Pilzpigmente – Wenn die Natur den Maler spielt

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. Daher beschäftigt sich die Holzforschung Austria im Forschungsprojekt „ColorProtect“ damit, von Pilzen produzierte Pigmente zu isolieren und in Lasuranstriche einzuarbeiten, mit dem Ziel, bisher verwendete synthetische Pigmente in Lacken zu ersetzen.

Mikrobiell produzierte, organische Pigmente werden bereits in der Lebensmittel- und Textilindustrie häufig verwendet. In der Lack- und Anstrichmittelbranche spielen sie aufgrund der hohen Anforderungen besonders in Hinblick auf die Stabilität noch keine bedeutende Rolle. Das Ziel des Forschungsprojektes ist es daher, ein Pigment zu gewinnen, das es mit den Eigenschaften synthetischer Pigmente aufnehmen und damit einen Beitrag zu einer nachhaltigen Entwicklung im Lack-Bereich leisten kann.

Das Projekt befindet sich mittlerweile im 3. Forschungsjahr. Während im ersten Forschungsjahr verschiedenste pigmentbildende Pilze erfolgreich isoliert und kultiviert werden konnten, wurde im zweiten Forschungsjahr an der Extraktion und Aufreinigung der Pigmente aus dem Pilzmaterial gearbeitet. Im nun anstehenden dritten und letzten Forschungsjahr steht die Einarbeitung gewonnener Pigmente in Lasuranstriche im Vordergrund, sowie deren Prüfung auf Stabilität.

Fiolen mit verschieden gefärbten Flüssigkeiten

„Unser Ziel ist, synthetische Pigmente durch natürliche zu ersetzen und damit einen Beitrag zu einer nachhaltigen Entwicklung im Lackbereich zu leisten.“

Kathrin Kusstatscher, Projektleiterin HFA

Auswahl der Pilze

Die Auswahl der Pilze erfolgte einerseits durch Isolation aus Umweltproben, andererseits durch Literaturrecherche und Auswahl vielversprechender Organismen, die im Anschluss kommerziell bezogen wurden. Daraus ergaben sich 6 Kulturen, mit denen im Projekt gearbeitet wurde. Das Farbspektrum der verwendeten Pilze reichte von grün über blau, bis hin zu verschiedensten Rot- und Gelbtönen. Mit fortschreitender Projektlaufzeit wurden einige der verwendeten Pilze aufgrund unzureichender Pigmentbildung, Veränderungen der Pigmentqualität- und Ausbeute oder Instabilität der Pigmente ausgeschlossen.

Extraktion und Aufreinigung der Pigmente

Nach ausgiebigen Experimenten zu geeigneten Lösemitteln für die Extraktion der Pigmente in den ersten beiden Forschungsjahren, konnten die meisten der ausgewählten Pigmente erfolgreich vom Pilzmaterial getrennt werden. Für die Aufreinigung der Pigmente wurde zunächst mit Säulenchromatographie gearbeitet. Damit konnte zwar eine gute Trennung der in den Extrakten vorliegenden Pigmente erzielt werden, allerdings wurde mittels HPLC-MS dennoch eine relativ hohe Unreinheit durch Stoffwechselprodukte der Pilze festgestellt. Problematisch war außerdem die zu geringe Ausbeute, um im späteren Lack eine erkennbare Färbung zu generieren. Für einen der untersuchten Pilze gelang es jedoch, mittels Soxhlet-Extraktion Pigmentkristalle mit ausreichender Reinheit zu gewinnen.

Lasuranstriche

Die aus der Soxhlet Extraktion gewonnenen Kristalle wurden in einen Basislack eingearbeitet und erste visuelle Betrachtungen zur Farbgebung und Stabilität in freien Filmen angestellt. Die Kristalle zeigten dabei gute Färbeeigenschaften. Der entsprechende Lack wurde auf Holzproben aufgetragen und ersten Untersuchungen zu UV-Stabilität unterzogen.

Die Herausforderung im laufenden 3. Forschungsjahr besteht darin reproduzierbare Ergebnisse bezüglich Pigmentqualität und Farbstabilität in Lacken zu generieren und letzten Endes eine nach Wunsch gefärbte Beschichtung mit ausreichender UV-Stabilität zu erhalten.

Pilzpigmente – Wenn die Natur den Maler spielt

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