Baden-Württemberg

Chemisches und Veterinäruntersuchungsamt Karlsruhe

Was wächst denn da? Bakterienflora in Nahrungsergänzungsmitteln

Dr. Daniela Noack (CVUA Karlsruhe)

 

Viele Nahrungsergänzungsmittel (NEM) werben mit probiotischen Eigenschaften, die z. B. positive Wirkungen auf den Darm haben sollen. Dafür werden den Produkten Bakterienkulturen zugesetzt. Üblicherweise sind je Produkt Kulturen mehrerer Bakterienarten deklariert (bei 10 von 15 der vom CVUA Karlsruhe untersuchten Proben waren es zwischen 3 und 10 Arten). Es gibt jedoch Ausnahmen: bei einer Probe war nur eine Art angegeben, bei einer weiteren 32. Allen gemeinsam ist die Eigenschaft, Milchsäure bilden zu können. Die Ergebnisse der Untersuchungen waren sehr gemischt: Einige Produkte hielten, was sie versprachen, bei anderen konnten nicht alle genannten Bakterienkulturen nachgewiesen werden. Auch unerwünschte Keime wurden gefunden.

Wie in unserem Artikel Nahrungsergänzungsmittel mit Bakterienkulturen – viel hilft viel? bereits dargestellt, werden NEM gerne mit vermeintlich probiotischen Eigenschaften beworben. Im genannten Artikel ging es um Untersuchung der Keimzahl an Milchsäurebakterien im Vergleich zur Deklaration und um unerlaubte Werbeaussagen zu positiven Wirkungen auf die Gesundheit. Das CVUA Karlsruhe hat zusätzlich untersucht, welches Spektrum an Bakterienarten in den NEM nachweisbar sind und ob Unterschiede zwischen den Spezies auftreten. Dazu waren spezifischere Untersuchungen notwendig.

 

Aussehen

Kann man milchsäurebildende Bakterien mit einfachen Methoden leicht voneinander unterscheiden? Leider nicht!

runde, elfenbeinfarbene Kolonien auf der Oberfläche eines festen, durchsichtig-gelben Mediums

Abb.1: Kolonien milchsäurebildender Bakterien auf Selektivagar

 

Optisch sehen die auf dem Nährmedium gewachsenen Kolonien identisch aus. Mit geübtem Auge sind kleine Unterschiede erkennbar, die aber nicht zur Identifizierung taugen.

Werden die Mikroorganismen bei 100facher Vergrößerung unter dem Mikroskop betrachtet, sieht man jedoch verschiedene Formen, die jeweils auf eine bestimmte Gruppe von Bakterien hindeuten.

kräftig violettblau gefärbte kugelförmige Strukturen

Abb.2: Pediococcus acidilactici

zartblau gefärbte stäbchenartige Strukturen

Abb.3: Lactobacillus plantarum

 

Identifizierung

Bewachsene Nährmedienplatten mit gut von der Umgebung abgrenzbaren Einzelkolonien dienten als Grundlage für die nähere Charakterisierung. Es hätte den Rahmen unserer Studie gesprengt, alle in den Deklarationen genannten Bakterienspezies finden und bestätigen zu wollen. Wir entschieden uns daher, pro Probe 10 geeignete Kolonien nach dem Zufallsprinzip auszuwählen, um herauszufinden, welche Bakterienarten am häufigsten nachweisbar sein würden. Die Identifizierung der Spezies erfolgte mittels dem MALDI-TOF-Verfahren.

MALDI-TOF Untersuchungstechnik

MALDI-TOF Massenspektrometrie ist ein modernes und schnelles Verfahren zur Bakterienidentifizierung, mit dem innerhalb von wenigen Minuten die Bakterienart ermittelt werden kann.

Nach dem Auftragen von etwas Kulturmaterial auf ein Stahltarget wird durch Laserbeschuss ein Massenspektrum erzeugt. Dieses Massenspektrum ist für eine Bakterienart fast so einzigartig wie ein Fingerabdruck, sodass es mit einer umfangreichen Datenbank abgeglichen und die Bakterienart ermittelt werden kann.

 

Bunte Vielfalt an Mikroorganismen

Aus 14 Produkten* und 140 Stichproben gewannen wir insgesamt 120 zweifelsfrei identifizierbare Isolate. Ein breites Spektrum an Bakterien bot sich dar.

(*Bei einer Probe lag der Bakteriengehalt unter der Nachweisgrenze. Diese wurde somit nicht näher untersucht.)

Tortengrafik mit prozentualen Anteilen der nachgewiesenen Species an der Gesamtzahl von Isolaten

Abb.4: Nachweishäufigkeit einzelner Species

 

Auffällig war, dass drei Arten dominierten (82% aller Isolate): Lactobacillus (Lb.) rhamnosus, Lb. plantarum und Lb. paracasei, obwohl sich die Gehalte der zahlreichen zugesetzten Arten laut Deklaration kaum unterschieden (im Durchschnitt 109 KBE/g).

