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Quelle: Derme et al. 2026, Frontiers in Microbiology, Abbildung 5C / CC BY 4.0
Pilzmyzel kann pflanzliche Reststoffe zu leichten Verbundwerkstoffen verbinden. Wie gleichmäßig der Pilz das feste Substrat durchwächst, hängt jedoch stark von Temperatur, Feuchte und Luftaustausch ab. Forschende der ETH Zürich und der Empa haben einen modularen Tray-Bioreaktor entwickelt, der diese Bedingungen regelt und das Pilzwachstum über die Gaszusammensetzung verfolgt. Die Studie erschien am 23. September 2026 in Frontiers in Microbiology.
Wachstum unter kontrollierten Bedingungen
Anders als bei Flüssigfermentationen wächst das Myzel hier in einem feuchten Feststoff. Wärme und Gase verteilen sich darin nur begrenzt; lokale Unterschiede können zu ungleichmäßigem Wachstum und schwankenden Materialeigenschaften führen. Eine
Der Reaktor kombiniert einen instrumentierten Deckel mit austauschbaren Kammern. Sensoren erfassen Temperatur, relative Feuchte, Kohlendioxid und Sauerstoff; Ventilatoren, Heizung und Befeuchtung halten die eingestellten Bedingungen. Aus der CO₂-Konzentration berechnet das System zudem die Freisetzungsrate des Gases als Maß für die Stoffwechselaktivität.
Für die Versuche nutzte das Team Ganoderma sessile auf Hanfschäben, ergänzt mit Weizenkleie und Gips. Nach einer fünftägigen Vorkultur kam das teilweise besiedelte Substrat in eine Form im Bioreaktor. Dort wuchs es zunächst 2,8 Tage in der geschlossenen Form und anschließend 1,7 Tage nach dem Entformen weiter.
CO₂ zeigt den Prozesszustand
In den Tests hielt das System die Temperatur im praktisch erreichbaren Bereich von etwa 26 bis 29 Grad Celsius mit geringen Abweichungen stabil. Auch die Feuchte ließ sich bis ungefähr 50 Prozent zuverlässig regeln. Die CO₂-Messung machte die biologische Aktivität sichtbar und erfasste den Übergang vom Wachstum in der Form zur Ausbildung einer dichteren Myzelhaut nach dem Entformen.
Zusätzlich koppelte das Team vier Reaktoren zu einem synchronisierten System. Ein Hauptgerät übermittelte Sollwerte und Prozessschritte an drei weitere Einheiten, während jede Kammer ihre Bedingungen lokal regelte. Das ermöglicht parallele Versuche und spätere Skalierungsstudien.
Der entwickelte Reaktor bringt damit erstmals mehrere wichtige Prozessgrößen für Myzelkomposite in einer kontrollierten Versuchsumgebung zusammen. Künftig soll das System helfen, den Einfluss von Temperatur, Feuchte und Gaswechsel auf Wachstum und Materialbildung genauer zu untersuchen. So könnte sich besser bestimmen lassen, unter welchen Bedingungen Myzelkomposite zuverlässig und reproduzierbar hergestellt werden können.
ag