Teil des Pfeilers Lebensmittelpathogene des TAAG Learning Centers. Wenn Sie der andere Krankheitserreger interessiert, der Cronobacter in Pulvern begleitet, lesen Sie Salmonella in Lebensmitteln mit niedriger Feuchte.
Inhaltsverzeichnis
Ein Krankheitserreger mit geringer Inzidenz und schweren Folgen
Cronobacter ist eine Gattung gramnegativer Bakterien der Familie Enterobacteriaceae, die in der Umwelt lebt und in trockene Lebensmittel und Zubereitungsanlagen gelangen kann. Die CDC haben ihn in Säuglingsanfangsnahrung in Pulverform, Milchpulver, Kräutertees und Stärken gefunden. Bei den meisten Menschen bleibt er unbemerkt, doch bei Neugeborenen kann er Meningitis und Sepsis verursachen, weshalb ihn die Sicherheitsnormen anders behandeln als andere Bakterien derselben Gruppe.
Der Hygiene-Verhaltenskodex des Codex für Pulvernahrung sagt es unverblümt: Die Inzidenz dieser Infektionen bei Säuglingen erscheint gering, die Folgen können aber schwer sein. Dieser Artikel behandelt sein Risiko, seine Biologie, die Kriterien, die ihn regeln, und die Nachweiswege, und verknüpft ihn mit dem, was wir bereits in Salmonella in Lebensmitteln mit niedriger Feuchte gesehen haben, denn beide Krankheitserreger teilen sich Nischen in Pulverbetrieben.
Taxonomie: von Enterobacter sakazakii zu einer Gattung mit sieben Arten
Bis 2007 war der Mikroorganismus als Enterobacter sakazakii bekannt. Eine Studie von Iversen und Mitarbeitern in BMC Evolutionary Biology, gestützt auf phänotypische und molekulare Methoden, ordnete ihn in eine neue Gattung ein, Cronobacter. Eine Übersichtsarbeit von 2023 erinnert daran, dass das, was zuvor als gelb pigmentierter Enterobacter cloacae beschrieben wurde, in Wirklichkeit eine andere Gattung war, und dass heute sieben Arten anerkannt sind: C. sakazakii, C. malonaticus, C. turicensis, C. muytjensii, C. dublinensis, C. universalis und C. condimenti.
Diese Unterscheidung ist aus zwei Gründen wichtig. Erstens haben nicht alle Arten dasselbe klinische Gewicht: In der Studie von Iversen gehörten die Isolate der neonatalen Meningitis zu C. sakazakii. Zweitens verwenden die ältere Literatur und viele offizielle Dokumente, einschließlich des Codex-Verhaltenskodex von 2008 selbst, noch den Namen Enterobacter sakazakii oder die Übergangsformel „E. sakazakii (Cronobacter-Arten)". Wenn Sie ein älteres Kriterium oder eine ältere Methode lesen, ist derselbe Organismus gemeint.
Warum er ein Risiko für Säuglinge ist
Der Codex gibt die Bewertung zweier FAO/WHO-Expertentreffen wieder, die die Mikroorganismen in Pulvernahrung nach der Evidenz einstuften, dass sie bei Säuglingen Krankheit verursachen. In Kategorie A, mit klarer Kausalität, befanden sich Salmonella enterica und Enterobacter sakazakii. Die EFSA kam 2004 zu einem ähnlichen Schluss: Salmonella und E. sakazakii sind die Mikroorganismen mit der größten Besorgnis in Säuglingsanfangsnahrung.
- Risikogruppe. Alle Säuglinge unter 12 Monaten; innerhalb dieser die Neugeborenen (unter 28 Tagen), Frühgeborene, Kinder mit niedrigem Geburtsgewicht (unter 2.500 g), Immungeschwächte und Kinder unter 2 Monaten.
- Hauptkrankheitsbilder. Meningitis, die dazu neigt, in der Neugeborenenperiode aufzutreten, und Bakteriämie, häufiger bei Frühgeborenen außerhalb dieser Periode. Die CDC nennen zusätzlich Fieber, schlechte Nahrungsaufnahme, übermäßiges Weinen, Lethargie und in einigen Fällen Krampfanfälle.
- Schweregrad. Der Codex zitiert sehr unterschiedliche Letalitätsraten, bis zu 50 % in mindestens einem Ausbruch, und bleibende Folgen wie Entwicklungsverzögerung und neurologische Beeinträchtigungen bei einem Teil der Überlebenden. Laut CDC starben etwa 20 % der Säuglinge in den USA mit Meningitis oder Blutinfektion durch Cronobacter.
