Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-652
Main Title: Charakterisierung der Säureresistenz von verotoxinbildenden Escherichia coli (VTEC) und ihre Bedeutung bei der Herstellung von Sauermilcherzeugnissen
Translated Title: Characterization of the acid stress response of verotoxin-producing Escherichia coli (VTEC) and its influence on the fate of VTEC in fermented milk products
Author(s): Cheung, Chi-Yeun
Advisor(s): Knorr, Dietrich
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Für die Analyse der Risikofaktoren von Lebensmittelinfektionen ist es notwendig, die virulenzbestimmenden Eigenschaften von Erregern und ihre Beeinflussung durch die Interaktion mit Lebensmittelmatrizes zu charakterisieren. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Säureresistenz verschiedener VTEC-Stämme charakterisiert und in Zusammenhang mit der Ausprägung von Virulenzfaktoren von VTEC gebracht. Des weiteren wurde die Bedeutung der Ausprägung der Säureresistenz bei der Herstellung von Sauermilcherzeugnissen untersucht. Für 65 VTEC und 21 nicht-VTEC E.coli Stämme wurde die Säureresistenz und der Grad ihrer Induzierbarkeit ermittelt. Diese Eigenschaft wurde zu weiteren potentiellen Virulenzfaktoren wie Zytotoxizität, Toxintyp oder Besitz des eae- und des hly-Gens in Beziehung gesetzt. Mit Hilfe einer multiplen logistischen Regressionsanalyse wurde die Einflussgrösse jeder Eigenschaft auf die Erkrankungswahrscheinlichkeit abgeschätzt. Weiterhin wurde das Verhalten von 3 unterschiedlich säureresistenten VTEC-Stämmen während der Fermentation und Lagerung von 4 Sauermilcherzeugnissen mit zwei Kontaminationsniveaus geprüft. Exemplarisch wurde mit einem Stamm eine postfermentative Kontamination bei Joghurtprodukten durchgeführt. 73,3% der getesteten Stämme waren säureresistent und bei zwei Dritteln der Isolate (68,6%) war die Säureresistenz induzierbar. Der Induktionsgrad der Säureresistenz korrellierte lediglich signifikant (p<0,01) mit dem eae-Gen und der Herkunft von Patienten. Die Schätzung der Erkrankungswahrscheinlichkeit belegte die signifikante (p<0,05) Bedeutung der induzierbaren Säureresistenz und des eae-Gens. Alle 3 VTEC-Stämme überlebten die Fermentation der Sauermilchprodukte, sie konnten sich vermehren und starben erst während der Kühllagerung ab. Die spezifischen Vermehrungs- und Überlebensraten variierten je nach Produktart. Entscheidender technologischer Parameter war die Säuerungsgeschwindigkeit. Die Überlebensrate während der Kühllagerung wurde auch vom Säureverhalten des VTEC-Stammes beeinflusst. In klassischem Joghurt, der die ungünstigsten Bedingungen für die VTEC bot, zeigte der induzierbar säureresistente Stamm die signifikant größte Überlebensfähigkeit (p<0,05). Diese steigerte sich signifikant (p<0,05), wenn die Kontamination postfermentativ mit einer in der stationären Wachstumsphase befindlichen Kultur erfolgte. Die Tatsache, dass alle 3 VTEC-Stämme in den meisten Sauermilchprodukten auch bei geringem Kontaminationsniveau noch nach mehr als vierwöchiger Lagerung nachweisbar waren, belegt die Relevanz dieser Produktgruppe als potentielle Quelle für humane VTEC-Infektionen.
One of the most important steps in analysis of risk factors for foodborne infections is the identification of the characteristics associated with virulence and pathogenicity and their impact on survival of the pathogenic organisms during food processing. The aim of this study was to determine the acid stress response of various VTEC-strains and to study this features' influence on the fate of VTEC throughout the production of fermented milk products. 65 VTEC and 21 non-VTEC E. coli strains were tested for their ability to respond to acid stress and the association of stress resistance with other potential virulence factors in VTEC like cytotoxicity, type of toxins and possession of eae- or hly-gene was analyzed. The effectiveness of each of these potential virulence factors on human pathogenicity was estimated by means of a multiple logistic regression analysis. Moreover, the fate of three VTEC-strains displaying varied acid stress responses during fermentation and storage of 4 different fermented milk products using two contamination levels was studied. Exemplarily, the effect of post fermentation contamination was examined using one strain and two yogurt products. 73.3% of isolates showed resistance to acid and in two-thirds of strains (68.6%) the acid stress response was strengthened after adaptation. Strains with an inducible acid stress response significantly (p<0.01) more often carried the eae-gene and originated from infected humans. The estimation of disease probability approved the significant (p<0.05) role of eae and the adaptive stress response for pathogenicity. All 3 VTEC strains were able to multiply during fermentation but were inactivated whilst cold storage of the fermented milk products. Growth- and survival-rates were strain specific and varied among product types. Rate of acidification was determined to be the crucial technological factor. The survival rate of VTEC during cold storage as well was influenced by the acid stress response. The strain whose acid stress response was inducible after adaptation showed the significantly (p<0.05) best survival in classical yogurt, the product with most adverse conditions. The survival was significantly enhanced (p<0,05), when contamination occurred post-fermentative with a stationary-phase culture. As all three VTEC-strains were detectable after 4 weeks of cold-storage even in case of low-level contamination in most of the tested fermented milk products, this product group should be regarded as a potential vector for foodborne VTEC infections in humans.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-5548
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/949
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-652
Exam Date: 16-Dec-2003
Issue Date: 22-Dec-2003
Date Available: 22-Dec-2003
DDC Class: 500 Naturwissenschaften und Mathematik
Subject(s): Sauermilcherzeugnisse
Säureresistenz
Verotoxinbildenden Escherichia coli (VTEC)
Acid stress response
Fermented milk
Verotoxin-producing Escherichia coli (VTEC)
Usage rights: Terms of German Copyright Law
Appears in Collections:Fakultät 3 Prozesswissenschaften » Publications

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