Gastkommentar

Sabrina Niedermayer (li.) und Kathrin Kusstatscher © HFA/Alice Schnür-Wala
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Dossier

"Die farbenfrohe Welt der Pilze"

Gastkommentar

19.12.2019
  • Wien (Gastkommentar) - Die bunte Vielfalt der Mikroorganismen ist den wenigsten Menschen bekannt. Tatsächlich sind viele Pilze und Bakterien in der Lage, ein breites Spektrum an Farben als sekundäre Stoffwechselprodukte zu produzieren - die zudem teilweise sogar mikrobiozide Wirkung aufweisen können. Heute werden mikrobielle Pigmente hauptsächlich in der Lebensmittel- und Textilindustrie zum Färben verwendet werden, während sie in der Lack- und Anstrichmittelbranche noch keine bedeutende Rolle spielen.

  • Für Anstriche im Außenbereich kommen zurzeit hauptsächlich anorganische, synthetische Pigmente zur Anwendung. Der Ersatz solcher Pigmente durch natürliche, organische Pigmente gewinnt immer mehr an Bedeutung, da die Nachfrage nach umweltfreundlichen und nachhaltig hergestellten Materialien aus erneuerbaren Ressourcen ständig wächst. Eine potenzielle Alternative zu diesen anorganischen, synthetischen Pigmenten stellen mikrobiell produzierte Pigmente dar. Im dreijährigen Forschungsprojekt ColorProtect beschäftigt sich die Holzforschung Austria mit der Gewinnung und Erforschung solcher Pigmente aus Pilzen.

  • Die Grundidee des Projektes ColorProtect ist die Erforschung solcher mikrobieller Pigmente, um nicht nachhaltig produzierbare synthetische Pigmente in Lasuranstrichen für den Außenbereich ersetzen zu können. Durch diese mikrobiellen Farbstoffe könnte man sich zudem nicht nur ihre färbenden, sondern auch ihre konservierenden Eigenschaften in Lasuranstrichen zu Nutze machen. Die Anforderungen sind allerdings hoch, wenn sie den Eigenschaften synthetischer Pigmente, besonders in Sachen Stabilität, nicht hinterherhinken sollen.

  • Im Zuge des Projektes werden Pilze aus Umweltproben isoliert und solche mit der Fähigkeit zur Pigmentbildung mittels DNA-Analyse identifiziert und kultiviert. Um eine möglichst hohe Pigmentausbeute zu erreichen, werden Wachstumsbedingungen wie Art des Nährmediums, pH-Wert, Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit optimiert.

  • Zur Extraktion der Pigmente aus den Nährmedien oder aus dem Pilzmyzel werden verschiedene Lösungsmittel auf ihre Extraktionsgüte untersucht, um eine bestmögliche Extraktion der verschiedenen Pigmente zu gewährleisten. Die extrahierten Pigmente werden aufgereinigt und im reinen Zustand für weitere Untersuchungen, wie die Pigment-Charakterisierung mittels UV/Vis Spektroskopie und HPLC und die Feststellung der Partikelgröße mittels Elektronenmikroskopie, verwendet. Des Weiteren werden die Pigmente auf ihre Stabilität gegenüber verschiedenen pH-Werten und UV-Licht untersucht. Um eine eventuelle Ökotoxizität der Pigmente festzustellen, wird ihr toxischer Einfluss an den drei Trophiestufen Leuchtbakterien, Algen und Daphnien getestet.

  • Zeigen die Pigmente genügend hohe Stabilität, werden sie in Lasuranstriche eingearbeitet, welche wiederum auf ihre Stabilität untersucht werden müssen. Dazu wird eine Reihe an Laborversuchen durchgeführt. Unter anderem werden beschichtete Holzproben durch künstliche Bewitterung abwechselnd einer UV-Bestrahlung und Wassereinwirkung ausgesetzt, um ihre Wetterechtheit zu untersuchen. Im Xenon-Sun Test, der den Einfluss von Sonnenlicht sehr realitätsgetreu nachstellt, wird die Lichtstabilität der Proben getestet. Dabei werden Veränderungen des Polymerisationsgrades anhand der IR-Spektroskopie und Farbänderungen durch Farb- und Glanzmessungen festgestellt.

  • Ziel ist es, Lasuranstriche für den Außenbereich zu formulieren, die ausreichend Schutz vor Witterungseinflüssen bieten und verschiedenen äußeren Einflüssen optisch und funktionell standhalten.

Zur Person

Kathrin Kusstatscher (r.) und Sabrina Niedermayer, Holzforschung Austria (Mitglied des Forschungsnetzwerks ACR - Austrian Cooperative Research)

Kathrin Kusstatscher, MSc. ist Chemikerin und seit 2016 an der Holzforschung Austria im molekular- und mikrobiologischen Bereich tätig. Aufgrund ihres Karenzantritts hat Frau Mag. Sabrina Niedermayer mit Dezember 2019 die Leitung des Projekts übernommen.

Mag. Sabrina Niedermayer studierte Chemie mit den Schwerpunkten Analytische Chemie, Umwelt- sowie Lebensmittelchemie an der Universität Wien. Seit 2010 ist sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Holzforschung Austria tätig. In verschiedenen Projekten konnte sie im Bereich der Formaldehyd- und VOC- Analytik, der Immunologischen Analytik sowie im molekular- und mikrobiologischen Bereich Erfahrungen sammeln.

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