Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

Rafael Hernán Mateus Vargas

Vorkommen, phänotypische Charakterisierung und Bedeutung von Escherichia coli aus Wildfleisch

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-105759

title (engl.)

Prevalence, phenotypical characterization and significance of Escherichia coli in game meat

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2014

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/mateusvargasr_ws14.pdf

abstract (deutsch)

Gemäß VO (EG) 178/2002 und VO (EG) 852/2004 sind die Lebensmittelunternehmer verpflichtet, dem Endverbraucher ein sicheres Produkt anzubieten. Dafür müssen die Fleischprodukte auf vorgegebene mikrobielle Parameter zur Überprüfung der Prozesshygiene untersucht werden. Zudem ist die Überwachung der Antibiotikaempfindlichkeit in Mikroorganismen isoliert aus Fleischprodukten von großer Bedeutung.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden 188 vakuumverpackte Teilstücke von Reh-, Rotwild und Wildschwein auf verschiedene Hygieneindikatoren und potentielle Krankheitserreger mikrobiologisch untersucht. In Anlehnung an die amtliche Sammlung von Untersuchungsverfahren nach § 64 LFGB, wurden die Wildfleischproben quantitativ auf aerob wachsende Keime, Enterobacteriaceae und E. coli untersucht. Die Quantifizierung Koagulase-positiver Staphylokokken, sowie die qualitative Bestimmung des Vorhandenseins von Salmonella spp. und Listeria monocytogenes wurden ebenfalls durchgeführt.

Anhand der Richt- und Grenzwerte der VO (EG) 2073/2005 konnten die Mehrzahl der Wildfleischproben als befriedigend oder akzeptabel bezeichnet werden. Die Medianwerte der aeroben Gesamtkeimzahl, der Zahl der Enterobacteriaceae und E. coli lagen bei 4,55 Log10 KbE/cm2, 4,10 Log10 KbE/cm2 bzw. für E. coli bei 1,84 Log10 KbE/cm2. Während die Medianwerte der Gesamtkeimzahl und des Gehaltes an Enterobacteriaceae beim Fleisch der einzelnen Tierarten auf einem vergleichbaren Niveau lagen, konnten signifikante Unterschiede zwischen den Keimzahlen von E. coli bei Wildschwein, gegenüber denen bei Rehwild bestätigt werden (2,53 Log10 KbE/cm2 im Vergleich zu 1,31 Log10 KbE/cm2). Koagulase-positive Staphylokokken und L. monocytogenes wurden in 10,6% bzw. 15,4% der 188 Wildfleischproben nachgewiesen. Hierbei wiesen die Wildschweinproben signifikant höhere Prävalenzen auf, als das Fleisch vom Rehwild. Des Weiteren gelang der Nachweis von Salmonella spp. nur bei Fleisch vom Wildschwein (n=4).

 

Der Antibiotikaempfindlichkeitsstatus willkürlich ausgewählter Isolate von E. coli gegenüber 27 Antibiotika, wurde ebenfalls überprüft. Nach der Quantifizierung von E. coli wurden die minimalen Hemmkonzentrationen ausgewählter Isolate durch einen Mikro-Reihenverdünnungstest ausgewertet und Bezug nehmend auf die von EUCAST publizierten Grenzwerte evaluiert.

Bei der Antibiotikaempfindlichkeitstestung von insgesamt 229 E. coli-Isolaten, zeigten 38,0% einen erhöhten MHK-Wert gegenüber mindestens einem Antibiotikum. Im Allgemeinen konnten verringerte Empfindlichkeiten gegenüber Cefaclor (32,8%), Doxycyclin (3,9%) und Cefoxitin (1,7%), sowie Resistenzen gegenüber Ampicillin (2,2%), Chloramphenicol (1,7%) und Tobramycin (0,9%) festgestellt werden. Einer von den Ampicillin-resistenten Stämmen, welcher aus Rotwildfleisch isoliert wurde, war ebenfalls phänotypisch resistent gegenüber anderen ß-Laktam-Derivaten und Aztreonam aber empfindlich gegenüber Cefoxitin. Aufgrund der Art des in dieser Studie untersuchten Materials (verpacktes Wildfleisch) konnte nicht zugeordnet werden, ob dieses Isolat vom erlegten Tier stammte oder während des weiteren Herstellungsprozesses auf die Fleischoberfläche gelangte.

Die untersuchten E. coli-Isolate wurden anschließend anhand biochemischer Merkmale kategorisiert. Des Weiteren wurden unempfindliche Isolate den phylogenetischen Hauptgruppen zugeordnet. Insgesamt wurden 29 verschiedenen API 20E-Profile nachgewiesen. Das Profil 5144572 kam beim Fleisch der verschiedenen Wildtierarten am häufigsten vor (38,4%). Dieses Profil wurde bei den E. coli-Stämmen, die eine verringerte Empfindlichkeit gegenüber mindestens einem Antibiotikum aufwiesen, ebenfalls am häufigsten nachgewiesen (55,2%). Die unempfindlichen E. coli-Isolate wurden überwiegend der Phylogruppe B1 (66,7%) zugeordnet. Die übrigen Isolate gehörten zu den Phylogruppen A (19,5%), D (8,1%) und B2 (5,8%).

