Abstract: Aureobasidium is omnipresent and can be isolated from air, water bodies, soil, wood, and other plant materials, as well as inorganic materials such as rocks and marble. A total of 32 species of this fungal genus have been identified at the level of DNA, of which Aureobasidium pullulans is best known. Aureobasidium is of interest for a sustainable economy because it can be used to produce a wide variety of compounds, including enzymes, polysaccharides, and biosurfactants. Moreover, it can be used to promote plant growth and protect wood and crops. To this end, Aureobasidium cells adhere to wood or plants by producing extracellular polysaccharides, thereby forming a biofilm. This biofilm provides a sustainable alternative to petrol-based coatings and toxic chemicals. This and the fact that Aureobasidium biofilms have the potential of self-repair make them a potential engineered living material avant la lettre. Key points: •Aureobasidium produces products of interest to the industry •Aureobasidium can stimulate plant growth and protect crops •Biofinish of A. pullulans is a sustainable alternative to petrol-based coatings •Aureobasidium biofilms have the potential to function as engineered living materials.
DOCUMENT
Abstract Aureobasidium is omnipresent and can be isolated from air, water bodies, soil, wood, and other plant materials, as well as inorganic materials such as rocks and marble. A total of 32 species of this fungal genus have been identified at the level of DNA, of which Aureobasidium pullulans is best known. Aureobasidium is of interest for a sustainable economy because it can be used to produce a wide variety of compounds, including enzymes, polysaccharides, and biosurfactants. Moreover, it can be used to promote plant growth and protect wood and crops. To this end, Aureobasidium cells adhere to wood or plants by producing extracellular polysaccharides, thereby forming a biofilm. This biofilm provides a sustainable alternative to petrol-based coatings and toxic chemicals. This and the fact that Aureobasidium biofilms have the potential of self-repair make them a potential engineered living material avant la lettre.
MULTIFILE
Dark homogenous fungal-based layers called biofinishes and vegetable oils are keyingredients of an innovative wood protecting system. The aim of this study was todetermine which of the vegetable oils that have been used to generate biofinishes onwood will provide carbon and energy for the biofinish-inhabiting fungus Aureobasidiummelanogenum, and to determine the effect of the oil type and the amount of oil on thecell yield. Aureobasidium melanogenum was cultivated in shake flasks with differenttypes and amounts of carbon-based nutrients. Oil-related total cell and colony-formingunit growth were demonstrated in suspensions with initially 1% raw linseed,stand linseed, and olive oil. Oil-related cell growth was also demonstrated with rawlinseed oil, using an initial amount of 0.02% and an oil addition during cultivation. Nilered staining showed the accumulation of fatty acids inside cells grown in the presenceof oil. In conclusion, each tested vegetable oil was used as carbon and energysource by A. melanogenum. The results indicated that stand linseed oil provides lesscarbon and energy than olive and raw linseed oil. This research is a fundamental stepin unraveling the effects of vegetable oils on biofinish formation.
MULTIFILE
Concepts to protect wood from factors like ultraviolet (UV) radiation, water and wood-decaying fungi with the help of fungi exist in different variants. The idea to treat wood with the help of linseed oil and the living fungus Aureobasidium pullulans originated in 1996 during an European project assessing sustainable protection systems (Sailer et al., 2010). At that time, wood impregnated with natural oils resulted surprisingly in an evenly dark colored surface. These color changes were usually associated with irregular discoloration and staining and were further investigated. It has been shown that the fungus Aureobasidium pullulans was growing on surfaces treated with linseed oil. The fact that Aureobasium pullulans reproducibly grows on water repellent linseed surfaces in many regions around the world makes it suitable for use in a wide range of applications. Research did show that Aureobasidium pullulans produces pigments and binders on its own. This contribution documents the investigation to, identify the possibilities of biological wood surface treatment with Aureobasidium. The combination of the hydrophobizing effect of linseed oil and the surface treatment with the so-called biofinish creates an aesthetically appealing dark living surface, which significantly prolongs the life of wood outdoors and reduces maintenance costs. Since the idea has been developed into an industrially applicable process (Xyhlo biofinish, 2018). Using this concept, building components e.g. façades can be protected with a biological and functional coating thereby contribution to lessen the environmental impact of buildings.
MULTIFILE
Hout is een belangrijk bouwmateriaal voor toepassing in een circulaire economie. Hierbij spelen echter brandveiligheid en milieuaspecten een steeds belangrijkere rol. Hoewel het gebruik van brandvertragers technisch vaak noodzakelijk is, is hun effect op het milieu meestal nadelig en kunnen zij een barrière vormen voor hergebruik. Het gebruik van een biologische coating gebaseerd op de schimmel Aureobasidium kan uitkomst bieden, temeer er aanwijzingen zijn dat de coating brandvertragend kan werken. In dit project zal de brandwerendheid van de Aureobasidium biocoating en van geselecteerde componenten die door de schimmel worden gemaakt (zoals pigmenten en bepaalde eiwitten) worden onderzocht. Ook zal de bijdrage van deze componenten op andere eigenschappen zoals hechting en levensduur van de biologische coating worden bestudeerd.
