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2  Literaturübersicht

2.1 Übersicht: Der Verderb von Frischfisch

Neben verarbeiteten Fischprodukten, die durch Räuchern, Marinieren oder Salzen zur Verlängerung der Haltbarkeit konserviert werden, gelangt Fisch in der Bundesrepublik zu einem großen Anteil als Frischfisch auf den Markt und in die Haushalte der Verbraucher. Gemäß der Fischhygiene-Verordnung versteht man unter Frischfisch unbehandelt gebliebene Ware, die je nach Anforderung gereinigt, ausgenommen, zerteilt und gekühlt gelagert wird.

Der Kunde wünscht einwandfreien, bestimmten Frischekriterien entsprechenden frischen Fisch, der ihn durch sein äußeres Erscheinungsbild zum Kauf animiert und in keinem Fall Ekel bei ihm hervorruft. Die Verkaufsfähigkeit sowie die Akzeptanz und Beurteilung des Produktes durch den Verbraucher ist in großem Maße abhängig von der Lagerungsfähigkeit. Diese wird bestimmt durch die Art und die Geschwindigkeit des Verderbs, der wiederum von verschiedenen Faktoren ausgelöst wird.

Verantwortlich für den Verderb sind bakterielle, autolytische und oxidative Veränderungen und Prozesse während der Lagerung von Fisch und Fleisch. Sie sind zurückzuführen auf spezifische intrinsische und extrinsische Faktoren, wie die Temperatur, die Wasserbindungsfähigkeit, den pH-Wert der Muskulatur post mortem, das Redoxpotential (Eh) und mikrobiologische Interaktionen oder den Status des Fisches -ausgenommen oder nicht ausgenommen- (Bayliss, 1996; Gram und Huss, 1996). Verderb führt zu Veränderungen von Textur und Aroma, zur Minderung des Genusswertes und schließlich zur Genussuntauglichkeit.

Aufgrund ihres hohen Eiweiß- und Wassergehaltes, ihres Gehaltes an freien Aminosäuren und anderen löslichen freien stickstoffhaltigen Verbindungen sind Fischmuskelproteine leicht abbaubar, so dass Fische zu den leicht verderblichen Lebensmitteln gezählt werden (Karnop, 1982; Kim, 1984; Fraser und Sumar, 1998a).

Faktoren, die während der Lagerung des frischen Fisches auf Eis zum Verderb des Fischereierzeugnisses und somit zu einer Qualitätsminderung bis hin zur Verkehrs- und Verzehrsunfähigkeit des Produktes führen können, werden in den Kapiteln 2.3.1 [Seite 4↓]bis 2.3.3 detailliert dargestellt. Dabei soll in erster Linie der Einfluss der Bakterienflora auf die Verderbsprozesse und auf die verschiedenen Frischekomponenten des Fisches erläutert werden

Zunächst werden in den folgenden Kapiteln die Auswirkungen des Fischverderbs und die praktische Vorgehensweise bei der Frischebestimmung durch übliche sensorische Verfahren beschrieben.

2.2 Die Bestimmung des Frischegrades und des sensorischen Verderbsverlaufs

2.2.1 Der Begriff der Produktqualität bei Fisch

Fische sind leicht verderbliche Lebensmittel. Der Fischmuskel ist anfälliger für den Verderb als der Säugetiermuskel. Ein niedrigerer Gehalt an Konnektivfasern und der höhere Gehalt an freien Aminosäuren führt zu einer geringeren Stabilität als bei anderen Muskelarten, so dass die Lagerfähigkeit zeitlich eng begrenzt ist (Pedrosa-Menabrito und Regenstein, 1988). Die für den Kunden erkennbare und garantierte Frische des Produktes Fisch ist daher ausschlaggebend für die Nachfrage und somit für den Absatz der Ware.

Die Qualität tierischer Lebensmittel wird unter anderem bestimmt vom ernährungsphysiologischen Wert, vom hygienischen Status und von den Inhaltsstoffen des Produktes. Trennt man die Merkmale der Produktqualität bei Fischen nach inneren und äußeren Kriterien, so werden zu den äußeren Kriterien die Stückmasse, die Sortierung sowie das äußere Erscheinungsbild der Fische wie Aussehen und Unversehrtheit an Haut und Flossen gezählt (Wedekind, 1999). Die chemische Filetzusammensetzung, die physikalische Fleischbeschaffenheit und die sensorische und technologische Fleischqualität bestimmen die innere Qualität. Sie haben einen unmittelbaren Einfluss auf die Haltbarkeit und Verarbeitungseignung des Fischfleisches. Tabelle 1 zeigt die qualitätsbestimmenden Kriterien des Produktes Fisch .

Tabelle 1: Qualitätsbestimmende Kriterien des Produktes Fisch (nach Wedekind, 1995).

Äußere Qualität

Innere Qualität

Aussehen

Körperzusammen-setzung

Fleisch-

beschaffenheit

Fleischqualität

  

chemisch

technologisch

Stückmasse

Korpulenz

Wassergehalt

Räucherverlust

Sortierung

Kopfanteil

Eiweißgehalt

Garverlust

Unversehrtheit

Ausschlachtung

Fettgehalt

Gefrierverlust

Frische

Innereienanteil

 

Kühllagerverlust

Körperfarbe

Schlachtverlust

 

Farbhaltung

Filetanteil

   
  

physikalisch

sensorisch

  

pH-Wert

Geruch

  

Festigkeit (roh)

Geschmack

  

Wasserbindung

Farbe (visuell)

  

Farbe, Helligkeit

(instrumentell

gemessen)

Konsistenz (verarbeitet)

Qualitätsmerkmale werden beeinflusst von umwelt- und tierbedingten Faktoren. Zu den umweltbedingten Einflüssen zählt man die Fütterung (Zusammensetzung der Nahrung hat Einfluss auf den Protein- und Fettgehalt im Muskel), die Haltung (Wassertemperatur, Haltungsdichte), die Nüchterung und Belastung vor der Schlachtung, die Schlachtmethode und die spätere Verarbeitung und Lagerung. Diese Faktoren sind vom Menschen bei Aquakulturfischen lenkbar. Tierbedingte Einflussfaktoren, wie genetische Veranlagung, Alter, Geschlecht, Geschlechtszeitpunkt und Stressanfälligkeit, können von Spezies zu Spezies variieren (Wedekind, 1995). Die Textur, die Farbe, der Fettgehalt und somit das Aroma und die Beschaffenheit des Filets werden von diesen Faktoren mitbestimmt.

Zur Feststellung der Fischqualität ist für den Handel und die verarbeitende Industrie die Frische der Ware der wichtigste Qualitätsparameter. Bei Oehlenschläger (1999) findet sich folgende Definition von Frische: "Frische bedeutet bei Fisch, dass er in allen Eigenschaften nicht weit von denen entfernt ist, die er in eben dem Augenblick besaß, als er gefischt oder getötet wurde, oder dass erst eine kurze Zeitspanne vergangen ist, seit er gefangen oder geerntet wurde (...) Während Frische für eine gute Qualität essentiell ist, ist sie a priori noch keine Garantie für gute [Seite 6↓]Lebensmittelqualität." Solange der Fisch noch eine Vielzahl positiver Eigenschaften in optimaler Ausprägung aufweist, die er auch nach dem Fang besaß, gilt er als frisch.

Um dem Verbraucher eine gleichbleibend gute Qualität bieten zu können, unterliegt Frischfisch speziellen Verfahren zur Einschätzung und Bewertung des Frischegrades und der Qualität. Dazu wird unterschieden zwischen subjektiven sensorischen (organoleptischen) und objektiven, instrumentalisierten Untersuchungsmethoden. Dabei erfolgt die Beurteilung der Tauglichkeit in erster Linie anhand der Ergebnisse der sensorischen Parameter (Tülsner, 1994). Die objektiven Methoden hingegen zeigen nur einige Ausschnitte der postmortal ablaufenden Veränderungen auf der Basis von chemischen, physikalischen und mikrobiologischen Vorgängen. Derartige Befunde sollen das Ergebnis der sensorischen Untersuchung festigen. Laut Priebe (1984) ist es nicht ausreichend, nur Laborwerte als Entscheidungsmaßstab heranzuziehen. Seiner Meinung nach kann ein Laborwert nur als unterstützender Befund bei der Erhebung des Sensorikbefundes dienen und nur dieser der Maßstab sein. Eine Eichung solcher Methoden gegen subjektive sensorische Bestimmungen bei der Entwicklung von Methoden zur Frischegraderfassung ist aus diesem Grunde notwendig.

2.2.2 Der Begriff der Sensorik

Zur sensorischen Bewertung von Lebensmitteln werden Beurteilungsschemata entwickelt, in denen alle wesentlichen charakteristischen Veränderungen beim Verderb erfasst und beschrieben und in der zeitlichen Abfolge ihres Auftretens geordnet sind. Prüfbedingungen müssen im Voraus exakt festgelegt werden. In § 35 LMBG L-00.90-1 der amtlichen Sammlung von Untersuchungsverfahren sind die allgemeinen Grundlagen der sensorischen Prüfungen beschrieben. Sensorik wird wie folgt definiert: "Sensorik ist die Wissenschaft vom Einsatz menschlicher Sinnesorgane zu Prüf- und Messzwecken. Die dabei benutzte Methodik wird als Sensorische Analyse bezeichnet. Sie umfasst die Planung, Durchführung und Auswertung von sensorischen Prüfungen sowie gegebenenfalls die Interpretation der Ergebnisse." Sensorische Methoden müssen unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen wissenschaftlich durchgeführt werden. Dabei ist es wichtig, die Effekte [Seite 7↓]von Testumgebung oder subjektiver Neigungen der Prüfpersonen zu reduzieren. Durch eine "Beschreibende Prüfung" soll eine möglichst genaue wertneutrale verbale oder graphische Aufgliederung (Beschreibung) der Merkmale und Merkmalseigenschaften von Proben erreicht werden.

Der Mensch nutzt Sinneswahrnehmungen zur Aufnahme und Verarbeitung sensorischer Merkmale eines Lebensmittels. Durch Sehen, Riechen, Schmecken, Tasten und Hören können Charakteristika von Lebensmitteln empfunden und Sinneseindrücke festgehalten werden. Bei der sensorischen Begutachtung von Lebensmitteln mittels Sinneseindrücken werden Merkmale des Lebensmittels wie Farbe, Form, Geruch, Geschmack, Struktur und Klang untersucht und beschrieben. Prüfpersonen sollten viel Erfahrung und Übung in der Prüfung des jeweiligen Lebensmittels mitbringen, um Ergebnisse mit einer hohen Aussagekraft über die Qualität der untersuchten Ware zu erhalten. Die Resultate von Sinnesprüfungen hängen stark von der Qualifikation der Prüfpersonen ab und können von Person zu Person sehr unterschiedlich sein (Ostrander und Martinsen 1976).

Laut Oehlenschläger (1999) ist die sensorische Bewertung heute die wichtigste Methode für die Frischebestimmung im gesamten Fischsektor. Dabei werden sensorische Bewertungsmethoden standardisiert, um durch die Verbesserung der Methoden und durch eine bessere Ausbildung der Prüfpersonen die sensorische Bewertung zu einer objektiven Meßmethode zu machen.

2.2.2.1 Methoden der sensorischen Analyse bei Fischen

Frischegradbestimmung

Seefischware wird nach der Anlandung auf seine Verkehrseignung überprüft und in Größe- und Frischeklassen eingeteilt. Die Anforderungen an die sensorische Beschaffenheit von Fischen, nach denen die Einteilung erfolgt, sind in der Verordnung (EWG) Nr. 2406/96 des Rates über gemeinsame Vermarktungsnormen für Fischereierzeugnisse und in den Leitsätzen für Fisch und Fischerzeugnisse festgelegt. Der Frischegrad von Seefischen wird laut Vermarktungsnorm für gekühlte Fischereierzeugnisse durch eine sensorische Prüfung beurteilt, die sich auf bestimmte Lokalisationen am Fisch bezieht. Dazu gehören die visuell feststellbare Beschaffenheit der Haut, der Augen, der Kiemen und der Muskulatur. Den einzelnen Merkmalen werden bestimmte Kriterien zugeordnet.


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Zur Feststellung der Frische bei Fischen werden in den Codex Alimentarius- Richtlinien für die sensorische Bewertung von Fischen und Schellfisch (1999) die in Tabelle 2 aufgeführten Kriterien und Merkmalsabstufungen vorgeschlagen.

Tabelle 2: Beispiele für Qualitätsmerkmale von Fischprodukten bei der sensorischen Evaluierung, nach: Codex Guidelines for the Sensory Evaluation of Fish and Shellfisch in Laboratories, CAC-GL 31-1999, Annex 1, Table 1

Probenart

Merkmal

Kriterien und Beschreibung

roher Ganzfisch

ausgenom­men oder

unausge­nommen

Oberfläche

Farbe: hell, trübe/stumpf, ausgeblichen

Schleim: farblos, verfärbt

Haut

Verletzung: keine, punktuell, flächige Abschürfungen

Augen

Form: konvex, flach, konkav

Helligkeit: klar, trübe

Farbe: normal, verfärbt

Bauchhöhle

Eingeweide: intakt, verdaut

Sauberkeit (bei runden Fischen): vollständig ausgenommen und gereinigt, unvollständig ausgenommen, nicht gewaschen

Bauchlappen: hell, sauber, verfärbt, verdaut

Parasiten: nicht vorhanden, vorhanden

Blut: hell, rot, braun

Textur

Haut: glatt, rauh/sandig

Fleisch: fest, weich

Kiemen

Farbe: hellrot oder rosa, verfärbt

Schleim: klar, opak, verfärbt

Kiemen-Geruch

frisch, charakteristisch, neutral, leicht sauer, leicht fade, verdorben, verfault

rohes Filet

Erscheinung

durchsichtig, glatt, glänzend, natürliche Farbe, opak, stumpf, blutgefärbt, verfärbt

Textur

fest, elastisch, weich, wie Plastik

Geruch

Seefisch, frisch, neutral, sauer, fade, verdorben, verfault

gekochtes Filet

Geruch

Verderb: Seefisch, frisch, neutral, modrig, sauer, verdorben

Abweichungen: abwesend, Desinfektionsmittel, Heizöl, Chemikalien, Sulphide

Geschmack

Verderb: süß, cremig, frisches Öl, neutral, sauer, oxidiert, faulig, modrig, fermentiert, ranzig, bitter

Abweichungen: abwesend, Desinfektionsmittel, Heizöl, sehr bitter, alkalisch, nach Polyphosphaten, Chemikalien

Textur

saftig, fest, weich, klebrig, gelatineartig, trocken

Der Verlauf der postmortalen Veränderungen bei Fischen ist innerhalb von 1 bis 2 Wochen bis zum Verderb der Ware gut beobachtbar. Die Farbe der Haut verändert sich und verliert zusehend an Intensität, da keine Farbpigmente mehr gebildet und transportiert werden. Während der Lagerung kann es in den Lagerbehältern zu [Seite 9↓]gegenseitiger Reibung zwischen den Fischkörpern kommen, die zu einem Verlust der Schuppen und zu oberflächlichen Schäden führt ("abgefischte" Ware).

