Neue Strategien zur Bekämpfung der Biofilmbildung in der Lebensmittelindustrie zur Verbesserung der Lebensmittelsicherheit
Ein Forschungsteam zeigt, dass die Bildung von Biofilmen auf Oberflächen, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, in der Lebensmittelversorgungskette eine große Herausforderung darstellt, da sie eine Umgebung für schädliche Bakterien bieten, die zu lebensmittelbedingten Krankheiten führen und die Lebensmittelqualität beeinträchtigen können. Dieser Bericht unterstreicht den dringenden Bedarf an innovativen Lösungen zur Eindämmung der Biofilmbildung, zur Verbesserung der Lebensmittelsicherheit und zur Verringerung wirtschaftlicher Verluste in der Lebensmittelindustrie.
Merkmale von mikrobiellen Biofilmen.
The authors
Biofilme sind komplexe mikrobielle Gemeinschaften, die in eine schützende Matrix eingebettet sind und es Bakterien ermöglichen, auf Oberflächen in der Lebensmittelverarbeitung zu gedeihen, z. B. auf Metall, Kunststoff und Glas. Diese Biofilme dienen als hartnäckiges Reservoir für Bakterien und kontaminieren Rohstoffe und verarbeitete Produkte, was zum Verderben von Lebensmitteln, zur Übertragung von Krankheiten und zur Verbreitung von Antibiotikaresistenzgenen beiträgt. Die Fähigkeit von Biofilmen, den üblichen Reinigungs- und Desinfektionsmethoden zu widerstehen, macht sie zu einem bedeutenden Problem für die öffentliche Gesundheit, insbesondere im Hinblick auf die Entwicklung lebensmittelbedingter Krankheitserreger und die Komplexität moderner Lebensmittelproduktionsprozesse.
Eine Studie (DOI:10.48130/fmr-0024-0016 ), die am 06. August 2024 in der Zeitschrift Food Materials Research veröffentlicht wurde, zeigt den Bedarf an weiterer Forschung zur Optimierung dieser Technologien für breitere Anwendungen in der Lebensmittelindustrie auf.
Die Studie untersucht die Bildung von Biofilmen auf Oberflächen, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, in der Lebensmittelindustrie und konzentriert sich auf deren bedeutende Auswirkungen auf die Lebensmittelsicherheit, den Verderb und die öffentliche Gesundheit. Biofilme sind komplexe mikrobielle Gemeinschaften, die an Oberflächen haften und während der gesamten Lebensmittelverarbeitung als hartnäckige Kontaminationsreservoirs fungieren, was zur Verbreitung von lebensmittelbedingten Krankheitserregern wie Salmonella enterica, Listeria monocytogenes und Staphylococcus aureus führen kann. Diese Bakterien bilden Biofilme auf verschiedenen Oberflächen, darunter auch auf Geräten zur Verarbeitung von Fleisch und Milchprodukten, was zu einer verkürzten Haltbarkeit der Produkte, einem erhöhten Risiko der Krankheitsübertragung und erheblichen wirtschaftlichen Verlusten führen kann. Ungefähr 90 % der Mikroorganismen in der Fleischindustrie bilden Biofilme, was zu einem jährlichen finanziellen Verlust von 150 Millionen Dollar führt. Darüber hinaus stellen Biofilme ein erhebliches Risiko für Molkereiprodukte dar, da die Verarbeitungsbedingungen und die lange Lagerung die Anhaftung von Mikroorganismen begünstigen und die Qualität und Sicherheit von Milchprodukten beeinträchtigen. Die Studie ergab, dass Milchlaktose die Biofilmentwicklung bei Bacillus subtilis durch Quorum Sensing fördert, einen Mechanismus, der die Genexpression auf der Grundlage der Zelldichte reguliert. Herkömmliche Reinigungs- und Desinfektionsmethoden sind oft unwirksam gegen Biofilme, da Bakterien in Biofilmen bis zu 1.000 Mal resistenter gegen Biozide sind als ihre planktonischen Gegenstücke.
Es gibt viele neue Strategien zur Biofilmbekämpfung, wie z. B. essbare Beschichtungen und mit Biofilm beschichtete Oberflächen, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen. Essbare Beschichtungen aus natürlichen Polymeren wie Alginat und Chitosan wirken als Barriere gegen Sauerstoff, Feuchtigkeit und mikrobielle Verunreinigungen, verlängern die Haltbarkeit von Lebensmitteln und verringern den Verderb. Darüber hinaus verhindern Anti-Biofilm-Beschichtungen, die antimikrobielle Wirkstoffe freisetzen, die Anhaftung von Bakterien und die Bildung von Biofilmen auf Oberflächen und erhöhen so die Lebensmittelsicherheit. Die Studie unterstreicht auch das Potenzial der Nanotechnologie, insbesondere von Nanosensoren, für den schnellen Nachweis von Biofilmen in der Lebensmittelumgebung. Nanosensoren ermöglichen eine empfindliche Echtzeit-Überwachung des Vorhandenseins von Biofilmen, was ein sofortiges Eingreifen und eine verbesserte Kontaminationskontrolle ermöglicht.
Der leitende Forscher der Studie, Dr. John Smith, erklärte: "Biofilme sind ein gewaltiges Hindernis für die Lebensmittelsicherheit, da sie herkömmlichen Reinigungsmaßnahmen widerstehen und Krankheitserreger beherbergen können. Um dieses Problem anzugehen, sind innovative Strategien erforderlich, die auf die Prävention, Erkennung und Beseitigung von Biofilmen abzielen, um die öffentliche Gesundheit zu schützen und die Lebensmittelqualität zu erhalten."
Die Bildung von Biofilmen auf Oberflächen, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, ist nach wie vor eine kritische Herausforderung für die Lebensmittelsicherheit, aber innovative Ansätze wie essbare Beschichtungen, Anti-Biofilm-Oberflächen und Nanosensortechnologien bieten vielversprechende Lösungen. Durch die Weiterentwicklung dieser Strategien kann die Lebensmittelindustrie die öffentliche Gesundheit besser schützen, wirtschaftliche Verluste verringern und die Lebensmittelqualität verbessern, um der wachsenden Nachfrage nach einer sicheren und nachhaltigen Lebensmittelproduktion gerecht zu werden.
Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.
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