Molekularbiologie

Molekularbiologischen Analysen eignen sich hervorragend, um gesundheitsgefährdende Substanzen in Lebensmitteln oder Futtermitteln nachzuweisen,  beispielsweise Salmonellen, Listerien, Viren, Allergene, gentechnisch modifizierte Organismen (GVO) und Rückstände. Ein weiteres mögliches Untersuchungsziel ist die Geschlechtsbestimmung bei Rind- oder Schweinefleisch.

Bei den Analysen setzen wir hochsensitive Methoden der real-time PCR ein, mit denen in vielen Fällen auch ein Schnellnachweis möglich ist. Außerdem wenden wir ELISA-Verfahren an, mit denen sich Proteine in Lebensmitteln nachweisen lassen. Sie haben Bedarf? Dann sprechen Sie uns bitte an!

Schnellnachweis von pathogenen Keimen

Das LFGB enthält im §64 eine amtliche Sammlung von Untersuchungsverfahren – u.a. für pathogene Mikroorganismen wie Salmonellen in Lebensmitteln. Der mit diesen Methoden verbundene Zeitaufwand von bis zu fünf Tagen ist allerdings weder für den Handel noch für Produzenten zufriedenstellend. Die hochsensitive und spezifische real-time PCR dagegen bietet die Möglichkeit eines Schnellnachweises. Die Vorteile liegen auf der Hand: schnellere Freigaben für die Weiterverarbeitung und Auslieferung, reduzierte Lagerhaltung und eine produktionsbegleitende Überwachung mit der Möglichkeit des frühzeitigen Eingreifens.

Salmonellen-Schnellnachweis mittels real-time PCR

Bei der Salmonellose handelt es sich um eine klas­sische, weltweit verbreitete Lebensmittelinfektion. Sie zeigt sich meist als akute Darmentzündung mit plötzlich einsetzendem Durchfall, Kopf- und Bauchschmerzen sowie Unwohlsein – oft begleitet durch Erbrechen und leichtes Fieber. Die Erkrankungen treten als sporadische Fälle, Fallhäufungen (z.B. in Familien) oder größere Ausbrüche auf. Eine Infektion erfolgt durch die orale Aufnahme des Erregers.

Unser Institut bietet eine Schnellmethode zum Nachweis von Salmonellen auf Basis der real-time PCR an. Mit dieser Analytik liegt ein sicheres Ergebnis je nach Probenmatrix nach nur 12 bis 24 Stunden vor.

Schnellanalytik: Befund nach 12 Stunden 

Die kurze Bearbeitungsdauer von 12 Stunden ist nur für rohes, ungewürztes Frischfleisch möglich. Bei frühzeitigem Probeneingang können die Befunde also noch am selben Tag übermittelt werden.

Schnellanalytik: Befund nach 24 Stunden

Nach einer Anreicherungszeit von 16 Stunden für Lebensmittel (Rohstoffe, Zwischenprodukte, Fertigprodukte) und Futtermittel erhalten Sie Ihre Befunde i.d.R. spätestens 24 Stunden nach Probeneingang.

Listerien-Schnellnachweis mittels real-time PCR

Listerien (spez. L. monocytogenes) können insbesondere bei immungeschwächten Menschen eine Erkrankung, die Listeriose, hervorrufen. Listeriosen nehmen eine besondere Stellung unter den durch Lebensmittel ausgelösten Krankheiten ein, da der Anteil schwerer Verläufe und die Sterblichkeitsrate vergleichsweise hoch sind. Listerien werden nicht nur in tierischen Lebensmitteln wie Geflügel, Fleisch, Fisch, Milch und Milchprodukten gefunden, sondern auch in pflanzlichen Lebensmitteln wie etwa vorgeschnittenen Salaten. Eine Vermehrung der Listerien ist auch bei Kühlschranktemperaturen möglich.

Als Lebensmittellabor mit spezieller Expertise für Fleisch und alle weiteren tierischen Produkte bieten wir Ihnen neben den klassischen Nachweis- und Zählmethoden auch die hochsensitive real-time PCR-Schnellmethode zum Nachweis von Listerien an. Nutzen Sie dieses Verfahren zum Nachweis von Listeria spp. sowie Listeria monocytogenes und beschleunigen Sie so die Weiterverarbeitung von Rohware und die Freigabe von Fertigprodukten!

Schnellanalytik: Befund nach 24 Stunden

Die Befunde für die real-time PCR zum Nachweis von Listeria spp. und/ oder Listeria monocytogenes liegen i.d.R. bereits am nächsten Tag (nach ca. 28 Stunden) vor.

