2_Grampositive Bakterien

Actinobacteria

Frimicutes & Mollicutes

• zu den grampositiveb Bakterien gehören die Phyla Actinobakteria, Firmicutes & Tenericutes

• Enthalten fast die Hälfte der bisher charakterisierten Arten der Bacteria

• Actinobacteria haben einen hohen GC-Gehalt in der DNA

• Firmicutes haben einen niedrigen GC-Gehalt in der DNA

• gehört zu den Firmicutes

• Spezies der Ordnung Lactobacillales sind Milchsäurebakterien

• Morphologische je nach Gattung Stäbchen oder Kokken

• Bilden keine Endosporen

• Oxidase- und Katalase-negativ

• Strikt fermentativer Stoffwechsel

• Aerotolerante Anaerobe

• Komplexe Nährstoffbedürfnisse

• Gewinnen Energie nur aus dem Metabolismus von Zucker

• Vorkommen in Habitate, in denen Zucker vorkommt

• Bedeutung bei Fermentation von LM und als Verderber von zuckerhaltigen LM

Hauptprodukt Milchsäure

Produkte bei Vergärung von Glucose sind Milchsäure, Ethanol und CO2

• Lange, schlanke bis kurze, gebogene Stäbchen

• Vorkommen auf Pflanzen & daraus fermentierten Produkten und in fermentierten Milchprodukten

• Wegen Säureresistenz auch bei niedrigen pH-Wert von 4 gut wachsen

• Bedeutung für die Endphase von Milchsäurefermentationen, wenn andere Milchsäurebakterien wegen dem niedrigen pH-Wert nicht mehr wachsen

• kokkenförmige, Homofermentative Spezies

• Leben in unterschiedlichen Habitaten

• Gattung Streptococcus

  • Kokken in Ketten oder Tetraden

  • Herstellung von fermentierten Produkten, Silofutter

  • Auch pathogene Spezies

• Gattung Lactococcus

  • Starterkulturen in Milchwirtschaft

• Gattung Enterococcus

  • Vorkommen in Fakalien (Indikator)

Firmicutes

• Spezies der Gattung Bacillus und Sporosarcina bilden Endosporen

• Spezies der Gattungen Staphylococcus, Listeria und Paenibacillus bilden keine Endosporen

• Zellen sind kokkenförmig und wachsen in traubenförmigen Haufen

• Fakultativ anaerob

• Katalane positiv als Unterschied zu kokkenförmigen Milchsäurebakterien

• Relativ Restistent gegenüber niedrigen as-Werten

  • Toleriert Austrocknung und hohen Salzgehalt

• Spezies sind häufig pigmentiert

• Vorkommen als weitverbreitete Kommensalen von Mensch und Tier

• Staphylococcus epidermidis kommt auf Haut oder Schleimhäuten vor und ist nicht pathogen

• Staphylococcus aureus ist ein opportunistisch Pathogener, Zusammenhang mit Krankheitsbilder wie Furunkel, Pickel, Lungenentzündung, Osteomyelitis, Meningitis, Arthritis

• Stämmen von Staphylococcus aureus, die gegen viele Antibiotika resistent sind können massive Gewebeschäden verursachen

• MRSA = multiple bzw Methicillin-resistente Staphylococcus aureus

• Koagulase führt zur Umsetzung von Fbrinogen zu Fibrin und zur Bildung einer Fibrinhülle (Blutgerinnung als Schutzreaktion)

• Fibrinolyse löst Fibrin auf

• Hyaluronidase baut Hyaluronsäure, den Kitt zwischen den Zellen, ab

• Proteasen bauen Proteine ab

• Lipasen bauen Lipide ab

• Ribunucleasen bauen RNA an

• Desoxyribonucleasen bauen DNA ab

• Leukozidin führt zur Leukolyse von Leukozyten

• Hämolysine führen zur Lyse von Erythrozyten

• Toxine-Schock-Syndrom-Toxin verursacht das Toxic-Schock-Syndrom

• Enterotoxine sind hitzestabil und führen als LMintoxikaation zu Gastroenteritis

• lokale Infektion durch Staphylococcus aureus im Gewebe wird sich Fibrin eingegrenz, das aufgrund der Bildung von Koagulase gebildet wird

• Bakterielle Enzyme wird Leukozidin führen zur Eiterbildung

• Aus dem aufgeplatzten Furunkel tritt Eiter aus, der toten Wirtszellen und Balterien enthält

• leichte Verbreitung - relevant für LM Hygiene

• Bedeutung von Enterotoxine A, B, C, D und E

  • Meisten Stämmen bilden nur ein bis zwei dieser Toxine, manche keine

  • 20 - 50 % der Stämme vom St. Aureus vom Menschen haben diese Fähigkeit, Enterotoxine zu bilden

Aufnahme von mind. 0,2 bis 5 pg Enterotoxine A bzw 20 - 25 qp Enterotoxine B

• Mege an Enterotoxine wird in 100g einer Mahlzeit erreicht, wenn Vermehrung auf 10^6 Zellen/g im LM stattfindet

