Was ist Aspergillus niger?

Der Pilz Aspergillus niger ist eine Schimmelpilzart, die manchmal für die Ursache einiger Fälle von Lungenentzündung verantwortlich gemacht werden kann. Er ist auch der Erreger des „schwarzen Schimmels“ auf der Außenseite bestimmter Lebensmittel wie Aprikosen, Zwiebeln, Weintrauben usw., was Aspergillus niger zu einem Organismus macht, der zum Verderben von Lebensmitteln beiträgt.

Diese werden als „Konidiophoren“ eingestuft – ein Organismus, der Fäden oder Hyphen bildet, die auch als Konidien bekannt sind (die a-sexuelle Methode der Pilzvermehrung). Der Name „Aspergillus“ stammt vom lateinischen Wort „aspergillum“, was in etwa „Weihwassersprenger“ bedeutet und sich auf die Form dieser Sprenger bezieht, die dem Erscheinungsbild dieser Pilze unter dem Mikroskop sehr ähnlich ist.

Digitale Illustration des Pilzes Aspergillus niger, schwarzer Schimmel, der Aflatoxine produziert, die Lungeninfektion Aspergillose verursachen. Image Credit: Kateryna Kon /

Unterschiedliche Stämme

Aspergillus niger hat eine Fülle von Stämmen. Die Größe der einzelnen Stämme von Aspergillus niger kann zwischen 900 und 1600 µm betragen, wobei die groben, kugelförmigen Konidien 3 bis 5 µm groß sind.

Einige Stämme von Aspergillus niger sind dafür bekannt, Ochratoxine abzusondern – Mykotoxine, die bei einer Reihe von Tierarten Nephrotoxizität und Nierentumore hervorrufen können und durch ihren Verzehr potenziell gesundheitsschädlich sind. Sie werden von den Pilzarten Aspergillus und Penicillium freigesetzt. Ochratoxin A zum Beispiel ist ein Problemorganismus bei der Lagerung von Getreide, wenn die Bedingungen in irgendeiner Weise feucht oder nass sind.

In jüngster Zeit musste der Stamm ATCC 16404 von Aspergillus niger als Aspergillus brasiliensis neu klassifiziert werden. Dieser Stamm wurde als ähnlich genug angesehen, um als dieselbe Spezies klassifiziert zu werden, aber mit der Hinzufügung weiterer Forschungsergebnisse wurde er als zu unterschiedlich angesehen, so dass eine neue Klassifizierung im Jahr 2007 erforderlich wurde.

Da dieser Aspergillus-Stamm häufig in der pharmazeutischen Industrie verwendet wird, mussten auch die ATCC-Nummer und die Angaben im US-Pharmakopöe und im Europäischen Arzneibuch aktualisiert werden.

Kolonien von Aspergillus niger auf schrägem Sabourard-Agar in den Reagenzgläsern. Bildnachweis: MyFavoriteTime /

Industrielle Verwendung von Aspergillus-Pilzen

Aspergillus ist eine Gruppe fadenförmiger Pilze, die unter Laborbedingungen leicht kultiviert werden können – sie sind daher eine der am besten untersuchten Pilzgruppen.

Die Aspergillus-Gruppe kann, sobald sie kultiviert ist, zur Synthese nützlicher industrieller Verbindungen wie „Glykosidhydrolasen“ verwendet werden. Diese Enzyme werden bei der Umwandlung von Biomasse in Biokraftstoffe eingesetzt, indem sie Zellulose und Hemizellulose aus Pflanzenzellwänden in eine Substanz aufspalten, die später in Ethanol der zweiten Generation umgewandelt wird. Diese Spezies kann auch zur Herstellung bioaktiver Metaboliten und anderer pharmazeutischer Produkte verwendet werden.

Die verschiedenen Arten von Aspergillus-Arten sind dafür bekannt, dass sie viele verschiedene Arten von Enzymen produzieren, was sie für die Lebensmittelindustrie sehr nützlich macht – wenn sie richtig gezüchtet und angepasst werden. Aspergillus niger kann aufgrund der auffallend hohen Transfructosylierungsaktivität der Enzyme auf seiner Oberfläche große Mengen an Fructooligosacchariden produzieren.

Eine weitere industrielle Verwendung des Aspergillus niger Pilzes nutzt seine Bioabsorptionsfähigkeit. Bestimmte Arten von Farbstoffen (z. B. Kongorot) erfordern in der Regel ein gewisses Maß an Waschvorgängen, bei denen nach dem Auffangen des Abwassers möglicherweise schädliche farbstoffentfernende Substanzen eingesetzt werden müssen. Sobald das Farbstoffabwasser jedoch gesammelt und autoklaviert ist, können Aspergillus niger-Kolonien hinzugefügt werden, um den Farbstoff zu absorbieren. So kann beispielsweise der Farbstoff Blue 9 mit einer Rate von 18 mg pro Gramm Aspergillus niger entfernt werden, was dies zu einer relativ effizienten Methode der sicheren Farbstoffentfernung macht.

Gene Editing Using CRISPR-Cas9

Während die Genome verschiedener Organismen, einschließlich derer einer Vielzahl von Pilzen, sequenziert wurden, ist dies bei verschiedenen Arten von Fadenpilzen nicht der Fall. Mit Hilfe der CRISPR-Cas9-Gen-Editierungstechnologie haben jüngste Studien gezeigt, dass Aspergillus niger editiert werden kann. Der neu editierte Stamm kann für das iterative Gen-Targeting verwendet werden.

Entfernung von Aspergillus niger

Das Verfahren zur Abtötung des Pilzes Aspergillus niger ist einfach, wobei die Verwendung von grundlegenden Antimykotika normalerweise am besten funktioniert. So wurden 2009 über vierzig verschiedene Antimykotika – alle aus pflanzlichen Quellen – getestet, um herauszufinden, welches Mittel am wirksamsten gegen Aspergillus niger ist. In Form eines Medikaments zur Behandlung der allergischen Aspergillose werden vor allem Triazol- und Echinocandin-Antimykotika eingesetzt.

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• Kapitel 9 – Enzymsystem von Aspergillus in aktuellen industriellen Anwendungen und zukünftigen Anwendungen in der Produktion von Ethanol der zweiten Generation
• Die molekularen Mechanismen der Konidienkeimung
• Ochratoxin A Produktion durch Stämme von Aspergillus niger var. niger.
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• Ein Fructooligosaccharid-produzierendes Enzym aus Aspergillus niger ATCC 20611
• Aspergillus brasiliensis sp. nov, eine biseriate schwarze Aspergillus-Art mit weltweiterVerbreitung
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• Behandlung von Aspergillose

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