Mikroorganismen in Lebensmitteln: Arten und Gefahren

Mikroorganismen sind mikroskopisch kleine Lebewesen beziehungsweise biologische Einheiten, die in unserer Umwelt weit verbreitet sind. Sie kommen beispielsweise in Wasser, Erde, Staub, auf Oberflächen und auf Lebensmitteln vor. In Gastronomie und Hotellerie spielen sie eine wichtige Rolle, denn sie können Lebensmittel herstellen helfen, Lebensmittel verderben oder Erkrankungen verursachen.

Welche Arten von Mikroorganismen gibt es?

Im Zusammenhang mit Lebensmitteln sind vor allem Bakterien, Hefen und Schimmelpilze von Bedeutung. Darüber hinaus können Viren und bestimmte Parasiten über Lebensmittel übertragen werden. Viren gelten biologisch nicht als Lebewesen im engeren Sinn, sind für die Lebensmittelhygiene aber trotzdem wichtig. Man unterscheidet zwischen erwünschten Mikroorganismen, Verderbniserregern und krankmachenden Mikroorganismen. Manche Arten können je nach Situation sowohl nützlich als auch unerwünscht sein.

Bakterien

Bakterien sind einzellige Mikroorganismen. Viele vermehren sich durch Zellteilung: Aus einer Zelle entstehen zwei Tochterzellen. Unter günstigen Bedingungen kann sich ihre Anzahl dadurch schnell erhöhen. Einige Bakterien sind für die Lebensmittelherstellung erwünscht, beispielsweise Milchsäurebakterien bei der Herstellung von Joghurt und Käse. Andere können Lebensmittel verderben oder Krankheiten verursachen.

Wichtige Bakterien in der Lebensmittelhygiene

Salmonellen

Salmonellen können Magen-Darm-Erkrankungen verursachen. Sie können unter anderem über kontaminierte Eier, Geflügel, Fleisch und andere Lebensmittel übertragen werden. Eine Verbreitung über Hände, Arbeitsflächen und Küchenutensilien ist ebenfalls möglich.

Campylobacter

Campylobacter sind wichtige Erreger bakterieller Darminfektionen. Eine häufige Infektionsquelle ist rohes oder unzureichend gegartes Geflügel. Durch getrennte Arbeitsbereiche und gründliches Erhitzen lässt sich das Risiko reduzieren.

Staphylokokken

Bestimmte Staphylokokken kommen auf der Haut und im Nasen-Rachen-Raum von Menschen vor. Gelangen sie auf geeignete Lebensmittel und können sich dort vermehren, können sie Giftstoffe bilden. Manche dieser Toxine sind hitzestabil.

Listerien

Listerien können in verschiedenen Lebensmitteln vorkommen und sich unter bestimmten Bedingungen auch bei Kühlschranktemperaturen vermehren. Besonders gefährdet sind Schwangere, ältere Menschen und Personen mit geschwächtem Immunsystem.

Clostridium botulinum

Dieses Bakterium kann unter geeigneten Bedingungen das hochgefährliche Botulinumtoxin bilden. Es kommt in der Umwelt vor und kann widerstandsfähige Sporen bilden. Besonders wichtig sind geeignete Verfahren bei der Herstellung und Lagerung von Konserven und anderen haltbar gemachten Lebensmitteln.

Fäulnisbakterien

Diese Bakterien bauen organische Bestandteile ab und können beispielsweise bei Fleisch, Fisch oder anderen eiweißreichen Lebensmitteln zu Fäulnis führen. Dabei entstehen oft unangenehme Gerüche und Veränderungen der Konsistenz.

Hefen

Hefen sind einzellige Pilze. Sie vermehren sich häufig durch Sprossung, bei der sich an einer Mutterzelle eine neue Zelle bildet. Bestimmte Hefen werden gezielt zur Herstellung von Lebensmitteln eingesetzt. Bei der alkoholischen Gärung wandeln sie Zucker in Alkohol und Kohlendioxid um. Dieser Prozess ist beispielsweise für die Herstellung von Bier und Wein sowie für das Aufgehen von Hefeteig wichtig.

Unerwünschte Hefen können dagegen Lebensmittel verderben. Typische Anzeichen sind Gasbildung, Gärgeruch oder Veränderungen von Geschmack und Konsistenz. Besonders zuckerhaltige Lebensmittel wie Fruchtsäfte können betroffen sein.

Schimmelpilze

Schimmelpilze bestehen aus Pilzfäden, die ein Geflecht bilden können. Sie verbreiten sich über Sporen, die beispielsweise durch die Luft auf Lebensmittel gelangen.

