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Entwicklung und Etablierung verschiedener Nachweisverfahren für Clostridium botulinum und aktiver Toxinnachweis mit ELISA-Verfahren in unterschiedlichen Lebensmittelmatrizes sowie Untersuchungen zur Stabilität der Toxine

Schneider, Daniela - Freie Universität Berlin (2013)


Clostridium (C.) botulinum ist ein gram-positives, stäbchenförmiges, obligat anaerob lebendes Bakterium, das ubiquitär in Boden, Wasser oder Sedimenten vorkommen kann. Das Bakterium kann bei ungünstigen äußeren Bedingungen Endosporen bilden, welche über einen sehr langen Zeitraum überleben können. C. botulinum ist ein Intoxikationserreger, der lebensmittelbedingte Erkrankungen verursachen kann. Die Erkrankung Botulismus führt bei Menschen und Tieren zur Paralyse, einer symmetrisch absteigenden Lähmung. Ursache für diese Symptome sind die Botulinumneurotoxine (BoNT), die zu den gefährlichsten bekannten Toxinen zählen.

Es gibt insgesamt 7 serologisch unterscheidbare Neurotoxine (BoNT Typ A bis G), davon sind 4 humanpathogene Toxintypen bekannt (A, B, E und F), die anderen Toxintypen verursachen Botulismus bei Tieren z.B Pferden, Rindern und Vögeln. Die Standard-Methode für den aktiven Toxinnachweis ist der Mäuse-Bioassay, welcher allerdings sehr zeitaufwendig und teuer ist und aus tierrechtlichen Gründen nicht immer vertretbar ist.

Ziel dieser Arbeit war es, schnelle und effiziente kulturelle Nachweismethoden für die Bakterien mit Hilfe molekular- und mikrobiologischer Verfahren sowie einen aktiven Toxinnachweis in verschiedenen Lebensmittelmatrizes zu entwickeln. Aus diesem Grund wurden verschiedene PCR-Verfahren ausgewählt für den Nachweis der Toxingene sowie ein spezifischer Enzyme-Linked-Immunosorbent Assay (ELISA).

Das ELISA-Verfahren wurde zur Testung in unterschiedlichen Lebensmittelmatrizes verwendet und es erfolgten Untersuchungen zur Stabilität von BoNT bei verschiedenen lebensmittelrelevanten Temperatur-Zeit Relationen und zur Stabilität der Toxine bei Lagerungstemperaturen.

Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigten, dass alle humanpathogenen Toxintypen von C. botulinum durch lebensmittelrelevante Erhitzungsprozesse denaturiert werden konnten und dass die Stabilität der Toxine bei einer Lagerungstemperatur von +4°C im Gegensatz zur Lagerung bei -21°C rasch abnimmt.

Eine aktive Toxinproduktion durch die vegetativen C. botulinum-Stämme konnte ebenfalls mit Hilfe des ELISA-Verfahrens in unterschiedlichen Lebensmitteln nachgewiesen werden.


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