- Häufigkeit. Zwischen Januar 2002 und Juli 2022 erhielten die CDC 76 Meldungen schwerer Cronobacter-Erkrankungen bei Säuglingen, in 32 Bundesstaaten.
Gesunde Erwachsene sind deutlich weniger empfänglich, auch wenn immungeschwächte Erwachsene und ältere Menschen erkranken können. Eine Übersichtsarbeit von 2023 weist auf den Fall von Personen mit Schluckbeschwerden hin, die rehydrierte Proteinpulver-Supplemente zu sich nehmen. Dennoch hält der Codex fest, dass alle bekannten Ausbrüche Säuglinge betrafen und dass unter den Lebensmitteln, in denen das Bakterium nachgewiesen wurde, nur Pulvernahrung mit Ausbrüchen in Verbindung gebracht wurde.
Widerstandsfähigkeit gegen Austrocknung: Er muss nicht wachsen
Eine Säuglingsanfangsnahrung in Pulverform hat eine Wasseraktivität zwischen 0,2 und 0,5, und unter diesen Bedingungen ist nicht genug Wasser vorhanden, damit sich das Bakterium vermehrt. Wie bei Salmonella liegt der Schlüssel bei Cronobacter nicht darin, sich im Pulver zu vermehren, sondern darin, darin zu überleben. Eine Übersichtsarbeit von 2023 gibt an, dass C. sakazakii osmotischen Stress und Austrocknung besser toleriert als andere Enterobacteriaceae.
Fei und Mitarbeiter maßen das Überleben von Isolaten aus Pulvernahrung und aus Prozessumgebungen bei 21 °C und 20,7 % relativer Luftfeuchtigkeit über ein Jahr. Die mittlere Reduktion betrug 3,02 logarithmische Einheiten, der größte Teil in den ersten 60 Tagen (etwa 1,55 log), und der resistenteste Stamm verlor nur 2,43 log. Das heißt, die Population sinkt, verschwindet aber nicht, und der Unterschied zwischen Stämmen ist groß. Die Autoren fanden außerdem, dass C. sakazakii osmotischen Stress und Austrocknung besser überstand als C. malonaticus, was erklären könnte, dass erstere in den Umgebungen der Pulvernahrung vorherrscht.
Rekonstituiert ändert sich die Geschichte
Das Problem verschärft sich, wenn das Pulver rehydriert wird. Der Codex warnt, dass unsachgemäße Handhabung und Lagerung rekonstituierter Nahrung das Wachstum von zunächst in niedrigen Konzentrationen vorhandenem Cronobacter und Salmonella begünstigen können. Deshalb empfehlen die Zubereitungsleitlinien, mit Wasser von mehr als 70 °C zu rekonstituieren (EFSA, Codex), jede Mahlzeit unmittelbar vor Gebrauch zuzubereiten und Reste zu verwerfen. Die CDC empfehlen außerdem, für Säuglinge mit höherem Risiko flüssige, trinkfertige Nahrung in Betracht zu ziehen, weil sie steril hergestellt wird. Ein Pulver ist nicht steril, und kein Produktkriterium ändert das.
Wie er in einen Pulverbetrieb gelangt und dort bleibt
Der Codex nennt vier Wege, auf denen Cronobacter und Salmonella in eine Pulvernahrung gelangen können: die in Trockenmischungen zugesetzten Zutaten, die Kontamination aus der Prozessumgebung während oder nach der Trocknung, die Kontamination nach dem Öffnen der Verpackung und jene, die bei oder nach der Rekonstitution durch die Betreuungsperson erfolgt. Die ersten beiden hängen vom Betrieb ab und sind der Kern der Kontrolle.
- Er lässt sich nicht vollständig beseitigen. Der Codex räumt ein, dass die aktuelle Technologie nicht erlaubt, den Organismus aus der Fertigungsumgebung zu entfernen, und dass niedrige Konzentrationen von Enterobacteriaceae, einschließlich Cronobacter, auch bei guter Hygiene vorhanden sein können.
- Die Trocknung ist kein letaler Schritt. Eine Übersichtsarbeit von 2023 erinnert daran, dass die Hitzebehandlungen der Molkereibetriebe, etwa die Sprühtrocknung, nicht dafür gedacht sind, Bakterien zu beseitigen, und sogar eine adaptive Antwort auslösen können. C. sakazakii wurde aus Walzentrocknern, Trocknungstürmen und Tankwagen-Entladezonen sowie aus Böden und angrenzendem Untergrund isoliert, wo er über lange Zeiträume persistierte.