Schimmelpilze wachsen auf unterschiedlichen Lebensmitteln. Einige benötigen relativ viel Feuchtigkeit, andere können auch vergleichsweise trockene Produkte befallen.

Manche Schimmelpilze werden gezielt zur Herstellung bestimmter Käsesorten eingesetzt. Andere können gesundheitsschädliche Stoffwechselprodukte bilden, die als Mykotoxine bezeichnet werden.

Ein Beispiel sind hier Aflatoxine, die unter anderem bei bestimmten Schimmelpilzen auf Nüssen und Getreide entstehen können.

Verschimmelte weiche oder wasserreiche Lebensmittel wie Brot, Marmelade, Obst und Milchprodukte müssen in der Regel vollständig entsorgt werden. Es reicht nicht aus, nur die sichtbare Schimmelstelle zu entfernen, weil sich der Befall weiter ausgebreitet haben kann. Bei speziell hergestellten und gereiften Produkten muss die Beurteilung dagegen produktbezogen erfolgen.

Viren und Parasiten

Auch Viren und Parasiten können über Lebensmittel Krankheiten auslösen.

Noroviren können beispielsweise über verunreinigte Lebensmittel, Wasser oder infizierte Personen übertragen werden. Eine sorgfältige Händehygiene und der hygienische Umgang mit verzehrfertigen Speisen sind deshalb besonders wichtig.

Bestimmte Parasiten können über rohe oder unzureichend behandelte tierische Lebensmittel übertragen werden. Welche Maßnahmen erforderlich sind, hängt vom jeweiligen Erreger und Lebensmittel ab.

Viren vermehren sich nicht selbstständig in Lebensmitteln wie Bakterien. Sie benötigen geeignete Wirtszellen. Lebensmittel können sie jedoch übertragen und damit eine Infektion ermöglichen.

Erwünschte und unerwünschte Mikrobentätigkeit

Mikroorganismen sind nicht grundsätzlich schädlich. In der Lebensmittelherstellung werden ihre Eigenschaften gezielt genutzt.

Mikrobengruppe	Erwünschte Tätigkeit	Unerwünschte Tätigkeit
Milchsäurebakterien	Herstellung von Joghurt, Käse und fermentiertem Gemüse	unerwünschte Säuerung und Verderb
Hefen	Herstellung von Brot, Bier und Wein	unerwünschte Gärung und Gasbildung
Edelschimmelpilze	Reifung bestimmter Käsesorten	Schimmelbefall und mögliche Bildung von Mykotoxinen
Verderbniserregende Bakterien	keine gezielte Nutzung im betroffenen Prozess	Fäulnis und andere Veränderungen

Ob eine mikrobielle Aktivität erwünscht ist, hängt von der Art des Mikroorganismus und vom jeweiligen Herstellungsprozess ab.

Lebensmittelinfektion und Lebensmittelvergiftung

Lebensmittelbedingte Erkrankungen entstehen, wenn Krankheitserreger oder deren Giftstoffe über Lebensmittel aufgenommen werden.

Lebensmittelinfektion

Bei einer Lebensmittelinfektion werden lebende Krankheitserreger aufgenommen, die im Körper eine Infektion auslösen. Beispiele sind Infektionen durch Salmonellen oder Campylobacter. Mögliche Beschwerden sind Durchfall, Bauchschmerzen, Übelkeit, Erbrechen und Fieber. Welche Symptome auftreten und wie schnell sie beginnen, hängt vom Erreger ab.

Lebensmittelintoxikation

Bei einer Lebensmittelintoxikation werden Giftstoffe aufgenommen, die bereits im Lebensmittel gebildet wurden. Ein Beispiel sind bestimmte Giftstoffe von Staphylokokken. Auch Botulinumtoxin kann schwere Erkrankungen verursachen.

Manche dieser Giftstoffe sind hitzestabil. Ein späteres Erhitzen macht ein unsachgemäß behandeltes Lebensmittel daher nicht automatisch wieder sicher. Im allgemeinen Sprachgebrauch werden beide Formen häufig als Lebensmittelvergiftung bezeichnet. Fachlich ist die Unterscheidung wichtig, weil sich Ursachen und Vorbeugungsmaßnahmen unterscheiden können.

Toxine: Exotoxine und Endotoxine

Toxine sind Giftstoffe, die von bestimmten Mikroorganismen gebildet werden oder Bestandteile bestimmter Bakterien sind.

