Forschung: Erdbeeren ohne grünen Pelz

Manchmal lauert im Gemüsefach des Kühlschranks eine unliebsame Überraschung. Zum Beispiel eine Erdbeere im grünen Pelz. Schon in ein paar Tagen können Schimmelpilze eine appetitliche Frucht in einen Fall für die Mülltonne verwandeln. Und das keineswegs nur in der heimischen Küche, sondern auch in Transportcontainern und LKWs, in Lagerhäusern und Supermärkten. Experten schätzen, dass es jedes Jahr bei ungefähr einem Viertel der weltweiten Ernte Qualitätseinbußen durch Schimmelpilze gibt. Einige der lästigen Organismen produzieren sogar Gifte, die Wissenschaftler "Mykotoxine" nennen. Diese Substanzen tauchen immer wieder in Lebens- und Futtermitteln auf und können zu ernsthaften Gesundheitsschäden führen.

Was aber lässt sich gegen diese Belastung tun? Um das herauszufinden, steckt die EU bis zum Jahr 2013 insgesamt 5,8 Millionen Euro in ein internationales Projekt namens "MycoRed". 25 Forschungseinrichtungen aus Europa, Nord- und Südamerika versuchen in diesem Rahmen, den Aktivitäten der Schimmelpilze einen Riegel vorzuschieben.

Den schlechtesten Ruf unter den kleinen Giftmischern hat sich wohl Aspergillus flavus eingehandelt. Manche Forscher vermuten sogar, dass diese Art in die undurchsichtigen Vorgänge rund um das Grab von Tutanchamun verwickelt war. 1922 hatten Archäologen die letzte Ruhestätte des altägyptischen Herrschers geöffnet. Als einige der Beteiligten später unter ungeklärten Umständen ums Leben kamen, machte rasch die Legende vom "Fluch der Pharaonen" die Runde. Einer Theorie zufolge steckten hinter den mysteriösen Todesfällen jedoch einfache Schimmelpilze aus der Grabkammer.

Tödliche Begegnung

Ob das nun stimmt oder nicht, lebensgefährlich kann eine Begegnung mit Aspergillus flavus und seinen Verwandten durchaus werden. Denn diese Pilze produzieren die sogenannten Aflatoxine, die akut giftig und langfristig stark krebserregend sind. "In Regionen mit schlechten Lebensmittelkontrollen sterben immer wieder Menschen an Aflatoxin-Vergiftungen", sagt Rolf Geisen vom Max Rubner-Institut in Karlsruhe, der bei MycoRed mitarbeitet.

So kamen 2004 in Kenia mehr als hundert Menschen ums Leben, nachdem sie belasteten Mais gegessen hatten. In Europa dagegen werden Lebensmittel regelmäßig auf Aflatoxine getestet. Überschreiten Lebens- oder Futtermittel dabei Grenzwerte, werden sie aus dem Verkehr gezogen. Besonders bei Importware an den Grenzen kommt das häufiger vor.

Auch für andere Mykotoxine gibt es solche Grenzwerte und Kontrollen. So lassen sich die ebenfalls krebserregenden Ochratoxine, die von Vertretern der Gattungen Aspergillus und Penicillium hergestellt werden, in den unterschiedlichsten Lebensmitteln nachweisen. Die Palette reicht von Kaffee und Kakao, über Getreide und Gewürze bis hin zu Wein. Allerdings kann das gleiche Produkt je nach Region sehr stark belastet sein oder überhaupt nicht. Das hängt auch mit den Ansprüchen der Pilze zusammen. Die Produzenten von Ochratoxinen etwa haben es gern warm.

"Winzer am Mittelmeer haben deshalb immer wieder Probleme mit Ochratoxin, ihre Kollegen in Baden-Württemberg dagegen nicht", sagt Rolf Geisen. Über solche Zusammenhänge wollen er und seine Kollegen möglichst viel herausfinden. Wer die Vorlieben der Schimmelpilze kennt, kann sie ja vielleicht am Wachsen hindern - oder zumindest an der Giftproduktion.

Die lebenden Chemiefabriken stellen nämlich nicht ununterbrochen Mykotoxine her, sondern schalten die dafür zuständigen Gene nur unter bestimmten Bedingungen an. Wann es soweit ist, können die Forscher mit Hilfe molekularbiologischer Methoden erkennen - und zwar schon zwei Tage, bevor der Pilz Gift produziert. "So können wir herausfinden, was die Synthese von Mykotoxinen ankurbelt und was sie hemmt", erläutert Geisen. Demnach scheinen die Organismen ihre Giftmaschinerie vor allem in Stresssituationen anzuwerfen.

Käse bevorzugt

Manche Vertreter der Gattung Penicillium siedeln sich zum Beispiel auf sehr salzigen Lebensmitteln wie bestimmten Käse- oder Schinkensorten an. Das aber ist für Lebewesen eigentlich keine günstige Umgebung, weil hohe Salzkonzentrationen den Wasserhaushalt von Zellen stören. Um diese Herausforderung zu meistern, setzen die Schimmelpilze offenbar auf Ochratoxin. "Die Substanz hilft ihnen wahrscheinlich, die im Salz enthaltenen Chlorid-Ionen wieder aus den Zellen zu schaffen", sagt Rolf Geisen.

In Kühlschränken oder Lagerhäusern herrschen oft Bedingungen, bei denen Schimmelpilze nur noch so eben wachsen können. Gerade dann aber ist der Stress für die Organismen besonders groß - und damit auch die Motivation für eine kräftige Giftproduktion.

Da hilft nur eins: Die Ware besser trocknen und trotz des höheren Energieverbrauchs den Kühlschrank auf niedrigere Temperatur stellen. Erst wenn es für die Pilze so ungemütlich geworden ist, dass sie ihr Wachstum komplett einstellen, kommt auch die Arbeit ihrer körpereigenen Giftfabriken zum Erliegen.

Außer auf Temperatur und Feuchtigkeit reagieren Schimmelpilze aber auch auf Licht. Die Karlsruher Forscher haben herausgefunden, dass diese innere Uhr auch die Bildung von Mykotoxinen steuert. So kurbeln Vertreter der Gattung Penicillium nachts ihre Ochratoxin-Produktion an und fahren sie tagsüber wieder zurück. "Das liegt daran, dass diese Substanzen unter bestimmten Licht-Bedingungen auch für den Pilz selbst schädlich sind", erläutert Rolf Geisen.

In einer eigens entwickelten Untersuchungsbox haben er und seine Kollegen die kleinen Gift-Produzenten mit verschiedenen Wellenlängen bestrahlt. Vor allem die Kombination von Ochratoxin und kurzwelligem, blauem Licht vertrugen die Organismen dabei schlecht. Prompt drosselten sie ihre Giftproduktion und bauten die schon vorhandene Substanz in ihren Zellen ab. "Mit der richtigen Kombination von Wellenlängen kann man die Toxinproduktion auch ganz stoppen", sagt Rolf Geisen.

Und wenn das Licht intensiv genug ist, hören die Pilze sogar auch noch auf zu wachsen. Mit einer solchen Lichttherapie haben die Forscher die Oberfläche von Orangen so gut wie pilzfrei gehalten, während sich die unbehandelten Kontrollfrüchte von Tag zu Tag in dickere Schimmelschichten hüllten.

Informationen im Internet: www.mycored.eu