Der von den Schleimdrüsen postmortal ausgesonderte Schleim wird nach Tülsner (1994) auf eine Reaktion der Schleimdrüsen zurückgeführt. Die Bakterien auf der Haut verändern im Laufe der Lagerung die Konsistenz der Schleimschicht von glasklar und fadenziehend über zunehmend trüb bis zu milchig-gelb und flockig. Die ursprünglich blutrote Farbe der Kiemenbögen wird durch Oxidation des Hämoglobin blass und später braun und gelblich. Bakterien sorgen auch hier für eine starke Schleimbildung. Die Kiemenblätter werden im Laufe der Lagerung an den Rändern unregelmäßig und ausgefranst. Die anfänglich prallen, nach außen gewölbten Augen sinken konkav ein und trocknen aus, die Augenflüssigkeit und die Linsen trüben sich. Die Veränderungen in der Textur der Muskulatur können durch Fingerdruck festgestellt und gemessen werden. Nach der Auflösung der Totenstarre lösen sich die festen Strukturen des Muskels allmählich auf, er verliert an Elastizität und wird weicher (Tülsner, 1994).

Im EU-Qualifikationsschema erhalten die Kriterien der einzelnen Merkmale anhand einer Klassifizierungstabelle eine Zuordnung zu einer bestimmten Klasse. "E" (extra) steht für hervorragende Qualität, "A" für sehr gute bis gute und "B" für gute bis noch zufriedenstellende Qualität (Tabelle 3). Weiterhin ist in der Frischegradbestimmung die "Grenze der Verkehrsfähigkeit" festgelegt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Fisch noch nicht unbedingt verdorben, aber hat keine Lagerungsreserven mehr und ist nicht mehr handelbar. Im Vergleich dazu gilt bei der Kochprobe als entscheidendes Kriterium die "Grenze der Verzehrsfähigkeit", wenn der Fisch als verdorben angesehen wird und nicht mehr zum menschlichen Verzehr geeignet ist.

Tabelle 3: EU-Qualitätsklassifizierungsschema nach der EG-Verordnung Nr.2406/96 über gemeinsame Vermarktungsnormen für Fischereierzeugnisse, (Stand: Februar 1997), Anhang I, A. Magerfische.

  

Frischeklassen

  
 

Extra

A

B

Nicht zugelassen( 1 )

Haut

Kräftige, glänzende Farbe oder schillernde Farbe; ohne Verfärbung

Kräftige Farbe aber ohne Glanz

Verblassende und stumpf werdende Farbe

Stumpfe Farbe(2)

Schleimmantel

Wasserklar

Etwas wolkig

Milchig

Gelblich-grauer trüber Schleim

Augen

Hervortretend (prall);

schwarze glänzende Pupille, durchsichtige Hornhaut

Hervortretend aber nicht mehr prall; schwarze stumpfe Pupillen; leicht schillernde Hornhaut

Flach, schillernde Hornhaut, getrübte Pupille

In der Mitte eingesunken; graue Pupille, milchige Hornhaut(2)

Kiemen

Kräftige Farbe ohne Schleim

Nachlassende Farbe; durchsichtiger Schleim

Braun / grau, blasser werdend; trüber zähflüssiger Schleim

Gelblich; milchiger Schleim(2)

Peritoneum (bei leeren Fischen)

Glatt; glänzend; schwer von Muskelfleisch abzulösen

Etwas stumpf; kann vom Muskelfleisch abgelöst werden

Uneben; leicht vom Muskelfleisch abzulösen

Löst sich von selbst ab(2)

Geruch von Kiemen und Leibeshöhle

Magerfische außer -Scholle oder Heilbutt

Nach Seetang

Nach frischem Öl; Pfeffer- und Erdgeruch

Kein Geruch nach Seetang; neutraler Geruch

Nach Öl; nach Seetang oder leicht süßlich

Fermentiert; leicht säuerlich

Nach Öl; ranzig, fermentiert, verschimmelt

(2) Säuerlich

Säuerlich

Muskelfleisch

Fest und geschmeidig; glatte Oberfläche (3)

Weniger geschmeidig

Etwas weich (schlaff), trüber Schleim; wächserne (samtene) und stumpfe Oberfläche

Weich, (schlaff) (2); Schuppen lösen sich leicht vom Muskel ab, runzlige Oberfläche

(1) Diese Spalte gilt nur bis zum Erlass eines Beschlusses der Kommission über Kriterien für zum menschlichen Verzehr ungeeigneten Fisch gemäß der Richtlinie 91/493/EWG,
(2) Oder noch stärker verdorben,
(3) Vor Eintritt der Totenstarre ist frischer Fisch nicht fest und geschmeidig, er wird aber dennoch in die Frischeklasse Extra eingestuft

In der Richtlinie des Rates vom 22. Juli 1991 zur Festlegung von Hygienevorschriften und der Vermarktung von Fischereierzeugnissen (91/493/EWG) wird festgelegt:


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Anhang, Kapitel V: Gesundheitskontrollen und Produktionsüberwachung, Punkt II. Besondere Kontrollen: "1. Organoleptische Prüfungen: ... muss jede Partie Fischereierzeugnisse bei der Anlandung bzw. vor dem ersten Verkauf zur Beschau bereitgestellt und von der zuständigen Behörde auf Genusstauglichkeit geprüft werden. Diese Kontrolle besteht aus einer organoleptischen Einschätzung aufgrund von Stichproben". Falls die organoleptische Einschätzung ergibt, dass die Fischereierzeugnisse nicht zum Verzehr geeignet sind, sollen Maßnahmen ergriffen werden, um sie aus dem Markt zu nehmen. Weiterhin besagt die Verordnung, dass chemische und mikrobiologische Kontrollen durchgeführt werden können, wenn die organoleptische Einschätzung den geringsten Zweifel an der Frische von Fischereierzeugnissen aufkommen lässt.

Kochprobe

Neben der Frischegradbestimmung steht den Prüfern noch die Methode der Verkostung des gekochten, gebratenen oder gegarten Fischfilets zur Verfügung. Auch hier werden geeignete Beurteilungsschemata entwickelt, in denen alle wichtigen charakteristischen Veränderungen beim Verderb erfasst, beschrieben und in eine zeitliche Reihenfolge gebracht werden. Die wichtigsten Merkmale des Produktes, die untersucht werden, sind das Aussehen, der Geruch, der Geschmack und die Konsistenz nach dem Erhitzungsvorgang. Die Merkmale werden durch Eigenschaften (Süße oder Saftigkeit) und Ausprägung (stark, wenig) beschrieben. Es sollten dabei möglichst einfache Adjektive benutzt werden, die auf einem bereits bestehenden Schema basieren können.

2.2.3 Einfluss der Lagerungsdauer auf sensorische Veränderungen von Fischen

Bei Frischeverlaufs- und Verkostungsversuchen an See- und Süßwasserfischen wurden immer wieder ähnliche Beobachtungen am ganzen Fischkörper mit fortschreitender Lagerungsdauer gemacht. Allgemein wird die Verschlechterung der Qualität von Frischfisch in den ersten Tagen der Lagerung sensorisch charakterisiert durch einen beginnenden Verlust an „frischem Fisch-Geschmack“. Nach einer Periode, in der Geruch und Geschmack des Fisches als neutral oder unspezifisch beschrieben werden, werden die ersten Fehlgerüche und -geschmäcker [Seite 12↓]wahrgenommen. Diese dominieren immer mehr und führen zur sensorischen Zurückweisung des Fisches. Die Zeit bis zum Verderb ist stark beeinflusst von der jeweiligen Fischspezies und der Lagerungstemperatur.

Erstmals stellte 1963 Deufel einen Beurteilungsschlüssel für die organoleptische Beurteilung von Süßwasserfischen auf. Auf einer Skala von 0 bis 5 bewertete er die verschiedenen Abstufungen der Qualitätsveränderung von rohem Fisch. Dabei stellte er fest, dass bei einem Fisch die unterschiedlichen Indikatoren nur selten alle parallel zueinander die 5 Stufen durchlaufen. Ein Fisch mit einem starken fischigen und muffigen Geruch kann aufgrund seiner anderen, besser bewerteten Kriterien trotzdem mit einer Durchschnittsbewertung von 3 noch als genusstauglich gelten, auch wenn die Grenze der Genusstauglichkeit zwischen 3 und 4 liegt.

In Brackwasser kultivierte Regenbogenforellen, die 11 Tage ohne Eis bei + 4°C lagerten, behielten in einer Untersuchung von Teskeredzic und Pfeifer (1987) ihre charakteristischen Frischemerkmale bis zum fünften Tag. Ab dem siebten Tag sanken die Augen, die Kiemen wurden blass und das Fleisch bekam eine weiche Konsistenz. Der Geruch verschlechterte sich vor allem am Kopfende. Am neunten Tag waren die sensorischen Veränderungen so ausgeprägt, dass die Fische als verdorben anzusehen waren. Andere Autoren beschreiben ähnliche Schemata mit Benotungen bei Frischfisch (Tülsner, 1994; Huss, 1995). In einer Untersuchung von Rodriguez et al. (1999) behielten ausgenommene Regenbogenforellen bis zum sechsten Tag der Eis- und der Kühlschranklagerung akzeptable Frischemerkmale. Eine längere Lagerungsfähigkeit wurde in einer Untersuchung an gegarten Filetproben von ausgenommenen tropischen Buntbarschen aus einer Aquakultur ermittelt, bei der die Fische im Mittel nach 21 Tagen Eislagerung unter optimalen Bedingungen mit einer befriedigenden bis mittelmäßigen Qualität noch verzehrsfähig waren (Manthey und Karl, 1984). Sie waren deutlich länger haltbar als See- und einheimische Süßwasserfische.

Ein dominierender Einfluss der Lagerungszeit auf den Frischeverlust zeigte sich auch in einer vergleichenden Untersuchung von Faergemand et al. (1995), bei der die Beschaffenheit der Filettextur von Regenbogenforellen unter verschiedenen umweltbedingten Einflüssen, wie z.B. Fett- und Proteingehalt der Nahrung oder Nüchterungszeitraum und Schlachtmethode, getestet wurde.


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2.3  Mechanismen des Verderbs - postmortale fischeigene, mikrobiologische und chemische Verderbsprozesse

Auslöser für die oben beschriebenen Qualitätsverschlechterungen bis hin zum sensorisch wahrnehmbaren Verderb des Frischfisches ist eine Kombination aus (i) den im Fisch postmortal verändert ablaufenden Stoffwechselprozessen, aus (ii) enzymatischen Autolysevorgängen durch fischeigene Enzyme und aus (iii) bakteriellen Abbauprozessen (Ashie et al., 1996; Fraser und Sumar, 1998b).

2.3.1 Postmortale Stoffwechselprozesse

Postmortal ablaufende biochemische Prozesse haben einen starken Einfluss auf den Ablauf autolytischer und bakterieller Vorgänge. Sie sind abhängig vom Zustand des Fisches zum Zeitpunkt des Todes.

2.3.1.1 Postmortaler pH-Wert und der Rigor mortis

Der lebende Muskel gewinnt seine Energie durch die Reaktionskette des Glykogenabbaus. Dieser kann effektiv nur unter aeroben Bedingungen mit ausreichender Sauerstoffzufuhr ablaufen (Tülsner, 1994). Durch den aeroben Glykogenabbau wird Energie freigesetzt für die Spaltung energiereicher Phosphate wie Adenosintriphosphat (ATP). Diese Spaltung wiederum stellt Energie für die Muskelkontraktion zur Verfügung, ATP wird im Anschluss an die Kontraktion wieder resynthetisiert. Mit dem Tod des Organismus kommt es zu einem Ausfall der Blutzirkulation und der Unterbrechung der Atmung, so dass die Gewebszellen nicht mehr hinreichend mit Sauerstoff versorgt werden, alle Prozesse der Energiebereitstellung und des Stoffwechsels laufen irreversibel ihrem Endpunkt zu. Die aufgrund von Sauerstoffmangel anaerob ablaufende Glykolyse ist langsamer als die aerobe und stellt der ATP-Spaltung nicht genug Energie zur Verfügung, so dass ATP nach der Spaltung nicht mehr ausreichend resynthetisiert wird. Aus energiereichen phosphorylierten Nukleotiden werden energieärmere Produkte (ATP → ADP → AMP → IMP → Inosin → Hypoxanthin). Der Abbau von ATP läuft parallel mit dem erkennbaren Frischeverlust und kann auch als Frischeindikator dienen (Gill, 1995; Gram und Huss, 1996). Sinkt der ATP-Spiegelim Fischmuskel von 7 bis [Seite 14↓]10 µmol/g auf <1,0 µmol/g, so lösen sich die bei der Muskelkontraktion zusammengelagerten Actin- und Myosinfilamente nicht mehr voneinander und verbleiben in einem Actomyosinkomplex. Der Muskel wird starr, es kommt zum Rigor mortis. Dieser wird erst durch das Einsetzen der Autolyse wieder gelöst. Je nach Fischart und Betäubungs- bzw. Tötungsart setzt der Rigor ungefähr 2 bis 12 Stunden nach dem Tod ein und kann bei einer Kühllagerung bis zu 72 Stunden anhalten (Sebastio et al., 1996). Im Vergleich dazu löst sich der Rigor bei Rindfleisch unter Kühllagerung bei -1 bis 0°C erst nach 2 bis 3 Wochen (Ambroggi et al., 1996).

Durch den unvollständig ablaufenden anaeroben Glykogenabbau bildet sich Milchsäure. Zusammen mit Wasserstoffionen aus der ATP-Spaltung sorgt sie für ein saures Milieu im Muskel, welches zu einer Denaturierung von Muskelproteinen führen kann. In der Fischmuskulatur kommt es zu einem End-pH-Wert von 6,6 bis 6,8 (Kim 1984; Pedrosa-Menabrito und Regenstein, 1988). Bei Säugern liegt dieser Wert mit pH von 5,5 bis 5,7 deutlich niedriger (Tülsner, 1994; Ambroggi et al., 1996). Erst wenn die Glykogenreserven vollständig verbraucht sind, vermindert sich die Bildung von Milchsäure.