- In der Trockenzone häufiger als Salmonella. Der Codex hält fest, dass Cronobacter in den Trockenbereichen häufiger gefunden wird als Salmonella, und regelmäßig, wenn geeignete Probenahme- und Analysemethoden verwendet werden. Das knüpft an das an, was in Salmonella bei niedriger Feuchte zu sehen war: Beide Krankheitserreger nutzen dieselben Nischen.
- Wasser ist der Risikofaktor. Laut Kodex wird die Zunahme von Cronobacter in Bereichen hoher Hygiene durch Wasser begünstigt, selbst in minimalen Mengen wie Kondenswasser, und die Nassreinigung wurde mit seinem Auftreten und seiner Verbreitung in Verbindung gebracht. Bauarbeiten oder Änderungen der Anlagenanordnung können Organismen aus zuvor verborgenen Nischen freisetzen.
Die Empfehlung des Codex lautet, die Bereiche hoher Hygiene so trocken wie möglich zu halten, die Trockenreinigung als Routinepraxis zu verwenden, die Nassreinigung auf Anlagen zu beschränken, die in einen dafür vorgesehenen Raum gebracht oder sofort getrocknet werden können, und die Ausrüstung ohne Spalten, raue Schweißnähte oder Hohlrohre zu konstruieren, in denen sich Produkt ansammelt. Der Codex verlangt außerdem Umgebungsmonitoring-Programme mit Enterobacteriaceae als Indikatoren der Prozesshygiene und der Suche nach Salmonella und Cronobacter in relevanten Proben. Sein Anhang III stellt klar, dass es keine universelle Korrelation zwischen den Zahlen von Enterobacteriaceae und Cronobacter gibt, auch wenn sich in einzelnen Betrieben gezeigt hat, dass die Verringerung der ersten die der zweiten verringert. Mehr dazu, wie dieses Programm aufgebaut wird, in Umgebungsmonitoring in Lebensmittelbetrieben.
Mikrobiologische Kriterien: Codex und Verordnung (EG) 2073/2005
Produktkriterium
Der Anhang I des Codex (CAC/RCP 66-2008) legt für Cronobacter in Säuglingsanfangsnahrung in Pulverform einen Zweiklassenplan mit n = 30, c = 0 und m = Abwesenheit in 10 g fest, angewandt auf das Fertigprodukt nach der Primärverpackung. Für Salmonella lautet der Plan n = 60, c = 0, Abwesenheit in 25 g. Die Verordnung (EG) 2073/2005 stimmt für Cronobacter überein: bei Säuglingsanfangsnahrung in Pulverform und diätetischen Lebensmitteln für besondere medizinische Zwecke in Pulverform für Säuglinge unter 6 Monaten 30 Probeneinheiten, bei denen in 10 g keine das Bakterium aufweist, mit EN ISO 22964 als Referenzmethode, über die gesamte Haltbarkeitsdauer des Produkts.
Der Codex selbst erklärt, wie viel ein solcher Plan aussagt. Mit n = 30 beträgt die mittlere Konzentration, die mit 95 % Wahrscheinlichkeit nachgewiesen würde (bei einer angenommenen Standardabweichung von 0,8), 1 KBE in 340 g. Das heißt, der Plan erkennt noch niedrigere Kontaminationen nicht, weshalb der Codex betont, dass die Grenzen der Fertigproduktanalyse zusätzlich ein Umgebungsmonitoring-Programm erfordern. Um zu verstehen, was n, c, m und M in einem Plan bedeuten, siehe Probenahmepläne nach Attributen.
Prozesshygienekriterium
Die Verordnung definiert außerdem ein Prozesshygienekriterium für Enterobacteriaceae am Ende der Herstellung: bei Säuglingsanfangsnahrung in Pulverform 10 Probeneinheiten und Abwesenheit in 10 g (EN ISO 21528-1), bei Folgenahrung 5 Einheiten. Sie sieht vor, die Analysen auf Enterobacteriaceae und auf Cronobacter parallel durchzuführen, es sei denn, der Hersteller weist in seinem Betrieb eine Korrelation zwischen beiden nach; werden Enterobacteriaceae in einer der Proben nachgewiesen, muss die Charge auf Cronobacter untersucht werden. Es ist die Logik der Hygieneindikatoren: Ein Indikator schlägt Alarm, ersetzt aber nicht die Suche nach dem Krankheitserreger.
