Bakteriophagen gegen Biofilme auf Oberflächen in milchproduzierenden Betrieben
Pseudomonaden gehören zu den am weitesten verbreiteten kälteliebenden Verderbniserregern. Sie kommen insbesondere in aerob gelagerten, wasserreichen und pH-neutralen Lebensmitteln wie Rohmilch vor. Durch Pasteurisierung oder Ultrahocherhitzen werden diese Bakterien zwar effektiv inaktiviert, die von ihnen gebildeten hitzestabilen Enzyme führen jedoch bereits nach kurzer Lagerzeit zu Geschmacks-, Farb- und Haltbarkeitsverlusten. Werden Oberflächen in milchproduzierenden Betrieben von der automatischen Reinigung nicht ausreichend erfasst, etwa im Melksystem, können sich dort mikrobielle Biofilme bilden. Dies begünstigt den Eintrag von Pseudomonaden in die Milch.
In einem Projekt unter Koordination des Forschungskreises der Ernährungsindustrie (FEI) untersuchten Forschende am MRI, wie Bakteriophagen zur Beseitigung von Pseudomonaden auf industrierelevanten Oberflächen eingesetzt werden können. Bakteriophagen (kurz: Phagen) sind Viren, die ausschließlich Bakterien infizieren und gezielt abtöten, ohne andere Mikroorganismen oder das Lebensmittel selbst zu beeinträchtigen.
Biofilmreduzierung durch Kombination von Reinigungsverfahren
Im Rahmen des Forschungsprojekts wurden 29 Pseudomonas-spezifische Phagen isoliert und genomisch charakterisiert. In den durchgeführten Laborversuchen zeigte sich, dass ein gezielter Phagen-Cocktail die Neubildung von Biofilmen deutlich hemmt – insbesondere bei präventivem Einsatz. Bereits etablierte Biofilme lassen sich hingegen nur begrenzt reduzieren. Die Wirksamkeit hängt dabei stark von der Oberflächenbeschaffenheit ab: Auf Metalloberflächen ist die Inaktivierung von Pseudomonaden deutlich effektiver als auf Gummi.
Werden Phagen mit gängigen Säure- und Laugenreinigern kombiniert, ergibt sich eine synergetische Wirkung. Durch die Kombination dieser Reinigungsverfahren konnten in den Versuchen auch etablierte Biofilme deutlich stärker reduziert werden als bei Anwendung der einzelnen Verfahren.
Entwicklung praxisnaher Hygienestrategien
Die gewonnenen Erkenntnisse liefern eine fundierte Grundlage für die Entwicklung praxisnaher, kombinierter Hygienestrategien in milchproduzierenden Betrieben. Dabei sind auch Grenzen einer rein phagenbasierten Strategie zu berücksichtigen, etwa wegen des Risikos einer Resistenzbildung. Insgesamt zeigen die Ergebnisse jedoch, dass Phagen insbesondere im präventiven Einsatz sowie in Kombination mit chemischen Reinigungsverfahren ein großes Potenzial zur Kontrolle von Pseudomonas-Biofilmen besitzen.
Weiterführende Informationen
Kurzbericht zum Projekt „Biokontrolle von Pseudomonas-Verderbniserregern auf Oberflächen in milchproduzierenden Betrieben durch Bakteriophagen“
Wissenschaftliche Publikation
Förderhinweis
Das IGF-Vorhaben 01IF22677N der Forschungsvereinigung Forschungskreis der Ernährungsindustrie e.V. (FEI), Godesberger Allee 125, 53175 Bonn, wurde im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.