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Untersuchungen zur mikrobiologischen Qualität von Trockenmilcherzeugnissen

Wünsche, Simone


Originalveröffentlichung: (2010) Giessen : VVB Laufersweiler
pdf-Format: Dokument 1.pdf (1.621 KB)

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Tierärztliche Nahrungsmittelkunde
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5580-6
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 23.02.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 23.04.2010
Kurzfassung auf Deutsch: In der vorliegenden Arbeit wurden im Jahr 2007 insgesamt 105 Trockenmilcherzeugnisse von
46 verschiedenen Herstellen in Angebotsform im deutschen Lebensmitteleinzelhandel
erworben und auf das Vorhandensein von als allgemeinen Hygieneindikatoren dienenden
Parametern (Enterobacteriaceae, aerobe mesophile Keimzahl) sowie auf pathogene bzw.
potentiell toxinogene Mikroorganismen (Enterobacter sakazakii, präsumtive B. cereus bzw.
aerobe Sporenbildner) untersucht. Weiterhin wurden verschiedene Isolate von B. cereus sowie
sonstigen aeroben Sporenbildnern anhand eines GLISA Tests stichprobenartig auf die
Bildung von B. cereus-Enterotoxinkomponenten überprüft; fünf Produkte wurden
exemplarisch auf die Vermehrung der Keimgehalte bei haushaltsüblicher Zubereitung und
Behandlung untersucht. Die Produktpalette umfasste 18 nur aus Milch oder Milcherzeugnissen
bestehende Produkte (Gruppe 1: fünf Vollmilchpulver, sieben Magermilchpulver,
drei Süßmolkenpulver, zwei Milcheiweiß, ein Molkeneiweiß) sowie 87 aus Milch und
Milcherzeugnissen sowie anderen Lebensmitteln zusammengesetzte Produkte (Gruppe 2:
zehn Getränkepulver mit Milch- und Fruchterzeugnissen, ein Getränkepulver mit Malz, 37
Getränkepulver mit Kaffee, zwei Kaffeeersatzextrakte, 18 Pulvernahrungen, elf Eiweißkonzentrate,
drei diätetische Lebensmittel, vier diätetische Nahrungsergänzungen, ein Energy
Drink), welche überwiegend in Deutschland hergestellt wurden.
Enterobacteriaceae konnten in 13 Proben (12 %) in 10 g nachgewiesen werden, hierbei waren
nur Produkte der Gruppe 2 betroffen. Das Spektrum an Enterobacteriaceae-Spezies (15
verschiedene Arten) ähnelte vergleichbaren Untersuchungen an diversen Milchprodukten,
wobei keine obligat pathogenen Spezies isoliert wurden. Am häufigsten konnte Enterobacter
cloacae (sechs Isolate) nachgewiesen werden. Enterobacter sakazakii wurde in einer
Pulvernahrung nachgewiesen.
In 89 Proben (85 %) wurden aerobe Sporenbildner nachgewiesen; das Spektrum der isolierten
Bacillus spp. deckte sich, ebenso wie das häufigere Auftreten von B. licheniformis im
Vergleich zu anderen Spezies, weitestgehend mit ähnlichen Untersuchungen an diversen
Milchprodukten. Produkte der Gruppe 2 waren häufiger (78 %) mit sonstigen aeroben
Sporenbildnern kontaminiert als Produkte der Gruppe 1 (50 %).