Die Referenzmethode: ISO 22964
Die horizontale Methode zum Nachweis von Cronobacter ist die Norm ISO 22964, deren Fassung von 2017 die vom Codex zitierte ISO/TS 22964:2006 ersetzte. Sie stützt sich auf Kultur: Eine Übersichtsarbeit von 2023 weist darauf hin, dass sie eine nicht selektive Anreicherung verwendet und die Bestätigungsphase biochemisch ist. Eine systematische Übersichtsarbeit von 2026 schätzt, dass das gesamte Verfahren 5 bis 7 Tage dauert und aufwendig ist.
Die Fassung von 2017 wurde im Rahmen des Mandats M381 der Europäischen Kommission validiert. An der Ringstudie nahmen 17 Labore aus neun Ländern teil, mit fünf Matrizes: zwei Säuglingsanfangsnahrungen in Pulverform (mit und ohne Probiotika), Laktose, Stärke und mit Tupfer entnommene Umgebungsproben. Die Spezifität lag zwischen 99 und 100 %, die Sensitivität je nach Matrix, Inokulationsniveau und Begleitmikrobiota zwischen 65 und 100 %. Der LOD50 der drei Lebensmittelmatrizes (die beiden Nahrungen und die Stärke) betrug 0,8 bis 1,1 KBE pro Probe. Diese Studie ist aus zwei Gründen wichtig: Sie umfasst Zutaten, nicht nur Fertigprodukt, und sie umfasst Oberflächen, was ihren Einsatz im Umgebungsmonitoring stützt.
Kultur oder PCR: was jede bringt
Die Übersichtsarbeiten tragen eine große Vielfalt an Alternativen zur klassischen Kultur zusammen: chromogene Medien, die durch den Abbau eines Glykosidsubstrats in etwa 24 Stunden blaugrüne Kolonien ergeben, immunologische Methoden, Biosensoren und PCR. Für die Real-Time-PCR führt die Übersichtsarbeit von 2023 Assays an, die auf Gene wie ompA oder das MMS-Operon (rpsU, dnaG, rpoD) abzielen, mit Zeiten von etwa 24 Stunden und Nachweisgrenzen von 10 bis 100 KBE/mL in den zitierten Studien. Diese Zahlen stammen aus verschiedenen Forschungsassays und sind weder mit dem LOD50 der ISO 22964 noch mit einer in Ihrer Matrix validierten Methode vergleichbar.
Eine praktische Unterscheidung hilft bei der Entscheidung:
- Um eine Charge gegenüber dem regulatorischen Kriterium freizugeben, ist die Referenzmethode ISO 22964. Der Codex lässt andere validierte Methoden zu, die gleichwertige Sensitivität und Zuverlässigkeit bieten; wie diese Gleichwertigkeit nachgewiesen wird, erklärt die Normenreihe ISO 16140. Die formale Entscheidung wird nicht mit einer nicht validierten Methode getroffen.
- Um viele Umgebungsproben zu screenen, verkürzt eine validierte molekulare Methode die Antwort und erlaubt es, zu handeln, bevor sich Produkt ansammelt. Ihr muss eine Anreicherung vorausgehen, wie in mikrobiologische Anreicherung erklärt, weil durch Austrocknung gestresste Zellen sich erholen müssen.
- Ein präsumtiver Positivbefund verlangt die Bestätigung mit einem Isolat, entweder nach dem Referenzverfahren oder mit einer anderen Bestätigungsmethode. Dieser Schritt ist im Verfahren der Norm selbst beschrieben.
Nicht nur Säuglingsnahrung
Das regulatorische Kriterium deckt Säuglingsnahrung ab, doch der Organismus beschränkt sich nicht darauf. Die CDC haben ihn in Milchpulver, Kräutertees und Stärken nachgewiesen. In der Validierungsstudie der ISO 22964 erscheinen Laktose und Stärke als Matrizes von Interesse, gängige Zutaten von Trockenmischungen. Der Codex stellt fest, dass der Mikroorganismus zwar in anderen Lebensmitteln und Umgebungen nachgewiesen wurde, aber nur Pulvernahrung mit Ausbrüchen in Verbindung gebracht wurde. Dennoch verdienen pulverförmige Zutaten für besonders vulnerable Personen bei der Gestaltung des Umgebungsprogramms dieselbe Aufmerksamkeit: Die Hygiene der Trockenzone und die Abwesenheit von Wasser wiegen schwerer als der Name des Produkts.
Was das für ein Labor und einen Betrieb bedeutet
Vier Fragen ordnen die Arbeit derer, die Pulver herstellen oder analysieren:
- Misst das Umgebungsprogramm Enterobacteriaceae als Indikator und sucht es auch Cronobacter und Salmonella in den Bereichen hoher Hygiene, mit Vorrang für bekannte Nischen?
