NR ALNM

AU Taylor,D.M.; Woodgate,S.L.; Atkinson,M.J.

TI Inactivation of the bovine spongiform encephalopathy agent by rendering procedures

QU The Veterinary Record 1995 Dec 9; 137(24): 605-10

PT journal article

AB Bovine brain infected with the bovine spongiform encephalopathy (BSE) agent was used to spike material processed in pilot scale facsimiles of 12 rendering processes which are used within the European Union, and three which are not. The raw materials for experimental rendering represented those used in practice, and consisted of appropriate proportions of BSE-infected brain tissue, bovine or porcine intestine, and bovine bone. Meat and bone meal, and tallow were produced from the rendered tissues. Suspensions of all the meat and bone meal samples were assayed in inbred mice for BSE infectivity, and two of the tallow fractions were tested similarly. Four of the 15 processes produced meat and bone meal with detectable BSE infectivity. Neither of the tallow samples had detectable infectivity.

IN Die Autoren erklären, dass die Zunahme von Scrapie sowie der Verzicht auf die Fettextraktion aus den Speckgrieben (Rückstände ausgelassenen Specks) mit organischen Lösungsmitteln in den späten 70er und den frühen 80er Jahren zu einer Zunahme der Scrapie-Infektivität geführt habe. Zwar können organische Lösungsmittel die Infektiosität nicht zerstören, aber sie wandert aus der Proteinfraktion in die Fettfraktion und die zusätzliche Hitzebehandlung zur Entfernung der Lösungsmittelrückstände kann die Infektiosität weiter reduzieren. Dadurch stieg die Menge des nicht inaktivierten Erregers über den tödlichen Grenzwert, den die Autoren allerdings leider mit einem für eine bloße Infektion erforderlichen Grenzwert verwechseln.
Ebenso unbegründet ist die Vermutung der Autoren, der BSE-Erreger könne widerstandsfähiger als einer der vielen Scrapiestämme sein, nur weil man anfänglich bei einer nicht gerade aufwendigen Suche keine Hinweise auf mehrere BSE-Erreger fand. Leider führte diese Einschätzung zusammen mit der scheinbar größeren Bedeutung von BSE zu der ausschließlichen Verwendung von BSE-Gehirnen, anstatt mit einem geringen Mehraufwand die Widerstandsfähigkeit verschiedener Scrapiestämme gleich mitzutesten.
Immerhin geben die Autoren indirekt zu, dass es ihnen selbst bei den besten Verfahren zur Tiermehlherstellung nicht um eine vollständige, sondern realistisch um eine möglichst gute Inaktivierung der Erreger geht.
Für das große, einige repräsentative Verfahren zur Tiermehlherstellung vergleichende Experiment wurden von August bis November 1990 861 Gehirne BSE-verdächtiger Rinder aus 5 MAFF-Untersuchungszentren bei -20° gesammelt. Von jedem wurde ein Teil des Hirnstammes für eine histologische Diagnose abgenommen. Die Gehirne wurden zufällig gemischt und in 6 Portionen homogenisiert und jeweils nochmal gemischt. Davon wurden die für die jeweiligen Experimente benötigten Mengen abgenommen und die Reste jeweils bei -20° verwahrt. Am Ende jedes Koch-Experimentes wurden das frei ablaufende Fett aufgefangen und das restliche Fett mit einer hydraulischen Presse aus dem Rest herausgepreßt. Das ausgepreßte Material wurde mit einer Hammermühle auf eine Korngröße von maximal 2,2 mm zerkleinert, mit 70%(w/v) sterilem Wasser verdünnt und homogenisiert. Die Homogenate wurden zentrifugiert und nur die Überstände wurden injiziert. Da die Autoren in der Talgfraktion keine Infektiosität vermuteten, wurde diese auch nur von den Prozeduren I und S getestet. Merkwürdigerweise wurden