wurde in der vorliegenden Arbeit eine beschreibende Sensorik, bei der Oberflächen- und Anschnittsfarbe, Geruch, Konsistenz, Fleischsaftmenge und -beschaffenheit sowie Textur beurteilt wurden, durchgeführt. Die Korrelationen zwischen den einzelnen sensorischen Parametern wurden für rohes Fleisch erstmals ermittelt. Weiterhin wurden die Korrelationen zwischen mikrobiologischen Kriterien und sensorischen Parametern errechnet. Der Zusammenhang zwischen mikrobiologischen und sensorischen Parametern war jedoch unpräzise, so dass zur Überprüfung von Mindesthaltbarkeit und Genusstauglichkeit von Rindfleisch immer sowohl mikrobiologische als auch sensorische Untersuchungen durchgeführt werden sollten. Auf Grundlage der vorliegenden Arbeit ergeben sich neue Anwendungsbereiche für die Farbmessung. Die erarbeiteten Referenzwerte für die Fleischfarbe L*a*b* können im Rahmen des Verbraucherschutzes zur Qualitätsprüfung an Rindfleisch eingesetzt werden. Aber auch die fleischerzeugenden und -vermarktenden Betriebe können aufgrund der erarbeiteten Referenzwerte für die Fleischfarbe in der Zerlegung sowie für die Entwicklung der Farbwerte während der Reifung und Lagerung die Farbmessung im Rahmen ihrer Qualitätssicherung und Eigenkontrollen einsetzen. Des Weiteren dienen die Untersuchungen über die Entwicklung des mikrobiologischen Status und über die sensorische Beurteilung von rohem Fleisch der Verbesserung der Qualitätsbeurteilung an Rindfleisch.

Fakultät für Biologie - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 01/06
Uncovering novel pathogenicity-associated loci among Yersinia enterocolitica species by subtractive hybridization

Fakultät für Biologie - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 01/06

Play Episode Listen Later May 12, 2003


In dieser Arbeit wurde die Methode der subtraktiven Hybridisierung angewandt, um neue Virulenzfaktoren zu finden, die spezifisch für hochpathogene Yersinia enterocolitica Stämme sind. Hierfür wurde die DNA eines nicht pathogenen „Treiber”-Stammes (Y. enterocolitica NF-O, Biotyp 1A) gegen die DNA eines hochpathogenen „Tester”-Stammes (Y. enterocolitica WA-314, Biotyp 1B) subtrahiert. Mit Hilfe der subtraktiven Hybridisierung konnten verschiedene Tester-spezifische Sequenzen ermittelt werden, die sowohl für bereits bekannte als auch neue potentielle Virulenzmarker kodieren. In dieser Arbeit konnte ein neues TypII-Sekretionscluster, genannt yts1 (Yersinia TypII Sekretion 1), ermittelt werden. Das yts1-Gencluster umfasst ein 13 kb großes Operon-ähnliches Modul, welches die Gene yts1C-S enthält. Mittels reverser Transkription/PCR konnte eine bevorzugte Transkription bei 37 °C gezeigt werden. Southern Blot-Analysen sowie PCR haben gezeigt, dass das yts1-Gencluster nur in den hochpathogenen Y. enterocolitica Stämmen vorkommt. Dagegen sind yts1-Gene weder in schwachpathogenen sowie apathogenen Y. enterocolitica Stämmen noch in Y. pseudotuberculosis- und Y. pestis-Isolaten zu finden. Durch Inaktivierung des yts1E-Gens in Y. enterocolitica wurde eine Mutante hergestellt und hinsichtlich Mauspathogenität mit dem Mutterstamm verglichen. Bei oraler Infektion der Mäuse erwies sich die yts1E-Mutante als attenuiert (geringere Keimzahlen) in Leber und Milz im Vergleich zum Mutterstamm. Im Gegensatz dazu konnte bei intravenöser Infektion der Mäuse kein Unterschied zwischen Mutante und Mutterstamm festgestellt werden. Dies könnte ein Hinweis darauf sein, dass das TypII-Sekretionssystem die Erregerdissemination von den Peyer-Plaques in Milz and Leber fördert. Das yts1-Sekretionscluster grenzt stromabwärts an ein Gen, welches für ein potentielles Chitin-Bindungsprotein (ChiY) kodiert. ChiY ist ein mögliches Substrat des Yts1-Sekretons. Sequenzanalysen sagen voraus, dass ChiY ein 55-kDa Protein mit zwei definierten Chitin-Bindungsdomänen ist, von denen sich die eine Domäne am N- und die andere am C-Terminus des Proteins befindet. Es konnte gezeigt werden, dass rekombinantes ChiY Chitin bindet. Sequenzanalysen des zugänglichen fast kompletten Genoms von Y. enterocolitica 8081 (Biotyp 1B) führten zum Nachweis eines möglichen zweiten TypII-Sekretionscluster, das in dieser Arbeit als yts2 bezeichnet wird. Wie mittels PCR gezeigt werden konnte, kommt yts2 - im Gegensatz zu Y. pseudotuberculosis und Y. pestis - in allen getesteten pathogenen und apathogenen Y. enterocolitica-Stämmen vor. Reverse Transkriptionsanalysen/PCR zeigten, dass die yts2 - Gene bevorzugt bei 27 °C abgelesen werden. Mittels subtraktiver Technik konnte auch ein neues Insertionselement (IS1330) charakterisiert werden. Durch Southern Blot-Analysen konnte gezeigt werden, dass IS1330 nur in pathogenen Y. enterocolitica Serotypen vorkommt und somit für die epidemiologische Typisierung dieser Spezies eingesetzt werden kann. Diese Arbeit repräsentiert einen neuen Ansatz zur Aufklärung von unterschiedlichen intraspezifischen Genomsequenzen von Y. enterocolitica mit Hilfe der subtraktiven Hybridisierung, um unser Verständnis der genetischen Vielfalt und Heterogenität dieser bakteriellen Spezies zu erweitern. Das zum ersten Mal hier beschriebene yts1-Cluster repräsentiert einen neuen Lokus, der eine wichtige Rolle für die Pathogenese der hochpathogenen Y. enterocolitica Stämme spielt.