Retail-Spirulina im Labortest: Bakterien und Microcystine in Nahrungsergänzungen und Lebensmitteln

Kurzprofil

Feld	Inhalt
Primäre Quelle	Rhoades et al. (2023). Microbiota and Cyanotoxin Content of Retail Spirulina Supplements and Spirulina Supplemented Foods
Quellenart	Produktanalyse mit mikrobiologischer Untersuchung und Cyanotoxin-Testung
Land/Kontext	Griechenland; Handelsprodukte aus dem griechischen Markt, ein Lebensmittelprodukt aus bulgarischer Herstellung
Wirkstoffbezug	Spirulina / Arthrospira als reine getrocknete Biomasse und als Zutat in Lebensmitteln
Datenbasis	Fünf Produkte: zwei Spirulina-Nahrungsergänzungen und drei mit Spirulina angereicherte Lebensmittel
Zentrale Methoden	Kulturverfahren, MALDI-TOF, 16S-rRNA-Amplicon-Sequenzierung, ELISA für Cyanotoxine
Zentrale Endpunkte	Mikrobiota, potenziell problematische Bakterien, Microcystine, Cylindrospermopsine, Saxitoxine
Originalquelle	https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10221061/
DOI / PMID / PMCID	DOI: 10.3390/microorganisms11051175; PMID: 37317149; PMCID: PMC10221061

Rhoades et al. untersuchten fünf handelsübliche Spirulina-Produkte aus dem griechischen Markt. Die Arbeit ist keine klinische Studie und keine Bewertung einzelner Marken. Sie zeigt, dass Produktqualität bei Spirulina getrennt von möglichen Nutzenbefunden betrachtet werden muss: In der kleinen Stichprobe fanden sich lebensfähige Bakterien und in allen Produkten messbare Microcystine.

Fragestellung

Spirulina wird häufig in offenen Teichsystemen erzeugt. Solche Produktionssysteme können günstige Bedingungen für Arthrospira schaffen, sind aber nicht vollständig von Umweltkontakten getrennt. Bakterien aus Wasser, Boden, Tieren oder Verarbeitung können in die Biomasse gelangen. Zusätzlich können andere Cyanobakterien oder freie Cyanotoxine in den Produktions- oder Verarbeitungskontext eintragen werden.

Die Arbeitsgruppe fragte deshalb nicht, ob Spirulina klinisch wirkt. Sie fragte, welche Mikroorganismen und Cyanotoxine in ausgewählten Handelsprodukten nachweisbar sind. Der Schwerpunkt lag auf realen Produkten: reines Spirulina-Pulver, Spirulina-Tabletten und Lebensmittel, denen Spirulina als Zutat zugesetzt wurde.

Studiendesign und Methoden

Die Studie untersuchte fünf Produkte. Zwei Produkte waren Nahrungsergänzungen aus ausschließlich getrockneter Arthrospira-Biomasse: ein Pulver und Tabletten. Drei weitere Produkte waren Lebensmittel mit Spirulina-Zusatz: ein Zitronen-Müsliriegel, Tahini mit Honig und Spirulina sowie ein Kakao-Praliné-Aufstrich mit Spirulina.

Die mikrobiologische Analyse kombinierte klassische Kulturverfahren mit moderner Identifikation. Zunächst wurden verschiedene Nährmedien genutzt, um Verderbniserreger, Sporenbildner, Enterokokken, Staphylokokken, Hefen, Schimmelpilze, Listerien, Coliforme, Pseudomonaden, Vibrionen und Salmonellen zu erfassen. Aus den Kulturplatten wurden 55 Kolonien ausgewählt und mit MALDI-TOF identifiziert. MALDI-TOF ist ein massenspektrometrisches Verfahren, das Bakterien anhand ihres Proteinprofils zuordnet.

Zusätzlich analysierte die Arbeitsgruppe die Bakteriengemeinschaften mit 16S-rRNA-Amplicon-Sequenzierung. Diese Methode liest einen Abschnitt bakterieller Erbinformation aus und ordnet ihn taxonomisch zu. Sie kann breitere Muster sichtbar machen als reine Kulturverfahren, trennt aber eng verwandte Arten nicht immer sicher. Für die Cyanotoxin-Analyse nutzte die Studie ELISA-Tests auf Microcystine, Cylindrospermopsine und Saxitoxine.

