Nützliche Mikroorganismen

Mikroorganismen leben auf und im Körper in Symbiose mit uns. Die Biotechnologie nutzt unter anderem Mikroorganismen, um Lebensmittel, Wirkstoffe und weitere Substanzen herzustellen. Mikroorganismen sind für unser Leben unentbehrlich.

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Symbionten des Menschen

Heute wissen wir, dass wir ohne die nützlichen Mikroorganismen (v. a. Bakterien und Pilze) auf und in unserem Körper nicht überleben könnten. Man geht davon aus, dass unser Körper mehr Kleinstlebewesen beherbergt, als er Körperzellen hat. Die Gesamtheit der Mikroorganismen in einem betrachteten Bereich wird als Mikrobiom (Mikroflora) bezeichnet.

Weißt du, wo sich Mikroorganismen aufhalten? Für die Auflösung, klicke auf das Bild!

Abb. 2

Warum sind die Mikroorganismen auf und in unserem Körper so wichtig für uns? Was weißt du bereits über das Mikrobiom des Körpers? Pinne die zutreffenden Aussagen an die Wand und wirf die anderen in den Mülleimer!

Bravo!

Das Mikrobiom unseres Körper steht in engem Zusammenhang mit unserer Gesundheit. Überlegt gemeinsam, wodurch wir unser Mikrobiom gesund erhalten können! Erstellt dazu eine Übersicht mit Tipps für euren Alltag!

Mikroorganismen & Umwelt

Unser Überleben ist von Mikroorganismen abhängig, da sie ein wichtiger Teil der Natur sind. Bestimmt erinnerst du dich daran, welche Rolle Mikroorganismen im Boden spielen!

In einem gesunden Boden lebt eine Vielzahl an Mikroorganismen. Sie helfen dabei, diesen gesund zu halten und den Pflanzen Nährstoffe zu liefern. Als Destruenten bauen sie abgestorbene Reste von Lebewesen ab und liefern den Pflanzen dadurch Mineralstoffe.

Manche Mikroorganismen leben in Symbiose mit Pflanzen. Ein Beispiel sind Wurzelknöllchenbakterien, die Pflanzen wie Hülsenfrüchte (z. B. Bohnen) oder Klee mit Stickstoff für ihr Wachstum versorgen. Im Gegenzug liefern die Pflanzen den Bakterien unterschiedliche Nährstoffe.

Gezielter Einsatz

Menschen setzen Kleinstlebewesen ein, um verursachte Verschmutzungen zu entfernen. Kläranlagen dienen dazu, Abwasser zu reinigen, um das geklärte Abwasser in die Umwelt entlassen zu können. Die meisten Kläranlagen haben eine biologische Reinigungsstufe, bei der Sauerstoff in Belebungsbecken eingeleitet wird. Diesen benötigen spezielle Bakterien und andere Mikroorganismen, um organische Verbindungen (z. B. in den Abwässern von Küche, Bad und Toilette) und davon abgespaltene Stickstoffverbindungen abzubauen.

Belebungsbecken der Klähranlage Ruhleben — Belebungsbecken einer Kläranlage

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Biotechnologie

In der Biotechnologie wird das Wissen über Mikroorganismen genutzt, um sie für uns nutzbar zu machen.

Die Biotechnologie beschäftigt sich mit dem Einsatz von Mikroorganismen, Zellen und Enzymen, um mit deren Hilfe Substanzen herzustellen oder nützliche Verfahren zu entwickeln.

Biotechnische Verfahren werden bereits seit Jahrtausenden, vor allem bei der Herstellung von Nahrungsmitteln (z. B. Brot, Bier, Wein), angewendet. Heute spielen Mikroorganismen nicht nur in der Lebensmittelproduktion, sondern in Bereichen wie Landwirtschaft, Medizin und Industrie eine wichtige Rolle.

Lerne hier Beispiele für Anwendungen von Mikroorganismen in der Biotechnologie kennen!

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In der Lebensmittelproduktion

Mikroorganismen (v. a. Bakterien und Pilze) werden in vielen Bereichen der Lebensmittelproduktion eingesetzt.

Überlege, für welche der nachfolgenden Lebensmittel in der Produktion Mikroorganismen eine wichtige Rolle spielen! Ordne alle Lebensmittel entsprechend zu!

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Viele Mikroorganismen werden bewusst zugesetzt, beispielsweise Milchsäurebakterien bei der Herstellung von Sauerkraut, Joghurt oder Rohwürsten.

Sauerkraut und Kimchi — Milchsauer vergorenes Gemüse wie Sauerkraut oder Kimchi ist sehr gesund.

Joghurt und Käse — Milchprodukte wie Joghurt, Topfen, Buttermilch und Käse werden mit Hilfe von Milchsäurebakterien hergestellt.

Rohwürste wie Salami benötigen Milchsäurebakterien (und andere Bakterien) für den Reifungsprozess.

Hefepilze werden bei der Herstellung von Brot, Hefegebäck und alkoholischen Getränken wie Bier und Wein benötigt.

Hefezopf — Die Backhefe (Germ) lässt den Teig aufgehen und sorgt für den typischen Geschmack.

Wein und Bier werden mit Hilfe der alkoholischen Gärung hergestellt.

Bei anderen Lebensmitteln nutzt man die Anwesenheit von Mikroorganismen. Rohe Kakaobohnen werden zusammen mit dem weißen Fruchtfleisch (Fruchtpulpe) fermentiert. Innerhalb von zehn Tagen werden dadurch Bitterstoffe abgebaut. Weiters entwickeln die Kakaobohnen ihren typischen Geschmack und ihre braune Farbe. Danach werden sie getrocknet.

Fermentierte Kakaobohnen — Kakaobohnen werden fermentiert.

Fermentierte und getrocknete Kakaobohnen — Kakaobohnen nach der Fermentation und der Trocknung.

Fermentation wird angewendet, um Lebensmittel oder Medikamente herzustellen. Dabei werden durch Mikroorganismen wie Bakterien oder Pilze organische Verbindungen in Säuren, Alkohol oder Gase (wie Kohlenstoffdioxid) umgewandelt. Spezielle Formen der Fermentation werden als Gärung (z. B. alkoholische Gärung) bezeichnet.

Mithilfe von Mikroorganismen werden Substanzen hergestellt, die in der Lebensmittelproduktion eingesetzt werden. Essig wird in der Küche (z. B. für Marinaden) und zur Haltbarmachung von Lebensmitteln (z. B. bei Essiggurken) verwendet. Milchsäure, Zitronensäure und Essigsäure dienen als Lebensmittelzusatzstoff zum Ansäuern und Konservieren.

Schwarzer Gießkannenschimmel unter dem Mikroskop — Zitronensäure wird mithilfe des Schwarzen Gießkannenschimmels *(Aspergillus niger)* gewonnen.

Probier´s mal!

Leckere Mikroorganismen

Ohne Kleinstlebewesen wäre unser Speiseplan ganz schön langweilig. Das kann man am besten aufzeigen, wenn man bei einer Mahlzeit das Augenmerk auf Lebensmittel legt, die mit Hilfe von Mikroorganismen hergestellt wurden.

Wie wäre es mit einem gemeinsamen Frühstück, bei dem man Sauerteigbrot, Vollkornsemmeln, Topfenaufstrich, Butter, Hartkäse, Joghurt, Buttermilch, Sauerrahmdip, Essiggurken und Hefegebäck (z. B. einen Hefezopf) auftischt? Ergänzt mit frischem Obst und Gemüse wird daraus ein leckeres, gesundes Frühstück!

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