Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Verbesserung des Hygienestatus und der Haltbarkeit von Geflügelfleisch durch Einsatz von Peroxyessigsäure zur Reduktion von Campylobacter spp.

Bertram, Rilana

Die Zahl der durch Campylobacter spp. ausgelösten Erkrankungen ist in den letzten Jahren fast unverändert hoch geblieben. Über 240.000 Campylobacteriose-Fälle werden innerhalb der EU jährlich gemeldet. Eine große Rolle bei der Infektion spielt dabei kontaminiertes Geflügelfleisch. Durch den Verzehr von nicht ausreichend erhitztem Fleisch oder durch Kreuzkontaminationen kann der Erreger auf den Menschen übertragen werden. Es existieren zahlreiche Ansätze, um die Keimbelastung auf Geflügelfleisch zu reduzieren, eine Möglichkeit davon ist die Behandlung der Schlachtkörper mit antimikrobiellen Substanzen. Ziel dieser Studie war es, geeignete Parameter für eine Sprühbehandlung mit Peroxyessigsäure (PES) zur Reduktion von Campylobacter spp. auf Hähnchen- und Putenschlachtkörpern zu finden und diese nach der Behandlung hinsichtlich ihres mikrobiologischen und sensorischen Status zu untersuchen. Um die Wirksamkeit von PES gegen Campylobacter spp. zu untersuchen, wurden zunächst In-vitro-Versuche durchgeführt. Die minimale Hemmkonzentration (MHK) und minimale bakterizide Konzentration (MBK) wurde von 25 Campylobacter (C.) jejuni- und C. coli-Isolaten bestimmt, mit dem Referenzstamm C. jejuni DSM 4688 wurde außerdem eine Absterbekinetik durchgeführt. Weiterhin wurden die MHK-Werte sowie das Wachstum von einigen Isolaten nach Adaption in subletaler Konzentration PES untersucht. In Vorversuchen wurden drei verschiedene Konzentrationen (600, 1200, 2000 ppm) an PES und zwei Sprühzeiten (10 s, 30 s) an Hähnchenschenkeln getestet. Für die Hauptversuche wurden Hähnchen- und Putenschlachtkörper vom Schlachthof beschafft und in Brustfilets mit Haut und Schenkel mit Haut zerlegt. Die Brustfilets wurden nativ belassen, während die Schenkel auf der Haut mit C. jejuni DSM 4688 inokuliert wurden. Sowohl Brustfilets als auch Schenkel wurden für 30 s mit PES (1200 ppm) oder sterilem, destilliertem Wasser als Kontrolle besprüht und anschließend unter modifizierter Atmosphäre verpackt. Unbehandelte Brustfilets sowie inokulierte aber unbehandelte Schenkel dienten als zusätzliche Positivkontrolle. Die Proben an Tag 1 wurden direkt nach dem Verpacken untersucht, die Proben für Tag 6 und 12 bei 4 °C bis zur Analyse gelagert. Die Haut der Schenkel wurde auf den Gehalt an Campylobacter spp. untersucht, die Haut der Brustfilets diente hingegen zur Bestimmung der aeroben mesophilen Gesamtkeimzahl (GKZ). Die Brustfilets wurden zusätzlich sensorisch untersucht, sowie die Farbe von Haut und Muskel erfasst. Außerdem wurden der pH-Wert und die elektrische Leitfähigkeit des Fleisches gemessen. Proben für die Messungen der Myoglobingehalte, der antioxidativen Kapazität und des Gehalts an biogenen Aminen wurden genommen und eingefroren für die spätere Analyse. Es ergaben sich MHK-Werte der Campylobacter-Isolate zwischen 2 und 8 ppm PES, die MBK-Werte waren entweder gleich der MHK oder eine Verdünnungsstufe höher. Nur bei einem Isolat war die MBK viermal so hoch wie die MHK. Eine Konzentration von 4 ppm PES führte innerhalb von zwei Stunden zur Reduktion von C. jejuni DSM 4688 unterhalb der Nachweisgrenze. Bei 8 ppm PES waren nach einer Stunde bereits keine Campylobacter spp. KbE mehr nachweisbar. Die Hälfte der MHK (2 ppm PES) reduzierte C. jejuni anfänglich ebenfalls sehr stark, nach 24 h war jedoch ein fast ebenso hoher Anstieg der KbE im Vergleich mit der Wachstumskontrolle zu verzeichnen. Alle getesteten Campylobacter-Isolate wiesen nach erfolgter Adaption doppelt so hohe MHK-Werte auf, die Wachstumskurven der adaptierten und der nicht behandelten Kontrollisolate zeigten keinen eindeutigen Unterschied. Die Konzentration 1200 ppm PES und eine Sprühzeit von 30 s erwiesen sich als am geeignetsten in den Vorversuchen, daher wurden diese Parameter in den Hauptversuchen eingesetzt. Die Behandlung mit PES erzielte bei Hähnchen- und Putenfleisch ähnliche Ergebnisse. C. jejuni konnte bis zu 1,3 log10 KbE/g reduziert werden, bei der GKZ zeigte sich eine Senkung um bis zu 1,2 log10 KbE/g. Wasser hatte bei beiden Fleischsorten in Bezug auf die GKZ keine Wirkung, bei C. jejuni zeigte sich jedoch ein mechanischer Abspüleffekt durch das Wasser um etwa 0,5 log10 KbE/g. Sensorisch sowie bezüglich des pH-Werts und der elektrischen Leitfähigkeit waren bei beiden Fleischarten keine Abweichungen zu erfassen. Beim Hähnchenfleisch gab es keine Unterschiede der Farbe zwischen den Behandlungsgruppen, beim Putenfleisch wies die Haut der mit PES behandelten Brustfilets an Tag 1 einen geringeren Rotwert auf als die mit Wasser behandelten. Bei den chemischen Analysen gab es geringe Unterschiede des Gehalts an Myoglobinredoxformen an Tag 12 beim Hähnchenfleisch, das Putenfleisch wies hingegen keine Veränderungen auf. Die antioxidative Kapazität, die nur bei den direkt mit PES oder Wasser behandelten Hähnchenbrustfilets gemessen wurde, war nicht signifikant verschieden. Die Behandlung mit PES führte zu einem geringfügig höheren Gehalt an Putrescin und Spermidin der Hähnchenproben an Tag 6 im Vergleich zur Wasserkontrolle. Zusammengefasst waren die gefundenen Abweichungen gering und nicht als nachteilig für die Produktqualität zu beurteilen. Damit stellt sich der Einsatz von PES als gute Möglichkeit dar, um Campylobacter spp. sowie die GKZ auf Geflügelschlachtkörpern zu reduzieren. Weitere Studien mit natürlich kontaminierten Geflügelschlachtkörpern wären notwendig, um zu überprüfen, wie der Effekt einer Sprühbehandlung mit PES auf Campylobacter spp. ist, die nicht künstlich aufgetragen wurden.

