In Pilz gepackt

Zudem ist das neue Produkt leicht und besitzt eine hohe Stoßfestigkeit. Das Berliner Start-up Fungtion entwickelt deshalb einen Pilzschaum als Ersatz für Styropor in Fahrradhelmen.

Mit Abfällen füttern

Pilze sind ungewöhnliche Organismen: Biologen zählen sie weder zu den Pflanzen noch zu den Tieren. Und der Begriff wird häufig falsch angewendet. Wenn wir über Pilze sprechen, meinen wir meistens nur den Fruchtkörper, der aus dem Boden oder Holz ragt. Der eigentliche Organismus ist oft unsichtbar. Das schnell wachsende Myzel, das feine Zellgeflecht der Pilze, breitet sich im Erdreich oder in anderen Substraten aus und verwertet die Nährstoffe der Umgebung. Diesen Effekt machen sich die Materialforscher zunutze. Sie füllen geschredderte Abfälle aus der Landwirtschaft in eine Zuchtschale, geben den Pilz hinzu und lassen das Myzel wuchern.

Die Geschichte der Pilzverpackung beginnt auf einer Farm für Ahornsirup im US-Bundesstaat Vermont. Dort beobachtete Farmersohn Eben Bayer, dass zerkleinertes Holz verklebt, wenn es von Pilzen besiedelt wird. Bayer experimentierte zum Abschluss seines Studiums gemeinsam mit seinem Kommilitonen Gavin McIntyre. Zunächst wollten die beiden jungen Männer das Myzel als biologischen Klebstoff verwenden. Später entdeckten die Studenten am Rensselaer Polytechnic Institute (RPI), dass sie den Pilz mit Agrarabfällen füttern konnten und dass das Zellgeflecht jede gewünschte Form annahm.

2006 ließen sich Bayer und McIntyre den Herstellungsprozess in den USA patentieren. Ein Jahr später gründeten sie Ecovative Design. Inzwischen kaufen viele Produktentwickler von dem New Yorker Unternehmen Lizenzen und experimentieren mit eigenen Ideen, wie sich das Pilzgeflecht einsetzen lässt.

Die Umweltbilanz des neuen Materials könnte kaum besser sein. Der Herstellungsprozess kommt mit lediglich einem Achtel bis zu einem Fünftel der Energie aus, die für die Produktion von geschäumten Kunststoffen benötigt wird, berichtet das Europäische Patentamt, das Eben Bayer und Gavin McIntyre für den europäischen Erfinderpreis nominiert hat. Und während viele Produkte, die das Label „Bioplastik“ tragen, nur Etikettenschwindel sind, punktet die Verpackung aus Pilzgeflecht auch bei hochwertigen Umweltsiegeln.

Bioplastik wird aus pflanzlichen Rohstoffen produziert, aber die Pflanzen werden oft extra für diesen Zweck angebaut. Sie nutzen also Ackerland, auf dem auch Lebensmittel angebaut werden könnten, und verstärken damit zumindest theoretisch den Hunger in der Welt. Das Pilzmyzel hingegen wächst auf Abfällen.

Ungiftig und nährstoffreich

Zudem ist das viel gelobte Bioplastik häufig schlecht abbaubar. Anders das Pilzgeflecht: Da werben die Hersteller sogar mit der Unbeständigkeit des Produkts. Studien haben gezeigt, dass das Material nicht nur ungiftig ist, sondern die Erde sogar mit Nährstoffen anreichern kann. Im Verlauf von sechs bis sieben Wochen wird es durch Bodenorganismen abgebaut, wie es in der Natur bei sterbenden Pilzen üblich ist. Gerät die Verpackung ins Meer, hat sie sich nach ungefähr einem halben Jahr vollständig aufgelöst. Diese Umweltfreundlichkeit schränkt allerdings die Anwendung ein. Nur in trockener Umgebung hält das Produkt jahrelang.

