Penicillium
Medizinische Expertise: Dr. med. NonnenmacherQualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer
Letzte Aktualisierung am: 1. September 2026Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.
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Penicillium ist ein Schimmelpilz, der nahezu weltweit verbreitet ist sowie vorwiegend im und am Boden vorkommt. Auch auf Pflanzen ist er zu finden. Wegen der verzweigten Form seiner Fortpflanzungsorgane wird er auch Pinselschimmel genannt. Genau genommen bezeichnet Penicillium keine einzelne Art, sondern eine ganze Gattung, zu der mehrere hundert Arten mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften gehören.
Die Sporen sind zumeist leicht grün gefärbt. Der Pilz fühlt sich unter warmen und feuchten Bedingungen am wohlsten. Besonders häufig befällt Penicillium Brot, Käse, Obst (Äpfel, Pfirsiche, Zitrusfrüchte), Marmelade und Fruchtsäfte. Einige seiner Arten werden zur Herstellung des antibiotischen Wirkstoffs Penicillin sowie zur Veredelung von Lebensmitteln wie Schimmelkäse (Camembert, Roquefort) verwendet.
Weil sie das Auftreten konkurrierender Pilze verhindern, werden einzelne Arten ebenso bei der Herstellung von Wurstprodukten eingesetzt. Penicillium kann Asthma auslösen sowie verschiedene allergische Reaktionen herbeiführen, so beispielsweise Husten, Nesselfieber, Niesattacken und Schnupfen, aber auch Bronchitis und Rhinitis (Entzündung der Nasenschleimhaut).
Darüber hinaus setzen viele Arten der Pinselschimmel Mykotoxine frei, die in ihrer Wirkung hochgiftig sind. Diese Stoffe werden durch den Menschen hauptsächlich über verdorbene Lebensmittel aufgenommen.
Was ist Penicillium?
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In den kühlen und gemäßigten Klimazonen ist Penicillium so gut wie überall zu finden, wo organisches Material abgebaut wird. Besonders häufig kommen diese Schimmelarten auf Gartenerde und im Laub vor. Gewöhnlich lassen sie sich leicht in feuchten Kellerräumen sowie an Wasserleitungen, Matratzen, Deckentapeten, Fensterbrettern und Polstermöbeln finden. Auch im Hausstaub, im Biomüll und ebenso im Heu lässt sich Penicillium sehr gern nieder. Der Schimmelpilz ist unter für ihn idealen Bedingungen in der Lage, Zellulose abzubauen. Lange waren gut 200 Arten des Pinselschimmels beschrieben; neuere Übersichten führen über 350 anerkannte Arten.
Penicillium zeichnet sich durch sehr schnelles Wachstum in den Kolonien aus. Sporen finden sich in der Außenluft das ganze Jahr über; in der warmen Jahreszeit ist die Belastung insgesamt höher. Weil Penicillium auch in Innenräumen wächst, sind seine Sporen dort ganzjährig anzutreffen. Das Myzel ist am Anfang weiß gefärbt, verändert sich dann jedoch hin zu grünlichen oder gelblichen Farbtönen.
Die antibiotische Wirkung dieser Schimmelpilze wurde Ende der 1920er Jahre bei Versuchen an Bakterienkulturen entdeckt. Der Schimmel hatte unter Laborbedingungen keine Verbreitung von Bakterien mehr zugelassen.
Vorkommen, Verbreitung & Eigenschaften
Bei insgesamt rund 250.000 verschiedenen Pilzarten ist es unmöglich, für jede einzelne einen Allergietest zu entwickeln. Schätzungen gehen inzwischen sogar von mehreren Millionen Pilzarten aus, von denen bislang nur ein kleiner Teil beschrieben ist. Allergische Reaktionen auf Penicillium sind jedoch wissenschaftlich nachgewiesen. Dabei wurde herausgefunden, dass die entsprechenden Erreger dem Menschen überwiegend in Innenräumen begegnen und dort wiederum vor allem verderbende Nahrungsmittel und Bio-Abfälle bevölkern. Die besten Bedingungen dafür finden sie bei einer Luftfeuchtigkeit von 80 Prozent aufwärts sowie Temperaturen zwischen 20 und 25 °C vor.
Die Pilze können auch dann in Nahrungsmitteln vorkommen, wenn diese äußerlich keine Schimmelspuren aufweisen. Allergiker entwickeln die Symptome gegen die speziellen Erreger vor allem dann, wenn sie Alkohol getrunken haben oder Käse, stark gesalzene und hefehaltige Lebensmittel zu sich genommen haben.
