Untersuchungen zur Anwendbarkeit eines integrierten Nachweissystems für Penicillin-Rückstände in Kuhmilch und Ziegenmilch

Doctoral thesis German OPEN
Kress, Claudia (2010)
  • Publisher: FB 10 - Veterinärmedizin. Veterinärmedizin
  • Subject: Agriculture
    • ddc: ddc:630
    mesheuropmc: polycyclic compounds

In der vorliegenden Arbeit wurde die Anwendbarkeit eines integrierten Nachweissystems für Penicillin-Rückstände in Kuhmilch und Ziegenmilch überprüft. Der zweite Schwerpunkt dieser Arbeit lag auf der Hemmstoffbelastung von Ziegenmilch, d.h. es sollte ein Überblick über die Belastung der in Hessen produzierten Ziegenmilch mit Penicillin-Rückständen gewonnen werden. Die „Kernmethode“ des integrierten Nachweissystems für Penicillin-Rückstände in Kuhmilch und Ziegenmilch ist ein gruppenspezifischer Enzymimmuntest (EIA) zum Nachweis von Penicillinen. Durch die Herstellung eines optimierten markierten Antigens (Enzymkonjugat) konnte der Messbereich des Testsystems und somit auch die Nachweisgrenze optimiert werden. Die 50%–Dosis für Penicillin G betrug 0,5–1,5 ng/ml, die Nachweisgrenze lag bei 0,3 ng/ml. Der Test erfasst Penicillin G deutlich unterhalb des vorgeschriebenen Höchstwertes von 4 μg/kg und weist eine breite Gruppenspezifität für alle relevanten Penicilline auf. Als weitere methodische Bestandteile des integrierten Nachweissystems wurden für ß-lactam- Antibiotika mikrobiologische Hemmstofftests und gruppenspezifische qualitative Rezeptortests eingesetzt, im Bedarfsfall kamen weitere Enzymimmuntests für andere Antiinfektiva zu Einsatz. Während eines Untersuchungszeitraumes von über vier Jahren (10/2001-12/2005) konnten in 69 von 79 (87,3 %) hemmstoffpositiven Kuhmilchproben entweder Penicillin- oder Cephalosporin-Rückstände nachgewiesen werden. Penicillin G wurde in 61 der 79 untersuchten Milchproben identifiziert (77,2 %). Somit ist Penicillin G immer noch der am häufigsten nachgewiesene Hemmstoff in Milch. Die Rückstandskonzentration lag zumeist im Bereich des ein- bis zweifachen MRL (4 ng/ml). In einzelnen Fällen wurden aber auch Gehalte über 100 ng Penicillin G/ml festgestellt. In acht der 79 Proben (10,1 %) konnten Cephalosporine nachgewiesen werden. Die Untersuchung von Ziegenmilch mittels eines integrierten Nachweissystems ist ebenfalls möglich. Hierzu müssen jedoch geeignete Methodenkombinationen ausgewählt werden, da sich nicht alle Testsysteme zur Untersuchung von Ziegenmilch eignen. In der vorliegenden Arbeit wurden die Enzymimmuntests zum Nachweis von Penicillin G und seinem Metaboliten Benzylpenicilloylsäure (BPO) in Ziegenmilch modifiziert und etabliert. Mittels dieser, für die Untersuchung von Ziegenmilch sehr gut geeigneten Testsysteme (Nachweisgrenze von 0,37 ng Penicillin G/ml) wurden insgesamt 577 Ziegenmilchproben (Einzelgemelke) aus 13 mittel- und nordhessischen Betrieben untersucht. Neun Proben (1,56 %) waren mit Penicillin G kontaminiert. Bei zwei Proben (0,35 %) lag der Gehalt an Penicillin G über dem MRL von 4 ng/ml. Somit ist die Belastung der Ziegenmilch mit Penicillin-Rückständen insgesamt zwar gering, trotzdem aber dennoch in einer nicht als unerheblich anzusehenden Häufigkeit. The present study describes experiences with an identification and quantification program for penicillin-residues in cow´s milk and in goat´s milk. Additionally, a survey on the occurrence of penicillin residues in goat´s milk was performed. To identify and quantify betalactam antibiotics in inhibitor-positive milk samples, a combination of microbiological inhibitor tests, receptor tests, and enzyme immunoassays (EIA) is used in a step-by-step analysis. A generic EIA for penicillins with improved sensitivity (50% dose concentration for penicillin G 0.5–1.5 ng/ml, detection limit 0.3 ng/ml) was the core method of the program. By this test, penicillin G is detected well below the maximum residue limit (MRL) of 4 μg/kg. The EIA has broad cross-reactivity with all ßetalactam antibiotics which are regulated by MRL´s. Further EIAs (isoxazolyl penicillins, cephalosporins) could be employed in this program if necessary. During the period of four years (10/2001-12/2005), most of the violative milk samples under study contained penicillin or cephalosporin residues (n =79, 87.3 %). In most cases (77.2 %) penicillin G could be identified. This indicates that penicillin G is still the predominant antibiotic responsible for violative bulk tank milk samples. In most of our results, residue levels were close to the MRL value (4 ng/ml), but some samples contained more than 100 ng penicillin G/ml. The second most frequently identified compound were cephalosporins (10.1 %). The identification and quantification of antibiotic residues in goat´s milk by the presented multimethod strategy is also possible. As only some of the existing antibiotic screening tests are applicable for the analysis of goat´s milk, suitable combinations of tests must be selected for the analysis of goat´s milk. In the present study the generic EIA for penicillins and, to indirectly confirm the presence of penicillin G, an EIA specifically detecting penicillin G metabolites (benzylpenicilloyl metabolites, BPO) were used. A total of 577 milk samples from 13 goat milk farms were analysed with these high sensitive EIAs (detection limit 0.37 ng penicillin G/ml). Nine samples (1.56 %) contained penicillin G, at concentrations exceeding the MRL value (4 μg/kg) in two samples. Compared with about 0.1 % violative cow´s bulk tank milk samples as detected during regulary control over the last years, the frequency of occurrence of antimicrobial residues in goat´s milk is at least at the same level.
Share - Bookmark