Aflatoxine
sind extrem toxische Substanzen, die von einigen Schimmelpilzen
(z.B. Gattung Aspergillus) gebildet werden. Aflatoxine können
durch verschimmelte Rohstoffe wie Getreideprodukte, Nüsse,
Ölsamen und Futtermittel übertragen werden. Sie sind
sehr hitzestabil und werden erst bei Temperaturen über
100 °C z. B. beim Rösten inaktiviert. Aflatoxine
wurden als Lebergifte mit hohem krebserregenden
Potenzial erkannt.
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Agarplatten
sind runde Glas- oder Plastikschälchen, in denen
sich Nährböden befinden, die die zum Wachstum von
Mikroorganismen notwendigen Substanzen enthalten.
Auf der Oberfläche der Nährböden, die durch
das Geliermittel Agar verfestigt sind, bilden sich
vermehrende
Mikroben mit dem Auge sichtbare Zellhaufen
(Kolonien).
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Bakteriophagen
sind Viren, die Bakterien infizieren und sich
in ihnen vermehren.
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Biofilme
sind biologisch gebildete Beläge auf Grenz- und Oberflächen.
Sie entstehen dadurch, dass sich Bakterien an festen
Strukturen anheften, sich vermehren und Substanzen zur
Einbettung der Zellen ausscheiden. In der Natur sind
diese mikrobiellen Beläge auf Flächen, die regelmäßigem
Kontakt mit Wasser haben, weit verbreitet. Auch bei Geräten
mit Oberflächen, die von Lösungen mit für Mikroben
geeigneten Nährstoffe begrenzt werden, besteht eine
hohe Gefahr der Biofilmbildung. Diese Mikroorganismen
haben besondere Eigenschaften, die erst unzureichend bekannt sind. Man weiß aber, dass
Biofilmkeime gegenüber
keimabtötenden Substanzen wie Desinfektionsmitteln viel
weniger empfindlich sind.
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Botulismus
ist eine äußerst schwerwiegende, heutzutage selten
auftretende Lebensmittelvergiftung. Verursacht wird sie durch das Clostridium
botulinum, ein weit verbreitetes Boden- und Wasserbakterium, das sich in nicht genügend
sterilisierten Fleischwaren und Konserven, aber auch in
vakuumverpacktem Räucherfisch entwickeln
kann. Eine Gefährdung stellen auch hausgemachte
Lebensmittel dar. Vom Auftreten in der Wurst (botulus =
Wurst) hat das Bakterium seinen Namen. Es bildet ein
Toxin, das nach Genuss des Lebensmittels zur Nervenlähmung
und durch Atemlähmung zum Tod führt. Das
ausgeschiedene Botulismus Toxin A ist ein hitzelabiles
Protein, d.h. dass das Toxin durch Kochen (15 min) rasch
zerstört wird. Dieses Neurotoxin gehört zu den für
den Menschen tödlichsten Gifte überhaupt.
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Clostridien
sind eine Gruppe von Bakterien, die die hitze- und
austrocknungsresistente Endosporen
bilden können. Alle Clostridien gehören zu den strikt
anaeroben Bakterien, d.h. dass sie nur in völliger
Abwesenheit von Luftsauerstoff (z.B. in einer
Konservendose) leben und wachsen können. Zu den
Clostridien gehören einige wichtige Verursacher von
Lebensmittelvergiftungen wie Clostridium botulinum
(Botulismus) und C. perfringens. Letzteres Bakterium
kann Enterotoxine bilden,
die bei Erhitzung ihre Wirksamkeit verlieren.
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Coliforme
Keime werden als Indikatoren für eine fäkale
Verunreinigung in mikrobiologischen Untersuchungen
benutzt. Bei Verunreinigungen mit menschlichen oder
tierischen Fäkalien können immer auch gefährliche
Krankheitserreger wie Salmonellen
freigesetzt werden. Zu den Coliformen gehört das
normalerweise ungefährliche Darmbakterium E.
(=Escherichia) coli und einige eng verwandte Keime.
Der Nachweis von Coliformen im Labor gelingt relativ
einfach und eindeutig, hingegen würde die Untersuchung
auf die pathogenen Salmonellen eine ernste Gefährdung
auch für das Laborpersonal bedeuten. Der Nachweis von
Coliformen ist kein eindeutiger Beweis einer
Fäkalverschmutzung,
da einige coliforme Keime auch im Boden beheimatet sind,
sondern ein Hinweis, dem weiter nachgegangen werden
sollte.
