Je leest:

’s Werelds grootste schimmelcollectie past in vier diepvriezers

’s Werelds grootste schimmelcollectie past in vier diepvriezers

Auteur: | 1 april 2001

Samen met veertigduizend soorten schimmels verhuisde deze winter het Centraal Bureau voor Schimmelculturen van Baarn naar Utrecht. Het instituut werd bijna honderd jaar geleden opgericht als wereldwijde verzamelaar van schimmels. Neergestreken op het Science Park verwacht het CBS de komende tijd een cruciale rol te spelen op het gebied van genetische manipulatie – booming business wat betreft schimmels en gisten.

Verwacht geen paddestoelentuintje – ik had het vooraf nog zo tegen mezelf gezegd. Eenmaal oog in oog met de snorrende diepvriezers bij het Centraal Bureau voor Schimmelculturen (CBS) bekruipt je toch het ‘is dit alles’-gevoel. Het ís alles. Meer soorten schimmels in één ruimte bij elkaar zul je nergens anders ter wereld aantreffen, ook niet als je de koelkast drie weken open zet. Dat de hele collectie alleen in vier vrieskisten past…

Aspergillus versicolor is een binnenhuisschimmel, die veel voorkomt. Hij kan groeien op muren en meubels.

Joost Stalpers kan wel lachen om mijn scheve verwachtingspatroon. Stalpers is curator bij het CBS en verantwoordelijk voor het beheer van de collectie. “Het merendeel van de schimmels bewaren we bij extreem lage temperaturen. Zonder vloeibaar water stopt het metabolisme en kun je ze veel minder arbeidsintensief bewaren.”

De ruimte naast de vrieskamer puilt uit van de stellingkasten, reageerbuizen en erlenmeyers. Dat decor lijkt al meer op het beeld van het paddestoelentuintje. Om de zes weken tot een jaar moeten de daar florerende schimmels een plekje krijgen op een nieuwe voedingsbodem. Wat moet een mens met 40.000 schimmels? Wat moet je überhaupt met schimmels?

Witte kerst

Wel eens een groen uitgeslagen boterham gegeten? Een natte tent te lang ingepakt laten zitten? Dan weet je het: schimmels zijn niet pluis; daar klopt iets niet mee. “Van sommige schimmels genieten we echter juist”, haast Rob Samson zich om de zaken in perspectief te zetten.

Samson is hoofd toegepast onderzoek bij het CBS en verbaast zich over alle negatieve associaties die zijn studieobject oproept. "De witte korst om de camembert bestaat uit schimmel. Die wordt er tijdens het productieproces als een sporenpoeder opgesprenkeld, juist om de smaak.

Alcoholica heten zo om het afvalproduct dat een gist erin mengt; een proces dat we bewust laten gebeuren omdat we van een slokje houden. En penicilline brengt ook vaak alleen maar goeds. Toch is het waar: een bijster goed imago hebben schimmels hier in Nederland niet."

Schimmels bederven de smaak van voedsel en zijn niet zelden gevaarlijk. In sommige gevallen woekert schimmel zodanig als parasiet, dat de mens als gastheer het niet overleeft of hij er ernstig ziek door raakt. Andere schimmels scheiden toxinen af, giftige stoffen geproduceerd door levende organismen. De Aspergillus flavus, die vaak op pinda’s voorkomt, produceert bijvoorbeeld aflatoxine, een uiterst kankerverwekkende stof.

Beschimmelde yoghurt

Omdat het gebruik van schimmels en gisten in de (voedings-)industrie specialistisch werk is en veel bedrijven geen eigen schimmeldeskundige in dienst hebben, dient het CBS vaak als vraagbaak als er problemen zijn.

“Vorig jaar kwamen flessen yoghurt met dozen tegelijk binnen”, vertelt Samson. “Bij een aantal levensmiddelenfabrikanten was gebleken dat er een schimmel in het eindproduct zat die de pasteurisatie overleefde. Of dat kwaad kon, werd me toen gevraagd. Dat is geen gekke vraag. Je moet je realiseren dat we dagelijks duizenden volledig onschadelijke sporen inademen. Maar deze schimmel, Paecilomyces variotii, was dat niet: ze maakt een toxische stof en groeit bij lichaamstemperatuur. We hebben toen geadviseerd om alle yoghurt uit de winkel te halen.”

Dat gebeurde. Met stille trom, welteverstaan, want fabrikanten willen liever niet geassocieerd worden met schimmels. Maar daarmee begonnen de problemen pas. Verder verhitten was zinloos, want Paecilomyces variotii was tegen nog hogere temperaturen bestand. De schimmel moest eenvoudigweg uit het procédé verwijderd worden. “Je gaat dan echt met wattenstaafjes en reageerbuizen zo’n fabriek in om te kijken waar die schimmel in het productieproces belandt”, glundert Samson. Toen de gelegenheids-Sherlock Holmes z’n onderzoek had afgerond, was de boosdoener bekend: de schimmel zat in de pectine, een verdikkingsmiddel.

