Prävalenz von Arcobacter spp. in Puten- und Schweinefleisch aus dem Berliner Einzelhandel und Vergleich von drei kulturellen Arcobacter-Nachweisverfahren | Prevalence of Arcobacter spp. in turkey meat and pork from Berlin retail handlers and a comparison of three cultural Arcobacter detection methods

Bei Arcobacter handelt es sich um ein recht unbekanntes Bakterium. Es wurde Ende der siebziger Jahre aus Rinder- und Schweineföten isoliert und seit dem als potentiell pathogener Keim im Lebensmittelbereich eingestuft. Verschiedene Lebensmittelinfektionen durch Arcobacter spp. wurden beschrieben, jedoch sind die Kontaminationsquellen bisher nicht bekannt, was unter anderem in den unzureichenden Isolierungsverfahren begründet liegt. In der internationalen Literatur wurden für den kulturellen Nachweis von Arcobacter spp. verschiedene Untersuchungsmethoden vorgeschlagen, ohne dass sich ein standardisiertes Referenzverfahren gemäß der amtlichen Methode nach § 64 Lebensmittel- Futtermittel-Gesetzbuch (LFGB), vormals § 35 Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz (LMBG) oder der International Organization for Standardization (ISO) entwickelte. Dieser Umstand erschwert eine hinreichende Klärung und Bewertung von Arcobacter spp. bezüglich des Vorkommens, der Virulenz und Pathogenese und damit des Risikos für den Verbraucher. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Kontaminationsrate von Arcobacter spp. für frisches Puten- und Schweinefleisch aus dem Berliner Filial- und Einzelhandel festzustellen. Die Untersuchung erfolgte in Anlehnung an das von HOUF et al. (2000, 2001b) entwickelte mikro- und molekularbiologische Protokoll (Methode1). In einer ergänzenden Studie sollte die mikrobiologische Untersuchungsmethode von HOUF et al. (2001b) mit dem von JOHNSON und MURANO (1999a, b) vorgeschlagenen Protokoll (Methode 2) und dem von SCULLION et al. (2004) modifizierten JOHNSON-MURANO-Protokoll (Methode 3) kritisch verglichen und hinsichtlich ihrer Effizienzen geprüft werden. Die Erhebungen fanden im Zeitraum von August 2005 und Juni 2007 statt und umfassten insgesamt 244 Fleischproben: 151 Proben stammten von rohem Putenfleisch/-Innereien und 93 Proben von rohem Schweinefleisch/-Innereien. Es ergaben sich folgende Isolierungsraten: Von den 151 Putenfleischproben waren 121 (80,1 %) mit Arcobacter kontaminiert. Es wurden aus 72,2 % der Proben A. butzleri, aus 3,3 % A. cryaerophilus und aus 4,6 % A. butzleri und A. cryaerophilus zugleich isoliert. Bei den Schweinefleischproben zeigten sich 45 der 93 Proben (48,4 %) mit Arcobacter spp. belastet. In 39,8 % der Fälle wurde A. cryaerophilus und in 8,6 % A. butzleri nachgewiesen. Dass die analysierten rohen Puten- und Schweinefleischproben häufig mit Arcobacter spp. belastet waren, wobei der Anteil kontaminierten Putenfleisches höher lag, stützen bisherige Studien und Einschätzungen, in denen Geflügelfleisch für den Menschen als eine potentielle Hauptinfektionsquelle von Arcobacter spp. bewertet wird. Obgleich sich das Schweinefleisch nicht so hoch belastet zeigte, kommt dem Erreger auch in diesem Nahrungsmittel eine große Bedeutung zu. Arcobacter spp. wurde von der ICMSF (International Commission on Microbiological Specifications for Foods) der Gruppe der "emerging food pathogens" zugeteilt, sodass für den Verbraucher aufgrund der Aufnahme von Arcobacter-kontaminiertem Schweine- und Putenfleisch bzw. Kreuzkontamination bei der Zubereitung anderer Lebensmittel ein Infektionsrisiko zu vermuten ist. Unzureichende