Untersuchte Produkte und Datenbasis

Die Stichprobe war klein und detailliert, aber nicht repräsentativ für alle Spirulina-Produkte. Alle Produkte wurden im griechischen Markt erworben. Der Zitronen-Müsliriegel wurde in Bulgarien hergestellt; die beiden Aufstriche stammten von demselben griechischen Hersteller. Die zwei Nahrungsergänzungen kamen von unterschiedlichen griechischen Herstellern.

Produkt	Produktart	Spirulina-Bezug
Spirulina-Pulver	Nahrungsergänzung	ausschließlich getrocknete Arthrospira-Biomasse
Spirulina-Tabletten	Nahrungsergänzung	ausschließlich getrocknete Arthrospira-Biomasse
Zitronen-Müsliriegel	Lebensmittel	Spirulina als Zutat neben mehreren weiteren Zutaten
Tahini mit Honig	Lebensmittel/Aufstrich	Spirulina als Zutat in einer Mischmatrix
Kakao-Praliné-Aufstrich	Lebensmittel/Aufstrich	Spirulina als Zutat in einer Mischmatrix

Die Arbeit erlaubt dadurch eine enge Produktqualitäts-Einordnung, aber keine pauschale Aussage über ganze Länder, alle Hersteller, alle Chargen oder alle Produktformen.

Intervention, Exposition und Vergleich

Es gab keine Einnahmeintervention bei Menschen. Untersucht wurden Produktproben im Labor. Die Exposition wurde nur rechnerisch abgeschätzt, indem gemessene Microcystin-Konzentrationen mit den Produktmengen kombiniert wurden, die für die jeweiligen Produkte als tägliche Verwendung angesetzt wurden.

Verglichen wurden reine Nahrungsergänzungen mit Spirulina-haltigen Lebensmitteln. Zusätzlich verglich die Arbeit die Ergebnisse unterschiedlicher mikrobiologischer Methoden: Kulturplatten, MALDI-TOF und 16S-rRNA-Sequenzierung. Dieser Methodenvergleich ist wichtig, weil Bakterien je nach Methode unterschiedlich sichtbar werden.

Ergebnisse

Die Kulturzählungen zeigten in allen Produkten mikrobielle Belastung, aber in unterschiedlicher Zusammensetzung. Aerobe Keimzahlen lagen bei den fünf Produkten zwischen 1,9 und 3,2 log KBE/g. Das Spirulina-Pulver zeigte unter anderem Hefen und Schimmelpilze von 3,0 log KBE/g und Pseudomonaden von 2,8 log KBE/g. Salmonellen wurden in den untersuchten Proben nicht nachgewiesen.

Die 16S-rRNA-Sequenzierung zeigte eine vielfältige Bakteriengemeinschaft. Über alle analysierten Proben hinweg dominierten Proteobacteria mit 33,8 %, Firmicutes mit 32,4 % und Actinobacteria mit 13,5 %. Auf Familienebene waren Bacillaceae mit 13,5 %, Rhodobacteraceae mit 9,5 % und Enterobacteriaceae mit 6,8 % besonders häufig.

MALDI-TOF identifizierte aus 55 ausgewählten Kolonien eine kleinere, aber lebensfähige Auswahl von Bakterien. Bacillus wurde aus allen fünf Produkten isoliert. Enterococcus und Micrococcus waren ebenfalls breit vertreten. In den Spirulina-Tabletten wurden unter anderem Enterobacter cloacae, Enterobacter kobei, Enterobacter asburiae, Enterococcus faecium, Micrococcus luteus, Bacillus cereus, Bacillus pumilus, Curtobacterium albidum und Pseudomonas synxantha gefunden. Im Spirulina-Pulver fanden sich unter anderem Enterococcus faecium sowie mehrere Bacillus-Arten.

Besonders wichtig ist die Bacillus-cereus-Gruppe. Die Studie identifizierte Bacillus cereus per MALDI-TOF in vier von fünf Proben, nicht aber im Spirulina-Pulver. Gleichzeitig zeigte die 16S-rRNA-Sequenzierung in allen fünf Produkten Bacillus weihenstephanensis, eine eng verwandte Art. Die Autorengruppe betont, dass diese Gruppe methodisch schwer zu trennen ist. Für die Produktsicherheit bleibt der Befund relevant, weil einzelne Vertreter der Gruppe Enterotoxine bilden können.

Bei opportunistischen Bakterien war die Einordnung ebenfalls vorsichtig. Klebsiella pneumoniae, Leclercia adecarboxylata und Weissella confusa wurden vor allem in den Spirulina-haltigen Lebensmitteln erwähnt. Bei solchen Mischprodukten lässt sich nicht sicher sagen, ob die Bakterien aus Spirulina oder aus anderen Zutaten wie Honig, Getreide oder Kakao stammten. Die Quelle zeigt daher eine Produktqualitätsfrage, aber keinen eindeutigen Herkunftsnachweis für jede gefundene Art.

