Differenzierung von probiotischen und ubiquitären Milchsäurebakterien und aeroben Sporenbildnern aus Futtermitteln mittels FTIR-Spektroskopie

• Erweiterung der bestehenden FT-IR-Datenbank der TU München zur Differenzierung von Bacillus-Isolaten aus Futtermitteln
• Schaffung einer FT-IR-Datenbank zur sicheren Stammdifferenzierung zwischen probiotischen und ubiquitären Stämmen der Spezies B. subtilis und B. licheniformis
• Art- und Stammtypisierungen der probiotischen B. subtilis- und B. licheniformis-Stämme mittels molekularbiologischer und biochemischer Referenzmethoden
• Erweiterung des bestehenden KNN (künstlichen neuronalen Netzes) der FT-IR-Datenbank der TU München um probiotische Milchsäurebakterien der Spezies Enterococcus faecium, Lactobacillus rhamnosus und Pediococcus acidilactici zur Stammdifferenzierung
• Art- und Stammtypisierungen probiotischer Milchsäurebakterien mittels molekularbiologischer und biochemischer Referenzmethoden

Probiotische Bazillusstämme der Spezies B. subtilis und B. licheniformis können mit hoher Präzision mittels FT-IR-Spektroskopie ohne die zusätzliche Nutzung eines künstlichen neuronalen Netzes von ubiquitären Bazillusstämmen sicher getrennt werden. Auch lassen sich die beiden B. subtilis-Stämme DSM 5750 aus Bioplus 2B und DSM 15544 aus Calsporin mittels FT-IR-Spektroskopie sicher voneinander unterscheiden. Hingegen sind die probiotischen Stämme DSM 5750 (Bioplus 2B) und DSM 17299 (GalliPro) sowohl molekularbiologisch, biochemisch als auch im FT-IR-Spekrum völlig identisch. Das häufig beobachtete Phänomen der kulturmorphologischen Aufspaltung probiotischer B. subtilis-Stämme in typische und atypische Kolonieformen bestätigt sich in einer deutlichen fast vollständig separierten Clusterbildung bei der FT-IR-spektroskopischen Untersuchung. Molekularbiologisch und biochemisch sind typische und atypische B. subtilis-Kolonien hingegen vollständig identisch.

Ebenso lässt sich der probiotische B. licheniformis-Stamm DSM 5749 (Bioplus 2B) zuverlässig mittels FT-IR-Spektroskopie von ubiquitär in Futtermitteln vorkommenden Stämmen trennen. Nach der erfolgreichen Etablierung einer Datenbank zur eindeutigen Stammdifferenzierung von B. cereus ist nun eine umfassende Diagnostik aerober Sporenbildner in Futtermitteln möglich geworden, die besonders in der amtlichen Futtermittelkontrolle ihren Einsatz findet.

Schwieriger, aber mit ähnlich gutem Erfolg konnten die verschiedenen probiotischen Milchsäurebakterienstämme in das bereits vorhandene KNN integriert werden. Eine Differenzierung der probiotischen und ubiquitären Stämme von E. faecium und L. rhamnosus gelang mit einer Genauigketi von 100 %. Auch war bei den Enterokokken die Differenzierung der probiotischen Stämme untereinander mit Ausnahme der beiden NCIMB-Stämme (10415 und 11181) gut möglich.

Somit steht der Futtermittelanalytik eine wirkungsvolle, schnelle und preiswerte Methode zur Verfügung, mit der sich mit hoher Zuverlässigkeit mikrobiologische Stammanalysen durchführen lassen. Die verwendeten Referenzdatenbanken sind offene Systeme und können jederzeit mit weiteren Isolaten erweitert werden, was eine kontinuierliche Weiterentwicklung der Technik ermöglicht.