Bacillus cereus
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| Datei:BacillusCereus.jpg
Bacillus cereus (Flagellen-Färbung) | ||||||||||||
| Systematik | ||||||||||||
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| Wissenschaftlicher Name | ||||||||||||
| Bacillus cereus | ||||||||||||
| Frankland & Frankland 1887 |
Bacillus cereus (Pseudomilzbrandbazillus<ref>Wörterbuch der Veterinärmedizin, 2. Aufl., S. 986.</ref>) ist ein bewegliches, grampositives, stäbchenförmiges, katalasepositives, sporenbildendes, fakultativ anaerobes Bakterium der Gattung Bacillus.
Es kommt natürlich im normalen Erdboden in einer Konzentration von bis zu einer Million pro Gramm vor und zählt damit zu den häufigsten kultivierbaren Bodenbakterien. Es bildet zusammen mit anderen Arten (z. B. Bacillus anthracis, Bacillus thuringiensis und Bacillus cytotoxicus) die Bacillus cereus-Gruppe, deren Mitglieder genetisch nahe verwandt sind und sich ein Kerngenom von etwa 3100 Genen teilen. Historisch dienen die Krankheiten, die sie auslösen, als Unterscheidungsmerkmal. Als genetisches Unterscheidungsmerkmal dient der Satz von 400 bis 800 individuellen Genen (akzessorisches Genom, bei Bacillus cereus etwa 420 Gene) der jeweiligen Art.<ref>Spektrum der Wissenschaft, 4/2008, S. 14–16, Riesiges Genreservoir eines Krankheitserregers.</ref>
Eigenschaften
Bacillus cereus wächst je nach Stamm im Temperaturbereich von 4 °C bis 55 °C (die meisten im Bereich von 10 °C bis 50 °C<ref>Bacillus cereus. In: Lebensmittel- und Futtermittelsicherheit: Mikrobielle Risiken: Bakterien. Bundesinstitut für Risikobewertung, abgerufen am 15. Februar 2017.</ref>), mit einem Optimum von 28–35 °C.<ref name="EFSA"/>
Bacillus cereus ist säureempfindlich. pH-Bereich: Minimum 4,8; Optimum 6,5–7,5; Maximum 9,3.
Die Sporen sind nicht hitzeempfindlich, es erfolgt keine Abtötung durch die Pasteurisierung.
Ein Anteil von 80 % aller Fettsäureketten des Bakteriums ist verzweigt.<ref>T. Kaneda: Iso- and anteiso-fatty acids in bacteria: biosynthesis, function, and taxonomic significance. In: Microbiol. Rev. 55(2); June 1991: S. 288–302, PMID 1886522 (freier Volltextzugang).</ref>
Bedeutung für den Menschen
Bacillus cereus ist ein Lebensmittel vergiftendes Bakterium, das besonders im Reis auftritt. Bacillus cereus-Sporen, die im rohen Reis vorkommen, überleben das Kochen und vermehren sich, wenn der Reis unterhalb von 60 °C warmgehalten oder aufgewärmt wird.<ref>Schutz vor lebensmittelbedingten Erkrankungen beim Heißhalten von Speisen: Stellungnahme Nr. 016/2024 des BfR vom 19. März 2024. In: Bundesinstitut für Risikobewertung (Hrsg.): BfR-Stellungnahmen. Band 2024, Nr. 016, 19. März 2024, doi:10.17590/20240319-153709-0.</ref> Durch Warmhalten oberhalb dieser Temperatur wird die Ausbreitung des Bakteriums verhindert, was sich Reiskocher mit ihrer Warmhaltefunktion zunutze machen. Es kann jedoch auch über Staub- und Erdpartikel in die Nahrung (Gewürze, Trockenpilze, Milch) gelangen. Auch in abgepackten Salaten wurde Bacillus cereus in fast der Hälfte der Proben gefunden.<ref>Abgepackte Salate häufig mit Krankheitskeimen belastet. Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit, abgerufen am 7. Dezember 2022.</ref>