• Exotoxine werden von Bakterien ausgeschieden oder freigesetzt. Einige können bereits im Lebensmittel entstehen und beim Verzehr eine Vergiftung verursachen.
• Endotoxine sind Bestandteile der äußeren Membran bestimmter gramnegativer Bakterien und können bei ihrer Freisetzung Entzündungsreaktionen auslösen.

Für die Lebensmittelhygiene sind insbesondere solche Giftstoffe relevant, die bereits im Lebensmittel entstehen und durch gewöhnliches Erhitzen nicht zuverlässig unschädlich gemacht werden.

Dauerausscheider

Als Dauerausscheider bezeichnet man Personen, die bestimmte Krankheitserreger über längere Zeit ausscheiden, ohne selbst erkennbare Krankheitssymptome zu haben. Dadurch können Erreger auf andere Personen oder Lebensmittel übertragen werden. Für Beschäftigte im Lebensmittelbereich gelten besondere Hygiene- und Meldepflichten. Bei relevanten Krankheitssymptomen müssen die betrieblichen Vorgaben und gesetzlichen Bestimmungen beachtet werden.

Die fünf wichtigsten Lebensbedingungen von Mikroorganismen

Ob Mikroorganismen wachsen und sich vermehren können, hängt von verschiedenen Umweltfaktoren ab. Besonders wichtig sind Nahrung, Temperatur, pH-Wert, Wasserverfügbarkeit und Sauerstoff.

1. Nahrung

Mikroorganismen benötigen Nährstoffe für ihren Stoffwechsel und ihr Wachstum. Viele Lebensmittel enthalten geeignete Nährstoffe:

• Eiweißreiche Lebensmittel: Fleisch, Fisch, Eier und Milchprodukte.
• Zuckerreiche Lebensmittel: Fruchtsäfte, Kompott und süße Speisen.
• Fettreiche Lebensmittel: Butter, Öle und andere fetthaltige Produkte.

Welche Lebensmittel für einen bestimmten Mikroorganismus besonders geeignet sind, hängt von dessen Eigenschaften ab.

2. Temperatur

Die Temperatur beeinflusst die Geschwindigkeit des mikrobiellen Wachstums. Viele lebensmittelrelevante Bakterien vermehren sich bei mäßig warmen Temperaturen besonders schnell.

Als wichtige Orientierungswerte gelten:

• Tiefkühlung bei etwa −18 °C: hemmt mikrobielle Vorgänge stark, tötet aber nicht alle Krankheitserreger ab.
• Kühlung: verlangsamt das Wachstum vieler Mikroorganismen. Einige Arten können sich auch bei Kühlschranktemperaturen vermehren.
• Mäßig warme Temperaturen: begünstigen bei vielen Bakterien eine schnelle Vermehrung.
• Ausreichendes Erhitzen: kann viele Krankheitserreger abtöten oder deutlich reduzieren.

Eine häufig verwendete Orientierung ist, Lebensmittel an allen Stellen mindestens 70 °C für zwei Minuten zu erhitzen, um viele Krankheitserreger abzutöten. Dies ist keine universelle Garantie gegen alle Mikroorganismen, Sporen oder bereits gebildeten Giftstoffe.

3. pH-Wert

Der pH-Wert beschreibt, wie sauer oder basisch eine wässrige Lösung ist.

• pH-Wert unter 7: sauer
• pH-Wert 7: neutral
• pH-Wert über 7: basisch

Viele krankmachende und verderbniserregende Bakterien wachsen in einem annähernd neutralen Milieu besonders gut. Ein niedriger pH-Wert kann das Wachstum vieler Bakterien hemmen. Hefen und Schimmelpilze können dagegen häufig auch unter sauren Bedingungen wachsen.

Deshalb kann das Ansäuern von Lebensmitteln zur Haltbarmachung beitragen. Es ersetzt jedoch nicht automatisch alle anderen Hygienemaßnahmen.

4. Feuchtigkeit und Wasseraktivität

Mikroorganismen benötigen Wasser für ihre Stoffwechselprozesse. Entscheidend ist nicht nur, wie viel Wasser ein Lebensmittel insgesamt enthält, sondern wie viel davon verfügbar ist.

Diese Wasserverfügbarkeit wird durch den Wasseraktivitätswert (aw-Wert) beschrieben. Er liegt zwischen 0 und 1.

• aw = 1: sehr hohe Wasserverfügbarkeit, beispielsweise bei reinem Wasser.
• Niedriger aw-Wert: weniger verfügbares Wasser, wodurch das Wachstum vieler Mikroorganismen erschwert wird.