STEC- Schnellnachweis mittels real-time PCR

Enterohämorrhagische Escherichia coli (EHEC) sind Darmbakterien mit der Eigenschaft, Shigatoxine (Stx) zu bilden. Daher werden sie auch als shigatoxin- bzw. verotoxinproduzierende E. coli (STEC bzw. VTEC) bezeichnet. STECs werden über die Präsenz der Shigatoxin-Gene (Stx1 oder Stx2) im Genom definiert. Das eae-Gen ist ein weiterer Virulenzmarker. STEC sind für den Menschen hochpathogen und können hämorrhaghische Colitis und das hämolytisch-urämische Syndrom (HUS) hervorrufen. Die am häufigsten isolierte EHEC-Serogruppe ist O157. Es werden jedoch im Zusammenhang mit EHEC-Erkrankungen des Menschen immer noch neue Serogruppen bzw. Serovare ermittelt.

Schnellanalytik: Befund nach 24 Stunden

Die Befunde für die real-time PCR zum Nachweis von STEC (Screening auf stx1/ stx2-Gene) liegen bereits am nächsten Tag (nach ca. 24 Stunden) vor.

Bei positiven Befunden im STEC-Screening kann auf die Serogruppen O26, O45, O103, O111, O121, O145 und auf E. coli O157:H7 (welche am häufigsten mit schweren Erkrankungen verbunden sind) untersucht werden.

Nachweis von Viren

Zu den lebensmittelrelevanten Viren zählen u.a. Adenoviren, Rotaviren, diverse Hepatitis-Viren und die Noroviren. Letztere spielen als einer der häufigsten Verursacher von viralen Gastroenteritiden die bedeutendste Rolle. Die direkte Übertragbarkeit von Mensch zu Mensch ist die wichtigste Ursache für die hohe Zahl an Norovirus-Infektionen. So erfolgt die Übertragung fäkal-oral (z.B. Handkontakt mit kontaminierten Flächen) oder durch die orale Aufnahme virushaltiger Tröpfchen. Infektionen können aber auch von kontaminierten Speisen (z. B. Salaten, Krabben, Muscheln) oder Getränken (verunreinigtem Wasser) ausgehen. Viren können sich, anders als Bakterien, nicht außerhalb eines lebenden Organismus vermehren. Sie sind aber in Lebensmitteln außerordentlich stabil und bleiben sogar bei Kühlung und Tiefgefrieren infektiös – unter Voraussetzungen also, die üblicherweise als gute Lagerbedingungen für Speisen gelten. Die Infektiosität ist sehr hoch, wodurch die rasante Ausbreitung der Viren innerhalb von Altenheimen, Krankenhäusern und Gemeinschaftseinrichtungen zu erklären ist.

Nachweis von Norovirus und Hepatitis A Virus mittels real-time PCR

Zum Nachweis des Norovirus und des Hepatitis A Virus bieten wir eine Multiplex real-time RT-PCR zum direkten qualitativen Nachweis an.

Nachweis von Allergenen

Eine Reihe von Lebensmitteln und Zusatzstoffen können Allergien auslösen. Bereits in geringsten Mengen können sie bei allergischen Personen zu erheblichen, mitunter lebensbedrohlichen Immunreaktionen führen. Zum Schutz der Betroffenen wurde eine Regelung zur Kennzeichnung von Allergenen in Lebensmitteln erlassen. Die Lebensmittelkennzeichnungsverordnung (LMKV) führt vierzehn Lebensmittel (sowie deren Erzeugnisse) auf, die Allergien oder Unverträglichkeiten auslösen können.

Mit der EU-Verordnung Nr. 1169/2011 (LMIV) vom 22. November 2011 wurde die Allergenkennzeichnung auf europäischer Ebene neu geregelt. Seit Dezember 2014 müssen die vierzehn Allergene auch auf den Packungen – etwa durch Schriftart oder Hintergrundfarbe – hervorgehoben und ebenso bei "loser Ware" kenntlich gemacht werden.

Gemäß EU-Verordnung in (EU) 1169/2011 in Anhang II gelistete Allergene:

  1. Glutenhaltiges Getreide sowie daraus hergestellte Erzeugnisse
  2. Krebstiere und daraus gewonnene Erzeugnisse
  3. Eier und daraus gewonnene Erzeugnisse
  4. Fische und daraus gewonnene Erzeugnisse
  5. Erdnüsse und daraus gewonnene Erzeugnisse
  6. Sojabohnen und daraus gewonnene Erzeugnisse
  7. Milch und daraus gewonnene Erzeugnisse (einschließlich Laktose)
  8. Schalenfrüchte (Mandeln, Haselnüsse, Walnüsse , Kaschunüsse, Pecannüsse, Paranüsse, Pistazien, Macadamia- oder Queenslandnüsse) sowie daraus gewonnene Erzeugnisse
  9. Sellerie und daraus gewonnene Erzeugnisse
  10. Senf und daraus gewonnene Erzeugnisse
  11. Sesamsamen und daraus gewonnene Erzeugnisse
  12. Schwefeldioxid und Sulphite
  13. Lupinen und daraus gewonnene Erzeugnisse
  14. Weichtiere und daraus gewonnene Erzeugnisse

