Mehr als ein Fünftel aller Lebensmittel wird weggeworfen. Darunter auch Fleisch, denn gerade Rindfleisch verdirbt schnell, weil es einen idealen Nährboden bietet für bakterielle Verderbserreger. Um den Verderb bei Fleisch zu reduzieren, wird es neben hygienischen Gründen in Schutzgas verpackt. Im Rahmen seiner Doktorarbeit an der TU München untersuchte der Molekularbiologe Maik Hilgarth die Mikrobiota von schutzgasverpacktem Rindfleisch und fand ein Verfahren, solche Bakterien gezielt zu nutzen und Verderbsprozesse in mit Schutzgas verpacktem Fleisch zu verzögern: «Ich achte auf bestimmte erkennbare Veränderungen, unabhängig vom Datum. Denn auch nach dessen Ablauf ist das Fleisch oft noch einwandfrei.“

Im Rahmen seiner Doktorarbeit untersuchte und identifizierte Maik Hilgarth eine Vielzahl von Keimen: Hunderte von Fleischpackungen lieferten etwa 25.000 Isolate, die er auf geeigneten Nährböden kultivierte und darin die typischen Fleischverderber aufspürte. Die verdächtigen Bakterien kultivieren die Forscher üblicherweise bei 25 °C oder höher. Doch im Kühlschrank herrschen tiefere Temperaturen. Hier können Organismen wachsen, die bei hohen Temperaturen nicht nachweisbar sind. Deshalb entwickelte Hilgarth ein Isolationsverfahren bei 15 °C, mit einem besonderen Nährmedium, und entdeckte so bisher unbekannte Photobakterien, die auf Rindfleisch allgegenwärtig sind, die er aber auch auf Schweine- und Hähnchenfleisch nachweisen konnte. Diese leuchtenden Bakterien kannte man bisher nur aus der Tiefsee, wo die Wassertemperatur ähnlich niedrig ist wie im Kühlschrank.

Welche Bakterien wachsen wann, in welchem Stadium des Verderbs? Hilgarth bestimmte mit einem speziellen Massenspektrometrie-Verfahren eine Art Fingerabdruck des Proteoms, also aller Proteine der jeweiligen Bakterien. Er beimpfte Fleischproben gezielt mit ausgewählten Bakterien, um deren Wachstum zu verfolgen. Dabei setzten sich bestimmte Milchsäurebakterien auffällig gegen alle sechs in verschiedenen Versuchen daneben aufgebrachten, um die Nährstoffe konkurrierenden Bakterien durch; sie unterdrückten das Wachstum anderer Bakterien, die zu einem vorzeitigen Verderb des Fleisches und teilweise auch zu einer Gesundheitsgefährdung führen können. Diese „guten“ Bakterien selbst liessen das Rindfleisch eher unauffällig reifen.

Aus diesen Forschungsergebnissen entwickelte Hilgarth den Ansatz für ein Verfahren, bei dem solche Bakterien gleich nach dem Schlachten auf das Fleisch aufgebracht werden könnten und so anschliessend verpacktes Fleisch gezielt auf natürliche Weise vor dem vorzeitigen Verderb schützen könnten – indem sie die „böse“ Konkurrenz gezielt unterdrücken. Diese Methode soll jetzt in einer Kooperation mit einem Unternehmen erprobt werden. Für seine Arbeiten zur Verbesserung der Lebensmittelsicherheit erhielt Hilgarth den Stockmeyer Wissenschaftspreis 2019. (Text: Heinrich-Stockmeyer-Stiftung, www.heinrich-stockmeyer-stiftung.de)
(gb)