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Dauerausscheider
sind Personen, die auch ohne Auftreten von
Krankheitssymptomen krankheitserregende Keime, häufig Salmonellen,
über den Stuhl oder Urin ausscheiden.
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E.coli EHEC
Bakterien sind besonders gefährliche pathogene Stämme
des an und für sich harmlosen Darmbakteriums
Escherichia (E.) coli ( = Colibakterium). Diese Keime traten 1982 zum
ersten Mal in Erscheinung und stellen heutzutage ein
ernst zunehmendes Problem dar. Sie rufen schwere
Durchfallerkrankungen hervor und können vor allem bei
Kindern und älteren Personen eine lebensbedrohliche
Nierenschädigung verursachen (das sogenannte hämolytisch-urämische
Syndrom). EHEC Bakterien sind oft in den Fäkalien von
Rindern nachzuweisen und können durch unbehandelte
Lebensmittel wie Rohmilch oder verunreinigte Fleisch-
und Pflanzenprodukte auf den Menschen übertragen
werden.
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Endosporen
sind Überdauerungsformen, die bestimmte Bakterien bei
widrigen Umständen bilden können. Dazu sind die Clostridien
und die eigentlichen Bazillen in der Lage. Letztere
sind eine Verwandtschaftsgruppe stäbchenförmiger
Bakterien, zu der auch Bacillus
cereus (verantwortlich
für Lebensmittelvergiftungen) zählt. Da diese Sporen
im Inneren der Bakterienzelle entstehen, nennt man sie
Endosporen. Endosporen sind auch der Grund, warum bei
der Sterilisation so
drastisch vorgegangen werden muss, denn sie können oft
sogar einen mehrstündigen Kochvorgang überleben.
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Endotoxine
sind für den Menschen toxisch wirkende Substanzen, die
beim Absterben und Auflösen vieler Bakterien z.B. von
Salmonella-Keimen
freigesetzt werden. Sie sind wichtige natürliche
Komponenten der Zellhülle und bestehen aus einem Lipid-
und einem Polysaccharidanteil. Bereits in sehr niedrigen
Konzentrationen führen sie im menschlichen Körper zu
Blutdruckabfall, Fieber und Diarrhöen. Als Bestandteil
der Bakterienzelle bilden sie die Grenze zur Umwelt der
Mikroben. Der äußerster Teil der Endotoxine, die
sogenannten O-Antigene
können deswegen von den Antikörpern der Immunabwehr
des Menschen erkannt werden, und damit kann die Bekämpfung
eingedrungener Keime gestartet werden. Darauf reagieren die
Bakterien, indem sie diese Endteile der
Endotoxine häufig variieren, so dass neue Stämme
oder Serotypen mit äußerlich geänderten Strukturen
entstehen.
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Enterotoxine
nennt man die toxischen Substanzen, die von Bakterien
gebildet werden und deren Angriffsort der Darm
(griechisch: enteron) ist. Im Gegensatz zu Endotoxinen
sind dies Proteine (Eiweißstoffe), die von lebenden
Mikroben ausgeschieden werden. Dazu sind viele pathogene
Bakterien wie Cholerabakterien, Salmonellen
oder E.coli EHEC in der Lage. Andere
Toxine von Bakterien wirken nicht im Darm sondern z.B.
auf das Nervensystem wie das Neurotoxin von Clostridium
botulinum.
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Kontamination
nennt man jede unabsichtliche Übertragung von Keimen
von einer Kontaminationsquelle z.B. auf ein
Nahrungsmittel oder ein Gerät/Werkzeug. Wenn hier nun
diese Art von Keim vorher nicht vorhanden war, hat sie
eventuell eine neue Nahrungsquelle erschlossen und kann
sich vermehren oder zumindest weiter übertragen
werden. Häufige Kontaminationsquellen sind Fäkalien von
Mensch und Tier, die menschliche Haut, besonders
Schleimhäute und Absonderungen, Wunden, aber auch der
Erdboden und Staubpartikel der Luft.