Bacillus cereus bildet bei Keimzahlen von über 100.000/g Lebensmittel zwei für Lebensmittelvergiftungen verantwortliche Toxine, wobei auch Vergiftungsfälle bekannt sind, bei denen die Konzentration deutlich darunter bis herunter zu 6.000/g lag.<ref name="EFSA">EFSA: Risiken für die öffentliche Gesundheit durch Bacillus cereus-Gruppe, 20. Juli 2016</ref> Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) empfiehlt der behördlichen Lebensmittelüberwachung eine Schnellwarnung im RASFF bei über 105 KbE/g während der Haltbarkeitsfrist.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />BfR-Kriterienkatalog für Meldungen nach der Allgemeinen Verwaltungsvorschrift: Schnellwarnsystem für Lebensmittel und Futtermittel (AVV SWS) ( vom 11. April 2016 im Internet Archive) Information Nr. 043/2008 des BfR vom 20. November 2008</ref> Die Deutsche Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie (DGHM) stellt in Zusammenarbeit mit dem Beuth Verlag Richt- und Warnwerte für ausgewählte Risikolebensmittel bereit.<ref name="dlr">Burkhard Schütze: Bacillus cereus im Visier: Bacillus cereus im Lebensmittel - eine differenzierte Risikobetrachtung ist heutzutage möglich! Deutsche Lebensmittel-Rundschau, Mai 2017, Volltext bei Researchgate.</ref> Die Lobbyorganisation Bund für Lebensmittelrecht und Lebensmittelkunde (BLL) kritisiert die Hilfsnorm, da auch das biologische Pflanzenschutzmittel Bacillus thuringiensis bei den Richt- und Warnwerten für Mischsalate mit erfasst wird, und argumentiert, dass hierdurch eine Wettbewerbsverzerrung entsteht.<ref>Sieglinde Stähle: <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />Stellungnahme DGHM-Richt- und Warnwerte „Mischsalate“ ( vom 1. Dezember 2017 im Internet Archive), Bund für Lebensmittelrecht und Lebensmittelkunde, Berlin, Januar 2015</ref> Die EFSA empfiehlt zur abschließenden Risikobewertung die Anwendung der Ganzgenomsequenzierung.<ref name="EFSA"/>
Unterschieden werden zwei verschiedene Toxintypen.
- Erbrechens-Toxin (emetisches Toxin): Die Aufnahme des toxinhaltigen Lebensmittels führt nach 0,5 bis 6 Stunden zu Übelkeit und Erbrechen, seltener zu Bauchkrämpfen und Durchfällen. Das Toxin ist unempfindlich gegenüber Hitze. Die Bakterien bilden Cereulid in bisher 19 bekannten Varianten.<ref name="Ärzteblatt">Cereulid: Neues Nachweisverfahren für ein variables Lebensmitteltoxin. In: Aerzteblatt.de. 1. April 2015, abgerufen am 11. November 2023.</ref>
- Ein Diarrhoe-Toxin verursacht 8 bis 16 Stunden nach Aufnahme des Toxins wässrige Durchfälle, die nach 12 bis 24 Stunden wieder abklingen. Das Toxin ist hitze- und säureempfindlich.
Bacillus cereus führt in pasteurisierten, nicht fermentierten Milcherzeugnissen zu Bitterkeit und zur Süßgerinnung (Gerinnung durch eiweißabbauende Enzyme und nicht durch Säurebildung). Wegen der in diesem Fall durch diesen Keim mittels Lecithinasewirkung verursachten Geschmacksveränderungen ist die Gefahr einer Intoxikation nicht sehr groß.<ref>Microbiological and Sensory Quality of Milk on the Domestic Market. In: Polish Journal of Food and Nutrition Sciences. Band 65, Nr. 4, 1. Dezember 2015, doi:10.1515/pjfns-2015-0008.</ref>
Da Bacillus cereus in Milchprodukten bei einer Temperatur im Kühlschrank ab 10 °C (einige Stämme ab 4 °C) wächst, wurde die Deklaration der Haltbarkeit bei Frischmilch von "bei +10 °C mindestens haltbar bis:" durch "bei +8 °C mindestens haltbar bis:" geändert. Die EFSA verlangt in der gesamten Kühlkette Temperaturen von ≤ 7 °C (besser noch ≤ 4 °C) einzuhalten.<ref name="EFSA" />
Neuartige Formen von Milzbrand