Wir führen den Nachweis von Allergenen in Lebensmitteln anhand der DNA mittels real-time PCR-Methoden durch – oder alternativ durch ELISA-Verfahren, welche Proteine in Lebensmitteln nachweisen. Die Methoden sind spezifisch und sensitiv, sodass auch sehr geringe Spuren an Allergenen detektiert werden können.

Für Lactose, Schwefeldioxid und Sulfite werden chemische Nachweise angewandt.

Nachweis von Allergenen mittels real-time PCR

Für folgende Allergene bieten wir den DNA-basierten qualitativen Nachweis mittels real-time PCR an

  • Sellerie
  • Senf
  • Sesam
  • Krebstiere
  • Fische
  • Erdnüsse
  • Soja
  • Schalenfrüchte (Mandeln, Haselnüsse, Walnüsse , Pistazien)
  • Lupinen
  • Weichtiere

Im Falle eines positiven Befundes bei der qualitativen real-time PCR kann zur Mengenabschätzung bei folgenden Allergenen eine quantitative real-time PCR Analyse angeschlossen werden:

  • Sellerie
  • Senf
  • Soja

Nachweis von Allergenen mittels ELISA

Der Nachweis folgender Allergene wird mittels Elisa durchgeführt:

  • Gluten (R5 Mendez Antikörper)
  • Milch
  • Hühnereiweiß
Bestimmung der Tierart

Eventuelle Verfälschungen bei Produkten mit nicht deklarierten Tierspezies lassen sich durch eine Untersuchung auf die DNA verschiedener Tierarten nachweisen. Die Analyse erfolgt mittels real-time PCR und liefert auch bei komplexen und hochprozessierten Produkten zuverlässige Ergebnisse: Je nach Probenmatrix und Prozessierungsgrad können selbst geringe Anteile von 0,1% bis 0,01% einer Tierart nachgewiesen werden. Das Verfahren ist somit auch sehr gut zum Screening auf tierische Bestandteile in veganen oder vegetarischen Produkten sowie für eine HALAL-Zertifizierung geeignet. Mittels Elisa-Technik können Proteine in den Proben detektiert und positive PCR-Befunde abgesichert werden.

Nachweis der Tierart mittels real-time PCR

Mittels real-time PCR prüfen wir für Sie das Vorhandensein folgender Tierarten:

  • Pferd
  • Esel
  • Schwein
  • Rind
  • Huhn
  • Pute
  • Ente
  • Schaf
  • Ziege
  • Wiederkäuer
  • Wasserbüffel

Der Nachweis weiterer Tierraten ist auf Anfrage möglich. Bitte sprechen Sie uns an!

Auf Wunsch können positive real-time PCR-Befunde außerdem mittels Elisa-Technik abgesichert werden. Dieses Verfahren dient dem Aufspüren von Proteinen in den Proben. Außerdem ist für die Tierarten Rind, Schwein und Pferd in Abhängigkeit von der Probenmatrix eine Quantifizierung mittels real-time PCR möglich. Die relative quantitative Bestimmung des DNA-Anteils der gesuchten Tierart erfolgt relativ zum Gesamttier-DNA-Anteil in Fleischwaren.

Geschlechtsbestimmung bei Rind-und Schweinefleisch

Die Geschlechtsbestimmung bei Schweine- oder Rinderfleisch erfolgt jeweils anhand tierartenspezifischer y-chromosomaler Abschnitte. Die real-time PCR-Analytik liefert auch dann sichere Erkenntnisse über das Geschlecht der untersuchten Art, wenn weitere Tierarten vorhanden sind (wie z. B. bei gemischtem Hack). Das Material für die Analyse wird in der Regel aus dem Kern der Probe entnommen. Somit wird ausgeschlossen, dass es durch Kontakte der Probe mit dem Material anderer Tiere (etwa im Zuge des Schlacht- und Zerlegeprozesses) zu falschen Ergebnissen kommt.