“Er zijn wereldwijd maar twee fabrikanten van pectine. Eén van hen bleek het verdikkingsmiddel met schimmel te verkopen. Dat betekende dat zowel deze fabrikant als diens afnemers bij ons aan de telefoon hingen. De economische strop van deze hitte-resistente schimmel bedraagt vele miljoenen guldens.”

Sprinkhaanschimmel. Een insectenschimmel op een sprinkhaan, gevonden in het regenwoud van de Amazone. Het stuk regenwoud waar de sprinkhaan werd aangetroffen is inmiddels gekapt. Waarschijnlijk is de sprinkhaan, en dus ook de symbiotische, specifiek op de sprinkhanensoort gerichte schimmel, inmiddels uitgestorven.

Samson drinkt er geen glas yoghurt minder om. Hij is niet bang voor schimmels. Wel is het zo dat in huize Samson bedorven etenswaren vaak eerst op het oog worden gedetermineerd. “Een beroepstikje. Soms stuur ik een brief naar de fabrikant, dat ik ‘die en die’ schimmel heb aangetroffen. En wat ze ertegen kunnen doen. Je krijgt vaak een nieuw potje opgestuurd.”

Verder gaat de beroepsgekte niet. Hoewel… “Als hobby bestudeer ik schimmels die van insecten leven”, vertelt Samson. Een lijvige pil vol met foto’s van halfverorberde mieren, een sprinkhaan met een wit ‘rokje’ aan en uitgeslagen vliegen komt trots uit de boekenkast om de variaties in het rijk der funghi visueel kracht bij te zetten.

“De impact die schimmels kunnen hebben vind ik indrukwekkend, of dat nu een financiële strop van vele miljoenen is, of levensreddend werk, zoals bij penicilline. Het fascineert me dat dat voortkomt uit die kleine miezertjes met hun slechte imago.”

Wasmiddel of geneesmiddel

In het bedrijfsleven zal de vraag naar schimmels de komende jaren alleen maar toenemen. Schimmels en gisten zijn relatief eenvoudige eukaryoten (organismen waarvan de celkern van het cytoplasma is gescheiden) die zich onder goede omstandigheden snel kunnen voortplanten.

Het betekent dat als je een bepaald enzym wilt hebben voor in een wasmiddel of als geneesmiddel voor een bepaalde ziekte, of als je een bepaalde biologische stof wilt produceren, dit bij schimmels en gisten vrij eenvoudig kan en de transgenen ook snel vermenigvuldigd worden. Dat is economisch interessant. Het enige dat je nodig hebt, is een juiste voedingsbodem en de ‘fabriek’ blijft vanzelf produceren.

Bijkomend voordeel is de lage aaibaarheidsfactor: vrijwel geen belangengroepering zal op de barricade springen voor het wel en wee van biergist, terwijl proefdiergebruik in een kwade reuk staat. Dat maakt schimmels een ideale kandidaat voor genetische manipulatie. Stalpers schat in dat door de combinatie van deze eigenschappen de toepassingen voor genetisch gemanipuleerde funghi sneller zullen toenemen dan bij te houden is.

Geschiedenis schimmelinstituut

In 1903 werd vanuit taxonomisch oogpunt op een congres van de Association Internationale des Botanistes in Leiden besloten dat ergens ter wereld een collectie met schimmels moest worden aangelegd. De keuze viel op Nederland. Niet toevallig: schimmels hebben een hekel aan kou, maar ook aan droogte. Vochtig en gematigd Nederland voldeed prima.

Onder leiding van prof F. Went werd de verzameling opgezet. De schimmelcollectie werd ondergebracht bij het instituut voor plantenfysologie in Amsterdam, waar de eerste vrouwelijke professor in Nederland, Johanna Westerdijk, vanaf 1917 de scepter zwaaide. Onder haar leiding verhuisde het CBS in 1922 naar Baarn, met een dependance voor gisten in Delft.

Het CBS bleef verdeeld over de twee locaties. In Delft bestudeerde men gisten, in Baarn schimmels. Het verschil tussen die twee families zit overigens in de verschijningsvorm: schimmels creëren draadvormige filamenten of soms grote vruchtlichamen (paddestoelen), gisten blijven eencellig, morfologisch identiek aan veel andere soorten.

Dat de gist- en schimmelcollecties lang gescheiden werden bewaard, was een praktische overweging: zowel in Delft als in Baarn was het instituut volledig uit zijn jasje gegroeid. Directeur Dirk van der Mei: “We zaten daar aan het plafond van wat mogelijk was. Hier in Utrecht zitten we op het universiteitsterrein. Wetenschap gedijt bij de interesse van jonge mensen. Die vind je hier volop.”

