Fast Meat Control (FMC)- Entwicklung eines schnellen und kostengünstigen Detektionssystems zum Nachweis der zoonotischen Erreger Campylobacter und Salmonella in der Schlachtindustrie; Teilprojekt Entwicklung eines μGC-IMS mit in-line Anreicherung zum Nachweis mikrobieller Erreger in der Schlachtindustrie IONgerm

Abstract

Ziel war die Entwicklung schneller, kostengünstiger photonischer Nachweisverfahren für mikrobielle Metaboliten und Autoinducer häufiger Geflügelkeime, um diese mittels integriertem analytischem Ansatz zur Routinekontrolle im Schlachtprozess schnell und kosteneffizient zu identifizieren. Dies wurde mit Gaschromatographie-Ionenmobilitätsspektrometrie zur Detektion bakterienspezifischer Substanzen in Spülflüssigkeiten umgesetzt, zur nahtlosen Integration in die Schlachthofumgebung. Ein GC-IMS-System zur Kombination mit magnetischen Vorkonzentrierungstechniken wurde entwickelt. Das System umfasst einen µGC, eine Inline-Anreicherung, automatisierte Probenahme, alternative Ionisierungsquellen und eine integrierte Metabolitdatenbank. Zur praktischen Anwendung wurde ein automatisches Probenahmesystem entwickelt, welches für Messungen von Bakterienkulturen über längere Zeiträume konzipiert wurde. Verschiedene Klassifizierungsalgorithmen, wie Lineare Diskriminanzanalyse (LDA), k-Nächste-Nachbarn (kNN) und die Partielle Kleinste-Quadrate-Diskriminanzanalyse (PLSDA), wurden evaluiert, um Zielorganismen anhand ihrer charakteristischen Metabolit-Profile zu differenzieren. Bei Langzeitmessungen mit Salmonella beimpfter Hähnchenproben in AP 10 wurde Indol detektiert, ein charakteristischer Marker für E. coli. Dieses Ergebnis zeigt, dass die Hähnchenproben zum Zeitpunkt des Kaufs bereits mit E. coli kontaminiert waren. Dies demonstriert die Fähigkeit des entwickelten Analysesystems, auch natürlich vorkommende bakterielle Kontaminanten zu identifizieren Zusammenfassend wurde also ein modulares Analysensystem entwickelt, welches Lebensmittel-relevante Keime spezifisch identifizieren kann. Die Modularität des Analysensystems erlaubt den Austausch herkömmlicher GC-Säulen gegen µGCs zur Verbesserung der Selektivität und Reduzierung der Analysenzeit, die ebenfalls Chip-basierte in-line Anreicherung sowie den Betrieb mit photonischen Plasma-Ionisationsquellen.