Optimierung von Desinfektionsverfahren in Verpflegungs- und Betreuungseinrichtungen der Bundeswehr im Hinblick auf die Bacillus cereus- Belastung von Oberflächen und Lebensmitteln

Abstract

Routinemäßig durchgeführte epidemiologische Untersuchungen bei gehäuft auftretenden gastrointenstinalen Symptomatiken im Bereich der Bundeswehr liefern wertvolle Daten über die Prävalenz B. cereus-bedingter Erkrankungen. B. cereus dominiert bei weiterhin deutlich steigender Bedeutung als Verursacher lebensmittelbedingter Erkrankungen in der Bundeswehr. Die in den Jahren 1999 und 2000 routinemäßig durchgeführten mikrobiologischen Oberflächenuntersuchungen in 183 Verpflegungseinrichtungen der ehemaligen Wehrbereiche III und IV (diese umfassen die Bundesländer Nordrhein-Westfalen, Hessen, Rheinland-Pfalz und das Saarland) sind im Hinblick auf die B. cereus- Prävalenz auf Oberflächen und Bedarfsgegenständen ausgewertet worden. Weitere Untersuchungen sollten die sporozide Wirkung von Wofasteril® E400 / alcapur® und dem standardmäßig in Bundeswehrküchen verwendeten Desinfektionsmittel Tego 2000® vergleichend darstellen. Der qualitative Suspensionstest nach DVG-Methodik, bei dem unterschiedliche Desinfektionsmittelkonzentrationen auf eine Sporensuspension mit und ohne Eiweißbelastung einwirkten, wurde anhand einer durch Vermehrung überlebender Keime bedingten Trübung in einer Nährbouillon ausgewertet. So wurde ermittelt, inwieweit eine Wirksamkeit im Sinne der Abtötung aller eingesetzten Sporen (1,0 x 107 KbE) unter bestimmten Konzentrations-Zeit-Bedingungen vorliegt. Beim quantitativen Suspensionstest wurde die sporozide Wirkung durch die Reduktion der Keimzahl infolge der Einwirkung des Desinfektionsmittels nachgewiesen. Auch hier wirkten verschiedene Konzentrationen der Desinfektionsmittel in einem Reaktionsgefäß auf Sporen von B. cereus ein. Mit Sporensuspension beimpfte Keimträger aus V2A-Stahl und Polyethylen, welche in Küchen üblicherweise zu desinfizierende Materialien darstellen, sind ebenfalls einer quantitativen Desinfektionsmittelprüfung mit unterschiedlichen Konzentrationen der zu prüfenden Präparate unterzogen worden. Im Feldversuch sind insgesamt 700 Oberflächenproben von Bedarfsgegenständen in sieben Verpflegungseinrichtungen vor bzw. nach der Desinfektion auf das Vorhandensein von B. cereus untersucht worden. In den Verpflegungseinrichtungen der Bundeswehr zeigten die routinemäßigen Untersuchungen aus den Jahren 1999 und 2000, dass die Belastung der Oberflächen mit B. cereus mit 14 % positiver Proben (n=4412) hoch ist. In diesen Einrichtungen werden Amphotenside zur Desinfektion verwendet. Bei den durchgeführten Suspensionstests zeigte Tego 2000® keine sporozide Wirkung auf einen B. cereus-Teststamm. Das alternativ getestete Desinfektionsverfahren auf Peressigsäurebasis (Wofasteril® E400/ alcapur®) wirkte selbst unter Eiweißbelastung sporozid. Weitergehende praxisnahe Untersuchungen mit Keimträgern aus V2A-Stahl bzw. PE ergaben, dass Wofasteril® E400 / alcapur® bei einer Konzentration von 0,25% und einer Einwirkzeit von 30 min bei 20°C die Zahl der eingesetzten B. cereus-Sporen um etwa 5 lg KbE- Stufen zu reduzieren vermochte. Bei Verwendung von Tego 2000® in der für den belasteten Bereich empfohlenen Konzentration von 1% konnte im Keimträgertest keine Reduktion der Sporenzahl