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Impressum
Nachweis von Staphylococcus aureus und Bacillus cereus in Milchprodukten nach Bioaffinitätsanreicherung
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 331 ZN
Laufzeit: 01.01.2009
- 31.12.2011
Fördersumme: 765.450 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Für Unternehmen der Ernährungsindustrie sind
Qualitätssicherung und Verbraucherschutz essentielle
Voraussetzungen für den Erhalt der
Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit. Insbesondere
der Nachweis von Mikroorganismen ist in
diesem Zusammenhang von großer Bedeutung,
wobei aufgrund der Vorkommenshäufigkeit und
des Potentials als Lebensmittelintoxikationserreger
Staphylococcus aureus und Bacillus cereus
bei Milch und Milchprodukten eine besondere
Rolle zukommt. Die in der Praxis eingesetzten
Tests – i.d.R. klassische mikrobiologische Verfahren
- zum Nachweis des Hygieneindikators S.
aureus bzw. des Verderbserregers B. cereus erfordern
zum Teil einen hohen zeitlichen Aufwand.
Um Hygiene- und Qualitätsmängel sowie
potentielle Gesundheitsrisiken während des Verarbeitungsprozesses
schnell erkennen und beseitigen
zu können, ist diese Zeitspanne nicht akzeptabel.
Aus Sicht des aktuellen Stands der
Technik könnten diese Analysenzeiten für S. aureus
und B. cereus durch die Entwicklung und
Kombination neuer analytischer Techniken wesentlich
reduziert werden.
Diese Vereinfachung und Verbesserung der bestehenden
Analytik ist nur über eine selektive
Aufarbeitung bzw. eine spezifische Anreicherung
des Probenmaterials möglich. Als grundlegende
Technik soll dabei die Bioaffinitätsanreicherung
eingesetzt werden, mit dem Ziel, aus einem großen
Probenvolumen die gesuchten Keime zu isolieren
und in einer für die Analyse geeigneten
Konzentration zur Verfügung zu stellen. Theoretisch
ist dabei eine etwa 1.000fache Anreicherung
möglich. Es stellt eine wissenschaftlich-
AiF 331 ZN
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technische Herausforderung dar, dieses Anreicherungssystem
so zu konzipieren, dass eine Integration
in eine Prozessregelung und kurze Reaktionszeiten
gewährleistet sind. Das Rückgrat
der Bioaffinitätsanreicherung stellen robuste und
spezifische Rezeptoren dar, wobei hier in erster
Linie Antikörper oder so genannte RNA- bzw.
DNA-Aptamere (einzelsträngige Nukleinsäuren)
in Frage kommen, deren Herstellung und umfassende
Charakterisierung zentrale Punkte des
Forschungsprojektes sind. Der eigentliche
Nachweis der angereicherten Keime kann dann
in sehr kurzer Zeit erfolgen, wobei idealerweise
mit ebenfalls auf Rezeptoren basierende Analyseverfahren
zum Einsatz kommen. Prinzipiell
können dazu markerfreie Detektionssysteme und
solche mit markierten Reagenzien verwendet
werden. Bei ersteren erfolgt die Messung der
Bindungsreaktion direkt, meist mittels optischer,
piezoelektrischer oder auf Halbleitern basierenden
Detektoren. Letztere sind in aller Regel mit
kompetitiven oder nicht-kompetitiven Immuntests
vergleichbar und werden meist durch optische
oder elektrochemische Detektoren ausgelesen.
Hierbei zeichnen sich insbesondere
bildgebende Chemilumineszenz-Detektionsverfahren
dadurch aus, dass komplexe Matrices,
wie es die Rohmilch darstellt, nur geringfügigen
Einfluss auf die Messung nehmen, und dass die
Signalaufnahme im Vergleich zu anderen optischen
Verfahren robust, einfach und kostengünstig
ist.
Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung
einer robusten und effizienten Bioaffinitäts-
Methode, die die Anreicherung und den direkten
Nachweis von S. aureus und B. cereus (Sporen)
mittels auf Rezeptoren basierenden monolithischen
Affinitätssäulen (MAS) und eines vollautomatisierten
Mikroarray-Auslesegerätes (MCR
3) ermöglicht. Die angestrebte Nachweisgrenze
liegt bei 100 Keimen bzw. Sporen/ml.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Verfahrenstechnik Lebensmittel