• Standhält von 10 bis 20 bei Zimmertemeratur reichen aus

• nach Verzehr von Enterotoxine-haltigen Lm passieren die Enterotoxine den Magen, ohne das sie geschädigt werden, da sie säuretolernat sind und resistent gegenüber proteolytischen Enzym Trypsin

• Enterotoxine gelangen in den Dünndarm, stimulieren t-Zellen, die Cytokine freisetzen und verursachen eine Entzündungsreaktion mit Symptomen der Gastroenteritis (Überkeit, Erbrechen, Durchfall)

• Symptome trete nach 1- 6 Stunden auf und klingen nach ca. 48 Stunden wieder ab

• Superantigen-Toxine, können aus zum potenziell tödlichen Toxic-Schock-Syndrom führen

• kommt auch auf Nutztieren vor & auch hie Eitererreger

• Schmierkonaminationen bei Zerlegen oder durch Verarbeitung von kontaminiertem Fleisch

• über Nasensekrete

• Über eine nicht bedeckte Wunde

• Über einen nassen Verband

• Durch kontaminierte Hände (Fäkalverunreinigung oder durch Kontakt mit Haaren

Aufbewahren von kontaminierten LM bie Raumtemeraturen ermöglicht schnelles Wachstum und die Bildung von Enterotoxinen

Alle Eiweiß- und kohlenhydrathaltigen LM mit hohen Wassergehalt

• Fleisch & Wurstwaren

• Eier und/oder Milch enthaltende LM

• Nudeln

• Reis

• Soßen

• Käse

• Fertiggerichte

• USA je Jahr 250.00 Fälle von LMvergiftungen durch Staphylococcus aureus

• kurzes, grampositives, bewegliches Stäbchen

• Fakultativ anaerob

• Psychotroph und wächst bei Kühlschranktemperaturen ab 0C

• Wächst im Bereich von oh 4,5 bis 9,0

• Salztolerant und wächst noch bei Se-Werten von 0,92

• Verursacht LMnfektion Listeriose

• Übertragung durch kontaminierte LM, wie Fertigprodukte

• Listeriolysin O

• Oberflächenprotein ActA

• Phospholipasen

• Antioxidantien

• Invasion in Epithelzellen des Dünndarm und Ausbreitung im Gewebe

• Ausbreitung über Blut und Lymphe in andere Organe zb Leber

• Infizieren des zentralen Nervensystem

• Meningitis

• im Boden & im Wasser verbreitet

• LM können in jedem Stadium der Herstellung kontaminiert werden

• Bedeutende LM sind verzehrfertige Fleischgerichte, frischer Weichkäse, nicht pasteurisierte Molkereiprodukte

• Werden von Tieren mit den Kot ausgeschieden

• Listeria können im Betrieb in Bereichen, welche langfristig persistieren, feucht sind und von Reinigungsmittel schlecht erreicht werden (Abwassersysteme, Dichtungen, Kondenswasserstellen)

  • Bildung von schleimigen Biofilmen, in deren Matrix andere MO wachsen

• Milch & MIlchprodukte

  • Gefährdet Rohmilch/käse

  • Pasteurisierte Milch (sekundär Kontamination)

  • Hohe Gefährdung Käsesorten mit hohem Wassergehalt (Weichkäse) und einem höheren pH-Wert (Schimmelkäse, ROtschmierekäse)

• Grampositive Spezies bestimmter Gattungen der Bacillales und Clostridiales

• Einteilung anhand der Zellmorphologie, Position der Endosporen in der Zelle, Verhältnis zu Sauerstoff, Energiemetabolismus

• Endosporen bildende Gattung

• Gattung Bacillus, deren Spezies aerob oder fakultativ anaerob sind

• Gattung Clostridium, deren Spezies obligat anaerob und fermentativ DIN

• Vorkommen vor allem im Boden

• bewegliches, fakultativ anaerobes Stäbchen

• Sporen werden zentral oder subterminal ohne Anschwellung der Mutterzelle gebildet

• B cereus ist für eine relativ kleine Zahl an LMvergiftungen verantwortlich

• Während logarithmischen Wachstumsphase können mehrere Toxine gebildet werden, die LMvergiftungen auslösen können

• 3 unterschiedliche hitzestabile Diarrhöe-Toxine, die durch proteolytische Enzyme & niedrige pH-Werte inaktiviert werden

  • Verursachen massive Diarrhöen & nekrotische Schädigngen der Darmschleimhaut & andere Gewebe

  • Ursache ehr Infektion & im Darm gebildete Toxin

• Ein hitzestabildes & säurestabiles Erbrechens-Toxin (Emetisches Toxin, Cereulid)

  • Verursacht Überkeit und Erbrechen

  • Ursache Aufnahme von Toxin enthaltenden LM

• Wachstum in LM wie Reis, Nudeln, Fleisch oder Saucen, die nach dem Kochen langsam bei Raumtemeratur abkühlen

• Sporenbildende Gampositive Stäbchen

• Obligat anaerob und fermentativ

• Einteilung in Untergruppe nach fermentierbaren Substanzen

  • Saccharolytische, cellulolytische und proteolytische Clostridien

  • Bei Fermentation von Aminosäuren entstehen faulig riechende Substanzen, wie Buttersäure, Isobuttersäure, Isovalerinsäure, Capronsäure, Schwefelwasserstoff, Ammonika usw.