Entscheidend für die Dauer des Rigor mortis und den Verlauf der Fleischsäuerung postmortal sind die Energiereserven im Muskel und die Muskelaktivität des Fisches vor dem Tod. Eine erhöhte Aktivität des Tieres vor dem Tod, z.B. durch grobe Handhabung und Fangstress, führt zum verstärkten Glykogenabbau. Dadurch können anaerobe Stoffwechselprozesse bereits vor dem Tode eintreten und zu einem verfrühten Einsetzen von Fleischsäuerung und Rigor mortis, dem sog. „Stressrigor“, führen (Wedekind, 1995; Schlüter, 1997). Stress kann z.B. durch die Art der Tötung entstehen. So setzte bei einer Untersuchung von Azam et al. (1990) die Starre bei Forellen, die mit dem für den Fisch mit dem meisten Stress verbundenen Verfahren der CO2-Betäubung betäubt wurden, am schnellsten ein und überschritt ihren Höhepunkt gegenüber den elektrisch und durch Kopfschlag betäubten Forellen relativ schnell. Ebenso stellten Lowe et al. (1993) in einer Untersuchung an Goldbrassen (Pagrus auratus) fest, dass bei ungestressten Tieren der Rigor mortis und das Absinken des ATP-Gehaltes im Muskel viel später einsetzten als bei Fischen, die Fangstress ausgesetzt waren. Je schonender und stressärmer also die Betäubung erfolgt, desto besser ist die Produktqualität. Eine Verlängerung des Rigor wiederum könnte zu einer Verlängerung der Haltbarkeit [Seite 15↓]führen (Ambroggi et al., 1996). Weitere negative Auswirkungen der Stressbelastung vor der Schlachtung für die Fleischbeschaffenheit sind strukturelle und physikalische Veränderungen wie die Auflösung der Filetstruktur („gaping“), Zerstörung einzelner Zellbestandteile, ein geringeres Wasserbindungsvermögen und weiches Filet (Wedekind, 1995).

Auf autolytischem Weg wird der Rigor durch körpereigene Enzyme aufgelöst. Freigewordene stickstoffhaltige basische Abbauprodukte führen zu einer Erhöhung des pH-Wertes und begünstigen damit den Ablauf von bakteriellen proteolytischen Abbauprozessen. Der pH-Wert hat im Fischmuskel post mortem einen charakteristischen Verlauf. In der Anfangsphase sinkt er durch die anaerobe Milchsäurebildung, gefolgt von einem Anstieg im Zuge der Bildung flüchtiger basischer Komponenten; nach ungefähr 21 Tagen wird ein stagnierender Wert von 7,2 erreicht. Einige Autoren halten ihn daher neben dem Verlauf des Rigor mortis geeignet für die Bewertung der Fleischqualität (Kim, 1984; Sebastio et al., 1996; Wedekind, 1999). Hingegen zeigte sich in einer Untersuchung von Meyer und Oehlenschläger (1996) an eisgelagertem Wittling (Merlangius merlanus) keine gute Korrelation des pH-Wertes der Filetmuskulatur mit der Lagerzeit in Eis. Aufgrund der großen Schwankungsbreite der Einzelwerte lässt sich der pH-Wert somit nur begrenzt bzw. gar nicht für die Frischebestimmung heranziehen.

2.3.1.2 Postmortaler Fett- und Proteinabbau

Der Abbau von Fetten im Fischgewebe durch Oxidation erfolgt sowohl auf enzymatischem als auch auf nicht-enzymatischem Weg (Fraser und Sumar, 1998a). Oxidative Prozesse spielen v.a. bei fetten Fischen eine wichtige Rolle, da Fischfette einen hohen Anteil an mehrfach ungesättigten Fettsäuren aufweisen. Die für die Hydrolyse von Lipiden zuständigen Enzyme sind Triacyllipase, Phospholipase A2 und Phospholipase B (Audley et al., 1978). Sie sind in der Haut, im Blut, in der Lymphflüssigkeit und mikrosomal enthalten und bauen Fettmoleküle zu freien Fettsäuren, Glycero-Phosphocholinen und anderen Verbindungen ab. Auf dem nicht-enzymatischen Weg bilden einige der freigewordenen Fettsäuren durch Sauerstoff freie Radikale, welche mit weiteren Fettmolekülen reagieren und Hydroperoxide formen, die in einer Kettenreaktion (Autoxidation der Fettsäuren) eine Zerstörung der [Seite 16↓]Fettmoleküle auslösen können (Kanner und Kinsella, 1983; Bayliss, 1996). Die Hydroperoxidation von Fischlipiden führt zu der Entwicklung des ranzigen Geruches und Geschmacks von Fischfilets (Josephson et al., 1987). Vor allem bei ausgenommenen Fischen kann dieser Effekt eine Rolle spielen, da die Bauchlappenmuskulatur der offenen Bauchhöhle dem Sauerstoff ausgesetzt wird (Hansen, 1963). Ein weiterer Effekt der Hydroperoxidation kann die Oxidation des Myoglobins in Metamyoglobin sein, was einen Farbwechsel der Fischmuskulatur von frischem weiß-rosa nach gräulich-braun zur Folge hat (Chow et al., 1987). Bei Forellen und Lachsen können die im Fleisch enthaltenen Carotinoide als Antioxidantien (Radikalfänger) eine Schutzfunktion ausüben und die Peroxidbildung unterbinden (Bjerkeng und Johnson, 1995). Carotinoid-Pigmente können jedoch auch wie die Fette oxidieren und rufen dann in Fischfleisch eine häufig beobachtete Gelbfärbung hervor (Colby et al., 1993).

Post mortem erfolgt der Abbau von strukturbildenden Proteinen autolytisch durch körpereigene Proteasen, den Kathepsinen der Muskulatur und den Trypsinen des Verdauungsapparates. Im lebenden Organismus wirken diese endogenen Enzyme auf die Steuerung von Stoffwechselprozessen, sowie auf Erhaltung und Aufbau des Körpers. Nach dem Tode kommt es infolge der glykolytischen pH-Senkung zur unkontrollierten Freisetzung proteolytischer Muskelenzyme und zu ungesteuerten Abbauprozessen. Kathepsine kommen im Fischmuskel und in Leber und Milz in viel größeren Mengen und mit einer 10fach höheren Aktivität vor als in der Muskulatur von Warmblütern (Tülsner, 1994). Autolytische Prozesse laufen hier schneller ab, unter sterilen Bedingungen kann es rasch zur völligen Verflüssigung des Muskelgewebes kommen. Vor allem ist dies der Fall bei der Lagerung von nicht oder nur unvollständig ausgenommenen Fischen oder bei einer mit Gewebeverletzungen einhergehenden groben Handhabung der Ware, die zur Zerstörung von Membranen und Zellen und somit zu einer schnelleren Freisetzung und Verbreitung der Gewebeenzyme führen kann.

Die Eingeweide erfahren post mortem durch die Verdauungsenzyme Pepsin, Trypsin und Erepsin des Magen-Darm-Traktes je nach Fischart unterschiedlich schnell eine Auflösung und Verflüssigung, so dass der Darminhalt durch die aufgelöste Darmwand das Muskelfleisch kontaminieren und erweichen kann. Durch rechtzeitiges Ausschlachten können diese Enzyme entfernt werden (Bayliss, 1996). [Seite 17↓]Eine verstärkte autolytische Gewebeauflösung im Bauchraum post mortem wird in Zeiten erhöhter Nahrungsaufnahme bei einigen Fischarten (z.B. Hering, Makrelen, Lodde), die in der Regel als Vollfische in den Handel kommen, beobachtet. Es entstehen „bauchweiche“ oder „bauchoffene“ Heringe mit stark eingeschränkter Haltbarkeit und Verwertbarkeit. Diesem Vorgang („belly burst“) kann durch unmittelbares Ausnehmen der Fische nach dem Fang entgegengewirkt werden (Gildberg und Raa, 1980; Pedrosa-Menabrito und Regenstein, 1988; Tülsner, 1994). Als Protein-Abbauprodukte entstehen Peptide und freie Aminosäuren, die den Mikroorganismen als Nährsubstrate dienen (Fraser und Sumar, 1998a/b).

2.3.2 Postmortale Veränderungen der Bakterienflora und der bakterielle Verderb

Autolytische Veränderungen in der Fischmuskulatur führen zum Verlust von charakteristischem Fischgeruch und -geschmack. Die Endstadien des Verderbs mit der Produktion unangenehmer Geruchsstoffe sind auf Mikroorganismen zurückzuführen. Hierbei ist das Verhältnis zwischen autolytischem und bakteriellem Verderb abhängig von der Anfangskeimbelastung und der Keimart, der Lagerungstemperatur und der Verpackungsart. Wenige Tage post mortem überlagern sich in der Regel die autolytischen und mikrobiellen Veränderungen. Letztere gewinnen das Übergewicht und führen schließlich zum Verderb.

Bei der bakteriologischen Untersuchung von Frischfisch wird bei der Bestimmung der Keime unterschieden in eine Primärflora, die auf und im lebenden gesunden Fisch zu finden ist, und in eine Sekundärflora, die sich nach dem Fang und der Schlachtung der Fische auf der Haut und in der Muskulatur des Fisches post mortem entwickelt. Diese wiederum teilt sich auf in Bakterien, die beim Verderb im Fischgewebe gefunden werden aber keine Verderbsprozesse auslösen („spoilage association“), und in Bakterien, die durch ihren Stoffwechsel und durch Abbau von Fischgewebe und Produktion von Fehlgerüchen und -geschmäckern (off-odours und off-flavours) für den Verderb verantwortlich sind („spoilage bacteria“), den spezifischen Verderbniserregern („specific spoilage organisms - SSO“) (Liston, 1980; Hobbs und Hodgkiss, 1982).


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2.3.2.1  Die Primärflora auf Fischen verschiedener Gewässer

Die poikilotherme Natur des Fisches lässt ein weites Keimspektrum auf Haut, Kiemen und in den Eingeweiden zu. Die Organismen der Umgebungsflora des Wassers finden sich auch auf der Oberfläche und in den Eingeweiden des Fisches, und man geht im Allgemeinen davon aus, dass sich die bakterielle Belastung von Bodenschlamm, Wasser und des aufgenommenen Futters auf die Zusammensetzung der Fischflora auswirkt (Tülsner, 1994; Saupe, 1996; Nedoluha et al., 1997). Die Fischflora ist abhängig von der Fischart und den ökologisch und klimatisch unterschiedlichen Fanggebieten. In wärmeren Gebieten besteht sie zu einem hohen Prozentsatz aus mesophilen Bakterien, in der gemäßigten und kälteren Zone der Erde dominieren Psychrophile und Psychrotrophe. Horsely (1973) stellte bei der Migration von Atlantischem Lachs von Salz- in Süßwasser eine Änderung der Haut- und Kiemenflora als Folge der verschiedenen Wasserkeime aus unterschiedlich belastetem Umgebungswasser fest.Hingegen lassen Ergebnisse einer Untersuchung von Guttmann-Bass et al. (1986) den Schluß zu, dass es keinen direkten Zusammenhang von Umgebung und Fischflora gibt. Hier war die Keimbelastung von Fischen, die in hochgradig verschmutztem Abwasser gehalten wurden, nicht höher als die von Fischen aus dem Handel. Auch einige andere Autoren konnten der allgemein akzeptierten Meinung, die Fischflora sei durch die Umgebung bestimmt, mit ihren Ergebnissen widersprechen. Gonzalez et al. (1999) kamen zu dem Ergebnis, dass wilde und gezüchtete Forellen trotz einer stark unterschiedlichen bakteriellen Belastung des Umgebungswassers vergleichbare Keimzahlen und -arten auf der Haut, in den Kiemen und im Verdauungstrakt aufwiesen. Ebenso zeigten auch Acuff et al. (1984), dass die Keimbelastung des Umgebungswassers nicht immer die Belastung auf der Haut der Fische wiedergibt, diese war um ca. 2 Zehnerpotenzen niedriger als die Wasserkeimzahl.

In den gemäßigten und kälteren Salzwassergebieten mit einer Temperatur von weniger als 10°C setzt sich die Keimflora zu 95 % aus psychrophilen, gramnegativen, aerob wachsenden, beweglichen Stäbchenbakterien zusammen (Icmsf 1998; Huss, 1995). Dazu zählen Alcaligenes, Acinetobacter, Flavobacterium, Psychrobacter (Moraxella), Shewanella (früher Alteromonas), Pseudomonas spp., Vibrio spp. (Vibrio, Photobacterium) und Aeromonas spp. Grampositive Organismen [Seite 19↓]wie Bacillus, Micrococcus, Clostridium, Lactobacillus und coryneforme Bakterien kommen ebenfalls in geringeren Anteilen vor. In wärmeren Gewässern und in den tropischen Ozeanen wird ein höherer Prozentsatz an mesophilen grampositiven Keimen und an Enterobacteriaceae nachgewiesen; diese machen etwa 50-60 % der Gesamtflora aus (Liston, 1980).

Auf der äußeren Haut werden pro Quadratzentimeter je nach Umweltbedingungen 10² bis 104 Kolonie bildende Einheiten (KbE) an Mikroorganismen gemessen, bei ungünstigen Verhältnissen bis 108 KbE (Skovgaard, 1979); dabei liegt die Zahl der für den Fischverderb wichtigen Proteolyten zwischen 102 und 105 KbE/cm2.

Im Gegensatz zu den Seefischen findet sich bei Süßwasserfischen ein höherer Anteil an mesophilen grampositiven Keimen, wie Streptococcus, Micrococcus, Bacillus, Coryneforme (Leupold, 1997). Dominant sind jedoch auch hier die Psychrophilen. Typische Gattungen sind Aeromonas spp. und Pseudomonas spp. Dabei ist die Jahreszeit, die Art und der Zustand des Gewässers, die Fangmethode und die Art und Lebensweise der untersuchten Fische ausschlaggebend für die unterschiedliche Zusammensetzung und Verteilung der Organismenflora (Saupe, 1996). Keimzahlbestimmungen ergaben auf der Haut frisch gefangener Süßwasserfische Werte kleiner als 104 KbE/cm2 (Hussain, 1976, Saupe, 1996). In Gebieten mit höheren Wassertemperaturen wurden Bakterienzahlen bis 4,6*107 KbE/cm² ermittelt (Abo-Elnaga, 1980). Dagegen wird das Fleisch lebender gesunder Fische im Allgemeinen als keimfrei betrachtet und gilt somit als steril (Shewan und Murray, 1979; Saupe, 1996; Tülsner, 1994; Leupold, 1997).

Die Vielfalt der Mikroorganismen im Gastrointestinaltrakt der Fische wird zum einen zurückgeführt auf die Umgebung, zum anderen auf Menge und Herkunft der vom Fisch verzehrten Nahrung (Huss 1995; Icmfs 1998). Die intestinale Mikroflora von frischem Seefisch besteht zum größten Teil aus Aeromonaden und/oder Vibrio, während in Süßwasserfischen neben Aeromonaden auch Flavobakterien und Pseudomonaden vorherrschen können (Sakata 1980; Nedoluha und Westhoff, 1995; Sugita et al., 1995; Feldhusen, 2000). Larsen et al. (1978) zählten im Darm von Kabeljau bis zu 107 KbE/g vibrioähnliche Organismen. Vibrionaceae besitzen die Fähigkeit zur Adhärenz an die Schleimhaut des Fischdarms. Bei Aquakulturfischen sollte auch dem Wasserkeim Plesiomonas shigelloides Beachtung geschenkt werden, der sich als signifikanter Bestandteil der intestinalen Mikroflora von [Seite 20↓]Felsenbarsch (Morone saxatilis) aus Teichanlagen und Durchlauftanks erwiesen hat (Nedoluha und Westhoff, 1993, 1995). Bei einer vergleichenden Untersuchung der Keimflora des Magen-Darm-Traktes von wilden und gezüchteten Süßwasserfischen in Spanien (Gonzales et al., 1999) bildeten Aeromonaden 65 % der psychrotrophen Flora in wildem Flußhecht (Esox lucius); bei der Meerforelle (Salmo trutta) waren Carnobakterien mit 40 % der psychrotrophen Isolate die dominante Gruppe. Im Magen-Darm-Trakt (MDT) von gezüchteten Regenbogenforellen fanden sich hohe Keimzahlen (ca. 45 %) von psychrophilen Bacillus sp. und coryneformen Bakterien.