- Ist die Trockenreinigung die Regel, und gibt es ein schriftliches Verfahren mit Trocknung und Verifizierung für den Fall, dass Wasser verwendet wird?
- Sind die für Entscheidungen verwendeten Methoden in der realen Matrix validiert, einschließlich der Oberflächen?
- Gibt es einen definierten Aktionsplan für einen Befund: Ursachenanalyse, Chargen zurückhalten und Trends überprüfen?
Zu den TAAG-Kits sollte man genau sein: Der veröffentlichte Katalog enthält derzeit kein spezifisches Kit für Cronobacter. Für die Hygieneverifizierung von Oberflächen weist Elevia 2.9 Salmonella spp. and Enterobacteria Salmonella und Enterobakterien mit der RT-qPCR-Technologie AiGOR™ nach, mit Edelstahl nach der Sanitisierung als validierter Matrix und der Milchindustrie unter den angegebenen Branchen. Es liefert Informationen zur Prozesshygiene, ersetzt aber nicht die Analyse auf Cronobacter nach der Referenzmethode oder einer für diesen Krankheitserreger validierten Methode.
Fazit
Cronobacter ist ein seltener, aber für Neugeborene und Frühgeborene sehr schwerer Krankheitserreger, und deshalb legt die Regelung für Säuglingsanfangsnahrung in Pulverform ein strenges Kriterium fest: Abwesenheit in 10 g bei 30 Einheiten, mit der ISO 22964 als Referenzmethode. Er übersteht die Austrocknung, persistiert in Nischen der Trockenzone und wird durch Wasser begünstigt, selbst in minimalen Mengen. Deshalb hängt die Kontrolle ebenso vom Umgebungsprogramm, der Trockenreinigung und dem Einsatz validierter Methoden ab wie von der Analyse des Fertigprodukts, die der Codex selbst als allein begrenzt anerkennt.
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Häufig gestellte Fragen
Sind Cronobacter und Enterobacter sakazakii derselbe Mikroorganismus?
Ja. Bis 2007 hieß das Bakterium Enterobacter sakazakii. Eine Studie von Iversen und Mitarbeitern ordnete es in die Gattung Cronobacter ein, die heute sieben Arten umfasst. Ältere Dokumente, einschließlich des Hygienekodex des Codex von 2008, verwenden noch den früheren Namen oder die Formel E. sakazakii (Cronobacter-Arten).
Warum ist Cronobacter ein besonderes Risiko für Säuglinge?
Weil er bei Neugeborenen, Frühgeborenen und Kindern unter 2 Monaten Meningitis und Bakteriämie verursachen kann. Der Codex zitiert Letalitäten von bis zu 50 % in mindestens einem Ausbruch und bleibende neurologische Folgen bei einem Teil der Überlebenden. Obwohl die Inzidenz gering ist, meldeten die CDC zwischen 2002 und Juli 2022 in den USA 76 schwere Fälle bei Säuglingen.
Was verlangt die Verordnung 2073/2005 für Cronobacter?
Für Säuglingsanfangsnahrung in Pulverform und diätetische Lebensmittel für besondere medizinische Zwecke in Pulverform für Kinder unter 6 Monaten 30 Probeneinheiten mit Abwesenheit von Cronobacter in 10 g, Referenzmethode EN ISO 22964, über die Haltbarkeitsdauer. Zusätzlich ein Prozesshygienekriterium für Enterobacteriaceae (Abwesenheit in 10 g) am Ende der Herstellung.
Genügt es, Enterobacteriaceae zu analysieren, um Cronobacter zu kontrollieren?
Nicht ganz. Der Codex gibt an, dass es keine universelle Korrelation zwischen den Zahlen von Enterobacteriaceae und Cronobacter gibt, auch wenn sie sich in einzelnen Betrieben nachweisen lässt. Deshalb sieht die Verordnung 2073/2005 vor, beide parallel zu analysieren, es sei denn, der Hersteller weist diese Korrelation in seinem Betrieb nach.
Lässt sich Cronobacter per PCR nachweisen?
Es gibt in der Literatur beschriebene Real-Time-PCR-Assays mit Zeiten von etwa 24 Stunden. Die regulatorische Entscheidung über eine Charge wird jedoch mit der ISO 22964 oder einer dagegen validierten alternativen Methode getroffen. Eine molekulare Methode muss in der konkret analysierten Matrix validiert werden.