Zum einen könnte das daran liegen, dass die drei Arten gerne und häufig eingesetzt werden. Dies erklärt jedoch nicht, warum in unseren zufällig ausgewählten Stichproben beispielsweise Lb. plantarum in allen 8 NEM, bei denen der Keim deklariert war, auch nachgewiesen werden konnte, Bifidobakterien (neunmal aufgelistet) hingegen in keinem der Produkte.

Es lag nahe, dass wir v. a. solche Spezies gefunden hatten, die hinsichtlich der bereits nachgewiesenen Abnahme der Keimzahlen im Laufe der Haltbarkeit am robustesten waren.

 

Ausbeute

Die Häufigkeit, mit der die zehn von uns identifizierten Bakterienarten in der Kennzeichnung der 14 Produkte aufgeführt waren sind Abbildung 5 zu entnehmen.

Säulendiagramm mit Vergleich der Anzahl nachgewiesener zu deklarierten Species

Abb.5: Erfolgreicher Nachweis deklarierter Species

 

Am meisten Erfolg hatten wir beim Nachweis von Lb. plantarum (s.o.) und Lb. paracasei: in allen Produkten, die diese Bakterien in der Kennzeichnung nannten, konnten wir die Keime wiederfinden. Bzgl. Lb. rhamnosus wurden wir immerhin in 8 von 13 Proben fündig.

Der Nachweis von Lb. rhamnosus war zudem sowohl in Proben mit hoher als auch mit geringer Keimzahl möglich, d. h. unabhängig vom Haltbarkeitsdatum. Das Ergebnis spricht ebenfalls für die Robustheit dieses Bakteriums und könnte ein Grund dafür sein, warum es so häufig verwendet wird.

Die Ausbeute an Lactococcus (Lc.) lactis, Lb. fermentum und Lb. casei war sehr gering, obwohl auch diese Arten häufig gelistet waren. Manche häufig deklarierten Arten konnten wir gar nicht finden, so z. B. Lb. acidophilus und alle Bifidobakterien (s. o.).

Eine Aussage darüber treffen zu wollen, ob die kaum oder gar nicht nachweisbaren Bakterienarten bei der Herstellung überhaupt zugesetzt wurden, wäre zu weit gegriffen. Dies wäre nur vor Ort ermittelbar. Zu viele Faktoren können Einfluss darauf haben, wie sich eine gegebene Menge an Bakterien im fertigen Produkt verhalten wird. Trotzdem vermuten wir, dass die Abnahme der Keimzahlen im Produkt u. a. von den jeweils verwendeten Spezies abhängig ist.

 

Unerwartete Gäste

In zwei Erzeugnissen fanden wir Bakterienarten, die dort gar nicht im Zutatenverzeichnis auftauchten, bei denen es sich ebenfalls um Milchsäurebakterien handelte: Weissella confusa und Weissella cibaria. Diese Spezies wurden bisher noch nicht bzgl. ihrer Sicherheit für den gezielten Einsatz zur Lebensmittelproduktion überprüft [1].

Eine mögliche Erklärung wäre, dass sie im Betrieb vorhanden und während der Herstellung durch Kontamination in das Produkt gelangt waren.

In einem NEM, das laut Deklaration ausschließlich unter Verwendung von Lb. plantarum hergestellt worden war, wiesen wir zusätzlich die Spezies Enterococcus (Ec.) faecium nach.

 

Enterococcus faecium

Es ist bekannt, dass bestimmte milchsäurebildende Stämme dieser Art besonders gut geeignet sind, den Verdauungsprozess zu überstehen und sich im Darm kräftig zu vermehren. Diese werden häufig in NEM eingesetzt.

Wie der Name schon sagt, kann der Keim aus Därmen oder Kot von Tieren und Menschen isoliert werden. Einige Stämme sind gegen gängige Antibiotika resistent und besitzen das Potential, die Gesundheit zu gefährden. Infektionen der Herzinnenhaut, des Harntrakts und anderer Organe können auftreten. Der Einsatz sicherer bzw. zertifizierter Stämme und die Vermeidung von Kontaminationen mit potentiell gefährlichen ist hier besonders wichtig. Werden solche Bakterienstämme gefunden, ist es unbedingt notwendig, die Kontaminationsquelle zu identifizieren und auszuschalten.

 

Resümee

Sogenannte „probiotische“ NEM werben u. a. mit hohen Gehalten an milchsäurebildenden Bakterien; z. T. sind viele verschiedene Arten deklariert (in unseren Proben bis zu 32). Bei unseren stichprobenartigen Untersuchungen fanden wir entgegen der Wahrscheinlichkeit manche Bakterienarten zu 100% gemäß Kennzeichnung wieder, andere hingegen selten oder gar nicht.

In zwei Produkten war eine Kontamination mit unerwünschten Keimen nachweisbar. Die Herstellung gesundheitlich und hygienisch unbedenklicher Produkte sollte stets oberstes Gebot sein.

 

Literatur

[1] https://www.efsa.europa.eu/de/topics/topic/qualified-presumption-safety-qps

[2] PEN&TEC Consulting,“ Enterococcus faecium as probiotic – is it safe?“ (2018)

 

Artikel erstmals erschienen am 26.10.2023 17:58:10

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