Im Darm ist die Keimflora für den Fisch von physiologischer Bedeutung. Der Intestinaltrakt stellt aufgrund von speziellen Umgebungsparametern, wie pH-Wert, Anaerobiose und Gallensalzen, für bestimmte Mikroorganismen eine ökologische Nische dar. Die Funktion der symbiotisch im Darm lebenden Bakterien wird gekennzeichnet durch die Fähigkeit, Algenzellen als Nährstoffquelle für den Fisch zu verdauen (Rimmer und Wiebe, 1987), dem Wirt Aminosäuren und bestimmte Vitamine bereitzustellen (Fong und Mann, 1980; Steffens, 1985) und möglicherweise präventiv gegen die Besiedelung des Darmes mit pathogenen Organismen zu wirken (Onarheim und Raa, 1990). Es wird angenommen, dass die natürliche Mikroflora des Magen-Darm-Traktes durch die Fähigkeit zur Produktion bestimmter Enzyme und antibakterieller Substanzen eine Rolle beim Verdau von Makromolekülen und bei der Prävention vor pathogenen Bakterien spielen kann (Campbell und Buswell, 1983; Sugita et al. 1997). Westerdahl et al. (1991) stellten bei 28 % der aus dem Magen-Darm-Trakt von Steinbutt (Scophtalmus maximus) isolierten Keime eine Hemmwirkung auf einen Vibrio anguillarum-Stamm fest. Diese Keime waren zu 93 % gramnegativ und sensitiv gegen das Vibriostatikum O 129, so dass es sich womöglich um andere Vibrio-Arten handelte. In diesem Zusammenhang ist weiterhin bekannt, dass Aeromonaden, Bacteroidaceae und Clostridien Amylasen und Proteasen erzeugen und somit bei der Kohlenhydrat- und Eiweißverdauung im Darm des Fisches mitbeteiligt sein können, und dass Milchsäurebakterien und Carnobakterien in der Lage sind, Bakteriozine und andere Bakterien-hemmende Substanzen zu erzeugen (Venogupal, 1990; Sugita et al., 1997; Ringø et al., 2000).


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2.3.2.2  Veränderung der mikrobiologischen Flora während der Lagerung

Es wird angenommen, dass ca. 10 % des weltweiten Fangaufkommens durch bakteriellen Verderb verloren gehen (James 1986, zitiert von Fraser und Omar, 1998b). Die Geschwindigkeit des Verderbs von Fisch ist abhängig von einer optimalen Kühlung unmittelbar nach dem Fang und von der klimatischen Herkunft des Fisches. Eine sofortige Kühllagerung in Eis verlangsamt das bakterielle Wachstum. Fische aus tropischen Gewässern weisen bei einer Kühllagerung in Eis eine längere Haltbarkeit auf als Fische aus kälteren Gewässern, da ihre vorwiegend mesophile Primärflora bei kälteren Temperaturen in ihrem Wachstum besser gehindert werden kann als eine psychrophile (Gram et al., 1990; Fraser und Sumar, 1998b; Icmsf, 1998).

Mit dem Tod des Fisches kommt es zum Erliegen der natürlichen Infektionsabwehr des Körpers, das Immunsystem bricht zusammen und bildet keine natürliche Barriere mehr gegen Keime. Mit zunehmender Lagerungsdauer verändert sich die Primärflora qualitativ und quantitativ zu einer Sekundärflora. Das Eindringen von auf der Oberfläche befindlichen Keimen in das sterile Muskelfleisch kann durch Schuppen, Kiemen oder durch die Haut erfolgen (Karnop, 1978; Tülsner, 1994). Von den Kiemen aus verläuft eine Infektion über das Gefäßsystem und die Nieren in die Bauchhöhle und ins Fleisch. Im Gegensatz zu den Kiemen, die für Bakterien ein gutes Wachstumsmedium darstellen und ihnen ein leichtes Eindringen in das Fischinnere bieten, ist ein Eindringen durch die Haut wesentlich schwieriger. Ruskol und Bendsen (1992) wiesen erst bei einer Keimbelastung von 106 KbE/cm2 auf der Haut auch in der Muskulatur Bakterien mikroskopisch nach. Die Zeitspanne bis zum Durchdringen der Haut ist von der Fischart und deren Hautbeschaffenheit, wie Hautdicke und Schleim, abhängig. Der Schleim einiger Fischarten enthält antimikrobielle Substanzen, z.B. bestimmte Lysozyme oder verschiedene antibiotisch wirksame Peptide, die das Wachstum von Mikroorganismen unterdrücken können und sich somit auch auf die Haltbarkeit des Produktes auswirken (Robinette et al., 1998; Erban et al., 2000; Smith et al., 2000). Der Zusammenhang von Schleimbeschaffenheit, Inhaltsstoffen des Schleimes und Hautdicke wurde auch von anderen Autoren untersucht und diskutiert (Murray und Flechter, 1976; Hjelmland et al., 1983; Huss, 1995). Eine ausgeprägte Beweglichkeit der Bakterien begünstigt ihre Fähigkeit, die Haut zu durchdringen, ihre proteolytischen Eigenschaften sind [Seite 22↓]dabei nicht entscheidend. Pseudomonaden und Shewanellen sind besonders beweglich, während Acinetobacter, Flavobacterium und Micrococcus nur selten in die Muskulatur übertreten können.

Weiterhin ist die Schnelligkeit der Bakterieninvasion in die keimfreie Muskulatur des Fisches abhängig von der Art und der Größe des Fisches und wird durch die Fangmethode, durch unzureichende Kühlung, verzögertes Ausnehmen, mechanische Behandlung wie das Filetieren oder durch eine unzureichende Hygiene bei der Verarbeitung begünstigt (Chen und Chai, 1982; Ward und Baj, 1988). Durch betriebshygienische Maßnahmen kann die Entwicklung der Sekundärflora verzögert werden. Dazu gehören konsequente Kühlung, Verwendung steriler Arbeitsgeräte, Ausweiden und sorgfältiges Waschen der Fische.

Für den bakteriellen Verderb ist in erster Linie die psychrotrophe Flora, die während einer Lagerung von Fisch bei Kühlschranktemperaturen dominiert, verantwortlich (Shewan und Murray, 1979; Hobbs, 1990). Am Ende der Lagerfähigkeit werden Keimzahlen von 108-109 KbE/cm² oder g auf der Haut und in der Muskulatur nachgewiesen. Bei Lagerungsversuchen mit Frischfisch muss ein klarer Unterschied zwischen den spezifischen Verderbniserregern („specific spoilage organisms - SSO“) und der vorhandenen gesamten Verderbsflora gemacht werden. Um diese Keime voneinander zu unterscheiden, werden sensorische, mikrobiologische und chemische Untersuchungen zur genaueren Charakterisierung und Differenzierung herangezogen (Gram und Huss, 1996). Die Bakterien werden nach einer sensorischen Verlaufsuntersuchung zum Zeitpunkt der sensorischen Zurückweisung des Produktes („rejection time“) isoliert und auf ihre Fähigkeit zur Bildung von typischen abweichenden Geruchs- und Geschmackskomponenten untersucht. Dazu wird anhand von steriler Fischmuskulatur oder steriler Fischbouillon die Verderbsaktivität der entsprechenden Keime, d.h. deren Fähigkeit, die zum Verderb führenden Stoffwechselprodukte in ausreichenden Mengen zu produzieren, ermittelt. Abbildung 1 zeigt den Zusammenhang zwischen der Gesamtkeimzahl, den spezifischen Verderbniserregern und chemischen Komponenten (Trimethylamin-TMA) bei der Eislagerung von Seefischen.


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Abbildung 1: Entwicklung der Gesamtkeimzahl (GKZ), der spezifischen Verderbskeime (SSO, specific spoilage organism) und des chemischen Verderbsindikators Trimethylamin (TMA) in Fischen während der Eislagerung (modifiziert nach Gram, 1996).

Nach der Empfehlung des Icmsf (1986) für mikrobiologische Kriterien für frischen Rohfisch darf bei keiner von 5 Stichproben eine aerobe Gesamtkeimzahl (GKZ) von 1*107 KbE/g oder cm² überschritten werden, und nicht mehr als 3 der Proben dürfen eine Keimzahl zwischen 5*105 und 1*107 KbE/g oder cm² aufweisen (n = 5, c = 3, m = 5*105, M = 1*107).

Auf der Haut wurden in Untersuchungen an eisgelagerten Fischen nach 8-10 Tagen Lagerung Gesamtkeimzahlen von 1*107 KbE/cm2 erreicht, womit der Grenzwert der ICMSF überschritten wurde. In der Muskulatur blieb die GKZ jedoch teilweise bis zum 21. Tag unter 5*105 KbE/g (Scott et al., 1992; Ryder et al., 1993). In diesen Untersuchungen wurde die Vermehrung von Keimen auf Langschwanz-Seehecht (Macruronus novaezelandiae) und auf Doryfisch (Pseudocyttus maculatus), einem Tiefseefisch der Familie der Petersfische, in drei Phasen beschrieben: einer typischen anfängliche Verzögerungsphase (lag-Phase), darauf folgend eine Phase mit exponentiellem Wachstum und schließlich einer stationären Phase. Bei einer Keimbestimmung an eisgelagerten Wittlingen waren am Ende der Lagerungszeit nach 13 Tagen ähnliche Ergebnisse mit Gesamtkeimzahlen auf der Haut von 107-108 [Seite 24↓]KbE/cm² nachweisbar. Das Gewebe war bis zum 5. Tag steril und hatte bei Versuchsende eine Keimzahl von 106 KbE/g (Meyer und Oehlenschläger, 1996). Bedeutend höher waren die GKZ in einer Untersuchung an Sardinen(Sardina pilchardus) (Ababouch et al., 1991). Bereits fangfrische Fische hatten auf der Haut eine Keimbelastung von 2,5*106 KbE/cm². Die Bakterien drangen schnell in die Muskulatur ein und erreichten nach 24 Stunden bei einer Lagerung bei Raumtemperatur eine Keimzahl von 5*108 KbE/g und nach 8 Tagen Eislagerung eine Keimzahl von 6*108 KbE/g.

2.3.2.3 Bedeutende Verderbniserreger auf Fischen

Die wichtigsten Verderbskeime auf Seefischen werden unter anderem durch ihre Fähigkeit charakterisiert, Trimethylaminoxid (TMAO) zu Trimethylamin (TMA) zu reduzieren und H2S zu bilden und somit off-odour und off-flavour zu produzieren (Gram, 1992). In der Regel werden Keimzahlen der spezifischen Verderbniserreger SSO von 108-109 KbE/g benötigt, um durch abweichende Stoffwechselprodukte zum Verderb des Fisches zu führen.

Je nach Herkunft der Fische und nach Lagerungstemperatur bildet sich die Verderbsflora unterschiedlich aus. Bei einer aeroben Eislagerung besteht sie bei Fischen tropischer, subtropischer und gemäßigter Zonen hauptsächlich aus Pseudomonas ssp. und insbesondere bei Seefischen aus Shewanella putrefaciens. Bei wärmeren Lagerungstemperaturen bilden mesophile Vibrionaceae zu einem großen Anteil die Verderbsflora (Gram et al., 1990). Wenn die Tiere aus verschmutzten Gewässern stammen, werden bei ihrem Verderb oft mesophile Enterobacteriaceae nachgewiesen (Huss, 1995). Diese Keime spielen vor allem bei Fischprodukten eine Rolle und können durch Kontamination bei der Bearbeitung zum Verderb des Produktes beitragen (Lyhs et al., 1998). Neben Lactobacillen fanden Truelstrup Hansen et al. (1995) beim Verderb von vakuumverpackten kalt-geräucherten Lachsen (Salmo salar) in geringen Mengen auch Enterobacteriaceae. In einer Untersuchung von Gorczyca et al. (1985) bildeten bei höheren Lagerungstemperaturen bewegliche Aeromonaden (A. hydrophila) die Hauptverderbnisflora auf aerob gelagerten Regenbogenforellen.

2.3.2.3.1 Shewanella putrefaciens


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Shewanellen sind gramnegative, bewegliche Stäbchen. Zu diesem Genus werden die Species Sh. putrefaciens, Sh. baltica und Sh. alga gezählt (Ziemke et al., 1998). Shewanella putrefaciens wächst bei einer optimalen Temperatur zwischen 20°C und 25°C, aber auch bei 0°C, vorzugsweise auf Medien mit 6,5 % NaCl-Gehalt (Baumgart, 2001). Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass Shewanella putrefaciens eines der wichtigsten Bakterien beim Verderb von Seefisch bei 0°C ist (Chai et al., 1968; Hobbs und Hodgekiss, 1982; Gram et al., 1987). Die taxonomische Einordnung wurde im Laufe der Jahre mehrmals geändert. Ursprünglich wurde Shewanella als Achromobacter bezeichnet, später zu den Pseudomonaden gerechnet, dann in den Genus Alteromonas eingeordet (Lee et al., 1977). Aufgrund von genetischen Untersuchungen wurde es in eine eigenständige Gruppe eingeteilt, Mac Donell und Collwell schufen 1985 das neue Genus Shewanella. Shewanellen sind in der Lage, H2S aus schwefelhaltigen Aminosäuren zu bilden. Geeignete Medien für die Isolierung dieser Keime, wie Eisen-Agar (Gram et al., 1987) oder Lyngby-Agar von Oxoid, enthalten Eisencitrat, Thiosulfat und L-Cystein, so dass es beim Wachstum durch die Bildung von H2S zu einer FeS-Präzipitation kommt, erkennbar durch die Schwärzung der Kolonien.

In einer Untersuchung von Jørgensen et al. (1988) an eisgelagertem Kabeljau (Gadus morhua) zeigte sich eine starke negative Korrelation der Keimzahl von Sh. putrefaciens mit der verbleibenden Haltbarkeit des Fisches, so dass die Keimzahl einen guten Indikator für die restliche Lagerfähigkeit darstellte. Sh. putrefaciens ist bei Sauerstoffausschluss in der Lage, sich auch unter anaeroben Bedingungen, durch die Nutzung des Sauerstoffs aus TMAO, bis zu Keimzahlen von 106 bis 108 KbE/g zu vermehren; das Wachstum von Pseudomonaden wird dagegen unterbunden (Ringø et al., 1984).


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2.3.2.3.2  Pseudomonas spp.