• Vorkommen in anaeroben Bereichen im Boden und im Darmtrakt von Säugetieren

• Clostridium tetani - Wundstarrkrampf (Tetanus) durch Tetanustoxin

• Clostridium perfingens - Gasbrand

• C. perfringens & botulinum können LMvergiftungen verursachen

  • Problematisch bei Herstellung von Konserven & Abkochen von LM

  • Vegetative Zellen werden getötet aber die hitzresistenten Endosporen nicht

  • Endosporen keimen unter geeigneten anaeroben Bedigungen aus und bilden Toxin

• Vorkommen im Boden, in geringen Mengen im Darm von Mensch/Tieren und im Abwasser

• Proteolytisch vergärt Proteine

• Verursacht Gasbrand und LMvergiftung

• In USA dritthäufigste gemeldete Ursache für LMvergiftungen

• Ausgangspunkt der Infektkette - Erdboden & menschliche oder tierische Darmtrakt

• Endosporen werden beim Erhitzen nicht abgetötet

• Hitzeschild fördert auskeimen

• Wachstum unter anaeroben Bedingungen bei ungenügender Kühlung

• Verursacht durch Aufnahme einer großen Anzahl von Clostridium perfringens-Zellen mit kontaminierten Nahrunsgmitteln, insebesondere LM mit hohem Eiweißanteil

• Risiko beim Zubereiten von großen Einheiten von Felischmahlzeiten, da Eindringen von Hitze langsam und unvollständig sein kann

• Kann in LM schnell wachsen, wenn sie bei Raumtemperatur abgekühlt werden oder bei 20 - 40 C warmgehalten werden

• Endosporen keimen unter anaeroben Bedigungen aus und hohe Keimzahlen werden erreicht

• Nach Verzehr vermehren sich die lebenden Zellen & sporulieren im Darm, wobei das Perfringens-Enterotoxine gebildet

• Toxin führt zu Durchfällen und Darmkrämpfen

• Komplikationen bei resistenzgeschwächten & älteren (Todesfälle selten)

• kann in tierischen und pflanzlichen LM Exotonie bilden, die einen schweren, oft tödlichen LMvergiftung, den Botulismus, verursacht

  • Botulinumtoxin ist das stärkste bekannte Toxin biologischer Herkunft

• Lebt im Boden oder in Sedimenten von Gewässer

• Anaerobe Verhältnisse bestehen..

  • Wenige Milimeter unter der Oberfläche von Fleisch und Fleischerzeugnissen

  • In Vakuum oder Schrumpffolien verpackten LM

  • In verschlossenen Konservendosen

• Botulinumtoxin ist ein Neurotoxine, die Freisetzung des Neurotransmitter Acetylcholin blockiert - schlaffe Lähmung

• Erste Symptome (12 bis 36 Stunde) Übelkeit, Erbrechen und Magen-Darmstörungen

  • Lähmung der Augenmuskeln kann zu Doppelsehen, Lichtsehen führen

  • Lähmung der Schlund- und Zungenmuskulatur kann zu Sprachstörungen, Schluckbeschwerden führen

  • Gliedmaßen können gelähmt werden

  • Größere Gefährdung geht primär von einer lebensbedrohlichen Atemlähmung und sekundär von einer Lungenentzündung aus

• Säugling- und Kleinkindbotulismus

  • Endosporen von Clostridium botulinum werden verschluckt

  • Endosporen können im Darm auskeimen, normale Darmflora noch nicht voll entwickelt

• haben einen hohen GC-Gehalt in der DNA

• Stäbchenförmig bis filamentös

• Hauptsächlich aerob

• Vorkommen im Boden, Pflanzen

• Harmlose Kommensalen

• Pathogene zb Mycobakterium tuberculosis

• Herstellung von Antibiotika

• Herstellung von fermentierten Milchprodukte durch Spezies der Gattung Propionibacterium, Bifidobacterium, Brevibacterium

• anaerob bis aerotolerant

• Vorkommen im Pansen und Darm von Wiederkäuern

• Herstellung von Emmentaler

• Zugabe Labenzym-Präparat und Starterkulturen

  • Mischung von Homofermentative Streptokokken und Lactobazillen und Propionsäurebakterien wie. Zb Propionibacterium freudenreichii

• Primär Fermentation: bei der fermentativen Quarkbildung wird aus Lactose Milchsäure gebildet

• Sekundäre Fermentation: Propionbakterien verwerten die in der ersten Fermentationsphase gebildete Milchsäure weiter

• Produkte der Propionsäuregärung:

  • Propionsäure und Acetat führen zur Aromabildung

  • Kohlendioxid führt zu charakteristischen Löchern im Käse