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Lexikon der Ernährung: Mikroorganismen

Mikroorganismen, veralt. Mikroben, E microorganisms, mikroskopisch kleine, meist einzellige Organismen mit relativ einfacher biologischer Differenzierung.
Man unterscheidet prokaryotische (Archaebakterien, Bakterien, Cyanobakterien) und eukaryotische M. (z. B. niedere Pilze, Hefen). Viren (inklusive der Bakteriophagen), Viroide und Prionen zählen nicht zu den M. Sie besitzen keine Zellstruktur, keinen eigenen Stoffwechsel, Wachstum und Eigenvermehrung (sind also keine Lebewesen). Dennoch werden sie – v. a. in der populärwissenschaftlichen Literatur – manchmal den M. zugeordnet.
Vorkommen: M. sind weltweit in sämtlichen Biotopen zu finden, selbst in heißen Quellen, arktischen Gebieten und Salzseen. Auch auf vielen Lebensmitteln bilden sie eine charakteristische Mikroflora. M. können als Saprophyten (leben auf totem organischen Material, z. B. Schimmelpilze auf Lebensmitteln), Symbionten (bilden Lebensgemeinschaften, z. B. Rhizobien mit den Wurzelknöllchen von Leguminosen; normale Darmflora des Menschen) oder Parasiten leben. Bei letzteren unterscheidet man fakultative und obligate Parasiten. Dazu zählen insbesondere pathogene M., wie das Protozon Toxoplasma gondii, der Erreger der Toxoplasmose.
Stoffwechsel: M. zeigen eine Vielzahl von Ernährungsweisen: Autotrophie, Mixotrophie und Heterotrophie kommen vor. Die mikrobiellen Zersetzungs- und Fäulnisprozesse von pflanzlichen u. a. organischen Substraten sind von großer Bedeutung für den Kohlenstoff-, Stickstoff-, Phosphor-, Schwefel- und andere Kreisläufe in Ökosystemen (Nahrungskette). M. lassen sich auch nach ihrem Sauerstoffbedarf in Aerobier (benötigen Sauerstoff) und Anaerobier (benötigen eine sauerstofffreie Umgebung) unterteilen.
Bedeutung für die Ernährung des Menschen: Die Wachstumsrate von M. ist abhängig von den Lebensbedingungen, die sich ihnen bieten, was vor allem für die Lebensmittelkonservierung von Bedeutung ist (Haltbarmachungsverfahren). Die wichtigsten Wachstumsfaktoren sind das richtige Nährmedium, Wasseraktivität, Atmosphäre, pH-Wert, Temperatur, Zeit zur Vermehrung. Bei optimalen Wachstumsbedingungen erreichen Mikroorganismen sehr hohe Wachstumsraten (kurze Generationszeiten) und weisen sehr hohe Stoffwechselleistungen auf. Die Reaktionsmöglichkeiten die ihr Stoffwechsel bietet, wie z. B. Hydrierungen, Dehydrierungen, Oxygenierungen hat sich der Mensch schon immer biotechnologisch zunutze gemacht indem er aus Nahrungsmitteln fermentierte Produkte herstellte und es heute noch tut. Dabei nutzt er die Eigenschaft von Bakterien, Hefen und anderen Pilzen, aerob oder anaerob meist aus Kohlenhydraten oder anderen Nährmedien Energie zu gewinnen und dabei Stoffwechselprodukte abzugeben, die dem Nahrungsmittel neue Eigenschaften (z. B. Geschmacksrichtung, Konsistenz, Haltbarkeit) verleihen (mikrobielle Fermentation). Vielfach werden daher M. gentechnisch verändert, um sie beispielsweise für bestimmte Produktionsprozesse zu optimieren oder um sie zur mikrobiellen Produktion bestimmter Stoffe zu nutzen.

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