Pseudomonaden sind obligat aerobe, polar begeißelte, nicht sporenbildende gramnegative Stäbchenbakterien. Ihre minimale Vermehrungstemperatur beträgt -3 bis 0°C. Da einige Arten Pigmente, insbesondere Fluoreszein, synthetisieren, lässt sich die Gattung Pseudomonas (P.) in die Gruppe der fluoreszierenden und der nicht fluoreszierenden Pseudomonaden unterteilen. Einige Arten gelten als primärpathogen für Fische, wie P. fluoreszenz oder P. anguilliseptica (Siesenop und Böhm, 2000). Pseudomonaden sind in der Umwelt weit verbreitet und kontaminieren Lebensmittel verschiedener Herkunft. Sie nutzen Substrate für ihr Wachstum aus einer Reihe von Materialien, verstoffwechseln die Nicht-Protein-Nitrogen-Fraktion aus tierischen Lebensmitteln und setzen durch Proteasen und Lipasen Aminosäuren und Fettsäuren frei, aus deren Abbau off-odours und off-flavours resultieren. Sie sind besonders beweglich und leicht anpassungsfähig und können aufgrund ihrer proteolytischen Eigenschaften v.a. beim aeroben Fischverderb schnell die dominante Flora bilden (Huis in’t Veld, 1996). Nach Untersuchungen von Tülsner (1994) steigt der Anteil von Pseudomonas-Arten auf Fisch von 22 % nach dem Fang auf 80 % bei der Anlandung. Tabelle 4 zeigt die qualitative Veränderung der bakteriellen Flora auf der Haut des Fisches nach dem Fang während der Lagerung auf Eis.

Tabelle 4: Qualitative Veränderung der bakteriellen Flora des Fisches nach dem Fang bei der Lagerung in Eis (nach Tülsner, 1994).

Keimart

Anteil der Keimart an der Gesamtkeimzahl in %

Fang

Fischraum

Anlandung

Pseudomonas

Achromobacter

Flavobacterium

Micrococcus

Acrobacter

Bacillus

22

60

7

6

4

2

60

20

-

12

-

8

80

6

6

2

-

6

Pseudomonaden verdrängen auch bei Süßwasserfischen während der Lagerung die anderen Arten (Saupe, 1996). Acuff et al. (1984) stellten auf aus Teichen stammenden Tilapia (Tilapia aurea) eine psychrotrophe Anfangskeimbelastung von log 2,86 KbE/cm2 fest, die nach 19 Tagen mit Keimzahlen von log 7,8 KbE/cm2 von [Seite 27↓]Pseudomonaden dominiert wurde. Stenström und Molin (1990) identifizierten von insgesamt 159 Stämmen, die beim Verderb von kühl gelagerten Fischen aus dem Handel isoliert wurden, 38 % als Shewanella purefaciens und 46 % als Pseudomonaden, davon 30 % als P. fragi, welches fruchtig riechende Verbindungen beim Abbau von Fischgewebe erzeugt.

Im Zusammenhang mit der Konkurrenz von Pseudomonaden und Shewanellen beim Fischverderb wird die Eigenschaft von Pseudomonaden diskutiert, eine hemmende Wirkung auf andere Bakterien, insbesondere auch auf Aeromonas sobria, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes und Shewanella putrefaciens, auszuüben. Diese ist zurückzuführen auf die Fähigkeit von Pseudomonaden, Eisen-Chelate mit hoher Affinität, sog. Siderophore, zu bilden. Unter eisenarmen Verhältnissen sind sie entscheidend bei einem Wettkampf der miteinander konkurrierenden Bakterien um Eisen (Gram, 1993; Gram, 2002). In diesem Zusammenhang wird auch die Fähigkeit von Pseudomonaden diskutiert, ein Teil des natürlichen Abwehrsystems von Fischen zu sein, da sie durch die Siderophore-Bildung eine hemmende Wirkung auf fischpathogene Aeromonaden ausüben können.

2.3.3 Chemische Parameter des Verderbs

Die durch autolytische Prozesse nach dem Rigor mortis entstandenen niedermolekularen Verbindungen und leicht löslichen Proteine stehen den Verderbniserregern als reiche Nährstoffquelle zur Verfügung. Verschiedene Proteasen und andere hydrolytische Enzyme der psychrophilen und psychrotrophen Organismen können im Fischmuskel auch bei niedrigen Temperaturen sekretiert werden und zu Abbauprozessen führen (Venugopal, 1990). Proteine werden durch bakterielle Proteasen zu Peptiden und Aminosäuren und letzten Endes in Indole, Amine, Säuren und ihre Stickstoff- und Schwefelbestandteile abgebaut. Lipasen bauen Lipide in freie Fettsäuren, Glycerin und andere Fettkomponenten ab.

Diese Verbindungen werden sensorisch vom Verbraucher wahrgenommen und führen gegen Ende der Lagerung zur Ablehnung des Produktes. Durch physikochemische Untersuchungen können diese Abbauprodukte in der Fischmuskulatur nachgewiesen werden. Derartige Untersuchungen dienen zur Objektivierung und zur Festigung von Sensorikbefunden. Dazu zählen die [Seite 28↓]Bestimmung des Gehaltes an flüchtigen Aminen wie Monomethylamin (MMA), Dimethylamin (DMA), Trimethylamin (TMA) und flüchtigen Stickstoffbasen (TVB-N), die Konzentration von Hypoxanthin und anderen Stoffwechselabbauprodukten, der K-Wert und die Bestimmung von biogenen Aminen (Teskeredzic und Pfeifer, 1997).

Tabelle 5 zeigt die wichtigsten Verderbniserreger bei Fisch und die Verbindungen, die durch bakterielle Abbauvorgänge aus den Nährstoffen des Fischgewebes entstehen.

Tabelle 5: Bakterielle Verderbskomponenten (nach Church, 1998)

Spezifische Verderbnisbakterien

Verbindungen

Shewanella putrefaciens

TMA, H2S, CH3SH, (CH3)2S, HX

Photobacterium phosphoreum (v.a. in VP)

TMA, HX

Pseudomonas spp.

Ketone, Aldehyde, Ester, Nicht-HS-Sulphide

Vibrionaceae

TMA, HS

Aerobe Verderbniserreger

NH3, Essig-, Butan- and Propionsäure

TMA = Trimethylamin; HS = Hydrogensulphid; CH3SH = Methylmercaptan; (CH3)2S = Dimethyl-sulphid; HX = Hypoxanthin; NH3 = Ammoniak; VP = Vakuumverpackung

Werden chemische Parameter zur Bestimmung der Frische der Fischware herangezogen, so sind für die Entwicklung und Höhe der Amingehalte in der untersuchten Fischmuskulatur die Ausgangswerte entscheidend, die im Fisch zum Fangzeitpunkt nachgewiesen werden. Sie bestimmen den weiteren Verlauf der chemischen Parameter. Die Ausgangswerte können erhebliche Unterschiede aufweisen, da sie von vielen Faktoren, wie Fischspezies, Fangart, Jahreszeit, Fanggebiet, Ernährungszustand, Reifegrad, Geschlecht und Schleppzeit, abhängig sind. Ihre Kenntnis ist wichtig, um zum Zeitpunkt der Untersuchung mit Hilfe der ermittelten Analysedaten Aussagen über die Frische des Fisches treffen zu können (Oehlenschläger, 1989).

Eine oft benutzte Methode ist die Bestimmung des TVB-N-Gehaltes in der Fischmuskulatur. TVB-N (Total volatile basic nitrogen) ist eine Mischung aus flüchtigen Aminen. Nach Nieper und Stockemer (1986) ist sie neben der organoleptischen Untersuchung die Methode der Wahl bei der Bestimmung der Genusstauglichkeitsgrenze bei den meisten Fischarten. Der TVB-N-Gehalt ist [Seite 29↓]zunächst niedrig und steigt kurz vor dem Verderb rapide an. Er dient somit als Nachweis des Verderbs in der späten Lagerphase und ist weniger ein Gradmesser für Frische. Wenn die zuvor erfolgte sensorische Untersuchung der Fischereierzeugnisse einen abweichenden Befund erbracht hat, kann nach Anlage 3, Kapitel 3 der Fischhygieneverordnung die Untersuchung auf flüchtige Basenstickstoffe zur Befundsicherung durchgeführt werden. Ababouch et al. (1996) geben die Grenze der Genusstauglichkeit für Fische der nördlichen Breitengrade mit 25 bis 30 mg TVB-N/100 g an, wohingegen Huss (1988) diese Grenze mit 30 bis 35 mg TVB-N/100 g höher festsetzt.

Laut Priebe (1984) wird gegenwärtig bei Seefischen die Bestimmung von TMA oder der Summe an TVB-N am häufigsten verwendet, um mit Hilfe eines Laborwertes den Frischegrad des Fischgewebes abschätzen zu können. Besonders bei Magerfischen besteht eine gute Korrelation zwischen dem Sensorikbefund und dem Gehalt an TMA und TVB-N Substanzen. Weniger gute Beziehungen konnten hingegen bei halbfetten und fetten Fischen festgestellt werden. Acuff et al. (1984) stellten bei in einer Teichwirtschaft gezüchteten Tilapia (Tilapia aurea) einen anfänglichen TVB-N-Gehalt von 15,6 mg/100 g fest, der nach 12 Tagen Lagerung in Eis, dem Ende der Haltbarkeit, auf 26,2 mg/100 g anstieg. Zu diesem Zeitpunkt erreichte die oberflächliche Keimzahl der gramnegativen Flora Werte um 106 KbE/cm2.

Fische besitzen einen einzigartigen osmoregulatorischen Mechanismus, um Dehydration in der marinen Umgebung zu verhindern. Ein wichtiger Osmoregulant ist TMAO, das mit einer Konzentration von bis zu 1 % in Knochenfischen und bis zu 1,5 % in Knorpelfischen vorkommt (Church, 1998;Fraser und Omar, 1998b). In Seefischen findet sich TMAO in Mengen um 1 bis 5 % des Muskelgewebes (Trockengewicht), bei Süßwasserfischen ist TMAO in der Regel kaum nachweisbar (Børresen, 1995). Gramnegative Organismen, v.a. Shewanella putrefaciens, können durch die Reduktion des TMAO zu TMA Energie gewinnen. Dagegen ist Pseudomonas spp. nicht in der Lage, TMAO als terminalen Elektronenakzeptor zu nutzen und produziert kein TMA auf verderbendem Fisch (Gram und Melchiorsen, 1996). Die Reduktion von TMAO zu TMA ist auch vom pH-Wert und von der Gesamtkondition des Fisches nach dem Tod abhängig. Der Zusammenhang zwischen der Gesamtkeimzahl, der Verderbsflora und dem Gehalt an [Seite 30↓]stickstoffhaltigen Verbindungen im Fischmuskel bei der Eislagerung ist in der Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Entwicklung der Keimzahl sowie des Gehaltes von TMA und einzelner Stickstoffbasen in mg Stickstoff je 100 g bei der Eislagerung von Dornhai (nach Tülsner, 1994).

Einige endogene Enzyme im Fischgewebe sind in der Lage, TMAO zu Dimethylamin (DMA), Monomethylamin (MMA) und Formaldehyd (FA) zu reduzieren. TMAO ist auch in der Nahrung der Fische zu finden, es ist geruchsneutral und ungiftig, TMA hingegen ist ein Bestandteil des abweichenden Geruchs bei verderbendem Fisch. Die Reduktion von TMAO erfolgt im Muskelgewebe parallel zur Verschlechterung des Frischezustandes. Zunahmen werden ab dem 7. Eislagerungstag, deutlicher vom 12. Tag an festgestellt. Aus diesem Grunde wird die Höhe der TMA-Konzentration oft als Indikator für den bakteriellen Verderb herangezogen. Von Wissenschaftlern werden unterschiedliche Grenzwerte, die den Verderb bestimmen, festgelegt. Huss (1988) geht von einer guten Qualität von Fischfleisch aus bei einer Konzentration von < 1,5 mg TMA/100 g, während er 10 bis 15 mg TMA/100 g als Akzeptanzgrenze ansieht. Ababouch et al. (1996) hingegen zählen Fische mit weniger als 1 mg TMA/100 g zur ersten Klasse und setzen die Grenze der Verzehrsfähigkeit bei Sardinen etwas niedriger an mit 5 bis 10 mg TMA/100 g.


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Für Fischarten ohne oder mit geringem Gehalt an TMAO ist diese Methode ungeeignet. Deshalb sind flüchtige basische Stickstoffverbindungen beim Süßwasserfisch erst dann messbar, wenn er sensorisch bereits verdorben ist (Leupold, 1997). Auch Rodriguez et al. (1999) gehen davon aus, dass eine Bestimmung des TMA- Gehaltes bei Regenbogenforellen aufgrund des verschwindend geringen Gehaltes an TMAO in der Muskulatur nicht nützlich ist.

2.3.4 Humanpathogene Organismen bei Frischfisch

2.3.4.1 Übersicht - fakultativ und obligat humanpathogene Bakterien

Huss (1995) unterteilt Mikroorganismen in zwei Gruppen (Tabelle 6), in endemische und in nicht endemische Organismen. Vertreter der ersten Gruppe kommen natürlicherweise in der aquatischen Umwelt des Fisches vor und sind ubiquitär im Wasser oder im Schlamm enthalten. Die Vertreter der zweiten Gruppe werden durch Verschmutzungen in das Wasser eingetragen oder gelangen während des Produktionsprozesses in oder auf den Fisch. Pathogene Organismen werden sowohl den endemischen als auch den nicht endemischen Bakterien zugeordnet. Nicht alle Arten der genannten Bakterien sind pathogen.

Tabelle 6: Pathogene Bakterien bei Meerestieren (modifiziert nach Huss, 1995)

Gruppe 1:

Endemische Bakterien

Clostridium botulinum, Vibrio spp. V. cholerae, V. parahaemolyticus, Aeromonas hydrophila, Plesiomonas shigelloides, Listeria monocytogenes

Gruppe 2:

nicht-endemische Bakterien, durch äußere Kontaminationsquelle z.B. Fäkalien

Salmonella spp., Shigella, Escherichia coli, Campylobacter spp., Yersinia enterocolitica

Gruppe 3:

Bakterien, die während der Verarbeitung in/auf das Lebensmittel gelangen

Bacillus cereus, Listeria monocyogenes

Clostridium perfringens, Staphylococcus aureus

Für den Menschen pathogene Keime können durch fäkal kontaminiertes Wasser auf Fischereierzeugnisse übertragen werden und sind oftmals vor allem in Binnen- und Küstengewässern zu finden. Die Ursache hierfür ist häufig das Einleiten ungeklärter Abwässer in Flüsse und Seen. Auf diesem Wege gelangen Enterokokken, Escherichia coli, Salmonellen und Shigellen ins Wasser (Saupe, 1989). Ward (1989) [Seite 32↓]zitiert eine Arbeit, in der nachgewiesen wurde, dass sich in Fischen, die in Teichen mit einem Abwasserzulauf gehalten wurden, Fäkalkeime ansammelten. Ab einer Belastung von 104 KbE/ml Wasser waren diese Bakterien auch in der Fischmuskulatur nachweisbar. Im weiteren wird auf diejenigen Bakterien eingegangen, die im methodischen Teil der Arbeit als Untersuchungskeime gedient haben. Tabelle 7 zeigt eine Übersicht dieser Keime.