festgestellt werden, womit die Ergebnisse der Suspensionstests im praxisnahen Ansatz bestätigt wurden. Im Feldversuch konnte ein signifikanter Unterschied zwischen der sporoziden Wirkung von Tego 2000® und der von Wofasteril E400® / alcapur® belegt werden. Die Verwendung von Wofasteril® E400 / alcapur® unter Praxisbedingungen führte zu einer deutlich stärkeren Reduktion der B. cereus-Prävalenz als die vergleichsweise geprüfte Anwendung von Tego 2000®. Anhand des ermittelten Wertes für die Relative Effektivität wird deutlich, dass die sporozide Wirkung von Wofasteril® E400 / alcapur® unter Berücksichtigung der tatsächlichen Ausgangsprävalenz von B. cereus auf Oberflächen und Bedarfsgegenständen als 6,25-mal effektiver zu bewerten ist als die von Tego 2000®. Die ermittelte B. cereus-Prävalenz auf den Oberflächen der Verpflegungseinrichtungen im Zusammenhang mit der beschriebenen Häufigkeit B. cereus-bedingter Erkrankungen in der Gemeinschaftsverpflegung der Bundeswehr deutet darauf hin, dass dem Risiko der Kontamination von Lebensmitteln über belastete Flächen eine große Bedeutung zukommt. Es lag nahe, diese hohe Prävalenz durch die Auswahl eines geeigneten Desinfektionsmittels zu reduzieren. Die Durchführung von Desinfektionsmittelprüfungen und die Bewertung ihrer Ergebnisse sind aufgrund fehlender Normen für die Prüfung chemischer Desinfektionsmittel auf ihre sporozide Wirkung erschwert. In Anlehnung an bestehende Normen für die Wirksamkeitsprüfung von Desinfektionsmitteln auf vegetative Keime wurden Methoden modifiziert und ein Reduktionsfaktor von mindestens 3 lg KbE im quantitativen Suspensionstest sowie im Keimträgertest als Beleg für eine vorhandene sporozide Wirkung gefordert. Da die Resultate von Laboruntersuchungen aufgrund unterschiedlichster Einflussfaktoren unter Feldbedingungen nicht unbedingt auf die Praxis übertragbar sind, wurde zur Sporozidie-Prüfung der Desinfektionsmittel ein Feldversuch im vorgesehenen Anwendungsbereich durchgeführt. Trotz fehlender sporozider Wirkung des in Bundeswehrküchen üblicherweise eingesetzten Desinfektionsmittels sind bei Anwendungempfehlungen andere Auswahlkriterien wie Unbedenklichkeit für Mensch und Umwelt und die Aspekte der Arbeitssicherheit einzubeziehen. Eine ausschließliche Verwendung von Wofasteril® E400 / alcapur® in Verpflegungs-einrichtungen wird deshalb nicht grundsätzlich befürwortet. Vielmehr sollte die gute sporozide Wirkung von Peressigsäure gezielt genutzt werden, v.a. im Falle behördlich angeordneter Entseuchungen im Zusammenhang mit einer B. cereus-bedingten Gruppenerkrankung, zumal die Anwendung von Wofasteril® gemäß der "Liste der vom Bundesgesundheitsamt geprüften und anerkannten Desinfektionsmittel und -verfahren" des RKI für diesen Zweck zulässig ist und das Desinfektionsmittel in der DVG-Liste geführt wird. Darüber hinaus ist der gezielte Einsatz von Wofasteril® E400 / alcapur® sinnvoll, wenn bei mikrobiologischen Eigenkontrollen eine erhöhte B. cereus- Prävalenz in einer Verpflegungseinrichtungen festgestellt wurde. Führt die einmalige Anwendung von Wofasteril® E400 / alcapur® nur vorübergehend zum Erfolg, sollte der ausschließliche Einsatz von Wofasteril® E400 / alcapur® empfohlen werden. Im Rahmen von Bundeswehreinsätzen ist die ebenfalls ausschließliche Verwendung von Wofasteril® E400 / alcapur® angezeigt.