Trocknen, Salzen und Zuckern können die Wasseraktivität senken und damit die Haltbarkeit verlängern. Manche Mikroorganismen können allerdings auch bei relativ niedriger Wasseraktivität überleben.

5. Sauerstoff

Mikroorganismen unterscheiden sich darin, ob sie Sauerstoff benötigen.

Gruppe	Verhalten gegenüber Sauerstoff	Beispiele
Aerobe Mikroorganismen	Benötigen Sauerstoff für ihr Wachstum.	Viele Schimmelpilze
Anaerobe Mikroorganismen	Wachsen ohne Sauerstoff.	Clostridium botulinum
Fakultativ anaerobe Mikroorganismen	Können mit und ohne Sauerstoff wachsen.	Viele Hefen und zahlreiche Bakterien

Die Sauerstoffverfügbarkeit ist bei der Lagerung und Verpackung von Lebensmitteln wichtig. Eine Verpackung ohne Sauerstoff macht ein Lebensmittel nicht automatisch sicher. Unter bestimmten Bedingungen können sich gerade anaerobe Krankheitserreger vermehren.

Wie vermehren sich Bakterien?

Viele Bakterien vermehren sich durch Zellteilung. Dabei entsteht aus einer Zelle zunächst eine zweite. Unter günstigen Bedingungen kann sich die Anzahl dadurch innerhalb kurzer Zeit vervielfachen.

Wie schnell das geschieht, hängt unter anderem von der Bakterienart, der Temperatur, dem Nährstoffangebot, der Wasserverfügbarkeit und dem pH-Wert ab. Eine feste Verdopplungszeit gilt daher nicht für alle Bakterien. Einige Bakterien bilden widerstandsfähige Sporen. Diese können ungünstige Bedingungen überstehen und später wieder auskeimen, wenn die Umweltbedingungen geeignet sind. Deshalb reichen gewöhnliche Erhitzungsverfahren nicht bei allen Lebensmitteln aus, um eine sichere Haltbarkeit zu gewährleisten.

Legionellen und Wasserhygiene

Legionellen sind Bakterien, die in natürlichen und technischen Wassersystemen vorkommen können. Sie vermehren sich unter bestimmten Bedingungen in Wasseranlagen und können über feinste Wassertröpfchen eingeatmet werden. Eine Infektion kann beispielsweise beim Duschen oder über bestimmte technische Anlagen erfolgen. Legionellen sind deshalb vor allem ein Thema der Wasserhygiene und nicht der üblichen Lebensmittelübertragung.

In Hotels und gastronomischen Betrieben sind eine fachgerechte Planung, Wartung und Kontrolle relevanter Trinkwasserinstallationen wichtig, um Risiken zu reduzieren.

Wie lassen sich Risiken durch Mikroorganismen vermeiden?

In Gastronomie und Hotellerie sind folgende Maßnahmen besonders wichtig:

1. Lebensmittel bei den vorgeschriebenen Temperaturen lagern.
2. Kühlketten einhalten und empfindliche Lebensmittel nicht unnötig lange ungekühlt stehen lassen.
3. Rohe und verzehrfertige Lebensmittel getrennt verarbeiten.
4. Hände, Arbeitsflächen und Küchengeräte gründlich reinigen.
5. Speisen ausreichend erhitzen und warmzuhaltende Gerichte sicher heiß halten.
6. Gegarte Speisen, die gekühlt gelagert werden sollen, zügig abkühlen.
7. Lebensmittel vor Staub, Schmutz, Schädlingen und anderen Verunreinigungen schützen.
8. Verdorbene oder möglicherweise unsichere Lebensmittel nicht mehr verwenden.

Fazit:

Mikroorganismen sind in der Lebensmittelwelt allgegenwärtig. Einige werden gezielt zur Herstellung von Lebensmitteln eingesetzt, andere verursachen Verderb oder können Erkrankungen auslösen. Ihr Wachstum hängt von Faktoren wie Temperatur, Nährstoffen, Wasserverfügbarkeit, pH-Wert und Sauerstoff ab.

Wer diese Zusammenhänge kennt, kann Risiken besser einschätzen und geeignete Hygienemaßnahmen anwenden.

Merke: Nicht alle Mikroorganismen sind schädlich. Krankheitserreger und ihre Giftstoffe lassen sich jedoch nicht immer sehen, riechen oder schmecken. Deshalb ist eine konsequente Lebensmittelhygiene unverzichtbar.