Die Höhe der ermittelten Keimbelastung war mit 5 x 100 bis 3,7 x 103 KbE/g insgesamt
gering, zumal nur zwei Proben (ein Getränkepulver mit Kaffee, eine Pulvernahrung) Werte
von > 103 KbE/g aufwiesen (jeweils B. licheniformis). Ebenso war die Vorkommenshäufigkeit
einzelner isolierter Spezies vergleichsweise gering (B. licheniformis in 51 % der
Proben nachweisbar, B. subtilis, B. pumilus, B. circulans, B. mycoides, B. firmus in 1 bis 3 %
der Proben).
B. cereus konnte aus insgesamt 50 Proben (48 %) isoliert werden, wobei die Verteilung
innerhalb beider Gruppen sehr ähnlich war. Die Keimzahlen waren mit 5 x 100 bis 9 x 101
KbE/g eher gering. B. cereus war in den Produkten zumeist in Kombination mit anderen
aeroben Sporenbildnern nachweisbar.
Die Untersuchung auf B. cereus-Enterotoxinkomponenten ergab bei 26 von 30 untersuchten
B. cereus-Isolaten (87 %) ein positives Ergebnis. Hierbei konnten bei 21 Isolaten (70 %) nur
Nhe-, bei fünf Isolaten (17 %) Nhe- und Hbl-Komponenten nachgewiesen werden. Bezüglich
der Ausbildung von Hbl-Komponenten lagen die Ergebnisse unter denen vergleichbarer
Studien. Desweiteren wurde bei vier von 30 untersuchten B. licheniformis-Isolaten (13 %),
zwei B. mycoides-Isolaten sowie einem B. firmus-Isolat Nhe-Komponentenbildung
nachgewiesen; ein B. mycoides-Isolat wies zudem Hbl-Komponentenbildung auf. Bei den
ebenfalls untersuchten Isolaten von B. subtilis (n = 3), B. pumilus (n = 2) und B. circulans
(n = 1) konnten keine B. cereus-Enterotoxinkomponenten detektiert werden.
Die Höhe der ermittelten aeroben mesophilen Keimzahl lag bei 30 Proben (29 %) unter 102
KbE/g, bei 60 Proben (57 %) zwischen 102 und 103 KbE/g und bei zwölf Proben (11 %) bei
über 103 KbE/g. Nur drei Proben (3 %) wiesen eine aerobe mesophile Keimzahl von > 104
KbE/g auf, wobei der Maximalwert 2,2 x 104 KbE/g betrug. Die Verteilung innerhalb beider
Gruppen war relativ ähnlich, wobei Produkte der Gruppe 2 häufiger Keimzahlen im Bereich
von 102 bis 103 KbE/g aufwiesen. Nach Produktgruppen betrachtet wiesen nur drei Gruppen
(Süßmolkenpulver, diätetische Lebensmittel, diätetische Nahrungsergänzungen) eine mittlere
Keimzahl von > 103 KbE/g auf.

Bei der Untersuchung zur Vermehrung der Keimgehalte an fünf Trockenmilcherzeugnissen
(ein Vollmilchpulver, ein Getränkepulver mit Kaffee, ein Getränkepulver mit Milch- und
Fruchterzeugnissen, eine Pulvernahrung, ein Eiweißkonzentrat) mittels Rekonstitution nach
Herstellerangaben und Lagerung bei Raumtemperatur war bei zwei Proben (Vollmilchpulver,
Eiweißkonzentrat) nach 24 Stunden ein deutlicher Anstieg der aeroben mesophilen Keimzahl
(6,5 x 103 bzw. 1,5 x 103 KbE/g) und dem Gehalt an B. cereus je Gramm (6,2 x 104 bzw. 1,7 x
103 KbE/g) zu verzeichnen.
Die Ergebnisse der Untersuchungen erbrachten, bei insgesamt guter Bewertung aller Proben,
eine verhältnismäßig gesehen höhere Belastung von Produkten der Gruppe 2. Insgesamt
scheint bei sorgfältigem Umgang im Verbraucherhaushalt das Gesundheitsrisiko durch die
hier untersuchte Lebensmittelgruppe eher gering zu sein.
Kurzfassung auf Englisch: This thesis describes studies concerning the microbiological quality of foods based on
powdered milk. A total of 105 samples of powdered milk and products thereof, produced by
46 different manufacturers, were purchased from retail shops and specialized shops in
Germany. These samples were analysed for indicators of general production hygiene
(Enterobacteriaceae, total aerobic mesophilic bacteria) and for opportunistic pathogens
(Enterobacter sakazakii, B. cereus and other aerobic spore forming bacteria). Selected isolates
of B. cereus and other aerobic spore forming bacteria from these samples were tested for
production of B. cereus enteroxin components using a GLISA test kit. Finally, the time course
(increase of colony forming units, cfu) of aerobic mesophilic bacteria and of B. cereus after
reconstitution and prolonged storage at ambient temperature was studied, using five different
products.
The types of food under study included products consisting of plain powdered milk or
powdered milk products (group 1, n = 18; whole milk powder, skim milk powder, whey
powders, dried milk proteins or dried whey protein), and products which were composed of
powdered milk products and other non-milk ingredients (group 2, n = 87; powdered
milk+fruit drinks, powdered milk+cereal malt drinks, powdered drinks containing coffee or
coffee substitute extracts, special foods intended for use in a weight reduction scheme, protein
concentrates, dietary supplements, various functional foods). Most but not all products were
produced in Germany.
Presence of Enterobacteriaceae in 10 g test portions was detected for 13 samples (12 %),
exclusively in samples belonging to group 2. The spectrum of Enterobacteriaceae-species
identified for isolates from these samples by biochemical assay (API 20E) was regarded as
typical for milk products. The most frequently isolated type was Enterobacter cloacae (6
isolates), other commonly found species were Klebsiella spp., Pantoea spp. and Serratia spp.
Enterobacter sakazakii was isolated from one sample of powdered “weight reduction”
formula in 10 g test portion, but not in 3 x 100g test portion after reanalysis.