Bereits 2004 wurde B. cereus als Erreger milzbrand-ähnlicher Erkrankungen beim Menschen identifiziert.<ref>A. R. Hoffmaster, J. Ravel u. a.: Identification of anthrax toxin genes in a Bacillus cereus associated with an illness resembling inhalation anthrax. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. 101, 2004, S. 8449, doi:10.1073/pnas.0402414101.</ref>
2016 wurde die Varietät B. cereus biovar anthracis vom Robert Koch-Institut als Ursache für neuartige Milzbrand-Erkrankungen und -Todesfälle in Afrika ausgemacht. Bis dahin waren verschiedene Säugetierarten betroffen, neben Elefanten und Ziegen insbesondere Menschenaffen (Schimpansen und Gorillas).<ref>Kym S. Antonation, Kim Grützmacher u. a.: Bacillus cereus Biovar Anthracis Causing Anthrax in Sub-Saharan Africa—Chromosomal Monophyly and Broad Geographic Distribution. In: PLOS Neglected Tropical Diseases. 10, 2016, S. e0004923, doi:10.1371/journal.pntd.0004923.</ref><ref>S. Gerhard: Neuer Milzbranderreger infiziert Tiere in Afrika, in: Zeit online vom 8. September 2016</ref>
2017 fand man heraus, dass diese Varietät von B. cereus gegenüber der gewöhnlichen Form zwei zusätzliche Plasmide (DNA-Ringe) besitzt. Die beiden Plasmide enthalten alle wesentlichen Gene, die B. anthracis, den klassischen Milzbranderreger, zur tödlichen Gefahr machen. Inzwischen waren auch Erkrankungen bei Waldantilopen und beim Stachelschwein festgestellt worden. Bislang sind noch keine Erkrankungen beim Menschen registriert und es ist nicht bekannt, ob auch der Mensch an dieser Form von Milzbrand erkranken kann. Es wird aber befürchtet, dass der Erreger lokale Populationen des Westlichen Schimpansen (Pan troglodytes verus, eine Unterart des Gemeinen Schimpansen) dezimieren oder gar auslöschen könnte.<ref name="CHoffmann_2017">Constanze Hoffmann, Fee Zimmermann u. a.: Persistent anthrax as a major driver of wildlife mortality in a tropical rainforest. In: Nature. 548, 2017, S. 82–86, doi:10.1038/nature23309.</ref><ref name="Kupferschmidt_2017">K. Kupferschmidt: Neuer Milzbrand-Erreger tötet Menschenaffen, in: Süddeutsche Zeitung (SZ.de) vom 3. August 2017.</ref>
Die neue Milzbrand-Variante hat den Namen Regenwald-Milzbrand (engl. 'rainforest anthrax') erhalten.<ref name="CHoffmann_2017" />
Diagnostik
Mittels kultureller Verfahren ist nur eine Bestimmung sogenannter präsumtiver Bacillus cereus möglich. Mittels MALDI-TOF-Massenspektrometrie (MS) kann die Zugehörigkeit eines Keims zur Gruppe Bacillus cereus bestätigt werden. Nur Bacillus cytotoxicus kann bei Vorlage eines geeigneten Datenbankeintrages sicher differenziert werden. Die NHE- und HBL-Toxine sind immungängig und können mittels GLISA nachgewiesen werden. Zudem ist eine PCR der nhe/hbl-Gene möglich. Für Cereulid produzierende B. cereus kann auf einer ces-Gen PCR zurückgegriffen werden. Das hitzestabile und womöglich nach einer Entkeimung immer noch vorhandene emetische Toxin Cereulid ist mittels LC/MS im Lebensmittel nachweisbar.<ref name="dlr"/> Biomarker Cereulid bildender Bacillus cereus lassen sich zudem mittels MALDI-TOF MS nachweisen.<ref>Sebastian Ulrich, Christoph Gottschalk, Richard Dietrich, Erwin Märtlbauer, Manfred Gareis: Identification of cereulide producing Bacillus cereus by MALDI-TOF MS. In: Food Microbiology. Band 82, S. 75–81, doi:10.1016/j.fm.2019.01.012 (raps-stiftung.de [PDF]).</ref>
Einzelnachweise
<references />
Weblinks
- Bacillus cereus – LAVES
- Bacillus cereus – BfR
- Literatur über Bacillus cereus im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
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