Und es gibt noch einen kritischen Aspekt: Während die Fruchtkörper der Pilze als Bestandteil von veganer Ernährung akzeptiert sind, bezweifeln Kritiker, ob die Herstellung des Pilzgeflechts hohen ethischen Ansprüchen genügt. Immerhin wird ein lebender Organismus gezüchtet, nur um daraus eine Verpackung herzustellen. Besser sei es, so der Einwand, generell auf Verpackungen zu verzichten oder Materialien zu verwenden, die ohnehin vorhanden sind, beispielsweise in Form gepresstes Stroh.

Enorm hohe Festigkeit

Doch viele Wissenschaftler sind überzeugt, dass Pilzmyzelien nicht nur als Verpackung und damit als Beiwerk dienen können, sondern auch hochwertige Produkte liefern. „Sie haben das Potenzial, Leder und Textilien zu ersetzen“, schreibt Vera Meyer in einem Grundsatzpapier zur Bedeutung der pilzbasierten Biotechnologie. Die Festigkeit des reinen Myzels eines Wildtyp-Stammes des Spaltblättlings (Schizophyllum commune) sei der von Materialien wie Holz und Leder vergleichbar, betont die Professorin der Technischen Universität Berlin.

„Aus Pilzen gewonnene Lederersatzstoffe erfüllen die ästhetischen und funktionalen Erwartungen der Verbraucher und werden sich als Alternative zu Rinder- und Kunstleder durchsetzen“, bestätigt Alexander Bismarck vom Institut für Materialchemie der Universität Wien. Bismarck sieht im Textil- und Lederbereich sogar die größten Erfolgschancen. Bei Verpackungen seien niedrige Preise und große Volumen gefragt. „Pilze wachsen zwar auf allen organischen Resten, bestehen aber trotzdem zu mehr als 90 Prozent aus Wasser“, ergänzt Bismarck. „Deshalb lassen sich große Volumen nur schwer erzielen.“ Da natürliches Leder deutlich teurer ist, könne das Myzel einfacher damit konkurrieren.

Der Lederersatz lässt sich allerdings nicht so einfach herstellen. Denn im Vergleich zu den Verpackungen sind ganz andere Eigenschaften gefragt. Das Material muss sehr regelmäßig sein, eine gleichmäßige Dicke und Farbe sowie gute mechanische Eigenschaften besitzen und dem Wetter trotzen. Leder und Textilien sollten nicht reißen und sich gut weiterverarbeiten lassen, damit beispielsweise Nähte gesetzt werden können.

Die Materialforscher haben zwei Alternativen für die Pilzzucht entwickelt. Sie lassen die Pilzmatte auf Sägemehl oder auf Fasern der Blätter der Ananaspflanze wachsen. Im zweiten Schritt werden die Matten chemisch behandelt, damit die Zellulose in Sägemehl und Ananas die nötige Festigkeit und Geschmeidigkeit für das Leder liefert.

Andererseits produzieren auch die Pilze in den Wänden ihrer Zellen eine Substanz, die feste Strukturen bilden kann, nämlich das Chitin, bekannt aus dem Panzer und den Häuten von Insekten. Auch hier muss das Rohprodukt mit heißen Alkalilaugen bearbeitet werden, bevor die dünnen Pilzledermatten mit Maschinen plattgewalzt und gefärbt werden können. „Nach der Entwässerung und Pressung hat das hauptsächlich aus Polysacchariden wie Chitin, Chitosan, Glucan und Proteinen bestehende Myzelgeflecht ähnliche Eigenschaften wie Leder“, sagt Bismarck.

Schuhe, Taschen und Armbänder

Derzeit experimentieren die Firmen noch mit den besten Bedingungen für die Pilzmatte und deren richtige Aufarbeitung. Lange Zeit war das neue Material ein echtes Nischenprodukt weniger Hersteller aus Italien, Indonesien und den USA – bis das indonesische Unternehmen MycoTech 2019 Schuhe, Sandalen, Handtaschen, Geldbörsen und Uhrenarmbänder aus dem Lederersatzstoff Mylea auf den Markt brachte.

Inzwischen interessieren sich auch große Unternehmen für Pilzleder. Die Kering-Gruppe, zu der unter anderem die Marken Gucci und Saint Laurent gehören, sowie die Sportartikelhersteller Lululemon und Adidas stiegen 2020 in das Mylo Consortium ein, das bereits für die Mode-Ikone Stella McCartney produziert.