Aerobic spore forming bacteria (Bacillus spp.) were detected in 89 samples (85 %), the
spectrum of species was typical for that commonly found in milk products. A species which
was frequently isolated was B. licheniformis. Products from group 2 were more frequently
(78 %) contaminated with aerobic spore forming bacteria (excluding B. cereus) than products
from group 1 (50 %). The quantitative contamination level was low in most cases, colony
counts ranged from 5 x 100 to 3,7 x 103 cfu/g and only two samples (one powdered coffee
drink, one powdered “weight reduction” formula) had > 103 cfu/g (B. licheniformis in each
case).
B. licheniformis was the predominant Bacillus species and was detected in 51 % of the
samples, followed by B. cereus (48 %). Other species were occasionally (1-3 %) found in
these samples, namely B. subtilis, B. pumilus, B. circulans, B. mycoides and B. firmus.
B. cereus was found with similar frequency throughout all products under study. Although
this species was found with high frequency, the number of bacteria was typically very low (5
x 100 to 9 x 101 cfu/g), similar as reported in other studies. B. cereus positive samples
typically contained other Bacillus species.
When production of B. cereus enterotoxin components was tested, most isolates were clearly
positive (26/30; 87 %) or weakly positive (3/30; 10 %) for Nhe components. Five isolates
(17 %) were additionally positive for Hbl components. The Nhe-positive results were also
obtained for 4/30 isolates of B. licheniformis isolates (13 %), 1/2 isolates of B. mycoides and
for 1/1 B. firmus isolate. One isolate of B. mycoides was positive both for Nhe and Hbl. Other
Bacillus spp., including B. subtilis (n = 3), B. pumilus (n = 2) and B. circulans (n = 1) were
tested negative both for Nhe and Hbl, respectively.
The number of aerobic mesophilic bacteria was below 102 cfu/g in 30 samples (29 %),
between 102 and 103 cfu/g in 60 samples (57 %), and > 103 cfu/g in twelve samples (11 %).
Only three samples (3 %) had > 104 cfu/g, the maximum value was 2.2 x 104 cfu/g. The
findings concerning aerobic mesophilic bacteria were similar for both food groups, although
samples from group 2 more often had total bacteria numbers in a range from 102 to 103 cfu/g.
With regard to the different kinds of products only three groups (sweet whey powder, dietary
foods and dietary supplements) yielded average numbers of total bacteria of > 103 cfu/g.

The time course of the increase of total bacteria after reconstitution and storage at ambient
temperatur was studied in five selected samples, each one whole milk powder, powdered
coffee drink, powdered milk+fruit drink, powdered weight reduction formula, and protein
concentrate). Elevated total numbers of aerobic mesophilic colony count and B. cereus colony
count were observed in two products after 24 hours, but the organoleptic properties of these
products were also deterioriated strongly.
In conclusion the results of the study show that the overall microbiological quality of these
products was good. A slightly higher frequency and levels of bacteria from all parameters
studied was found for products belonging to group 2. If prolonged storage after reconstitution
is avoided, the inherent health risks concerning the parameters under study in powdered milk
products seem to be minimal.