Bedeutung & Funktion
Die Schimmelpilzart Penicillium chrysogenum ist der namhafteste Lieferant des Antibiotikums Penicillin. Der von Alexander Fleming untersuchte Stamm wurde lange als Penicillium notatum bezeichnet; heute wird er zur Art Penicillium rubens gestellt. Bereits am Ende des 19. Jahrhunderts wurde entdeckt, dass Schimmelpilze bestimmte Stoffe bilden, die das Wachstum von Körperschädlingen hemmen können. Der Milzbranderreger gehörte zu den ersten Beispielen dafür, dass das Wachstum von Bakterien durch andere Mikroorganismen unterdrückt werden kann.
Penicillin wurde und wird bis heute aus den Pilzen gewonnen und weiterverarbeitet, so dass es in chemisch verwertbarer Form zur Verfügung steht. Es begründete den großen Erfolg der Antibiotika in der Medizin. Die meisten heute eingesetzten Penicilline entstehen inzwischen halbsynthetisch: Der Pilz liefert nur noch das Grundgerüst, das anschließend chemisch abgewandelt wird. Die meisten der heute noch üblichen Antibiotika haben natürliche Vorbilder. Als Erreger echter Infektionen spielen Pinselschimmel dagegen kaum eine Rolle; solche Infektionen treten fast nur bei stark abwehrgeschwächten Menschen auf. Die früher als Penicillium marneffei geführte Art, die in Südostasien schwere Infektionen bei Immungeschwächten auslöst, wird heute der Gattung Talaromyces zugerechnet.
Krankheiten & Beschwerden
Im Magen-Darm-Bereich führen Allergien zu häufigen Bauchschmerzen, Blähungen, Durchfall, wiederholtem Erbrechen und permanenter Übelkeit. Auf der Haut äußern sich allergische Empfindlichkeiten in Ekzemen, Juckreiz, sogenannten Quaddeln (Urtikaria) oder Neurodermitis. Im Allgemeinbefinden machen Abwehrreaktionen gegen Pinselschimmel in Form von Dauermigräne, Schlafstörungen und allgemeiner Schwäche auf sich aufmerksam. Werden sie nicht wirksam behandelt, bringen sie auf Dauer erhebliche Nachteile im täglichen Lebensrhythmus mit sich.
Kann der Arzt eine genaue Diagnose aufstellen, besteht die einfachste Behandlung einer Schimmelpilzallergie im vollständigen oder vorübergehenden Meiden der auslösenden Nahrungsmittel. Parallel dazu werden unter Umständen Medikamente verabreicht, um akute Beschwerden zu vertreiben. Üblich ist der Einsatz von Antihistaminika und Cortisonpräparaten. Die allergische Reaktion selbst wird damit allerdings nicht therapiert.
Welche Lebensmittel im Einzelfall gemieden werden müssen, ergibt sich aus der allergologischen Abklärung; eine vorsorgliche Meidung ohne gesicherte Diagnose ist nicht sinnvoll. Dazu gehören Hefeerzeugnisse, Schimmelkäse, Fruchtsäfte, alkoholische Getränke und sämtliche Fertiggerichte. Große Vorsicht ist auch bei Obstessig, Weintrauben, industriell hergestellten Backwaren, malzhaltigen Produkten, Eiscreme und Tomatenketchup geboten.
Schimmelpilze sind oft auch in essighaltigen Erzeugnissen wie Sauerkraut und Salatdressings vorhanden. Ebenso sollten Allergiker beim Verzehren von Sojasauce und Gemüsebrühe Obacht geben. Nicht zuletzt kann Zitronensäure, die sehr oft als Zusatzstoff in Nahrungsmitteln zum Einsatz kommt, zu allergischen Beschwerden führen. Sie wird großtechnisch mit dem Schimmelpilz Aspergillus niger gewonnen, also nicht mit Pinselschimmeln. Die Zitronensäure ist wiederum Ausgangsstoff weiterer Zusatzstoffe wie zum Beispiel E 380 (Triammoniumcitrat) und E 1505 (Triethylcitrat), die ebenfalls allergische Symptome herbeiführen können.
Bau und Systematik
Der deutsche Name Pinselschimmel gibt das Aussehen des Pilzes unter dem Mikroskop treffend wieder, und der wissenschaftliche tut dasselbe: Das lateinische Wort penicillum bezeichnet einen kleinen Pinsel. Aus dem Geflecht der Pilzfäden ragen aufrechte Träger empor, die sich an ihrem Ende in mehrere Äste teilen. Auf diesen sitzen flaschenförmige Zellen, von denen die Sporen wie an einer Perlenschnur abgeschnürt werden – die jüngste Spore liegt dabei stets unten, die älteste außen an der Spitze der Kette. Der ganze Aufbau erinnert an einen Malerpinsel mit gespreizten Borsten. Die Pilzfäden selbst sind durch Querwände unterteilt, wie es für die Schlauchpilze kennzeichnend ist, zu denen die Gattung gehört.
