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Analyse hofseitiger Einflussfaktoren auf die Pseudomonas-Keimzahl in Rohmilch (Pseudo-MILQ)

Projekt

Ernährung und Verbraucherschutz

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Ernährung und Verbraucherschutz


Förderkennzeichen: MRI-MBT-08-1040 Pseudo-MILQ, AiF 20027 N
Laufzeit: 01.07.2018 - 31.03.2021
Forschungszweck: Angewandte Forschung

Der Export von Milcherzeugnissen in Drittländer unterliegt seit Jahren sehr starken Steigerungsraten, wobei China als Abnehmer eine führende Rolle einnimmt. 2015 stieg beispielsweise die Ausfuhr von Konsummilch im Vergleich zum Vorjahr um gut 50% (China 65%) und beträgt nun ca. ein Drittel des gesamten Exportes von Konsummilch. Hiermit verbunden ist die Notwendigkeit einer deutlichen Verlängerung der Haltbarkeit der exportierten Produkte, um längere Transportphasen zu kompensieren und den gesteigerten Kundenanforderungen gerecht zu werden. Dies stellt besondere Anforderungen an Dauermilcherzeugnisse wie z. B. H-Milch, da es aufgrund von enzymatischem Proteinabbau zu sensorischen und texturellen Veränderungen der Milch noch vor Ablauf des Mindesthaltbarkeitsdatums (MHD) kommen kann. Ursächlich hierfür sind zu einem erheblichen Teil hitzeresistente bakterielle Peptidasen, die vor allem durch Bakterien der Gattung Pseudomonas in Rohmilch gebildet werden. Sind die Enzyme in der Rohmilch vorhanden, besteht aufgrund ihrer sehr hohen Hitzeresistenz keine Möglichkeit der Eliminierung mehr. Daher muss vermieden werden, dass sie während Rohmilchlagerung und Transport durch Bakterien der Rohmilch gebildet werden, was nur über eine Senkung der Pseudomonas-Keimzahl in Rohmilch zu erreichen ist. Allerdings ist nicht bekannt, welche Faktoren bei der Milcherzeugung und –lagerung zu einer Erhöhung des Pseudomonas-Gehaltes beitragen. Im Verdacht stehen lange Lagerphasen, da Pseudomonas kältetolerant sind und bei Kühllagertemperaturen wachsen können. Es gibt jedoch eindeutige Hinweise, dass auch der Primäreintrag bei der Milcherzeugung einen signifikanten Einfluss hat, wobei unklar ist, wo genau kritische Punkte liegen. Erforderlich ist daher eine Analyse der hofseitigen Einflussfaktoren unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Betriebsstrukturen in unterschiedlichen Regionen Deutschlands. Ziel des Projektes ist die Senkung der Pseudomonas-Keimzahl in Rohmilch und daraus folgend die Reduktion proteolytischer Enzyme und des damit verbundenen Qualitätsverlusts hergestellter Dauermilcherzeugnisse. Aus der Datenlage der Literatur und eigener Vorarbeiten leitet sich die Kernhypothese des Projektes ab: Der Pseudomonas-Gehalt in Rohmilch wird maßgeblich durch hofseitige Einflussfaktoren bestimmt und ist nicht allein das Resultat verlängerter Rohmilchstapelung. Als Schwerpunkt soll daher der Zusammenhang einzelner Faktoren der Milcherzeugung mit dem Rohmilchmikrobiom und speziell einer erhöhten Pseudomonas-Keimzahl aufgeklärt werden.

Aktuelle Zwischenergebnisse des Projekts sind nachfolgend aufgeführt. In Zusammenarbeit mit der Forschungsstelle TUM und dem projektbegleitenden Ausschuss wurden die Logistik und die Zeitintervalle der Rohmilch-Probensammlung sowie die Definition und Erfassung relevanter Hofparameter festgelegt. Die Laborarbeiten zur Extraktion der bakteriellen DNA aus Rohmilch werden in abgestimmter Form an den Forschungsstellen MRI und TUM durchgeführt. Darüber hinaus wird die Pseudomonas-Keimzahl kulturell und molekularbiologisch bestimmt. Dabei waren Keimzahlen auf Selektivagar für Pseudomonas in ca. 25 % der untersuchten Rohmilch-Proben mit Werten von ≥ 104 KbE/ml nachweisbar. Die durchschnittliche Pseudomonas-Belastung von 418 Proben, die per qPCR analysiert wurden, lag bei 105 KbE/ml, wobei 10 % der Proben Keimzahlen von 104 KbE/ml bis zu 108 KbE/ml aufwiesen. Die ersten Daten zu den Mikrobiomanalysen von 420 Rohmilchproben zeigten eine große bakterielle Diversität mit 40 bis 500 Gattungen pro Probe. Der durchschnittliche Anteil an Pseudomonas betrug 2,4 %, wobei ungefähr ein Zehntel der Proben Werte zwischen 5 und 99 % Pseudomonaden aufwiesen.
Die Versuche zum Biofilmbildungsvermögen von Rohmilch-assoziierten Pseudomonaden wurden in unterschiedlich konzentrierten Milchmedien bei 6°C durchgeführt. Dabei war die Biofilmbildung der untersuchten Pseudomonas-Isolate stamm- und speziesspezifisch, wobei sich Pseudomonas protegens unter den untersuchten Bedingungen als starker Biofilmbildner erwies.

 

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