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Listerien,
genauer gesagt Bakterien der Art Listeria monocytogenes,
verursachen die sogenannte Listeriose. Dies ist eine
Krankheit, von der in jüngster Vergangenheit häufiger
in den Medien berichtet wurde. Listerien sind an und für
sich weit verbreitete Bakterien, die z.B. beim Melken
und Schlachten in die Nahrungskette tierischer
Lebensmittel gelangen können. Verschiedene Lebensmittel
insbesondere Rohmilchkäse, aber auch Fleisch- und
Fischerzeugnisse sowie vorgeschnittener Salat können
Listerien enthalten. Die Keime vermehren sich selbst bei Kühlschranktemperaturen
in den Lebensmitteln und sie können besonders bei älteren
Menschen, bei Kleinkindern und Schwangeren verschiedene akute und chronische Erkrankungen
hervorrufen. Nach Überwindung des Magen-Darm-Traktes können
die Krankheitskeime in bestimmte Blutzellen eindringen,
wo sie dann vor dem Angriff von Antikörpern und vor der
Behandlung mit Antibiotika weitgehend geschützt sind.
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Milchsäurebakterien
sind eine Gruppe unbeweglicher Mikroben, die
Zuckerstoffe nicht vollständig abbauen können, sondern
sie zu Milchsäure vergären. Diese scheiden sie dann in
ihre Umgebung aus, die dadurch angesäuert wird. Nur
wenige Milchsäurebakterien (z.B. einige Streptococcen)
rufen Krankheiten hervor, die überwiegende Anzahl der
Milchsäurebakterien ist für den Menschen sehr nützlich.
Aufgrund ihres natürlichen Vorkommens in der Milch und
auf pflanzlichen Materialien sind sie an folgenden
Prozessen beteiligt: Gewinnung von Buttermilch, Joghurt,
Kefir, Sauerkraut und Sauergemüse, Sauerteiggärung,
Rohwurstreifung und Herstellung von Silage. Oft werden
bestimmte Kulturen von Milchsäurebakterien diesen
Prozessen als Starterkulturen hinzugefügt.
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Myzel
ist ein von Pilzen gebildetes dichtes Geflecht fädiger
Zellen, das nur im Mikroskop sichtbar ist. Damit
durchdringen diese Organismen das Erdreich und erschließen
sich neue Nahrungsquellen. Ein Myzel wird bei Wachstum
von allen Pilzen, also von Schimmelpilzen
und den höheren Pilzen, mit Ausnahme der Hefen
gebildet. Die höheren Pilze bilden zusätzlich zum
unterirdischen Myzel zur Vermehrung die uns bekannten
Fruchtkörper, die aber eigentlich auch aus dicht
gepackten Myzelfäden bestehen.
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Pasteurisierung
(benannt nach dem französischen Pionier der
Mikrobiologie Louis Pasteur) ist eine Teilentkeimung,
wie sie z.B. bei der Milch durchgeführt wird. Durch
eine Wärmebehandlung für eine bestimmte Zeitdauer (z.B.
30 sec bei 75 °C) wird ein Großteil der vorhandenen
Milchkeime (ca. 99 %), vor allem auch die mit der Milch
übertragbaren Krankheitserreger inaktiviert. Im
Gegensatz zur Sterilisation werden
aber nicht alle Keime abgetötet; die sogenannten
Endosporen überleben in der Regel. Pasteurisierte Milch
verdirbt nach einigen Tagen aufgrund des Wachstums von psychrotrophen
Keimen.
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Probiotische
Kulturen werden Lebensmitteln zugesetzt, um ihnen
eine gesundheitsfördernde Eigenschaft zu verleihen.
Dabei handelt es sich um lebende Mikroorganismen, die
sich im Darm ansiedeln können und dort Positives
ausrichten sollen. Eingesetzt werden verschiedene Stämme
von Milchsäurebakterien. Nach den
Aussagen der Hersteller bewirken probiotische
Lebensmittel eine ,,positive Beeinflussung der
Darmflora" oder eine ,,Anregung der
Stoffwechselfunktionen". Es gibt Hinweise, dass
probiotische Kulturen folgende Effekte hervorrufen:
Probiotika sollen den Cholesterinspiegel senken,
Pilzinfektionen der Scheide vorbeugen, Verstopfungen
beheben, Dickdarmkrebs vorbeugen, das Immunsystem
stimulieren und das Wachstum unerwünschter
Mikroorganismen im Darm hemmen. Wissenschaftlich
eindeutig bewiesen sind diese Wirkungen bislang noch
nicht.
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Psychrotrophe
oder Kälte-tolerierende Keime sind Mikroorganismen, die
sich sowohl bei Kühlschranktemperaturen als
auch bei Temperaturen über 20° C vermehren können.