Geschlechtsbestimmung Schwein mittels real-time PCR

Eine Mehrzahl der Konsumenten lehnt das Fleisch nicht kastrierter männlicher Schweine aufgrund seines eher unangenehmen Geruchs und Geschmacks ab. Diese spezifischen Eigenarten des Eberfleisches werden in erster Linie durch das männliche steroidale Geschlechtshormon Androstenon hervorgerufen. In der Vergangenheit wurde die Entstehung des markanten Geruchs durch die Kastration der männlichen Mastferkel vollständig verhindert. Aus Tierschutzgründen hat sich der BMELV zum Ziel gesetzt, auf die Kastration langfristig völlig zu verzichten.

Da in der real-time PCR ein spezifischer Abschnitt des Y-Chromosoms des männlichen Schweines vervielfältigt wird, ist eine korrekte Geschlechtszuordnung auch dann möglich, wenn das Tier kastriert war.

Geschlechtsbestimmung Rind mittels real-time PCR

Mithilfe der real-time PCR können wir bei Rindfleisch und Rindfleischprodukten das Geschlecht des Tieres zuverlässig bestimmen. Bei dieser Methode wird ein spezifischer Abschnitt des Y-Chromosoms des Rindes vervielfältigt. Vorrangiges Untersuchungsziel ist die Überprüfung von Deklarationen (z.B. "vom Jungbullen").

Nachweis von Risikomaterial

Im Nachgang der BSE-Krise Ende der 1990er Jahre wurden von der EU-Kommission Maßnahmen zur Eindämmung der Zoonose festgelegt. Die in der Verordnung EU 999/2001 definierten Maßnahmen beinhalten ein Verfütterungsverbot von Knochenmehl an Wiederkäuer, das Entfernen und Vernichten spezifizierten Risikomaterials (nervenhaltiges Gewebe wie Hirn, Rückenmark etc.) aus den Schlachtkörpern sowie eine intensive diagnostische Überwachung der geschlachteten Wiederkäuer vor der Freigabe in die Nahrungsmittelkette.

Nachweis von ZNS mittels Elisa

Wir bieten den Nachweis von Nervengewebe – also von spezifiziertem Risikomaterial – in Fleischwaren mittels Elisa an. Mit diesem Verfahren können Rohfleisch, im Schlachthof gewonnene Tupferproben von Oberflächen und prozessierte Fleischwaren (z.B. Wurstwaren) untersucht werden.

Nachweis von gentechnisch modifizierten Organismen (GVO)

Ab einem GVO-Gehalt von 0,9 % unterliegen Lebens- und Futtermittel in der EU seit dem
1. September 1998 der Kennzeichnungspflicht (Zusatzverordnung zur Kennzeichnung von Novel Food: Verordnung EG Nr. 1139/98, EU Verordnung 1830/2003).

Zufällige, technisch unvermeidbare Anteile von zugelassenen GVO bis zu einem Anteil von 0,9% sind von der Kennzeichnung ausgenommen. In vielen Regionen besteht für nicht zugelassene GVO eine 0%-Toleranz  – oder es existieren zumindest sehr niedrige Toleranzgrenzen für Anteile dieses GVO in Lebensmitteln oder Futtermitteln. Wenn ein GVO in einem bestimmten Land nicht zugelassen ist, in einem anderen Land aber bereits angebaut wird, kann es durch Kontaminationen von eigentlich GVO-freien Materialien zu Problemen bei der Verkehrsfähigkeit von Produkten kommen.

Seit Mai 2008 ist das EG-Gentechnik-Durchführungsgesetz (EGGenTDurchfG) in Kraft. Es regelt die Kennzeichnung von Lebensmitteln, bei deren Herstellung auf die "Anwendung gentechnischer Verfahren" verzichtet wurde. Die Bezeichnung "Ohne Gentechnik" ist für diese Lebensmittel die einzig zulässige. Spurenverunreinigungen bei Lebensmitteln und Lebensmittelzutaten werden praktisch nicht geduldet – Verunreinigungen oberhalb der Nachweisgrenze von 0,1 Prozent sind damit ausgeschlossen. Der Verband Lebensmittel ohne Gentechnik (VLOG) vergibt Lizenzen für das einheitliche Siegel "Ohne GenTechnik" für Lebensmittel und das Siegel "VLOG geprüft" für Futtermittel.