Die Ergebnisse der mikrobiologischen Untersuchungen zeigten, dass die Mehrheit der verpackten Wildfleischproben, gemäß VO (EG) 2073/2005, die Erfordernisse erfüllt haben, die zur Evaluierung des Hygienegrads für die Herstellung von traditionellen Fleischprodukten vorgegeben wurden. Anhand der statistischen Analyse der quantitativen sowie qualitativen Ergebnisse der mikrobiologischen Parameter wurde zudem deutlich, dass das Wildschweinfleisch signifikant häufiger oder in höheren Grad bakteriell kontaminiert war, im Vergleich zum Fleisch von Wildwiederkäuern. In Bezug auf die Antibiotikaempfindlichkeit der isolierten E. coli-Stämme wurde im Rahmen dieser Arbeit eine niedrige Prävalenz multiresistenter E. coli-Stämme nachgewiesen. Ferner konnten die hier isolierten E. coli-Populationen anhand ihrer Stoffwechseleigenschaften und phylogenetischer Zugehörigkeit eingeordnet werden. In dieser Arbeit konnten keine Zusammenhänge zwischen den biochemischen oder molekularbiologischen Eigenschaften der E. coli-Isolate und dem Vorkommen spezifischer Unempfindlichkeitsmuster bestätigt werden

abstract (englisch)

The safety of foodstuffs offered to consumers must be ensured by the food business operator (Regulation EC 178/2002 and Regulation EC 852/2004). In order to fulfill the given standards, the acceptability of these products and their manufacturing processes must be controlled by hygiene control measures that may include the examination of microbiological agents. Moreover, monitoring of the antimicrobial susceptibility of micro-organisms isolated from meat products is a matter of great significance for public health and safety.

In this study a total of 188 samples of vacuum-packaged meat cuts of roe deer, red deer and wild boar were examined. The microbiological examinations included testing against bacterial indicators of hygiene and the presence potentially pathogenic species. Game meat samples were examined microbiologically according to § 64 of the LFGB. Microbiological examinations included the quantitative determination of aerobic mesophilic bacteria, Enterobacteriaceae and Escherichia coli. Additionally, quantification of coagulase-positive staphylococci and qualitative examination of Salmonella spp. und Listeria monocytogenes were conducted.

According to criteria given by Regulation EC 2073/2005, a majority of the game meat samples were categorized as hygienically satisfactory or acceptable. The median values for the aerobic mesophilic count, the number of Enterobacteriaceae and the number of E. coli were 4.55 log10 cfu/cm2, 4.10 log10 cfu/cm2 and 1.84 log10 cfu/cm2, respectively. Meat of different animal species showed similar median log10 values for Enterobacteriaceae and the aerobic mesophilic count, while the analysis of the median log10 values of E. coli revealed significant differences between the bacterial content of meat of wild boar and that of roe deer (2.53 log10 cfu/cm2 vs. 1.31 log10 cfu/cm2). Coagulase-positive staphylococci and L. monocytogenes were detected in 10.6% and 15.4% of the 188 game meat samples studied, respectively. It was possible to isolate Salmonella spp. from 4 samples of wild boar.

In addition to the microbiological examinations, the antimicrobial susceptibility of randomly selected isolates of E. coli to 27 antimicrobial substances was determined. For positive samples, and after quantification of E. coli, the minimal inhibitory concentration (MIC) of selected isolates was determined using a microdilution technique. The results were evaluated referring to the cut-off values published by EUCAST.

The antimicrobial susceptibility testing showed that 38.0% of 229 E. coli isolates showed a decreased susceptibility or resistance phenotype to at least one antimicrobial agent. In general, decreased susceptibility was more often observed to cefaclor (32.8%), followed by doxycyclin (3.9%) and cefoxitin (1.7%). Resistance to ampicillin (2.2%), chloramphenicol (1.7%) and tobramycin (0.9%) was detected as well. One of the isolates of meat of red deer showing resistance to ampicillin was phenotypically resistant to other ß-lactam antibiotic compounds and aztreonam, however it was found to be susceptible to cefoxitin. Due to the type of samples analyzed in this study (packaged game meat) it was not possible to trace the isolate back to either the animal itself or to a cross-contamination of the meat surface during the processing.

In this study, all E. coli isolates examined were categorized on the basis of biochemical characteristics. Moreover, the isolates showing reduced susceptibility or resistance to antibiotics were phylogenetically characterized by PCR. A total of 29 different API 20E biochemical profiles were found. The biotype 5144572 was the most prevalent among the isolates obtained from meat of the different wild animal species (38.4%). This biotype accounted also for 55.2% of the E. coli isolates showing decreased susceptibility to at least one antibiotic. Phylogenetic analysis demonstrated that resistant isolates and those with decreased susceptibility belonged predominantly to phylogroup B1 (66.7%). The remaining isolates were separated into phylogroups A (19.5%), D (8.1%) and B2 (5.8%).

Based on the microbiological results we conclude that most of the game meat samples fulfilled the hygiene standards that are provided in Regulation EC 2073/2005 to evaluate the hygiene of the traditional meat production process. The statistical analysis of the qualitative and quantitative results of microbiological criteria revealed that meat of wild boar was contaminated significantly more often with certain bacteria or was contaminated to a higher degree than the meat of wild ruminants. Concerning the antimicrobial susceptibility of E. coli isolates, it was observed that the prevalence of multiple resistant E. coli in packaged game meat is low. Additionally, it was possible to characterize the E. coli population isolated from game on the basis of their metabolic characters and phylogenetical belonging. In this study, the obtained biochemical or molecular characters of the E. coli isolates did not appear to correlate with specific antimicrobial susceptibility patterns.

keywords

Wildfleisch, mikrobiologische Qualität, biochemisches Profil; game meat, microbiological quality, biochemical pattern

kb

579