Die Fähigkeit, bei tiefen Temperaturen zu wachsen,
findet man bei vielen Bakterien aus verschiedenen
Gattungen. Darüber hinaus treten seit den 80er Jahren -
sicherlich auch bedingt durch die Verbreitung neuer
Produktions- und Hygieneverfahren in der
Lebensmittelindustrie - in vermehrtem Maße pathogene
Keime auf, die Lebensmittelvergiftungen hervorrufen und
psychrotrophe Eigenschaften besitzen. Dazu gehören
Aeromonas hydrophila, Bacillus
cereus, Listeria monocytogenes und
Yersinia enterocolitica. So sind z.B. gekühlte Flüssigei-Chargen
ein idealer Nährboden für Aeromonas- Arten, die beim
Menschen neben Gastroenteritis auch Hautinfektionen und
Meningitis hervorrufen können.
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Salmonellen
sind mit E. coli eng verwandte
Bakterien, die beide die Fähigkeit haben, alternativ zu
atmen oder - bei Fehlen von Luftsauerstoff - zu gären.
Man unterscheidet mehr als 2000 Serotypen, die durch den
Besitz unterschiedlicher O-Antigene charakterisiert
sind. Salmonellen sind pathogene Keime, die die
wichtigsten Verursacher von Lebensmittelinfektionen
(Salmonellosen) darstellen. Viele Infektionen verlaufen
bei Erwachsenen mit guter Abwehrlage und bei niedriger
Infektionsdosis ohne Symptome. Im Krankheitsfall kommt
es nach einer Inkubationszeit von einigen Stunden oder
auch Tagen zu einer Gastroenteritis mit Durchfall,
Erbrechen und Fieber. Bestimmte Salmonellen sind auch für
schwere Allgemeinerkrankungen wie Typhus und Paratyphus
verantwortlich, die allerdings heutzutage von geringerer
Bedeutung sind. Als Quellen für eine Kontamination
mit Salmonellen kommen Geflügel und Eier, Nutz- und
Wildtiere, Fische und Muscheln, aber auch pflanzliche
Lebensmittel wie Gewürze in Frage.
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Schimmelpilze
sind mit den bekannten Speisepilzen verwandte
Mikroorganismen. Sie bilden auf und in Lebensmitteln ein
dichtes, mit dem bloßen Auge nicht sichtbares Geflecht
fädiger Zellen, das Myzel genannt wird. Sie vermehren sich über den Luftweg
durch die Bildung von Überdauerungsformen, den Sporen,
die gegen Austrocknung und hohe Temperaturen sehr
widerstandsfähig sind. Einige Schimmelpilze können für
den Menschen sehr giftige Substanzen wie die Aflatoxine
bilden.
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Staphylokokken
sind in Haufen oder Trauben angeordnete kugelförmige
Bakterien. Sie sind häufig auf der menschlichen Haut
und auf Schleimhäuten (Nase, Rachen, Ohr) anzutreffen.
Als typische Eiterbakterien verursachen sie Abszesse und
infizieren Hautverletzungen und Wunden. Auf diesem Wege
kontaminieren sie auch Lebensmittel, in denen sie sich
unter guten Bedingugen massiv vermehren und hitzestabile
Toxine bilden. Besonders diese führen schon nach kurzer
Zeit (einige Stunden) zu Diarrhöen und Erbrechen.
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Sterilisation
ist die vollständige Abtötung aller Mikroorganismen,
d.h. von lebenden Zellen, Schimmelpilzsporen und Endosporen. Eine vollständige Entkeimung kann durch
feuchte Hitze bei 120 °C für mindestens 15 Minuten in
einem Druckbehälter (Autoklav) oder durch trockene
Hitze, also in Abwesenheit von Wasserdampf, bei noch höheren
Temperaturen erreicht werden. Eine Sterilisation kann
auch durch andere Methoden wie Bestrahlung, Filtration
oder Behandlung durch toxische Chemikalien durchgeführt
werden. Sterilisationsmethoden, die bei der Herstellung von
Konserven und von H-Milch zum Einsatz kommen, haben im
Vergleich zur Pasteurisierung
einen weitaus negativeren Einfluss auf die Qualität der
behandelten Lebensmitteln (z.B. Inaktivierung von Vitaminen bei
hohen Temperaturen). In der Praxis mikrobiologischer Untersuchungen
ist Sterilität eine wichtige Voraussetzung für das Arbeiten mit
definierten Reinkulturen von Mikroorganismen.
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