Der Nachweis von gentechnisch veränderten Organismen erfolgt mittels real-time PCR anhand der DNA. Zur Überprüfung des GVO-Anteils wird in der Regel folgendes Konzept angewandt:

1) Screening-Untersuchung → 2) Sorten-Identifizierungen → 3) Quantifizierung der identifizierten Sorte

Screening auf p35S, Tnos und CTP2 - CP4 EPSPS mittels real-time PCR

Die Anzahl an genetisch veränderten Organismen nimmt stetig zu – ein zuverlässiges und breit gefächertes Screening wird somit immer wichtiger. Mithilfe einer real-time PCR-Analyse können wir gleich drei DNA-Sequenzen aufspüren, die häufig in gentechnisch veränderten Pflanzen vorkommen. Da bei den allermeisten transgenen Pflanzen mindestens eines dieser drei Elemente im Genom enthalten ist, stellt das Multiplex-PCR-Verfahren eine zuverlässige Methode zum Nachweis gentechnisch veränderter Pflanzenbestandteile dar.

  1. 35S- Promotor des Blumenkohlmosaik-Virus = p35S
  2. Terminator aus Agrobacterium tumefaciens = Tnos
  3. Übergang von CTP2  zu CP4 EPSPS aus Agrobacterium tumefaciens, ssp. strain 4 = CTP2 - CP4EPSPS

Qualitativer Nachweis spezifischer GVO-Sorten mittels real-time PCR

Wir bieten diverse real-time PCR Nachweise zur Identifizierung von GVO-Soja, GVO-Mais und anderen GVO-Pflanzen. Die Identifizierung wird i.d.R. bei einem auffälligen Befund im vorangegangenen Screening durchgeführt.

Real-time PCR zum Nachweis gentechnisch veränderter Sojasorten:

  • RoundupReady™ GTS 40-3-2
  • RoundupReady2 Yield™MON89788
  • LibertyLink™ A2704-12
  • LibertyLink™ A5547-127
  • DP305423-1 Soja
  • CV127-9 Soja
  • MON87701-2

Real-time PCR zum Nachweis gentechnisch veränderter Maissorten:

  • Bt11-Mais
  • Bt176- Mais
  • T25- Mais
  • GA21- Mais
  • TC1507- Mais
  • MON810- Mais
  • MON88017-Mais

Auf Anfrage sind diverse andere GVO-Nachweise möglich. Bitte sprechen Sie uns an!

Quantifizierung von GVO mittels real-time PCR

Ab einem Grenzwert von 0,9% GVO sind Lebensmittel und Futtermittel nach EU-Verordnung (EG) Nr. 1830/2003 zu kennzeichnen. Mit Hilfe von quantitativen GVO-Nachweisen kann ermittelt werden, ob der GVO-Gehalt eines Produktes über oder unter dem gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwert liegt. Wir setzen die quantitative real-time PCR ein, um den GVO-Mengenanteil eines Lebensmittels zu überprüfen – und damit auch die Ordnungsmäßigkeit seiner Deklaration.

Nachweis von Rückständen

Unter Rückständen versteht man Reste von Stoffen, die während der Produktion von Lebensmitteln absichtlich eingesetzt werden (z.B. Tierarzneimittel).

Da solche Rückstände ab gewissen Konzentrationen für den Menschen gefährlich sein können, wurden zum Schutz der Verbraucher in vielen Ländern Rückstandshöchstmengen (MRLs) festgelegt, deren Einhaltung streng kontrolliert wird.

Nachweis von Antibiotika mittels Elisa

Der Einsatz von Antibiotika als Tierarzneimittel ist unvermeidlich. Dabei können aber – etwa durch Anwendungsfehler – Antibiotikarückstände in die Nahrungskette des Menschen gelangen und in Lebensmitteln wie Milch, Eiern oder Fleisch zu einem Gesundheitsrisiko werden. Daher hat der Gesetzgeber den Einsatz von Tierarzneimitteln mit zahlreichen Restriktionen versehen – von der Festlegung tolerierbarer Höchstwerte über Tierarten- und Einsatzbeschränkungen bis zu Totalverboten.

Mittels Elisa screenen wir für Sie auf folgende Antibiotika:

  • ß-Lactame
  • Bacitracin
  • Tetracyclin

Nachweis von Hormonen mittels Elisa

Ractopamin gehört zur Gruppe der ß-Agonisten. Diese eignen sich zwar im Rahmen der Tierproduktion als Masthilfsmittel, sind von der Europäischen Union aber nicht zugelassen.

Daher bieten wir Ihnen den Nachweis von Ractopamin mittels Elisa-Technik an.

Nachweis von Produktverfälschungen

Produkte werden oft mit Zusätzen verfälscht – vor allem aus Kostengründen. Die Folge ist eine deutliche Qualitätsminderung.

Zum Nachweis von Verfälschungen mit Nicht-Durum Weizen in Hartweizen (Durum-Weizen, Semolina) bieten wir einen Membran-Schnelltest an.

Ihr Ansprechpartner

Leandra Behr
Fachbereichsleitung Bioanalytik
envelopelbehr@nsf.org