Tabelle 7: Bakterien als Gesundheitsrisiken beim Verzehr von Fischereierzeugnis-sen (nach Feldhusen, 1999)

Keim

min. Infek-tionsdosis

Symptome

Kontaminierte

Fischereierzeugnisse

Vorkommen und

Bedeutung

Clostridium botulinum

Typ E

0,1 –1µg Toxin

tödlich

Schwäche, Sehstörung, Tod durch Atemlähmung, Herzstillstand

Sporen auf Oberfläche, in Darm, Kiemen; vakuum-verpackte Räucher-fische, Konserven

Weltweit, ubiquitär in Aquakulturen, See- und Süßwasser, geringes Risiko bei Einhaltung der Kühlkette (Toxinbildung ab 3,3°C); Botulismus selten

Clostridiumperfringens

106-108 KbE/g

Durchfall, selten Tod

Sporadisch

Einige Fälle in USA

Salmonella spp.

je Patho-genität ab 102 KbE/g

Erbrechen, Durchfall, Fieber, selten Tod

Im Darm; Garnelen, Weichtiere, Aal und Welsen

Weltweit durch fäkale Kontamination, Risiko wegen Erhitzung i.d.R. gering

Vibrio cholerae

Serovar O1, O139

103 bis 108-109 KbE/g

Cholera

Garnelen, Muscheln, Tintenfisch,

Meeresfrüchte

Epidemien in Asien, Afrika, Südamerika, geringes Risiko für gesunde Menschen

Vibrio

Non-O1

 

Milde Gastroenteritis

 

Geringes Risiko für gesunde Menschen

Vibrio parahämo-lyticus

(Kanagawa-pos.)

105-106 KbE/g

Durchfall, Übelkeit, Erbrechen

KüstenbereichsedimentPlankton, im Wasser bei wärmeren Temp., Fisch, Muscheln, Krustentiere, auf Haut, Kiemen, MDT

Häufigste Ursache für Vibrionen –LM-Infektionen in bestimmten Weltregionen (Indien, Japan, Südostasien)

Vibrio vulnificus

 

Wundinfektion, Tod durch Septikämie

Europa?, Wasser ab 20°C, Fisch, Austern, Muscheln, Garnelen

In Deutschland keine Fälle durch Fischverzehr, sonst Infektionen durch Verzehr in USA

Listeria monocyto-genes

Ab 100 KbE/g bei Risiko-gruppen

Akut-septikämisch bei Neugeborenen, Meningitis

Ubiquitär, 3-10% Menschen als Träger, selten Meerwasser, kalt u.heißgeräuchert, Salzfischerzeugnisse, roher Fisch, Austern, Garnelen, Muscheln

Infektionen in Verbindung mit Fischereierzeugnissen sehr selten, geringes Risiko

2.3.4.2  Vibrio spp.


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Vibrionen sind gramnegative, fakultativ anaerobe leicht gebogene Stäbchenbakterien mit einer oder mehreren polar angeordneten Geißeln. Sie kommen natürlicherweise häufig in wärmeren Gewässern, in den Mündungstrichtern großer Flüsse, den Küstengebieten der Meere (Lagunen) und in Oberflächenwasser v.a. tropischer Gewässer vor (Bockemühl, 1992; Krämer, 1998). Ihre Ausbreitung ist jedoch von Jahreszeit und Klimazone abhängig. Es wird von einer positiven Korrelation zwischen der Wassertemperatur und der Nummer der isolierten humanpathogenen Vibrionen aus Meerestieren wie auch der Zahl der Erkrankungen bei Menschen ausgegangen (Dalsgaard, 1998). Nach Brenner et al. (1988) und Huss (1995) bilden Vibrionen die dominante Keimflora bei Salzwasserfischen. Innerhalb des Genus Vibrio sind 30 Arten bekannt, davon sind 12 für Mensch und Tier fakultativ oder obligat pathogen (Feldhusen, 1999). Die für den Menschen als Lebensmittelvergifter bedeutendsten sind V. cholerae Biotyp O1, V. cholerae non-O1 bzw. O 139 und die halophilenVibrionen V. parahaemolyticus (Kanagawa positiv) und V. vulnificus. Diese benötigen für ihre Vermehrung eine Kochsalz-Konzentration, die in der Regel in den Küstengewässern der Ozeane vorherrscht (Optimum 1-3 %, Minimum 0,1-0,5 %). Für das Wachstum sind höhere Temperaturen notwendig, so dass Lebensmittel-Vergiftungen vor allem im Sommer bzw. nach dem Verzehr von Meeresfrüchten aus wärmeren Gewässern berichtet werden. Besonders Muscheln und Krebstiere gelten als Reservoir für Vibrionen, sie werden aber auch bei pelagischen Fischen gefunden (De Paola et al., 1994). Dort siedeln sie sich bevorzugt im Darm an, der eine besonders geeignete Nische für diese Keimart darstellt (Larsen, 1978; MacFarlane, 1986; Thampuran und Surendran, 1998). Sie besitzen die Fähigkeit zur Chemotaxis in Richtung Haut, Kiemen und Darmschleimhaut, wo sie sich anheften (Bordas, 1998). Ihnen wird auch eine physiologische Bedeutung im Darm von Fischen zugesprochen, da sie im Darm organische Verbindungen mineralisieren können (Colwell et al., 1977).

V. cholerae wurde als Erreger der klassischen Cholera 1883 von Robert Koch identifiziert und ist eng verwandt mit dem ebenfalls Cholera verursachenden V. eltor. Erkrankungen mit diesem Biovar verlaufen etwas leichter als mit dem Biovar V. cholerae, der Erreger wird aber nach der Erkrankung eine längere Zeit im Stuhl ausgeschieden und ist resistenter gegen Umwelteinflüsse als V. cholerae. Die notwendige Infektionsdosis einer Erkrankung mit V. cholerae beträgt 106 Erreger. Diese können sich im Dünndarm an das Epithel der Schleimhaut anheften und [Seite 34↓]vermehren sich schnell im alkalischen Milieu, ohne in die Epithelzellen einzudringen. Durch ein Enterotoxin, das Choleratoxin, wird beim Patienten Brechdurchfall ausgelöst, dessen Folge aufgrund des hohen Wasser- und Elektrolytverlustes ein lebensbedrohlicher Kollaps sein kann. Der WHO werden jährlich Hunderttausende Choleraerkrankungen gemeldet, 1995 waren es 208 755 Fälle mit einer mittleren Letalität von 2,4 %, d.h. 5034 Todesfälle (Krämer, 1998). Choleraähnliche Durchfälle werden auch von V. cholerae non-O1 ausgelöst. Diese lassen sich nicht mit O1-Serum agglutinieren. Ein weiterer Vertreter der Vibrionen, V. mimicus, ist den Choleravibrionen biochemisch sehr ähnlich und kann gelegentlich zu vergleichbaren intestinalen Infektionen führen wie V. cholerae.

Der halophile V. parahaemolyticus wird vor allem im südostasiatischen und pazifischen Raum bei Fischvergiftungen isoliert. In Japan verdoppelte sich 1998 im Vergleich zum Vorjahr die Zahl der durch diesen Erreger ausgelösten Infektionen, übertraf sogar die Häufigkeit der Salmonellosen (Anonym, 1999) und wurde 1993 nach Honda & Iida (1993) in 40 bis 60 % aller bakteriellen Lebensmittelvergiftungen in Japan isoliert. V. parahaemolyticus hat sein Wachstumsoptimum bei einer Salzkonzentration von 3 %. Durch den Verzehr unzureichend erhitzter Meeresfrüchte kann sich der Mensch infizieren. Die Erkrankung äußert sich in akutem Brechdurchfall und erhöhter Temperatur. Ausgelöst werden die Symptome durch ein Exotoxin, welches von enteropathogenen Stämmen von V. parahaemolyticus gebildet wird. Dieses Toxin bewirkt eine ß-Hämolyse auf Medien mit menschlichen Erythrozyten (Kanagawa-Phänomen). Die aus klinischem Material isolierten Stämme besitzen fast alle diese hämolytische Aktivität, während nur 1 bis 2 % der aus nicht-klinischem Material oder aus Lebensmitteln stammenden Isolate Kanagawa-positiv sind (Sakazaki, 1986; Nichibuchi und Kaper, 1995).

V. vulnificus kommt in marinen und in Küstengewässern vor und kann nach dem Verzehr von rohen Meeresfrüchten, v.a. von Austern, oder nach Kontakt mit Seewasser Wundinfektionen und primäre Septikämie mit Folgen wie Hautläsionen und Ulzerationen mit tiefgreifenden Nekrosen an den Extremitäten beim Menschen hervorrufen (Høi et al., 1998). Von außen gelangen die Erreger durch Hautwunden in den Organismus und führen zu sekundären Septikämien. Ein Enterotoxin ist verantwortlich für Durchfälle. Hlady (1997) und Bryan et al. (1999) gehen davon aus, dass besonders bei immungeschwächten Personen oder bei Personen mit chronischen Lebererkrankungen in 50 % der Fälle die Erkrankung tödlich verlaufen [Seite 35↓]kann. In den USA wird dieser Erreger als Hauptursache für Todesfälle nach Lebensmittelvergiftungen durch Meeresfrüchte genannt. DePaola et al. (1994) zeigten, dass die Bakteriendichte an V. vulnificus im Eingeweideinhalt einiger am Meeresboden lebender Fische an der nordamerikanischen Golfküste, die sich vorwiegend von Weichtieren und Krustazeen ernährten, um 2 bis 5 Logeinheiten (108 KbE/100 g) höher war als im umgebenden Brackwasser. Bei einer indischen Untersuchung von frisch gefangenen und auf dem Markt gekauften Seefischen wurde der Erreger im Darm in 16 % bzw. in 17,8 % der Proben mit Keimzahlen von 15 bis 910 g-1 nachgewiesen (Thampuran und Surendran, 1998).

Während der Wintermonate, aus Fischen kälterer Gewässer oder aus gekühlten und gefrorenen Lebensmitteln ist Vvulnificus nur schwer oder gar nicht nachweisbar. Bei tieferen Temperaturen ist er als Reaktion auf den temperaturbedingten Stress in der Lage, Formen mit geringer Größe auszubilden, die lebensfähig, aber nicht kultivierbar sind, "viable but non-culturable - VBNC" (Oliver, 1995; Weichart und Kjelleberg, 1996). Neben V. vulnificus ist diese Fähigkeit sowohl für andere Vibrionen als auch für einige Enterobacteriaceae, Pseudomonaden, Lactobacillen u.a. beschrieben worden.

2.3.4.3  Aeromonas spp.

Die Mitglieder des Genus Aeromonas spp. sind gramnegative, kurze, gerade sporenlose Stäbchen. Sie sind fakultativ anaerob und haben eine monotrich-polare Begeißelung. Die meisten Arten sind psychrotroph, können sich noch bei Temperaturen von 0°C bis + 5°C vermehren und wachsen im Gegensatz zu den meisten Vibrio-Arten auch in NaCl-freien Nährmedien. Das Wachstumsoptimum der Aeromonaden liegt bei 28°C. Die Gattung wird in zwei Teile aufgeteilt, die beweglichen Aeromonaden und die unbeweglichen Arten A. media und A. salmonicida. Letztere gilt als obligat pathogen für Fische und verursacht die Furunkulose bei geschwächten Salmoniden, welche sich bei einer Infektion in Form von Hautläsionen und septikämischen Erscheinungen äußert.

Zur Zeit zählt man zu der Gruppe der beweglichen Aeromonaden folgende Arten: A. hydrophila, A. caviae, A. sobria, A. veronii, A. schubertii, A. eucrenophila und A. ichthiosmia. Sie sind ubiquitär in Gewässern zu finden und können in Süßwasser in relativ hohen Konzentrationen vorkommen (Huss, 1995).


[Seite 36↓]

Als pathogen für den Menschen gelten insbesondere A. hydrophila, A. sobria und A. caviae, die bei hospitalisierten, schwerkranken Patienten Infekte verursachen können. Durch ein Enterotoxin werden seltene Gastroenteritiden ausgelöst (Kayser, 1993). Die Infektion kann von Oberflächenwasser und von kontaminierten Lebensmitteln ausgehen. Tsai und Chen (1996) wiesen A. hydrophila bei 22,2 % vom Fisch stammenden Lebensmitteln nach, wobei 79,2 % der Stämme ein Hämolysin und 91,7 % ein Cytotoxin produzierten. Entscheidend für die Pathogenität der A. hydrophila- und A. sobria-Stämme ist ihre Fähigkeit zur Adhäsion und die Bildung von Enterotoxinen (Schubert, 1992).

Beim Fischverderb bilden Aeromonaden häufig einen Teil der Verderbsflora und wurden auch als die verantwortlichen Verderbniserreger identifiziert. So zeigte sich, dass Aeromonaden beim Verderb von Süßwasserfischen bei höheren Lagerungstemperaturen eine Rolle spielen (Gorczyca et al. 1985). Bei einer Lagertemperatur von 37°C betrug die Haltbarkeit von Regenbogenforellen 8 bis 10 Stunden. Zum Zeitpunkt der sensorischen Feststellung des Verderbs bestand die Verderbsflora zu49 % aus A. hydrophila. Auch Hassan et al. (1994) isolierten auf Süßwasserfischen, die ohne Eis auf dem Markt gehandelt wurden, in 85 % der Proben fakultativ pathogene Mikroorganismen. Den größten Teil bildete Aeromonas spp. (69 %) neben Vibrio spp., Plesiomonas shigelloides und Escherichia coli. Aeromonaden als spezifische Verderbskeime wurden auch von Gram et al. (1990) beim Verderb von Nilhecht (Lates niloticus) bei höheren Lagerungstemperaturen (20 bis 30°C) identifiziert.

In der Schweiz stellten Gobat und Jemmi (1993) hohe Kontaminationsraten an pathogenen Aeromonaden bei Räucherlachs fest. 10,9 bis 14,3 % der heiß- und kaltgeräucherten Proben und 10,5 % der Gravedlachs-Proben erwiesen sich als positiv. Der Grund hierfür könnte in einer möglichen Rekontamination der gekochten oder heißgeräucherten Ware während der weiteren Verarbeitung wie Filetieren und Verpacken zu finden sein. Es handelte sich bei 61,3 % der identifizierten Stämme um A. hydrophila, bei 22,5 % um A. caviae und bei 16,3 % um A. sobria.

2.3.4.4  Pseudomonas spp.

Auch in der Gruppe der Pseudomonaden finden sich einige für den Menschen pathogene Arten. Die humanmedizinisch bedeutsamste ist P. aeruginosa, welches [Seite 37↓]häufig im Erdboden, im Oberflächenwasser, auf Gemüse und Obst zu finden ist (Krämer, 1997). Eine Infektion kann sich v.a. bei Personen mit Defekten in der spezifischen und unspezifischen Abwehr manifestieren. P. aeruginosa ist in der Lage, sich im feuchten Milieu, das nur Spuren von Nährsubstraten enthält, zu vermehren und ist äußerst resistent gegen Umwelteinflüsse. Pseudomonaden machen den größten Teil der Primärflora von Fischen aus und bilden auch beim bakteriellen Verderb von See- und Süßwasserfischen bei Kühllagerung die Hauptverderbnisflora.