Het CBS ziet voor zichzelf een grote rol weggelegd in deze ontwikkelingen. Niet alleen als vraagbaak bij problemen. Het CBS produceert zelf schimmels voor de verkoop. De klandizie gebruikt het voor industriële toepassing of voor wetenschappelijk onderzoek.

De schimmels worden in een enorme collectie bewaard. Zes medewerkers hebben een dagtaak aan het beheer van die collectie. Vroeger was het een taak waar bijna het voltallige personeel mee bezig was. De schimmels werden toen bewaard op een voedingsbodem van, afhankelijk van de soort, twintig verschillende agars (een soort gelatinelaagje, gebruikt als voedingsbodem voor de groei van microbeculturen).

Dat geldt voor een klein deel van de schimmels nog steeds; de soorten die geen andere bewaarmethode verdragen, worden periodiek overgezet op een nieuwe bodem. Het is een vinding van het CBS om de schimmels onder een laag olie te bewaren. Hierdoor neemt de snelheid van het metabolisme met een factor tien af, zodat het overzetten minder vaak hoeft te gebeuren.

Schimmels bewaren. De schimmelcollectie wordt grotendeels bewaard in vloeibare stikstof. Deze bewaartechniek garandeert een zeer lange bewaartijd van de schimmels.

Vriesdrogen

Twee andere bewaarmethoden gebruiken van het gegeven dat schimmels, net als alle andere levensvormen, vloeibaar water nodig hebben. “Het meest efficiënt is nog om schimmels in te vriezen tot –130ºC. Voor schimmels die dat niet aankunnen, hebben we een vriesdroogprocédé. We behandelen ze dan als oploskoffie: door temperatuursverlaging onttrekken we vrijwel al het water aan de schimmel”, geeft Stalpers inzicht in de keuken. Na uitvoerig proberen bleek melkpoeder de beste bescherming te bieden tegen de koude.

De vorming van ijskristallen is bij het afkoelingsproces het grootste gevaar. IJskristallen verwoesten de cellen. Gelijktijdig met de snelle afkoeling wordt het preparaat vacuüm gezogen. Bij –40ºC sluit men het preparaat af en warmt het weer op tot 6ºC, een ideale bewaartemperatuur.

“Het proces luistert extreem kritisch. Koel je te snel of te langzaam, dan gaat je product dood. Ga je te snel, dan droog je de cellen niet voldoende uit, ga je te traag dan treedt kristalvorming op. De methode is door onszelf ontwikkeld, net als de vriesdroogmicroscoop die nodig is om het procédé te kunnen volgen”, legt Stalpers uit.

Roesten

Voor Stalpers is het vooral het creatieve zoeken naar oplossingen dat hem aanspreekt. Het CBS heeft als taak om schimmels te beheren, maar daar hebben schimmels geen boodschap aan. “Sommige soorten laten zich niet cultiveren. Die roesten bijvoorbeeld. Daar kun je niks mee. Andere soorten zijn buitengewoon lastig, met name als ze normaal in symbiose leven. Het zoeken naar antwoorden op vragen, dat is wat dit werk leuk maakt.”

Directeur Dirk van der Mei vindt de zoektocht naar creatieve oplossingen meer dan leuk. “Het is essentieel. Je kunt niet alleen maar problemen van anderen oplossen. Je moet je ook zelf dingen blijven afvragen, blijven grasduinen. Vandaar dat een aanzienlijk deel van de werkzaamheden hier uit fundamenteel wetenschappelijk onderzoek bestaat.”

Schimmels nemen in het ecosysteem een significante rol op zich: het zijn opruimers. Wie zich bedenkt dat van de naar schatting 500.000 bestaande soorten schimmels er maar 100.000 beschreven zijn, weet ook dat er taxonomisch nog wel het een en ander te doen valt. In schimmelkundige kringen is het CBS dan ook een bekend instituut dat met regelmaat van de klok monografieën en naslagwerken publiceert.

Onlangs publiceerde het nog de Atlas of Clinical Fungi, een telefoonboek vol ziekteverwekkende schimmels. Taxonomie is secuur werk, maar fascinerend, vindt Samson. “Als je onder je microscoop zit te kijken, dan zie je de mooiste dingen, nieuwe soorten soms. Elke soort heeft weer een eigen manier gevonden om zich in leven te houden. Speuren tot over de grenzen van wat we al weten, dat is wat dit werk fascinerend maakt.”

Dit artikel is een publicatie van Natuurwetenschap & Techniek.
© Natuurwetenschap & Techniek, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 april 2001

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.