Der nächste bedeutende Verwandte ist Aspergillus, der Gießkannenschimmel. Beide Gattungen stehen einander so nahe, dass sie im Labor gelegentlich verwechselt werden; unterscheiden lassen sie sich an der Form des Sporenträgers. Aspergillus bildet an dessen Ende eine kugelige Anschwellung, von der die sporenbildenden Zellen strahlenförmig nach allen Seiten abgehen – daher der Vergleich mit einer Gießkanne. Penicillium fehlt diese Anschwellung; seine Träger verzweigen sich stattdessen baumartig.
Die Gattung ist in den vergangenen Jahren mehrfach neu geordnet worden, weil der Vergleich des Erbguts Verwandtschaften sichtbar machte, die sich am Aussehen nicht ablesen ließen. Eine Reihe von Arten, die früher zu Penicillium gerechnet wurden, ist dabei in andere Gattungen überführt worden, allen voran nach Talaromyces. Für den Leser älteren Schrifttums bedeutet das, dass er auf Namen stößt, die heute nicht mehr gültig sind.
Die Entdeckung des Penicillins
Von der Laborbeobachtung bis zum Medikament verging mehr als ein Jahrzehnt. Alexander Fleming, der die wachstumshemmende Wirkung des Schimmels an seinen Bakterienkulturen bemerkt und beschrieben hatte, gelang es nicht, den wirksamen Stoff in nennenswerter Menge und in reiner Form zu gewinnen; die Beobachtung blieb daher zunächst eine Randnotiz der Fachliteratur.
Erst am Ende der 1930er Jahre nahm eine Arbeitsgruppe um Howard Florey und Ernst Boris Chain im englischen Oxford die Sache wieder auf. Ihr gelang es, den Wirkstoff anzureichern und im Tierversuch sowie danach am Menschen zu erproben. Weil England im Krieg stand und für eine großtechnische Herstellung weder Mittel noch Anlagen hatte, wurde die Arbeit in den Vereinigten Staaten fortgesetzt. Dort fand man zwei Schlüssel zum Erfolg: einen Nährstoff aus der Maisstärkegewinnung, der die Ausbeute vervielfachte, und einen leistungsfähigeren Pilzstamm, der auf einer verschimmelten Zuckermelone von einem Markt gefunden wurde. Nahezu alle später genutzten Produktionsstämme gehen auf diesen Fund zurück, nachdem er durch Bestrahlung weiter auf hohe Ausbeute getrimmt worden war. Fleming, Florey und Chain erhielten 1945 gemeinsam den Nobelpreis für Medizin.
Der Wirkstoff greift an einer Stelle an, die es nur bei Bakterien gibt: Er unterbindet den Aufbau der bakteriellen Zellwand, so dass sich die Keime nicht mehr teilen können, ohne zugrunde zu gehen. Menschliche Zellen besitzen keine solche Wand und bleiben deshalb unbehelligt – das ist der Grund für die gute Verträglichkeit des Penicillins. Aus demselben Grund richtet es gegen Viren nichts aus, denen die Angriffsfläche ebenfalls fehlt, und ebenso wenig gegen Pilze, deren Zellwand aus einem anderen Stoff besteht als die der Bakterien.
Die Entdeckung veränderte die Medizin grundlegend. Erkrankungen, die zuvor regelmäßig tödlich verliefen, wurden binnen weniger Jahre behandelbar. Zugleich zeigte sich früh, dass Bakterien unempfindlich werden können: Ein Enzym, das den Wirkstoff spaltet, war bereits vor dem breiten Einsatz des Penicillins beschrieben worden. Die Antibiotikaresistenz ist damit so alt wie das Antibiotikum selbst.
Penicillium in der Lebensmittelherstellung
Bei den Schimmelkäsen sind zwei Arten im Einsatz, die unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Penicillium roqueforti wächst im Inneren des Käses und bildet dort die blaugrünen Adern; damit er Luft bekommt, wird der Käselaib mit Nadeln durchstochen. Penicillium camemberti dagegen bildet den weißen, filzigen Überzug auf der Oberfläche von Camembert und Brie. Beide Pilze geben Enzyme ab, die Eiweiß und Fett des Käses aufspalten. Dabei entstehen die Stoffe, die den kräftigen Geruch und den scharfen, pikanten Geschmack ausmachen, und der Käse wird von außen oder von innen her weich.