2.3.4.5 Clostridien

Clostridien sind anaerobe, grampositive bis gramvariable, peritrich begeißelte Stäbchen. Sie kommen ubiquitär sowohl als Sporen als auch als vegetative Zellen im Erdboden und in den Sedimenten von Seen, Fließgewässern und in Küstennähe vor. Der Genus enthält einige Arten, die für den Menschen pathogen sein können. Dazu werden in erster Linie C. botulinum und C. perfringens gezählt. Daneben kennt man zahlreiche psychrotrophe, mesophile und thermophile Arten, die Ursache von Lebensmittel-Verderb sein können (Baumgart, 1998).

Vegetative Zellen der pathogenen Arten wie C. botulinum bilden gefährliche Toxine, die Sporen sind besonders resistent, können normale Kochtemperaturen überleben und wachsen auch in vakuum-verpackten Lebensmitteln oder unter modifizierter Atmosphäre. Der am meisten mit dem Fisch vergesellschaftete Typ von C. botulinum ist der Typ E. Seine Sporen sind im Bodenschlamm von Süß- und Salzwasser weit verbreitet und kommen im Magen-Darm-Kanal von Fischen vor (Hyytiä et al., 1998). Daher ist eine Kontamination des Fisches in seinem natürlichen Lebensraum durch Kontakt mit Sediment oder durch seinen Kot leicht möglich. Durch sofortiges Ausnehmen des Fisches nach dem Fang kann ein großer Teil der Keimbelastung entfernt werden (Bgvv, 2000). Die Kontaminationsrate kann verringert werden, wenn die Fische vor der Schlachtung einige Tage genüchtert werden und das Wasser des Hälterungsbeckens regelmäßig von Abfall befreit wird (Cann et al., 1975).

Die Art Clostridium botulinum wird aufgrund seiner Toxinbildung zur Zeit in die Typen A bis G unterschieden. Es gibt proteolytische und nicht proteolytische Stämme. Die Proteolyten bilden die Toxine A, B und F, die Nicht-Proteolyten die Toxine B, E und [Seite 38↓]F. Bei den proteolytischen hitzestabilen Stämmen erfolgt die Toxinbildung unter optimalen Bedingungen erst ab 10°C; den Verderb erkennt man dabei sensorisch durch die Bildung zahlreicher wahrnehmbarer Fäulnisprodukte wie H2S und NH3 (Krämer, 1997). Gefährlicher sind die nicht proteolytischen, hitzeempfindlichen Stämme, die Toxine schon ab 3,3°C bilden und sich auch bei niedrigeren Temperaturen vermehren können (Sperber, 1982; Eklund, 1982). Sie erzeugen nur geringe Verderbniserscheinungen und werden daher nur schlecht erkannt. Vor allem in verpackten Lebensmitteln wie Frischfisch in modifizierter Atmosphäre (MA) kommt es zu der Unterdrückung der aeroben Verderbnisflora zugunsten der sich anaerob ungehindert vermehrenden nicht-proteolytischen Clostridien (Conner et al., 1989; Reddy et al., 1997).Für den Menschen bedrohlich sind nur die von den C. botulinum-Typen A, B, E und F gebildeten Toxine. Sie zählen zu den stärksten bekannten Giften, für das Toxin A wird eine letale Dosis für den Menschen bei oraler Aufnahme von 0,1 bis 1,0 µg geschätzt (Krämer, 1997). Nach Fischgenuss aufgetretene Botulismuserkrankungen wurden fast ausschließlich durch den nicht-proteolytischen Stamm des Typ E ausgelöst, dessen Neurotoxin beim Menschen zentral-nervöse Symptome, Durchfälle und Erbrechen erzeugt (Bach et al., 1971; Schulze, 1986).

Die Kontamination von Lebensmitteln ist recht häufig und kann vor allem während der Zubereitung und Verarbeitung des Lebensmittels erfolgen. In der jüngsten Zeit wurde weltweit im Durchschnitt jährlich von etwa 450 C. botulinum - Ausbrüchen berichtet, davon wurden 12 % durch den Typ E ausgelöst (Hatheway, 1995). In Fischprodukten wiesen z.B. Hyytiä et al. (1998) bei Untersuchungen mit Gensonden bei 10 bis 40 % der Proben C. botulinum nach. Im Lebensmittel ist entscheidend, ob die gegebenen Bedingungen die Vermehrung des Erregers und seine Toxinbildung begünstigen. Durch gängige Konservierungsverfahren bei der Herstellung von Fischkonserven können Sporen (80°C, 15 min), bzw. hitzelabile Toxine (80°C, 6 min) zerstört werden (Feldhusen, 2000). Bei unsachgemäßen Konservierungsprozessen können hitzeresistente Sporen auskeimen und vegetative Zellen und Toxine bilden. Ein weiteres Risiko geht von vakuum-verpacktem heißgeräucherten Fisch aus, da unzureichendes Erhitzen beim Räucherungsprozess den Erreger und die Sporen nicht abtötet und Keime sich in einer anaeroben Atmosphäre leicht vermehren können, während die aerobe Begleitflora reduziert wird und keine Konkurrenz mehr für Clostridien darstellt. Korkeala et al. (1998) berichten von zwei Erkrankungen in Deutschland durch den Verzehr von in Finnland geräucherten kanadischen Maränen. [Seite 39↓]Erkrankungen durch Fischverzehr wurden bisher vor allem durch Räucherfische sowie mildgesalzene, unzureichend gesäuerte oder erhitzte Produkte genannt, in allen Fällen handelte es sich aber um anaerob gelagerte Erzeugnisse. Ein Botulismusausbruch durch den Verzehr von geräucherten Forellen aus einer Forellenzuchtanlage in Deutschland (Bach et al., 1971) ließ Zweifel an der Sicherheit von Zuchtforellen aufkommen, so dass in Folge davon mehrere Untersuchungen durchgeführt wurden (Ward, 1989). In Dänemark zeigte eine Studie, dass die Häufigkeit des Clostridien-Befalls in Teichanlagen von der Jahreszeit und somit von der Temperatur abhängig ist. So wiesen in den kälteren Monaten 5-100 % der Forellen Clostridium botulinum auf, in den Sommermonaten dagegen waren 85-100 % der Fische aller untersuchten Fischfarmen kontaminiert (Huss et al., 1974). In einer englischen Studie wurde in 13 von 17 Forellenfarmen Clostridium botulinum nachgewiesen. Bei insgesamt 1400 untersuchten Forellen betrug die Inzidenz von Clostridium botulinum auf Ganzfisch und in den Eingeweiden 9,4 % bzw. 11 % (Cann et al., 1975).

2.3.4.6  Listeria spp.

Listerien kommen ubiquitär vor und konnten aus verschiedenen Umweltquellen wie Erdboden, Oberflächenwasser, Pflanzen, Tieren und menschlichen Abfällen und vor allem auch im landwirtschaftlichen Bereich isoliert werden (Seeliger und Jones, 1986). Es handelt sich um zarte, peritrich begeißelte, bei 20°C gut bewegliche grampositive Stäbchenbakterien, die aerob kultiviert werden können. Listerien sind gegen physikalische und chemische Einflüsse relativ widerstandsfähig. Für Mensch und Tier können die Arten L. monocytogenes und L. ivanovii pathogen sein, indem sie ein Hämolysin bilden, das rote Blutkörperchen auflöst. Andere Arten wie L. innocua und L. seeligeri gelten als apathogen (Krämer, 1997). Im Zusammenhang mit kontaminierten Lebensmitteln wie Milch und Milchprodukten, Fleischprodukten und Meerestieren wird von Epidemien berichtet. Dabei ist L. monocytogenes die dominierende pathogene Art, sie ist psychrotroph und vermehrt sich auch bei Kühlschranktemperaturen ab 0°C, wodurch der Erreger als besonders gefährlich gilt. Die Keime werden mit dem Lebensmittel aufgenommen, gelangen in den Gastrointestinaltrakt und können v.a. bei immunitätsgeschwächten oder älteren Personen, aber auch bei kleinen Kindern eine primäre Septikämie oder eine [Seite 40↓]Meningoenzephalitis auslösen. Bei Schwangeren kann die Listeriose fruchtschädigend verlaufen (Kayser, 1993). In Nordeuropa erkranken auf 1 Million Einwohner im Jahr 3 bis 10 Personen an Listeriose, in Deutschland werden ca. 200 Listeriose-Fälle auf 80 Millionen Einwohner pro Jahr geschätzt (Steinmeyer und Terplan, 1990; Mangold, 1991; Buchanan et al., 1997; BgVV, 1999).

Im Zusammenhang mit Fischprodukten werden häufig Listeria spp. nachgewiesen. Dabei findet sich der Erreger v.a. in Gewässern mit einem hohen Gehalt an organischem Material, wie Flüssen und Küstengewässern (Ben Embarek, 1994). Bei einer Untersuchung von Wasserproben in Kalifornien fanden Colburn et al. (1990) in 81 % der Süßwasserproben und in 33 % der Salzwasserproben Listeria spp. Bei 62 % der Isolate handelte es sich um L. monocytogenes, dessen Keimzahl sich nach dem Eintrag vom Süß- ins Salzwasser verringerte. Listerien gelangen hauptsächlich nach dem Fang und bei der Verarbeitung durch Kontamination auf den Fisch. In fischverarbeitenden Betrieben reichert sich der Erreger in feuchten und kühlen Bereichen an, kann auch auf Edelstahloberflächen einen Biofilm erzeugen und zählt in vielen Betrieben zur unvermeidlichen Hausflora (Herald und Zootola, 1988; Rørvik et al., 1995; Wong, 1998; Bremer et al., 2001; Miettinen et al., 2001). Für das Jahr 1997 gibt der Deutsche Zoonose-Bericht (BgVV, 1997) bei 14,8 % von insgesamt 1321 untersuchten Fischereierzeugnissen L. monocytogenes - positive Befunde an. Davon waren geräucherte, gefrorene, marinierte und gekochte Produkte betroffen. Weagant et al. (1988) fanden in 61 % von insgesamt 57 Proben gefrorener Fischprodukte und Meeresfrüchte Listerien, 26 % waren L. monocytogenes. Ein Vergleich von kalt- und heißgeräucherten Fischprodukten zeigte bei kaltgeräucherten Produkten mit 21,25 % eine höhere Inzidenzrate als bei heißgeräucherten mit 8,8 % (Heinitz und Johnson, 1998). Eine Reihe anderer Studien belegen, dass L. monocytogenes sich bei 5°C in kaltgeräucherten, vakuumverpackten Fischen, anders als in heißgeräucherten Produkten, innerhalb einer Woche um 1 bis 2 Zehnerpotenzen vermehren kann (Huss, 1997, zitiertvon Feldhusen, 2000). Jemmi und Keusch (1992) wiesen in ihrer Untersuchung nach, dass L. monocytogenes den Heißräucherungsprozess nicht überleben kann (Kerntemperatur 65°C, 20 min, dann 60°C, 45 Min). Sie vertreten die Ansicht, dass eine Kontamination des Produktes erst nach dem Verarbeitungsprozess erfolgt.


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Nach Empfehlungen des Bundesinstitutes für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin (BgVV, 2000) werden in der Lebensmittelüberwachung für 4 verschiedene Kategorien von Lebensmitteln Beanstandungsgrenzen festgelegt. Drei Kategorien (I, II und III) umfassen verzehrsfertige Produkte. Zur Kategorie I zählen Produkte, die für besonders gefährdete Zielgruppen (Säuglinge, Kleinstkinder, Schwangere, Immungeschwächte) vorgesehen sind, für diese wird eine Nulltoleranz gefordert. Für die Kategorien II und III gilt ein Grenzwert von 100 KbE/g, zur Kategorie IV gehören nicht verzehrsfertige Lebensmittel, die bestimmungsgemäß unmittelbar vor dem Verzehr einem Listerien abtötenden Erhitzungsverfahren unterworfen werden, und für die es keine Grenzwerte gibt. Die Codex Alimentarius Kommission empfiehlt, dass grundsätzlich die Keimzahl in allen Lebensmitteln zum Zeitpunkt des Verzehrs 100 L. monocytogenes/g nicht überschreiten sollte. Präventive Maßnahmen umfassen die fachgemäße, hygienisch einwandfreie Herstellung und Lagerung der Lebensmittel durch Anwendung von betrieblichen GHP- und Hygieneregeln (GHP = Gute-Hygiene-Praxis).

2.3.4.7  Enterobacteriaceae

Zur Familie der Enterobaceriaceae werden gramnegative, sporenlose, fakultativ anaerobe Stäbchenbakterien gezählt. Sie können beweglich oder unbeweglich, pathogen oder apathogen sein. Zu den obligat pathogenen Gattungen und Arten gehören Salmonella, Shigella, Yersinia pestis und Y. pseudotuberculosis. Einige fakultativ pathogene Gattungen, wie Escherichia, Citrobacter, Klebsiella, Enterobacter oder Edwardsiella kommen physiologisch im Darmtrakt von Mensch und Tier vor. Infolge von Umweltkontaminationen durch Warmblüterfäzes sind diese Darmbakterien ubiquitär verbreitet, so werden einige auch im Erdboden, im Wasser oder auf Pflanzen gefunden (Krämer, 1997). Bei Süßwasserfischen wurden Enterobacteriaceae in erster Linie im Darm gefunden (Toranzo et al., 1994, De Paola et al. 1995, Sugita et al., 1997). Dort sollen sie eine physiologische Rolle spielen. So ist z.B. E. coli in der Lage, im Darm von Fischen eine Verbindung der Gruppe der Koagulationsvitamine, Vitamin K2, zu synthetisieren, so dass hierdurch der normale Bedarf zum Teil oder völlig gedeckt werden kann (Steffens, 1985).

Eine große Bedeutung haben Enterobacteriaceae beim Verderb von Fischen. Teils wird in Fischprodukten von erhöhten Keimzahlen berichtet. Es kann bei der [Seite 42↓]Verarbeitung zu Kreuzkontamination zwischen Haut und Darm und dem Filet kommen oder eine Kontamination durch das Personal erfolgen. Lyhs et al. (1998) wiesen beim Verderb von vakuum-verpackten kaltgeräucherten Regenbogenforellenfilets bei 85 der insgesamt 620 isolierten Keime Enterobacteriaceae nach. Der Erreger wurde auch von Lindberg et al. (1998) in 31 % von 72 Süßwasserfisch-Proben aus dem Einzelhandel gefunden. Enterobacteriaceae gelten als Indikatorkeime für eine mangelhafte Hygiene bei der Be- und Verarbeitung im Betrieb. Einige der Vertreter dieser Familien sind für den Menschen pathogen und können eine Vielzahl von Krankheiten hervorrufen.

