Holger Zorn: Hüter des guten Geschmacks

Der Lebensmittelchemiker Holger Zorn leitet das Institut für Lebensmittelchemie und Lebensmittelbiotechnologie der Justus-Liebig-Universität Gießen

Quelle: Zorn

Der Lebensmittelchemiker Holger Zorn ist Geschäftsführender Direktor des Instituts Lebensmittelchemie und Lebensmittelbiotechnologie der Justus-Liebig-Universität Gießen. Dort forscht er an zwei Themen, die auf den ersten Blick unterschiedlicher kaum sein könnten: an neuen Aromen für die Lebensmittelindustrie und an neuen Enzymen für die Produktion von Biokraftstoffen.

Im Zentrum beider Forschungsarbeiten stehen die Ständerpilze, die am höchsten entwickelten Pilze überhaupt. Fast jeder dürfte mit den Basidiomyceten, so ihr wissenschaftlicher Name, schon einmal zu tun gehabt haben. „Die meisten Speisepilze gehören zu den Ständerpilzen“, sagt Zorn. „Uns geht es im Moment darum, komplexe Aromengemische durch neue Fermentationsverfahren herzustellen“ so der Lebensmittelchemiker. Die Pilze sollen dabei praktisch als Minifabriken dienen. Bisher verlässt sich die Industrie vor allem auf Hefen oder Bakterien, um solche Gemische herzustellen. Doch gegenüber den Einzellern bieten die Pilze viele Vorteile: „Bei der Aromabildung können Speisepilze wesentlich mehr leisten als beispielsweise Milchsäurebakterien oder Bäckerhefe.“, so Zorn. „Man kann beispielsweise Bierwürze hernehmen und als Substrat für einen Basidiomyceten hernehmen, um damit spannende Aromen zu generieren.“ Am Ende steht dann das Pilz-Pils.

So spannend wie die Aromaforschung ist, macht sie doch nur den kleineren Teil von Zorns Arbeit aus. Mehr als die Hälfte der Zeit forscht Zorns Team an neuen Enzymen für die Lebensmittelbranche und die Biotech-Industrie. Mit Unterstützung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) arbeitet er beispielsweise daran, optimale Enzymcocktails für die Herstellung von Biosprit zu finden. Der 44-Jährige ist davon überzeugt, dass die Ständerpilze auch hier gute Dienste leisten: „Basidiomyceten sind die einzigen Organismen, die effizient Lignin abbauen können.“ Lignin ist ein zähes Material. In den Landpflanzen wird Lignin in die Zellwände eingelagert und sorgt dort für eine hohe Stabilität. Etwa 20 % bis 30 % der Trockenmasse verholzter Pflanzen bestehen aus Ligninen, damit sind sie neben der Cellulose und dem Chitin die häufigsten organischen Verbindungen der Erde. In der Industrie wird das Molekül bisher jedoch kaum genutzt. Es gibt erste Ansätze, es als Rohstoff für Bioplastik zu nutzen (mehr…). Wie bei der Cellulose verhinderten Probleme bei der Verarbeitung bisher aber den großen Durchbruch bei der stofflichen Nutzung (mehr…).

Eines der Untersuchungsobjekte in Zorns Arbeitsgruppe: der Kräuterseitling (Pleurotus eryngii).Quelle: Zorn

 "In der Lebensmittelchemie bin ich zu Hause"