Bei Rohwurst wie Salami übernimmt ein Edelschimmel den weißen Belag auf der Hülle. Er dient nicht allein dem Aussehen: Der Belag schirmt die Wurst gegen Licht und Sauerstoff ab, bewahrt sie vor zu raschem Austrocknen und besetzt die Oberfläche so vollständig, dass unerwünschte Schimmelpilze keinen Platz mehr finden. Die dafür verwendeten Stämme werden eigens daraufhin ausgewählt, dass sie keine Giftstoffe bilden – ein Unterschied ums Ganze gegenüber dem Schimmel, der sich von selbst auf Lebensmitteln ansiedelt.
Die großtechnische Gewinnung von Zitronensäure erfolgt hingegen nicht mit Pinselschimmeln, sondern mit dem nahe verwandten Gießkannenschimmel Aspergillus niger.
Mykotoxine und Lebensmittelverderb
Die Giftstoffe der Pinselschimmel entstehen nicht in jedem Fall und nicht bei jeder Art; ob und wie viel gebildet wird, hängt von Feuchtigkeit, Temperatur und Nährstoffangebot ab. Bekannt sind unter anderem Patulin, das vor allem in faulenden Äpfeln und daraus gewonnenen Säften auftritt, sowie Ochratoxin A, das sich in feucht gelagertem Getreide bildet und den Nieren schadet. Für beide gelten in der Europäischen Union Höchstmengen, die bei Lebensmitteln für Säuglinge und Kleinkinder besonders niedrig angesetzt sind.
Für den Umgang mit verschimmelten Lebensmitteln ist ein Umstand ausschlaggebend: Mykotoxine sind hitzebeständig. Sie werden beim Kochen, Backen und Braten nicht zerstört, auch wenn der Pilz selbst dabei abstirbt. Hinzu kommt, dass die Giftstoffe sich nicht auf die sichtbare Stelle beschränken, sondern in das umgebende Lebensmittel hineinwandern – umso weiter, je weicher und wasserreicher es ist. Deshalb genügt das Wegschneiden des Schimmelflecks bei Brot, Weichkäse, Marmelade oder Obst nicht.
Als Verderbniserreger sind Pinselschimmel deshalb so verbreitet, weil sie anspruchslos sind. Manche Arten wachsen noch bei Kühlschranktemperatur und kommen mit sehr wenig verfügbarem Wasser aus. Das erklärt, warum sie auch auf gesalzenen, gezuckerten oder gekühlten Vorräten erscheinen, auf denen Bakterien längst keine Bedingungen mehr finden.
Weitere Wirkstoffe aus Pinselschimmeln
Penicillin ist nicht der einzige Arzneistoff, der aus dieser Gattung stammt. Griseofulvin, jahrzehntelang das wichtigste zum Einnehmen bestimmte Mittel gegen Pilzerkrankungen der Haut und der Haare, wird von Penicillium griseofulvum gebildet – ein Pilz liefert hier also den Wirkstoff gegen andere Pilze. Aus einem weiteren Pinselschimmel stammt die Mycophenolsäure, die nach Organverpflanzungen eingesetzt wird, um das Immunsystem zu dämpfen.
Von besonderer Tragweite war der Fund des ersten Statins: Ein Stoffwechselprodukt eines Pinselschimmels erwies sich als Hemmstoff jenes Enzyms, mit dem der Körper Cholesterin aufbaut. Aus dieser Entdeckung ging eine ganze Wirkstoffgruppe hervor. Dass ein Schimmelpilz solche Stoffe herstellt, ist kein Zufall: Sie dienen ihm im Wettbewerb mit Bakterien und anderen Pilzen um Nahrung und Raum. Genau diese Waffen macht sich die Arzneimittelforschung zunutze.
Quellen
- Suerbaum, S., Burchard, G.-D., Kaufmann, S. H. E., Schulz, T. F. (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie.
ISBN: 9783662613849
- Hof, H., Dörries, R. (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie.
ISBN: 9783132423558
- Kayser, F. H., Böttger, E. C., Deplazes, P., et al.: Taschenlehrbuch Medizinische Mikrobiologie.
ISBN: 9783132447936
- Fuchs, G. (Hrsg.): Allgemeine Mikrobiologie.
ISBN: 9783132434776
- Madigan, M. T., Bender, K. S., Buckley, D. H., et al.: Brock Mikrobiologie.
ISBN: 9783868943672