Küchenhygiene sowie ungenügendes Erhitzen des Fleisches stellen dabei eine nicht zu vernachlässigende Gefahrenquelle dar. Um diesen Infektionsweg zu unterbrechen, müssen die allgemein bekannten Maßnahmen der Lebensmittel- und Küchenhygiene eingehalten werden. In der vergleichenden Untersuchung zur Produktivität der drei kulturellen Nachweisverfahren gelang die beste Ausbeute mit Hilfe der Methode 1: Insgesamt konnten 64,7 % positive Proben registriert werden, im Gegensatz zu 47,1 % bei Methode 2 bzw. 49 % bei der sehr ähnlichen Methode 3. Die von HOUF et al. (2001b) vorgeschlagenen Selektivsubstanzen hemmten bzw. unterdrückten fast vollständig das Wachstum konkurrierender Begleitflora. Hingegen zeigte sich das feste Nährmedium nach der von JOHNSON und MURANO (1999a) angegebenen Rezeptur teilweise sehr stark mit Fremdkeimen bewachsen. In 88,2 % der 51 analysierten Proben entwickelte sich eine Begleitflora auf den Agarplatten. Aufgrund des charakteristischen Wachstums von Arcobacter konnten dennoch in 35,3 % der Fälle die verdächtigen Kolonien gut selektiert werden. Bei den restlichen 52,9 % war dies nicht möglich; Ursprünglich vorhandene geringste Kontaminationen können in manchen Fällen durch die Begleitflora überwuchert oder durch Substrateinflüsse inaktiviert worden sein, sodass sie dadurch dem Nachweis entgingen. Des Weiteren zeigte sich die Methode 1 im Vergleich zu den beiden anderen Untersuchungsverfahren in der Herstellung der Medien sowie der Handhabung im Labor als einfacher und kostengünstiger. Obwohl in der vorliegenden Studie die Überlegenheit der Methode 1 gegenüber den beiden anderen Verfahren demonstriert werden konnte, zeigte die Analyse der Ergebnisse der drei Untersuchungsmethoden in der Verteilung der positiven Proben und nachgewiesenen Spezies keine 100 %ige Überstimmung. In 39,2 % (20/51) der untersuchten Proben waren die positiven Resultate der Methode 1, 2 und 3 identisch, das heißt, es wurden dieselben Proben als positiv identifiziert, während es sich bei 33,3 % (17 Proben; Vergleich Methode 1 und 2) bzw. 35,3 % (18 Proben, Vergleich Methode 1 und 3) der als positiv ermittelten Proben um verschiedene handelte. Der Befund macht deutlich, dass bei Einsatz von nur einer Nachweismethode zu viele Proben als falsch negative Resultate auftreten. Durch den kombinierten Einsatz verschiedener Untersuchungsmethoden lässt sich deshalb eine deutliche qualitative und quantitative Verbesserung des Isolierungsergebnisses erzielen. In Übereinstimmung mit diesen Beobachtungen wurde von verschiedenen Autoren der Einsatz unterschiedlicher Methodenkombinationen befürwortet. Weil das modifizierte JOHNSON-MURANO-Protokoll gegenüber der originalen JOHNSON-MURANO- Anweisung zu keinem wesentlichen Anstieg der Isolierungsrate führte und sich in der Handhabung als aufwändiger erwies, ist aufgrund der erhobenen Daten eine Kombination der Nachweisprotokolle nach HOUF et al. (2001b) und JOHNSON- MURANO (1999a, b) zu empfehlen. Der gegenwärtige Kenntnisstand über Epidemiologie, Pathogenese und Virulenz von Arcobacter spp. ist noch recht unzureichend, sodass die Bedeutung als humanpathogenes Agens und als Erreger, der via Nahrungsmittel übertragen wird, nicht zuverlässig beurteilt werden kann. Neben einem standardisierten Isolationsverfahren zum Nachweis von Arcobacter benötigt es weitere Studien, um seinen tatsächlichen Einfluss bei Erkrankungen des Menschen zu klären. Solange aber die Rolle von Arcobacter spp. unklar bleibt, ist nach dem Vorsorgeprinzip Vorsicht angezeigt.