sie dazu auch noch 1:10 mit sterilem Wasser verdünnt. Zum Teil wurden sie der normalen Praxis entsprechend auch noch gefiltert. Zum Vergleich wurden Gehirnhomogenate in sterilen Lösungen von 5000 iu/ml Penicillin und 5 mg/ml Streptomycin 1:10, 1:100, 1:1.000 und 1:10.000 verdünnt. Es stellte sich heraus, dass die unbehandelten Gehirne mit nur etwa 500 LD50/g (wahrscheinlich bei der Hälfte der Versuchstiere infektiöse Einheiten pro Gramm) eine relativ geringe Infektiosität besaßen. Wegen der Verdünnung besaß das Ausgangsmaterial dieses Testes also nur eine Infektiosität von 50 bei der Hälfte der Versuchstiere infektiöse Einheiten pro Gramm. Auch hier liegt jedoch ein gravierender Fehler der Autoren vor, denn sie zählten natürlich keine Infektionen, sondern nur die tödlichen Infektionen und erkennen den entscheidenden Unterschied nicht. Auch die nur niedrigen Temperaturen ausgesetzten Proben M wurden in der antibiotischen Lösung verdünnt. Jungen RIII/FaDk-ro-Mäusen wurden je 20 µl in die Gehirne und 500 µl in die Bauchhöhle injiziert. Die Mäuse wurden bis zu 908 Tage lang beobachtet und histopathologisch untersucht. Wäre es wirklich darum gegangen, Restinfektiositäten zu finden, dann hätten die Proben unverdünnt und nicht nur die Überstände verwendet werden müssen und dann hätte man die Injektionen wiederholen müssen.
Die verglichenen Verfahren waren:
Batch-Verfahren ohne Druck (Protokoll B):
Das Rohmaterial wurde in einem großen heißbaren Kessel mit Rührwerk (Iwel) unter Atmosphärendruck binnen 120 Minuten langsam von 40 auf 121° erhitzt und verblieb bei dieser Temperatur noch weitere 30 Minuten. Die Partikelgröße betrug schließlich 15 cm.
Kontinuierliche Verfahren ohne Druck mit natürlichem Fettgehalt C, D, E, F:
Das Rohmaterial wurde auf einer großen heizbaren Scheibe (Rotadisk drier von Stord International) von innen nach außen transportiert und dabei unter Atmosphärendruck binnen 50 bzw. 125 Min. von rund 30° auf 112-139° erhitzt. Die Partikelgröße betrug schließlich 3 cm. Die Temperaturprofile waren:
Protokoll 0 30 40 50 60 90 120 125
C 32 99 112 112
D 29 100 ? ? 108 115 122 123
E 36 108 116 122
F 31 100 ? ? 107 121 138 139
Kontinuierliche Verfahren ohne Druck mit erhöhtem Fettgehalt G,H:
Bei diesem Verfahren wurde das Rohmaterial anfangs 1:1 mit 100° heißem Talg gemischt und danach auf einer großen heizbaren Scheibe (Atlas) unter Atmosphärendruck von innen nach außen transportiert. Anfangs hatte das Gemisch eine Temperatur von 82°, nach 15 Min. waren es 103°, nach 30 Min. waren es 136°, nach 60 Min. waren es 136°, nach 90 Min. waren es 137° und nach 120 Min. waren es 137° Die Partikelgröße betrug schließlich 3 cm. Für das Protokoll wurde nach 30 Min. eine Probe abgenommen.
Kontinuierliche Verfahren mit Vakuum mit erhöhtem Fettgehalt I:
Bei diesem Verfahren wurde das Rohmaterial anfangs 1:1 mit 65° heißem Talg gemischt und danach auf einer großen heizbaren Scheibe (Atlas) unter Vakuum von innen nach außen transportiert. Anfangs hatte das Gemisch eine Temperatur von 58°, nach 4 Min. unter 0,8 bar waren es 72°, nach 9 Min. unter 0,8 bar waren es 71°. Nach 10 Min. wurde bei 71° der Druck auf 0,38 bar gesenkt. Während der nächsten 5 Min. stieg die Temperatur auf 118° und im Verlauf der nächsten 5 Min. stieg die Temperatur auf 120°. Die Partikelgröße betrug schließlich 1 cm.
Kontinuierliche Verfahren mit Vakuum mit erhöhtem Fettgehalt J:
Bei diesem Verfahren wurde das Rohmaterial anfangs 1:1 mit 65° heißem Talg gemischt und danach auf einer großen heizbaren Scheibe (Atlas) unter Vakuum von innen nach außen transportiert. Anfangs hatte das Gemisch eine Temperatur von 59° und es wurde ein Vakuum von 0,8 bar angelegt. Die Temperatur betrug nach 10 und nach 20 Min. 70°, nach 30 Min. schon 75°. Nach 31 Min. wurde bei 75° der Druck auf 0,4 bar eingestellt. Bis dieser nach 6 Min. erreicht war, stieg die Temperatur auf 115°. Nach 47 Minuten lag der Druck bei 0,38 bar und die Temperatur bei 122°. Am Ende nach 57 Min. waren es 121°. Die Partikelgröße betrug schließlich 1 cm.
Kontinuierliche Niedrigtemperatur "wet rendering" Verfahren mit normalem Fettgehalt K, L:
Das Rohmaterial wurde auf einer großen heizbaren Scheibe (Rotadisk drier von Stord International) von innen nach außen transportiert und dabei unter Atmosphärendruck binnen 30 Min. auf 93° erhitzt. Danach wurden in einer Zweischraubenpresse (Stord International) Fett und Wasser ausgepreßt. Nach einer Abscheidung des Wassers wurde das Fett auf 125° erhitzt und kühlte dann langsam ab. Die Proteinfraktion wurde auf der Atlas-Rotierscheibe bei normalem Druck getrocknet und sterilisiert. Die Proteinfraktion war anfangs bei einer Feuchtigkeit von 44% nur 84° warm. Nach 30 Min. waren 98°. Nach 60 Min. waren 100° bei einer Feuchtigkeit von 39%. Nach 90 Min. waren 101°. Für das Protokoll L wurde der Trocknungsvorgang noch weitere 120 Min. fortgesetzt. Nach 150 Min. waren 103°. Nach 180 Min. waren 108° bei einer Feuchtigkeit von 16%. Nach 210 Min. waren 113°. Nach 240 Min. waren 119° bei einer Feuchtigkeit von 3%. Die Partikelgröße betrug schließlich 2 cm.
Kontinuierliche Niedrigsttemperatur "wet rendering" Verfahren mit normalem Fettgehalt M:
Das Rohmaterial wurde auf einer großen heizbaren Scheibe (Rotadisk drier von Stord International) von innen nach außen transportiert und dabei unter Atmosphärendruck binnen 30 Min. auf 80° erhitzt. Danach wurden in einer Zweischraubenpresse (Stord International) Fett und Wasser ausgepreßt und verworfen. Die Proteinfraktion wurde auf der Atlas-Rotierscheibe bei 0,85 bar 240 Min. lang getrocknet und sterilisiert. Dabei stieg die Temperatur nur auf 72°und die Feuchtigkeit sank auf 2,5%. Die Partikelgröße betrug schließlich 2 cm. Außer der Feuchtigkeit soll das Endprodukt 18,2% Fett, 44,6% Protein und 33,2% Asche enthalten haben und war offenbar nicht einmal keimfrei, sondern enthielt noch Clostridien.
Deutsche Druck-Kochprotokolle Q,R,S:
In einem Iwel-Kocher wurde das Rohmaterial zunächst auf 100° erhitzt. Der dabei entstehende Druck verdrängte 10 Min. lang durch ein Ventil die Luft. Nach dem Schließen des Ventils baute sich automatisch ein Überdruck auf, der allerdings vom Erreichen der angestrebten Temperatur auf der Oberfläche des Materials an nur 10 Min. lang gehalten werden konnte. Die Parameter waren:
Proto- Aufheiz- Halte- Tempe- Abkühl-
koll zeit zeit ratur zeit
Q 12 Min. 30 Min. 133° 16 Min.
R 14 Min. 28 Min. 135° 20 Min.
S 9 Min. 28 Min. 145° 20 Min.
Resultate:
Die Erreger-Titration des infektiösen Ausgangsmaterials alles andere als eine umgekehrt proportionale Relation zwischen den Logarithmen der Erregerkonzentrationen und den Inkubationszeiten. Dafür starben immer weniger Mäuse. Das 1/10 verdünnte material tötete alle 13 Mäuse nach durchschnittlich 414 Tagen. Die 1/100 Verdünnung tötete nur 9 von 14 Mäusen nach rund 480 Tagen und die 1/1000 Verdünnung tötete nur 4 von 16 Mäusen nach auch nur etwa 508 Tagen. Dies bedeutet, dass bei den stärkeren Verdünnungen nur Tiere mit den kürzesten Inkubationszeiten starben. Dadurch wurde die durchschnittliche Inkubationszeit manipuliert.