Routine epidemiologic investigations of frequently occurring gastrointestinal diseases among German army personnel provides valuable data on the prevalence of B. cereus-associated diseases. B. cereus is the aprimary cause of foodborne diseases in the Bundeswehr and its importance continues to grow. Routine microbiological investigations on surfaces performed in the years 1999 and 2000 in 183 food supply facilities of the former military districts III and IV have been evaluated with a view to the B. cereus prevalence on surfaces of kitchen and cooking equipment. Further investigations were to provide a comparison between the sporocoidal effect of Wofasteril® E400 / alcapur® and Tego 2000® which is used as a standard disinfectant in Bundeswehr kitchens. The qualitative suspension test according to the DVG method, in which different disinfectant concentrations act upon a spore suspension with and without protein load, was evaluated on the basis of growth of surviving bacteria in a nutrient broth. Thus it was determined to which extent all spores used (1.0 x 107 KbE) are destroyed under certain concentration / time conditions. In the quantitative suspension test the sporocoidal effect was demonstrated by the reduction of bacteria due to the effect of the disinfectant. Various concentrations of the disinfectants acted upon spores of B. cereus in a reaction vessel, too. Spore carriers of stainless steel and polyethylene (PE) vaccinated with spore suspension, which are materials that normally have to be disinfected in kitchens, were also subjected to a quantitative disinfectant test with various concentrations of the preparations to be tested. In a field trial a total of 700 surface samples of daily used items in seven food supply facilities were tested for the presence of B. cereus prior to and after disinfection. Routine investigations in Bundeswehr food supply facilities in the years 1999 and 2000 show that the contamination of surfaces with B. cereus is at a high value of 14 % (n=4412). In these facilities amphotensides are used for disinfection. In the suspension tests performed Tego 2000® did not have any sporocoidal effect on a B. cereus test strain. The alternatively tested disinfection method on peracetic acid basis (Wofasteril® E400 / alcapur®) had a sporocoidal effect even under conditions of high protein load. Further reaching practical tests with spore carriers of stainless steel and PE showed that Wofasteril® E400 / alcapur®, in a concentration of 0.25 % and after a time of exposure of 30 min at 20°, could reduce the number of the B. cereus spores used by about log 5 KbE levels. When using Tego 2000® in the concentration of 1 % recommended for the contaminated area, no reduction of the number of spore carriers could be determined in the spore carrier test; thus the results of the suspension tests could be confirmed in a practial test. In the field trial a significant difference in the sporocoidal effect of Tego 2000® and Wofasteril® E400 / alcapur® could be demonstrated. The use of Wofasteril® E400 / alcapur® under practical conditions resulted in a significantly greater reduction of the B. cereus prevalence than that of Tego 2000® which was tested for comparison. The value determined for relative efficiency clearly shows that the sporocoidal effect of Wofasteril® E400 / alcapur®, under consideration of the actual starting prevalence of B. cereus on surfaces of daily used items, has to be rated 6.25 times greater than that of Tego 2000®. The B. cereus prevalence determined on surfaces of the food supply facilities in connection with the described frequency of B. cereus based diseases in the communal food service of the Bundeswehr indicates that the risk of food contamination via contaminated surfaces is highly significant. It suggests itself to reduce this high prevalence by the selection of a suitable disinfectant. The conduct of disinfectant tests and the evaluation of their results is made more difficult due to the lack of standards for the testing of chemical disinfectants for their sporocoidal effect. Analogously to existing standards for the efficiency test of disinfectants for non-sporeforming bacteria, methods were modified and a reduction factor of at least lg 3 KbE in the quantitative suspension test as well as in the spore carrier test was required as a proof of sporocidal efficiency. Since, due to different influencing factors, the results of laboratory tests can not necessarily be transferred to practical field conditions, the disinfectants were subjected to a field trial to test the sporocidal effect in the planned area of application. Despite the lack of a sporocidal effect of the disinfectant normally used in Bundeswehr kitchens, recommendations for application need to include other selection criteria like harmlessness for humans and the environment as well as ascpects of occupational safety. The exclusive use of Wofasteril® E400 / alcapur® in food supply facilities is therefore not generally recommended. The good sporocidal effect of peracetic acid should rather be used specifically, especially in case of officially ordered decontaminations in connection with a B. cereus based epidemic, particularly since the use of Wofasteril® is permissible for that purpose according to the "List of Disinfectants and Disinfection Methods Tested and Approved by the Federal Health Office" of the RKI and the disinfectant is included in the DVG list. Moreover, the specific use of Wofasteril® E400 / alcapur® is reasonable if an increased B. cereus prevalence was determined in a food supply facility during microbiological own checks. If the one-time use of Wofasteril® E400 / alcapur® only leads to termporary success, the exclusive use of Tego 2000® and Wofasteril® E400 / alcapur® should be recommended. During Bundeswehr missions abroad the exclusive use of Wofasteril® E400 /alcapur® is also advisable.