Für Cyanotoxine war der Befund deutlich: Saxitoxine und Cylindrospermopsine wurden in keiner Probe nachgewiesen. Microcystine wurden dagegen in allen fünf Produkten gemessen. Die Konzentrationen lagen bei 285,8 ng/g im Spirulina-Pulver, 321,3 ng/g in den Spirulina-Tabletten, 143,3 ng/g im Zitronen-Müsliriegel, 188,1 ng/g im Tahini-Honig-Produkt und 212,2 ng/g im Kakao-Praliné-Aufstrich.

Aus diesen Werten berechnete die Arbeitsgruppe eine tägliche Microcystin-Exposition von 900 ng für das Spirulina-Pulver, 1000 ng für die Spirulina-Tabletten, 5700 ng für den Zitronen-Müsliriegel, 4700 ng für das Tahini-Honig-Produkt und 5300 ng für den Kakao-Praliné-Aufstrich. Im Vergleich mit den in der Studie herangezogenen TDI-Werten überschritten die drei Lebensmittel die Vergleichswerte für Kleinkinder, Kinder und Erwachsene. Die beiden reinen Nahrungsergänzungen überschritten die Vergleichswerte für Kleinkinder und Kinder, nicht aber den Vergleichswert für einen Erwachsenen mit 60 kg Körpergewicht. Diese Zahlen sind Labor- und Rechenwerte der Quelle, keine Einnahmeempfehlungen.

Nebenwirkungen und Sicherheit

Die Quelle beobachtete keine Menschen und erfasste keine klinischen Nebenwirkungen. Ihr Sicherheitswert liegt in der Produktanalyse. Bakterien können in trockenen, haltbaren Produkten zwar meist nicht weiterwachsen, solange Wasseraktivität niedrig bleibt. Die Autorengruppe weist aber darauf hin, dass Rehydrierung, Vermischen mit anderen Lebensmitteln oder Kreuzkontamination neue Wachstumsbedingungen schaffen können.

Für Bacillus cereus und nahe verwandte Arten ist das relevant, weil Lebensmittelvergiftungen durch Enterotoxine entstehen können. Für gesunde Erwachsene bedeutet der Nachweis in einer kleinen Produktstichprobe keine direkte Krankheitsprognose. Für Menschen mit geschwächtem Immunsystem oder gestörter Darmflora kann eine niedrige mikrobielle Belastung aber anders einzuordnen sein als für gesunde Personen.

Microcystine sind der zweite Sicherheitskern. Die Studie fand sie in allen Produkten. Gleichzeitig wurden keine bekannten toxinproduzierenden Cyanobakterienarten in den Proben eindeutig identifiziert. Die Autorengruppe nennt deshalb mehrere mögliche Erklärungen: methodische Grenzen der Identifikation, Kontamination während der Produktion oder freie Microcystine aus lysierten Cyanobakterienzellen, die den Produktionsprozess überstanden haben könnten.

Damit zeigt die Studie keine automatische Microcystin-Produktion durch reine Arthrospira- oder Limnospira-Biomasse. Sie zeigt aber, dass reale Handelsprodukte trotz Spirulina-Bezug Microcystine enthalten können und dass Produktanalytik für die Sicherheitsbewertung entscheidend ist.

Grenzen der Aussagekraft

Die wichtigste Grenze ist die kleine Stichprobe von fünf Produkten. Die Arbeit ist eine detaillierte Laboranalyse, keine Marktüberwachung. Andere Hersteller, Chargen, Länder, Produktionsjahre und Produktformen können andere Ergebnisse liefern.

Eine zweite Grenze betrifft Mischprodukte. Bei den Spirulina-haltigen Lebensmitteln können Bakterien aus Spirulina stammen, aber auch aus Zutaten wie Honig, Getreide, Kakao, Tahini oder Nüssen. Die Studie kann für einzelne Arten nicht immer die Herkunft bestimmen.

Eine dritte Grenze betrifft die Methodik. 16S-rRNA-Sequenzierung, Kulturverfahren und MALDI-TOF ergänzen sich, liefern aber nicht identische Bilder. Eng verwandte Bacillus-Arten lassen sich mit diesen Methoden nicht immer sicher unterscheiden. Für die Bacillus-cereus-Gruppe wären in ähnlichen Proben künftig genauere genomische Verfahren hilfreich.