The number of infections caused by Campylobacter spp. remained almost consistently high in the past few years. Over 240,000 cases of campylobacteriosis are reported annually in the EU. Contaminated poultry meat plays an important role in the spread of infection. Through consumption of insufficiently heated meat or through cross-contamination, the pathogen can be transmitted to humans. Numerous approaches exist to reduce the bacterial load on poultry meat, one option is a treatment of the carcasses with antimicrobial substances. The aim of this study was to find suitable parameters for a spraying treatment with peracetic acid (PAA) to reduce Campylobacter spp. on chicken and turkey carcasses, and to evaluate their microbial and sensory status after treatment. Initially, to examine the efficacy of PAA against Campylobacter spp., in-vitro- experiments were performed. Minimal inhibitory concentrations (MIC) and minimal bactericidal concentrations (MBC) of 25 Campylobacter (C.) jejuni and C. coli isolates were determined, the reference strain C. jejuni DSM 4688 was also used for a time-kill test. Furthermore, the MIC values and growth of some isolates after adaptation in a sublethal concentration of PAA were investigated. In a preliminary test, three different concentrations (600, 1200, 2000 ppm) of PAA and two spraying times (10 s, 30 s) were tested with chicken drumsticks. For the main experiments, chicken and turkey carcasses were obtained from a slaughterhouse and dissected into breast fillets with skin and drumsticks with skin. The breast fillets were left native, while the drumsticks were inoculated on the skin with C. jejuni DSM 4688. Both breast fillets and drumsticks were sprayed for 30 s with either PAA (1200 ppm) or sterile, distilled water and subsequently packaged under modified atmosphere. Untreated breast fillets and inoculated but untreated drumsticks served as additional positive control. The samples for day 1 were examined directly after packaging, the samples for days 6 and 12 stored at 4 °C until analysis. The skin of the drumsticks was analyzed for Campylobacter spp., whereas the skin of the breast fillets was used for determination of the total viable count (TVC). Additional, the sensory characteristics as well as color of the skin and muscle were evaluated. Furthermore, pH-values and electrical conductivity of the meat were measured. Samples for the measurements of myoglobin content, antioxidant activity and biogenic amines were taken and frozen for later analysis. The in-vitro-tests yielded MICs between 2 and 8 ppm PAA, the MBC-values were either the same as the MIC or one dilution step higher. Only one isolate had a MBC fourfold higher than the MIC. A concentration of 4 ppm PAA led to a reduction of C. jejuni DSM 4688 under the detection limit within 2 h. At a concentration of 8 ppm PAA no Campylobacter spp. were detectable after 1 h. Half the MIC (2 ppm PAA) also led to an initial reduction of C. jejuni but after 24 h an almost identical increase compared to the growth control could be seen. All of the tested Campylobacter isolates had MIC values twice as high after adaptation, the growth curves did not show any clear differences. A concentration of 1200 ppm PAA and a spraying time of 30 s proved to be the most appropriate in the preliminary test, hence they were used in the main experiments. The treatment with PAA produced similar results with chicken and turkey meat. C. jejuni was reduced up to 1.3 log10 cfu/g, TVCs were decreased up to 1.2 log10 cfu/g. Water showed no effect regarding the TVC on both meat types, whereas with C. jejuni, a mechanical washing effect up to 0.5 log10 cfu/g could be seen. No deviations concerning sensory, pH-values and electrical conductivity could be reported for both types of meat. Chicken meat showed no deviations in color, PAA treated turkey meat showed lower redness on day 1 compared with the water treated samples. The chemical analyses revealed slight differences in myoglobin content of the chicken meat on day 12, whereas turkey meat showed no changes. The antioxidant activity, which was only measured for the samples directly treated with water or PAA, was not significantly different. Treatment with PAA led to a higher putrescine and spermidine content of the chicken meat in comparison to the water control. Summing up, the detected differences were small and do not negatively affect product quality. Therefore, application of PAA is a good possibility to reduce Campylobacter spp. as well as TVCs on poultry carcasses. Further studies with naturally contaminated carcasses are necessary to examine the effect of a spray treatment with PAA on Campylobacter spp. which are not artificially applied.

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Bertram, Rilana: Verbesserung des Hygienestatus und der Haltbarkeit von Geflügelfleisch durch Einsatz von Peroxyessigsäure zur Reduktion von Campylobacter spp.. Hannover 2019. Tierärztliche Hochschule Hannover.

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