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Entwicklung und Validierung einer neuen Nachweismethode für das Hepatitis-E-Virus in Schweineleber und Schweinefleischerzeugnissen zur Evaluierung möglicher viruslastreduzierender Produktionsparameter bei der Herstellung von Schweineleber enthaltender Kochwurst

Das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Nachweisverfahren für den Genotypen 3 des HEV in Schweineleber und daraus hergestellten Lebensmittel ermöglicht auf Basis einer RT-qPCR einen sensitiven und spezifischen Nachweis des HEV in der Verarbeitung von Schweineleber zu einem verzehrfertigen Produkt.

Insbesondere durch die Optimierung des Verfahrens auf den für die Zielmatrizes relevantesten HEV-Genotyp 3 und die umfangreiche Evaluierung anhand von Virus- Eluaten und HEV-Subtypen, die aus Proben der Zielspezies Schwein stammten oder in diesen zu erwarten sind, die Quantifizierung unter Berücksichtigung matrixbedingter Faktoren auf die Extraktion und die hohe Sensitivität des Nachweises kann die hier entwickelte Methode sowohl zum Screening von Schweineleber auf Kontamination als auch zur Verfolgung der Kontamination in der Weiterverarbeitung dieser beitragen.

Bei der Evaluierung der Effekte der Probenmatrix auf den Nachweis durch ein Spiking- Experiment konnte dabei sowohl in der Matrix Leber, als auch in der Matrix Leberwurst eine Nachweisgrenze von 103 GE/25 mg erreicht werden, was auf ein stabiles und vergleichbares Extraktions- und Nachweisergebnis schließen lässt. Diese und weitere implementierte Kontrollen, wie etwa die verwendete IAC, ermöglichten eine verbesserte Interpretation der erhobenen Daten und damit eine möglichst realistische Quantifizierung der Ergebnisse. Die hohe Stabilität der Nachweisreaktion, selbst in anspruchsvollen Matrizes wie Leberwurst, eröffnet zudem die Möglichkeit, sie auch zur Detektion von HEV-RNA in anderen herausfordernden Probenmaterialien einzusetzen.

Die Praxistauglichkeit der neu entwickelten Nachweismethode wurde neben der Erprobung mit Viruseluat auch durch die Untersuchung von Schweineleber überprüft. Dabei fand sich bei der Untersuchung von 67 Schweinelebern unterschiedlicher Herkunft in der Region Hannover eine Prävalenz für den Nachweis von HEV-RNA von 7 %. Dieses Ergebnis entspricht in etwa den in anderen Studien in Deutschland für den Nachweis von HEV-RNA in Schweineleber erhobenen Ergebnissen (Johne et al., 2022).

Um die Entwicklung einer natürlichen HEV-Kontamination in der Verarbeitung abzuschätzen wurden drei der natürlich HEV-kontaminierten Lebern anhand eines gängiges Industrierezept für „Delikatess-Leberwurst“ weiterverarbeitet (Koch & Fuchs, 2016).

Neben einer deutlichen Reduktion der Kontamination durch die Erhitzung, wie sie auch in der Literatur in-vitro beschrieben wurde (Treagus et al., 2021), zeigte sich dabei eine moderate Reduktion der Kontamination durch längere Homogenisierung der Herstellungsmasse im Kutter. Jedoch konnte selbst bei einer moderaten Ausgangsbelastung der Herstellungsmasse von 282.000 GE/g eine HEV- Kontamination auch nach der Erhitzung nach festgestellt werden, sodass innerhalb der Produktion zwar eine Reduktion von etwa 2,4 LOG GE, jedoch keine Eliminierung der Kontamination erreicht werden kann.

Diese Ergebnisse legen den Fokus der Reduktion einer Kontamination auf die Maßnahmen und Untersuchungen vor der Produktion, um die Verwendung HEV-freie Rohmaterialien zu erreichen.

The novel detection method for HEV genotype 3 in pork liver and food products containing pork parts developed in this work allows the sensitive and specific detection of HEV during the processing of pork liver into ready-to-eat products based on RT- qPCR.

In particular, the optimisation of the method for HEV genotype 3, which is the most relevant for the target matrices, and the extensive evaluation with virus eluates and HEV subtypes originating from or expected in samples of the target species pig, the quantification taking into account matrix-related factors in the extraction and the high sensitivity of the detection, the method developed here can contribute both to the screening of pig liver for contamination and to the tracking of contamination in its further processing. When evaluating the effects of the respective matrix by means of a spiking experiment, a detection limit of 103 GE/25 mg was achieved in both the liver matrix and the liver sausage matrix, which indicates a stable and comparable extraction and detection result. These and other implemented controls, such as the IAC used, enabled an improved interpretation of the collected data and thus the most realistic quantification of the results possible. The high stability of the detection reaction, even in challenging matrices such as liver sausage, also opens up the possibility of using it for the detection of HEV RNA in other challenging sample materials.

The practical suitability of the newly developed detection method was tested not only in viral eluate but also by analysing pig liver. The analysis of 67 pig livers of different origins from the Hannover region revealed a prevalence of 7 % for the detection of HEV RNA. This result corresponds approximately to the results obtained in other studies in Germany for the detection of HEV RNA in pig liver (Johne et al., 2022).

In order to assess the development of natural HEV contamination during processing, three of the naturally HEV-contaminated livers were further processed using a common industrial recipe for "Delikatessleberwurst" (Koch & Fuchs, 2016).

In addition to a significant reduction in contamination due to heating, as also described in the literature for in-vitro studies (Treagus et al., 2021), a moderate reduction in contamination was shown by longer homogenisation of the production mass in the bowl cutter. However, even with a moderate initial load of 282,000 GE/g in the production mass, HEV contamination could still be detected after heating, resulting in a reduction of around 2.4 LOG GE during production, but no elimination of the contamination.

These results emphasise the focus of reducing contamination on the measures and tests prior to production in order to achieve the use of HEV-free raw materials.

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