Schließlich fehlen toxikologische Tests am Menschen. Die rechnerischen Microcystin-Vergleiche zeigen mögliche Überschreitungen von Vergleichswerten, beweisen aber nicht, welche gesundheitlichen Folgen aus dem Verzehr der untersuchten Produkte tatsächlich entstanden wären.

Was die Studie zeigt

• Fünf im griechischen Markt erhältliche Spirulina-Produkte enthielten vielfältige Bakteriengemeinschaften.
• In den Proben wurden lebensfähige Bakterien isoliert, darunter Bacillus-Arten, Enterococcus, Micrococcus und Enterobacteriaceae.
• Bacillus cereus wurde per MALDI-TOF in vier von fünf Produkten identifiziert; eng verwandte Bacillus-Arten erschweren die taxonomische Trennung.
• Microcystine wurden in allen fünf Produkten nachgewiesen.
• Saxitoxine und Cylindrospermopsine wurden in keiner Probe nachgewiesen.
• Die berechnete Microcystin-Exposition überschritt in den drei Spirulina-haltigen Lebensmitteln die in der Studie herangezogenen Vergleichswerte für Kleinkinder, Kinder und Erwachsene.
• Die beiden reinen Spirulina-Nahrungsergänzungen überschritten die Vergleichswerte für Kleinkinder und Kinder.
• Produktqualität, offene Teichproduktion, Kreuzkontamination und analytische Kontrolle sind bei Spirulina ein eigener Sicherheitsbereich.

Was die Studie nicht zeigt

• Sie zeigt keinen gesundheitlichen Nutzen von Spirulina.
• Sie erlaubt kein Ranking von Marken, Ländern oder Produktformen.
• Sie beweist nicht, dass alle Spirulina-Produkte mit Microcystinen oder problematischen Bakterien belastet sind.
• Sie beweist nicht, dass reine Arthrospira- oder Limnospira-Biomasse selbst Microcystine produziert.
• Sie untersucht keine Langzeitfolgen beim Menschen.
• Sie liefert keine persönliche Einnahme-, Therapie- oder Dosierungsempfehlung.

Fazit

Rhoades et al. liefern eine kleine, aber detaillierte Produktanalyse zu Spirulina-Nahrungsergänzungen und Spirulina-haltigen Lebensmitteln. Der Kernbefund ist eine Qualitäts- und Sicherheitsfrage: In allen fünf Produkten wurden Microcystine gefunden, und in den Produkten waren vielfältige Bakterien nachweisbar. Die Studie trennt damit klar zwischen möglicher Spirulina-Wirkung und realer Produktqualität. Für belastbare Aussagen über den gesamten Markt wären größere, chargenübergreifende Untersuchungen nötig.

Kompakte Faktenzusammenfassung

• Rhoades et al. (2023) untersuchten fünf handelsübliche Spirulina-Produkte aus dem griechischen Markt.
• Die Stichprobe umfasste zwei reine Spirulina-Nahrungsergänzungen und drei mit Spirulina angereicherte Lebensmittel.
• Die Methoden kombinierten Kulturverfahren, MALDI-TOF, 16S-rRNA-Amplicon-Sequenzierung und ELISA.
• Aerobe Keimzahlen lagen je nach Produkt zwischen 1,9 und 3,2 log KBE/g.
• Proteobacteria, Firmicutes und Actinobacteria waren die wichtigsten bakteriellen Phyla in der Sequenzierungsanalyse.
• Bacillus wurde aus allen fünf Produkten isoliert.
• Bacillus cereus wurde per MALDI-TOF in vier von fünf Produkten gefunden; im Spirulina-Pulver wurde er nicht identifiziert.
• Microcystine wurden in allen fünf Produkten gemessen.
• Die Microcystin-Konzentrationen lagen zwischen 143,3 und 321,3 ng/g.
• Saxitoxine und Cylindrospermopsine wurden in keiner Probe nachgewiesen.
• Die berechnete tägliche Microcystin-Exposition lag je nach Produkt zwischen 900 und 5700 ng.
• Die drei Spirulina-haltigen Lebensmittel überschritten nach Berechnung der Studie die herangezogenen Vergleichswerte für Kleinkinder, Kinder und Erwachsene.
• Die zwei reinen Nahrungsergänzungen überschritten die Vergleichswerte für Kleinkinder und Kinder.
• Die Studie ist eine Produktanalyse, keine klinische Wirksamkeits- oder Langzeit-Sicherheitsstudie.