Escherichia coli ist ein gramnegatives, fakultativ anaerobes Stäbchen und ein natürlicher Bewohner des Magen-Darm-Trakts von Warmblütern. Während die meisten Stämme kommensal sind, verursachen mehrere pathogene Gruppen lebensmittelbedingte Krankheiten. Shigatoxin-produzierende E. coli (STEC), auch bekannt als verotoxinbildende E. coli (VTEC), sind die bedeutendste Gruppe für die Lebensmittelsicherheit. Der Serotyp O157:H7 ist der klinisch am häufigsten vorkommende STEC, obwohl Nicht-O157-Serotypen (O26, O103, O111, O121, O45, O145) zunehmend erkannt und reguliert werden.
STEC produziert Shiga-Toxine (Stx1 und Stx2), die die Proteinsynthese in Wirtszellen hemmen und insbesondere bei kleinen Kindern und älteren Menschen hämorrhagische Kolitis und hämolytisch-urämisches Syndrom (HUS) verursachen. Die Infektionsdosis ist äußerst gering und wird auf weniger als 100 Zellen geschätzt. Zu den Hauptreservoirs zählen Rinder und andere Wiederkäuer. Die Übertragung erfolgt durch den Verzehr von ungekochtem Rinderhackfleisch, rohem Blattgemüse, nicht pasteurisierten Milchprodukten und kontaminiertem Wasser. Auch die sekundäre Übertragung von Mensch zu Mensch ist bei Ausbrüchen von Bedeutung.
E. coli und coliforme Keime werden häufig als Indikatororganismen für fäkale Kontaminationen und Prozesshygiene eingesetzt. Kolibakterien (einschließlich Enterobacter, Klebsiella und Citrobacter) weisen auf eine allgemeine Hygiene hin, während fäkale Kolibakterien (E. coli, thermotolerante Organismen) speziell auf eine fäkale Kontamination hinweisen. Zum Nachweis von E. coli O157:H7 werden selektive und differenzielle Medien wie Sorbitol-MacConkey-Agar (SMAC) verwendet, wobei O157:H7 aufgrund fehlender Sorbitol-Fermentation farblos erscheint, was durch O157-Latex-Agglutination bestätigt wird. PCR und Echtzeit-PCR, die auf die Gene stx1, stx2 und eae abzielen, werden zur Bestätigung und Typisierung verwendet.
In den Vereinigten Staaten werden STEC O157:H7 und sechs Nicht-O157-Serotypen als Verfälschungsmittel in rohem Hackfleisch eingestuft, und in verarbeiteten Produkten gilt eine Nulltoleranz. Zu den Kontrollmaßnahmen gehören richtiges Kochen (71 °C für Hackfleisch), Pasteurisierung von Saft und Milchprodukten, gute landwirtschaftliche Praktiken für frische Produkte und strenge Hygiene in Schlachthöfen. Auch Maßnahmen vor der Ernte wie Impfungen von Rindern und Futtermittelzusätze werden eingesetzt, um den Transport zu reduzieren. E. coli O157:H7 teilt die Übertragungswege mit Salmonellen und Campylobacter. Indikatororganismen werden verwendet, um die fäkale Kontamination und das mögliche Vorhandensein von Darmpathogenen zu beurteilen. Das Verständnis von mikrobiellem Verderb hilft bei der Unterscheidung zwischen verderblicher Mikrobiota und pathogenen Kontaminanten.