Gerade in den vergangenen Jahren ist daher eine andere Verwendung immer stärker in den Fokus der Forschung gerückt: Lignocellulose als Rohstoff für Biokraftstoffe. In Gießen konzentrieren sich die Forscher auf die Suche nach Enzymen, die die Lignocellulose-haltigen Zellwände knacken und die großen Polymere in einzelne Bausteine zerlegen. Die Chancen, ausgerechnet bei den Ständerpilzen fündig zu werden, stehen nicht schlecht, glaubt Zorn. „Basidiomyceten machen viele Dinge anders als andere Mikroorganismen.“ Von der Größe des Erbguts her ähneln die Pilze schon kleinen Pflanzen. „Das heißt, sie sind deutlich diverser als Mikroorganismen“, so Zorn. Das hat inzwischen offenbar auch die Industrie erkannt. So sucht inzwischen auch das Chemieunternehmen Süd-Chemie AG gemeinsam mit Zorn in den Pilzen nach Enzymen, die Lignocellulose aufspalten. Mit Hilfe des BMBF baut die Firma gerade in der Nähe von München an einer Demonstrationsanlage, in der aus Stroh Bioethanol hergestellt wird – der dann als Kraftstoff dem Benzin beigemengt werden könnte (mehr...). Eines Tages könnten die Pilzenzyme also auch in solchen Industrieanlagen eingesetzt werden. Gegenüber Mikroorganismen bieten die Pilzenzyme aber noch einen weiteren Vorteil: Sie sind sehr viel robuster: „Einzelne Enzyme halten Drücke von 10.000 Bar aus, ohne sich in ihrer räumlichen Struktur zu verändern.“

Auch wenn der Pilzexperte Zorn mit seinen Arbeiten inzwischen teilweise im Bereich der industriellen Biotechnologie angekommen ist, hängt sein Herz doch an der Lebensmittelchemie. „In der Lebensmittelchemie bin ich zu Hause. Das habe ich gelernt – von der Pieke auf.“ An der Universität Gießen leitet er das einzige Institut für Lebensmittelchemie in Hessen. Die hier ausgebildeten Lebensmittelchemiker  – etwa 20 pro Jahr – arbeiten dann später beispielsweise bei der staatlichen Lebensmittelüberwachung. „Der Verbraucherschutz ist eine ganz wichtige Aufgabe“, so Zorn.

 Der Pilz Pleurotus sapidus, ein enger Verwandter des Austernpilzes, lässt sich auf Rapsstroh kultivieren.Quelle: Zorn

Lebensmittelchemie steckt im täglichen Leben

Kurz vorm Abitur hätte Zorn sich auch noch für ein Studium der „klassischen“ Chemie entscheiden können. Nach dem Besuch einer Chemiefabrik fiel dann aber doch die Entscheidung zugunsten der Lebensmittelchemie. „Das Schöne ist, dass die Lebensmittelchemie im täglichen Leben steckt“, erklärt der Forscher seine Entscheidung. „Warum riechen bestimmte Dinge gut? Warum schmecken einige Lebensmittel besonders intensiv? All das sind spannende Phänomene.“ Seit seiner Staatsprüfung zum Lebensmittelchemiker 1998 fahndet Zorn nun nach den Antworten auf diese Fragen: zunächst als Wissenschaftlicher Assistent an der Universität Hannover,  nach einem kurzen Auslandsaufenthalt an der größten öffentliche Forschungseinrichtung Spaniens, dem Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) in Madrid, dann ab 2006 als Arbeitsgruppenleiter für Technische Biochemie an der Universität Dortmund. Zwei Jahre später wechselt er schließlich nach Gießen.

Bereut hat er seine Entscheidungen bis heute nicht. Im Gegenteil: „Ich habe den schönsten Beruf, den man sich vorstellen kann.“ Auch in Gießen fühlt sich Familie Zorn richtig wohl. Daran hat auch die Uni ihren Anteil. Kurz nach dem Wechsel von Dortmund nach Gießen half sie bei der Suche nach einer Arbeitsstelle für Zorns Ehefrau – auch sie promovierte Lebensmittelchemikerin. Sie arbeitet inzwischen in der staatlichen Lebensmittelüberwachung. Die Faszination für die Naturhaben liegt dabei offenbar in den Genen. Bei den beiden Söhnen stehen am Wochenende zwei Ausflugsziele besonders hoch im Kurs: Der Opel-Zoo in Kronberg im Taunus und das Senckenberg-Museum in Frankfurt am Main. Was die beiden Jungs ins Museum treibt? „Die Dino-Skelette dort sind im Moment der absolute Renner.“