Zeitschrift für mikrobielle und biochemische Technologie

Abstrakt

Charakterisierung der Pilzmorphologie mithilfe digitaler Bildanalysetechniken

Maria Papagianni

Die Verwendung von filamentösen Pilzen zur Herstellung kommerziell wichtiger Produkte ist alt, hat in den letzten Jahrzehnten jedoch stetig zugenommen. Aufgrund des methodischen und anwendungstechnischen Fortschritts in der Biotechnologie werden der Liste der Produkte aus Pilzfermentationen neue Verbindungsklassen hinzugefügt. Pilze sind morphologisch komplexe Organismen, deren Struktur sich im Laufe ihres Lebenszyklus unterscheidet. Bei der Submersfermentation kann die Pilzmorphologie verschiedene Formen annehmen, von verstreuten Filamenten bis hin zu dicht verwobenen Myzelmassen, den sogenannten Pellets. Jede morphologische Form hat eigene Merkmale, die sich entscheidend auf das Gesamtergebnis des Prozesses auswirken. Verstreutes Wachstum führt zu hochviskosen Brühen mit pseudoplastischem Verhalten, die sich negativ auf die Massen- und Energietransferraten auswirken und somit einen höheren Energiebedarf erfordern. Aufgrund der hohen industriellen Relevanz der Pilzmorphologie kam es zu einer erheblichen Entwicklung von Werkzeugen und Techniken zur Charakterisierung der Morphologie und zur Gewinnung quantitativer Informationen, die in Studien zur Prozesskontrolle und -optimierung verwendet werden können. Die digitale Bildanalyse ist die modernste Methode zur Charakterisierung und Quantifizierung der Pilzmorphologie im Entwicklungsprozess von Sporen über filamentöse Strukturen bis hin zu Pellets. Die Fortschritte auf diesem Gebiet seit den 1990er Jahren, als die ersten Bildanalysemethoden vorgestellt wurden, werden in diesem Bericht ausführlich erörtert.