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Entwicklung von Markern für die Durchsetzungsfähigkeit von Staphylokokken in Rohwurst-Fermentationen

Projekt

Ernährung und Verbraucherschutz

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Ernährung und Verbraucherschutz


Förderkennzeichen: AiF 17897 N
Laufzeit: 01.01.2013 - 31.12.2016
Fördersumme: 271.150 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung

Fleisch kann als Rohmaterial für die Rohwurstherstellung weder sterilisiert noch pasteurisiert werden. Deswegen werden Starterkulturen (Bakterien) in die Fermentation eingebracht, von denen sich diejenigen als spontane Mikrobiota durchsetzen, die an die jeweiligen Reifungsbedingungen am besten angepasst sind. Durch den Einsatz geprüfter, sicherer Starterkulturen kann zumindest in der initialen Fermentationsphase die Dominanz gegenüber autochthonen (intrinsisch im Fleisch vorhandenen) Mikrobiota erhalten werden. Die hygienische Sicherheit der Rohwürste wird dabei oftmals durch schnellgereifte Produkte mit flachem Aromaprofil erkauft, in denen durch einen niedrigen pH-Wert das Wachstum bzw. die erwünschte Stoffwechselaktivität der zugegebenen Starter-Staphylokokken unterdrückt wird. Bedingungen, die zu Produkten mit höherem pH führen, begünstigen jedoch das Wachstum bzw. Überleben der unerwünschten, autochthonen Staphylokokken. Diese können die Produktqualität verändern und Risikofaktoren bergen, zu denen Pathogenitäts-faktoren, die Decarboxylasen zur Bildung biogener Amine und Antibiotika(AB)-Resistenzgene, gehören. Während das unbeabsichtigte Einbringen dieser Pathogenitätsfaktoren durch konsequente Auswahlkriterien beherrschbar ist, kann eine Minimierung des Risikopotenzials von Stämmen, die über autochthone Mikrobiota des Schlachttiers in die Nahrungskette eingebracht werden, nur über die Kontrolle ihres Wachstums in der Fermentation erreicht werden. Es ist deswegen erforderlich, Stämme der autochthonen Mikrobiota in der Fermentation besser zu kontrollieren, um hierdurch einen Beitrag zur Minimierung AB-resistenter Bakterien in der Nahrungskette zu leisten. Erste Untersuchungen zeigen große Unterschiede im Vorkommen von AB-Resistenzen und weiteren Risikofaktoren und damit die Möglichkeit einer diesbezüglich gezielten Stammauswahl der Starterorganismen. Derzeit gibt es jedoch weder Untersuchungen zur Dynamik der Rohwurstmikrobiota, die auf Stammebene diskriminieren, noch Marker für die Durchsetzungsfähigkeit der eingesetzten Starter-Staphylokokken. Gleichwohl zeigen mittels Vorarbeiten der Forschungsstelle, dass diese Ziele mittels MALDI-TOF-MS-Analytik der Mikrobiota bzw. mittels vergleichender Genomik erreichbar sind. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Minimierung der Zahl autochthoner Staphylokokken in der Rohwurstfermentation und damit des Risikopotenzials, das in deren Pathogenitätsfaktoren begründet ist. Hierzu sollen durchsetzungsfähige Stämme koagulase-negativer Staphylokokken mit fehlenden klinisch relevanten Antibiotikaresistenzgenen und minimiertem Gehalt an anderen unerwünschten Eigenschaften entwickelt werden, die in der Rohwurstfermentation eine Dominanz gegenüber dem Wachstum autochthoner Stämme mit unerwünschten Eigenschaften bzw. unbekanntem Risikopotenzial besitzen. Durch eine biometrische Profilierung von S. carnosus- und S. xylosus-Stämmen, sollen genomische und physiologische Marker für deren Durchsetzungsfähigkeit abgeleitet werden. Auf der Basis genetischer Marker soll anschließend ein PCR-Array entwickelt werden, mit dem eine schnelle Identifizierung sicherer, durchsetzungsfähiger Stämme erleichtert wird.

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