Die relativ geringe Erregerkonzentration zusammen mit deren Verdünnung hatte eine geringe Sensitivitätsbandbreite zur Folge. Dieses jahrelange Experiment konnte nur eine Erregerabreicherung auf 1/100 nachweisen. Daher warnen die Autoren vor dem Trugschluß, die Verfahren ohne nachgewiesene Infektiosität seien sicher. Das Experiment konnte nur die Untauglichkeit der Verfahren C,E I und J nachweisen. Die Probe C tötete 15 von 16 Mäusen nach durchschnittlich 521 Tagen. Die Probe E tötete 10 von 14 Mäusen nach durchschnittlich 566 Tagen. Die Probe I tötete 7 von 15 Mäusen nach durchschnittlich 520 Tagen. Die Probe J tötete 9 von 11 Mäusen nach durchschnittlich 440 Tagen. Eine 1/10 Verdünnung der Probe J tötete nur 10 von 15 Mäusen nach durchschnittlich nur 417 Tagen. Eine 1/100 Verdünnung der Probe J tötete nur 4 von 13 Mäusen nach durchschnittlich 531 Tagen. Das die 1/10 Verdünnung eine kürzere mittlere Inkubationszeit als die unverdünnte Probe ergibt, zeigt, wie wenig angemessen eine quantitative Betrachtung dieser schon etwas zufälligen Ergebnisse ist. Die Infektiosität liegt aber etwa im gleichen Bereich wie die unbehandelten Gehirne. Sehr merkwürdig ist auch die Tatsache, dass in der Probe M sogar Bakterien überlebt haben, der Test jedoch keine Infektiosität nachweisen konnte. Dies unterstreicht, wie wenig ein negatives Eregebnis in dieser Untersuchung als Beweis für die Sicherheit eines Verfahrens taugt. Die Autoren verweisen darauf, dass die Verweildauer einzelner Partikel bei den kontinuierlichen Verfahren sehr unterschiedlich sein kann, was natürlich ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellt. Sie erklären auch, dass bei Verfahren ohne zusätzliches Fett die Temperatur erst über 100° ansteigen kann, wenn das Wasser verdampft ist. Daher benötigen diese Verfahren längere Verweildauern. Sehr wichtig, weil immer wieder aus Unwissenheit das Gegenteil behauptet wird, ist auch der Hinweis der Autoren, dass intrazerebrale Infektionen nur dann effektiver als intraperitonale sind, wenn keine Artgrenze überwunden werden muß. Die Autoren stellen fest, dass die Fleischknochenmehlherstellung in England 1970-1975 zunehmend auf die im Test besonders unsicheren kontinuierlichen Verahren umgestellt wurde. Etwas naiv zweifeln sie an diesem klaren Zusammenhang, nur weil Wilesmith et al. ohne klare Berechnungsgrundlage 1881/82 als Beginn der effektiven Exposition der britischen Rinderpopulation mit dem BSE errechneten. Obwohl sie selber keinen Grund für eine desinfizierende Wirkung organischer Lösungsmittel sehen, halten sie den zunehmenden Verzicht auf organische Lösungsmittel in den späten 70er Jahren wegen der Übereinstimmung mit der merkwürdigen Rechnung von Wilesmith et al. für den wahrscheinlicheren Auslöser der BSE-Epidemie. Sie meinen, dass dieser Faktor zusammen mit der noch nicht ganz ausreichenden Temperatursenkung den Ausschlag gab. In keiner der wenigen verdünnten Fettfraktionen wurde Infektiosität nachgewiesen.

ZR 24

MH Animal; Animal Feed; Biological Assay/veterinary; Brain; Brain Diseases/*etiology; Cattle; Encephalopathy, Bovine Spongiform/*transmission; *Fats; Heat; *Meat; Meat-Packing Industry; Mice; *Minerals; PrPsc Proteins/isolation & purification/*pathogenicity; Scrapie/*transmission; Support, Non-U.S. Gov't

AD Neuropathogenesis Unit, Institute for Animal Health, Edinburgh.

SP englisch

PO England

EA pdf-Datei

OR Prion-Krankheiten 8

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