Vier jaar geleden is er een succesvolle biologische coating op de markt gebracht dat hout beschermt tegen aantastingen met behulp van de levende oppervlakteschimmel Aureobasidium pullulans. Deze coating kan o.a. hout voor buitentoepassingen tegen klimatologische- en omgevingsinvloeden beschermen. De industriële gereedheid van deze coating kan worden verbeterd door de schimmel Aureobasidium pullulans te stimuleren bepaalde stoffen te produceren die bijdragen aan de hechting van de coating op het hout. De hechtingstijd van de coating aan het hout duurt nu 6-8 weken. Bij een verkorte hechtingstijd ontstaat er een sneller productieproces wat het product concurrerender zou maken in de markt van bouwmaterialen. De mogelijkheid om op een natuurlijke manier een stabiel systeem van levende micro-organismen te creëren die polymeren, pigmenten en andere substanties vormen is met gebruik van geschikte voedingsbronnen en milieu invloeden aangetoond. Het is bekend dat A. pullulans een groot aantal stoffen als potentiële voedingsbron kan gebruiken waaronder Volatile Organic Compounds (VOCs). A. pullulans transformeert op een uiterst energiezuinige manier schadelijke stoffen in milieuvriendelijke polymeren welke kunnen bijdragen aan de hechting van de schimmel. VOCs waaronder terpenen en carbonyl-VOCs behoren tot de houtcomponenten en verdampen bij hogere temperaturen. Het doel van dit project is om de hechting van de schimmel op hout te verbeteren en hierdoor het droogproces van de coating te versnellen. In het productie proces wordt hout aan hogere temperaturen blootgesteld om VOCs uit te scheiden. Op laboratoriumschaal zal worden getoetst of A. pullulans als reactie op het voorkomen van VOC`s zodoende zijn hechting kan stimuleren. Na expositie in een gedefinieerde VOC bevattende omgeving zullen de effecten van deze stoffen op de schimmel worden onderzocht.
In vele industrieën zoals in de scheepsbouw, luchtvaart en infrastructuur worden metaalsoorten veelvuldig toegepast omdat het een sterk en gemakkelijk te verwerken materiaal is. Nadelig is dat het materiaal bij buitentoepassing corrodeert. Daarom wordt er veelal gebruik maakt van een oppervlaktebehandeling zoals een verfsysteem of coating. Traditionele coatings bevatten vaak schadelijke stoffen zoals conserveringsstoffen, chromaat-zouten of Chroom-6 om infecties en oxidatieprocessen te verminderen en de levensduur van het materiaal te verlengen. Daarnaast zijn veel coatings op aardolie gebaseerd en kunnen microplastics door verwering vrijkomen. Milieuvriendelijke en duurzamere beschermingssystemen zouden een mijlpaal zijn in de metaalindustrie. De schimmel Aureobasidium pullulans wordt in combinatie met lijnzaadolie inmiddels al succesvol toegepast voor het beschermen van hout en kan door zijn aanmaak van pullulaan of andere extracellulaire polymere stoffen (EPS) mogelijk een grote rol spelen in de zoektocht naar milieuvriendelijke en duurzame beschermingssystemen voor metaal. In onderzoek is aangetoond dat de extracellulaire polymere stof pullulaan in staat is om corrosie op metaal sterk te verminderen. Het nadeel is echter dat pullulaan wateroplosbaar is. Het doel van dit missie-gedreven onderzoek is om een fermentatieproces te ontwikkelen waarbij geschikte en watervaste biopolymeren voor de bescherming van metaal worden geproduceerd door de schimmel A. pullulans. Door een nieuw fermentatieproces kan de productie van deze EPS gestimuleerd worden. Met een beschermingssysteem van A. pullulans, EPS en lijnzaadolie kunnen de corroderende factoren als vocht en zuurstof worden verminderd. Daarnaast kan de productie van melanine door A. pullulans een rol spelen in de bescherming tegen UV-licht waardoor gepolymeriseerd lijnzaadolie langer stabiel blijft. Deze onderdelen zullen een dergelijke oppervlaktebehandeling voor metaal geschikt maken voor buiten toepassing en geven meer toegevoegde waarde aan het product.
Ondanks het feit dat de luchtvervuiling in verloop van de jaren in Europa is teruggebracht, overschrijden de fijnstofconcentraties en stikstof gerelateerde verbindingen nog altijd de normen van de Wereldgezondheidsorganisatie. Op het moment is veel aandacht voor het reduceren van de uitstoot van fijnstof door het wegverkeer in Nederland en Duitsland. Nationale en Europese overheden hebben ingezet op twee routes om uitstoot van fijnstof en stikstofdioxide te verminderen. Ten eerste wil men luchtverontreiniging preventief reduceren bij de bron. Een voorbeeld is het verbieden van het rijden met vervuilende auto’s in steden, het verlagen van maximale snelheden op wegen en het terugbrengen van het vee op boerderijen. De tweede route is het reinigen van fijnstof uit de lucht met behulp van mechanische, chemische en natuurlijke technieken. Op dit moment bestaan er echter geen energiezuinige methoden die significant bijdragen aan het reinigen van schadelijke stoffen uit de lucht. Micro-organismen bieden interessante mogelijkheden voor een energiezuinige vermindering van schadelijke stoffen op basis van bioremediation principes. Het doel van dit onderzoek is om potentiële mogelijkheden te verkennen om luchtverontreinigende stoffen door middel van micro-organismen te verminderen.