Arcobacter concerns a relatively unknown bacterium. The bacterium was isolated from cattle at the end of the 1970’s and since then, it has been classified as a potentially pathogenic germ in the food sector. Different food infections caused by Arcobacter spp. have been described, however the sources of contamination still remain not well-known, which may lie among other things in insufficient isolation procedures. In the international literature available, different research methods for the cultural detection of Arcobacter spp. have been suggested, without a standardized reference procedure developed in accordance with the official method following § 64 Lebensmittel-Futtermittel- Gesetzbuch (LFGB), former § 35 Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz (LMBG) or the International Organization for Standardization (ISO). This circumstance makes a sufficient clarification and evaluation of Arcobacter spp. more difficult in regards to its occurrence, virulence and pathogenesis, and thus the risk to the consumer. The aim of the presented work was to determine the contamination rate of Arcobacter spp. for fresh turkey meat and pork from various retail and branch outlets in Berlin. The investigation was carried out in accordance to the micro- and molecular-biological methods (Method 1) described by HOUF et al. (2000, 2001b). In a supplementary study, the aforementioned microbiological research method from HOUF et al. (2001b), the recommended protocol from JOHNSON and MURANO (1999a, b - Method 2) and the modified version of the JOHNSON-MURANO protocol from SCULLION et al. (2004 - Method 3), were compared and examined in regards to their efficiency. Sampling occurred during the period of August 2005 and June 2007 and resulted in a total of 244 meat samples: 151 samples originated from raw turkey meat/innards and 93 samples from raw pork/innards. The following isolation rates were observed: From the 151 turkey samples, 121 (80,1 %) were contaminated with Arcobacter. From 72,2 % of the samples A. butzleri was isolated, from 3,3 % A. cryaerophilus, and from 4,6 % A. butzleri and A. cryaerophilus simultaneously. With the pork samples, 45 of the 93 samples (48,4 %) were observed to be contaminated with Arcobacter spp. In 39,8 % of the cases, A. cryaerophilus was identified, whereas A. butzleri was detected in 8,6 %. The microbiological investigation showed that the analysed raw turkey and pork samples were heavily contaminated with Arcobacter spp., whereby the number of contaminated turkey meat was observed to be higher. These results support previous studies and estimates, in that poultry remains a potential source of the main origin of infection of Arcobacter spp. Although pork was not observed to be as highly contaminated, this agent also inheres a great deal of importance in this foodstuff. Arcobacter spp. has been assigned to the group "emerging food pathogens" by the ICMSF (international Commission on Microbiological Specifications for Foods), in that a risk of infection for the consumer exists due to the consumption of Arcobacter contaminated pork and turkey and/or cross contamination in the preparation of other foodstuffs. Insufficient kitchen hygiene as well as insufficient heating of the meat thereby does not represent a source of danger which can be neglected. In order to interrupt this route of infection, the generally well-known measures of food and kitchen hygiene must be adhered to. In the comparative investigation of the productivity of the three isolation methods, the best yield was attained with the help of Method 1: A total of 64,7 % of positive samples could be classified, in contrast to the 47,1 % observed with Method 2 and respectively, 49 % with the very similar Method 3. The selected substances suggested by HOUF et al. (2001b) restrained and respectively suppressed almost completely the growth of the competitive concomitant flora. However, the selective agar developed by JOHNSON and MURANO (1999a), partly demonstrated very strong contamination with nonarcobacter flora. In 88,2 % of the 51 analysed samples, a accompanying flora was observed to have grown on the agar plates. Due to the characteristic growth of Arcobacter, 35,3 % of cases of suspicious colonies could be well selected. With the remaining 52,9 %, this was not possible; originally existing slight contaminations can in some cases be overgrown via the accompanying flora or can be inactivated by substrate influences, in that they evade detection. Furthermore, in comparison to the other two isolation methods, Method 1 was demonstrated to be easier and cheaper in the production of the medium as well as its application in the laboratory. Although in the present study the superiority of Method 1 could be demonstrated in comparison to the other two methods, analysis of the results of the three detection methods did not show a 100 % agreement in the distribution of the positive samples and detected species. In 39,2 % (20/51) of the analysed samples, the positive results were identical for all of the three methods used, that is, the same samples were identified as positive, whereas with 33,3 % (17 samples; comparison between Methods 1 and 2) and respectively 35,3 % (18 samples, comparison between Methods 1 and 3) of the positively determined samples, it involved different samples. The findings make clear that with the employment of only one detection method, many samples will give false-negative results. Through the combinative application of various detection methods, a clear qualitative and quantitative improvement of the isolation results can thus be obtained. In agreement with these findings, the employment of different combinations of methods has been endorsed by different authors. As the modified protocol of JOHNSON-MURANO compared with the original JOHNSON-MURANO instruction did not increase the isolation rate substantially and proved itself to be more complex in its handling, this is the reason why it is recommended that the collected data comprise of a combination of the isolation protocols following HOUF et al. (2001b) and JOHNSON-MURANO (1999a, b). The present level of knowledge over epidemiology, pathogenesis and virulence of Arcobacter spp. remains quite insufficient, in that its relevance as a human-pathogenic agent and as a pathogen, which is transferred via food, can not be reliably assessed. Besides a standardised isolation method for the detection of Arcobacter spp., further studies are required in order to clarify its real influence on human infections. As long as the role of Arcobacter spp remains unclear, according to the precautionary principle, caution is required.