Als wichtige humanpathogene Vertreter der Familie der Enterobacteriaceae sind die Salmonellen zu nennen. Diese sind gramnegative, fakultativ anaerobe Stäbchen. Der Genus besteht aus zwei Species, von denen Salmonella enterica klinische und epidemiologische Bedeutung besitzt. S. enterica wird in weitere Subspecies aufgeteilt, wobei die Subspecies S. enterica subsp.enterica etwa 2500 Serovare umfasst, die durch die Bestimmung der O- und H- Antigene unterschieden werden (Bockemühl, 1992; Krämer, 1997).

Salmonellen sind weltweit verbreitet und können auch im Darm von Mensch und Tier und in fäkal verschmutzten Gewässern vorkommen. In Buchten und Mündungsgewässern zeigten Rhodes und Kator (1988) eine Vermehrungs- und Überlebensdauer von Salmonellen und Escherichia coli von mehreren Wochen. Salmonellen wurden häufig in Fischen, Krebsen und Muscheln küstennaher Gewässer oder in Binnengewässern, in die Abwässer eingeleitet wurden, gefunden (Abo-Elnaga, 1980; Son und Fleet, 1980; Duran et al. 1983; Saupe, 1989). Diese Fische gelten dann als passive Träger von Salmonella spp. und können den Erreger in andere Gewässer transportieren. Bei der Verarbeitung von Frischfisch können die im Magen-Darmtrakt der Fische vorkommenden Keime auf die Oberfläche der Fische und in das Muskelgewebe übertreten und zu einer sekundären Kontamination des fertigen Fischproduktes führen. Weiterhin kann eine Verwendung von Oberflächenwasser bei der Verarbeitung der Fische zu Problemen bei der Konsumware führen, insbesondere der Rohware, da einige Vertreter des Wassergeflügels zu potenten Ausscheidern von Salmonellen und anderen Krankheitskeimen zählen. Erstmalig beschrieb 1914 Müller eine Salmonellose infolge Fischverzehrs (Saupe, 1989). Nach dem Genuss von Fischerzeugnissen, besonders [Seite 43↓]Räucherfischen, kam es in unterschiedlichen Abständen zu Salmonellosen (Bryan, 1980). Eine Salmonellose äußert sich in Entzündungen der Darmschleimhaut, Fieber und Brechdurchfällen und tritt 12 bis 36 Stunden nach der Infektion auf.

Salmonellen gehören weltweit zu den häufigsten Auslösern von durch Lebensmittel ausgelösten Gastroenteritiden. Wie aus dem Trendbericht über den Verlauf und die Quellen von Zoonose-Erkrankungen des BgVV (1997) hervorgeht, wurden in Deutschland in 0,66 % von 5060 untersuchten Fischereiprodukten Salmonellen nachgewiesen. Die überwiegende Zahl an Salmonellosen wird nicht durch Meerestiere, sondern durch andere tierische Erzeugnisse wie rohe Eier oder Geflügelfleisch ausgelöst. Die öffentlichen Gesundheitsorganisationen in Europa und den USA gehen davon aus, dass die Salmonellose-Gefahr durch Fischereierzeugnisse als gering anzusehen ist (Reilly, 1998).

2.3.4.8 Humanpathogene Parasiten – Anisakis simplex

Parasitosen aus ungenügend erhitzten oder verarbeiteten Nahrungsmitteln stellen ein weltweites Gesundheitsproblem dar. Von häufigen Erkrankungen nach dem Verzehr von rohen oder schwach gegarten Fischen wird v.a. in Entwicklungsländern berichtet. Für den Menschen infektiöse Parasitenstadien finden sich in vielen Süß- und Salzwasserfischen. Mehr als 50 Helminthenarten bei Fischen und Schalentieren können beim Menschen Krankheiten verursachen. Epidemiologisch kommt aber die Mehrzahl der humanpathogenen Arten nur selten vor und verursacht nur wenige ernstzunehmende Erkrankungen. Bei einer Untersuchung an Plötzen (Rutilus rutilus) aus Berliner Gewässern zeigten insgesamt 64 % der Fische einen Befall mit Trematoden-Muskelmetazerkarien, von denen jedoch nur 3 Arten (Opisthorchis felineus, Metorchis bilis und Pseudamphistomum trunctatum) als Zoonoseerreger aus lebensmittelhygienischer Sicht relevant sind (Schuster et al., 2001). Neben den Cestoden und den Trematoden sind besonders Vertreter der Familie der Nematoden (Rundwürmer) häufig in Seefischen zu finden. Zu den Nematoden werden ca. 750 verschiedene Arten gezählt (Möller, 1988), die Fische als End- oder als Zwischenwirte besiedeln. Sie durchlaufen 5 Entwicklungsstadien mit 4 jeweils durch Häutungen getrennten Juvenilstadien in verschiedenen kleinen Krebstieren oder in planktonfressenden Fischen, wobei das dritte Larvenstadium für den Endwirt infektiös ist. Bei den Seefischen gehören die humanpathogenen Nematoden zur [Seite 44↓]Ordnung der Ascaroidea, Familie Anisakidae. Gesichert ist die Übertragbarkeit auf den Menschen für Anisakis spp., insbesondere fürdie am häufigsten vorkommende Art Anisakis simplex (Walwurm, Heringswurm),und Pseudoterranova decipiens (Robbenwurm, Kabeljauwurm). Biochemische Untersuchungen deuten darauf hin, dass sich unter der Bezeichnung Anisakis simplex mehrere, genetisch getrennte Formen oder Arten verbergen (Nascetti et al., 1986). Anisakis spp. haben kleine Wale wie Delphine zum Endwirt und können sich somit in allen Gewässern gleichmäßig verbreiten. Sie sind vor allem bei pelagischen, planktonfressenden Arten wie Hering, Wittling und Seelachs verbreitet. Die zweite Gattung mit der bisher einzigen bekannten Spezies Pseudoterranova decipiens benutzt Robben als Endwirt und ist daher eher in Fischen küstennaher Gewässer verbreitet. Der Lebenszyklus beider Arten ist ähnlich. Die warmblütigen Endwirte scheiden Eier in das Wasser aus, aus denen freischwimmende Larven schlüpfen. Diese werden von marinen Krustentierchen (Crustaceae) aufgenommen und entwickeln sich zu Typ 2- oder Typ 3-Larven weiter. Fische und Tintenfische, die sich von diesen Krebstierchen ernähren, dienen als Transportwirte. Auch Raubfische können von diesen Larven als weitere Zwischenwirte besiedelt werden. Erst bei Aufnahme der Larven durch die fischfressenden Endwirte erfolgt die Reifung zum geschlechtsreifen Wurm. Für Anisakis spp. gelten in erster Linie Leuchtgarnelen (Euphausiacea) als erster Zwischenwirt und Fische wie Heringe, die sich im Nordatlantik vorwiegend von diesen Tierchen ernähren, als zweiter Zwischenwirt (Möller, 1988).

Anisakis simplex und Pseudoterranova decipiens sind die Erreger der Anisakose des Menschen. Dabei ist der Mensch für beide Arten ein Fehlwirt. Eine Infektion erfolgt über den Verzehr von rohen oder nur leicht konservierten Lebensmitteln, z.B. Fischinnereien wie Leber und Rogen oder auch mild-gesalzenen Heringen oder kaltgeräucherten Fischprodukten. Nach dem Verzehr gelangen die präadulten Anisakis-Larvenstadien, in erster Linie die Larvenform L3 (Smith, 1999), in den Magen und können sich dort in die Magen- und Darmwand einbohren. Ihre Bohrbewegungen verursachen eosinophil infiltrierte Geschwüre oder hämorrhagische Läsionen, in seltenen Fällen kann auch die Leibeshöhle des Endwirtes besiedelt werden. Die Symptome der Anisakose sind akute Magenschmerzen, Übelkeit und Erbrechen (Feldmeier und Poggensee, 1991). Diese infektiösen Larven des Stadiums III sind weiß, 15 bis 30 mm lang und etwa 1 mm dick. Sie sind in der Regel spiralig aufgerollt, mit dem vorderen Ende nach [Seite 45↓]außen. Bei mikroskopischer Betrachtung weisen sie einen verdickten Ventrikel zwischen Ösophagus und Darm auf ohne blindsackartige Erweiterungen. Die Larven sind nicht in der Lage, sich im Menschen zu der adulten Form weiterzuentwickeln, so dass sie bald absterben. Akute Beschwerden können häufig innerhalb von 1 bis 2 Wochen abklingen. Eine Abtötung der Larven kann durch Erhitzen (über 55°C für 1 Minute) oder Tiefgefrieren bei -20°C für 24 Stunden (Erreichen der Kerntemperatur innerhalb von 12 Stunden) erfolgen.

Die Larven von Pseudoterranova decipiens sind gelblich bis rötlich braun gefärbt, länger und dicker als Anisakis und nicht aufgerollt. Morphologisch besitzen sie im Unterschied zu Anisakis einen nach vorne gerichteten Blindsack des Darmes, der am Ventrikel vorbeireicht (Olson et al., 1983; Möller, 1988). Pseudoterranova decipiens bohrt sich beim Menschen bevorzugt in die Magenwand ein, führt aber im allgemeinen nur zu geringen Beschwerden und ist gastroskopisch zu entfernen (Möller und Anders, 1983).

Verbreitung in den Gewässern, Verteilung und Migration im Fischkörper

In salzarmen Gewässern wie weiten Teilen der Ostsee sind primäre Infektionen von Fischen nicht möglich, da die Krebstierchen als Erstwirte auf eine Mindestsalinität angewiesen sind und Wale als Endwirte fehlen (Möller, 1988). Sofern aber bereits infizierte Fische in diese Gewässer ziehen, wie zum Beispiel Hering-Frühjahrslaicher aus der Nordsee (Münkner und Karl, 2000), können die Larven auch in dort heimische Raubfische wie den Zander wechseln. Feiler und Winkler (1981) berichteten allerdings über sporadische Nematodenfunde nur bei Zandern über 60 cm Körperlänge. Es konnte gezeigt werden, dass die Befallsrate einer Fischart vom Fanggebiet beeinflusst wird. So wies Khalil 1969 bei Heringen aus verschiedenen britischen Gewässern eine stark differierende Inzidenz von Anisakis-Larven zwischen 4 und 100 % auf. Auch in einer Untersuchung von Karl und Leinemann (1995) wurden bei Befallsraten von 84 bzw. 100 % stark unterschiedliche Befallsintensitäten zwischen Heringen aus westbritischen Gewässern und aus Nordseefängen festgestellt, wobei letztere bis zu 10fach höhere Nematodenzahlen in der Leibeshöhle aufwiesen.

Seefische aus Aquakulturen, die ausschließlich mit Fertigfutter ernährt werden, gelten allgemein als nematodenfrei (Howgate, 1998).


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Für den Menschen sind die Anisakis- und Pseudoterranova- Larven vor allem dann gefährlich, wenn sie aus der Leibeshöhle des Fisches in die Muskulatur übertreten und den verzehrsfähigen Anteil des Fisches kontaminieren, oder wenn kontaminierte Innereien des Fisches, z.B. geräucherte Rogen, verzehrt werden. Zahlreiche Untersuchungen wiesen Larven in der Muskulatur fangfrischer Fische nach. Dabei kann eine Besiedlung der Muskulatur schon zu Lebzeiten des Fisches erfolgen (Khalil, 1969). Bei den fangfrisch untersuchten Fischen findet sich der überwiegende Teil der Nematodenlarven in den Mesenterien der Bauchhöhle oder den Organen aufgelagert in einer dünnen bindegewebigen Kapsel. Im Falle eines Übertrittes von Anisakis-Larven in die Muskulatur wurden diese vor allem in der dünnen Bauchwandmuskulatur, die dem vorderen Teil der Leibeshöhle anliegt, nachgewiesen (Arthur et al., 1982; Herreras et al., 2000). So unterschieden Roepstorff et al. (1993) zwischen dem Anteil im Filet, den Bauchlappen und den Eingeweiden. Die von ihnen untersuchten Heringe (Clupea harengus) wiesen 2-3 % der insgesamt gefundenen Larven in den Bauchlappen und 0,6 bis 1,2 % im Filet auf. Darüber hinaus gibt es von Fischart zu Fischart starke Unterschiede im Anteil an Anisakis-Larven in der Muskulatur. So fanden sich bei fangfrischen Makrelen (Scomber scombrus) 10 % der Larven im Fischfleisch, beim Blauen Wittling (Micromesistius poutassou) lag der Anteil bei etwa 18 % und beim Wittling (Merlangius merlangus) bei rund 66 % (Smith, 1984). Für Seelachs (Pollachius virens) und Kabeljau (Gadus morhua) sind Befallsintensitäten in der Muskulatur von 0,4 % bzw. 3,2 % der Nematodengesamtzahl beschrieben, während Rotbarsch (Sebastes marinus) 12 % der Larven intramuskulär aufwies (Stromnes und Andersen, 1998). Bei pazifischen Wildlachsen betrug der Anteil der in den essbaren Anteilen aufgefundenen Anisakis-Larven sogar 87 % (Deardorff und Kent, 1989). Möller und Schröder (1987) stellten in einer Untersuchung mit verschiedenen Fischarten fest, dass Pseudoterranova im Vergleich zu Anisakis spp. noch wesentlich häufiger in der Muskulatur von Fischen zu finden ist.

Ob Larven nach dem Tode des Wirtsfisches in der Lage sind, gezielt aus den Eingeweiden in die Muskulatur zu wandern und somit zu einer signifikanten Erhöhung der Belastung essbarer Gewebeteile führen, ist umstritten.

Es wurde vor einiger Zeit die Hypothese aufgestellt, dass während der Lagerung von nicht ausgenommenen Fischen Nematoden aus der Bauchhöhle in das Filet einwandern können. Bei Fettfischen wie der Makrele konnte in einigen Studien auch [Seite 47↓]noch nach der Kalträucherung eine erhöhte Anzahl von Nematodenlarven in der Muskulatur nachgewiesen werden, was diese Hypothese unterstützen würde (Hauck, 1977; Smith, 1984). Auf der Basis solcher Ergebnisse wurde in § 4 der Fischhygiene-Verordnung das sofortige Ausnehmen vorgesehen. Publizierte Untersuchungen an unausgenommen und ausgenommen gelagerten Magerfischen jedoch belegten in keinem Fall eine Erhöhung der Larvenzahlen in der Muskulatur bei unausgenommen gelagerten Fischen. Es ergaben sich keine Anzeichen auf eine Wanderung von Anisakis-Larven aus den Eingeweiden in die umgebende Muskulatur, so dass bei Nematodenfunden in der Muskulatur von einem Übertritt der Larven schon vor dem Tod des Fisches ausgegangen wird (Arthur et al., 1982; Huss und Drewes, 1989; Roepstorff, et al., 1993; Herreras et al., 2000). Nach diesen Ergebnissen stellt ein unverzügliches Ausnehmen der Fische nach dem Fang in bezug auf die Nematoden keine risikomindernde Maßnahme dar.


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20.11.2003